JP2006193847A - 人工皮革基体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく製造できるとともに、長繊維を用いたものでありながら表面均一性に優れた人工皮革用基体を提供すること。
【解決手段】長繊維不織布と高分子弾性体からなる人工皮革基体の製造方法であって、繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維からなる不織布を製造し、その後巻き取ることなく連続して高分子弾性体を含浸し、凝固する各工程を順に行うことを特徴とする。さらには、高分子弾性体がポリウレタンであることや、水系であること、または凝固の工程が、加熱水蒸気を用いるものであることが好ましい。また、該長繊維が分割可能な２種以上の成分からなる長繊維であり、少なくとも分割後の１成分の長繊維が熱収縮性を有するものであることや、該長繊維を構成するポリマーが、ポリエステルとポリアミドであることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、人工皮革基体の製造方法に関し、さらに詳しくは長繊維不織布使いの人工皮革基体の製造方法に関する。

繊維集合体と高分子弾性体からなる人工皮革が、軽さ、イージーケアー、低価格などの特徴から、天然皮革代替物として靴、ボール、鞄、家具・車輌、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ている。そしてこれまでの人工皮革の製造法は、不織布などの繊維集合体を準備し、これに高分子弾性体の有機溶剤溶液などを含浸して凝固させるものであった。

一方、高品位の人工皮革を得る方法として、従来用いられてきた短繊維からなる不織布ではなく長繊維を用いた人工皮革が開発されてきている（例えば特許文献１）。しかし、長繊維不織布使いの人工皮革では、短繊維と異なり表面に存在する繊維が長い距離にわたって連続しているために、その一本の繊維に発生した乱れが表面全体や内部にまで悪影響を及ぼすという問題があった。

また、凝固させる高分子弾性体も製造中に有機溶媒が大量に使用されるという問題があり、現在では含浸液を水性タイプに移行するための研究が盛んに行われている。（例えば特許文献２）

しかし、この水系の含浸液を用いる方法では、高分子弾性体の溶液が一本一本の繊維の存在する方向に沿ってマイグレーションするために、より繊維の乱れが強調されるという問題があった。有機溶剤タイプが溶剤の水との置換（抽出）によって高分子弾性体が凝固し高分子弾性体自体の移動は少ないのに対し、水性タイプでは水の移動（蒸発乾燥）によって高分子弾性体が凝固するので一本一本の繊維の流れる方向に沿って高分子弾性体が移動するマイグレーションが発生するためである。

このようなマイグレーションが発生した場合、特に表面に膜が形成された銀付調人工皮革において、得られた人工皮革の表面を内側に折り曲げたときに大きな深い折れシワが生じ、このシワ跡が回復しないため靴として成型、着用した場合につま先部分に大きなシワが残るという問題があった。またボールでは運搬時に空気を抜き、半球状に折りたたみ、運搬後に空気を入れる場合が多いが、マイグレーションが発生した人工皮革では、このときにシワ跡が残り商品価値が低下するという問題があった。

特開平１１−２００２１９号公報 特開２０００−２９０８７９号公報

本発明は上記従来技術の有する問題点を鑑みなされたもので、その目的は、効率よく製造できるとともに、長繊維を用いたものでありながら表面均一性に優れた人工皮革用基体を提供することにある。

本発明の製造方法は、長繊維不織布と高分子弾性体からなる人工皮革基体の製造方法であって、繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維からなる不織布を製造し、その後巻き取ることなく連続して高分子弾性体を含浸し、凝固する各工程を順に行うことを特徴とする。さらには、高分子弾性体がポリウレタンであることや、水系であること、または凝固の工程が、加熱水蒸気を用いるものであることが好ましい。

また、該長繊維が分割可能な２種以上の成分からなる長繊維であり、少なくとも分割後の１成分の長繊維が熱収縮性を有するものであることや、該長繊維を構成するポリマーが、ポリエステルとポリアミドであることが好ましい。

また、本発明で用いる長繊維不織布が紡糸し、ネット上に捕集し、積層し、交絡し、機械的分割し、熱水収縮する工程を巻き取ることなく連続して行い製造するものであることや、熱水収縮工程が、水中で浸漬遊泳している長繊維不織布を水透過性の支持体上に捕獲する工程であることが好ましい。

本発明の製造方法によれば、効率よく、表面均一性に優れた人工皮革用基体が得られる製造方法を提供する。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明は長繊維不織布と高分子弾性体からなる人工皮革基体の製造方法に関するものである。ここで、該長繊維不織布は繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維から製造した不織布である。

本発明で用いられる長繊維としては、従来の人工皮革あるいは合成皮革として用いられている繊維を使用することができ、合成繊維であることが好ましい。ここで長繊維とは、短繊維のように数ｃｍでカットされることなく、長い繊維状の形態を保っていることをいい、ポリマーを紡糸した後にカットを行わずに充分に連続した繊維であることをいう。

長繊維を構成するポリマーとしては、例えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−６１０、ナイロン−１１、ナイロン−１２などのポリアミド成分、ポリエチレンテレフタレート、ポリト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、ポリエチレンナフタレート及びこれらを主成分とする共重合ポリエステル等のポリエステル成分などが挙げられる。そして本発明で用いられる長繊維はこれら２種以上のポリマーからなる、分割可能な構造を有する繊維であることが好ましい。

さらには少なくとも１種のポリマーが熱収縮性を有することが好ましい。好ましい態様として、熱収縮性を有するポリマーからなる繊維を用いることによって、より不織布を高密度化することができる。熱収縮性を有する繊維の具体例としては例えばポリエチレンテレフタレート、ポリト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またはこれらを主成分とする共重合ポリエステルを含むことが好ましい。熱収縮性を付与するには紡糸時の延伸倍率や延伸温度を調節するなどの手法を採ることができ、特には紡糸直後のエジェクター延伸の温度、圧力を調整する手段をとることが好ましい。

本発明ではそしてこのような長繊維の中でも、特に長繊維を構成するポリマーがポリエステルとポリアミドであることが好ましく、さらには長繊維が剥離分割型複合繊維で、繊維分割後に極細繊維となることが好ましい。２種以上のポリマーで構成された剥離分割型複合繊維であって分割後の各繊維の熱収縮率が異なる場合には、収縮時にその繊維間空隙を減少させることができ細い繊維が交互に絡みあった構造となるため、さらに好ましい。

本発明で用いる繊維の繊度は０．５〜０．００１ｄｔｅｘであることが必須であり、さらには０．３〜０．０８ｄｔｅｘであることが好ましく、より高品質な人工皮革基体とすることができる。繊度が大きすぎる場合には不織布ばかりか、人工皮革基体の風合いが硬くなり好ましくない。

またこれらの繊維は単独ではなく数種の繊維が混合したものでも構わない。また長繊維ばかりではなく、短繊維を一部に含むものであることも好ましい。短繊維を含有することによってさまざまな風合いをとることができる。

本発明で用いられるこのような繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維からなる不織布は、例えば紡糸し、ネット上に捕集し、積層し、交絡し、機械的分割し、熱水収縮する工程を巻き取ることなく連続して行い製造するものであることが好ましい。

以下この好ましい長繊維不織布の製造方法について、さらに詳細に記す。
紡糸方法としては通常の合成繊維の紡糸方法を適用することができ、ネット上の捕集とは、ポリマーを紡糸して得た長繊維を直接ネット上に捕集し積層するものである。紡糸した繊維は強度と繊度を適切にするために、エジェクターによる延伸を行うことが好ましい。またネット上に短繊維を予め配置し、短繊維と長繊維からなる繊維集合体としても好ましい。本発明は短繊維ではなく長繊維を用いた不織布であるため、捲縮、カットの工程が不要であるために紡糸後の積層工程以降も連続した工程とすることが可能であり、表面の繊維の乱れが無く、優れた風合いの不織布となる。

繊維集合体の目付けをコントロールするためにはネットは移動しながら捕集するが、目付けはこのネットスピードと紡出繊維量によって決定される。目付けとしては２０〜６０ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。多すぎると次の積層工程においてばらつきが発生し易くなり、少なすぎると軽すぎて風による影響を受けやすいばかりでなく、積層スピードを上昇させる必要が生じるので積層が乱れ繊維集合体が不均一になる傾向にある。次の積層工程では長繊維不織布を均一にするために、クロスレイヤーを採用することが好ましい。

通常、長繊維不織布の製造方法では、繊維の紡出スピードと後の工程のラインスピードを調整するために、繊維集合体の捕集工程や積層工程で一旦巻き取られる。しかし本発明で用いる長繊維不織布では巻き取らずに連続してそれらの工程を通過させることが好ましい。その理由としては、この段階の繊維集合体は交絡もほとんど無く、途中の工程の風によってさえ不均一になりやすい、非常にデリケートなものであり、また短繊維が繊維の移動によってその不均一性が緩和されるのに対し、長繊維からなる不織布はその一本の繊維の乱れが不織布全体に影響を及ぼすという、短繊維不織布と長繊維不織布との違いも存在するからである。本発明の好ましい態様のように、巻き取り、巻き出しの工程が無い場合は、長繊維不織布、ひいては最終製品となる人工皮革の品質を極めて高くすることができる。

このように積層された繊維集合体は、交絡、機械的分割を行うことにより繊維同士を交絡させ不織布とし、強度を発揮させるようにする。交絡方法としては、ニードルパンチあるいは高圧水流を用いることができ、さらに緻密でかつ均質な不織布を得るためには、高圧水流により分割、絡合させることが好ましい。機械的分割とは、振動、叩く、剪断などの機械的な力を不織布にかけることにより長繊維を分割する手法である。ここでも巻き取ることなく一連の工程として処理するためには、有機溶剤、あるいは有機化合物による分割促進を行わないことが好ましい。このような分割促進工程を省くことによって防爆装置、溶剤回収装置などの設備が不要になる。張り合わせ繊維の種類、製法により分割のしやすさに差が生じるが、基本的には叩くことを基本として振動、剪断を組み合わせた分割機を採用することが品質的にも最も好ましい。

繊維が分割された不織布はその後連続して熱水収縮する工程を通過することが好ましい。不織布の場合、織編物等と異なり外力による変形が大きいため、ここでも巻き取ることなく連続して熱水収縮工程に投入することが好ましい。特に熱収縮する繊維を用いた場合、長繊維のわずかな乱れもその収縮工程にて強調されるが、連続して製造することでその乱れを極めて小さくすることができる。

さらに好ましい態様として、長繊維不織布を水中にて浸漬遊泳させる場合には、浸漬時に水の浮力を利用して不織布を遊泳させることが好ましく不織布の収縮を全方向にわたって均一に行わせることができる。熱水収縮工程の水の温度は５０〜９５℃の範囲であることが不織布を高密度化処理するには好ましく、特に６５〜７５℃の範囲であることが好ましい。温度が低すぎる場合には収縮が発現しにくく、高温の場合には水が大量に蒸発するためエネルギーロスが大きくなる。また処理時間としては３０〜６０秒程度であることが適当である。

不織布の収縮率は、１５〜６０％であることが好ましい。さらに好ましくは３０〜４５％である。収縮率が少なすぎる場合は不織布が低密度となり、高品質の人工皮革等をえることができない。また収縮率が高すぎる場合には曲げ等に対する繊維の自由度が失われ、例えば人工皮革とした場合に硬すぎるものとなる。また、不織布、人工皮革が等方性を得るためには縦方向と横方向の収縮率の差は８０％以内であることが好ましい。これらの収縮率は、不織布中の収縮繊維の収縮率、構成比率や、交絡度、また収縮工程での温度条件、張力などによって調節することができる。収縮後の不織布の見掛け密度としては０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、さらには０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

また水中に浸漬遊泳させる場合には、長繊維不織布をその状態のまま水透過性の支持体上に捕獲することが好ましい。収縮の完了した不織布は水中で浮力が働いているが、そのまま支持体により水中から引き出すことにより縦横方向、特に製造工程のマシン方向である縦方向の荷重をほぼゼロにすることができるのである。水透過性の支持体としては、過剰な水を下に透過させ不織布を支持し移動させることができるものであれば良く、例えばネットコンベア等の網状の金属又は合成樹脂などでできたベルト等が好適に用いられる。さらに支持体上では不織布を冷却することが好ましい。たとえば３０度以下の低温の水を吹きかけることによって速やかに冷却することができる。このようにすることにより不織布の支持体上での伸縮を抑え、支持体上での新たな応力の発生を抑えることができる。また不織布温度が低下するために後の工程での応力の影響を最小限度に抑えることができる。

さらには、熱水収縮工程後に、水分除去を連続して行う製造方法であることが好ましい。そのためにも不織布を捕獲する支持体は水透過性であることが好ましい。このように不織布内の水分を除去することによって不織布重量を低くして工程での張力をより軽減することができる。水分除去の方法としては、マングルで絞る方法も使用できるが、脱水効率を高め、不織布の柔らかい風合いを保つためには減圧脱水であることが好ましい。このとき支持体に通気性の高い物を用いることにより不織布の厚さ方向の空気流量を増加させ、より脱水を進めることができる。脱水後の不織布は軽量となるので容易に次の工程に少ない張力で移動させることができる。完全に水分除去するためには脱水後に加熱乾燥を行うことが好ましい。

ちなみに水中の不織布は、そのまま水中から引き出した場合、水を含むために不織布繊維重量の５〜８倍もの重量となっている。特にその水の水温が高温である場合には、不織布と水の集合体の温度がなかなか低下しないために、ほんのわずかな張力によっても不織布が伸びる現象が発生し、得られる不織布は方向によって強伸度などの物性が大きく異なったものとなる。例えば幅１．４ｍ、３００ｇ／ｍ^２の繊維目付けの不織布の場合、水から１ｍの高さまで引き出した時に不織布最上部にかかる荷重は、３００ｇ／ｍ^２×１．４ｍ×１ｍ×６＝２５２０ｇにも達し、これは不織布１ｍあたり１．８ｋｇ重もの荷重に相当する。

このような好ましい態様によって得られた長繊維不織布は途中に巻き取り、巻き出し工程が存在しないために驚くほど均一性が向上し、風合いの優れたものである。また、縦横方向への異方性がなく等方性に優れた高品質の不織布となり、製造時のマシン方向である縦方向の繊維配向や縦の繊維密度斑の増長を防止することができるのである。

本発明の人工皮革基体の製造方法は、上述のような繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維からなる不織布を製造し、その後巻き取ることなく連続して高分子弾性体を含浸し、凝固する各工程を順に行うことを必須とする。

通常、人工皮革の製造方法では、不織布の製造工程と、高分子弾性体を含浸し、凝固する工程を分割して行ってきた。両工程ではライン速度が異なること、また例えば高分子弾性体が溶剤系であった場合には設備を防爆仕様にする必要があり連続工程とした場合に設備仕様が過剰になること、また従来用いられてきた短繊維からなる不織布ではこれらの工程間に巻き取り、巻き出し工程があっても品質的に何ら問題が無かったため、同一連続ライン上に配置することは考えられてこなかった。

しかし、長繊維不織布を使用する人工皮革用基材では、繊維が連続しているがゆえに巻き取り、巻き出しによる繊維の乱れが、不織布内部やその表面に影響し品質の低下を起こすことが判明し、本発明の製造方法では、不織布を製造し、その後巻き取ることなく連続して高分子弾性体を含浸し、凝固する各工程を順に行うことにより、表面の均一性が極めて高い人工皮革用基材を製造することができた。

このような本発明に用いられる高分子弾性体としては、例えばポリエステル系エラストマー、ポリウレタン、ＮＢＲ、ＳＢＲ、アクリル等の高分子からなる樹脂があげられる。中でもポリウレタン樹脂が柔軟性、強度、耐候性、耐摩耗性などの点から好ましい。またこれらの本発明で用いられる高分子弾性体は、水系の水分散体または溶液であることが好ましい。水系の高分子弾性体を使用することにより防爆仕様を採用することなく連続した製造工程を容易に採用することができる。

さらには水系の高分子弾性体が、曇点を有する非イオン性界面活性剤にて分散、あるいは溶解された感熱凝固性を有する分散液、あるいは溶液であることが好ましい。この場合
、高分子弾性体の凝固特性が発現する温度は３０℃以上９０℃以下が好ましい。高分子弾性体の凝固特性が発現する温度とは、種々の添加剤を配合した含浸液を攪拌しながら昇温した時に、含浸液が流動性を失い凝固する温度であり、例えば曇点を下げる添加剤などを加えることで凝固温度を調節することが可能である。

また高分子弾性体の耐光性、耐熱性、耐水性、耐溶剤性等の各種耐久性を改善する目的で酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤等の安定剤や、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、ポリカルボジイミド化合物等の架橋剤を配合して使用することもできる。さらに、着色を目的として各種無機、有機顔料を配合することができる。また、シリコン系、フッ素系などの各種撥水剤や、ポリエチレングリコールなどの親水性の剤を加えることで、繊維と高分子弾性体との非接合構造を調整し、繊維複合シートのドレープ性を向上させることができる。

高分子弾性体の長繊維不織布への含浸方法は、通常行われる方法であればいずれでも良く、例えばマングルによる含浸法、コーティング法、スプレー法等が挙げられる。高分子弾性体の付着量（固形分）は、目的に応じて任意の値が採用されるが、好ましくは、繊維集合体１００重量部に対し３〜１５０重量部である。すなわち弾性体／繊維の比Ｒ／Ｆは３〜１５０％であることが、さらには５〜１００％であることが好ましい。高分子弾性体付着量（固形分）が３重量％未満では得られるシートの充実感が低下する傾向がある。一方１５０重量％を越えると、得られる人工皮革基体は硬くなり、人工皮革の風合いが低下する傾向がある。

人工皮革としての風合いと物性のバランスから、本発明の人工皮革基体の厚さとしては０．５〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。

さらに高分子弾性体の凝固方法としては、従来公知の方法が用いられるが、高分子弾性体が水溶液または水分散体である場合には、感熱凝固が好ましく、例えば熱水、加熱スチーム、高周波での誘電加熱、などによる凝固方法が挙げられる。

ここで最も好ましい態様である感熱凝固方法について、さらに詳細に述べる。
特に好ましい感熱凝固方法としては、長繊維不織布に感熱凝固性の高分子弾性体の水分散液、あるいは水溶液を含浸した後、高分子弾性体を常圧の水蒸気に由来する水滴が空気中に存在しかつ８０℃以上である感熱凝固ゾーン内にて処理し感熱凝固させる方法である。ここで水滴とは一般に湯気と呼ばれる状態であることを指し、日常に使用されるとおりの水蒸気が沸点以下になることにより微小な水滴となって白く観察される状態のものである。また常圧とは加圧されていないことを意味し、さらには０．９〜１．１気圧の範囲であることが好ましい。ここで常圧ではなく加圧された水蒸気である場合には、配管から排出されたときに高圧状態の水蒸気は圧力低下と共に膨張するために周囲を冷却し、一部は水蒸気の状態を保つものの、残りは逆に熱を奪われて低温の水滴（湯気）となってしまい、また水滴の径も大きくなり好ましくない。このような大きな水滴は感熱凝固ゾーン内部で結露しやすく、結露した低温の水滴が高分子弾性体が含浸された繊維集合体に付着することによって、未凝固の高分子弾性体が部分的に希釈され、斑点状の欠点が発生しやすい。

このような常圧の水蒸気はたとえば加圧水蒸気を水中に導入することや、加熱した物体（ヒーター）に水を直接接触させるなどの手段によって発生させることが出来る。特に、水蒸気としては水面から発生したものであることが好ましく、この場合には広い面積から水蒸気が同時に発生するためより均一にゾーン内の温度、湿度を保つことが出来る。このような水蒸気は、ゾーン内に存在する水槽を加熱することによって得ることが出来る。

さらに、水蒸気が水中に加圧水蒸気を吹き込むことにより発生したものであることが最も好ましい。高圧の水蒸気を大気中に放出した場合と異なり、一度水中に加圧水蒸気を通すことにより、粒径の大きい低温の水滴の発生を抑えることが出来る。また、熱効率的にも最適である。加圧水蒸気としては０．１〜２ＭＰａが好ましく、さらには０．２〜０．６ＭＰａであることが好ましい。常圧の水蒸気を発生させるための水の加熱手段としては、ヒーターを直接水中に入れる方法などもあるが、加熱面と水との間に蒸気膜、気泡気膜が発生し、熱伝達の効率は低下する傾向にある。

このような水蒸気および水滴が存在するゾーン内の温度は８０℃以上であることが、感熱凝固を効率良く行わせる観点から好ましい。さらには８５℃以上、最も好ましくは９０℃以上であることが好ましい。水滴が湯気としてゾーン内の空間に存在するためには、ゾーン内の温度は水の沸点以下であることが好ましく、さらには９８℃以下、特には９５℃以下であることが好ましい。このような温度範囲である場合には、水滴（湯気）と同時に存在する気体である水蒸気が基材の表面上で凝縮する際に潜熱を発生し、基材の温度上昇速度が速くなり、有効な感熱凝固が行われる。

より具体的な感熱凝固を行わせるための感熱凝固ゾーンとしては、ゾーンを構成する感熱凝固ボックス内に水槽を設置し、その中に孔を空けたパイプ状の配管によって加圧された高圧水蒸気を導くことが好ましい。孔の径としては１〜１０ｍｍが好ましく、間隔としては１０〜１００ｍｍであることが好ましい。加圧水蒸気の導入側から遠い部分の孔の径を大きくするか、あるいは間隔を狭めることが好ましい。このような孔の分布を採用することにより、水槽の全ての部分にムラ無く水蒸気を供給することが出来る。配管は排出孔の間隔を狭めるよう複数本からなることも好ましい。また排出孔は水面の方向ではなく、横向きであることが好ましい。より具体的には水面との平行な方向より下４５度上３０度以内の範囲であることが好ましい。また水面下できるだけ深いことが好ましく５０ｍｍ以下、さらには水深１５０〜１０００ｍｍの範囲であることが好ましい。このように排出することにより、水蒸気の気泡がより小さくなるとともに、気泡がより長時間、熱水中を通過することになり、より高温の、より粒子の細かい水滴（湯気）を発生させることが出来る。単に配管から排出された場合、高圧状態の水が圧力低下と共に気化、膨張するために周囲を冷却し、一部は水蒸気の状態を保つものの、残りは逆に熱を奪われて低温の水滴（液体）となるが、熱水中を気泡が通過することにより低温の水滴は吸収され、水面上の常圧の水蒸気からは高温の水滴（湯気）のみが発生することとなる。

感熱凝固ゾーンは、周囲から断熱されている感熱凝固ボックスであることが好ましい。さらに断熱するボックス内には蒸気を発生する水槽を含むことが好ましい。このようにすることにより熱損失を抑えることが出来る。このような感熱凝固ゾーンとしては、例えば下部に設置された熱水バス中に高圧水蒸気が導入され、高温の水滴（湯気）が発生させられる構造であり、上部雰囲気の温度、熱水バスの温度を調整可能であるものであり、ガイドロールにより高分子弾性体を含浸した繊維集合体が導かれる構造であり、感熱凝固ゾーンの含浸し凝固した繊維集合体の出口側は外部と熱水でシールされていることが好ましい。

感熱凝固ゾーン内の温度は、水系高分子弾性体の感熱凝固温度以上であれば可能であり、より安定的に生産を行うためには感熱ゲル化温度の１０℃以上とするのがさらに好ましい。また相対湿度は水蒸気の凝縮する際の潜熱を利用するためにも、高い事が好ましく、飽和状態であることが好ましい。相対湿度が低いと高分子弾性体が凝固する際に充実体になりやすく、ドレープ性、低反発性が悪化する傾向にある。また、多湿雰囲気を保つためにスチームを直接感熱凝固ゾーンに吹き込むことは、粒子の大きい低温の水滴を発生させ凝固前の高分子弾性体のマイグレーションを生じ易くするので避けたほうが良い。この含浸繊維集合体の感熱凝固雰囲気下に曝されている時間は、高分子弾性体水分散液の感熱凝固性にもよるが、ガイドロールによる屈曲で含浸液が搾り出されない程度であることが好ましく、３０秒間から１２０秒間であることが好ましい。

このように感熱凝固された人工皮革基体は、さらに熱水中に導かれ凝固を完結することが好ましい。熱水の温度は感熱凝固ゾーンの雰囲気温度より高く設定し、浸漬時間は２０秒間以上が好ましい。さらには３０秒〜５分の範囲であることが好ましい。この熱水により、凝固を完結させると共に高分子弾性体の結晶化を早めることが可能である。このような熱水バスは、感熱凝固ゾーンの出口に設置し、ゾーン内をシールする役割を兼用することが好ましい。

感熱凝固ゾーンから熱水中を経て外部に導かれた人工皮革基体はマングル絞り、減圧脱水などにより過剰な水分が除去された後、熱風乾燥機などにより乾燥される。このようにして得られた人工皮革基体は、その断面を電子顕微鏡で観察すると、含浸された高分子弾性体は厚さ方向に均一に分布している。

本発明のように連続した工程で製造する場合には、分割して製造する従来の方法が数日かかるのに比較して、わずか数時間で紡糸から人工皮革基体を製造することが可能となり極めて効率の高い製造方法となる。

本発明で得られた人工皮革基体は、従来公知の方法で人工皮革に用いられる。例えば、表面起毛、染色によりスェード調人工皮革となされ、あるいは表面にポリウレタンなどの高分子弾性体の着色膜を形成し銀付調人工皮革となされる。

このようにして得られた人工皮革は等方性に優れた非常に品質の高いものであり、特に銀付調の人工皮革とした場合には、横方向はもちろん縦方向の内折り曲げ、外折り曲げの両方に対しても大きな皺が発生せず、表面で細かく分散した微細な皺のみが発生し、折り曲げを解除した場合にもその皺跡が残らない高品質のものが得られる。得られた人工皮革は、スポーツシューズ、婦人・紳士靴などの靴用途、競技用の各種ボール用途、家具、車両、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。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。

（１）収縮率
収縮前の面積をＳ_１とする。収縮後の面積をＳ_２とする。収縮率は次の計算で求める。
収縮率（％）＝（Ｓ_１−Ｓ_２）×１００／Ｓ_１

（２）柔軟度
繊維配向や密度斑の度合いを、縦方向、横方向の柔軟度により評価した。
柔軟度試験片２５ｍｍ×９０ｍｍを準備し、長手方向の下部の２０ｍｍを保持具で垂直方向に保持し、保持具より２０ｍｍの高さの位置にあるＵゲージの測定部に試験片のもう一方の片端の先端から２０ｍｍの位置の中央部があたるように、試験片を曲げながら保持具をスライドさせて固定し、固定してから５分後の応力を記録計より読み取り、幅１ｃｍ当たりの応力に換算して柔軟度とした。単位はｇ／ｃｍで表す。

［実施例１］
１２０℃で乾燥したナイロン−６（ｍ−クレゾール中の極限粘度１．１）をエクストルーダーに供給し溶融した。別途１６０℃で乾燥したポリエチレンテレフタレート（ｏ−クロロフェノール中の極限粘度０．６４）を、前述とは別個のエクストルーダーにて溶融した。

引き続き、ナイロン−６混合体溶融流は導管ポリマー温度２５０℃で、ポリエチレンテレフタレート溶融流は３００℃で、２７５℃に保温されたスピンブロックへ導入し、中空形成吐出孔を格子状配列で有する矩形の紡糸口金を用いて両重合体溶融流を合流させ複合し２ｇ／分・孔の量で吐出し、空気圧力０．３５ＭＰａ（吐出量と複合繊維繊度から換算した紡速で約４８６０ｍ／分）にて高速牽引した（エジェクター延伸）。

牽引された複合繊維は、−３０ｋＶで高電圧印加処理し、空気流とともに分散板に衝突させ開繊し、１６分割の多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合繊維（親糸繊度４．４ｄｔｅｘ）からなるウェブとしてネットコンベア上に幅１ｍで補集しウェブとした。引き続き、捕集したウェブは１００℃に加熱された上下一対のエンボスカレンダーロールに通し熱接着を行った熱接着ウェブとした。

その後巻き取ることなく捕集した熱接着ウェブをクロスレーヤーで１７０ｃｍの巾となるように重ね合わせた後、１バーブのニードルにて打ち込み本数１２００本／ｃｍ^２のニードルパンチを行い交絡処理した。次いで打撃式揉み機にて剥離分割処理を行い目付２１０ｇ／ｍ^２、幅１７０ｃｍの収縮前極細繊維不織布を得た。

次いでこの不織布を７０℃の熱水中に６０秒間、浸漬遊泳させて収縮させ、幅１９０ｃｍのネットコンベア上に捕集して熱水から引き出した。この工程での収縮はタテ方向が収縮前の長さ１００に対し７９、ヨコ方向が収縮前の長さ１００に対し７６であり、面積収縮率は４０％であった。また、この時点での含水率は４６０％であった。

次いで、ネットコンベア上で１３℃の冷水を噴きかけ冷却し、その後ネットコンベアの裏面側に位置するスリット式減圧脱水機で水分を除去し、含水率１２０％として熱風乾燥機で乾燥し長繊維不織布とした。

この途中工程にて長繊維不織布を取り出し測定したところ、目付け３５０ｇ／ｍ^２、厚さ１．０ｍｍ、見掛け密度０．３５ｇ／ｃｍ^３、幅１２９ｃｍであり、縦横斜め方向の異方性のない等方性に優れた高密度の充実感のある不織布であった。紡糸から一連の連続したラインで製造したため、従来の分断されたラインで製造する方法と比べて、短時間で生産できるだけでなく、品質的にも長繊維が一部引っ張られることによる繊維の乱れがなく、風合いの優れた長繊維不織布となっていた。

得られた長繊維不織布は巻き取ることなく連続して、感熱凝固型水系ポリウレタンの９％分散液（感熱凝固温度６０℃）を含浸させ、表面の余分な分散液を掻き落として、感熱凝固ボックスにて凝固を行った。感熱凝固ボックスは繊維集合体の布道が無い最下部に幅１６００ｍｍ、幅５００ｍｍ、深さ３００ｍｍの水槽を有し、その水槽中に深さ２００ｍｍの位置にある１５００ｍｍの２本のパイプから０．２９ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ^２）の加圧スチームを供給していた。各パイプには約２０ｍｍピッチでスチーム供給側では直径２ｍｍの孔が、末端側には直径３ｍｍの孔が存在しており、その各孔より熱水中に水面に対して平行にスチームが供給され、感熱凝固ボックス中は、この下部に設置された水槽中の沸騰水によって上部の雰囲気温度を９２℃、相対湿度を９９％にコントロールしていた。また、感熱凝固ボックスの出口は９７℃の熱水でシールされており、このシール部分の熱水槽には含浸不織布が通過するように布道が設定されていた。分散液を含浸した長繊維不織布は、雰囲気温度を９２℃、相対湿度を９９％の凝固ボックスに１分間曝してポリウレタンの凝固を行い、次いでその出口をシールしている９７℃の熱水槽の中を１分通過させた。感熱ボックス中で凝固しているために熱水槽中にはポリウレタンの溶け出しは見られなかった。また基材上に色ムラは無く、斑点上の欠点も見られなかった。その後、冷却してからマングルロールで絞り、１１０℃の熱風乾燥機で乾燥させて厚さ１．０ｍｍ、見掛け密度０．４４ｇ／ｃｍ^３の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の繊維：ポリウレタンの比率は重量で１００：３０であり、かつ電子顕微鏡により断面を観察したところポリウレタンは繊維複合体の厚さ方向に均一に分布されたものであった。

（人工皮革の作成）
一方、離型紙（リンテック社製Ｒ５３）上に、ポリウレタンの３３％水分散液１００部に増粘剤、および着色剤５部を攪拌しながら添加し粘度を８０００ｍＰａ・ｓに調整した調合液を目付け９０ｇ／ｍ^２でコートし、温度７０℃で２分間、１１０℃で２分間乾燥した。さらにその表面に、水分散型ポリウレタン系接着剤（４５％濃度）１００部に、着色剤（ブラック）５部、および増粘剤を混合して粘度を５０００ｍＰａ・ｓに調整した調合液を目付け１５０ｇ／ｍ^２でコートした。次いで、温度９０℃で２分乾燥後、先に得られた人工皮革基体を重ね合わせ、温度１１０℃の加熱シリンダー表面上で０．６ｍｍの間隙のロールに通過させ圧着した。その後、温度６０℃の雰囲気下で２日間放置した後、離型紙を剥ぎ取り人工皮革を得た。得られた人工皮革は、縦方向の柔軟度０．９４ｇ／ｃｍ、横方向の柔軟度０．８８ｇ／ｃｍであり、縦、横方向共に、表面を内に曲げても大きな折れシワが発生しないものであった。

この人工皮革を用いてサッカーシューズ、およびサッカーボールを作成した。サッカーシューズは着用した場合につま先部分に大きなシワが発生することなく小さなシワとなり天然皮革のシワに酷似していた。また、サッカーボールは空気を抜き、半球状に折りたたみ、１ケ月後空気を入れて球状に戻したがシワ跡が残っていなかった。

［比較例１］
実施例１と同様にして、ただし連続工程ではなく、長繊維からなる不織布の段階で一旦巻き取り、それから巻き出して高分子弾性体を含浸、凝固させて人工皮革基体を作成した。品質的には長繊維が一部引っ張られることによる繊維の乱れがその表面に発生しており、断面内部を観察したところ内層にまで乱れが発生したものであった。

Claims (9)

1. 長繊維不織布と高分子弾性体からなる人工皮革基体の製造方法であって、繊度が０．５〜０．００１ｄｔｅｘである長繊維からなる不織布を製造し、その後巻き取ることなく連続して高分子弾性体を含浸し、凝固する各工程を順に行うことを特徴とする人工皮革基体の製造方法。
2. 高分子弾性体が水系である請求項１記載の人工皮革基体の製造方法。
3. 高分子弾性体がポリウレタンである請求項１または２記載の人工皮革基体の製造方法。
4. 凝固の工程が、加熱水蒸気を用いるものである請求項１〜３のいずれか１項記載の人工皮革基体の製造方法。
5. 該長繊維が分割可能な２種以上の成分からなる長繊維であり、少なくとも分割後の１成分の長繊維が熱収縮性を有するものである請求項１〜４のいずれか１項記載の人工皮革基体の製造方法。
6. 該長繊維を構成するポリマーが、ポリエステルとポリアミドである請求項１〜５のいずれか１項記載の人工皮革基体の製造方法。
7. 長繊維からなる不織布が、紡糸し、ネット上に捕集し、積層し、交絡し、機械的分割し、熱水収縮する工程を巻き取ることなく連続して行い製造するものである請求項１〜６のいずれか１項記載の人工皮革基体の製造方法。
8. 熱水収縮工程が、水中で浸漬遊泳している長繊維不織布を水透過性の支持体上に捕獲する工程である請求項７記載の人工皮革基体の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載の人工皮革基体の表面に高分子弾性体からなる層を付与したものであることを特徴とする人工皮革。