JP2019511644A - 原着ポリエステル繊維からなる人工皮革及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、原着ポリエステル繊維からなる人工皮革に関するものであり、人工皮革を製造する際に、海島型複合繊維の島成分と、高分子弾性体であるポリウレタンとに、カーボンブラックを含有させることで形成される。本発明によると、中・濃色以上で、日光堅牢度及び摩擦堅牢度を向上させつつも、高級感のある品位が発現できるのであり、人工皮革の製造過程で染料の使用量が減少して、コスト削減が可能になる。

Description

本発明は、原着ポリエステル海島型複合糸を用いて堅牢度特性と染色生産性が向上する人工皮革に関する。

人工皮革は、極細繊維が３次元的に交絡して形成された不織布に高分子弾性体を含浸させ、起毛し、染色してなるものであり、天然皮革に似た柔らかい質感及び独特な外観を有し、靴、衣類、手袋、雑貨、家具および自動車の内装材等といった多様な分野に広く用いられている。

従来の極細糸不織布人工皮革は、極細糸の均一な染色及び濃色発現が非常に難しく、ポリウレタン弾性体の非染色性により、繊維とポリウレタン弾性体との間の染色相違が発生してツートーン（２−Ｔｏｎｅ）或いはムラ染め等が発生し、また濃色発現のために過多の染料を投入することにより染色コストが上昇し、堅牢度の低下により高級感のある品質を具現し難くなる問題点があった。

前記問題点を改善するために、原着糸を用いた技術開発が行われてきた。

その一例として、韓国公開特許第１９９６−００２３４８２号に、堅牢度特性及び触感に優れた人工皮革の製造方法が記載されている。

前記特許によると、ポリアミド原着極細糸で製造された不織布にウレタン樹脂を含浸させ、建染め染料で染色する製造方法によって、人工皮革の染色堅牢度が向上することが記載されている。しかし、このような製造方法によると、建染め染料を使用するため、分散染料に比べて耐光性が低下し、ポリアミド繊維の低い耐候性によって自動車内装材用途としては適用が困難であるという問題点がある。

さらに別の例として、韓国公開特許第２０１２−００２１６６５号に、黒色原着海島型複合糸または黒色原着分割型複合糸を用いた人工皮革及びその製造方法が記載されている。

前記特許によると、黒色原着ポリエステルで構成された分割極細加工糸に高収縮ポリエステルを合糸し、合糸された糸で製造された丸編み組織の丸編み物を用いることにより、人工皮革の堅牢度が向上することが記載されている。しかし、このような製造方法によると、ポリエステル原着糸が、丸編み物に製造されることに限定され、これにより、不織布で製造されたスエード型人工皮革よりも製品の品位が劣るため、高付加価値製品である家具用、車両内装材用、高級雑貨用としては使用が制限されるという問題点がある。

このように、原着糸を用いた極細糸不織布人工皮革の製造技術は、ポリアミド繊維の場合は、金属錯塩染料を使用したり、建染め染料を使用することになるが、これにより分散染料に比べて人工皮革の耐光性が低下するという問題点がある。

また、ポリエステル原着糸を使用する場合、組織が経編物や丸編み物であって、不織布人工皮革に比べて製品の品位が劣るという問題点がある。

本発明は、前記問題点を解決するために、原着ポリエステル海島型複合糸を用いるが、原着成分と人工皮革の製造工程を改善して堅牢度特性が向上すると共に、高級感のある外観品位を有する人工皮革を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、島成分が黒色原着ポリエステルである海島型複合繊維を含んでなる不織布に、黒色高分子弾性体が含浸され、分散染料で染色されてなる、原着ポリエステル繊維からなる人工皮革を提供する。

また本発明は、島成分が、カーボンブラックが０．０８〜３．００重量％含まれた黒色原着ポリエステルである、海島型複合繊維フィラメントで単繊維を製造する段階；前記単繊維でもって、ニードルパンチをして不織布を製造する段階；前記不織布にカーボンブラックが１〜６重量％含まれた高分子弾性体を含浸させる段階；前記不織布から前記海島型複合繊維の海成分を溶出させて極細繊維化し、前記不織布の表面を研削して起毛を形成する段階；及び、前記不織布に分散染料を用いて染色する段階；を含む原着ポリエステル繊維からなる人工皮革の製造方法を提供する。

本発明によると、黒色原着ポリエステル海島型複合繊維で製造された不織布に黒色ポリウレタン弾性体を含浸させ、分散染料で染色して製造することにより、中・濃色以上で、日光堅牢度および摩擦堅牢度が向上すると共に、高級感のある品位が発現でき、自動車内装材等の高級な用途に適用できるようになる。

また、人工皮革の製造過程で染料の使用量が減少しコスト削減が可能になる。

本発明は、黒色原着ポリエステルを含む海島型複合繊維を製造し、製造された海島型複合繊維を単繊維に作った後、前記単繊維を開繊、カーディング（ｃａｒｄｉｎｇ）、クロスラッピング（ｃｒｏｓｓｌａｐｐｉｎｇ）及びニードルパンチして不織布を製造し、前記不織布に黒色顔料を含んだ高分子弾性体を含浸させ、含浸不織布から前記海島型複合繊維のアルカリ可溶性成分を溶出させて極細繊維化し、不織布の表面を研削して起毛を形成し、分散染料を用いて染色する方法によって、堅牢度特性が向上する人工皮革及びその製造方法に関するものである。

前記海島型複合繊維を製造する工程は、溶剤に溶解されて溶出する海成分の第１ポリマーと、溶剤に溶解せずに残存する島成分の第２ポリマーとを用いて複合紡糸する工程を含む。

前記海成分の第１ポリマーとしては、共重合ポリエステル、ポリスチレン又はポリエチレン等からなり得るのであり、好ましくは、アルカリ可溶性に優れた共重合ポリエステルからなる。

前記島成分の第２ポリマーとしては、アルカリ溶剤に溶解せず、分散染料による染色が可能なナイロン又はポリエステル等からなり得るのであり、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシエチレンベンゾエート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリトリエチレンテレフタレート、アセテート等を挙げることができる。

前記複合紡糸は、前記島成分と海成分をそれぞれの押出機に投入して溶融押出するにあたり、島成分が溶融されて押出される際にカーボンブラックマスターバッチを島成分にサイドフィーディングし、島成分と海成分を、複合紡糸ノズルを通じて吐出させて紡糸することで、黒色の第２ポリマーの島成分を含む海島型フィラメントを製造することができる。

ここで、黒色の第２ポリマーの島成分において、有機顔料に比べて耐光性に優れたカーボンブラックが０．０８〜３．００重量％含量で含まれることが好ましいのであり、前記含量が０．０８重量％未満の場合は淡色染色を行い、日光堅牢度を評価した場合に露光後の色が非常に薄くなって耐光性の向上が困難で、且つ染料使用量の減少も期待できないのであり、３．００重量％を超過すると黒色度が高くなり過ぎて特定色での染色が容易でなくなり、染色できる色が制限されるのでありうる。

本発明の不織布を製造する工程は、前記海島型フィラメントを単繊維にする工程、前記単繊維についてカーディング工程とクロスラッピング工程を通じてウェブ（Ｗｅｂ）を形成するようにする工程、及び前記の形成されたウェブをニードルパンチする工程を含む。

本発明の不織布に高分子弾性体を含浸させる工程は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）といった有機溶媒に高分子弾性体を溶解して含浸溶液を製造する際に、前記含浸溶液の固形分におけるカーボンブラックの含量が１〜６重量％になるようにカーボンブラックを添加し、攪拌することで均質化し、その後、前記有機溶媒で粘度を調節して含浸溶液を得て、得られた含浸溶液に前記不織布を浸漬することで行うことができる。

前記含浸溶液の固形分において、前記カーボンブラックの含量が１重量％未満の場合は、製造された人工皮革の繊維の色濃度に比べて高分子弾性体の色濃度が低いため、相互に異色現象が発生し得るのであり、６重量％を超えると黒色度が高くなる効果がなくなる。

前記不織布において、カーボンブラックを含む高分子弾性体の含浸量は、自動車内装材として適用するために２０〜４０重量％であることが好ましいが、２０重量％未満の場合は高分子弾性体が有する特有の弾性が発現し難いのであり、高分子弾性体が不織布を構成する繊維を把持する能力が低下して、最終製品である人工皮革からの落毛が発生して表面における外観が悪くなり、４０重量％を超えると、人工皮革における柔らかい感触（ソフト感）がなくなることから好ましくない。

前記の通り、カーボンブラックが直接高分子弾性体に含有されているため、前記カーボンブラックが、染色後に、還元洗浄やリンシング（ｒｉｎｓｉｎｇ）で再度出てくることを防止し、カーボンブラックが高分子弾性体と一緒に人工皮革にて維持されるようになるため、一般的な人工皮革の製造方法に比べて優れた堅牢度特性を示すようにすることができる。

前記含浸溶液に不織布を浸漬させた後は、凝固槽で、不織布に含浸された高分子弾性体を凝固し、その後、水洗い槽で水洗いする工程を行う。

次いで、前記不織布において海島型複合繊維の海成分を除去して、単繊維が極細化された極細不織布を製造する。

この工程は、苛性ソーダ水溶液といったアルカリ溶剤を用いて海成分である第１ポリマーを溶出させることにより、島成分である第２ポリマーだけを残すようにして単繊維を極細化させる工程である。

この際、極細化は、海成分を溶出した後に単糸の繊度が０．０４〜０．３０デニールになるようにすることが好ましいが、０．３０デニールを超えると極細繊維特有の柔らかい感触が発現せず、０．０４デニール未満だと、染料の使用量が多くなり堅牢度特性が低下し得る。

次いで、前記極細不織布を起毛処理する。前記起毛処理は、紙やすりといった手段を用いて前記極細不織布の表面を摩擦させて不織布表面に多量の毛羽が生成されるようにするものである。

前記起毛処理後は、染色工程を行う。

前記染色工程に使用される染料には、アゾ系分散染料、複素環アゾ系分散染料、アントラキノン系分散染料、縮合系分散染料、キノリン系分散染料、クマリン系分散染料、アミノケトン系分散染料、及びジエステル型分散染料等といった分散染料を用いることができる。

また、前記染色工程における染色の温度は１００〜１３５℃に維持し、２０〜６０分間染色を行うことができる。

さらに、染色された人工皮革の表面上の未固着染料や不純物を除去する還元洗浄工程を行ってもよい。前記還元洗浄工程は、４０〜１００℃で１０〜３０分間行うことができる。前記還元洗浄工程を行うことにより、人工皮革の色がより鮮明になりうる。

前記還元洗浄液には、水酸化ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）又は次亜硫酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｓｕｌｆｉｔｅ）を利用することができる。

前記還元洗浄工程後、洗浄のために、水を使用したリンシング工程を追加してもよい。

以下、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明する。但し、下記の実施例は、本発明を例示するためだけものであり、本発明が下記の実施例によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で置換および均等な他の実施例に変更できることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかである。

［実施例１］
１）海島型単繊維の製造
島成分としてポリエチレンテレフタレートを、海成分としてアルカリ可溶性の共重合ポリエステルを準備し、前記の島成分と海成分をそれぞれの押出機に投入して溶融押出しするのであるが、島成分が溶融して押出される際にカーボンブラックマスターバッチを島成分にサイドフィーディングし、紡糸ノズルを通じて吐出させて、黒色ポリエチレンテレフタレートの島成分におけるカーボンブラックの含量が１．５重量％である、海島型フィラメントを製造した。

次いで、前記海島型フィラメントを延伸し、クリンプ数が１０個／インチになるようにクリンピングし、熱固定した後、５１ｍｍに切断して海島型単繊維を製造した。

２）不織布の製造
前記海島型単繊維について、カーディング工程およびクロスラッピング工程を通じて多層のウェブを形成した後、ニードルパンチを施すことにより、不織布を製造した。

３）弾性体が含浸された不織布の製造
ポリウレタン及びカーボンブラックが含まれた含浸溶液に前記不織布を浸漬し、ジメチルホルムアミド水溶液で前記ポリウレタンを凝固させ、水洗いすることで、カーボンブラックが５重量％含まれたポリウレタン弾性体が不織布に３０重量％含浸されたものである、黒色ポリウレタンが含浸された不織布を製造した。

４）人工皮革の製造
前記黒色ポリウレタンが含浸された不織布を、５重量％濃度の苛性ソーダ水溶液で処理して海成分を溶出させ、フィラメント当りの分割された繊維の個数が１６個で、単糸繊度が０．１５デニールである黒色ポリエチレンテレフタレート繊維の極細不織布をなす溶出布を製造した。

前記溶出布の表面を粗度＃１５０番の紙やすりを用いて研削し起毛を形成した後、下記の染色条件で染色した。

＜染色条件＞
イ）染料：
黒色分散染料（アントラキノン系）０．８％ ｏ．ｗ．ｆ．（ｏｎ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｆｉｂｅｒ，対繊維重量）
赤色分散染料（アントラキノン系）０．５％ ｏ．ｗ．ｆ．
青色分散染料（アントラキノン系）１．５％ ｏ．ｗ．ｆ．
黄色分散染料（アントラキノン系）０．５％ ｏ．ｗ．ｆ．

ロ）ＵＶ−吸収剤：トリアジン誘導体４．０％ ｏ．ｗ．ｆ．
ハ）分散剤：非イオン脂肪酸エステル１ｇ／Ｌ
ニ）酸：酢酸（acetic acid）１ｇ／Ｌ
ホ）浴比（添加物重量：溶媒重量） ： １：２０
ヘ）染色温度および時間：１２５℃，５０分

前記染色を完了した後、染色機から染色残液を排出し、染色機に再度水を供給した後、８０℃及び２０分間の還元洗浄条件（次亜硫酸ナトリウム：８ｇ／Ｌ，水酸化ナトリウム４ｇ／Ｌ，浴比１：２０）で還元洗浄を行い、乾燥させて、濃い黒色の人工皮革を製造した。

［実施例２〜３］
前記実施例１で、海島型フィラメントの島成分におけるカーボンブラックの含量、ポリウレタンにおけるカーボンブラックの含量、染色における染料使用量を下記表１のようにしたことを除いては、実施例１と同様の方法を用い、実施例２では濃淡が中間程度の黒色または濃い灰色、実施例３では淡色の灰色の、人工皮革を製造した。

［比較例１〜６］
前記実施例１において、海島型フィラメントの島成分におけるカーボンブラックの含量、ポリウレタンにおけるカーボンブラックの含量、染色における染料使用量を下記表１のようにしたことを除いては、実施例１と同様の方法で人工皮革を製造した。

前記の実施例および製造例で染色された染色物に対してＣＣＭを用いて測定した測色値を表２に示した。

前記の表１及び２から、同一の色濃度のためには、実施例によるものの方が比較例のものより、染料の使用量が減少することが確認できる。

前記の実施例および製造例に対して、下記の評価方法を用いた評価結果を下記表３に示した。

＜評価方法＞
１．日光堅牢度
前記の実施例および比較例で製造した人工皮革に対して、ＩＳＯ １０５−Ｂ０６：１９９８ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ５で規定した方法に従い３３８．６ＫＪ／ｍ^２の光量を照射して実施し、グレースケール（ＩＳＯ １０５ Ａ０２）を使用して日光堅牢度の等級を判定する。

２．摩擦堅牢度
ＩＳＯ １０５×１２法によって測定する。

乾摩擦堅牢度の評価では、幅５０ｍｍ、長さ１３０ｍｍの試験片を縦方向に平行に２枚取って摩擦試験機の試験台に固定するとともに、縦、横それぞれ５０ｍｍの白綿布で試験機の摩擦子を覆って固定する。摩擦子には９±０．２Ｎの荷重をかけた後、往復速度１０回／分、移行距離１００ｍｍで試験片の表面を１０回往復させ、白綿布を外して、白綿布の汚染の程度を汚染用グレースケールで判定した等級を求める。

湿摩擦堅牢度の評価は、乾摩擦堅牢度の評価と同様に行うが、白綿布に水が９８〜１００％ピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）されるようにする。

３．染料使用量（単位：倍）
比較例の総染料使用量（％ ｏ．ｗ．ｆ．）を実施例の総染料使用量（％ ｏ．ｗ．ｆ．）で割った値である。

４．表面の色均一性
人工皮革にて、ポリウレタンの着色がなされないために繊維との異色性を示すならば不良と、異色性を示さないならば良好と評価する。

＜評価結果＞

表３から、人工皮革を構成する極細糸とポリウレタンが全てカーボンブラックを含有する場合は（実施例１，２，３）、比較例によるものと比べて日光堅牢度、乾摩擦堅牢度、湿摩擦堅牢度特性が全て４級以上と優れており、表面の色相均一性も優れていることが確認できる。

また、極細糸におけるカーボンブラックがない場合は（比較例１〜６）、日光堅牢度が著しく低下するのであり、特にカーボンブラックが極細糸とポリウレタンのどちらにもない場合、同じ色相を表すためには染料の使用量が多くなることが確認できる。

前記のような本発明により、スエードタイプの家具表皮材用、カバンの内皮と外皮といったファッション雑貨用の不織布人工皮革において、染色ムラと、均一で鮮明な濃色発現の困難等を解決し、中・濃色の発現のために染料を過多投入する問題点を改善することにより、コストを削減し、堅牢度特性を向上させることができる。

Claims (5)

1. 島成分が黒色原着ポリエステルである海島型複合繊維を含んでなる不織布に黒色高分子弾性体が含浸され、分散染料が染色されてなる、原着ポリエステル繊維からなる人工皮革。
2. 前記黒色原着ポリエステルにおいて、カーボンブラックが０．０８〜３．００重量％含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の原着ポリエステル繊維からなる人工皮革。
3. 前記黒色高分子弾性体は、カーボンブラックが１〜６重量％含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の原着ポリエステル繊維からなる人工皮革。
4. ＩＳＯ １０５−Ｂ０６：１９９８法（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ５）による日光堅牢度が４級以上、乾摩擦堅牢度が４級以上、及び湿摩擦堅牢度が４級以上であることを特徴とする、請求項１に記載の原着ポリエステル繊維からなる人工皮革。
5. 島成分がカーボンブラックが０．０８〜３．００重量％含まれた黒色原着ポリエステルである海島型複合繊維フィラメントで単繊維を製造する段階；
   前記単繊維にニードルパンチを行うことで不織布を製造する段階；
   前記不織布に、カーボンブラックが１〜６重量％含まれた高分子弾性体を含浸させる段階；
   前記不織布における前記海島型複合繊維の海成分を溶出することで極細繊維化し、前記不織布の表面を研削することで起毛を形成する段階；及び
   前記不織布について分散染料を用いて染色する段階；を含む原着ポリエステル繊維からなる人工皮革の製造方法。