(57)【要約】【課題】幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質な人工皮革用繊維質基材の製造方法を提供すること。【解決手段】熱収縮成分を有する繊維を含む不織布を、４０〜１１０℃の温水または水蒸気により収縮させ（収縮工程）、脱水しまたは脱水せずに不織布の含水率を５０〜１５０重量％にし、次いで１０〜１５０メッシュのネットで不織布をはさみながら１００〜１８０℃の温度で乾燥させ（乾燥工程）、不織布の表面を１００〜１８０℃のシリンダーロールに圧着する（平滑化工程）人工皮革用繊維質基材の製造方法。さらには、不織布を構成する繊維が剥離分割型の複合繊維であること、不織布が長繊維不織布であること、乾燥工程前にあらかじめシリコン樹脂を含浸させてなることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱収縮成分を有する繊維を含む不織布を、４０〜１１０℃の温水または水蒸気により収縮させ（収縮工程）、脱水しまたは脱水せずに不織布の含水率を５０〜１５０重量％にし、次いで１０〜１５０メッシュのネットで不織布をはさみながら１００〜１８０℃の温度で乾燥させ（乾燥工程）、不織布の表面を１００〜１８０℃のシリンダーロールに圧着すること（平滑化工程）を特徴とする人工皮革用繊維質基材の製造方法。
【請求項２】
不織布を構成する繊維が、剥離分割型の複合繊維である請求項１記載の人工皮革用繊維質基材の製造方法。
【請求項３】
不織布が長繊維不織布である請求項１または２に記載の人工皮革用繊維質基材の製造方法。
【請求項４】
乾燥工程前にあらかじめシリコン樹脂を含浸させてなる請求項１〜３のいずれか１項記載の人工皮革用繊維質基材の製造方法。
【請求項５】
乾燥工程と平滑化工程が連続しており、不織布をシリンダーロールとネット間でおさえるものである請求項１〜４のいずれか１項記載の人工皮革用繊維質基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維質基材の製造方法に関し、さらに詳しくは人工皮革に最適な繊維質基材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、天然皮革代替物としての人工皮革は、軽さ、イージーケアー、低価格などの特徴が消費者に認められ、衣料用、一般資材およびスポーツ分野などに幅広く利用されるようになっている。しかしながら、市場ではその加工性あるいは着用性の面から天然皮革の有する柔軟性、緻密な構造からくるドレープ性、低反発性をさらに高めた人工皮革が要求され、種々の提案がなされてきている。
【０００３】
例えば特許文献１には、剥離分割型複合繊維からなる不織布を機械的分割処理後に温水により熱収縮させて得られる緻密な人工皮革用の不織布が開示されている。
【０００４】
しかし、一般に不織布は工業的には長いシート状物として処理されるが、温水を含んだ不織布を乾燥させる際に、長さ方向に加工機械の張力がかかり縦伸びが発生し、縦横バランスが崩れるという問題があった。また、たとえば、一般的に乾燥に用いられている幅方向をピンで固定する形式の熱風乾燥機（ピンテンター）では、幅、長さに関しては固定化されるために縦横方向の強伸度などに異方性が生じ、かつ厚さ方向の厚み回復率が高く、不織布の密度、特に最表面層の密度が低下し、表面の平滑性が低下するという問題があった。別の乾燥方法として金属などのドラムシリンダーによる乾燥機も広く用いられているが、シリンダーに密着させる際の不織布にかかる張力によりマシン方向への縦伸びが起こり、かつシリンダーのプレス効果で厚みがへたるという問題があった。
【０００５】
すなわち、従来の方法では、人工皮革用の繊維質基材となる不織布に適した、幅、長さ方向の異方性が少なく、かつ密度が高く、厚さ方向の密度が均質な不織布を得る目的としては不十分なものであった。
【特許文献１】国際公開第９９／２３２８９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質な人工皮革用繊維質基材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の人工皮革用繊維質基材の製造方法は、熱収縮成分を有する繊維を含む不織布を、４０〜１１０℃の温水または水蒸気により収縮させ（収縮工程）、脱水しまたは脱水せずに不織布の含水率を５０〜１５０重量％にし、次いで１０〜１５０メッシュのネットで不織布をはさみながら１００〜１８０℃の温度で乾燥させ（乾燥工程）、不織布の表面を１００〜１８０℃のシリンダーロールに圧着すること（平滑化工程）を特徴とする。
【０００８】
さらには、不織布を構成する繊維が剥離分割型の複合繊維であること、不織布が長繊維不織布であること、乾燥工程前にあらかじめシリコン樹脂を含浸させてなることが好ましい。また、乾燥工程と平滑化工程が連続しており、不織布をシリンダーロールとネット間でおさえるものであることも好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によれば、幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質な人工皮革用繊維質基材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の製造方法は、熱収縮成分を有する繊維を含む不織布を、温水または水蒸気により収縮させる収縮工程と、ネットを用いて乾燥させる乾燥工程と、不織布の表面を加熱したシリンダーロールを用いて圧着させる平滑化工程を経る人工皮革用繊維質基材の製造方法である。
【００１１】
本発明で用いられる熱収縮成分を有する繊維としては、熱により収縮する成分だけで構成された繊維のほか、熱収縮する成分を一部に含む繊維であっても良い。好ましくは、熱収縮率が異なる２以上の成分からなる剥離分割型の複合繊維である。この場合、熱収縮時に複合繊維を構成している各成分の分割がさらに進み、見掛け密度が高く緻密でかつ均質な不織布とすることができる。
【００１２】
また熱収縮する成分としては、５０℃以上１００℃以下で収縮特性を発現するものが好ましい。低い温度で特性を発現するものは後の不織布の収縮工程で品質バラツキの要因になり、高い温度で特性を発現するものは、多くの熱量を必要とし生産性が悪くなる傾向にある。
【００１３】
このような熱収縮成分を有する繊維としては、天然繊維でも良いが、好ましくはポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレンなどの従来公知の繊維形成可能な合成樹脂を用いることが好ましい。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートなどが挙げられ、ポリアミドとしては、ナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１２などが挙げられる。中でもポリエチレンテレフタレート及びナイロン−６が、工程性、コスト面で好ましい。このような合成繊維は紡糸温度、引取速度、延伸温度、延伸倍率を調整することにより熱収縮性を付与することが容易である。
【００１４】
またこれらの繊維の単繊度が、０．０１〜１．０ｄｔｅｘであることが好ましい。このような極細繊維とするためには複合紡糸や混合紡糸を用いた合成繊維であることが好ましく、特には熱収縮率の異なる２以上の成分からなる剥離分割型複合繊維であることがさらに好ましい。たとえばポリエステル成分とポリアミド成分からなる剥離分割型の複合繊維である。この場合好ましくはポリエステル成分がポリアミド成分よりも熱収縮率が高い繊維を用いることが好ましい。両成分の熱収縮率差を与えるためには、例えば紡糸温度や延伸温度を低くしたり、引取速度、延伸倍率を下げることによって得ることができる。
【００１５】
本発明で用いる不織布はこのような繊維を一種類または数種類混合して作成したものである。繊維を不織布に形成する方法は、短繊維からのカーディング、交絡処理による方法、あるいは長繊維のダイレクトシート化、交絡処理による方法などの従来から公知の方法が採用できる。特に長繊維不織布に本発明の製造方法を適用した場合、短繊維の不織布に比べ異方性が高くなりがちであるため、より有効である。収縮前の不織布密度としては０．１〜０．３ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
【００１６】
本発明の製造方法では、このように形成された不織布を４０〜１１０℃の温水または水蒸気により収縮させる収縮工程を経ることによって収縮緻密化される。本発明において、不織布の収縮を行わせる工程では加湿することが必須であり、スチームなどの蒸気を使用することもできるが、さらに好ましくは温水を用いることが、熱が均一に伝わるために好ましい。
【００１７】
また、繊維の熱収縮による不織布の好ましい面積収縮率は、１０％以上６０％以下であり、より好ましくは２０％以上５０％以下である。面積収縮率が小さすぎると本発明の緻密かつ均質な構造の不織布が得られない。一方、面積収縮率が大きすぎると見掛け密度の高い繊維複合シートが得られるものの、繊維間の空隙が小さくなり繊維の自由度が損なわれ、最終的に得られる人工皮革のドレープ性が低下する傾向にある。面積収縮率は該不織布繊維成分の熱収縮率、混綿率、交絡度、収縮工程の加熱温度条件によって調節できる。
【００１８】
本発明の製造方法ではこのような収縮工程を経た不織布を、脱水または脱水せずに含水率が５０〜１５０重量％となるように調整することが必要である。スチーム等を用いた場合には脱水しなくても良い場合があるが、通常は脱水することにより不織布に対する含水率を調整する。脱水方法は金属あるいはゴムロール等によるニップによっても良いが、温水を含んだ不織布は風合いが変化しやすいため、風合いを低下させないために真空脱水機で行うことが好ましい。含水率が低すぎると後の乾燥工程、平滑化工程で面を決めることができず、高すぎると乾燥時に非効率である。
【００１９】
本発明の人工皮革用繊維質基材の製造方法では、この含水率を調整した不織布にシリコン樹脂を乾燥工程前にあらかじめ処理しておくことが好ましい。人工皮革とするためのポリウレタンなどの高分子弾性体を含浸する前に、不織布にシリコン樹脂をあらかじめ処理することにより、より柔らかい風合いの人工皮革とすることができる。一般には平滑化工程を経た後の高分子弾性体を含浸する直前に処理する方法もあるが、処理時に面の平滑性が低下するという問題があり、また乾燥工程を再度通さなければならず非効率である。
【００２０】
このときの繊維とシリコン樹脂の割合は、繊維の重量に対し、１〜２０重量％であることが好ましい。さらに好ましくは、３〜１０重量％である。シリコン樹脂の処理量が少ないと最終製品の人工皮革のドレープ性を高めにくい傾向にあり、逆に多すぎると、繊維間の摩擦が小さくなりすぎ、人工皮革の腰がなくなり風合いや引張強度が低下する傾向にある。付与方法としては、例えばシリコン樹脂溶液に浸漬し余分な溶液ロールにより取り除くディップ−ニップ法を採用することができる。
【００２１】
本発明の製造方法ではこのようにして得られた不織布を１０〜１５０メッシュのネットではさみ１００〜１８０℃の温度で熱風乾燥させる。乾燥させる際にはさむネットはステンレス製のものか、耐熱性樹脂製のものが好ましい。メッシュが１５０メッシュよりも細かすぎると乾燥するのに時間を要し、１０メッシュよりも粗すぎると面の凹凸が生じる傾向にある。使用する繊維が熱収縮性を有する成分を含むために乾燥時の熱風の温度は１８０℃以下であることが必要であり、乾燥効率から１００℃以上であることが必要である。この乾燥工程での不織布の含水率は後の平滑化工程を有効にするために３〜１０重量％であることが好ましい。また乾燥工程での不織布の縦伸び率は、張力等を調整して０〜１０％に抑えることが好ましい。
【００２２】
本発明の製造方法では、このようにネットで挟んで乾燥させることにより、乾燥時におけるマシン方向の縦伸び、厚み方向のへたりおよび回復を小さくすることができ、風合いの良好な人工皮革となる人工皮革用繊維質基材を得ることができる。
【００２３】
さらに本発明の製造方法では乾燥工程を経た不織布の一方の表面を１００〜１８０℃のシリンダーロールに圧着すること（平滑化工程）が必要である。シリンダーロールとしては熱効率のいいステンレスなどの金属製であることが好ましい。また、シリンダーロールは、面形成を向上させるためにはできるだけ平滑な鏡面ロールであることが好ましい。乾燥工程の熱風乾燥よりも、シリンダーロールによる乾燥は効率が高いだけではなく、その処理表面をより平滑化する効果がある。ただし含水率が高い不織布を処理した場合、乾燥時に水のマイグレーションが発生し厚さ方向の不織布密度が不均一となるため、シリンダーロールで処理する前にネットを用いた乾燥工程では水分率を３〜１０重量％に調整しておくことが好ましい。
【００２４】
さらには、乾燥工程と平滑化工程が連続しており、乾燥工程ではネット間に不織布を押さえ、平滑化工程ではその片方のネットとシリンダーロールの間に不織布を挟むことが、基材に余分な張力がかからず熱効率性などからも有効である。
【００２５】
本発明の製造方法では、ネットを用いる乾燥工程とシリンダーロールを用いる平滑化工程を採用することにより、収縮工程での湿潤時の厚さに対する平滑化処理後の厚さを１００〜１１０％の範囲とすることができる。このように厚さ変動が少ないことは、不織布製造工程での厚さ方向の密度斑を後の乾燥工程などで少ないままに維持していることを示している。乾燥工程以降で厚さが増大する場合には、その不織布表面の繊維が毛羽立ち局所的に密度が低くなる傾向にある。逆に密度が高くなりすぎる場合には、表面に高密度の層が形成され、内部の低密度部分を両側の高密度の表面がサンドウィッチしたダンボール構造となり風合いが低下する傾向にある。
【００２６】
このようにして本発明で得られた繊維質基材の見掛け密度は０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、より好ましくは０．２５〜０．３５ｇ／ｃｍ３である。厚さとしては０．５〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。面積収縮率および見掛け密度は該不織布繊維成分の熱収縮率、混綿率、交絡度、収縮工程の加熱温度条件、およびシリコン樹脂の付与量によって調節することができる。
【００２７】
このようにして得た本発明の人工皮革用繊維質基材はポリウレタンなどの高分子弾性体を含浸し、高分子弾性体からなる銀面の付与や、表面に存在する繊維をバフ処理したスウェード面を付与することにより、人工皮革とすることができる。本発明の製造方法で得た繊維質基材は幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質であるために、人工皮革となる加工を行った場合にも特に折り曲げ時のしわ感がどのような方向に対しても優れており、天然皮革様の風合いの優れたソフト性とドレープ性に優れた人工皮革となる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例および比較例における部および％は、特に断らない限り重量基準であり、また厚さは以下の方法で測定したものである。
【００２９】
（１）厚さ
厚み測定器（株式会社大栄科学精器製作所、商品名ＰＥＡＣＯＣＫモデルＨ）を使用し、試料１ｃｍ２当たり１８０ｇの荷重を加えた状態で測定する。
【００３０】
［実施例１］
第１成分としてポリエチレンテレフタレート、第２成分として６−ナイロンを用いて、エクストルーダーにて溶融後、中空口金より吐出し、エジェクターにて高速牽引した後、空気流とともに分散板に衝突させ、フィラメントを開繊し、１６分割タイプの多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を補集ネットコンベアーで補集した。両成分の容積比率は５０：５０であり、両成分は交互に配列しており、配列数は１６であった。また剥離分割前の繊維の繊度は５ｄｔｅｘであった。
【００３１】
作成した長繊維不織布をクロスレイヤー機にて目付が２４０ｇ／ｍ２となるように積層後、ニードルパンチ処理を行い、その後、皮革揉み機を通すことにより繊維の分割処理を施し、熱収縮成分を有する極細繊維からなる不織布を作成した。
【００３２】
次に、収縮工程にて７５℃の温水槽の中に６０秒間浸漬させる収縮処理を行った。収縮後の面積収縮率は３０％であった。収縮した不織布を真空脱水機にて含水率を１０１％まで脱水した。次にシリコン樹脂５％溶液（東レダウコーニングシリコーン（株）製ＣＦ−１８００）を処理し、マングルでニップを行い繊維成分に対する溶液付着率を１０８％とした。次いで１００メッシュのステンレス製のネットにはさみ、温風設定温度１７３℃で８分かけて乾燥を行った。最後に不織布の表面を１７３℃の金属製のシリンダーロールにネットを用いて圧着し、人工皮革用繊維質基材を作成した。
【００３３】
乾燥工程における縦伸びは０．５％、湿潤状態から平滑化工程までの厚さ変化は＋１．７％（１．１７ｍｍから１．１９ｍｍに変化）であった。また、シリコン樹脂の付着量は繊維量に対して１２．８％であった。また得られた人工皮革用繊維質基材は幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質であった。
【００３４】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものの厚さ方向に対する密度斑、および繊維／ポリウレタン樹脂比の変化は非常に小さいものであり、縦横斜め方向に対する異方性も無く、ソフトで高いドレープ性を有する天然皮革様の人工皮革であった。
【００３５】
［実施例２］
実施例１と同様に収縮工程を経た不織布を真空脱水機で含水率を１０４％にした。
その後、シリコン樹脂を付着させずに１００メッシュのステンレス製のネットにはさみ、温風設定温度１３２℃で２．５分かけて乾燥を行い、最後に不織布の表面を１３２℃のシリンダーロールにネットを用いて圧着し、人工皮革用繊維質基材を作成した。
【００３６】
乾燥工程における縦伸びは０．３％、湿潤状態から平滑化工程までの厚さ変化は＋１．９％（１．０５ｍｍから１．０７ｍｍに変化）であった。得られた人工皮革用繊維質基材は幅、長さ方向の異方性が少なく、見かけ密度が高く、厚さ方向の密度が均質であった。
【００３７】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものの厚さ方向に対する密度斑、および繊維／ポリウレタン樹脂比の変化は非常に小さいものであり、縦横斜め方向に対する異方性も無く、若干実施例１よりは硬いもののソフトで高いドレープ性を有する天然皮革様の人工皮革であった。
【００３８】
［比較例１］
実施例１と同様に不織布を収縮処理し、真空脱水機で脱水後、シリコン樹脂付与を行った。
そしてマングルでニップを行い、シリコン樹脂処理液付着量を１０８％に調整した後、ドラムシリンダー型乾燥機で１２０℃で３分かけて乾燥を行った。
【００３９】
乾燥工程における縦伸びは１１．５％、湿潤状態から最終工程までの厚さ変化は１２．８％（１．１７ｍｍから１．０２ｍｍに変化）であった。また、シリコン樹脂の付着量は繊維重量に対して１１．８％であった。得られた人工皮革用繊維質基材は幅、長さ方向の異方性が大きく、厚さ方向に密度斑があった。
【００４０】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものは、厚さ方向に対する繊維／ポリウレタン樹脂比の変化があるものであり、縦横方向に対する異方性も大きい、風合いの劣った人工皮革であった。
【００４１】
［比較例２］
実施例２と同様に不織布を収縮処理し、真空脱水機で含水率を１０４％に脱水した。
その後、実施例２と同じくシリコン樹脂付与を行わずに、ドラムシリンダー型乾燥機で１２０℃で１．５分かけて乾燥を行った。
【００４２】
乾燥工程における縦伸びは１０．５％、湿潤状態から最終工程までの厚さ変化は４．８％（１．０５ｍｍから１．００ｍｍに変化）であった。得られた人工皮革用繊維質基材は幅、長さ方向の異方性が大きく、表面層の繊維密度が高くダンボール構造となるものであった。
【００４３】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものは、表面層と内層の密度斑、および繊維／ポリウレタン樹脂比の変化があるものであり、縦横方向に対する異方性が大きい、風合いの劣った人工皮革であった。
【００４４】
［比較例３］
実施例１と同様に不織布を収縮処理し、真空脱水機で脱水後、シリコン樹脂付与を行った。
そしてマングルでニップを行い、シリコン樹脂処理液付着量を１０８％に調整した後、熱風乾燥機で張力を低くするようにラインスピードを下げ、１２０℃で５分かけて乾燥を行った。
【００４５】
乾燥工程における縦伸びは０．８％、湿潤状態から最終工程までの厚さ変化は６．８％（１．１７ｍｍから１．２５ｍｍに変化）であった。また、シリコン樹脂の付着量は繊維重量に対して１２．３％であった。得られた人工皮革用繊維質基材は、表面が毛羽立っており、厚さ方向に密度斑があった。
【００４６】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものは、表面層に繊維の存在量が少なく風合いの劣った人工皮革であった。
【００４７】
［比較例４］
実施例２と同様に不織布を収縮処理し、真空脱水機で含水率を１０４％に脱水した。
その後、実施例２と同じくシリコン樹脂付与を行わずに、熱風乾燥機で張力を低くするようにラインスピードを下げ、１２０℃で３分かけて乾燥を行った。乾燥時における縦伸びは０．４％、厚みの回復率はであった。
【００４８】
乾燥工程における縦伸びは０．４％、湿潤状態から最終工程までの厚さ変化は１０．９％（１．１０ｍｍから１．２２ｍｍに変化）であった。得られた人工皮革用繊維質基材は、表面が毛羽立っており、厚さ方向に密度斑があった。
【００４９】
得られた人工皮革用繊維質基材にポリウレタン樹脂を含浸し、その表面にポリウレタン樹脂からなる銀面を付与した。このものは、表面層に繊維の存在量が少なく風合いの劣った人工皮革であった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の人工皮革用繊維質基材は、高分子弾性体を含浸、コートすることにより天然皮革様の人工皮革とすることができる。得られた人工皮革は、風合いに優れソフトで高いドレープ性を有し、スポーツシューズ、婦人・紳士靴などの靴用途、競技用各種ボール用途、家具・車輌、内装材、インテリア材などの産業資材用途、手帳・ノート等の装丁用途、衣料用途などに好ましく用いることができる。