JP4086892B2 - 人工皮革及びそれに用いる基体、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
それ故、この発明の課題は、天然皮革に近似した風合いの人工皮革及びそれに用いる基体を低コストで提供することにある。
繊度1デニール以下、繊維長3〜15mm、坪量20〜150g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度0.30〜0.45g/cm3の上層と、
繊度1デニール以上の繊維からなり、JIS−L1096A法による通気度3〜250cm3/cm2・秒の布からなり、密度0.25〜0.35g/cm3の繊維束層と、
繊度が上層のそれよりも大きく、繊維長5〜25mm、坪量50〜200g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度が上層のそれよりも低く且つ0.20〜0.35g/cm3の下層と
を備え、上層、繊維束層及び下層が積層され互いに交絡されていることを特徴とする。
この発明の基体は、上記の通り構造的に天然皮革に近似しているので、天然皮革に近似した物性を有する。
繊度1デニール以下、繊維長3〜15mm、坪量20〜150g/m2の繊維群、及び水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された上層ウェブと、
繊度1デニール以上の繊維からなり、JIS−L1096A法による通気度3〜250cm3/cm2・秒の布と、
繊度が上層ウェブのそれよりも大きく、繊維長5〜25mm、坪量50〜200g/m2の繊維群、及び上層ウェブにおけるよりも高い密度で充填された水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された下層ウェブと
を順に積層し、水流交絡し、得られた不織布に弾性高分子溶液を含浸させることを特徴とする。
上下層ウェブ間に挿入する布の通気度が3cm3/cm2・秒に満たないと、上下層ウエブと布との一体性が得られにくく、逆に250cm3/cm2・秒を超える通気度のものは、布に由来する繊維束層を設けても目的とする天然皮革のハリコシが得られないか、あるいはハリコシは得られても一体性が得られず、必要な強度も得られにくい。
なお、DLの水溶性高分子を用いる場合は、水流交絡の前工程で、水流交絡の水温と同程度以上の温浴に積層体を浸けると好ましい。温浴に水溶性高分子が溶け出し、バインダー機能が解除されるので、主繊維の水流交絡性が高まるとともに、水流交絡後の乾燥工程で乾燥機からの離型性に優れ、汚れも付着しにくくなるうえ、不織布の柔軟性も向上するからである。
上記の通り基体に密度勾配をもたせるためには、前記表面層における繊維群の密度を0.18〜0.30g/cm3、内層における繊維群の密度を0.15〜0.25g/cm3、下層における繊維群の密度を0.15〜0.23g/cm3とし、不織布の段階で密度勾配を持たせるのが好ましい。
繊維群を構成する繊維としてはPETなどのポリエステル、ナイロン、アクリルなどの合成繊維水溶性高分子としてはポリビニルアルコール、弾性高分子としてはポリウレタンが好ましい。
主繊維と副繊維の組み合わせとしては、主繊維がPETであるとき副繊維として未延伸PET、芯鞘型複合繊維(芯:PET、鞘:5−スルフホイソフタル酸ナトリウムとの共重合PET)、芯鞘型複合繊維(芯:ポリプロピレン、鞘:ポリエチレン)などを用いることができる。これらの副繊維は、いずれも水中に溶解しないので、抄紙機等が汚れにくく、品質安定性、作業効率とも上がる。また、水流交絡時にも溶出しないので、水流交絡機などの設備の汚れも無く、水を再利用しやすい。
この発明の人工皮革用基体は、上層の表面を毛羽立てることにより、スウェード調の人工皮革となるし、上層の上に更にポリウレタンを主成分とするシートを貼ることにより、銀面付き人工皮革となる。
−実施例1−
[人工皮革用基体の製造]
繊度0.15デニール、繊維長5mmのポリエステル繊維(帝人製)95部と、水中溶解温度60℃、繊度1.0デニール、繊維長3mmのPVA繊維(以下、VPW)5部とを、常温で50,000部の水に溶解させ、繊維の分散を良くする為、水に対してノニオン系分散剤1%及びポリアクリルアマイド(増粘剤)0.1%を添加し、第一の抄造用スラリーとした。
繊度0.3デニール、繊維長6mmのポリエステル繊維(帝人製)90部とVPW5部と水中溶解温度99℃、繊度1.0デニール、繊維長5mmのPVA繊維(以下、VPB)5部とを、第一の抄造用スラリーと同様に溶解させ分散させ、第二の抄造用スラリーとした。
繊度1.0デニール、繊維長10mmのポリエステル繊維(帝人製)80部とVPW5部とVPB15部とを、第一の抄造用スラリーと同様に溶解させ分散させ、第三の抄造用スラリーとした。
別途、75デニール/24フィラメント(単糸繊度3.125デニール)、織密度インチ間タテ68本/ヨコ58本、通気度141cm3/cm2・秒、剛軟度(縦/横)34mm/37mm(以下、「縦/横」及び「mm」を省く。)、反発性回復率84%のポリエステル平織物(D−1)を準備した。
そして、上から表面層ウェブ、内層ウェブ、平織物(D−1)及び下層ウェブの順となるように積層し、10kg/cm2〜120kg/cm2の種々の噴射圧力で、表面側裏面側ほぼ交互に常温で水流交絡することにより、不織布(X−1)を得た。
基体(Y−1)の表面(表面層ウェブ側の面)及び裏面(下層ウェブ側の面)をともにベルトサンダー式バフ機(名南製作所製、A−5N型)にかけて240番メッシュペーパーにて、600m/分で回転させバフ処理し、繊維立毛面を形成した。次いで、液流染色機(日阪製作所製、CUT−SR−2L)にて熱水中でリラックス処理し、乾燥した。
別途、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール及び4、4’―ジシクロへキサンメタンジイソシアネートを重合して得られたポリウレタン100部、カーボンブラック28部、DMF35部を加え、調液した組成物を、離型紙に125g/m2塗布した。その上に接着層として2液型ポリウレタン100部、架橋剤10部、架橋促進剤1.5部、溶剤等20部からなる混合液を155g/m2塗布し、接着層が乾燥直後の粘着性を有する状態で上記リラックス処理後の基体(Y−1)の表面に皮膜をプレスして貼り合わせ、60℃で48時間放置した後、離型紙を剥がし、銀面人工皮革(Z−1)を得た。これをさらに揉み加工したところ得られた人工皮革はソフトの上に今までに無いハリ、コシを有し、天然皮革風合で衣料向けに好適であった。
実施例1において平織物(D−1)に代えて、75デニール/36フィラメント(単糸繊度2.08デニール、中空率20%の中空糸使用)、織密度インチ間タテ68本/ヨコ59本、通気度152cm3/cm2・秒、剛軟度53/47、反発性回復率89%のポリエステル平織物(D−2)を準備した。
その他は、実施例1と同様に上から表面層ウェブ、上層ウェブ、平織物(D−2)及び下層ウェブの順となるように積層し、水流交絡することにより、不織布(X−2)を得た。その後、実施例1と同様の工程を経ることにより、厚さ0.62mm、目付量207g/m2の人工皮革用基体(Y−2)を得た。そして、基体(Y−1)に代えて(Y−2)とする以外は実施例1と同様に銀面仕上げをすることにより、銀面人工皮革(Z−2)を得た。
人工皮革(Z−2)はハリコシに優れ、靴履物用、特に婦人靴用、バッグ用として優れた品質になった。
人工皮革(Z−1)及び(Z−2)について、各種天然皮革及び市販の人工皮革との比較における柔軟性、コシ、ハリ、剛軟度、反発性及び10%モジュラスを評価した。これらの項目のうち、柔軟性、コシ及びハリについては、皮革工業試験所員等の天然皮革専門家5名、合成皮革製造業者5名及び一般人10名の合計20名をパネリストとした。そして、いずれも靴用天然皮革の評価を3とし、これより柔軟性に劣るものを柔軟性1、柔軟性に優れたものを柔軟性5、コシの無いものをコシ1、コシの有るものをコシ5、ハリの無いものをハリ1、ハリの有るものをハリ5、中間を2又は4とした。
評価結果を表2に示す。表中、柔軟性、コシ及びハリの数値はパネリスト達による評価数値の平均である。また、剛軟度の数値は、縦横の平均である。
実施例1の不織布(X−1)を熱水中でリラックス処理し、乾燥後、不織布重量100部に対して5重量%PVA水溶液を160部となるように含浸し、乾燥させた。
その後、表面を400メッシュ、裏面を240メッシュのサンドペーパーでサンディングし、表面にPVAとCMC(カルボキシメチルセルロース)併せて22重量%の混合水溶液をコーテイングし、乾燥した。次にポリエーテル系ポリウレタンエラストマーの15%DMF溶液を含浸し、20%DMF水溶液中で凝固させ、熱水で十分洗浄し、PVA繊維、PVA糊剤及びCMCを溶解除去した。次いで分散染料で、130℃、60分間染色し、還元洗浄した。乾燥後表面側をブラッシングしたところ、極めて優美なスエード様の人工皮革(Z−3)が得られ、衣料用に適していた。
不織布(X−1)に代えて(X−2)を用いた以外は、実施例3と同様にしてハリコシに優れたスエード様の人工皮革(Z−4)が得られ、スエードでありながら高級バッグ用及び靴用あるいは椅子張り用に適していた。
実施例1の不織布(X−1)を実施例3と同様にサンディングし、これにポリエーテル系非イオン型水性ポリウレタン8重量%、感熱剤4重量%、酸化防止剤1重量%及び残部水からなる調合液を含浸させ、乾燥した。次いで分散染料で、130℃、60分間染色し、還元洗浄した。乾燥後表面側をブラッシングしたところ、極めて優美なスエード様の人工皮革(Z−5)が得られ、衣料用に適していた。
実施例1の不織布(X−2)を実施例3と同様にサンディングし、これにポリエーテル系非イオン型水性ポリウレタン8重量%、感熱剤4重量%、酸化防止剤1重量%及び残部水からなる調合液を含浸させ、乾燥した。次いで分散染料で、130℃、60分間染色し、還元洗浄した。乾燥後表面側をブラッシングしたところ、極めて優美なスエード様の人工皮革(Z−6)が得られ、衣料用、高級バッグ、椅子張用に適していた。
繊度0.15デニール、繊維長5mmのポリエステル繊維(帝人製)85部、繊度0.20デニール、繊維長3mmのポリエステル繊維(帝人製)15部とを、繊維の分散を良くする為の分散剤等を加えた常温水に溶解させ、上層用の抄造スラリーとした。
繊度1.0デニール、繊維長10mmのポリエステル繊維(帝人製)80部と、実施例―1と同様のVPW5部及びVPB15部とを、上層用スラリーと同様溶解分散させ、下層用抄造スラリーとした。
上記スラリーを傾斜型抄紙機で抄造することにより、乾燥重量坪量100g/m2の上層ウエブ、同80g/m2の下層ウエブを得た。別途150デニール/36フィラメント(単糸繊度4.17デニール)、織密度インチ間46本/54本、通気度47cm3/cm2・秒、剛軟度37/40、反発性回復率89%のポリエステル平織物(D−3)を準備した。
その後、実施例1と同様の工程を経ることにより、厚さ1.10mm、目付量375g/m2の人工皮革用基体(Y−3)を得た。基体(Y−3)の各層の目付量、各層の繊維群の密度、及び厚さから算出した層毎の密度を表3に示す。
[人工皮革用基体の製造]
繊度0.1デニール、繊維長3mmのポリエステル繊維(帝人製)90部と、VPW4部と、VPB6部とを、実施例1と同様にノニオン系分散剤1%、ポリアクリルアマイド0.1%を添加し、第一の抄造用スラリーとした。
繊度0.3デニール、繊維長3mmのポリエステル(帝人製)85部と、VPW4部と、VPB11部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第二の抄造用スラリーとした。
繊度0.6デニール、繊維長5mmのポリエステル繊維(帝人製)80部と、VPW4部と、VPB16部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第三の抄造用スラリーとした。
繊度1.6デニール、繊維長5mmのポリエステル(帝人製)75部と、VPW5部と、VPB20部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第四の抄造用スラリーとした。
別途、実施例1で用いたものと同じポリエステル平織物(D−1)を準備した。
そして、上から表面層ウエブ、内層ウエブ、平織物(D−1)及び下層ウエブの順となるように積層し、10kg/cm2〜160kg/cm2の種々の噴射圧力で、表面側裏面側ほぼ交互に常温で水流交絡することにより、不織布(X−4)及び不織布(X−5)を得た。
これらの基体(Y−4)、(Y−5)について実施例1と同一条件で銀面仕上げを施すことにより、銀面人工皮革(Z−8)、(Z−9)を得た。人工皮革(Z−8)、(Z−9)について人工皮革(Z−1)に対するのと同一条件で評価した結果を表7に示す。表7の値を表2の天然皮革の値と対比すれば明らかなように、人工皮革(Z−8)、(Z−9)はいずれも剛軟度及び反発性回復率が高く、天然皮革と同様の風合いを有していた。
30デニール/36フィラメント(単糸繊度0.83デニール)、織密度インチ間タテ96本/ヨコ66本、通気度313cm3/cm2・秒、剛軟度(縦/横=18mm/17mm)、反発性回復率52%のポリエステル平織物(D−4)を準備した。また、実施例8における表面層ウェブ、内層ウェブ及び(X−4)用下層ウェブと同一のウェブも準備した。そして、繊維束層として平織物(D−1)に代えて平織物(D−4)を用いたこと以外は実施例8と同一条件で積層し、水流交絡することにより、不織布(X−6)を得た。
基体(Y−6)について実施例1と同一条件で銀面仕上げを施すことにより、銀面人工皮革(Z−10)を得た。人工皮革(Z−10)について人工皮革(Z−1)に対するのと同一条件で評価した結果を表7に示す。表7の値を表2の天然皮革の値と対比すれば明らかなように、人工皮革(Z−10)は剛軟度及び反発性回復率が低く、天然皮革のような風合いは有していなかった。
実施例8において内層ウェブと下層ウェブの順序を入れ替えて積層して水流交絡することにより不織布(X−7)を得た以外は、人工皮革用基体(Y−5)と同一条件で人工皮革用基体(Y−7)を得た。基体(Y−7)の各層の目付量、各層の繊維群の密度、及び厚さから算出した層毎の密度を表6に示す。
そして、基体(Y−7)について実施例1と同一条件で銀面仕上げを施すことにより、銀面人工皮革(Z−11)を得た。人工皮革(Z−11)について人工皮革(Z−1)に対するのと同一条件で評価した結果を表7に示す。表7の値を表2の天然皮革の値と対比すれば明らかなように、人工皮革(Z−11)は剛軟度及び反発性回復率が低く、天然皮革のような風合いは有していなかった。
[人工皮革用基体の製造]
主繊維として繊度0.1デニール、繊維長3mmのポリエステル繊維(帝人製)80部と、副繊維として繊度0.2デニール、繊維長3mmの未延伸ポリエステル繊維(帝人製)20部とを、実施例1と同様にノニオン系分散剤1%、ポリアクリルアマイド0.1%を添加し、第一の抄造用スラリーとした。
主繊維として繊度0.3デニール、繊維長3mmのポリエステル繊維(帝人製)75部と、副繊維として繊度0.5デニール、繊維長3mmの未延伸ポリエステル繊維(帝人製)15部と、VPB10部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第二の抄造用スラリーとした。
主繊維として繊度0.6デニール、繊維長5mmのポリエステル繊維(帝人製)75部と、副繊維として繊度1.1デニール、繊維長3mmの未延伸ポリエステル繊維(帝人製)10部と、VPB15部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第三の抄造用スラリーとした。
主繊維として繊度1.5デニール、繊維長5mmのポリエステル繊維(帝人製)70部と、副繊維として繊度1.1デニール、繊維長5mmの未延伸ポリエステル(帝人製)10部と、VPB20部とを第一の抄造用スラリーと同様に分散させ、第四の抄造用スラリーとした。
別途、実施例1で用いたものと同じポリエステル平織物(D−1)を準備した。
そして、上から表面層ウエブ、内層ウエブ、平織物(D−1)及び下層ウエブの順になるよう積層し、10〜200kg/cm2の種種の噴射圧力で、表面側裏面側ほぼ交互に常温で水流交絡する事により、不織布(X−8)及び(X−9)を得た。
次に不織布(X−8)、(X−9)を、実施例1で不織布(X−1)から人工皮革用基体(Y−1)を得た時と同様に、ポリウレタン溶液に含浸し、凝固させ、水洗、湯洗(85℃)、及び乾燥することにより、人工皮革用基体(Y−8)、(Y−9)を得た。基体(Y−8)、(Y−9)の各層の目付量と厚さから算出した層毎の密度を表8に示す。
実施例8において水流交絡前に、40℃の温水浴槽に積層体を3秒間浸漬した以外は、実施例8における不織布(X−4)、(X−5)と同様の条件で不織布(X−10)、(X−11)を得た。不織布(X−10)、(X−11)の剛軟度、表面の摩擦係数(以下、MIU)及び標準偏差(以下、MMD)を測定した結果を表10に示す。比較のために不織布(X−4)、(X−5)についての測定結果も併記する。ここで、摩擦係数及び標準偏差とは、直径0.5mmのピアノ線が巻かれ50gの荷重がかけられた平面積1×1cmの端子を、不織布の表面で1mm/秒の速さで滑らせたときの摩擦係数の20mm間における平均値とその標準偏差である。
Claims (20)
- 繊度1デニール以下、繊維長3〜15mm、坪量20〜150g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度0.30〜0.45g/cm3の上層と、
繊度1デニール以上の繊維からなり、JIS−L1096A法による通気度3〜250cm3/cm2・秒の布からなり、密度0.25〜0.35g/cm3の繊維束層と、
繊度が上層のそれよりも大きく、繊維長5〜25mm、坪量50〜200g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度が上層のそれよりも低く且つ0.20〜0.35g/cm3の下層と
を備え、上層、繊維束層及び下層が積層され互いに交絡されていることを特徴とする人工皮革用基体。 - 前記上層が、
繊度1デニール以下、繊維長3〜10mm、坪量20〜100g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度0.35〜0.45g/cm3の表面層と、
繊度が表面層におけるそれ以上、繊維長3〜15mm、坪量30〜150g/m2の繊維群、及びそれらの繊維群に含浸された弾性高分子からなり、密度が表面層のそれよりも低く且つ0.30〜0.40g/cm3の内層と
からなる請求項1に記載の人工皮革用基体。 - 前記表面層における繊維群が0.18〜0.30g/cm3の密度を有し、内層における繊維群が0.15〜0.25g/cm3の密度を有し、下層における繊維群が0.15〜0.23g/cm3の密度を有する請求項2に記載の人工皮革用基体。
- 前記上層及び下層における繊維群のいずれか1つ以上が、相対的に高い軟化点SHを有する主繊維70部以上と相対的に低い軟化点SLを有する副繊維5部以上とを含む請求項1に記載の人工皮革用基体。
- 前記布が、JIS−L1096/8.19A法による1mm厚換算の縦横平均剛軟度30mm以上、JIS−L1059/1、モンサント法加重10Nによる反発性回復率50%以上の各物性を有する請求項1に記載の人工皮革用基体。
- 前記布が、剛軟度45mm以上、反発性回復率75%以上の各物性を有する請求項1に記載の人工皮革用基体。
- 表面層における繊維群の繊度が0.05〜0.6デニールである請求項2に記載の人工皮革用基体。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の人工皮革用基体における上層の表面が毛羽立てられていることを特徴とする人工皮革。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の人工皮革用基体における上層の上にポリウレタンを主成分とするシートが貼り合わせられていることを特徴とする人工皮革。
- 繊度1デニール以下、繊維長3〜15mm、坪量20〜150g/m2の繊維群、及び水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された上層ウェブと、
繊度1デニール以上の繊維からなり、JIS−L1096A法による通気度3〜250cm3/cm2・秒の布と、
繊度が上層ウェブのそれよりも大きく、繊維長5〜25mm、坪量50〜200g/m2の繊維群、及び上層ウェブにおけるよりも高い密度で充填された水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された下層ウェブと
を順に積層し、水流交絡し、得られた不織布に弾性高分子溶液を含浸させることを特徴とする人工皮革用基体の製造方法。 - 前記水溶性高分子が、相対的に低い水中溶解温度DL及び水中再溶解温度RLを有するものと相対的に高い水中溶解温度DH及び水中再溶解温度RHを有するものとの2種類からなり、前記水流交絡をDL以下で行い、前記弾性高分子溶液含浸後にRH以上の温度で湯洗する請求項10に記載の製造方法。
- 前記上層ウェブが、
繊度1デニール以下、繊維長3〜10mm、坪量20〜100g/m2の繊維群、及び水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された表面層ウェブと、
繊度が表面層ウェブにおけるそれ以上、繊維長3〜15mm、坪量30〜150g/m2の繊維群、及び表面層ウェブにおけるよりも高い密度で充填された水溶性高分子からなり湿式抄造され乾燥された内層ウェブと
からなる請求項10に記載の製造方法。 - 前記表面層ウェブにおける繊維群が0.18〜0.30g/cm3の密度を有し、内層ウェブにおける繊維群が0.15〜0.25g/cm3の密度を有し、下層ウェブにおける繊維群が0.15〜0.23g/cm3の密度を有する請求項12に記載の製造方法。
- 前記上層ウェブ及び下層ウェブにおける繊維群のいずれか1つ以上が、相対的に高い軟化点SHを有する主繊維70部以上と相対的に低い軟化点SLを有する副繊維5部以上とを含み、前記湿式抄造後の乾燥が、SL以上SH以下の温度で行われる請求項10に記載の製造方法。
- 前記布が、JIS−L1096/8.19A法による1mm厚換算の縦横平均剛軟度30mm以上、JIS−L1059/1、モンサント法加重10Nによる反発性回復率50%以上の各物性を有する請求項10に記載の製造方法。
- 前記布が、剛軟度45mm以上、反発性回復率75%以上の各物性を有する請求項10に記載の製造方法。
- 表面層ウェブにおける繊維群の繊度が0.05〜0.6デニールである請求項12に記載の製造方法。
- 前記水流交絡前に、水流交絡の水温と同等以上の温度を有する温浴に積層体を浸ける請求項10に記載の製造方法。
- 請求項10〜18のいずれかに記載の人工皮革用基体における上層の表面を毛羽立てることを特徴とする人工皮革の製造方法。
- 請求項10〜18のいずれかに記載の人工皮革用基体における上層の上にポリウレタンを主成分とするシートを貼り合わせることを特徴とする人工皮革の製造方法。
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