KR100546461B1 - 신축성이 우수한 인공피혁. - Google Patents

Abstract

본 발명은 신축성이 우수한 인공피혁에 관한 것이다.

본 발명의 인공피혁은 해성분인 알카리 용해성 공중합 폴리에스테르와 도성분인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로 구성되는 해도형 복합섬유 부직포에 폴리우레탄계 고분자 탄성체를 함침한 후 알카리 수용액으로 상기 해성분을 용출하여 제조된다. 본 발명의 인공피혁은 10% 이하 신장시 완전히 탄성회복되고, 100℃ 이하에서 분산염료로 염색이 가능하다.

Description

신축성이 우수한 인공피혁.

본 발명은 신축성이 우수한 인공피혁에 관한 것이다.

최근 인공피혁은 천연피혁 대체용으로 의류 및 신발 등의 소재로 많이 사용되고 있다.

이와 같은 인공피혁은 일반적으로 다음과 같은 공정에 의해 제조된다.

(ⅰ) 해성분 및 도성분 폴리머를 복합방사 및 연신하여 단사섬도가 3∼5 데니어 수준인 해도형 복합섬유를 제조하고, (ⅱ) 이들 해도형 복합섬유에 권축을 부여한 후 절단하여 단섬유(스테이플)을 제조하고, (ⅲ) 상기 스테이플들을 카딩 및 니들펀칭 등의 공정으로 3차원 교락시켜 부직포를 제조하고, (ⅳ) 상기 부직포를 폴리비닐알코올 수용액에 패딩하여 형태를 안정화 시키고, (ⅴ) 여기에 폴리우레탄 용액을 함침시켜 탄성을 갖는 폴리우레탄 함침포를 제조하고, (ⅵ) 상기 함침포를 열압착 또는 열풍압착시킨 후 가성소오다 수용액으로 감량가공하여 부직포내 해성분을 용출시켜 섬유들을 극세화하고, (ⅶ) 상기 폴리우레탄 함침포를 버핑하여 인공피혁을 제조한다.

상기와 같은 공정에 있어서, 지금까지는 국내 공개특허 제 90-10138, 동 90-11937호, 동 93-6245호 등에 기재된 바와 같이 비용출성분(이하 "도성분"이라고 한다)이 나일론 또는 폴리에스테르이고 용출성분(이하 "해성분"이라고 한다)이 공중합 폴리에스테르, 폴리스티렌 또는 폴리에틸렌인 해도형 복합섬유를 주로 사용해 왔다. 그러나 상기 해성분중 폴리스티렌 및 폴리에틸렌은 유기용제에 의해서만 용해가 가능하기 때문에 가격상승 및 작업시 위험성 등의 단점이 있기 때문에, 알카리 용해성이 우수한 공중합 폴리에스테르가 해성분으로 가장 널리 사용되고 있다.

공중합 폴리에스테르는 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 주성분으로 하고, 여기에 이소프탈산 또는 5-소디움 술포이소프탈산을 공중합하는 것으로서 일반 폴리에스테르에 비해 알카리 용해성이 약 5배 이상 향상되는 것으로 알려져 있다. 따라서 지금까지는 해성분이 상기 공중합 폴리에스테르이고, 도성분이 폴리에스테르로 구성된 해도형 복합섬유가 인공피혁 제조용 원사로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 종래 해도형 복합섬유를 사용하는 경우에는

첫째, 해성분을 알카리 수용액으로 용출할 때 내알카리성이 약한 도성분 폴리에스테르가 알카리에 취화되어 인공피혁의 물성이 저하되고,

둘째, 도성분인 폴리에스테르의 염색특성상 고온염색이 필요하기 때문에 인공피혁의 염색이 복잡함과 동시에 고온염색으로 인공피혁의 입모가 손상되고,

셋째, 폴리에스테르의 낮은 탄성회복율에 기인하여 인공피혁의 반발특성이 저하되는 등의 문제가 있다.

한편, 해성분이 상기 공중합 폴리에스테르이고, 도성분이 나일론으로 구성된 해도형 복합섬유로 인공피혁을 제조하는 경우에는 상기와 같은 여러 문제점을 해결할 수 있지만 인공피혁의 신축성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 15% 이하 신장시 완전 탄성회복이 가능한 정도로 신축성이 우수하며, 100℃ 이하에서도 분산염료 염색이 가능하며, 해성분 용출로 인한 도성분의 취화가 적어 물성이 우수한 인공피혁을 제공하고자 한다.

본 발명은 신축성이 우수한 인공피혁에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 해도형 극세섬유 중에서 해성분이 용출된 후 남은 도성분과 폴리우레탄계 고분자 탄성체로 구성되는 인공피혁에 있어서, 상기 도성분이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이고 15% 이하 신장시 완전 탄성회복이 가능한 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 인공피혁에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 본 발명에서 인공피혁 제조에 사용하는 복합섬유는 해성분인 알카리 이용해성 공중합 폴리에스테르와 도성분인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 통상의 해도형 복합섬유용 구금장치로 복합방사한 후 연신하여 제조된다. 복합방사시 해성분은 10∼40 중량%까지, 도성분은 90∼60 중량%까지로 하는 것이 바람직하나 이들의 중량비를 특별하게 한정하는 것은 아니다. 또한 도성분은 해도형 극세사를 구성하는 각 필라멘트의 단면에 적어도 10개 이상 각각 분리되어 배열되고 섬유축 길이방향에 연속하여 있으며, 해성분 용출후의 도성분 한 개의 섬도는 0.01∼0.25 데니어인 것이 바람직하다.

본 발명은 종래 인공피혁의 문제점들을 해결하기 위해서 도성분이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 중간의 탄소수를 갖고, 폴리아미드와 유사한 탄성회복율을 가지면서 내알카리성이 뛰어나고, 신축성, 저온염색성 및 염색견뢰도가 우수한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트인 해도형 복합섬유로 인공피혁을 제조함을 특징으로 한다.

본 발명에서 해도형 복합섬유 제조시 도성분으로 사용되는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올을 축중합하여 제조되며 식(I)과 같은 구조식을 갖는다.

다음으로는 상기와 같이 제조한 해도형 복합섬유를 사용하여 통상적인 인공피혁 제조방법으로 인공피혁을 제조한다. 구체적으로 상기 해도형 복합섬유에 권축을 부여한 후 절단하여 단섬유(스테이플)을 제조한 후 이들을 카딩 및 니들펀칭 등의 공정으로 3차원 교락시켜 부직포를 제조한다. 다음으로는 상기 부직포를 폴리비닐알코올 수용액에 패딩하여 형태를 안정화시킨 후, 여기에 폴리우레탄 용액을 함침시켜 탄성을 갖는 폴리우레탄 함침포를 제조한다. 본 발명에서 사용 가능한 폴리우레탄 탄성체는 매크로글리콜로서 폴리에테르글리콜, 폴리에스테르글리콜, 폴리에테르ㆍ폴리에스테르 공중합글리콜, 폴리카보네이트글리콜 등이 적용 가능하며 디이소시아네이트로는 통상 4,4' - 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 또는 4,4' - 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 등이 있고 저분자량의 디올로는 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜 등이 가능하다.

특히, 저분자량의 디올 대신에 저분자량의 디아민을 사용하면 폴리우레탄 탄성체의 기계적 성질과 열적성질을 증진시킬 수 있다.

이러한 폴리우레탄 탄성체의 디메틸포름아미드용액에 계면활성제 및 착색 안료 등을 첨가하여 함침 용액으로 사용할 수 있다. 계속해서 상기 함침포를 열압착 또는 열풍압착시킨 후 가성소오다 수용액으로 감량가공하여 부직포내 해성분을 용출시켜 섬유들을 극세화하고, 버핑하여 인공피혁을 제조한다.

본 발명의 인공피혁은 도성분이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트인 해도형 복합섬유로 제조되기 때문에 도성분 수지자체의 특성으로 인해 신축성이 매우 우수하여 15 % 이하 신장시 완전 탄성회복된다. 아울러 본 발명의 인공피혁은 염색성이 우수하여 100℃ 이하에서 분산염료 염색이 가능하며, 세섬도화에 따른 염색견뢰도 저하도 없다. 또한 본 발명의 인공피혁은 도성분이 해성분 용출시 알카리에 의해 취화되지 않기 때문에 강도 등의 물성이 우수하다.

본 발명에 있어서 각종 물성은 아래 방법으로 평가한다.

ㆍ 신장후 탄성회복율

ASTM D 2731-72 방법으로 신장 사이클링 한다.

신장 사이클링 전,후의 완전 회복되지 않고 변형된 길이를 측정한 후 이들을 아래식에 대입하여 구한다.

신장 후 탄성회복율(%) = × 100

ㆍ 색도차 및 K/S

컴퓨터 칼라측정기로 측정한다.

ㆍ 염색견뢰도

KS K 0430 방법으로 평가한다.

실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

메틸렌 클로라이드와 트리플로로아세틱 액시드가 50:50인 30℃ 용액에서 측정한 고유점도가 0.88인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 도성분으로 사용하여, 이를 온도가 260℃인 도성분 압출기에서 용융한다.

한편 5-소디움 설포이소프탈산이 5 몰% 공중합된 폴리에스테르를 해성분으로 사용하여, 이를 온도가 285℃인 해성분 압출기에서 용융한다. 각각 압출기에서 용융된 도성분(폴리트리메틸렌 테레프탈레이트)과 해성분 (알카리 이용해성 공중합 폴리에스테르)을 50:50의 중량비로 온도가 285℃이고 도성분의 개수가 36개인 해도형 복합섬유용 방사구금에 공급하여 복합방사한 다음 1,200m/분의 권취속도로 미연신사를 제조한다. 계속해서 미연신사를 3.6배의 연신배율로 연신한 후 길이 51mm, 섬도 3.5 데니어, 크림프수 14개/인치의 복합섬유 스테이플을 제조한다. 제조한 스테이플을 개섬, 카딩하고 40번 바늘로 니들펀칭하여 중량 25g/㎡ 의 3차원 교락 부직포를 제조한다. 상기 부직포는 95℃의 열수에서 5분간 수축시켰을 때 면적수축율이 10% 였다. 이어서, 폴리비닐알콜 5% 수용액을 부직포에 패딩하고 건조하여, 섬유무게에 대하여 고형분 6%를 충전한다. 이어서, 상기 부직포에 탄성을 부여하기 위해 폴리우레탄 12%의 디메틸포름알데히드 용액을 함침한 후 부직포 두께의 90% 갭으로 패딩하고 물에 응고시킨 후 통상의 방법으로 수세, 건조한다. 다음에 더욱 유연한 성질을 갖도록 농도 15% 가성소오다 수용액에 패딩하고 스퀴징한 이온성 침투제 1% 수용액에서 8분간 감량가공을 연속적으로 행하고 80℃의 물에서 수세, 건조한다. 이때 섬유:폴리우레탄의 함량비는 65:35으로 한다.

이어서, 표면 모우 정리를 위해 버핑한 다음 아래와 같은 조건에서 염색한다.

(1) 염색온도 및 시간 : 상압 100 ℃ × 1시간

(2) 염료 : 미케톤 레드(MIKETONE RED) FB (스미토모사 제품) 3% owf

염색후 미고착된 염료의 완전탈락을 위해 50℃인 BK-20 (니카사 제품) 2g/ℓ와 하이드로설파이트 2g/ℓ 세정제 중에서 20분간 처리하여 환원세정한 후 수세하여 인공피혁을 제조한다. 제조한 염색 인공피혁의 물성을 앞에서 설명한 방법으로 평가한 결과는 표 1과 같다.

비교실시예 1

도성분으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정을 해도형 복합섬유 염색 인공피혁을 제조한다.

제조한 염색 인공피혁의 물성을 앞에서 설명한 방법으로 평가한 결과는 표 1과 같다.

< 표 1 > 인공피혁 물성측정 결과

구 분		실 시 예 1	비교실시예 1
신장시 탄성회복율 (%)	5% 신장시	100	98
	10% 신장시	100	90
염색특성	색도차	비교표준	0.31
	K/S	3.508	3.753
	세탁견뢰도 (급)	변 퇴	4.0	4.5
		오 염	3.0	2.5

본 발명의 인공피혁은 신축성이 우수하여 10% 이하 신장시 완전하게 탄성이 회복되며 촉감이 소프트하다. 또한 100℃ 이하에서도 분산염료 염색이 가능하며 해성분 용출시 도성분의 취화가 적어 물성이 우수하다.

Claims (2)

1. 해도형 극세섬유 중에서 해성분이 용출된 후 남은 도성분과 폴리우레탄계 고분자 탄성체로 구성되는 인공피혁에 있어서, 상기 도성분이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이고 10% 이하 신장시 완전 탄성회복이 가능한 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 인공피혁.
2. 1항에 있어서, 100℃ 이하에서 분산염료 염색이 가능한 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 인공피혁.