[논문]수용성 폴리우레탄을 이용한 인조피혁의 제조와 물리적 특성

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김병희 (부산대학교 섬유공학과) , 이문철 (부산대학교 섬유공학과)

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이러한 문제점을 극복하기 위하여 물리적 특성이 우수한 수분산 폴리우레탄에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 유기용제형 폴리우레탄은 물을 용매로 사용하는 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄으로 바뀌어 가는 추세이다. 본 연구에서는 이러한 수용성 폴리우레탄을 사용하여 환경친화 적인 인조피혁을 제조하고 부직포의 종류에 따른 물성 변화와 부직포의 전처리에 따른 효과, 수지 고형분 함량에 따른 물리적 특성변화에 대해 연구, 검토하였다.

Fig. 11과 Fig, 12에서 수용성 폴리우레탄 고형분 함량이 12%, 30%인 인조피혁의 SEN사진을 비교하였다.
PVA(Poly vinyl alcohol) 전처리는 고형 PVA를 농도별(1%, 3%, 5%, 7%, 9%)로 90℃ 물에 용해시켜 20초 동안 부직포에 함침 후 맹글을 사용 2kgf/cm의 압력을 주어 잔량의 PVA 수용액을 짜내고 110℃로 20분간 열풍 건조하였다.
수용성 폴리우레탄의 고형분 함량에 따른 함침율과 물리적 특성의 변화를 보기 위해 고형분 양을 8%, 10%, 12%, 15%, 20%, 30%로 조절하였으며 각각의 수용성 폴리우레탄에 부직포를 30초간 침적시킨 후 맹글 간격을 부직포 두께의 70%로 하여 잔량의 수용성 폴리우레탄을 제거 후 이를 110℃ 30분간 열풍 건조하였으며, 초극세사 부직포를 사용한 인조피혁은 5% NaOH 수용액에서 욕비 50:1, 90℃에서 60분간 처리하여 감량하였다.

3d)를 탄산나트륨 lg/L와 모노겐 lg/L 수용액에서 80℃, 20분간 정련하여 사용하였다. 수용성 폴리우레탄은 외국 D사에서 제조한 고형분 함량이 45%인 것과 국내 K사에서 제조된 고형분 함량 30%인 것 두 종류를 사용하였다.
2.1 시료

시료로서는 나일론 6/폴리에스테르(PET) 복합섬유(해도형, 36분할, 단섬유 섬도 0.06d) 초극세사 부직포와 일반사 나이론 6 부직포(단섬유 섬도 0.3d)를 탄산나트륨 lg/L와 모노겐 lg/L 수용액에서 80℃, 20분간 정련하여 사용하였다. 수용성 폴리우레탄은 외국 D사에서 제조한 고형분 함량이 45%인 것과 국내 K사에서 제조된 고형분 함량 30%인 것 두 종류를 사용하였다.

UTM Test기를 사용 ASTM D 1682(line speed: 300m/min, 시료의 폭: 1 inch, 길이: 15cm)에 의해 시료에 대해 5회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
UTM Test기를 사용 ASTM D 2262(line speed: 300mm/min, 클램프 간격: 7.5cm, 시료의 폭: 7.5cm, 길이: 15cm, 중간 부분 7.5cm 절단)에 의해 시료에 대해 3회 반복 측정하여 기록된 피크의 평균부하를 계산 값으로 나타내었다.
UTM Test기를 사용 ASTM D 5035(line speed:300mm/min, 시료의 폭: 1 inch, 길이 15cm)에 의해 시료에 대해 5회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

Fig. 7과 Fig. 8은 수용성 폴리우레탄의 고형분 함량에 따른 물리적 특성의 변화를 보기 위해 수지 고형분 양을 8%, 10%, 12%, 15%, 20%, 30%로 조절하여 함침 하였으며 이에 따른 인장강도의 변화를 나타내었으며 수지 고형분 양이 많을수록 인장강도가 증가하는 것을 알 수 있다.
여기서도 PVA농도가 높아질수록 신율이 저하됨을 알 수 있다. 이러한 것을 종합해 볼 때 PVA 전처리시 비접합 구조에 의한 인조피혁의 감성적 측면의 특성을 향상시킬 수 있으나 이로 인해 물성이 떨어진다는 것을 알 수 있다.

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