JP4201639B2 - 人工皮革用補強材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工皮革を製造するために用いられる人工皮革用補強材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術（特許文献１参照）は、ポリトリメチレンテレフタレート繊維から成る織物と、ポリエチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレートなどの短繊維とが、ニードルパンチまたは高圧水流によって交絡一体化した人工皮革用基布を開示する。この先行技術の問題は、ストレッチバック性に乏しく、また座屈性に劣ることである。したがって衣料の用途では、人体とのフィット性が劣る結果になる。また家具および自動車内装材の用途では、屈曲時、大きなしわが発生する。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２８０３０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、風合い、触感に優れているのは勿論、ストレッチバック性に優れた人工皮革用補強材およびその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維から成るウエブが高圧水流の噴射によって絡み合わされて固定されて人工皮革を構成し、
ウエブを構成する前記繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄである人工皮革用補強材であって、
エアジェット織機によって製織される織物であり、
よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであることを特徴とする人工皮革用補強材である。
本発明は、たて糸は、無撚原糸に撚りをかけ、真空乾熱セットして撚りによるトルクの発生が抑えられていることを特徴とする。
本発明は、よこ糸は、ストレッチ糸を芯糸として引き伸ばした状態でポリエステル糸を捲き付け、さらに撚りをかけ、その後、水溶性糊によって収縮が止められていることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この溶液は、
水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含み、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行うことを特徴とする人工皮革の製造方法である。
本発明は、前記製造方法によって製造された衣料または自動車の座席シートに用いられる人工皮革である。
本発明は、人工皮革の製造方法において用いられる溶液であって、
前記人工皮革の製造方法は、
人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行ない、
前記溶液は、水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含む人工皮革を製造するための溶液である。
【０００７】
本発明に従えば、人工皮革用補強材は、織物であって、繊維から成るウエブが絡み合わされて固定されて構成され、この織物のよこ糸は、ストレッチ糸である伸縮性を有する芯糸を引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、水溶性糊が固化されることによって、芯糸が収縮することが阻止される。このようなよこ糸は、シングルカバード糸またはダブルカバード糸であってもよい。水溶性糊によって収縮が止められたよこ糸を、エアジェット織機において、よこ入れする際、図１２に関連して後述されるように、よこ糸の飛形が一直線状に安定し、よこ入れ運動が確実に行われるとともに、芯糸と、その芯糸を被覆するポリエステル糸との固着が確実になり、織性能が向上される。
【０００８】
水溶性糊は、本件補強材に高圧水流を用いてウエブを絡み合わせる際、瞬時に除去され、好都合である。水溶性糊は、その絡み合わせる工程の後、水溶性糊をたとえば染色液などの水によって容易に除去することができ、好都合である。
【０００９】
水溶性糊は、約２０℃の常温〜１３０℃で水に溶融し、したがって前述のように水溶性糊の除去が容易であるとともに、このような比較的低温度で水溶性糊を除去することができるので、補強材を構成するよこ糸およびたて糸、ウエブを構成する繊維の特性に悪影響を及ぼすことはない。
【００１３】
本発明に従えば、カバードヤーンであるよこ糸は、芯になる糸にストレッチ糸を用い、芯糸に捲き付ける花糸をポリエステル糸とし、シングルカバードヤーンであってもよく、またはダブルカバードヤーンであってもよい。
【００１４】
弾性を有するストレッチ糸は、２〜４倍、好ましくは３倍に引き伸ばされた状態であり、これによって水溶性糊が付着して固化しているにもかかわらず、後述の図１２（３）および図１２（４）に示されるようによこ入れ時、芯糸が収縮してしまうという問題を回避し、織特性を向上することができる。
【００１５】
よこ糸としてストレッチ糸のみを用いるのではなく、ストレッチ糸を芯糸としてポリエステル糸を捲き付けるので、よこ糸が伸びすぎるという不都合はなく、織物の適度な弾性が得られる。よこ糸のストレッチ糸は、よこ糸の３〜１０％である。よこ糸を構成するストレッチ糸およびポリエステル糸の繊度は、たとえば４０〜６０デシテックスが好ましく、これによって人工皮革の使用時の強度が得られるとともに、高圧水流によるウエブの絡み合わせを高品質で達成することができる。
【００１６】
ウエブを構成する繊維は、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量１０〜１００ｇ／ｍ２であり、好ましくは３０〜６０ｇ／ｍ２であってもよい。ウエブを構成する繊維は、たとえばポリエステルまたはナイロンであり、繊維径は、２〜６μｍφである。このようなウエブは、たとえば湿式抄造法およびそのほかの手法で製造することができる。
【００１７】
芯糸となるストレッチ糸およびそれに捲き付けられるポリエステル糸はいずれも、より糸であり、ストレッチ糸はモノフィラメントまたはマルチフィラメントのいずれでもよく、ポリエステル糸はたとえば１５〜２８本、好ましくは２４本のマルチフィラメントであってもよい。
【００２０】
よこ糸の収縮を止めるための水溶性糊は、ポリビニルアルコール水溶液であり、固化した状態で水が接触することによって容易に除去することができる。したがって後工程の処理が容易であり、たとえば常温の軟化水に瞬時に溶けるという優れた特性を有する。したがってウエブを絡み合わせるための高圧水流によって、除去することが容易である。液体のポリビニルアルコールの濃度は、２０〜３０％が好ましく、後述のようにさらに好ましくは２４〜２７％であり、２０％未満ではよこ糸の収縮を止めることが不充分であり、また３０％を超えると、分散染料などを用いる染色によって、色汚れ、きわづきが生じる。
【００２１】
また本発明は、空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであることを特徴とする。本発明に従えば、人工皮革用補強材の織物のフラジール通気度、すなわち空気透過率を、１５０〜３００ｃｃ／Ｌ、好ましくは２００ｃｃ／Ｌに選ぶ。Ｌは、リットルである。フラジール通気度は、日本工業規格ＪＩＳ Ｌ １０９６による。１５０ｃｃ／Ｌ未満では、ウエブを絡み合わせるための高圧水流の噴射によって、ウエブが損傷してしまうという問題がある。３００ｃｃ／Ｌを超えると、ウエブの繊維を織物に強固に絡み合わせることが困難になり、ウエブが離脱しやすくなり、強度が劣る。
【００２２】
織物は、平織りであってもよいが、朱子織などであってもよい。
【００２３】
前述のストレッチ糸は、ポリウレタン糸であり、伸縮性を有する糸である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の人工皮革の製造方法の各ステップを示す図である。図１のステップｓ１で本発明の人工皮革用補強材を準備し、ステップｓ２では繊維から成るウエブを準備し、補強材の上にウエブを重ねて積層し、ステップｓ３で２層構造体を構成する。この２層構造体に、ウエブの上方から高圧水流を噴射してウエブが補強材に絡み合わされて固定され、ステップｓ５で人工皮革用不織布が得られる。本発明の実施の他の形態では、補強材の表裏両面にウエブを設けた３層構造体であってもよく、表面側からおよび裏面側から、高圧水流によるウエブの絡み合わせ作業を行うようにしてもよい。ウエブの繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、０．０５〜０．１ｄ、繊維長３〜５ｍｍである。
【００２５】
図２は、図１のステップｓ５で得られる人工皮革用不織布１の簡略化した断面図である。補強材２はスクリムと呼ぶことができ、この補強材２には、ウエブ３を構成する繊維が、ウォータパンチと呼ぶことができる高圧水流の噴射によって絡み合わされて交絡され、固定される。参照符３は、ウエブの繊維を示すためにも用いられる。
【００２６】
再び図１を参照して、ステップｓ６では、図２に示される不織布１を、後述の溶液に浸漬して含浸し、その後、ステップｓ７でテンターに導いて加熱乾燥し、ポーラスなポリウレタン樹脂の層４が形成される。ステップｓ８ではバフ仕上げを行って研削し、ステップｓ９で染色液に浸漬して染色を行い、こうしてステップｓ１０では、ストレッチバック性に優れた、かつ屈曲時のシワが少ない人工皮革が完成する。
【００２７】
図３は、人工皮革用補強材２の製造方法を説明するための各ステップを示すフローチャートである。補強材２を含む人工皮革の製造方法を、本件発明者の実施例とともに述べる。図３のステップｒ１〜ｒ３では、たて糸を準備し、図３のステップｒ４，ｒ５では、よこ糸を準備し、図３のｒ６〜ｒ９でエアジェット織機を用いて製織し、補強材２を完成する。
【００２８】
図４は、図３のステップｒ１におけけるたて糸に撚りをかける作業を示す図である。図４のポリエステル繊維から成る無撚原糸６を、イタリー式撚糸機７によって撚りをかけ、糸の集束性を高め、チーズ８に捲き付ける。原糸６は、３３Ｔ／６である。３３Ｔ／６は、マルチフィラメント３３デシテックス、６本のフィラメントから成ることを表し、この表示方法は、以下同じである。撚糸は、Ｓ撚８００Ｔ（ターン）／Ｍ（メートル）である。
【００２９】
図５は、図３のステップｒ２におけるセット作業を示す図である。前述の撚糸された糸は、真空式セット機１１の釜に収納され、６０℃×４０分の条件で、真空乾熱セットを行い、撚りによるトルクの発生を抑える。この糸は、セット機１１の釜に収納されてセットされる。
【００３０】
図６は、図３のステップｒ３における部分整経の作業を示す図である。セット後の糸１３を、部分整経機１４においてワキシングし、エアジェット織機用ビーム１５に捲き取る。固形ワックスは、たとえばデラックスＯＳ（商品名）などであってもよい。こうしてたて糸１６を完成する。
【００３１】
図７は、図３のステップｒ４のカバリング機１８の作業を示す図である。ポリウレタン原糸１９を、ドラフト比３．０、すなわち３倍に引き伸ばした状態で芯糸にし、この状態で、ポリエステル原糸２１を花糸として捲き付け、さらにＳ撚７５０Ｔ／Ｍに撚りをかける。ポリウレタン原糸４４Ｔ／１であり、ポリエステル原糸５５Ｔ／２４−woolyである。カバリング機１８は、たとえばKATAOKA社製商品名ＷＨ２−３２０であってもよい。こうしてチーズ２２に捲き取られる。
【００３２】
図８は、図３のステップｒ５における糊付け作業を示す図である。図７のカバリング機１８で得られたチーズ２２からのよこ糸２４には、糊付け作業２５が行われ、その糊の付着量が適切な値となるように絞り手段２６で部分的に除去し、乾燥機２７でたとえば７０℃の熱風乾燥を行い、乾燥後、チーズ２８に捲き取る。
【００３３】
図９は、図８に示される糊付け作業を示すさらに詳細な図である。糊付け作業２５は、容器２９に貯留された水溶性糊３１に、よこ糸２４がシンクロール３２を経て案内され、糊が表面に付着される。糊３１は、本発明の実施の形態では、ポリビニルアルコール２０％水溶液である。
【００３４】
絞り手段２６では、一対のロール３３，３４が糸３５の移動方向に回転し、ロール３３，３４に挟持されて、適切な付着量が得られる。こうしてよこ糸２４には、糊３１が付着され、空気中で熱風乾燥されて固化する。これによって伸縮性を有する３倍に引き伸ばされた芯糸であるポリウレタン糸１９が収縮することが止められる。図８および図９で用いられる糊付け機は、たとえばカキノキ社製（商品名）ＫＨＳ−４であってもよい。糊３１は、互応化学工業社製（商品名）プライスサイズＭＸ−３０４であり、着量１０〜１５％である。
【００３５】
図１０は、図３のステップｒ６〜ｒ８における製織作業を示す図である。ステップｒ６のエアジェット織機３８において、前述の図６のたて糸ビーム１５からのたて糸３９は、綜絖４１によって上下に２層に分けられ、筬４２によって、たて糸の密度が決められ、前述の図８および図９のチーズ２８からのよこ糸は、ステップｒ７でノズル４３からのエアジェットによって、よこ入れされ、ステップｒ８でこうしてスクリム織物４５が製織して得られ、クロスビーム４６に捲き取られる。こうして図３のステップｒ９では、本発明によって得られたスクリム織物４５である人工皮革用補強材の検査が行われ、出荷される。
【００３６】
図１１は、エアジェット織機３８の一部の平面図である。製織速度の向上のために、一対のよこ糸チーズ２８からよこ糸が一対の各ノズル４３からのエアジェットによって交互に供給され、補助ノズル４７によってよこ糸が導かれて打ち込まれる。エアジェット織機は、たとえばトヨタ自動織機製作所社製（商品名）ＪＡＴ６１０であってもよい。
【００３７】
図１２は、前述の図１０および図１１に示されるエアジェット織機３８におけるよこ糸４８がノズル４３からのエアジェットによって打ち込まれる状態を簡略化して示す図である。よこ糸４８は前述の図８および図９に関連して述べたように、よこ糸４８の表面には糊３１が付着されて固化している。したがってよこ糸４８のポリウレタン糸１９の収縮が止められ、図１２（１）に示されるように、よこ糸４８の打ち込み時、直線状の飛形が安定する。またこの糊３１がよこ糸４８の表面に存在することによって、その表面の凹凸が固化した形状を保ち、したがってノズル４３からのエアジェットによってよこ糸４８が正確に打ち込まれることになる。
【００３８】
もしも仮に、よこ糸４８に前述の糊３１が付着、固化されていなければ、図１２（２）に示されるように、そのよこ糸４８ａにおけるポリウレタン糸１９が収縮し、ノズル４３からのエアジェットによる打ち込み時、よこ糸４８ａの飛形が正確な直線状とならず、不所望に側方にふれるおそれがあり、確実なよこ入れが困難となり、織性能が低下する結果になる。
【００３９】
本件発明者の実験によれば、糊３１として用いられるポリビニルアルコール水溶液は、前述のように２０〜３０％であり、好ましくは２４〜２７％である。この濃度未満では、引き伸ばされたポリウレタン糸１９の収縮を止めることが不完全となり、図１２（３）に示されるように捲き付けられたポリエステル糸２１の不所望ないわばピリついたループ部分５１が発生する。これによってノズル４３からのエアジェットによってよこ入れされるとき、ループ部分５１が途中でたて糸３９に絡んでしまうおそれが生じる。また前記濃度が低いとき、図１２（４）に示されるように、よこ糸４８ｃのポリウレタン糸１９が収縮し、それに捲き付けられているポリエステル糸２１のみが残存した部分が生じる。こうして糊３１の濃度が２０％以上に選ばれる。この濃度を３０％を超えた値に選ぶと、前述のように図１のステップｓ９における染色時の色汚れ、きわづきが生じてしまう。このような問題が生じないように糊３１の濃度が選ばれるとともに、ポリウレタン糸１９の引き伸ばしの倍率が２〜４倍、好ましくは３倍に選ばれる。
【００４０】
こうして糊付けされたスクリム織物４５である補強材は、織上後に放縮による収縮が止められ、また図１のステップｓ４におけるウエブ３の高圧水流によって打ち込んで絡み合わせやすい空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌ、好ましくは２００ｃｃ／Ｌを達成し、さらにその高圧水流による適切な収縮によって、商品の平面摩耗を得ることができ、さらに染め縮みを防ぐことができるという優れた効果が達成される。
【００４１】
糊付けされたよこ糸を用いる補強材では、伸長率２０〜７０％を達成することができ、したがって衣料の用途および自動車の座席シートなどの内装材の用途に好適する。またこのような補強材のセット率は９０〜９７％を達成することができる。伸長率というのは、元の長さＬ１に対して引っ張り力を作用したときの伸びΔＬ１の比（＝ΔＬ１／Ｌ１）である。セット率というのは、補強材のよこ糸の方向に作用した引っ張り力を開放した直後から１０分間経過後の縮んだ長さＬ２の元の長さに対する比（＝Ｌ２／Ｌ１）である。
【００４２】
ウエブ３を構成する繊維は、前述のようにポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、０．０５〜０．１ｄ、繊維長３〜５ｍｍであり、坪量４〜８０ｇ／ｃｍ２であってもよく、湿式抄造法によって製造することができるが、そのほかの手法で製造されてもよい。
【００４３】
図１３は、図１１のステップｓ４における高圧水流による補強材２とウエブ３との絡合を行う装置の簡略化した断面図である。水平に矢符５５の方向に搬送される補強材２上に、前述の湿式抄造法で製造されたウエブ３が乗載され、無端状支持ベルト５６に支持された状態で、上流側と下流側とにそれぞれ配置されたノズル５７，５８から高圧水流６１，６２が柱状に噴射される。
【００４４】
図１４は、図１３に示されるノズル５７，５８のノズル孔６３，６４；６５，６６の簡略化した平面図である。各ノズル孔６３〜６６から、高圧力の柱状水流を、ウエブ３が乗載されて積層された補強材２が矢符５５の方向に搬送される状態で、噴射されて打ち込まれる。ウエブ３の繊維が補強材２に絡み合った人工皮革用不織布６８は、乾燥機６９に導かれて人工皮革用不織布７１が得られる。こうして得られた不織布７１は、たとえば坪量８５〜９７ｇ／ｃｍ２、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３である。ノズル間隔Ｗ１，Ｗ２およびノズル径Ｄ１，Ｄ２は、適宜選択される。
【００４５】
図１５は、図１のステップｓ６，ｓ７の作業を行う設備の簡略化した系統図である。人工皮革用不織布７１は、基布と呼ぶこともでき、マングル７３から溶液付着装置７４に導かれる。溶液付着装置７４では、容器７５に溶液７６が浸漬され、人工皮革用不織布７１は、シンクロール７７を経て、溶液７６に浸漬され、その溶液７６が不織布７１に含浸される。この溶液７６が含浸された不織布は、一対のゴムロールから成るマングル７８によって、溶液７６の付着量が適切に設定される。マングル７８を経た参照符７９で示される人工皮革用不織布は、乾燥機８１の乾燥室８２に導かれ、たとえば約１００℃で乾熱乾燥され、さらに図１のステップｓ７で示されるようにテンター８３に導かれ、約１３０℃、１分間、乾熱乾燥され、参照符８４で示される人工皮革用不織布が得られる。
溶液付着装置７４の溶液７６の組成は、次のとおりである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１中、商品名エバファノールＡＰ−６の組成は、ポリウレタン樹脂、非イオン界面活性剤、水であって、不揮発分約２５％であり、エーテルタイプのウレタンである。
【００４８】
商品名テキスポートＢＧは、有機溶剤ＢＧであって、ブチルグリコールである。
【００４９】
商品名ＮＫアシストＩＳ−８０Ｄの組成は、脂肪族ポリイソシアネート、有機溶剤であり、不揮発分約８０％と約２０％グリコール系溶剤を含み、水、アルコール、アミン等の活性水素化合物と反応し、ウレタンエマルジョンなどの活性水素を有する樹脂と高度に架橋し、水性樹脂の耐久性、接着性、耐水性、強度を向上させ、好ましくは８０〜１００℃で短時間で架橋反応を完結する。表１の実施例１〜４では、テーパ摩耗４級が得られたが、比較例１，２では、テーパ摩耗１級程度であって不充分であった。
【００５０】
商品名ネオステッカーＮの組成は、非イオン界面活性剤、水であって、不揮発分約３０％である。商品名ドライポン６００Ｅの組成は、シリコーン樹脂、非イオン界面活性剤、水であり、不揮発分約５４％であり、ポリ（オキシエチレン）＝アルキル＝エーテル（Ｃ＝１２〜１５）を約２．５％含有する。商品名ドライポンＺ−７は、前記商品名ドライポン６００Ｅの触媒として働き、その組成は有機亜鉛塩、非イオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、水を含み、不揮発分約１８％、ステアリン酸亜鉛約１４％含有し、ポリ（オキシエチレン）＝アルキル＝エーテル（Ｃ＝１２〜１５）約４．３％含有する。溶液７６の残部は水である。表１の前記各商品はすべて、日華化学社製である。
【００５１】
人工皮革用不織布７１が溶液付着装置７４で含浸される溶液７６のポリウレタン樹脂原料は、後述の段落［００８０］〜［００８６］のとおり、ポリビニルアルコールを、溶液７６中に５〜２０％、好ましくは５〜１０％含む。
【００５２】
図１６は、前述の図１５におけるテンター８３内の処理後における不織布８４の一部の拡大断面図である。補強材２の表面および裏面には、ポリウレタン樹脂とポリビニルアルコールの層４ａ，４ｂが形成される。この不織布８４を、図１のステップｓ８でバフ加工し、層４ａを、参照符８７で示されるように、研削して除去し、ウエブの繊維３を露出する。ポリビニルアルコールは、加熱乾燥によって固化し、したがって弾性を有するポリウレタン樹脂のバフ加工による除去を容易にする。ポリビニルアルコールが５％未満では、完成した人工皮革の厚み感がなく、ウエブの量を多くする必要が生じる。これとは逆にポリビニルアルコール１０％を超えると、ランニング加工時の液安定性が阻害され、また染色時の品質が低下するとともに、人工皮革の風合いが固くなり、さらに溶液７６の粘度が上がり、不織布７１への浸透性が悪化する。
【００５３】
溶液７６に含まれるポリウレタン樹脂原料は、人工皮革の平面摩耗を低下する働きをする。ポリウレタン樹脂原料が４０％を超えると、染色時の染料のビルドアップが低下し、充分な染色が困難になる。
【００５４】
図１７は、本発明に従って製造された人工皮革の一部の拡大断面図である。ウエブの繊維３を囲むポリウレタン樹脂の層４ａは、参照符８８で示される多数の小孔が存在し、ポーラス状になっている。これによってポリウレタン樹脂の層４ａは、適切な弾性を有し、また繊維３の毛羽が良好となり、いわゆるフィンガーマークが得られる。
【００５５】
図１８は、ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを説明するための図である。本来、ポリウレタン樹脂フィルムは、通気性のない透明の膜であり、本発明では、水性化ウレタンにポリビニルアルコールを併用することによって、ポリビニルアルコールのほうがポリウレタン樹脂よりも水に馴染みやすいので、ポリウレタン樹脂８９の外周にポリビニルアルコール９１が存在し、さらにその外周に水９２が存在する。テンター８３による不織布７９に含浸した溶液７６を乾燥してセットすることによって、図１８（２）に示されるように水分が蒸発する。この溶液７６の乾燥によって、不織布８４では、図１８（３）に示されるように、ポリウレタン樹脂４ａ内に、小さな細長い隙間９２が形成される。
【００５６】
その後、染色ステップｓ９では、染色液に含まれる水に、ポリビニルアルコール９１が水溶化され、ポリウレタン樹脂４ａの膜からポリビニルアルコール９１が無くなる。その後、乾燥することによって、ポリウレタン樹脂４ａ内に小孔８８が存在することになり、ポーラス状となる。
【００５７】
図１９は、本件発明者の実験によるポリウレタン樹脂のテンター８３における温度と固さとの関係を示す図である。本発明では、テンター８３における乾熱温度は、前述のように約１３０℃未満に選び、参照符９４で示されるようにせいぜい１５０℃未満に選び、これによって不織布８４は、生機（きばた）の補強材２と同様なストレッチバック性を得ることができるようになる。
【００５８】
図２０は、溶液７６に含まれるポリイソシアネートと不織布８４の剛軟度との関係を示すグラフである。図２０（１）では、乾燥室８２およびテンター８３の各温度はいずれも１００℃であり、ポリイソシアネート２％未満で剛軟度が、人工皮革に好ましい値になることが確認された。図２０（２）では、乾燥室８２の温度１００℃、テンター８３によるセット温度１３０℃であり、ポリイソシアネート２％未満で、人工皮革に適切な剛軟度が得られることが確認された。
【００５９】
図２１は、溶液７６に含まれる有機溶剤ＢＧの濃度と不織布７９のピックアップ率との関係を示すグラフである。有機溶剤ＢＧ２〜４％、好ましくは３％で、適切なピックアップ率が得られることが判り、したがって図２１のグラフから３〜４％が好ましい。このピックアップ率はまた、前述のマングル７８によっても、調整することができる。
【００６０】
【表２】
【００６１】
実施例４，５では、希望するピックアップ率が前述のように得られたが、比較例３，４ではピックアップ率が不充分であった。
【００６２】
図２２は、有機溶剤ＢＧの濃度とテーパ摩耗度の関係を示す図である。有機溶剤ＢＧ２〜４％で適切なテーパ摩耗が達成されることが確認され、前述のように３〜４％とする。テーパ摩耗は、日本工業規格ＪＩＳ Ｌ １０９６に従って測定することができる。
【００６３】
図２３は、不織布８４の一部の拡大断面図である。本発明では溶液７６に非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％、好ましくは１％含み、これによってポリウレタン樹脂が、図２３（１）に示されるように均一に固着することができる。これによってポリウレタン樹脂内に小孔８８を均一な分布で存在させ、ポーラスとし、ストレッチバック性、剛軟度の良好な特性を得ることができる。もしも非イオン界面活性剤が溶液７６に含まれていないとき、図２３（２）に示されるように表面にポリウレタン樹脂４ａが固着してしまい、ウエブ繊維３の基端部にポリウレタン樹脂が存在せず、ポリウレタン樹脂が不均一に固着される結果になる。非イオン界面活性剤は、この問題を解決する。
【００６４】
図２４は、溶液７６に含まれるシリコーン樹脂の作用を説明するための不織布８４の一部の拡大断面図である。本発明ではシリコーン樹脂１〜５％、好ましくは１〜４％を含む。これによって図２４（１）に示されるようにポリウレタン樹脂４ａ内のウエブ繊維３の集束を抑制し、各繊維３をばらばらにし、これによってフィンガマークの形成が容易になる。もしもシリコーン樹脂が溶液７６に含まれないとき、図２４（２）に示されるように、繊維３がポリウレタン樹脂４ａで集束し、バフ加工時、分離することが困難になり、人工皮革の品質が低下する。
【００６５】
図１のステップｓ８のバフ作業では、サンドペーパ１２０〜１４０番手を用い、溶液７６の含浸による表面の斑、すなわち凹凸をなくし、次の染色時の染めの不良をなくし、本来の色素を出す。こうしてウエブがポリウレタン樹脂で固められている表面に、バフ作業によって歪みが入れられ、染め機での人工皮革の品位を上げる。
【００６６】
図１のステップｓ９の染色作業では、分散染料を水にコロイド状に分散して染色液に浸漬する。
【００６７】
図２５は、染色作業を説明するための時間経過に伴う温度を示す。図２５の染め最高温度というのは、１３０℃であり、その染色液に不織布を浸漬する時間は、約４０分である。染色時、もみ効果のよい染色液中に近い条件を作る。含浸、乾燥した前述の不織布を、染色時の適切な温度の設定により、また不織布を染色液中で揉む作業を行うことによって、不織布がソフトでストレッチバック性が優れた品位を達成することができ、こうしてウレタン結合を、完全に架橋することができる。この染色液に不織布を浸漬することによってポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去が行われる。その後、ポリウレタン樹脂の汚染染料を取るために水洗し、またバフ作業を行って粗削りを均一にし、毛羽取りする。
【００６８】
また本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）繊維から成るウエブと、織編物から成り、伸縮性を有する補強材とが絡み合わされた人工皮革用不織布を準備するステップと、前記人工皮革用不織布に、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を、付着するステップと、その後、加熱して高重合度とするステップと、染色液に浸漬することによってポリビニルアルコールを水溶化して除去するステップとを含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００６９】
（２）前記加熱乾燥ステップの後、ウエブ側の表面を研削し、前記繊維の先端部を、乾燥した層の表面から露出することを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７０】
（３）ポリウレタン樹脂は、
【化１】
であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７１】
（４）ポリウレタン樹脂は、
【化２】
であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７２】
（５）ポリウレタン樹脂は、
【化３】
であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７３】
（６）ポリウレタン樹脂は、
【化４】
であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７４】
（７）染色液は、分散染料が水にコロイド状に分散されて構成されることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７５】
（８）脂肪族ポリイソシアネート、オリゴマーポリオール、およびポリビニルアルコールを含む溶液を、基布に含浸した後、８０〜１３０℃で加熱乾燥することを特徴とするポリウレタン樹脂の製造方法。
【００７６】
人工皮革用不織布は、ウエブが補強材に絡み合わされて構成され、補強材は伸縮性を有し、この不織布に、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を付着して含浸し、加熱によって高重合度とし、弾性に優れたポリウレタン樹脂を不織布に形成し、このとき水性化ウレタンに含まれる水分が蒸発し、ポリウレタン樹脂層内に微小な隙間が形成される。その後、分散染料などの染色液に浸漬することによって、その染色液に含まれる水にポリビニルアルコールが水溶化し、ポリウレタン樹脂層からポリビニルアルコールが除去される。染色液から取出して乾燥することによって、ポリウレタン樹脂の層が、ポリビニルアルコールの除去によってポーラスとなり、ストレッチバック性に優れ、剛軟度、伸長率、セット率などの各種特性に優れた人工皮革を実現することができる。このポリウレタン樹脂によって、ウエブを構成する繊維が補強材から離脱することがなく、その強度が向上され、また耐摩耗性が向上される。
【００７７】
ポリウレタン樹脂原料は、ポリイソシアネート、オリゴマーポリオール、鎖長延長剤、架橋剤をさらに含んでもよく、次式１〜４に示される各ポリウレタン樹脂Ｉ〜ＩＶを得る。本発明では、たとえばポリイソシアネートを水分散し、使用し、乾熱の温度条件で、式１〜４の反応を制御し、衣料の用途における摩耗強度を維持し、残りの反応を、染色ステップで、完結し、ソフトなポリウレタン樹脂を得る。
【００７８】
【化５】
【００７９】
本実施の形態によれば、ストレッチバック性に優れ、剛軟度、伸長率、セット率に優れ、フィンガーマークが形成されやすく、さらに屈曲時のしわが生じにくい天然皮革の風合い、触感を有する高品質の人工皮革を製造することができるようになる。
【００８０】
（９）前記ポリウレタン樹脂原料は、脂肪族ポリイソシアネートと、オリゴマーポリオールとを含み、前記加熱乾燥温度８０〜１３０℃で架橋反応することを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８１】
イソシアネートとポリオールとの反応は、比較的低い８０〜１３０℃、たとえば１００〜１２０℃で行い、これによってポリウレタン樹脂の破壊を防ぎ、適度な弾性を維持し、完成した人工皮革のストレッチバック性、剛軟度を適切に達成することができ、人工皮革の品質を向上することができる。
【００８２】
（１０）前記溶液は、ポリウレタン樹脂原料２０〜４０％と、ポリビニルアルコール５〜２０％とを含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８３】
（１１）ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとの重量比は、１〜８（＝４０／４０〜４０／５）であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８４】
イソシアネート、ポリオールなどを含むポリウレタン樹脂原料と、ポリビニルアルコールとの重量割合を適切に選び、これによって前述のように加熱乾燥の温度を比較的低くしてポリウレタン樹脂の重合反応を行うことができるとともに、ポリウレタン樹脂の弾性を適切に保ち、硬くならないようにし、さらにポリビニルアルコールによるポリウレタン樹脂のポーラス化を達成して、人工皮革の弾性を得ることができる。
【００８５】
特に、溶液は、ポリウレタン樹脂原料２０〜４０％、好ましくは２５〜３０％を含み、比較的少ない割合とし、これに対して、ポリビニルアルコールを５〜２０％、好ましくは５〜１０％、さらに好ましくは７％含む。ポリウレタン樹脂原料が２０％未満では、ウエブの繊維が補強材から剥離しやすく、付着強度が不充分になる。４０％を超えると、形成されたポリウレタン樹脂の層からウエブの繊維が露出しにくくなり、したがっていわゆるフィンガマークが生じにくく、人工皮革の風合い、触感を充分に得ることができにくくなり、毛羽が不充分になってしまう。
【００８６】
ポリビニルアルコールは加熱乾燥によって固化し、したがって染色液に染色する前に、バフ加工を施してポリウレタン樹脂の層を一部分、研削除去し、ポリウレタン樹脂層の表面からウエブの繊維を部分的に露出して毛羽を形成する加工作業を容易に行うことができる。もしもポリビニルアルコールが含まれていなければ、ポリウレタン樹脂は比較的柔らかく、高い強度を有するので、バフ加工によってウエブの繊維をポリウレタン樹脂の層の表面から露出するようにポリウレタン樹脂層を研削する作業が困難になる。ポリウレタン樹脂原料は、前述のように２０〜４０％であって比較的小さい混合割合を占めるので、前記溶液にポリビニルアルコール５〜２０％を混合することが確実になり、したがってポリウレタン樹脂のバフ加工を容易とし、また染色乾燥後のポリウレタン樹脂をポーラス化することが確実になる。
【００８７】
（１２）前記溶液は、溶剤としてブチルグリコール２〜４％を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８８】
溶液に含まれる溶剤として、ブチルグリコールＢＧを含み、前記溶液の取扱いを容易にする。２％未満では、溶剤としての働きが不充分であり、また４％を超えると、人工皮革用不織布を前記溶剤に浸漬した後におけるピックアップ率が低くなりすぎるとともに、その後の比較的低温度の前記加熱乾燥時、溶剤を蒸発除去することが困難になる。
【００８９】
（１３）前記溶液は、非イオン界面活性剤を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００９０】
（１４）前記溶液は、シリコーン樹脂１〜５％を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００９１】
溶液中に非イオン界面活性剤を含むことによって、溶液中の凝集を防ぎ、染色後の染め斑の発生を防ぎ、良好な風合いの数を達成することができる。このような非イオン界面活性剤は、マイグレーションを防止する働きを果たす。
【００９２】
溶液はさらに、シリコーン樹脂１〜５％、好ましくは約４％を含み、これによって人工皮革表面のスリップ性を良好にし、シリコーン樹脂が持つ平滑性によって耐摩耗性を向上し、またバフ効果を向上し、ウエブの繊維の集束を防ぎ、繊維毎にバラバラとしてフィンガマークが生じやすくする。シリコーン樹脂１％未満では、上述の優れた効果を達成することが不充分になり、５％を超えると、染色後の変色が大きいという問題が生じる。
【００９３】
（１５）繊維から成るウエブと、織編物から成り、伸縮性を有する補強材とが絡み合わされた帯状の人工皮革用不織布を供給する手段と、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を貯留し、ポリウレタン樹脂原料は、脂肪族ポリイソシアネートと、オリゴマーポリオールとを含み、人工皮革用不織布が浸漬されて搬送される容器と、容器を通過した人工皮革用不織布を、その人工皮革用不織布の搬送中に、８０〜１３０℃で加熱乾燥する加熱乾燥手段とを含むことを特徴とする人工皮革用不織布の加工装置である。
【００９４】
（１６）前記溶液は、溶剤としてブチルグリコール２〜４％を含み、容器と加熱乾燥手段との間に、人工皮革用不織布に付着した溶液の一部を除去するマングルが配置されることを特徴とする人工皮革用不織布の加工装置。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、ストレッチバック性に優れ、屈曲時のしわが生じにくい天然皮革の風合い、触感を有する高品質の人工皮革を製造するための補強材が実現される。これによって衣料の用途では、フィット感が優れ、また椅子および車両の内装材の用途では、立体成形した構成におけるしわの発生を抑制することができるようになる。こうして天然皮革の品位と風合いを得て、しかもストレッチバック性に優れた人工皮革を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の人工皮革の製造方法の各ステップを示す図である。
【図２】図１のステップｓ５で得られる人工皮革用不織布１の簡略化した断面図である。
【図３】人工皮革用補強材２の製造方法を説明するための各ステップを示すフローチャートである。
【図４】図３のステップｒ１におけけるたて糸に拠りをかける作業を示す図である。
【図５】図３のステップｒ２におけるセット作業を示す図である。
【図６】図３のステップｒ３における部分整経の作業を示す図である。
【図７】図３のステップｒ４のカバリング機１８の作業を示す図である。
【図８】図３のステップｒ５における糊付け作業を示す図である。
【図９】図８に示される糊付け作業を示すさらに詳細な図である。
【図１０】図３のステップｒ６〜ｒ８における製織作業を示す図である。
【図１１】エアジェット織機３８の一部の平面図である。
【図１２】図１０および図１１に示されるエアジェット織機３８におけるよこ糸４８がノズル４３からのエアジェットによって打ち込まれる状態を簡略化して示す図である。
【図１３】図１１のステップｓ４における高圧水流による補強材２とウエブ３との絡合を行う装置の簡略化した断面図である。
【図１４】図１３に示されるノズル５７，５８のノズル孔６３，６４；６５，６６の簡略化した平面図である。
【図１５】図１のステップｓ６，ｓ７の作業を行う設備の簡略化した系統図である。
【図１６】図１５におけるテンター８３内の処理後における不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図１７】本発明に従って製造された人工皮革の一部の拡大断面図である。
【図１８】ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを説明するための図である。
【図１９】本件発明者の実験によるポリウレタン樹脂のテンター８３における温度と固さとの関係を示す図である。
【図２０】溶液７６に含まれるイソシアネートと不織布８４の剛軟度との関係を示すグラフである。
【図２１】溶液７６に含まれる有機溶剤ＢＧの濃度と不織布７９のピックアップ率との関係を示すグラフである。
【図２２】有機溶剤ＢＧの濃度とテーパ摩耗度の関係を示す図である。
【図２３】不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図２４】溶液７６に含まれるシリコーン樹脂の作用を説明するための不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図２５】染色作業を説明するための時間経過に伴う温度を示す。
【符号の説明】
１ 人工皮革用不織布
２ 補強材
３ ウエブ
４ ポリウレタン樹脂層
６ 無撚原糸
７ イタリー式撚糸機
８，２２ チーズ
１３ 糸
１４ 部分整経機
１５ エアジェット織機用ビーム
１６ たて糸
１８ カバリング機
２４ よこ糸
２６ 絞り部材
２９ 容器
３１ 水溶性糊３１
３２ シンクロール
４２ 筬
５６ 無端状支持ベルト
６１，６２ 高圧水流
６８，７１ 人工皮革用不織布
６９ 乾燥機
７３ マングル
７４ 溶液付着装置
７６ 溶液
７７ シンクロール
７９ 不織布
８３ テンター
８９ ポリウレタン樹脂
９１ ポリビニルアルコール
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工皮革を製造するために用いられる人工皮革用補強材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術（特許文献１参照）は、ポリトリメチレンテレフタレート繊維から成る織物と、ポリエチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレートなどの短繊維とが、ニードルパンチまたは高圧水流によって交絡一体化した人工皮革用基布を開示する。この先行技術の問題は、ストレッチバック性に乏しく、また座屈性に劣ることである。したがって衣料の用途では、人体とのフィット性が劣る結果になる。また家具および自動車内装材の用途では、屈曲時、大きなしわが発生する。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２８０３０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、風合い、触感に優れているのは勿論、ストレッチバック性に優れた人工皮革用補強材およびその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維から成るウエブが高圧水流の噴射によって絡み合わされて固定されて人工皮革を構成し、
ウエブを構成する前記繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄである人工皮革用補強材であって、
エアジェット織機によって製織される織物であり、
よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであることを特徴とする人工皮革用補強材である。
本発明は、たて糸は、無撚原糸に撚りをかけ、真空乾熱セットして撚りによるトルクの発生が抑えられていることを特徴とする。
本発明は、よこ糸は、ストレッチ糸を芯糸として引き伸ばした状態でポリエステル糸を捲き付け、さらに撚りをかけ、その後、水溶性糊によって収縮が止められていることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この溶液は、
水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含み、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行うことを特徴とする人工皮革の製造方法である。
本発明は、前記製造方法によって製造された衣料または自動車の座席シートに用いられる人工皮革である。
本発明は、人工皮革の製造方法において用いられる溶液であって、
前記人工皮革の製造方法は、
人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行ない、
前記溶液は、水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含む人工皮革を製造するための溶液である。
【０００７】
本発明に従えば、人工皮革用補強材は、織物であって、繊維から成るウエブが絡み合わされて固定されて構成され、この織物のよこ糸は、ストレッチ糸である伸縮性を有する芯糸を引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、水溶性糊が固化されることによって、芯糸が収縮することが阻止される。このようなよこ糸は、シングルカバード糸またはダブルカバード糸であってもよい。水溶性糊によって収縮が止められたよこ糸を、エアジェット織機において、よこ入れする際、図１２に関連して後述されるように、よこ糸の飛形が一直線状に安定し、よこ入れ運動が確実に行われるとともに、芯糸と、その芯糸を被覆するポリエステル糸との固着が確実になり、織性能が向上される。
【０００８】
水溶性糊は、本件補強材に高圧水流を用いてウエブを絡み合わせる際、瞬時に除去され、好都合である。水溶性糊は、その絡み合わせる工程の後、水溶性糊をたとえば染色液などの水によって容易に除去することができ、好都合である。
【０００９】
水溶性糊は、約２０℃の常温〜１３０℃で水に溶融し、したがって前述のように水溶性糊の除去が容易であるとともに、このような比較的低温度で水溶性糊を除去することができるので、補強材を構成するよこ糸およびたて糸、ウエブを構成する繊維の特性に悪影響を及ぼすことはない。
【００１３】
本発明に従えば、カバードヤーンであるよこ糸は、芯になる糸にストレッチ糸を用い、芯糸に捲き付ける花糸をポリエステル糸とし、シングルカバードヤーンであってもよく、またはダブルカバードヤーンであってもよい。
【００１４】
弾性を有するストレッチ糸は、２〜４倍、好ましくは３倍に引き伸ばされた状態であり、これによって水溶性糊が付着して固化しているにもかかわらず、後述の図１２（３）および図１２（４）に示されるようによこ入れ時、芯糸が収縮してしまうという問題を回避し、織特性を向上することができる。
【００１５】
よこ糸としてストレッチ糸のみを用いるのではなく、ストレッチ糸を芯糸としてポリエステル糸を捲き付けるので、よこ糸が伸びすぎるという不都合はなく、織物の適度な弾性が得られる。よこ糸のストレッチ糸は、よこ糸の３〜１０％である。よこ糸を構成するストレッチ糸およびポリエステル糸の繊度は、たとえば４０〜６０デシテックスが好ましく、これによって人工皮革の使用時の強度が得られるとともに、高圧水流によるウエブの絡み合わせを高品質で達成することができる。
【００１６】
ウエブを構成する繊維は、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量１０〜１００ｇ／ｍ２であり、好ましくは３０〜６０ｇ／ｍ２であってもよい。ウエブを構成する繊維は、たとえばポリエステルまたはナイロンであり、繊維径は、２〜６μｍφである。このようなウエブは、たとえば湿式抄造法およびそのほかの手法で製造することができる。
【００１７】
芯糸となるストレッチ糸およびそれに捲き付けられるポリエステル糸はいずれも、より糸であり、ストレッチ糸はモノフィラメントまたはマルチフィラメントのいずれでもよく、ポリエステル糸はたとえば１５〜２８本、好ましくは２４本のマルチフィラメントであってもよい。
【００２０】
よこ糸の収縮を止めるための水溶性糊は、ポリビニルアルコール水溶液であり、固化した状態で水が接触することによって容易に除去することができる。したがって後工程の処理が容易であり、たとえば常温の軟化水に瞬時に溶けるという優れた特性を有する。したがってウエブを絡み合わせるための高圧水流によって、除去することが容易である。液体のポリビニルアルコールの濃度は、２０〜３０％が好ましく、後述のようにさらに好ましくは２４〜２７％であり、２０％未満ではよこ糸の収縮を止めることが不充分であり、また３０％を超えると、分散染料などを用いる染色によって、色汚れ、きわづきが生じる。
【００２１】
また本発明は、空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであることを特徴とする。本発明に従えば、人工皮革用補強材の織物のフラジール通気度、すなわち空気透過率を、１５０〜３００ｃｃ／Ｌ、好ましくは２００ｃｃ／Ｌに選ぶ。Ｌは、リットルである。フラジール通気度は、日本工業規格ＪＩＳ Ｌ １０９６による。１５０ｃｃ／Ｌ未満では、ウエブを絡み合わせるための高圧水流の噴射によって、ウエブが損傷してしまうという問題がある。３００ｃｃ／Ｌを超えると、ウエブの繊維を織物に強固に絡み合わせることが困難になり、ウエブが離脱しやすくなり、強度が劣る。
【００２２】
織物は、平織りであってもよいが、朱子織などであってもよい。
【００２３】
前述のストレッチ糸は、ポリウレタン糸であり、伸縮性を有する糸である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の人工皮革の製造方法の各ステップを示す図である。図１のステップｓ１で本発明の人工皮革用補強材を準備し、ステップｓ２では繊維から成るウエブを準備し、補強材の上にウエブを重ねて積層し、ステップｓ３で２層構造体を構成する。この２層構造体に、ウエブの上方から高圧水流を噴射してウエブが補強材に絡み合わされて固定され、ステップｓ５で人工皮革用不織布が得られる。本発明の実施の他の形態では、補強材の表裏両面にウエブを設けた３層構造体であってもよく、表面側からおよび裏面側から、高圧水流によるウエブの絡み合わせ作業を行うようにしてもよい。ウエブの繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、０．０５〜０．１ｄ、繊維長３〜５ｍｍである。
【００２５】
図２は、図１のステップｓ５で得られる人工皮革用不織布１の簡略化した断面図である。補強材２はスクリムと呼ぶことができ、この補強材２には、ウエブ３を構成する繊維が、ウォータパンチと呼ぶことができる高圧水流の噴射によって絡み合わされて交絡され、固定される。参照符３は、ウエブの繊維を示すためにも用いられる。
【００２６】
再び図１を参照して、ステップｓ６では、図２に示される不織布１を、後述の溶液に浸漬して含浸し、その後、ステップｓ７でテンターに導いて加熱乾燥し、ポーラスなポリウレタン樹脂の層４が形成される。ステップｓ８ではバフ仕上げを行って研削し、ステップｓ９で染色液に浸漬して染色を行い、こうしてステップｓ１０では、ストレッチバック性に優れた、かつ屈曲時のシワが少ない人工皮革が完成する。
【００２７】
図３は、人工皮革用補強材２の製造方法を説明するための各ステップを示すフローチャートである。補強材２を含む人工皮革の製造方法を、本件発明者の実施例とともに述べる。図３のステップｒ１〜ｒ３では、たて糸を準備し、図３のステップｒ４，ｒ５では、よこ糸を準備し、図３のｒ６〜ｒ９でエアジェット織機を用いて製織し、補強材２を完成する。
【００２８】
図４は、図３のステップｒ１におけけるたて糸に撚りをかける作業を示す図である。図４のポリエステル繊維から成る無撚原糸６を、イタリー式撚糸機７によって撚りをかけ、糸の集束性を高め、チーズ８に捲き付ける。原糸６は、３３Ｔ／６である。３３Ｔ／６は、マルチフィラメント３３デシテックス、６本のフィラメントから成ることを表し、この表示方法は、以下同じである。撚糸は、Ｓ撚８００Ｔ（ターン）／Ｍ（メートル）である。
【００２９】
図５は、図３のステップｒ２におけるセット作業を示す図である。前述の撚糸された糸は、真空式セット機１１の釜に収納され、６０℃×４０分の条件で、真空乾熱セットを行い、撚りによるトルクの発生を抑える。この糸は、セット機１１の釜に収納されてセットされる。
【００３０】
図６は、図３のステップｒ３における部分整経の作業を示す図である。セット後の糸１３を、部分整経機１４においてワキシングし、エアジェット織機用ビーム１５に捲き取る。固形ワックスは、たとえばデラックスＯＳ（商品名）などであってもよい。こうしてたて糸１６を完成する。
【００３１】
図７は、図３のステップｒ４のカバリング機１８の作業を示す図である。ポリウレタン原糸１９を、ドラフト比３．０、すなわち３倍に引き伸ばした状態で芯糸にし、この状態で、ポリエステル原糸２１を花糸として捲き付け、さらにＳ撚７５０Ｔ／Ｍに撚りをかける。ポリウレタン原糸４４Ｔ／１であり、ポリエステル原糸５５Ｔ／２４−woolyである。カバリング機１８は、たとえばKATAOKA社製商品名ＷＨ２−３２０であってもよい。こうしてチーズ２２に捲き取られる。
【００３２】
図８は、図３のステップｒ５における糊付け作業を示す図である。図７のカバリング機１８で得られたチーズ２２からのよこ糸２４には、糊付け作業２５が行われ、その糊の付着量が適切な値となるように絞り手段２６で部分的に除去し、乾燥機２７でたとえば７０℃の熱風乾燥を行い、乾燥後、チーズ２８に捲き取る。
【００３３】
図９は、図８に示される糊付け作業を示すさらに詳細な図である。糊付け作業２５は、容器２９に貯留された水溶性糊３１に、よこ糸２４がシンクロール３２を経て案内され、糊が表面に付着される。糊３１は、本発明の実施の形態では、ポリビニルアルコール２０％水溶液である。
【００３４】
絞り手段２６では、一対のロール３３，３４が糸３５の移動方向に回転し、ロール３３，３４に挟持されて、適切な付着量が得られる。こうしてよこ糸２４には、糊３１が付着され、空気中で熱風乾燥されて固化する。これによって伸縮性を有する３倍に引き伸ばされた芯糸であるポリウレタン糸１９が収縮することが止められる。図８および図９で用いられる糊付け機は、たとえばカキノキ社製（商品名）ＫＨＳ−４であってもよい。糊３１は、互応化学工業社製（商品名）プライスサイズＭＸ−３０４であり、着量１０〜１５％である。
【００３５】
図１０は、図３のステップｒ６〜ｒ８における製織作業を示す図である。ステップｒ６のエアジェット織機３８において、前述の図６のたて糸ビーム１５からのたて糸３９は、綜絖４１によって上下に２層に分けられ、筬４２によって、たて糸の密度が決められ、前述の図８および図９のチーズ２８からのよこ糸は、ステップｒ７でノズル４３からのエアジェットによって、よこ入れされ、ステップｒ８でこうしてスクリム織物４５が製織して得られ、クロスビーム４６に捲き取られる。こうして図３のステップｒ９では、本発明によって得られたスクリム織物４５である人工皮革用補強材の検査が行われ、出荷される。
【００３６】
図１１は、エアジェット織機３８の一部の平面図である。製織速度の向上のために、一対のよこ糸チーズ２８からよこ糸が一対の各ノズル４３からのエアジェットによって交互に供給され、補助ノズル４７によってよこ糸が導かれて打ち込まれる。エアジェット織機は、たとえばトヨタ自動織機製作所社製（商品名）ＪＡＴ６１０であってもよい。
【００３７】
図１２は、前述の図１０および図１１に示されるエアジェット織機３８におけるよこ糸４８がノズル４３からのエアジェットによって打ち込まれる状態を簡略化して示す図である。よこ糸４８は前述の図８および図９に関連して述べたように、よこ糸４８の表面には糊３１が付着されて固化している。したがってよこ糸４８のポリウレタン糸１９の収縮が止められ、図１２（１）に示されるように、よこ糸４８の打ち込み時、直線状の飛形が安定する。またこの糊３１がよこ糸４８の表面に存在することによって、その表面の凹凸が固化した形状を保ち、したがってノズル４３からのエアジェットによってよこ糸４８が正確に打ち込まれることになる。
【００３８】
もしも仮に、よこ糸４８に前述の糊３１が付着、固化されていなければ、図１２（２）に示されるように、そのよこ糸４８ａにおけるポリウレタン糸１９が収縮し、ノズル４３からのエアジェットによる打ち込み時、よこ糸４８ａの飛形が正確な直線状とならず、不所望に側方にふれるおそれがあり、確実なよこ入れが困難となり、織性能が低下する結果になる。
【００３９】
本件発明者の実験によれば、糊３１として用いられるポリビニルアルコール水溶液は、前述のように２０〜３０％であり、好ましくは２４〜２７％である。この濃度未満では、引き伸ばされたポリウレタン糸１９の収縮を止めることが不完全となり、図１２（３）に示されるように捲き付けられたポリエステル糸２１の不所望ないわばピリついたループ部分５１が発生する。これによってノズル４３からのエアジェットによってよこ入れされるとき、ループ部分５１が途中でたて糸３９に絡んでしまうおそれが生じる。また前記濃度が低いとき、図１２（４）に示されるように、よこ糸４８ｃのポリウレタン糸１９が収縮し、それに捲き付けられているポリエステル糸２１のみが残存した部分が生じる。こうして糊３１の濃度が２０％以上に選ばれる。この濃度を３０％を超えた値に選ぶと、前述のように図１のステップｓ９における染色時の色汚れ、きわづきが生じてしまう。このような問題が生じないように糊３１の濃度が選ばれるとともに、ポリウレタン糸１９の引き伸ばしの倍率が２〜４倍、好ましくは３倍に選ばれる。
【００４０】
こうして糊付けされたスクリム織物４５である補強材は、織上後に放縮による収縮が止められ、また図１のステップｓ４におけるウエブ３の高圧水流によって打ち込んで絡み合わせやすい空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌ、好ましくは２００ｃｃ／Ｌを達成し、さらにその高圧水流による適切な収縮によって、商品の平面摩耗を得ることができ、さらに染め縮みを防ぐことができるという優れた効果が達成される。
【００４１】
糊付けされたよこ糸を用いる補強材では、伸長率２０〜７０％を達成することができ、したがって衣料の用途および自動車の座席シートなどの内装材の用途に好適する。またこのような補強材のセット率は９０〜９７％を達成することができる。伸長率というのは、元の長さＬ１に対して引っ張り力を作用したときの伸びΔＬ１の比（＝ΔＬ１／Ｌ１）である。セット率というのは、補強材のよこ糸の方向に作用した引っ張り力を開放した直後から１０分間経過後の縮んだ長さＬ２の元の長さに対する比（＝Ｌ２／Ｌ１）である。
【００４２】
ウエブ３を構成する繊維は、前述のようにポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、０．０５〜０．１ｄ、繊維長３〜５ｍｍであり、坪量４〜８０ｇ／ｃｍ２であってもよく、湿式抄造法によって製造することができるが、そのほかの手法で製造されてもよい。
【００４３】
図１３は、図１１のステップｓ４における高圧水流による補強材２とウエブ３との絡合を行う装置の簡略化した断面図である。水平に矢符５５の方向に搬送される補強材２上に、前述の湿式抄造法で製造されたウエブ３が乗載され、無端状支持ベルト５６に支持された状態で、上流側と下流側とにそれぞれ配置されたノズル５７，５８から高圧水流６１，６２が柱状に噴射される。
【００４４】
図１４は、図１３に示されるノズル５７，５８のノズル孔６３，６４；６５，６６の簡略化した平面図である。各ノズル孔６３〜６６から、高圧力の柱状水流を、ウエブ３が乗載されて積層された補強材２が矢符５５の方向に搬送される状態で、噴射されて打ち込まれる。ウエブ３の繊維が補強材２に絡み合った人工皮革用不織布６８は、乾燥機６９に導かれて人工皮革用不織布７１が得られる。こうして得られた不織布７１は、たとえば坪量８５〜９７ｇ／ｃｍ２、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３である。ノズル間隔Ｗ１，Ｗ２およびノズル径Ｄ１，Ｄ２は、適宜選択される。
【００４５】
図１５は、図１のステップｓ６，ｓ７の作業を行う設備の簡略化した系統図である。人工皮革用不織布７１は、基布と呼ぶこともでき、マングル７３から溶液付着装置７４に導かれる。溶液付着装置７４では、容器７５に溶液７６が浸漬され、人工皮革用不織布７１は、シンクロール７７を経て、溶液７６に浸漬され、その溶液７６が不織布７１に含浸される。この溶液７６が含浸された不織布は、一対のゴムロールから成るマングル７８によって、溶液７６の付着量が適切に設定される。マングル７８を経た参照符７９で示される人工皮革用不織布は、乾燥機８１の乾燥室８２に導かれ、たとえば約１００℃で乾熱乾燥され、さらに図１のステップｓ７で示されるようにテンター８３に導かれ、約１３０℃、１分間、乾熱乾燥され、参照符８４で示される人工皮革用不織布が得られる。
溶液付着装置７４の溶液７６の組成は、次のとおりである。
【００４６】
【表１】
表１中、商品名エバファノールＡＰ−６の組成は、ポリウレタン樹脂、非イオン界面活性剤、水であって、不揮発分約２５％であり、エーテルタイプのウレタンである。
【００４８】
商品名テキスポートＢＧは、有機溶剤ＢＧであって、ブチルグリコールである。
【００４９】
商品名ＮＫアシストＩＳ−８０Ｄの組成は、脂肪族ポリイソシアネート、有機溶剤であり、不揮発分約８０％と約２０％グリコール系溶剤を含み、水、アルコール、アミン等の活性水素化合物と反応し、ウレタンエマルジョンなどの活性水素を有する樹脂と高度に架橋し、水性樹脂の耐久性、接着性、耐水性、強度を向上させ、好ましくは８０〜１００℃で短時間で架橋反応を完結する。表１の実施例１〜４では、テーパ摩耗４級が得られたが、比較例１，２では、テーパ摩耗１級程度であって不充分であった。
【００５０】
商品名ネオステッカーＮの組成は、非イオン界面活性剤、水であって、不揮発分約３０％である。商品名ドライポン６００Ｅの組成は、シリコーン樹脂、非イオン界面活性剤、水であり、不揮発分約５４％であり、ポリ（オキシエチレン）＝アルキル＝エーテル（Ｃ＝１２〜１５）を約２．５％含有する。商品名ドライポンＺ−７は、前記商品名ドライポン６００Ｅの触媒として働き、その組成は有機亜鉛塩、非イオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、水を含み、不揮発分約１８％、ステアリン酸亜鉛約１４％含有し、ポリ（オキシエチレン）＝アルキル＝エーテル（Ｃ＝１２〜１５）約４．３％含有する。溶液７６の残部は水である。表１の前記各商品はすべて、日華化学社製である。
【００５１】
人工皮革用不織布７１が溶液付着装置７４で含浸される溶液７６のポリウレタン樹脂原料は、後述の段落［００８０］〜［００８６］のとおり、ポリビニルアルコールを、溶液７６中に５〜２０％、好ましくは５〜１０％含む。
【００５２】
図１６は、前述の図１５におけるテンター８３内の処理後における不織布８４の一部の拡大断面図である。補強材２の表面および裏面には、ポリウレタン樹脂とポリビニルアルコールの層４ａ，４ｂが形成される。この不織布８４を、図１のステップｓ８でバフ加工し、層４ａを、参照符８７で示されるように、研削して除去し、ウエブの繊維３を露出する。ポリビニルアルコールは、加熱乾燥によって固化し、したがって弾性を有するポリウレタン樹脂のバフ加工による除去を容易にする。ポリビニルアルコールが５％未満では、完成した人工皮革の厚み感がなく、ウエブの量を多くする必要が生じる。これとは逆にポリビニルアルコール１０％を超えると、ランニング加工時の液安定性が阻害され、また染色時の品質が低下するとともに、人工皮革の風合いが固くなり、さらに溶液７６の粘度が上がり、不織布７１への浸透性が悪化する。
【００５３】
溶液７６に含まれるポリウレタン樹脂原料は、人工皮革の平面摩耗を低下する働きをする。ポリウレタン樹脂原料が４０％を超えると、染色時の染料のビルドアップが低下し、充分な染色が困難になる。
【００５４】
図１７は、本発明に従って製造された人工皮革の一部の拡大断面図である。ウエブの繊維３を囲むポリウレタン樹脂の層４ａは、参照符８８で示される多数の小孔が存在し、ポーラス状になっている。これによってポリウレタン樹脂の層４ａは、適切な弾性を有し、また繊維３の毛羽が良好となり、いわゆるフィンガーマークが得られる。
【００５５】
図１８は、ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを説明するための図である。本来、ポリウレタン樹脂フィルムは、通気性のない透明の膜であり、本発明では、水性化ウレタンにポリビニルアルコールを併用することによって、ポリビニルアルコールのほうがポリウレタン樹脂よりも水に馴染みやすいので、ポリウレタン樹脂８９の外周にポリビニルアルコール９１が存在し、さらにその外周に水９２が存在する。テンター８３による不織布７９に含浸した溶液７６を乾燥してセットすることによって、図１８（２）に示されるように水分が蒸発する。この溶液７６の乾燥によって、不織布８４では、図１８（３）に示されるように、ポリウレタン樹脂４ａ内に、小さな細長い隙間９２が形成される。
【００５６】
その後、染色ステップｓ９では、染色液に含まれる水に、ポリビニルアルコール９１が水溶化され、ポリウレタン樹脂４ａの膜からポリビニルアルコール９１が無くなる。その後、乾燥することによって、ポリウレタン樹脂４ａ内に小孔８８が存在することになり、ポーラス状となる。
【００５７】
図１９は、本件発明者の実験によるポリウレタン樹脂のテンター８３における温度と固さとの関係を示す図である。本発明では、テンター８３における乾熱温度は、前述のように約１３０℃未満に選び、参照符９４で示されるようにせいぜい１５０℃未満に選び、これによって不織布８４は、生機（きばた）の補強材２と同様なストレッチバック性を得ることができるようになる。
【００５８】
図２０は、溶液７６に含まれるポリイソシアネートと不織布８４の剛軟度との関係を示すグラフである。図２０（１）では、乾燥室８２およびテンター８３の各温度はいずれも１００℃であり、ポリイソシアネート２％未満で剛軟度が、人工皮革に好ましい値になることが確認された。図２０（２）では、乾燥室８２の温度１００℃、テンター８３によるセット温度１３０℃であり、ポリイソシアネート２％未満で、人工皮革に適切な剛軟度が得られることが確認された。
【００５９】
図２１は、溶液７６に含まれる有機溶剤ＢＧの濃度と不織布７９のピックアップ率との関係を示すグラフである。有機溶剤ＢＧ２〜４％、好ましくは３％で、適切なピックアップ率が得られることが判り、したがって図２１のグラフから３〜４％が好ましい。このピックアップ率はまた、前述のマングル７８によっても、調整することができる。
【００６０】
【表２】
実施例４，５では、希望するピックアップ率が前述のように得られたが、比較例３，４ではピックアップ率が不充分であった。
【００６２】
図２２は、有機溶剤ＢＧの濃度とテーパ摩耗度の関係を示す図である。有機溶剤ＢＧ２〜４％で適切なテーパ摩耗が達成されることが確認され、前述のように３〜４％とする。テーパ摩耗は、日本工業規格ＪＩＳ Ｌ １０９６に従って測定することができる。
【００６３】
図２３は、不織布８４の一部の拡大断面図である。本発明では溶液７６に非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％、好ましくは１％含み、これによってポリウレタン樹脂が、図２３（１）に示されるように均一に固着することができる。これによってポリウレタン樹脂内に小孔８８を均一な分布で存在させ、ポーラスとし、ストレッチバック性、剛軟度の良好な特性を得ることができる。もしも非イオン界面活性剤が溶液７６に含まれていないとき、図２３（２）に示されるように表面にポリウレタン樹脂４ａが固着してしまい、ウエブ繊維３の基端部にポリウレタン樹脂が存在せず、ポリウレタン樹脂が不均一に固着される結果になる。非イオン界面活性剤は、この問題を解決する。
【００６４】
図２４は、溶液７６に含まれるシリコーン樹脂の作用を説明するための不織布８４の一部の拡大断面図である。本発明ではシリコーン樹脂１〜５％、好ましくは１〜４％を含む。これによって図２４（１）に示されるようにポリウレタン樹脂４ａ内のウエブ繊維３の集束を抑制し、各繊維３をばらばらにし、これによってフィンガマークの形成が容易になる。もしもシリコーン樹脂が溶液７６に含まれないとき、図２４（２）に示されるように、繊維３がポリウレタン樹脂４ａで集束し、バフ加工時、分離することが困難になり、人工皮革の品質が低下する。
【００６５】
図１のステップｓ８のバフ作業では、サンドペーパ１２０〜１４０番手を用い、溶液７６の含浸による表面の斑、すなわち凹凸をなくし、次の染色時の染めの不良をなくし、本来の色素を出す。こうしてウエブがポリウレタン樹脂で固められている表面に、バフ作業によって歪みが入れられ、染め機での人工皮革の品位を上げる。
【００６６】
図１のステップｓ９の染色作業では、分散染料を水にコロイド状に分散して染色液に浸漬する。
【００６７】
図２５は、染色作業を説明するための時間経過に伴う温度を示す。図２５の染め最高温度というのは、１３０℃であり、その染色液に不織布を浸漬する時間は、約４０分である。染色時、もみ効果のよい染色液中に近い条件を作る。含浸、乾燥した前述の不織布を、染色時の適切な温度の設定により、また不織布を染色液中で揉む作業を行うことによって、不織布がソフトでストレッチバック性が優れた品位を達成することができ、こうしてウレタン結合を、完全に架橋することができる。この染色液に不織布を浸漬することによってポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去が行われる。その後、ポリウレタン樹脂の汚染染料を取るために水洗し、またバフ作業を行って粗削りを均一にし、毛羽取りする。
【００６８】
また本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）繊維から成るウエブと、織編物から成り、伸縮性を有する補強材とが絡み合わされた人工皮革用不織布を準備するステップと、前記人工皮革用不織布に、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を、付着するステップと、その後、加熱して高重合度とするステップと、染色液に浸漬することによってポリビニルアルコールを水溶化して除去するステップとを含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００６９】
（２）前記加熱乾燥ステップの後、ウエブ側の表面を研削し、前記繊維の先端部を、乾燥した層の表面から露出することを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７０】
（３）ポリウレタン樹脂は、
【化１】
【００７１】
（４）ポリウレタン樹脂は、
【化２】
【００７２】
（５）ポリウレタン樹脂は、
【化３】
【００７３】
（６）ポリウレタン樹脂は、
【化４】
【００７４】
（７）染色液は、分散染料が水にコロイド状に分散されて構成されることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００７５】
（８）脂肪族ポリイソシアネート、オリゴマーポリオール、およびポリビニルアルコールを含む溶液を、基布に含浸した後、８０〜１３０℃で加熱乾燥することを特徴とするポリウレタン樹脂の製造方法。
【００７６】
人工皮革用不織布は、ウエブが補強材に絡み合わされて構成され、補強材は伸縮性を有し、この不織布に、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を付着して含浸し、加熱によって高重合度とし、弾性に優れたポリウレタン樹脂を不織布に形成し、このとき水性化ウレタンに含まれる水分が蒸発し、ポリウレタン樹脂層内に微小な隙間が形成される。その後、分散染料などの染色液に浸漬することによって、その染色液に含まれる水にポリビニルアルコールが水溶化し、ポリウレタン樹脂層からポリビニルアルコールが除去される。染色液から取出して乾燥することによって、ポリウレタン樹脂の層が、ポリビニルアルコールの除去によってポーラスとなり、ストレッチバック性に優れ、剛軟度、伸長率、セット率などの各種特性に優れた人工皮革を実現することができる。このポリウレタン樹脂によって、ウエブを構成する繊維が補強材から離脱することがなく、その強度が向上され、また耐摩耗性が向上される。
【００７７】
ポリウレタン樹脂原料は、ポリイソシアネート、オリゴマーポリオール、鎖長延長剤、架橋剤をさらに含んでもよく、次式１〜４に示される各ポリウレタン樹脂Ｉ〜ＩＶを得る。本発明では、たとえばポリイソシアネートを水分散し、使用し、乾熱の温度条件で、式１〜４の反応を制御し、衣料の用途における摩耗強度を維持し、残りの反応を、染色ステップで、完結し、ソフトなポリウレタン樹脂を得る。
【００７８】
【化５】
本実施の形態によれば、ストレッチバック性に優れ、剛軟度、伸長率、セット率に優れ、フィンガーマークが形成されやすく、さらに屈曲時のしわが生じにくい天然皮革の風合い、触感を有する高品質の人工皮革を製造することができるようになる。
【００８０】
（９）前記ポリウレタン樹脂原料は、脂肪族ポリイソシアネートと、オリゴマーポリオールとを含み、前記加熱乾燥温度８０〜１３０℃で架橋反応することを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８１】
イソシアネートとポリオールとの反応は、比較的低い８０〜１３０℃、たとえば１００〜１２０℃で行い、これによってポリウレタン樹脂の破壊を防ぎ、適度な弾性を維持し、完成した人工皮革のストレッチバック性、剛軟度を適切に達成することができ、人工皮革の品質を向上することができる。
【００８２】
（１０）前記溶液は、ポリウレタン樹脂原料２０〜４０％と、ポリビニルアルコール５〜２０％とを含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８３】
（１１）ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとの重量比は、１〜８（＝４０／４０〜４０／５）であることを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８４】
イソシアネート、ポリオールなどを含むポリウレタン樹脂原料と、ポリビニルアルコールとの重量割合を適切に選び、これによって前述のように加熱乾燥の温度を比較的低くしてポリウレタン樹脂の重合反応を行うことができるとともに、ポリウレタン樹脂の弾性を適切に保ち、硬くならないようにし、さらにポリビニルアルコールによるポリウレタン樹脂のポーラス化を達成して、人工皮革の弾性を得ることができる。
【００８５】
特に、溶液は、ポリウレタン樹脂原料２０〜４０％、好ましくは２５〜３０％を含み、比較的少ない割合とし、これに対して、ポリビニルアルコールを５〜２０％、好ましくは５〜１０％、さらに好ましくは７％含む。ポリウレタン樹脂原料が２０％未満では、ウエブの繊維が補強材から剥離しやすく、付着強度が不充分になる。４０％を超えると、形成されたポリウレタン樹脂の層からウエブの繊維が露出しにくくなり、したがっていわゆるフィンガマークが生じにくく、人工皮革の風合い、触感を充分に得ることができにくくなり、毛羽が不充分になってしまう。
【００８６】
ポリビニルアルコールは加熱乾燥によって固化し、したがって染色液に染色する前に、バフ加工を施してポリウレタン樹脂の層を一部分、研削除去し、ポリウレタン樹脂層の表面からウエブの繊維を部分的に露出して毛羽を形成する加工作業を容易に行うことができる。もしもポリビニルアルコールが含まれていなければ、ポリウレタン樹脂は比較的柔らかく、高い強度を有するので、バフ加工によってウエブの繊維をポリウレタン樹脂の層の表面から露出するようにポリウレタン樹脂層を研削する作業が困難になる。ポリウレタン樹脂原料は、前述のように２０〜４０％であって比較的小さい混合割合を占めるので、前記溶液にポリビニルアルコール５〜２０％を混合することが確実になり、したがってポリウレタン樹脂のバフ加工を容易とし、また染色乾燥後のポリウレタン樹脂をポーラス化することが確実になる。
【００８７】
（１２）前記溶液は、溶剤としてブチルグリコール２〜４％を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００８８】
溶液に含まれる溶剤として、ブチルグリコールＢＧを含み、前記溶液の取扱いを容易にする。２％未満では、溶剤としての働きが不充分であり、また４％を超えると、人工皮革用不織布を前記溶剤に浸漬した後におけるピックアップ率が低くなりすぎるとともに、その後の比較的低温度の前記加熱乾燥時、溶剤を蒸発除去することが困難になる。
【００８９】
（１３）前記溶液は、非イオン界面活性剤を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００９０】
（１４）前記溶液は、シリコーン樹脂１〜５％を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法。
【００９１】
溶液中に非イオン界面活性剤を含むことによって、溶液中の凝集を防ぎ、染色後の染め斑の発生を防ぎ、良好な風合いの数を達成することができる。このような非イオン界面活性剤は、マイグレーションを防止する働きを果たす。
【００９２】
溶液はさらに、シリコーン樹脂１〜５％、好ましくは約４％を含み、これによって人工皮革表面のスリップ性を良好にし、シリコーン樹脂が持つ平滑性によって耐摩耗性を向上し、またバフ効果を向上し、ウエブの繊維の集束を防ぎ、繊維毎にバラバラとしてフィンガマークが生じやすくする。シリコーン樹脂１％未満では、上述の優れた効果を達成することが不充分になり、５％を超えると、染色後の変色が大きいという問題が生じる。
【００９３】
（１５）繊維から成るウエブと、織編物から成り、伸縮性を有する補強材とが絡み合わされた帯状の人工皮革用不織布を供給する手段と、ポリウレタン樹脂原料とポリビニルアルコールとを含む溶液を貯留し、ポリウレタン樹脂原料は、脂肪族ポリイソシアネートと、オリゴマーポリオールとを含み、人工皮革用不織布が浸漬されて搬送される容器と、容器を通過した人工皮革用不織布を、その人工皮革用不織布の搬送中に、８０〜１３０℃で加熱乾燥する加熱乾燥手段とを含むことを特徴とする人工皮革用不織布の加工装置である。
【００９４】
（１６）前記溶液は、溶剤としてブチルグリコール２〜４％を含み、容器と加熱乾燥手段との間に、人工皮革用不織布に付着した溶液の一部を除去するマングルが配置されることを特徴とする人工皮革用不織布の加工装置。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、ストレッチバック性に優れ、屈曲時のしわが生じにくい天然皮革の風合い、触感を有する高品質の人工皮革を製造するための補強材が実現される。これによって衣料の用途では、フィット感が優れ、また椅子および車両の内装材の用途では、立体成形した構成におけるしわの発生を抑制することができるようになる。こうして天然皮革の品位と風合いを得て、しかもストレッチバック性に優れた人工皮革を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の人工皮革の製造方法の各ステップを示す図である。
【図２】図１のステップｓ５で得られる人工皮革用不織布１の簡略化した断面図である。
【図３】人工皮革用補強材２の製造方法を説明するための各ステップを示すフローチャートである。
【図４】図３のステップｒ１におけけるたて糸に拠りをかける作業を示す図である。
【図５】図３のステップｒ２におけるセット作業を示す図である。
【図６】図３のステップｒ３における部分整経の作業を示す図である。
【図７】図３のステップｒ４のカバリング機１８の作業を示す図である。
【図８】図３のステップｒ５における糊付け作業を示す図である。
【図９】図８に示される糊付け作業を示すさらに詳細な図である。
【図１０】図３のステップｒ６〜ｒ８における製織作業を示す図である。
【図１１】エアジェット織機３８の一部の平面図である。
【図１２】図１０および図１１に示されるエアジェット織機３８におけるよこ糸４８がノズル４３からのエアジェットによって打ち込まれる状態を簡略化して示す図である。
【図１３】図１１のステップｓ４における高圧水流による補強材２とウエブ３との絡合を行う装置の簡略化した断面図である。
【図１４】図１３に示されるノズル５７，５８のノズル孔６３，６４；６５，６６の簡略化した平面図である。
【図１５】図１のステップｓ６，ｓ７の作業を行う設備の簡略化した系統図である。
【図１６】図１５におけるテンター８３内の処理後における不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図１７】本発明に従って製造された人工皮革の一部の拡大断面図である。
【図１８】ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを説明するための図である。
【図１９】本件発明者の実験によるポリウレタン樹脂のテンター８３における温度と固さとの関係を示す図である。
【図２０】溶液７６に含まれるイソシアネートと不織布８４の剛軟度との関係を示すグラフである。
【図２１】溶液７６に含まれる有機溶剤ＢＧの濃度と不織布７９のピックアップ率との関係を示すグラフである。
【図２２】有機溶剤ＢＧの濃度とテーパ摩耗度の関係を示す図である。
【図２３】不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図２４】溶液７６に含まれるシリコーン樹脂の作用を説明するための不織布８４の一部の拡大断面図である。
【図２５】染色作業を説明するための時間経過に伴う温度を示す。
【符号の説明】
１ 人工皮革用不織布
２ 補強材
３ ウエブ
４ ポリウレタン樹脂層
６ 無撚原糸
７ イタリー式撚糸機
８，２２ チーズ
１３ 糸
１４ 部分整経機
１５ エアジェット織機用ビーム
１６ たて糸
１８ カバリング機
２４ よこ糸
２６ 絞り部材
２９ 容器
３１ 水溶性糊３１
３２ シンクロール
４２ 筬
５６ 無端状支持ベルト
６１，６２ 高圧水流
６８，７１ 人工皮革用不織布
６９ 乾燥機
７３ マングル
７４ 溶液付着装置
７６ 溶液
７７ シンクロール
７９ 不織布
８３ テンター
８９ ポリウレタン樹脂
９１ ポリビニルアルコール
Claims (6)
- 繊維から成るウエブが高圧水流の噴射によって絡み合わされて固定されて人工皮革を構成し、
ウエブを構成する前記繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄである人工皮革用補強材であって、
エアジェット織機によって製織される織物であり、
よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであることを特徴とする人工皮革用補強材。 - たて糸は、無撚原糸に撚りをかけ、真空乾熱セットして撚りによるトルクの発生が抑えられていることを特徴とする請求項１記載の人工皮革用補強材。
- よこ糸は、ストレッチ糸を芯糸として引き伸ばした状態でポリエステル糸を捲き付け、さらに撚りをかけ、その後、水溶性糊によって収縮が止められていることを特徴とする請求項１または２に記載の人工皮革用補強材。
- 人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この溶液は、
水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含み、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン 樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行うことを特徴とする人工皮革の製造方法。 - 請求項４の製造方法によって製造された衣料または自動車の座席シートに用いられる人工皮革。
- 人工皮革の製造方法において用いられる溶液であって、
前記人工皮革の製造方法は、
人工皮革用補強材を準備し、この補強材は、織物であり、よこ糸は、伸縮性を有するストレッチ糸を、芯糸として２〜４倍に引き伸ばした状態で、ポリエステル糸を捲き付け、水溶性糊によって収縮を止めたカバードヤーンであり、
ストレッチ糸は、ポリウレタン糸の撚り糸であり、よこ糸の３〜１０％であり、繊度は４０〜６０デシテックスであり、
前記ポリエステル糸は、１５〜２８本のフィラメントから成る撚り糸であり、繊度４０〜６０デシテックスであり、
水溶性糊は、ポリビニルアルコール２４〜２７％水溶液であり、付着量１０〜１５％であり、その付着された後に、乾燥固化し、
たて糸は、ポリエステル糸であり、
空気透過率１５０〜３００ｃｃ／Ｌであり、
この補強材は、エアジェット織機によって製織され、
補強材の上にウエブを重ねて積層し、２層構造体を構成し、
ウエブを構成する繊維は、ポリエステル繊維またはナイロン繊維であり、３〜５ｍｍの繊維長を有し、坪量３０〜６０ｇ／ｍ ２ であり、繊維径２〜６μｍφであり、０．０５〜０．１ｄであり、
２層構造体上に、高圧水流を柱状に噴射し、ウエブの繊維を、補強材に絡み合わせて固定した不織布を乾燥し、その乾燥した不織布の基布が坪量８５〜９７ｇ／ｍ ２ 、厚み４００〜４５０μｍ、密度０．２〜０．３であり、
基布をシンクロールによって溶液に浸漬し、
この浸漬後、１００〜１５０℃で乾燥して、
ウエブが固定された補強材上に、小孔が均一な分布で存在するポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａを形成し、
ポーラス状ポリウレタン樹脂の層４ａをバフ加工して研削してウエブの繊維を露出し、
その後、染色液に浸漬して染色し、ウレタン結合を完全に架橋するとともに、ポリウレタン樹脂の層内のポリビニルアルコールの水溶化、除去を行ない、
前記溶液は、水性化ポリウレタン樹脂原料を２５〜３０％と、
ポリビニルアルコールを５〜１０％と、
有機溶剤としてのブチルグリコールを３〜４％と、
ポリイソシアネート０．５〜２％と、
非イオン界面活性剤を０．５〜１．５％と、
シリコーン樹脂を１〜５％とを含む人工皮革を製造するための溶液。
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