JP2005281888A - 熱塑性人工皮革の製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】完成品の品質を安定させると同時に、着用時の心地よさを提供するべく熱塑性人工皮革の製造法を提供する。
【解決手段】熱塑性ポリマーと着色剤を混合した材料を、押出機を経てカレンダロール３０の金属案内ロール３１に導入することでフィルム２０を形成し、該金属案内ロール３１の1〜89度の回転ストロークに合わせて該フィルム２０の厚さ等を均等に分布させると同時に温度を冷まし、該金属案内ロール３１の冷却システム３１１で該フィルム２０の温度を適度に冷ましたら案内ロール３２上のベースとなる布４０上に貼設する。
【選択図】 図３

Description

本発明は熱塑性人工皮革の製造法に係り、特にフィルムが不飽和状態でベースとなる布に滲入並びに固着することにより、完成品が剥離を起こし難く厚さが均等であり、また表面が美しく柔軟性が十分であることから優れた着心地の提供できる人工皮革の製造法に関わる。
台湾特許 第442692号公報日本特許 特開2000-062125号

早期における人工皮革の製造法には、離型紙上に有機溶剤である液体を塗布し、乾燥後に該離型紙をはがすといった方法があり、一般にドライ式と呼ばれるものがある。もう一つの公知における該製造方法としては、織布や不織布の表面に熱可塑性高分子化合物である溶液を塗布し、さらにウェット式凝固法或いはドライ式凝固法と呼ばれる方法により多数の孔を具有する熱可塑性高分子化合層を形成し、該化合層上に更に着色剤を含む樹脂溶液を塗布し、乾燥後に所望の凹凸表面をロールでプレスするという方法がある。
上述のように有機溶剤を大量に使用する方法では環境を破壊する、また凝固法を採用した場合には莫大な時間がかかる上、層状構造に剥離が起こりやすいといった欠点がある。そこで開発されたのが図１の台湾公告広告第442392号の「高強度熱塑性ポリウレタン人工皮革製造法」、及び図２に示す日本特許公開2000‐062125であるが、どちらも熱可塑性ポリウレタン（TPU）を原料とし、押出機１１とカレンダロール１２により織布や不織布１３をフィルム１４状に形成することで環境保護に適った人工皮革製造法を提供している。

しかし上述のような環境保護対応型の方法にも以下のような欠点がある。
先ず熱可塑性ポリウレタン（TPU）が押出し機を経てロール（図１の１５参照）とルーレットロール（図１の１６参照）或いは鏡面ロールの接触ポイントに送り込まれるが、該ロールで送る織布や不織布（図１の１３参照）の接着においては該ロールとルーレットロールの接点によってコントロールされ、人工皮革の基本的構造が形成されるのであるが、この方法では熱可塑性ポリウレタン（TPU）が送り出される速度は室温の影響を大いに受けるため、一定の速度に保つことが難しく、成型されたフィルムの厚さが均等になりにくいといった状況が起こりやすく、また該ロールとルーレットロールと接した後のフィルムは高温状態となっているため、自身の重力を受けることで波を打った状態に型崩れしやすい。つまり人工皮革の品質を良好に保つことが極めて困難となっていることが言える。
また熱可塑性ポリウレタン（TPU）は高温で不織布や織布上にプレスされることでフィルム状になるため、TPUは飽和状態で該不織布や織布の繊維中に浸透し、冷却を経て硬化した後、該織布や不織布の繊維もこれに伴い硬化するのであり、これによって人工皮革には一定の硬さが生じ、製品となって着用した際、体に適度にフィットするような着心地が提供できないといった欠点も有する。
更にTPUによる製品は物性が弱く水に溶解しやすい、また延伸性に乏しいなどの欠点がある他、TPU自体の特徴として粘度が低く気泡が不均等に生じるといった欠点も具えている。
そこでこれらの欠点に鑑み、完成品の柔軟さや強度、表面の美しさ等を含む品質を安定させると同時に、着用時の心地よさを提供するべく本発明の熱塑性人工皮革の製造法を提供する。

先ずフィルム原料の準備において熱塑性ポリマー材料と着色剤を混合し、押出器にてフィルムを形成し、次にフィルムの形成において該フィルムをカレンダロールの金属案内ロール上に導引した後該金属案内ロールの回転ストロークを1〜89度に設定して均等に分布させて該フィルムの熱を冷ました後に該金属案内ロールの冷却システムで更に適当な温度にまで冷まし、最後の貼設の段階で該フィルムを非飽和状態で案内ロール上のベースとなる布上に滲入させてプレスする。

本発明によると、フィルムを適当な温度にまで冷ましてからベースとなる布に非飽和状態で滲入及び貼設することでフィルムの品質が高められること、及びフィルムの材料を改良したことにより完成した人工皮革には多孔構造が形成され、優れた表面の質感と耐磨耗性を同時に提供する目的が達成された。

図３に示すように、本発明には以下の製造プロセスを含む。
A． フィルム原料の準備
熱塑性ポリマー材料と着色剤を配合材料とし、これらを混合した後、押出し機によって高温のフィルム２０を形成する。該熱塑性ポリマー材料とは可塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）＋スチレンブタジエンラバー（SBR）、若しくは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）＋スチレンエチレンブチレンスチレン（SEBS）、或いは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）＋熱可塑性ラバー（TPR）、或いは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）＋人工ラバー（エチレンプロパピレンジエモノマー：EPDM）等、また着色剤においてはマスターバッチやパウダー等とし、こういった原料を採用することではTPUの物性を改善し、該フィルム２０が冷却成型を経ることで多孔性材質に形成し、表面の質感をグレードアップさせると同時に耐磨耗性を強化する。またこういったフィルムの原料には成型後の柔軟性を強化する目的で発泡剤を加えてもよい。
B． フィルムの成型
該フィルム２０をカレンダロール３０の金属案内ロール３１上に導入するが、導入位置は図４に示すような該金属案内ロール３１の１〜89度の回転ストローク３１０範囲内とした該金属案内ロール３１の絶え間ない回転に合わせ、案内ロール３２との接触ポイントにまで輸送する。該案内ロール３２においては上述の原料に適した金属やPVC等とする。また該金属案内ロール３１の1〜89度の回転ストローク３１０とは、該案内ロール３２との接触ポイントを0度とし、該金属案内ロール３１の頂点を90度とする。該金属案内ロール３１が仲介する回転プログラムの設定により、該フィルム２０の厚さが均等になり、また温度を冷ますことにおいては該金属案内ロール３１の冷却システム３１１が該フィルム２０の冷まし具合を適当な温度となるようコントロールする。該冷却システム３１１であるが、該金属案内ロール３１軸心から冷却水を注入することで該フィルム２０の温度を直接制御するが、データ化された該冷却水の流速、或いは水温の調整によって該フィルム２０の温度を適度に冷ます目的を達成する。
C． 貼設
適当な温度に冷まされた該フィルム２０は、該案内ロール３２が一定の速度で以って送り出す織布或いは不織布であるベースとなる布４０上に貼設し、図３に示すように同一の水平面に設置した該金属案内ロール３１と該案内ロール３２で垂直な状態で貼設する。続いて図５，６に示すように非同一水面上に設置された該金属案内ロール３１と案内ロール３２によって垂直ではない状態で貼設作業を行う。すると図７に示すように冷まされた該フィルム２０で該ベースとなる布４０をプレスした形で貼設され、両者の接着は必要な結合度を具有するが、該フィルム２０は公知のような高温ではなく低温の状態であることから、飽和状態で該ベースとなる布４０に滲入することがなく、非飽和状態で該ベースとなる布４０中に滲入するのであり、よって本発明では冷却後に該基布４０が良好な柔軟性を具有し、該フィルム２０を貼設しても柔軟且つ着心地のよさが提供でき、且つ該フィルム２０表面は低温でも最適な状態にコントロールしやすい。
D． 表面処理
該金属案内ロール３１で鏡面処理を行う、或いはルーレット処理を行うことで、該フィルム２０の表面処理とし、所望の人工皮革表面を形成する。

また該金属案内ロール３１は硬質であり、熱交換性能を具有する構造としているため、相対して該案内ロール３２には回復性を具有すればよいことになるので該金属案内ロール３１と比べて硬度の低い材質を用いればよく、こういった該金属案内ロール３１と該案内ロール３２の材質を違える点も、本発明の技術範囲内に属する。
上述の該回転ストローク３１０において付け加えると、図８に示すように該押出機によって該フィルム２０が該金属案内ロール３１にまで垂直に落ちるが、該フィルム２０を左右にずらすことで該金属案内ロール３１と接触する位置を調整し、こうすることで該回転ストローク３１０は1〜89度内に縮小或いは拡大されるが、図９に示すように該押出機の角度を変えることによって該フィルム２０が該金属案内ロール３１の回転ストローク３１０に垂直に落ちる位置を変えるものとしてもよい。
更に該金属案内ロール３１の回転速度数値の制御においては、高温の該フィルム２０が該金属案内ロール３１回転ストローク３１０における時間を制御することにより、所望の温度を達成する。

台湾公告第442392号中の図１である。 日本特許2000‐62125中の実施例を示す図である。 本発明において、両案内ロールが水平面に設置されて貼設作業を進行する様子を示す図である。 本発明における金属案内ロールの局部拡大図である。 本発明においてカレンダロールが非水平面上に設けられて貼設作業を進行する様子を示す図である。 本発明においてカレンダロールが非水平面上に設けられて貼設作業を進行する様子を示す図である。 本発明により製造される人工皮革の断面図である。 本発明においてフィルムが押出機より垂直に落ちる様子を示す図である。 本発明において押出機により垂直に落ちる該フィルムの位置が調整される様子を示す図である。

符号の説明

１１ 押出器
１２ カレンダロール
１３ 不織布
１４ フィルム
１５ ロール
１６ ルーレットロール
２０ フィルム
３０ カレンダロール
３１ 金属案内ロール
３１０ 回転ストローク
３１１ 冷却システム
３２ 案内ロール
４０ ベースとなる布

Claims (13)

1. A.及びB.及びC.のプロセスを含む熱塑性人工皮革の製造法において、
   熱塑性ポリマー材料と着色剤とより構成される配合材料を混合した後、押出機によりフィルムを送り出すフィルム原料の準備を行う該A.のプロセスと、
   該フィルムをカレンダロールの金属案内ロール上に導引し、該金属案内ロールが絶えず一定の回転ストロークを回転し続け、案内ロールとの接触ポイントにまで送り込み、該金属案内ロールが仲介する該回転ストロークにより、該フィルムの厚さを均等に分布させると同時に該フィルムを冷まし、該金属案内ロールの冷却システムにより該フィルムを冷ます温度を所望の温度に制御するフィルムの成型を行う該B.のプロセスと、
   適度な温度に冷まされた該フィルムを該案内ロールのベースとなる布上に貼設し、該貼設方式は該フィルムで該ベースとなる布をプレスする方法であり、これにより両者を結合させて人工皮革とする貼設を行う該C.のプロセスと、
   を含むことを特徴とする熱塑性人工皮革の製造法。
2. 該A.のプロセスにおいて発泡剤が添加されていることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
3. 該製造法により製造される人工皮革は多孔性材質となっていることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
4. 該B.のプロセスでは該フィルムをカレンダロールの金属案内ロール上に導引するが、該導引位置は1〜89度の回転ストローク範囲内に制御されることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
5. 該冷却システムは該金属案内ロールの軸心より冷却水を注入して該フィルムの温度の定温制御手段とすることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
6. 該製造法において、該C.のプロセスで貼設を行った後、該D.のプロセスで表面処理を行うことを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
7. 該金属案内ロールは回転速度数値によって一定の該フィルムの温度を制御する手段とすることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
8. 該熱塑性ポリマー材料とは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）とスチレンブタジエンラバー（SBR）であることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
9. 該熱塑性ポリマー材料とは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）とスチレンエチレンブチレンスチレン（SEBS）であることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
10. 該熱塑性ポリマー材料とは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）と熱可塑性ラバー（TPR）であることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
11. 該熱塑性ポリマー材料とは塑性ポリウレタン弾性樹脂（TPU）と人工ラバー（エチレンプロパピレンジエモノマー：EPDM）であることを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
12. 該製造法において、同一水平面上に設置された金属案内ロールと案内ロールとにより垂直状態で貼設作業を行うことを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
13. 該製造法において、非同一水平面上に設置された金属案内ロールと案内ロールとにより非垂直状態で貼設作業を行うことを特徴とする請求項１記載の熱塑性人工皮革の製造法。
    
    

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