KR100368622B1 - 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 그것을 함유하는 인공피혁 - Google Patents
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Abstract
필라멘트로부터 만들어진 부직포로서, 섬유형성 열가소성 중합체로부터 형성된 필라멘트를 포함하고, 다음의 조건 (A) 내지 (D)를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
(A) 섬유다발은 부직포의 두께방향에 평행한 어떠한 단면에서 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.
(B) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적은 부직포의 두께방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.
(C) 겉보기 밀도는 0.10-0.50g/cm3이다.
(D) 부직포 표면 상에서 섬유의 절단 단부(cut end)가 표면적 mm2당 5-100개의 범위 내에서 존재한다.
Description
본 발명은 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 그것을 함유하는 인공피혁에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 필라멘트로부터 만들어지고 인공피혁용 기재 직물로서 이롭게 사용될 수 있는 부직포와, 이 부직포를 사용하여 만들어진 인공피혁에 관한 것이다.
피혁 대체물로서 사용되는 인공피혁은 가볍고 취급이 용이하다는 점으로 인해 최근 소비자들 사이에서 인기가 높아지고 있고, 의류, 일반 재료, 스포츠 등의 분야에서 폭넓게 사용되어지고 있다. 그러나, 인공피혁에 유연도, 치밀한 구조로 인해 발생되는 드레이프성 등과 같이 천연피혁에 의해 제공되는 특성이 부여되는 것이 요망되고 있고, 그러한 원하는 특성을 제공하기 위해 몇몇 제안이 이루어져 있다.
특히, 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포와는 달리 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 제조를 위해 스테이플 섬유 이송장치, 개섬(opening)장치,카딩(carding)장치, 크로스랩퍼(crosslapper) 등과 같은 일련의 대형 설비를 필요로 하지 않고, 스테이플 섬유의 뒤엉킨 부직포에 비해 강도면에서 큰 이점을 가지기 때문에, 필라멘트로부터 만들어진 다양한 부직포가 제안되어 있다(일본 특허 공보 제 44-29543 호, 제 60-12465 호 등).
게다가, 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 또한 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포와는 달리 소면 단계를 필요로하지 않기 때문에, 섬유 내에 많은 크림프를 형성할 필요가 없고, 미세한 데니어의 필라멘트로부터 직접 필라멘트 부직포를 만들 수 있고, 섬유들 사이의 공간의 비를 용이하게 감소시켜 부직포를 치밀하게 만들 수 있다.
개선된 외관을 위해, 우수한 유연도 및 우수한 내마모성을 갖는 부직포로서, 수지 및 0.3de 이하의 데니어를 갖는 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 서로 엉킨 부직포를 포함하고, 높은 인열강도를 갖는 부직포가 일본 특허 공보 제 59-42108 호에 제안되어 있다. 그러나, 적어도 하나의 표면은 필라멘트 및 수지에 의해 형성되는 면이고, 수에드조의 직립된 털을 갖는 표면 또는 중합체 단독으로 이루어진 평활한 표면, 즉 "은부착 표면"과 다르다.
일본 공개 공보 제 3-213555 호에는, 2성분의 분할가능한 섬유로 이루어진 부직포가 제안되어 있다. 이 특허 공보에는, 부직포가 의료용도, 가방 등에 사용될 수 있지만, 적어도 섬유형성 성분들 중에서의 수지에 의한 섬유들의 부분적인 결합으로 인한 높은 강도에도 불구하고, 반발이 너무 커서, 특히 의류용 인공피혁으로서는 부적합하다고 기술되어 있다.
또한, 일본 공개 공보 제 10-53948 호에는, 원료 섬유로서의 분할가능한 섬유의 집합체를 니들펀칭(needle punching)에 의해 강제로 뒤엉키게 하는 방법, 또는 고압의 물흐름에 의해 뒤엉키게 하고, 필라멘트를 분할함으로써 얻어진 부직포를 열수축을 위해 끓는 물 또는 흐름 중에서 가열하여 더 치밀화하는 방법이 제안되어 있다.
이러한 방식으로 제조된 부직포를 사용하여 얻어진 인공피혁은 치밀화된 구조도 역시 제공하는 열수축으로 인해 높은 겉보기 밀도를 가져서, 풍부하고 팽팽한 취급특성을 갖지만, 유연도가 부족하고, 고탄성 중합체 등으로 이루어진 막과 같은 코팅이 인공피혁의 표면에 형성된 은부착 인공피혁을 형성하는 경우에는, 인공피혁이 접힐 때 좌굴 주름(buckling crease)이 많이 발생하고, 이것이 고유의 중요한 결함을 이루게되고, 따라서, 그러한 인공피혁, 특히 은부착 인공피혁이 신발, 가방, 장갑 또는 가구를 제조하는데 사용될 때에 발생하는 문제점은 초기 외관 열화이다.
반면에, 수에드조 인공피혁의 경우에서조차도 치밀하고 직립된 털을 갖고 천연피혁과 유사한 유쾌한 표면 촉감을 갖는 인공피혁을 아직 얻을 수 없고, 그러므로 아름다운 외관 뿐만 아니라 유연도 및 제한 신축성의 천연피혁과 같은 느낌을 주는 인공피혁이 요망되어 왔다.
본 발명의 제 1 목적은, 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서, 천연피혁과 같은 유연도와 풍부하고 팽팽한 취급특성을 모두 갖고, 또한 접힐 때 좌굴 주름이생기지 않고 좌굴 주름의 형성에 대해 저항성을 갖는 은부착 인공피혁으로서의 인공피혁 또는 종래기술에서는 존재하지 않았던 아기피부와 유사한 우수한 미세한 촉감을 갖는 누박조 인공피혁을 제조하는데 사용되는 부직포를 제공함으로써 종래기술의 상기 문제점을 극복하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 필라멘트로부터 만들어진 상기 부직포로부터 제조되는 인공피혁을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 포함하는 인공피혁의 두께 방향에 평행한 단면도로서, 도 4의 전자현미경사진(35×)으로부터 스케치한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 포함하는 인공피혁의 두께 방향에 수직인 단면도로서, 도 5의 전자현미경사진(50×)으로부터 스케치한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면을 나타내는 도면으로서, 도 6의 전자현미경사진(200×)으로부터 스케치한 도면이다.
도 4는 실시예 7의 과정에 의해 얻어진 인공피혁의 두께 방향에 평행한 단면에서의 섬유다발의 상태를 나타내는 전자현미경사진(35×)이다.
도 5는 실시예 7의 과정에 의해 얻어진 인공피혁의 두께 방향에 수직인 단면에서의 섬유다발의 상태를 나타내는 전자현미경사진(50×)이다.
도 6은 실시예 3의 과정에 의해 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면에서의 섬유의 절단 단부의 상태를 나타내는 전자현미경사진(200×)이다.
도 7은 비교예 3의 과정에 의해 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포의표면을 나타내는 전자현미경사진(200×)이다.
도 8은 실시예 1에서 제조된 분할가능한 다성분 필라멘트의 측면의 단면 형태를 예시하는 개략적인 도면이다.
도 9는 실시예 2에서 제조된 분할가능한 다성분 필라멘트의 측면의 단면 형태를 예시하는 개략적인 도면이다.
본 발명자들은, 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 기재 직물로서 사용하여 제조된 인공피혁에 있어서 유연도 및 팽팽한 취급특성과 우수한 수에드조 표면 촉감 모두의 원인이고 은부착 피혁이 접힐 때의 좌굴 주름(이하, 간단히 "좌굴 주름"이라 칭함)의 원인인 부직포의 구조에 촛점을 맞추었고, 뒤엉킨 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 부직포 구조의 특성에 대해, 그리고 그것을 형성하는 방법에 대해 예의 연구를 수행하여, 유연도 및 팽팽한 취급특성을 모두 갖는 인공피혁을 위해서는 고밀도의 부직포를 필요로 하고 인공피혁의 두께방향으로 배향된 섬유다발의 개수가 특정한 범위 내에 있을 필요가 있다는 것을 발견하였다.
또한, 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 사용할 때 발생하는 은부착 인공피혁의 좌굴 주름이 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트에 대해 독특한 구조의 결과이고, 분할가능한 미세한 데니어의 필라멘트가 여전히 서로간의 거리가 가까운 집합된 상태에 있고, 다성분 필라멘트로서의 배향의 상태에 있고, 부직포가 800㎛2이상의 거시공간을 포함한다는 것도 발견하였다. 다시 말하자면, 은부착 인공피혁의 좌굴 주름이 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 모노필라멘트로부터 분할함으로써 제조되는 미세한 데니어의 필라멘트 군의 집합에 의해 형성되는 멀티필라멘트 상태 때문에 발생하고, 이로 인해 미세한 데니어의 필라멘트 군에 의해 충전되지 않는 부직포 내에서 거시공간을 형성하는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 뒤엉킴이 발생한다.
반면에, 해도형 다성분 필라멘트로부터 형성된 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 경우에는, 천연피혁과 같은 유연한 느낌 및 풍부하고 팽팽한 취급특성 그리고 누박조 인공피혁의 표면 촉감이 상기 섬유다발을 갖는 특정한 구조에 의해, 그리고 이 섬유다발로부터 발생되는 특성에 의해 얻어질 수 있다는 것도 또한 발견하였고, 이로써 본 발명을 완성하였다.
다시 말하자면, 본 발명의 제 1 목적은 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서, 섬유를 형성하는 열가소성 중합체로부터 형성되는 필라멘트로 이루어지고, 다음의 조건 (A) 내지 (D)를 모두 만족시키는 부직포에 의해 달성될 수 있다.
(A) 섬유다발은 부직포의 두께방향에 평행한 어떠한 단면에서 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.
(B) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적은 부직포의 두께방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.
(C) 겉보기 밀도는 0.10-0.50g/cm3이다.
(D) 부직포 표면 상에서 섬유의 절단 단부가 표면적 mm2당 5-100개의 범위 내에서 존재한다.
본 발명의 제 2 목적은 본 발명에 따르는 부직포 및 그 내부에 함침된 중합탄성체를 포함하고 다음의 조건 (I) 내지 (N)을 모두 만족시키는 인공피혁에 의해 달성될 수 있다.
(I) 섬유다발은 인공피혁의 두께방향에 평행한 어떠한 단면에서 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.
(J) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적은 인공피혁의 두께방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.
(K) 함침된 중합탄성체의 적어도 일부는 섬유들 중에 고정되어 있지 않은 중합탄성체이다.
(L) 인공피혁의 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력 및 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력은 각각 1.5-10kg/cm의 범위 내에 있다.
(M) 인공피혁에 대한 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(g/cm))에 대한 비 그리고 인공피혁에 대한 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도 (Rb(g/cm))에 대한 비는 3-30의 평균값을 갖는다.
(N) 인공피혁의 겉보기 밀도는 0.20-0.60g/cm3이다.
바람직한 실시예의 설명
먼저, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 위한 조건 (A)내지 (D)를 상세히 설명할 것이다. 이 조건들은 종래기술에서는 존재하지 않았던 인공피혁을 얻기 위해 사용될 수 있는 기재 직물로서의, 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 위해서는 필수적이다.
조건 (A)에 따르면, 섬유다발의 개수는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 5-70개의 범위 내에 있어야 한다.
이것은 아래에 설명되는 부직포 단계에서 서로 뒤엉키게 하는 처리에 의해 나타나는 구조이고, 표면에 평행하게 정렬하는 경향이 있는 필라멘트는 부직포의 두께 방향으로 충분히 서로 뒤엉키고, 이로 인해 인공피혁이 제조될 때 강연도가 낮아지고, 유연도와 풍부하고 팽팽한 취급특성 모두와 함께 치밀함이 부여된다. 두께 방향으로의 정렬에 의해, 적합한 압축 탄성을 가지면서 층내 접착강도를 크게 향상시키는 효과를 얻는 것이 가능하다.
섬유다발 내의 필라멘트의 개수가 폭 센티미터당 5개 미만일 경우에는, 상기 효과가 적절히 나타나지 않고, 70개를 초과할 경우에는 실제로 필라멘트를 서로 엉키게하는 것이 어려워지게 된다. 섬유다발의 개수를 위한 바람직한 범위는 10-50개이다.
조건 (B)에 따르면, 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적은 부직포의 두께 방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있어야 한다.
섬유다발은 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 두께 방향에 수직인 어떠한 단면에서도 용이하게 관찰할 수 있고, 상기 특정한 면적 비율을 점유함으로써, 부직포를 충분히 서로 뒤엉키게 하는 구조를 얻고, 이 구조로 인해 인공피혁으로 만들 때 치밀함과 유연함 모두가 가능하게 되고, 누박조 인공피혁으로 만들 때 표면에서의 우수한 직립된 털의 촉감을 가능하게 된다. 점유된 전체비가 3% 미만일 경우에는, 상기 효과가 적절하게 나타나지 않고, 70%를 초과할 경우에는 필라멘트를 실제 서로 뒤엉키게하는 것이 어려워지게 된다. 점유된 면적을 위한 바람직한 범위는 8-50%이다.
부직포의 두께 방향에 수직인 어떠한 단면에서의 섬유다발의 개수는 단면적 mm2당 2-20개인 것이 바람직하다.
본 발명의 부직포를 위한 필수적인 조건인 조건 (A) 및 조건 (B)는 종래기술에 대해 공지된 필라멘트로부터 만들어진 부직포로부터 만들어지는 인공피혁에 의해 나타날 수 없는 유연도를 부여하고, 본 발명에 의해 구체화되는 범위 내에 있게 되는 반발 탄성을 위해 필요한 구조를 제공한다.
조건 (C)에 따르면, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 겉보기 밀도는 0.10-0.50g/cm3이어야 한다. 겉보기 밀도는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 위한 균일한 구조를 제공하고, 팽팽한 취급특성과 필라멘트로부터 만들어진 결과되는 부직포의 드레이프성에 기여하고, 바람직하게는 0.20-0.40g/cm3이다. 겉보기 밀도가 0.10g/cm3미만인 경우에는 균일하고 치밀한 구조를 갖는 부직포를 얻을 수 없고, 0.50g/cm3를 초과할 경우에는 부직포의 드레이프성은 팽팽한 취급특성에도 불구하고열등하다.
조건 (D)에 따르면, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면의 절단 단부는 표면적 mm2당 5-100개의 범위 내에서 존재해야 한다. 이것은 부직포의 표면에 평행하게 정렬되는 경향이 있는 필라멘트의 특정한 절단 정도가 부직포에 유연함을 부여하기 때문이다. mm2당 적어도 5개의 절단 단부가 존재하지 않으면, 절단 단부가 존재함에도 불구하고 유연함이 나타나지 않고, 기술된 방식으로 인공피혁을 제조할 때, 유연함을 얻을 수 없다. 역으로, mm2당 100개를 초과하는 절단 단부가 있는 경우에는, 부직포의 강도가 감소될 것이다. 그러므로, 절단 단부의 개수의 바람직한 범위는 10-50개/mm2이다.
상기 범위는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트가 필라멘트로서 사용될 때에 분할 후의 부직포에서의 절단 단부의 개수에 대해, 그리고 혼합 중합체 필라멘트 및/또는 멀티코어(multicore) 필라멘트가 필라멘트로서 사용될 때에 해(sea) 성분의 압출 및 제거 이전의 부직포에서의 절단 단부의 개수에 대해 적용된다.
이제, "섬유다발" 및 본 발명에 따르는 조건 (A) 및 (B)를 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 그리고 상세히 설명할 것이다. 도 1 및 도 2는, 각각, 본 발명의 실시예 6에서 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 사용하여 얻어진 인공피혁의 두께 방향에 평행한 단면도 및 두께 방향에 수직인 단면도이고, 각각 실시예 6에서 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 사용하여 얻어진 인공피혁의 두께 방향에평행한 단면도 및 두께 방향에 수직인 단면도를 나타내는 전자현미경사진인 도 4 (35×) 및 도 5(50×)로부터 스케치된 것이다.
도 1 및 도 2의 참조부호 1은 본 발명에 따르는 "섬유다발"를 나타내고, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 두께 방향에 대략 평행한 다발 형태로 배치되어 있는 필라멘트를 나타내고, 다발의 크기는 20-500㎛이고, 길이는 부직포의 두께에 평행한 방향에서의 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 두께의 적어도 절반이다. "폭 센티미터당"은 부직포의 두께 방향에 수직인, 부직포의 선택된 단면에서의 직선 거리의 센티미터당을 의미한다.
섬유다발은 바람직하게는 미세한 데니어의 섬유로 이루어지고, 미세한 데니어의 섬유는 치밀하거나 또는 거친 집합체 내에 있고, 미세한 섬유다발을 형성할 수 있는 필라멘트, 예를 들면, 해도형 필라멘트를 사용할 때에, 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 형성한 후에 또는 인공피혁을 얻은 후에 미섬유를 유발할 수 있기만 하면, 섬유의 해 성분의 추출 및 제거 이전에 이것을 사용하는 데에 아무런 문제가 없다.
이제, 본 발명에 따르는 조건 (D)를 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 그리고 상세히 설명할 것이다. 도 3은 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면을 나타내는 도면이고, 실시예 3의 과정에 의해 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면을 나타내는 전자현미경사진인 도 6(200×)으로부터 스케치된 것이다. 도 3의 참조부호 3은 필라멘트의 절단 단부를 나타내고, 이 절단단부는 20/mm2의 밀도로 존재한다.
비교를 위해, 도 7은 종래기술에서 공지된 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면의 전자현미경사진을 나타내고, 이것은 비교예 4에서 얻어진 것이다. 도 7의 사진을, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면을 나타내는 도 6의 사진과 비교함으로써 명확히 알 수 있는 바와 같이, 필라멘트의 절단 단부는 도 7의 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면에 mm2당 1개 존재하고, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포에서의 필라멘트의 절단 단부의 개수를 위한 범위는 바람직한 표면 유연도를 나타내도록 구체화된다.
본 발명에 따르면, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 두께 방향에서의 압축 백분율이 10-30%인 것이 바람직하다. 압축 백분율은 100mm×100mm 샘플을 제조하고, 레벨 플랫폼(level platform) 상에 올리고, 80g/cm2의 하중을 적용하여 샘플의 중앙에서의 두께(A)를 측정하고, 500g/cm2의 하중을 적용하여 동일한 위치에서의 두께(B)를 측정하고나서, [(A-B)/A]×100(%)을 계산함으로써 결정되고, 원래의 두께에 대한 하중 하에서의 부직포의 두께의 감소의 척도의 역할을 하고, 결과되는 부직포의 경도는 압축 백분율이 상기 범위 내에 있을 때에 한층 더 만족스럽다. 압축 백분율이 12-18%의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 필라멘트로부터 만들어진 부직포가 2가지 이상의 성분을 갖는 중합체를 포함하는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트로부터 얻어진 미세한데니어의 필라멘트로 이루어질 때에는, 다음의 조건 (E) 내지 (H)를 만족시키는 것이 바람직하다.
(E) 필라멘트의 데니어가 0.01-0.5de이다.
(F) 부직포의 겉보기 밀도가 0.25-0.45g/cm3이다.
(G) 부직포의 어떠한 단면에서의 공간의 평균 면적이 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 70-300㎛2이다.
(H) 구조가 균일하여 부직포의 어떠한 단면에서의 공간 면적의 표준 편차가 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 200-450㎛2이다.
이제 이 조건들을 설명할 것이다. 조건 (E)에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 구성하는 0.01-0.5de의 데니어를 갖는 단일 필라멘트에 의해, 인공피혁을 제조할 때 중합탄성체를 함침하는 것이 한결 용이하게 되고, 본 발명의 목적 중 1가지인 균일하고 미세한 구조를 갖는 부직포를 얻는 것도 또한 용이하게 된다.
조건 (F)에 따르면, 겉보기 밀도가 0.25-0.45g/cm3인 것이 바람직하고, 0.3-0.40g/cm3인 것이 특히 바람직하다. 이 범위가 만족될 때, 부직포는 더 우수한 팽팽한 취급특성과, 수축에 의한 부직포의 균일한 구조에 의해 나타나는 드레이프성을 갖는다.
조건 (G) 및 (H)에 따르면, 종래기술의 부직포의 거시공간이 800㎛2이상이어서 좌굴 주름을 일으키는데 반해, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 어떠한 단면에서의 평균 공간 면적은 최대 300㎛2으로 제한된다. 그러나, 팽팽한 취급특성과, 좌굴 주름과 관련이 없는 부직포의 드레이프성의 관점에서 보면, 공간 면적이 적어도 70㎛2인 것이 바람직하다. 평균 면적이 70㎛2미만인 경우에는, 결과되는 부직포는 종래기술로는 얻을 수 없는 고밀도 및 균일한 치밀도로 인해 팽팽한 취급특성을 갖지만, 부직포의 드레이프성은 다소 낮아질 것이다.
평균 면적과 유사하게, 종래기술의 부직포의 거시공간이 800㎛2이상이어서 좌굴 주름을 일으키는데 반해, 공간 면적의 표준 편차도 또한 최대 450㎛2로 제한된다. 표준 편차가 450㎛2를 초과한다는 것은 평균값이 본 발명의 목표 범위 내에 있다고 하더라도 거시공간이 확산할 수 있다는 것을 의미하고, 이로 인해 좌굴 주름이 발생하는 경향이 있게 된다. 반면에, 작은 편차는 더 균일한 구조를 위해 바람직하고, 약 200㎛2가 실질적인 한계이다.
다음의 실시예에서 기술되는 바와 같이, 주사전자현미경에 의한 영상분석에 의해 본 발명에 따르는 공간 면적을 측정하였다.
조건 (E) 내지 (H)를 모두 만족시키고 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트로 이루어지는 본 발명에 따르는 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어지는 부직포는, 실질적으로 거시공간을 갖지 않고 균일하고 치밀한 구조를 갖고 유연한 느낌을 주고 좌굴 주름이 발생하지 않는 은부착 인공피혁으로 제조되는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서 유용하다.
또한, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 구성하는 필라멘트가, 섬유형성 열가소성 중합체를 도(island) 성분으로서 함유하고, 폴리올레핀계 중합체를 해 성분으로서 함유하는 해도형 다성분 필라멘트인 경우에는, 혼합 중합체 필라멘트를 위한 해도형 단면 또는 멀티코어 필라멘트를 위한 해도형 단면을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 구성하는 필라멘트는 해도형의 분할가능한 다층형 필라멘트일 수 있고, 각각의 세그먼트가 아래에 기술하는 중합체 혼합물(a) 및 중합체 혼합물(b)를 포함하는 혼합중합체로 이루어진다.
중합체 혼합물(a):
섬유형성 열가소성 중합체(A)를 도 성분으로서 포함하고, 폴리올레핀계 중합체(B)를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.
중합체 혼합물(b):
섬유형성 열가소성 중합체(A')를 도 성분으로서 포함하고, 폴리올레핀계 중합체(B')를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.
필라멘트를 형성하기 위해 사용되는 섬유형성 열가소성 중합체가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 적어도 80몰%의 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 함유하는 공중합된폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 탄성체, 폴리에스테르 탄성체 및 폴리아미드 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택된 어떠한 1가지 또는 그 이상의 중합체일 경우에는, 어떠한 문제점도 발생되지 않는다.
이제, 본 발명의 인공피혁을 설명할 것이다.
본 발명의 인공피혁은, 상기 본 발명에 따르는 부직포 및 그 내부에 함침된 중합탄성체를 포함하고, 다음의 조건 (I) 내지 (N)을 모두 만족시킨다.
(I) 섬유다발이 인공피혁의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.
(J) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적이 인공피혁의 두께 방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.
(K) 함침된 중합탄성체의 적어도 일부가 섬유들 중에 고정되어 있지 않은 중합탄성체이다.
(L) 인공피혁의 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력 및 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력이 각각 1.5-10kg/cm의 범위 내에 있다.
(M) 인공피혁에 대한 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(g/cm))에 대한 비 그리고 인공피혁에 대한 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(g/cm))에 대한 비가 3-30의 평균값을 갖는다.
(N) 인공피혁의 겉보기 밀도가 0.20-0.60g/cm3이다.
조건 (I)에 따르면, 섬유다발은 인공피혁의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재해야 한다. 섬유다발의 개수가 이 범위 내에 있을 때에는, 인공피혁이 적합한 강연도 및 치밀한 구조를 갖고, 또한 유연한 느낌을 주고, 풍부하고 팽팽한 취급특성을 모두 갖는다.
또한, 섬유다발의 개수는 본 발명에 따르는 인공피혁으로 제조되는 부직포를 제공하기 위한 조건이다. 섬유다발의 개수를 위한 바람직한 범위는 10-50개이다.
조건 (J)에 따르면, 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적이 인공피혁의 두께의 방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있어야 한다.
전체 면적은 인공피혁으로서의 치밀도와 유연도 모두에 기여하고, 누박조 인공피혁으로 만들었을 때 표면에서의 우수한 직립된 털의 촉감에 기여하고, 전체 면적이 5% 미만일 때, 상기 효과가 부적합하게 나타나고, 70%를 초과할 때 필라멘트들을 실제 서로 뒤엉키게 하는 것이 어려워지게 된다. 점유된 면적을 위한 바람직한 범위는 8-50%이다.
조건 (K)에 따르면, 부직포 내에 함침된 중합탄성체의 적어도 일부가 섬유들 중에 고정되어 있지 않아야 한다.
대개, 기재의 기능을 하는 부직포 등에 중합탄성체를 함침함으로써 인공피혁에 풍부한 느낌을 제공하지만, 섬유들이 중합탄성체에 의해 완전하게 함께 부착 및 고정될 때, 중합탄성체의 탄성이 인공피혁의 특성에 과도하게 반영되게 되어, 천연피혁의 유연도를 얻을 수 없다.
조건 (L)에 따르면, 인공피혁의 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력 및 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력이 각각 1.5-10kg/cm의 범위 내에 있어야 한다. 인장응력이 1.5kg/cm 미만인 경우에는, 제한 신축성이 불충분하게 되고, 태가 느슨해지는 반면에, 10kg/cm를 초과하는 경우에는 유연도를 얻기 어렵다. 바람직한 범위는 2-6kg/cm이다.
여기서, 인공피혁의 날실 및 씨실 방향은 인공피혁의 두께 방향에 수직인 평면 상에서의 전체 방위 중에서 평면 상에 수직인 2개의 축 방향이고, 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 제조하는 동안의 폭 방향을 씨실 방향으로 나타내고, 다른 방향을 날실 방향으로 나타낸다.
조건 (M)에 따르면, 날실 방향 및 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(단위 g/cm))(σ20/Rb)에 대한 비는 3-30의 평균값을 가져야 한다. 여기서, 강연도(Rb)는 2cm의 곡률반경에 의해 인공피혁을 구부릴 때의 반발력을 나타내고, 그 값이 작으면 유연도가 크다는 것을 나타낸다. 강연도는 0.1-3의 범위 내에 있는 것이 더 바람직하다.
따라서, (σ20/Rb)의 값이 크다는 것은 유연도가 크고 태가 팽팽하다는 것과, 제한 신축성이 크다는 것을 나타내지만, 너무 큰 경우에는 팽팽함을 잃게 된다. 날실 방향 및 씨실 방향을 위한 평균값은 5-20인 것이 바람직하다.
조건 (N)에 따르면, 인공피혁의 겉보기 밀도는 인공피혁의 균일한 구조와 팽팽한 취급특성 및 드레이프성에 기여하고, 겉보기 밀도가 0.20g/cm3미만일 경우에는 균일하고 치밀한 구조를 얻을 수 없고, 겉보기 밀도가 0.60g/cm3를 초과할 경우에는 태가 팽팽하지만 인공피혁은 단단한 느낌을 주게 된다. 결과적으로, 겉보기 밀도가 0.20-0.60g/cm3, 그리고 바람직하게는 0.30-0.50g/cm3의 범위 내에 있는 것이 필수적이다.
사용된 기재가 상기 2가지 이상의 중합체를 포함하는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트로부터 얻어진 미세한 데니어의 필라멘트로 이루어지고 상기 조건 (E) 내지 (H)를 모두 만족시키는 필라멘트로부터 만들어진 부직포일 때, 인공피혁도 또한 다음의 조건 (O) 내지 (Q)를 모두 만족시키는 것이 바람직하다.
(O) 섬유다발이 인공피혁의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 10-50개의 범위 내에서 존재한다.
(P) 인공피혁의 어떠한 단면에서의 공간의 평균 면적이 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 70-140㎛2이다.
(Q) 구조가 균일하여 인공피혁의 어떠한 단면에서의 공간 면적의 표준 편차가 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 80-200㎛2이다.
이제 이 조건들을 설명할 것이다. 조건 (O)에 따르면, 인공피혁이 적합한 강연도를 갖는 구조 및 치밀한 구조를 가지면서, 또한 더 유연한 느낌을 나타내고, 풍부하고 팽팽한 취급특성을 갖는 것이 가능하다. 섬유다발의 개수가 12-30개인 것이 특히 바람직하다. "폭 센티미터당"이란 섬유다발에 수직인, 인공피혁의 단면에서의 직선 거리의 센티미터당을 의미한다.
조건 (P) 및 (Q)에 따르면, 인공피혁에서 사용된 필라멘트로부터 만들어진부직포와 유사하게, 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정되고 필라멘트 및 인공피혁의 단면에 있는 중합탄성체에 의해 형성된 공간의 평균 면적이 70-140㎛2인 것이 바람직하고, 그 표준 편차값이 80-200㎛2의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 존재하는 거시공간이 더 감소된다.
좌굴 주름이 발생되지 않는 은부착 인공피혁을 얻기 위해서는, 수지-함침된 인공피혁이 400㎛2이상의 공간을 갖지 않는 것이 바람직하고, 상기 특정한 범위 내에서는, 은부착 인공피혁으로서 제조되어도 좌굴 주름이 발생되지 않고 한층 더 높은 수준의 유연도 및 드레이프성을 갖는 치밀한 구조를 갖는 인공피혁을 얻는 것이 가능하다.
균일도를 나타내는 표준 편차값이 50-200㎛2의 범위 내에 있는 것이 바람직한데, 이것은 이 범위 내에 있을 때, 거시공간의 확산이 더 억제되고, 은부착 인공피혁의 경우에 발생되는 좌굴 주름이 더 억제되기 때문이다.
본 발명에 따르는 상기 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 인공피혁 내의 섬유다발이 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트로부터 얻어진 섬유다발일 때에는, 분할 후에, 예를 들면, 0.2 데니어의 데니어를 갖는 필라멘트의 개수가 약 10-1000개인 것이 바람직하고, 구조 섬유로서의 다성분 필라멘트가 해도형인 경우에는, 미섬유를 유발하기 이전에(해 성분의 추출 이전에), 예를 들면, 4 데니어의 데니어를 갖는 필라멘트의 개수가 약 1-500개인 것이 바람직하다. 섬유다발의 개수가 이 범위 내에 있는 경우에는, 균일한 구조가 제공되고, 섬유다발의 존재에 의해 얻어진 상기 효과가 더 두드러지게 나타난다. 섬유다발의 측면의 단면 형태는 등방성, 즉 원형인 것이 바람직하고, 타원형과 같이 원형에 가까운 형태일 수 있다.
이제, 본 발명의 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 인공피혁의 제조방법을 설명할 것이다.
부직포를 구성하는 필라멘트는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트 또는 해도형 다성분 필라멘트와 같이 미섬유를 산출할 수 있는 필라멘트이거나, 또는 그로부터 얻어진 미세한 데니어의 필라멘트일 수 있고, 이 필라멘트는 초연신(superdrawing)법 등에 의해 직접 제조된 미세한 데니어의 필라멘트일 수 있지만, 해도형 다성분 필라멘트 또는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트가 특히 바람직하다.
필라멘트의 측면의 단면 형태는 원형, 타원형, 직사각형, 다엽형 단면, 속이 빈 단면 등과 같은 어떠한 공지의 측면의 단면 형태일 수 있다.
필라멘트를 구성하는 열가소성 중합체는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 탄성체 등의 이제까지 알려진 열가소성 중합체일 수 있고, 방향족 폴리아미드, 플루오르화 중합체 등도 또한 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 목적에 방해가 되지만 않는다면, 카본블랙, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화실리콘, 탄산칼슘, 마이카, 미세한 금속 분말, 유기 안료, 무기 안료 등이 첨가될 수도 있고, 이들 첨가제는 중합체에 대한 착색 효과와, 중합체의 용융 점도를 상승 또는 저하시키는 효과도 또한 갖고, 필라멘트의 측면 단면의 면적 및 형태를 조절하는데 효과적이다.
이제, 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 제조를 설명할 것이다. 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 구성하는 섬유형성 열가소성 중합체는 서로 상용성이지만 않다면 어떠한 중합체의 조합일 수 있고, 그 중에서, 폴리에스테르 및 폴리아미드 조합이 특히 바람직하다.
이 경우에, 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 폴리에스테르 등을 언급할 수 있지만, 결정화방지 성분이 공중합되거나 포함된 폴리에스테르가 특히 바람직하고, 이것은 뒤엉키게하고 분할한 후에 열수축율을 증가시킬 수 있다.
이 폴리에스테르들은 단독으로 또는 2가지 이상의 조합으로서 사용될 수 있는데, 예를 들면, 금속염 술포네이트기를 함유하는 폴리에스테르는 술포네이트기를 함유하지 않은 폴리에스테르와 결합될 수 있다.
폴리아미드로서는, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 폴리프탈아미드 등을 언급할 수 있다.
사용될 수 있는 다른 섬유형성 열가소성 중합체로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 탄성체, 폴리에스테르 탄성체, 폴리아미드 탄성체, 폴리올레핀 탄성체 등을 들 수 있다. 본 발명의 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트 중의 열가소성 중합체의 가장 바람직한 조합은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 나일론 6이다.
분할가능한 타입의 다성분 필라멘트는, 2가지 이상의 중합체 성분이 필라멘트의 측면 단면에 방사 방식으로 서로 정렬되어 있는 구조를 갖고, 정렬의 개수가특별히 제한되지는 않는 반면, 공정 흐름 및 분할성의 관점에서 8-24개가 바람직하고, 분할성은 필라멘트의 측면 단면이 속이 비어있는 경우에 더 증가될 수 있다. 이 경우에, 필라멘트의 형성 도중에 분할을 방지하고 이로써 방사 안정성을 추가적으로 향상시키기 위해서는 비어 있는 부분의 백분율이 25% 이하인 것이 바람직하다. 방사 안정성은 필라멘트의 측면 단면적에 대해 속이 빈 부분에서의 면적의 비율이다.
필라멘트의 측면 단면의 전체 면적을 위한 참고자료로서, 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 다중 성분의 각 성분의 비율이 30-70%인 것이 바람직하고, 특히 필라멘트의 분할성 및 방사성의 관점에서는 40-60%인 것이 바람직하다. 이 비율은 정렬의 개수가 짝수이고 단지 2가지 성분이 존재할 때에는 대개 50:50이지만, 비율이 70:30으로 변화될 경우에는 서로 다른 데니어를 갖는 미세한 데니어의 필라멘트들을 필라멘트로부터 만들어진 부직포 내에 포함시키는 것이 가능하다. 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 데니어는 스플릿(split)의 개수 및 분할 후의 데니어로부터 결정될 수 있지만, 일반적으로 1-10de인 것이 바람직하다.
분할가능한 타입의 다성분 필라멘트는, 방사결합법 또는 방사 필라멘트를 저속으로 연신하고나서, 고속 연신 유체로 개섬하면서 권취하거나 또는 메싱된(meshed) 테이블 상에서 부직포로서 연속적으로 메싱한다. 특히 생산성의 관점에서 보면, 노즐로부터 방사된 필라멘트를 고속으로 연신하고 메싱된 테이블 상에 주입하는 결합방사법을 채용하는 것이 바람직하다.
여기서, 고속 연신의 속력은 종래기술에 따르는 공지된 속력의 범위일 수 있고, 이젝터 또는 공기흡입기를 통해 그러한 속력으로 방사된 섬유를 고속 연신할 수 있다. 고속 연신에 의해 얻어진 미세한 필라멘트를 개섬하면서 메싱된 네트 상에서 메싱하고, 이 필라멘트를 네트 상에 메싱하면서 혼합하고, 층으로 만들거나 다른 필라멘트 또는 스테이플 섬유와 혼합할 수 있다.
여기서 사용되는 다른 필라멘트 또는 스테이플 섬유는 본 발명의 효과를 나타낼 수만 있다면 특별히 제한되지는 않지만, 균일하고 치밀한 구조를 갖는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 얻기 위해서는, 혼합되는 다른 필라멘트의 비율이 사용되는 필라멘트의 전체 양의 30% 미만이 것이 바람직하다.
이러한 방식으로 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 다중 시트 내에서 층으로 만들거나 단독으로 사용하고, 필요한 경우에 예비 열접착을 하고, 먼저 권취하거나 강제 삼차원 뒤엉킴을 위해 연속적으로 공급할 수 있다. 뒤엉킴 처리는 니들 펀치 등을 사용하는 니들에 의한 펀칭 방법, 고압의 물 흐름에 의해 필라멘트를 뒤엉키게 하는 방법, 또는 이 방법들의 조합에 의해 필라멘트의 충전상태를 더 치밀화한다.
통상적인 방사결합법에 의해 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 실질적으로 모든 필라멘트가 부직포의 두께 방향에 수직인 평면에 평행하게 정렬되어 있고, 인공피혁용 기재 직물로서 사용될 때 항상 유연도가 부족했었고, 간단한 수축 처리에 의해 부직포로서 치밀한 구조를 얻지만 치밀도 및 유연도는 인공피혁으로 제조될 때 발현되지 않는다.
본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 부직포의 두께 방향에평행하게 정렬된 섬유다발이 특정 범위 내에서 존재하고, 그러므로 섬유다발의 충분한 형성 및 삼차원 뒤엉킴을 위해서는 니들 펀칭에 의한 뒤엉킴이 바람직하다는 것을 특징으로 한다. 섬유다발의 개수가 특정 범위 내에 있으면, 인공피혁으로 제조할 때 유연도를 얻는 것이 가능하다. 섬유다발의 존재로 인해 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 층내 접착강도를 크게 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
그러나, 단순한 니들 펀칭은 필라멘트의 심한 절단을 유발하여 부직포의 강도를 저하시키기 때문에 본 발명에 의해 얻어지는 인공피혁을 제조할 수 없다.
그러므로, 본 발명의 특징은 섬유다발의 개수가 본 발명에 의해 구체화되는 범위 내에 있고, 종래기술의 어떠한 공지된 기법과도 다르게, 부직포를 구성하는 필라멘트가 부분적으로 절단된다. 물론, 부직포의 강도를 저하시킬 정도로 절단되지는 않지만, 이 범위 내에서의 유효 절단은 인공피혁을 제조할 때 가요성 및 유연성 그리고 천연피혁과 같은 느낌을 제공한다. 이 목적을 위해서는, 오일, 니들의 형태, 니들링의 깊이 및 관통부의 개수를 적절하게 결정하는 것이 필요하다. 구체적으로는, 오일은 뒤엉킨 필라멘트들이 느슨해지지 않도록 높은 필라멘트/필라멘트 마찰을 제공하여야 하고, 예를 들면, 지방족 에스테르 또는 폴리실록산이 사용될 수 있다. 니들의 형태는 미늘(barb)의 개수가 많을 수록 더 효과적이고, 이것은 니들 파손이 발생하지 않는 범위로서 1-9개의 미늘일 수 있고, 뒤엉킴성 및 니들 평활도의 관점에서 보면 미늘 깊이가 0.02-0.2mm인 것이 바람직하다. 니들링의 깊이는 니들의 팁에서 미늘까지의 거리에 근거한 다양한 조건을 고려하여 결정되어야하지만, 니들 트랙킹(needle tracking)이 너무 강하지 않은 범위 내에서 깊이가 깊을수록 바람직하다. 관통부의 개수가 300-5000P/cm2인 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 특징은 섬유다발의 개수가 본 발명에 의해 구체화되는 범위 내에 있고, 종래기술의 어떠한 공지된 기법과도 다르게, 부직포를 구성하는 필라멘트가 부분적으로 절단된다는 것이다. 물론, 부직포의 강도를 저하시킬 정도로 절단되지는 않지만, 이 범위 내에서의 유효 절단은 인공피혁을 제조할 때 가요성 및 유연성 그리고 천연피혁과 같은 느낌을 제공한다. 더 구체적으로는, 니들 또는 니들에 대한 손상에 의한 필라멘트의 불필요한 파손을 방지하기 위해서, 오일을 먼저 필라멘트의 중량을 기준으로 0.5-5중량%로 필라멘트의 표면에 적용하여야 한다. 적용된 오일의 타입은 필라멘트들 사이의 그리고 필라멘트와 니들 사이의 마찰을 감소시키지 않으면서 필라멘트의 부분적인 파손을 야기하는 것으로서 선택되어야 한다.
분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 분할을 3차원 뒤엉킴 처리와 동시에 수행하는 것이 바람직하기 때문에, 니들 펀칭 후에 고압의 물 흐름에 의해 뒤엉킴을 수행하는 것이 더 효과적인데, 예를 들면, 중량이 150g/cm2인 부직포를 얻기 위해, 수압이 50-200kg/cm2인 압축된 물 흐름을 0.5-1.5mm의 간격으로 직경이 0.05-0.5mm인 오리피스를 갖는 노즐로부터 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면과 후면에 각각 1-4회 분무할 수 있다.
다른 방법은 뒤엉킴 후의 기계적 및/또는 화학적 분할 처리이고, 사용된 기계적 분할 처리는 롤 사이에서의 가압, 초음파 처리, 충격 처리 또는러빙(rubbing) 처리와 같은 어떠한 공지된 방법일 수 있다. 사용된 화학적 분할 처리는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 구성하는 성분들 중 적어도 1가지의 팽윤을 야기하는 화학 용액, 또는 성분들 중 적어도 1가지를 용해시키는 화학 용액 중에서의 액침과 같은 종래기술의 어떠한 공지된 방법일 수 있다. 이러한 타입의 분할 처리를 단독으로 또는 2가지 이상의 조합으로 수행할 수 있다.
그러한 뒤엉킴 및 분할 처리를 한 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 또한 이완된 상태에서 열수축시키는 것이 바람직하다. 고압의 물 흐름 또는 화학 처리 및 수세의 경우에는, 수축성을 갖지 않는 온도에서 건조한 후에 열수축 처리를 수행하거나, 또는 열수축 처리를 직접 수행할 수 있다.
분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 수축 단계에서의 열수축 성분의 수축율, 서로 뒤엉킨 정도 및 가열 온도, 그리고 다른 필라멘트들의 혼합 정도에 의해 수축 백분율 및 겉보기 밀도를 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 있어서, 부직포가 수축성이 서로 다른 필라멘트로부터 만들어질 때, 부직포 내의 거시공간을 제거하고 균일하고 치밀한 구조를 유발하기 위해서, 필라멘트들은 성분들 중 1가지가 열수축성인 다성분 필라멘트인 것이 바람직하고, 95℃의 온수 중에서 열수축성 성분과 다른 성분의 열수축성 차이가 5-50%, 특히 10-30%인 것이 바람직하고, 0.01-0.5de의 데니어를 갖는 미세한 데니어의 필라멘트의 2가지 이상의 타입의 혼합물을 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 70-100℃의 온수 중에서의 이완된 상태에서의 완만한 수축 처리 및/또는 약 20초 내지 10분 동안의 80-140℃에서의 건조 가열을수행하여 5-50%의 면적 수축 백분율을 갖는 부직포를 얻는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따르는 열수축 백분율은 0.5g/de의 하중 하에서 30분 동안 95℃의 온수 중에서 필라멘트를 수축시킬 때의 수축 백분율로부터 결정하고, (수축 처리 전의 길이 - 수축 처리 후의 길이)/(수축 처리 전의 길이)×100%로 수축 백분율을 계산한다.
면적 수축 백분율은 [(수축 전의 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 면적 - 수축 후의 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 면적)/(수축 전의 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 면적)]×100(%)로 계산한다.
여기서, "이완된 상태"는 필라멘트로부터 만들어진 부직포가 3-30%의 과이송율로 한쪽 방향으로 진행되는 상태를 의미한다. 면적 수축 백분율에 촛점을 맞춘 본 발명의 목적에 따라서, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 진행 방향에 수직인 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 단(hem)은 바람직하게는 비유지(non-held) 상태로 유지되어야 한다. 과이송율은 목표 면적 수축 백분율에 따라서 설정될 수 있지만, 3-30%의 범위 내에서의 과이송율이 5-50%의 면적 수축 백분율을 얻는 것을 용이하게 하기 때문에 바람직하다.
이 이완된 상태에서의 수축 처리의 바람직한 형태는 필라멘트로부터 만들어진 부직포가 부력으로 인해 더 긴장-이완된 상태에서 70-100℃인 것이 바람직한 온수 중에서 수축할 수 있는 형태이고, 이것은 이 범위 내에서 더 철저한 수축 처리를 수행할 수 있기 때문이다. 건조 가열에 의해 수축 처리를 수행할 때, 80-140℃의 분위기 온도가 바람직하고, 이것은 이 범위 내에서 더 철저한 수축 처리를 수행할 수 있기 때문이다.
적어도 5%의 면적 수축 백분율을 얻기 위하여 이완된 상태에서의 수축 처리 시간을 적어도 20초부터 10분까지 적절하게 설정할 수 있지만, 화학적 분할 처리와 동시에 수축 처리를 수행할 때, 분할 처리는 10분을 초과하는 시간을 필요로하고, 분할 처리를 완결하는데 필요한 시간은 적절한 시간으로서 우월하다.
면적 수축 백분율이 5-50%의 범위 내에 있을 때, 더 균일하고 치밀한 구조를 갖는 부직포를 얻는 것이 가능하고, 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 겉보기 밀도가 더 적합하고, 부직포가 한층 높은 수준의 팽팽한 취급 특성 및 드레이프성을 갖는다. 특히, 겉보기 밀도가 뒤엉킴 처리 단계에서 충분히 증가되고 열수축에 의한 치밀화가 면적 수축 백분율의 면에서 10-30%로 설정될 때, 더 완만한 열수축 처리를 수행하여 더 균일하고 치밀한 구조를 갖는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 얻는 것이 가능하다.
그 결과로서, 미세한 데니어의 필라멘트들 사이에서 형성된 공간이 더 정제되고, 필라멘트들 사이의 공간의 부피는 종래의 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 비해 작고, 공간의 개수가 증가하여, 은부착 인공피혁으로 제조될 때조차도 결과되는 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 좌굴 주름에 대한 저항의 이점이 제공된다.
상기 설명은 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트가 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 구성하는 필라멘트로서 사용될 때 채용되는 제조방법에 관한 것이지만, 이제 해도형 다성분 필라멘트를 사용하는 제조방법을 설명할 것이다.
사용된 해도형 다성분 필라멘트는 서로 다른 열수축성을 갖는 2가지 이상의 타입의 섬유형성 열가소성 중합체(분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 위해 언급된 것과 동일한 타입의 중합체)를 도 성분으로서, 그리고 용해에 의해 용이하게 제거할 수 있는 어떠한 원하는 중합체를 해 성분으로서 함유할 수 있다. 공지된 해도형 다성분 필라멘트의 어떠한 측면의 단면 형태를 갖는, 해 성분과 도 성분의 중합체 혼합물을 포함하는 혼합 중합체 필라멘트, 또는 멀티코어/외장 필라멘트를 사용할 수 있다.
또한, 해도형 다성분 필라멘트는 다층 방식으로 함께 결합되고 아래에 기술된 중합체 혼합물(a) 및 중합체 혼합물(b)를 포함하는 혼합 다성분 필라멘트일 수도 있다.
중합체 혼합물(a):
섬유형성 열가소성 중합체(A)를 도 성분으로서 그리고 폴리올레핀계 중합체(B)를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.
중합체 혼합물(b):
섬유형성 열가소성 중합체(A')를 도 성분으로서 그리고 폴리올레핀계 중합체(B')를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.
이 중합체들과 중합체가 혼합된 열가소성 중합체들은 상기 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 구성하는 중합체 타입일 수 있고, 열가소성 중합체(A) 및 (A')와 폴리올레핀 중합체(B) 및 (B')는 각각 동일하거나 서로 다를 수 있다.
필라멘트로부터 만들어진 부직포의 제조 및 뒤엉킴 처리를 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 사용할 때의 방식과 동일한 방식으로 수행할 수 있고, 원하는 용매에 의해 해성분을 용해 및 제거한 후에 3차원 뒤엉킴을 수행하여 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 얻을 수 있다.
필라멘트로부터 만들어진 결과되는 부직포는 누박조 인공피혁을 위한 기재 직물로서의 특정 이점을 갖고서 사용될 수 있지만, 누박조 인공피혁은 은부착 인공피혁의 특징 이외에 만족스러운 인공피혁 표면 촉감을 필요로하기 때문에, 직립된 털의 밀도를 증가시키는 것이 필요하다.
특정한 섬유다발은 본 발명의 특징으로서 여기서 매우 중요하고, 섬유다발이 두께 방향에 평행하게 정렬되어야 하는 것뿐만 아니라, 섬유다발을 구성하는 필라멘트도 또한 부분적으로 절단되어야 하고, 본 발명에 따르는 특정한 섬유다발은 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 사용할 때와 동일한 방식으로 필라멘트의 절단을 위해 수행되는 니들 펀칭에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 분할가능한 타입의 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포 또는 해도형 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포와 같은, 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 인공피혁으로 제조하기 위해 중합탄성체를 함침함으로써 복합물로 만든다.
중합탄성체로서는 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에스테르-에테르 공중합체, 폴리아크릴산-에스테르 공중합체, 폴리우레탄, 네오프렌, 스티렌-부타디엔 공중합체, 실리콘 수지, 폴리아미노산 및 폴리아미노산-폴리우레탄 공중합체, 천연 중합체 수지, 그리고 이것들의 혼합물을 언급할 수 있고, 필요에 따라서 안료, 염료, 가교제, 충전제, 가소제 및 각종 안정화제도 첨가할 수 있다.
폴리우레탄 그리고 폴리우레탄의 다른 수지와의 혼합물은 유연한 느낌을 주므로 중합탄성체로서 사용하기에 바람직하다.
유기 용매 중의 용액 또는 분산액으로서, 또는 수용액 또는 수분산액으로서 본 발명의 부직포 내에 중합탄성체를 함침시킨다. 채용된 응고방법은 종래기술에서 통상 사용된 어떠한 방법일 수 있는데, 예를 들면, 열증감 응고방법이 건조방법으로서 바람직하고, W/O 타입의 에멀션으로부터의 건조에 의한 세공 응고방법이 더 바람직하다. 다른 예로는 중합탄성체의 수혼화성 유기 용매 용액으로 함침된 필라멘트로부터 만들어진 부직포가 세공 응고를 위해 주로 물로 구성된 응고조를 통과하도록 하는 습식 방법을 들 수 있다.
바람직하게는, 중합탄성체의 함침을 위해, 기재 직물의 기능을 하는 부직포를 먼저 실리콘 등의 에멀션으로 처리하거나, 또는 기재 직물의 기능을 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 먼저 PVA와 같은 수용성 중합체로 처리하여 필라멘트의 표면에 중합탄성체가 부착되는 것을 방지하여 구성 필라멘트를 충분히 속박하는 것이 좋다. 필라멘트의 표면을 처리함으로써 필라멘트가 적합한 자유운동을 하고 중합탄성체가 변형 및 외부 응력에 대항할 수 있게 되어, 이로써 유연도가 부여된다.
함침용액 중의 중합탄성체의 농도를 조절함으로써 또는 함침 도중에 함침용액의 습윤 픽업(pick-up)을 조절함으로써 함침된 중합탄성체의 양을 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기재 직물의 기능을 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포와 함침된 중합탄성체의 비는 인공피혁의 전체중량을 기준으로 하여 바람직하게는 97:3 내지 50:50이고, 더 바람직하게는 90:10 내지 60:40이다. 중합탄성체의 비율이 그러한 범위 내에 있을 때, 결과되는 인공피혁은 더 나은 유연도 및 팽팽함을 가질 것이다. 본 발명에 따르면, 인공피혁의 기재 직물의 기능을 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 그 구조 내에 최소한의 거시공간이 존재하고, 균일하여 함침을 위한 중합탄성체의 양이 적은 경우에도 결과되는 인공피혁이 팽팽한 취급특성을 갖게 된다.
본 발명의 인공피혁의 털을 세움으로써, 수에드조 또는 누박조 인공피혁을 만드는 것이 가능하고, 이 경우에는 염색을 하여 그 가치를 더 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 인공피혁은 표면에 중합탄성체의 코팅을 제공함으로써 은부착 인공피혁으로 만들 수도 있다. 종래의 은부착 인공피혁은 기재 직물의 기능을 하는 함침된 부직포의 밀도 및 균일도의 관점에서 만족스럽지 않았고, 좌굴 주름이 발생되는 경향이 있었다. 이 단점을 은부착 인공피혁을 러빙하여 미리 좌굴 주름을 가함으로써 처리하였고, 표면에 제공된 코팅은 필요치 보다 두꺼워야 한다.
대조적으로, 본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로부터 제조된 인공피혁은 표면에 은부착 면으로서 형성된 코팅의 두께에 관계없이 좌굴 주름에 대해 저항성을 갖고, 유연도 및 드레이프성과 함께 팽팽한 취급특성을 갖는다.
코팅을 형성하는데 사용되는 방법은, 예를 들면, 코팅을 이형 시트(releasesheet) 상에 형성하고나서 이형 시트를 함침된 부직포의 표면에 부착하는 적층법, 중합탄성체의 W/O 타입 에멀션을 함침된 부직포의 표면에 도포하고 건조하여 다공성 층을 형성하고나서 엠보싱, 그라비어 인쇄 등을 하여 코팅을 형성하는 방법, 이 다공성 층의 표면에서의 적층에 의해 코팅을 형성하는 방법, 중합탄성체의 수혼화성 유기 용매 용액을 함침된 부직포의 표면에 도포하고, 주로 물로 구성된 응고용액 중에서의 세공 응고를 위한 습식 방법을 사용하여 다공성 층을 형성하고나서 엠보싱, 그라비어 인쇄 등을 하여 코팅을 형성하는 방법, 또는 이 다공성 층의 표면에 적층하여 코팅을 형성하는 방법과 같이 어떠한 공지의 형성 방법일 수 있다.
해도형 다성분 필라멘트가 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 구성하는 필라멘트로서 사용될 때, 결과되는 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 주로 누박조 인공피혁으로 제조될 수 있다.
그 이유는 (1) 초미섬유(ultra microfibre)를 용이하게 얻을 수 있고, (2) 인공피혁이 치밀도와 표면 유연도를 모두 가질 수 있고, (3) 우수한 표면 촉감을 얻을 수 있기 때문에 적합하기 때문이고, 그러한 경우에 해성분의 추출 후에 잔류하는 도 성분의 평균 데니어가 0.0001-0.2de인 것이 특히 바람직하다.
따라서, 다성분 필라멘트 중의 해 성분의 추출은 해도형 다성분 필라멘트가 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 구성 필라멘트로서 선택될 때 필요하고, 사용된 추출 단계는 종래기술의 어떠한 공지된 방법일 수 있고, 우레탄과 같은 중합탄성체를 추출 단계 후에 공간 내에 함침할 수 있고, 도 성분을 중합탄성체의 함침 후에 추출할 수 있거나, 또는 적절한 선택에 따라서 중합탄성체의 함침과 동시에 추출할수 있지만, 단계를 제거하기 위해 도 성분을 중합탄성체의 함침과 함께 추출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포는 이제까지 가능하지 않았던 촉감 및 유연도를 갖는 인공피혁의 제조를 위해 유용하다. 결과되는 인공피혁의 유연도, 표면 패턴, 색, 광택도 등을 조절함으로써, 스포츠화와 같은 신발, 축구공, 농구공, 배구공 등과 같은 다양한 타입의 공, 포트폴리오, 핸드백 및 브리프케이스를 포함하는 모든 종류의 가방류, 소파 및 의자 덮개용 시트, 가구용 시트, 자동차용 시트 등의 시트류, 골프용 장갑, 야구용 장갑, 스키용 장갑 등의 장갑류, 또는 의류, 착용장갑, 벨트 등의 광범위한 목적을 위해 채용하는 것이 가능하다.
이제 실시예에 의해 본 발명을 더 상세히 설명할 것이지만, 본 발명이 실시예에 제한된다고 이해해서는 안된다.
아래에 기술된 방법에 의해 실시예의 측정값들을 측정하였고, 다르게 명기되지 않는 경우에는, 5회의 측정에서 얻은 5개의 서로 다른 측정값들의 평균값이다.
극한 점도(limiting viscosity)
통상의 방법에 따라서 샘플의 용액을 제조하고 35℃에서 측정하여 결정하였다. 사용된 용매는 실시예에서 설명한다.
샘플 두께
1cm 직경 중량 상에서의 0.98N의 하중 하에서 측정하기 위해 두께 측정기("543-101F", Mitsuto제)를 사용하였다.
인장응력, 인장강도 및 절단신도
JIS L-1096의 방법에 따라서, 폭이 1cm이고 길이가 9cm인 샘플을 절단하고, 5cm 간격으로 유지하고, 6cm/분의 인장 속력에서의 신도를 측정하기 위해 범용 인장측정기를 사용하여, 20% 신도(σ20)에서의 응력으로서의 인장응력, 그리고 각각 절단점에서의 하중값 및 신도로서의 인장강도 및 절단신도를 측정하였다.
강연도(Rb)
폭 2cm×길이 9cm의 샘플을 제작하고, 샘플의 길이방향의 단부를 유지장치로 유지하고, 샘플을 90°구부려 U형으로 만들고, U게이지의 측정 팁을 그 단부에 대항하여 가압하고, 하중값을 기록하고, 폭 센티미터당 계산하였다. 단위는 g/cm이고, 강연도는 직물의 유연도를 나타내고, 그 값이 작다는 것은 유연도가 크다는 것을 나타낸다.
20% 인장응력의 강연도에 대한 비
천연피혁은 치밀하고 균일한 구조로 인해 나타나는 "유연도 및 팽팽한 취급특성"을 갖고, 그것의 지표로서 (20% 응력)/(강연도)=(σ20/Rb)를 채용하고, 길이 및 폭의 평균값을 취하였다.
압축 백분율
100mm×100mm 샘플을 제작하고, 레벨 플랫폼 상에 얹고, 샘플의 중앙에서의 두께(A)를 80g/cm2의 하중을 적용하여 측정하였다. 그리고 나서, 동일한 위치에서 500g/cm2의 하중을 적용하여 두께(B)를 측정하고, [(A-B)/A]×100(%)를 계산하였다.
부직포의 두께 방향에 평행하게 정렬된 섬유다발의 개수
부직포의 두께 방향에 평행하게 선택된 단면을 40× 배율에서 전자현미경으로 사진촬영하고, 부직포의 두께 방향에 수직인 선 상의 1cm 거리 내의 섬유다발의 개수를 육안으로 계수하였다.
표면에 평행한 단면에서 섬유다발에 의해 점유된 단위 면적의 백분율
부직포의 표면에 평행한 단면을 50× 배율에서 전자현미경으로 사진촬영하고, 이 사진을 200%까지 더 확대하고, 섬유다발에 해당하는 복사지 표면의 부분을 잘라내고, 그 면적을 측정하고 전체 면적을 더하고, 섬유다발에 의해 점유된 면적의 백분율을 (섬유다발의 전체 면적/사진의 면적)×100(%)로 계산하였다.
부직포 표면의 단위 면적당 필라멘트의 절단 단부의 개수
부직포의 표면을 100× 배율에서 전자현미경사진으로 사진촬영하고, 0.5mm×0.5mm 구획당 필라멘트의 절단 단부의 개수를 계수하고, 5 구획의 평균을 취하고, 이것을 면적당 계산하고, 이것으로부터 면적 1mm2당 필라멘트의 절단 단부의 개수를 결정하였다.
분할 백분율
부직포의 표면을 200× 배율에서 전자현미경으로 사진촬영하고, 100개의 필라멘트의 단면 면적을 측정하고, 전체 면적과 비분할된 필라멘트(예를 들면, 약 2 또는 3 부분으로 분할된 것과 같이 완전히 분할되지 않은 것을 포함함)의 단면적 사이의 차이를 전체 면적으로 나눔으로써 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트의 분할 백분율을 결정하였다. 분할 백분율이 클수록 분할이 더 잘 된다는 것을 나타낸다.
공간의 평균 면적 및 표준 편차
부직포의 단면 및 인공피혁의 단면 내의 필라멘트들 사이의 공간의 평균 면적을 다음의 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정하였다.
(1) 샘플 제작: 측정할 부직포의 단면 샘플을 0.1Pa 이하의 작업 압력 및 800옹스트롬의 코팅 두께의 조건 하에서 Nihon Denshi, KK.제 이온스퍼터링 장치 "JFC-1500"을 사용하는 이온스퍼터링에 의해 금속으로 코팅한다.
(2) 전자현미경검사: 상기 (1)에서 제작된 샘플을 5kV의 가속 전압, 2.2A의 필라멘트 전류 및 15.7초/라인(수평, 60Hz)의 주사 속도의 조건 하에서 Nihon Denshi, KK.제 주사전자현미경 "JSM-6100" 내에 얹고, 관찰을 위해 영상 신호 파형을 CRT 상에 디스플레이하고, 파형의 최대 및 최소 피크 수준을 각각 포텐셜 스케일(potential scale) 상에서 5V 및 0V에 맞추고, 배율을 200×로 설정하여 노출시간을 결정한다.
(3) 영상 처리: 주사현미경으로부터 자동적으로 입력된 영상 상의 "개방 셀의 계수"의 영상 처리의 선택에 의한 측정을 위해 Asahi Kasei, KK.제 고정밀 영상 분석용 시스템 "IP-1000PC"를 사용한다. 이 영상 처리를 위한 이진수 임계값은 영상 분석으로부터 얻어진 휘도 분포의 피크의 최대 피크 수준과 최소 피크 수준 사이의 중앙점에서의 휘도(휘도=0)이다. 임계값에 의해 한정된 휘도의 하부를 공간 부분으로서 추출한다.
(4) 평균 면적 및 표준 편차의 계산: 부직포 단면의 0.25mm2영역 내에 존재하는 추출된 공간 부분의 면적을 측정하고, 동일한 과정을 부직포 단면의 서로 다른 위치에서 적어도 3회 반복하였다. 이러한 방식으로 얻어진 공간 부분의 면적으로부터 평균 면적 및 표준 편차를 계산하였다.
좌굴 주름
길이 및 폭이 4cm인 샘플을 제작하고, 이 샘플을 날실 방향(또는 씨실 방향)으로 단 부분의 단부로부터 1cm 떨어진 구획에 유지하고, 표면이 안쪽으로 구부려진 상태에서 유지된 부분의 간격을 2cm로부터 1cm까지 감소시킬 때 표면에서 발생하는 좌굴 주름의 개수를 육안으로 계수하고, 아래에 열거된 스케일에 따라서 평가하였다. 7개 좌굴 주름 이하의 계수가 실제 사용을 위해서는 적합하다.
◎ 0-2개의 좌굴 주름
○ 3-7개의 좌굴 주름
× 8개 이상의 좌굴 주름
누박 촉감
길이 및 폭이 4cm인 샘플을 제작하고, 샘플의 누박 형성면을 손가락으로 찾아내어 직립된 털의 상태 및 촉감을 측정하고, 이것을 다음의 스케일에 따라서 평가하였다.
◎ 우수한 촉감을 갖는 매우 치밀하고 미세한 직립된 털
○ 약간 거칠지만 우수한 촉감을 갖는 직립된 털
× 보통의 촉감을 갖고 거친 직립된 털
실시예 1
부직포 1의 제조
제 1 성분인, 디메틸 테레프탈레이트를 주성분으로 하는 10몰%의 디메틸 이소프탈레이트 및 10몰%의 에틸렌 글리콜을 함유하는 산 성분의 중축합 polycondensation)에 의해 얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.64임), 그리고 제 2 성분인, 나일론 6(메타 크레졸 중에서의 극한 점도가 1.1임)을 압출기에 공급하고, 개별적으로 용융 반죽한 후에 2g/분의 필라멘트당 방출 속도로 속이 빈 노즐 방사구로부터 방출하고, 3.5kg/cm2의 이젝터 압력에서 고속 연신 한 후에, 공기 흐름에 의해 소산용 보드 상에 충돌시켜 필라멘트를 개섬하고, 도 8에 도시된 것과 같은 16-스플릿 타입 다층 적층물 타입의 단면을 갖는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서 메싱된 테이블 컨베이어 상에 수집하였다. 2가지 성분의 부피비는 50:50이었고, 다르게는 성분들을 16층으로 배치하였다.
다음에, 주로 지방산 금속염과 실리콘으로 구성된 오일을 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 필라멘트 중량을 기준으로 하여 1.5중량%의 유효범위까지 분무하고, 시판 니들(9개의 미늘, 0.08mm의 미늘 깊이)을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 800P/cm2로 니들 펀칭하였고, 그 후에 고압 물 흐름에 의한 뒤엉킴 처리를 전면으로부터 50kg/cm2의 수압에서 1회 그리고 140kg/cm2의 수압에서 2회 수행하고나서,후면으로부터 140kg/cm2의 수압에서 2회 수행하였다. 필라멘트를 니들 펀칭 도중에 부분적으로 절단하였고, 니들의 구부러짐은 발생하지 않았다.
필라멘트로부터 만들어진 부직포를 60초 동안 90℃의 온수조 내에서 액침한 후에, 110℃에서 고온 공기 건조기에 의해 건조하여 부직포 1을 얻었다.
실시예 2
부직포 2의 제조
속까지 단단한 타입의 방사구를 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 1의 과정과 동일한 과정에 의해 부직포 2를 얻었고, 필라멘트 측면의 단면을 도 9에 도시된 형태로 변형하였다.
실시예 3
부직포 3의 제조
니들 펀칭 후에 실온에서 10분 동안 10%의 벤질 알코올 및 2%의 비이온 계면활성제를 함유하는 수성 에멀션 중에 액침하고, 수세 및 압착탈수 후에, 90℃의 온수조 내에서 20분 동안 수축 처리했다는 것을 제외하고는 실시예 1의 과정과 동일한 과정에 의해 부직포 3을 얻었다.
비교예 1
부직포 4의 제조
제 1 성분인, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.63임)와 제 2 성분인 나일론 6(메타 크레졸 중에서의 극한 점도가 1.1임)을 2g/분의 필라멘트당 방출 속도로 방사하고, 통상의 용융 방사법에 의해 1000m/분의 권취 속력으로 권취하여 도 10에 도시된 필라멘트 측면의 단면 형태를 갖는 6.6de의 분할가능한 타입의 다성분 비연신 필라멘트를 얻었다. 그리고나서, 비연신 필라멘트를 40℃의 온수 중에서 2배 연신하여 3.3de의 연신 필라멘트를 얻었다. 그리고나서, 연신 필라멘트를 필라멘트 중량을 기준으로 하여 0.3중량%까지 오일로 코팅하고, 기계적 권축가공을 위해 스터핑 박스(stuffing box)를 통과시키고, 60℃에서 컨베이어 타입의 고온 공기 건조기 내에서 건조하고, 45mm로 절단하여 열수축성 성분을 함유하는 분할가능한 타입의 다성분 스테이플 섬유를 얻었다.
분할가능한 타입의 다성분 스테이플 섬유를 평행 카딩장치에 의해 개섬하고, 결과되는 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포에 크로스랩퍼에 의해 층을 형성하고, 실시예 1과 동일한 타입의 니들을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 400P/cm2로 니들 펀칭하였고, 그 후에 고압 물 흐름에 의한 뒤엉킴 처리를 전면으로부터 50kg/cm2의 수압에서 1회 그리고 140kg/cm2의 수압에서 2회 수행하고나서, 후면으로부터 140kg/cm2의 수압에서 2회 수행하여, 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포를 제조하였다. 부직포를 구성하는 분할가능한 타입의 다성분 스테이플 섬유 중의 분할 백분율을 95%이었다.
20초 동안 75℃의 온수조 내에서 부직포를 액침한 후에, 표면을 19% 수축시키고 320℃에서 고온 공기 건조기에 의해 건조하여 평균 데니어가 0.21de인 부직포 4를 얻었다.
비교예 2a
부직포 5a의 제조
6.4mm의 관통 깊이까지 280P/cm2로 니들 펀칭하기 위해 9개의 미늘 및 0.03mm의 미늘 깊이를 갖는 니들을 사용했다는 것 외에는 실시예 3의 과정과 동일한 과정에 의해 부직포 5a를 얻었다. 결과되는 부직포 내에서 실질적으로 절단 단부가 발견되지 않았다.
비교예 2b
부직포 5b의 제조
사용된 오일이 주로 파라핀계 왁스로 구성된 오일이었다는 것을 제외하고는 실시예 3의 과정과 동일한 과정에 의해 부직포 5b를 얻었다.
비교예 3
부직포 6의 제조
디메틸 프탈레이트에 대하여 10몰%의 디메틸 이소프탈레이트 및 10몰%의 에틸렌 글리콜을 함유하는 산 성분의 중축합에 의해 얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.64임)를 방사 및 연신을 위해 사용하여 2de의 데니어를 갖는 연신 필라멘트를 얻었다. 그리고나서, 연신 필라멘트를 필라멘트 중량을 기준으로 하여 0.3중량%까지 오일로 코팅하고, 기계적 권축가공을 위해 스터핑 박스를 통과시키고, 60℃에서 컨베이어 타입의 고온 공기 원료통과 건조기 내에서 건조하고, 51mm로 절단하여 열수축성 스테이플 섬유를 얻었다. 동일한 방식으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.63임)를 사용하여 2de의 데니어를 갖는 스테이플 섬유를 얻고, 51mm 길이로 절단하였다.
그리고나서, 열수축성 스테이플 섬유의 전체 스테이플 섬유 중량을 기준으로 하여 30중량%의 혼합 비율로 혼합하고, 평행 카딩장치에 의해 개섬되고 카딩된 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포에 크로스랩퍼에 의해 층을 형성하고, 시판 니들(9개의 미늘, 0.08mm의 미늘 깊이)을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 1500P/cm2로 니들 펀칭한 후, 80℃의 온수 중에서 열수축 처리하여 부직포 6을 얻었다.
실시예 4
부직포 7의 제조
도 성분으로서의 나일론 6(메타 크레졸 중에서의 극한 점도가 1.34임) 및 해 성분으로서의 폴리에틸렌(용융 유속: 50)을 50:50의 중량비로 칩과 혼합하고, 압출기에 의해 용융하였고, 그 후에 혼합물을 단일 개구당 1.3g/분의 방출 속도로 원형 개구를 갖는 노즐로부터 방출하고, 2.5kg/cm2의 이젝터 압력에서 고속 연신하고나서, 공기 흐름에 의해 소산용 보드 상에 충돌시켜 필라멘트를 개섬하고, 해도형 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서 메싱된 테이블 컨베이어 상에 수집하였다. 필라멘트의 데니어는 3.8de이었다. 다음에, 주로 지방산 금속염과 실리콘으로 구성된 오일을 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 필라멘트 중량을 기준으로 하여 2중량%의 유효범위까지 분무하고, 시판 니들(9개의 미늘,0.08mm의 미늘 깊이)을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 600P/cm2로 니들 펀칭하여, 부직포 7을 얻었다.
실시예 5
부직포 8의 제조
도 성분으로서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.64임) 및 해 성분으로서의 폴리에틸렌(용융 유속: 50)을 압출기에 의해 개별적으로 용융하고, 단일 개구당 1.3g/분의 방출 속도로 19개의 도 및 원형 개구를 갖는 해도 다성분 타입의 노즐로부터 70:30의 중량비로 방출하고, 2.5kg/cm2의 이젝터 압력에서 고속 연신하였고, 그 후에 공기 흐름에 의해 소산용 보드 상에 충돌시켜 필라멘트를 개섬하고, 해도형 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서 메싱된 테이블 컨베이어 상에 수집하였다. 필라멘트의 데니어는 2.8de이었다. 다음에, 오일을 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 필라멘트 중량을 기준으로 하여 2중량%의 유효범위까지 분무하고, 시판 니들(9개의 미늘, 0.08mm의 미늘 깊이)을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 600P/cm2로 니들 펀칭하여, 부직포 8을 얻었다.
비교예 4
부직포 9의 제조
도 성분으로서의 나일론 6(메타 크레졸 중에서의 극한 점도가 1.34임) 및 해성분으로서의 폴리에틸렌(용융 유속: 50)을 50:50의 중량비로 칩과 혼합하고, 통상의 용융 방사법에 의해 1000m/분의 권취 속력으로 권취한 후, 연신하여 실시예 5에서 얻어진 필라멘트와 동일한 필라멘트 측면의 단면을 갖는 8de의 연신 필라멘트를 얻었다. 그리고나서, 연신 필라멘트를 필라멘트 중량을 기준으로 하여 0.3중량%까지 오일로 코팅하고, 기계적 권축가공을 위해 스터핑 박스를 통과시키고, 60℃에서 컨베이어 타입의 고온 공기 건조기 내에서 건조하고, 45mm로 절단하여 해도형 다성분 스테이플 섬유를 얻었다.
실시예 6
부직포 10의 제조
디메틸 테레프탈레이트를 주성분으로 하는 10몰%의 디메틸 이소프탈레이트 및 10몰%의 에틸렌 글리콜을 함유하는 산 성분의 중축합에 의해 얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(오르토 클로로페놀 중에서의 극한 점도가 0.64임)를 압출기에 공급하여 용융 반죽하였고, 그 후에, 1.1g/분의 필라멘트당 방출 속도로 원형 단면 개구를 갖는 노즐로부터 방출하였고, 3.5kg/cm2의 이젝터 압력에서 고속 연신한 후에, 공기 흐름에 의해 소산용 보드 상에 충돌시켜 필라멘트를 개섬하고, 2de의 데니어를 갖는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서 메싱된 테이블 컨베이어 상에 수집하였다. 다음에, 주로 지방산 금속염과 실리콘으로 구성된 오일을 필라멘트로부터 만들어진 부직포에 필라멘트 중량을 기준으로 하여 1.5중량%의 유효범위까지 분무하고, 시판 니들(9개의 미늘, 0.08mm의 미늘 깊이)을 사용하여 8.7mm의 관통 깊이까지 800P/cm2로 니들 펀칭하였고, 그 후에 90℃의 온수조 내에서 60초 동안 액침하고나서 110℃에서 고온 공기 건조기에 의해 건조하여 부직포 10을 얻었다.
상기 얻어진 부직포들의 특성이 표 1에 열거되어 있다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2a | 비교예 2b | |
| 부직포 No. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5a | 5b |
| 단면 형태 | 속이비어 있음 | 속이비어 있음 | 속이비어 있음 | 속이비어 있음 | 속이비어 있음 | 속이비어 있음 |
| 분할 전의데니어(de) | 3.7 | 3.9 | 3.7 | 3.3 | 3.7 | 3.7 |
| 섬유다발의개수(n/cm) | 14 | 16 | 18 | 9 | 12 | 4 |
| 섬유다발에의해 점유된면적(%) | 9.0 | 10.5 | 12.2 | 4.2 | 8.5 | 2.3 |
| 표면 필라멘트절단 단부의개수(n/mm2) | 24 | 18 | 20 | 136 | 1 | 1 |
| 20% 응력(kg/cm)(MD/CD) | 2.8/2.6 | 2.9/2.7 | 2.8/2.6 | 3.7/1.9 | 2.4/2.3 | 1.8/1.7 |
| σ20/Rb | 15.2 | 17.6 | 9.0 | 6.7 | 6.9 | 6.0 |
| 압축 백분율(%) | 13.4 | 13.5 | 12.4 | 9.8 | 10.3 | 12.3 |
| 면적 수축율(%) | 12 | 9 | 14 | 19 | 16 | 15 |
| 분할 백분율(%) | 95 | 91 | 97 | 95 | 97 | 97 |
| 두께(mm) | 1.32 | 1.33 | 1.32 | 1.29 | 1.33 | 1.33 |
| 겉보기 밀도(g/cm3) | 0.31 | 0.30 | 0.31 | 0.30 | 0.32 | 0.32 |
| 분할 후의데니어(de) | 0.23 | 0.24 | 0.23 | 0.21 | 0.23 | 0.23 |
| 공간의 평균면적(㎛2) | 204.9 | 220.5 | 258.4 | 266.8 | 246.2 | 278.8 |
| 공간 면적의표준 편차(㎛2) | 420.6 | 421.3 | 432.8 | 489.5 | 419.3 | 443.9 |
| 비교예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 6 | |
| 부직포 No. | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 단면 형태 | 속까지단단함 | 속까지단단함 | 속까지단단함 | 속까지단단함 | 속까지단단함 |
| 분할 전의데니어(de) | 2 | 3.8 | 2.8 | 8 | 2 |
| 섬유다발의개수(n/cm) | 1 | 6 | 8 | 0.5 | 12 |
| 섬유다발에의해 점유된면적(%) | 1.9 | 12.2 | 10.3 | 2.1 | 10.3 |
| 표면 필라멘트절단 단부의개수(n/mm2) | 54 | 6 | 7 | 22 | 12 |
| 20% 응력(kg/cm)(MD/CD) | 2.3/1.1 | 1.9/1.2 | 1.8/1.5 | 0.5/0.3 | 2.7/2.2 |
| σ20/Rb | 4.3 | 5.5 | 5.1 | 1.2 | 6.9 |
| 압축 백분율(%) | 6.4 | 16.4 | 15.5 | 32.3 | 11.1 |
| 면적 수축율(%) | 25 | ― | ― | ― | 23 |
| 분할 백분율(%) | ― | ― | ― | ― | ― |
| 두께(mm) | 1.31 | 1.35 | 1.32 | 2.9 | 1.45 |
| 겉보기 밀도(g/cm3) | 0.31 | 0.27 | 0.26 | 0.17 | 0.29 |
| 분할 후의데니어(de) | (2) | ― | ― | ― | ― |
| 공간의 평균면적(㎛2) | 820.5 | ― | ― | ― | ― |
| 공간 면적의표준 편차(㎛2) | 1560.3 | ― | ― | ― | ― |
이제 표 1에 나타난 결과에 대해 논의할 것이다. 실시예 1 내지 실시예 3은 본 발명의 모든 조건을 만족시키고, 결과되는 부직포의 단면은 치밀하고 균일한 구조를 보였다. 특히, 구성 필라멘트가 속이 빈 측면 단면 형태를 갖는 분할가능한 다성분 필라멘트로 이루어진 실시예 1에서 얻어진 부직포는 거칠고 집합된 상태의 필라멘트를 가졌고, 이것은 수축 시에 매우 균일하고 치밀한 구조를 보였다.
반면에, 스테이플 섬유에 의해 구성된 비교예 1 및 비교예 3의 과정에 의해 얻어진 부직포는 실시예의 과정에 의해 얻어진 필라멘트로부터 만들어진 부직포에필적하는 겉보기 밀도 및 공간의 평균 면적을 가졌지만, 이들 부직포들이 스테이플 섬유로부터 만들어졌기 때문에 부직포의 표면 상에서의 섬유의 절단 단부의 개수가 mm2당 100개를 초과하고, 본 발명의 목적인 충분한 유연도 및 적합한 강연도를 갖는 부직포를 얻을 수 없다.
그러나, 비교예 2a에서는, 부직포 표면 상에서의 필라멘트의 절단 단부의 개수가 mm2당 5개 미만이어서, 본 발명의 목적인 충분한 유연도 및 적합한 강연도를 갖는 부직포를 얻을 수 없었다. 비교예 2b에서는 오일을 바꾸었지만, 섬유다발을 적절하게 형성할 수 없었고, 20% 응력이 감소되었고, 비교예 2a에서 보다 강연도가 커서, 부직포는 적절한 유연도를 갖지 않았다.
실시예 4 및 실시예 5는 구성 필라멘트가 해도형 다성분 필라멘트인 필라멘트로부터 만들어진 부직포였고, 비교예 4는 구성 필라멘트가 해도형 다성분 필라멘트인 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포였다. 실시예 4 및 실시예 5는 본 발명의 부직포를 위한 모든 조건을 만족시켰고, 우수한 제한 신축성 및 풍부한 태를 가졌다. 대조적으로, 비교예 4의 부직포는 센티미터당 5개 미만의 섬유다발을 가졌고, 유연함에도 불구하고 팽팽한 취급특성을 갖지 않았다.
실시예 6은 구성 필라멘트가 2.0데니어의 데니어를 갖는 필라멘트인 필라멘트로부터 만들어진 부직포였고, 유연도 및 팽팽한 촉감 면에서 우수한 필라멘트로부터 만들어진 부직포였다.
실시예 7 내지 10, 비교예 5 내지 7
은부착 인공피혁 1 내지 7의 제조
실시예 1 내지 3, 실시예 6 그리고 비교예 1 내지 3에서 제조된 부직포 1 내지 6, 부직포 10을 각각 180%의 픽업(함침 전의 부직포 중량을 기준으로 한 180 중량%의 함침 후의 부직포의 중량)까지 디메틸실록산의 1.4% 수성 에멀션 중에 액침하고, 30분 동안 100℃에서 건조하였다.
그 후에, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 아디페이트 디올 및 트리메틸렌 글리콜을 통상적인 방법에 따라서 사용하여 110kg/cm3의 100% 신도 응력을 갖는 폴리우레탄을 합성하였고, 전체 슬러리 중량을 기준으로 하여 상기 폴리우레탄을 16중량% 함유하는 메틸에틸케톤 슬러리 100중량부에 대해 35중량부의 비율로 물을 분산시킴으로써 제조된 W/O 타입 에멀션으로 부직포를 함침하였고, 표면 상의 과량의 에멀션을 씻어 내고나서, 응고시키고, 70%의 상대 습도 및 45℃의 온도의 분위기 중에서 건조하였다. 또한, 이형 시트 상에 형성된 50㎛ 두께의 폴리우레탄 코팅을 2부분 우레탄계 접착제를 사용하여 부착하였고, 적절한 건조 및 가교반응 후에 이형 시트를 벗겨 내어 은부착 인공피혁 1 내지 7을 얻었다.
실시예 7 내지 10 그리고 비교예 5 내지 7에서 얻어진 인공피혁의 특성이 표 2에 열거되어 있다.
또한, 천연 캥거루 가죽(참조예 1)의 특성, 그리고 나일론 6/폴리에틸렌 테레프탈레이트의 해도형 다성분 스테이플 섬유를 포함하는 인공 피혁과 시판 인공피혁(참조예 2)의 특성도 열거되어 있다.
| 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 5 | 비교예 6a | |
| 은부착 인공피혁No. | 1 | 2 | 3 | 5 | 6a |
| 사용된 부직포 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5a |
| 부직포:수지(비) | 77:35 | 77:35 | 77:35 | 77:35 | 77:35 |
| 두께(mm) | 1.62 | 1.58 | 1.61 | 1.52 | 1.59 |
| 겉보기 밀도(g/cm3) | 0.44 | 0.42 | 0.44 | 0.44 | 0.44 |
| 섬유다발의 개수(n/cm) | 17 | 18 | 18 | 7 | 13 |
| 섬유다발에 의해점유된 면적(%) | 22.0 | 26.3 | 28.9 | 8.7 | 21.2 |
| 인장강도(kg/cm)(MD/CD) | 20.1/16.8 | 25.5/22.1 | 23.5/20.6 | 24.2/17.3 | 20.1/18.9 |
| 절단신도(%)(MD/CD) | 134/111 | 140/148 | 142/148 | 105/144 | 145/149 |
| 20% 응력(kg/cm)(MD/CD) | 3.6/3.6 | 3.5/3.2 | 4.8/3.0 | 6.1/1.8 | 3.9/2.1 |
| σ20/Rb | 4.5 | 5.6 | 5.6 | 6.5 | 2.6 |
| 층내 접착강도(kg/cm) | 5.3 | 6.2 | 7.8 | 2.5 | 7.9 |
| 공간의 평균면적(㎛2) | 98.5 | 103.4 | 111.3 | 145.9 | 138.3 |
| 공간 면적의표준 편차(㎛2) | 140.3 | 150.1 | 136.1 | 221.4 | 159.2 |
| 좌굴 주름 | ◎ | ○ | ○ | × | ○ |
| 비교예 6b | 비교예 7 | 참조예 1 | 참조예 2 | 실시예 10 | |
| 은부착 인공피혁No. | 6b | 7 | ― | ― | 4 |
| 사용된 부직포 | 5b | 6 | ― | ― | 10 |
| 부직포:수지(비) | 77:35 | 77:35 | ― | ― | 77:35 |
| 두께(mm) | 1.58 | 1.57 | 0.75 | 1.53 | 1.69 |
| 겉보기 밀도(g/cm3) | 0.44 | 0.46 | 0.64 | 0.44 | 0.42 |
| 섬유다발의 개수(n/cm) | 5 | 1 | ― | 8 | 14 |
| 섬유다발에 의해점유된 면적(%) | 2.5 | 2.9 | ― | 3.8 | 22.2 |
| 인장강도(kg/cm)(MD/CD) | 15.1/12.2 | 18.1/14.7 | 34.5/32.5 | 16.2/18.0 | 20.2/19.3 |
| 절단신도(%)(MD/CD) | 122/115 | 121/151 | 79/78 | 75/113 | 142/137 |
| 20% 응력(kg/cm)(MD/CD) | 2.2/1.9 | 4.6/3.4 | 4.3/3.5 | 4.3/2.6 | 3.4/3.2 |
| σ20/Rb | 2.2 | 1.0 | 13.0 | 2.7 | 4.1 |
| 층내 접착강도(kg/cm) | 2.8 | 7.0 | 5.2 | 7.3 | 5.8 |
| 공간의 평균면적(㎛2) | 150.2 | 292.1 | ― | 368.1 | ― |
| 공간 면적의표준 편차(㎛2) | 223.2 | 565.2 | ― | 918.8 | ― |
| 좌굴 주름 | × | ○ | ○ | × | ○ |
이제 표 2에 나타낸 결과에 대해 논의할 것이다. 본 발명에 따르는 실시예 7 내지 실시예 9의 과정에 의해 얻어진 인공피혁은 모든 조건을 만족시키고, 결과되는 인공피혁의 단면은 치밀하고 균일한 구조를 가졌다. 치밀하고 균일한 구조 때문에, 날실 및 씨실 방향으로 20% 응력의 비등방성이 나타나지 않았고, 제한 신축성 촉감을 보였고, 인공피혁은 팽팽한 취급특성을 갖고 유연하였다. 또한 인공피혁은 구부릴 때에 좌굴 주름을 갖지 않는 우수한 외관을 가졌다. 또한, 비분할성 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 채용한 실시예 10의 인공피혁은 모든 조건을 만족시켰고, 스테이플 섬유로부터 만들어진 종래의 부직포로 구성된 피혁에 의해얻을 수 없는 유연도 및 팽팽한 취급특성을 모두 가졌다.
반면에, 비교예 5 및 비교예 7은 실시예의 겉보기 밀도와 동등한 겉보기 밀도를 가졌지만, 기재 직물로서 사용된 스테이플 섬유로부터 만들어진 부직포의 섬유다발의 개수가 적기 때문에 유연도를 갖지만 부적절한 강연도를 가졌고, 또한 낮은 층내 접착강도를 보였다.
비교예 6a는 기재 직물로서 사용된 필라멘트로부터 만들어진 부직포의 표면 상에서 필라멘트의 절단 단부를 거의 갖지 않고, 그러므로 피혁은 높은 강연도를 갖고 유연도가 부족하였다. 비교예 6b는 섬유다발을 거의 갖지 않고, 강연도가 높은 반면에, 또한 균일하게 뒤엉킨 상태가 부족하였고, 다수의 좌굴 주름을 가졌다.
특히 거친 구조를 가진, 실시예 7에서 얻어진 인공피혁 및 참조예 2의 인공피혁은, 팽팽한 취급특성을 가졌지만, 안쪽으로 표면을 구부릴 때에 수많은 좌굴 주름이 발견되었다.
실시예 11 및 12, 비교예 8
누박조 인공피혁 1 내지 3의 제조
실시예 4 및 실시예 5 그리고 비교예 4에서 제조된 부직포 7 내지 9를 각각 180%의 픽업(함침 전의 부직포 중량을 기준으로 한 180 중량%의 함침 후의 부직포의 중량)까지 디메틸실록산의 1.4% 수성 에멀션 중에 액침하고, 30분 동안 70℃에서 건조하였다.
그 후에, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 및 폴리부틸렌 아디페이트 디올을 통상적인 방법에 따라서 반응시켜 이소시아네이트를 기준으로 하여 4.5%의 질소 함량을 갖는 폴리우레탄을 얻고나서, 이것을 디메틸포름아미드 용액 중에 용해시켜 폴리우레탄의 디메틸포름아미드(DMF) 용액(15중량% 농도)를 얻었고, 부직포 7 내지 9를 각각 이 용액으로 함침시키고, 응고를 위해 15% 수성 DMF 용액 중에서 더 액침하였다. 40℃의 온수 중에서 적합하게 세척한 후에, 135℃의 고온 공기 챔버 내에서 건조하여 우레탄이 함침된 기재를 얻었다.
기재를 80℃의 톨루엔 중에서 반복적으로 침지하고 닙핑(nipping)하고, 필라멘트 구성 성분의 폴리우레탄 성분을 용해에 의해 제거하여 해도형 다성분 필라멘트로부터 미세한 데니어의 필라멘트를 생성하였다. 그리고나서, 기재 중의 톨루엔을 90℃의 뜨거운 물 중에서 공비 증류에 의해 제거하고, 120℃의 고온 공기 챔버 내에서 건조한 후, 600 메시 사포로 4회 가볍게 버핑하여 누박조 인공피혁 1 내지 3을 산출하였다.
실시예 11 및 실시예 12 그리고 비교예 8의 과정에 의해 얻어진 누박조 인공피혁의 특성이 표 3에 열거되어 있다.
또한, 기재가 나일론 6/폴리에틸렌의 해도형 다성분 스테이플 섬유를 포함하는 부직포인 인공피혁, 참조예 3으로서의 시판 인공피혁의 특성도 열거되어 있다.
| 실시예 11 | 실시예 12 | 비교예 8 | 참조예 8 | |
| 누박조 인공피혁 No. | 1 | 2 | 3 | ― |
| 사용된 부직포 | 7 | 8 | 9 | ― |
| 부직포:수지(비) | 77:38 | 77:38 | 77:38 | ― |
| 두께(mm) | 0.85 | 0.82 | 0.95 | 0.39 |
| 겉보기 밀도(g/cm3) | 0.37 | 0.36 | 0.36 | 0.41 |
| 섬유다발의 개수(n/cm) | 5 | 7 | 0.5 | 1 |
| 섬유다발에 의해유된 면적(%) | 15.6 | 18.9 | 3.4 | 1.8 |
| 인장강도(kg/cm)MD/CD) | 15.7/10.2 | 14.3/10.0 | 13.1/12.2 | 21.9/20.61 |
| 절단신도(%)(MD/CD) | 123/123 | 130/128 | 158/164 | 75/115 |
| 20% 응력(kg/cm)(MD/CD) | 2.6/1.7 | 2.4/1.6 | 0.8/0.4 | 6.0/2.3 |
| σ20/Rb | 10.8 | 9.5 | 1.0 | 2.0 |
| 층내 접착강도(kg/cm) | 3.1 | 3.1 | 3.2 | 2.8 |
| 누박 촉감 | ◎ | ○ | × | × |
이제 표 3에 나타낸 결과에 대해 논의할 것이다. 실시예 11 및 실시예 12의 과정에 의해 얻어진 인공피혁은 균일하고 치밀한 구조와 다수의 섬유다발을 가졌고, 그러므로 σ20/Rb 값에 의해 역시 표시되는 바와 같이 적합한 유연도 및 팽팽한 취급특성을 보였고, 표면도 또한 매우 만족스러운 누박조 촉감을 가졌다.
반면에, 센티미터당 단지 1개의 섬유다발을 갖는, 비교예 8의 과정에 의해 얻어진 인공피혁은, 제한 신축성 촉감이 부족하였고, 또한 팽팽한 취급특성을 갖지 않았다. 참조예 3의 인공피혁은 팽팽한 취급특성을 갖지만, 유연도가 부족하여, 천연피혁과는 다른 촉감을 제공하고, 표면의 누박 촉감도 또한 열등하였다.
실시예 12
실시예 7의 과정에 의해 얻어진 인공피혁을 2개월 동안의 착용 시험에서 신발을 위한 갑피 재료로서 사용하였다. 인공피혁의 유연도로 인해 제조된 신발은 발에 잘 맞았고, 착용 쾌적도는 만족스러웠고, 시험이 종료될 때 내구성에 아무런문제점도 발견되지 않았다.
일련의 대형 설비를 필요로 하지 않으면서, 천연피혁과 같은 유연도와 풍부하고 팽팽한 취급특성을 모두 갖고, 또한 접힐 때 좌굴 주름이 생기지 않고 좌굴 주름의 형성에 대해 저항성을 갖는 은부착 인공피혁으로서의 인공피혁 또는 종래기술에서는 존재하지 않았던 아기피부와 유사한 우수한 미세한 촉감을 갖는 누박조 인공피혁을 제조하는데 사용되는 부직포를 제공하고, 필라멘트로부터 만들어진 상기 부직포로부터 제조되는 인공피혁을 제공할 수 있다.
Claims (12)
- 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서, 섬유형성 열가소성 중합체로부터 형성된 필라멘트를 포함하고, 다음의 조건(A) 섬유다발은 부직포의 두께방향에 평행한 어떠한 단면에서 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.(B) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적은 부직포의 두께방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.(C) 겉보기 밀도는 0.10-0.50g/cm3이다.(D) 부직포 표면 상에서 섬유의 절단 단부가 표면적 mm2당 5-100개의 범위 내에서 존재한다.를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에서 있어서, 부직포의 두께 방향으로의 압축 백분율이 10-30%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에 있어서, 필라멘트가 2가지 이상의 성분을 갖는 중합체를 포함하는 분할가능한 타입의 다성분 필라멘트로부터 얻어진 미세한 데니어의 필라멘트이고, 다음의 조건(E) 필라멘트의 데니어가 0.01-0.5de이다.(F) 부직포의 겉보기 밀도가 0.25-0.45g/cm3이다.(G) 부직포의 어떠한 단면에서의 공간의 평균 면적이 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 70-300㎛2이다.(H) 구조가 균일하여 부직포의 어떠한 단면에서의 공간 면적의 표준 편차가 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 200-450㎛2이다.를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에 있어서, 필라멘트가 도 성분으로서 섬유형성 열가소성 중합체를 그리고 해 성분으로서 폴리올레핀계 중합체를 함유하는 해도형 다성분 필라멘트인 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에 있어서, 필라멘트가 도 성분으로서 섬유형성 열가소성 중합체를 그리고 해 성분으로서 폴리올레핀계 중합체를 함유하는 해도형 멀티코어 필라멘트인 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에 있어서, 필라멘트가 각각의 세그먼트가 다음의 중합체 혼합물(a) 및 중합체 혼합물(b)를 포함하는 혼합 중합체로 이루어진 해도형의 분할가능한 다층 필라멘트인 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포:중합체 혼합물(a):섬유형성 열가소성 중합체(A)를 도 성분으로서 포함하고, 폴리올레핀계 중합체(B)를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.중합체 혼합물(b):섬유형성 열가소성 중합체(A')를 도 성분으로서 포함하고, 폴리올레핀계 중합체(B')를 해 성분으로서 포함하는 중합체 혼합물.
- 제 1 항에 있어서, 섬유형성 열가소성 중합체가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 적어도 80몰%의 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 함유하는 공중합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 탄성체, 폴리에스테르 탄성체 및 폴리아미드 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택된 어떠한 1가지 또는 그 이상의 중합체인 것을 특징으로 하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 부직포로서, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포로부터 해 성분 중합체를 추출 및 제거함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 부직포.
- 제 1 항에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 그 내부에 함침된 중합탄성체를 포함하는 인공피혁으로서, 다음의 조건(I) 섬유다발이 인공피혁의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 5-70개의 범위 내에서 존재한다.(J) 섬유다발에 의해 점유된 전체 면적이 인공피혁의 두께 방향에 수직인 어떠한 단면의 단면적의 5-70%의 범위 내에 있다.(K) 함침된 중합탄성체의 적어도 일부가 섬유들 중에 고정되어 있지 않은 중합탄성체이다.(L) 인공피혁의 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력 및 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)에서의 인장응력이 각각 1.5-10kg/cm의 범위 내에 있다.(M) 인공피혁에 대한 날실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(g/cm))에 대한 비 그리고 인공피혁에 대한 씨실 방향으로의 20% 신도(σ20)의 강연도(Rb(g/cm))에 대한 비가 3-30의 평균값을 갖는다.(N) 인공피혁의 겉보기 밀도가 0.20-0.60g/cm3이다.를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 인공피혁.
- 제 9 항에 있어서, 제 3 항에 따르는 필라멘트로부터 만들어진 부직포 및 그 내부에 함침된 중합탄성체를 포함하고, 다음의 조건(O) 섬유다발이 인공피혁의 두께 방향에 평행한 어떠한 단면에서 폭 센티미터당 10-50개의 범위 내에서 존재한다.(P) 인공피혁의 어떠한 단면에서의 공간의 평균 면적이 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 70-140㎛2이다.(Q) 구조가 균일하여 인공피혁의 어떠한 단면에서의 공간 면적의 표준 편차가 주사전자현미경에 의한 영상분석방법에 의해 측정했을 때 80-200㎛2이다.를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 인공피혁.
- 제 9 항에 있어서, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 따르는 해도형 다성분 필라멘트를 포함하는 필라멘트로부터 만들어진 부직포 내에 중합탄성체를 함침함과 동시에 해 성분 폴리올레핀 중합체를 추출 및 제거함으로써 얻어지고, 0.0001-0.2de의 평균 데니어를 갖는 미세한 데니어의 필라멘트를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공피혁.
- 제 9 항에 있어서, 제 7 항에 따르는 미세한 데니어의 필라멘트로부터 만들어진 부직포를 함침함으로써 얻어지고, 0.0001-0.2de의 평균 데니어를 갖는 미세한 데니어의 필라멘트를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공피혁.
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