JP4321185B2 - 幅方向にストレッチ性を有する人工皮革の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、風合いに優れたストレッチ性を有する人工皮革の製造方法に関する。

従来、人工皮革は合成繊維を３次元に交絡させた不織布構造物に樹脂を含浸させたものであり、本質的にはストレッチ性を有するものではなく、一旦伸びてしまった場合には、その回復性がなかったものである。

そこで、人工皮革にストレッチ性能を得るために、種々の手段が適用されている。その手段としては、ストレッチ性を有する編織物またはストレッチフィルムを張り合わせるか、不織布構造物の製造過程でサンドイッチ方式で、中にストレッチ性を有する編織物を挟み込む手段などがある。しかし、得られた製品は目付、厚みの増加および多層構造物により、風合いが大幅に硬くなり、用途に限界がある。特に衣料などの風合いを重視する用途にはこのような手段で得られた製品は適用ができない。

さらには張り合わせた場合は表と裏面での品位およびタッチが異なるため衣料としては好ましくないという問題があった。

いずれにしても、かかる従来技術の手段は、生産性低下だけでなく、コストアップにもなる問題を抱えているのが現状である。

また、長さ方向のストレッチ性を付与する方法として、液流染色機での収縮後に乾熱処理する方法（特許文献１参照）が提案されているが、幅方向への収縮には限界がある。すなわち幅方向に対する高い伸張率が得られない。また素材の目付、繊維密度などにより目標のストレッチ性が得られない場合がある。
特開２０００−３０３３６５号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、幅方向のストレッチ性に優れ、かつ柔軟に優れた人工皮革の提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するもものである。すなわち、本発明の幅方向にストレッチ性を有する人工皮革の製造方法は、単糸繊度１．１デシテックス以下の極細繊維を主として含む繊維絡合体とポリウレタン樹脂で構成された人工皮革において、該人工皮革に、柔軟剤を付与した後、または、柔軟剤を付与すると同時に、加熱状態で長さ方向に伸張して、幅方向に収縮させることを特徴とするものである。

本発明によれば、簡単な手段で、幅方向のストレッチ性に優れ、かつ柔軟性に優れた人工皮革を廉価に提供することができる。

本発明は、前記課題、つまり幅方向のストレッチ性に優れ、かつ柔軟に優れた人工皮革について、鋭意検討し、人工皮革を、柔軟剤の存在下で、加熱状態で、長さ方向に伸張しながら幅方向に収縮させてみたところ、意外にもかかる課題を一挙に解決することを究明したものである。

本発明における極細繊維とは、単繊維繊度が１．１デシテックス以下である繊維のことであり、この単繊維繊度を超える繊維では、人工皮革特有の表面のソフト感が得られない。

かかる極細繊維を得る手段としては、極細化可能な複合繊維を製造した後に、海島型複合繊維であれば、化学的に海成分を除去する方法、分割型複合繊維であれば、化学および物理的に分割する方法、あるいは単成分の極細繊維の直接紡糸・延伸する方法などがある。極細可能な複合繊維を用いる場合は、シート化した後に極細化するのが、一般的である。

かかる極細化可能な複合繊維を構成するポリマーの組み合わせは、ポ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およびまたはそれらの共重合体などのポリエステル類、ポリエチレン、ポリスチレンなどのオレフィン類などの組み合わせで用いることができる。

極細繊維または極細化可能な複合繊維は、繊維をウエブ化して、ニードルパンチおよび／またはウオータージェットパンチの組み合わせで絡合することでシート化することができるが特に制約はない。

こうして得られたシートに対して、極細化およびポリウレタン付与処理を行うことで、単糸繊度１．１デシテックス以下の極細繊維を主として含む繊維絡合体とポリウレタン樹脂で構成された人工皮革を得ることができる。

ここでいう極細化処理とは、たとえば、海島型複合繊維においてポリエチレンテレフタレートとポリスチレンの場合は、トリクロロエチレンなどでポリスチレンを溶解除去する処理であり、分割複合繊維においてポリエチレンテレフタレートとポリアミドであれば、アルカリ処理と擦過またはもみなどの化学的・物理的処理で極細繊維を得る処理である。ポリウレタン樹脂とは、ポリウレタンエラストマー、ポリウレアエラストマー、ポリウレタン・ポリウレアエラストマーなどである。かかるエラストマーの付与量は５〜３０重量％が好ましい。

以上の構成を有する人工皮革としては、好ましくはその少なくとも片面が起毛処理されて立毛繊維を形成されているのがよい。かかる起毛手段としては、サンドペーパーや貼布などでバフィングする方法がある。

本発明の人工皮革は、ストレッチ性を有するところに特徴を有するが、かかるストレッチ性を与える方法について、以下説明する。

すなわち、かかる人工皮革を、さらに柔軟剤を付与した後、または、柔軟剤を付与すると同時に、加熱状態で長さ方向に伸張して、幅方向に収縮させることである。

本発明でいう伸張処理は、柔軟剤の存在下で、好ましくは長さ方向の引っ張り率２％以上で引っ張って、幅方向の収縮率を５％以上に収縮させる条件で行うのが、人工皮革のストレッチ性を改善する上から有効である。

かかる柔軟剤としては、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコン系界面活性剤またはその変性タイプの界面活性剤、パラフィンワックス類、油脂類、およびアクリル系界面活性剤などが使用される。かかる柔軟剤の付与方法としては、パッド法、浴中法、スプレー法などあるが、本発明においては、液流染色機などの浴中方式のように、人工皮革への柔軟剤の浸透性が高い方式を採用するのが好ましい。かかる柔軟剤の付与後、または、柔軟剤の付与と同時に、加熱状態で伸張処理するのは、人工皮革は風合いが硬いため、長さ方向に伸張すること自体しにくく、かつ、幅方向の収縮挙動も起こりにくいものである。したがって、柔軟剤と加熱手段の両方の相乗効果を採用して、長さ方向の伸張と幅方向の収縮をより円滑に惹起せしめたものである。

ここでいう加熱状態とは、湿熱または熱水状態では８０℃以上、乾熱状態では１２０℃以上が、人工皮革のストレッチ性を改善する上から好ましい。

長さ方向の伸張を好都合に行うための方法は、人工皮革の幅方向を固定せず、長さ方向に、張力を与えるまたは伸張することが最も有効である。

具体的手段として、連続式またはバッチ式手段が挙げられる。まず、連続式は、連続精練機を用いて、熱水中を通して、入り口ロールと出口ロールのロール速度差で、すなわち、入り口ロール速度より、出口ロール速度を大にして、伸張処理する手段、乾燥機では乾熱状態で長さ方向に伸張する手段、プレス機で加熱状態で長さ方向に張力をかけてプレスする手段などを採用することができる。

この場合の長さ方向の引っ張り率とは、以下の算出で求めた数値である。

引っ張り率（％）＝（出口ロール速度ー入り口ロール速度）／入り口ロール速 度×１００
次に、バッチ式は、ジッガー染色機では巻き取り側のロール速度を大にしてロール間で引張状態で繰り返し熱水中を通す手段（１）、リール式液流染色機で熱水中で、ノズルとリールの間で張力をかける条件で処理する手段（２）とがある。かかる液流染色機での処理は、着色だけでなく、伸張処理手段としても、また前記の柔軟処理手段としても、これらを同時に処理することができる手段であるので、最も有効な手段として採用されるものである。

これらの場合の長さ方向の引っ張り率とは、以下の算出で求めた数値である。

（１）引っ張り率（％）＝（巻き取りロール速度ー供給ロール速度）／供給ロ ール速度×１００）
（２）引っ張り率（％）＝（布速度ーリール速度）／リール速度×１００）
また、かかる伸張手段の中で、熱水中での処理手段は、その熱水中に柔軟剤を含ませることによって、柔軟と同時に伸張処理が可能であり、幅収縮効果が大きく、生産効率アップにも寄与する。乾熱下での伸張処理手段は、処理前に柔軟処理を行うのが有効である。

本発明において、幅方向の収縮は５％以上が有効である。高い伸張率を得るためには、すなわち、より高い幅収縮率を得るためには、前記の連続精練またはジッガー染色機などのようなパワーのある加工機が好ましく使用される。

以上の手段で得られた人工皮革は、幅方向の伸張率が高く、しかも伸張回復率の良好な特性を有するものであった。ストレッチ性とは伸張率が高いだけでなく、伸張した後の伸張回復性が高いものでないとストレッチ性に優れているとは言えない。伸張回復率をさらに高めるためには、上記伸張処理の後に、熱セットを行うことが好ましい。

かかる柔軟処理や伸張処理は、染色する前に行う場合と、染色した後に行う場合とがあるが、いずれの場合でも有効に優れた伸張率と伸張回復率を達成することができるものである。

以下実施例により、本発明を具体的に説明する。なお、本発明におけるストレッチ性の数値化のための評価法はＪＩＳ Ｌ１０９６の伸長率（８．１４．１のＡ法）と伸長回復率（８．１４．２のＡ法）に準じて、次の方法で行った。

すなわち、伸張率とは定速伸張形引張試験機を用いて、サンプルと同等の初荷重をかけて測定するが、まず、引張速度を２０cm/分で測定し、１４．７Ｎまで伸ばしたときつかみ間隔（Ｌ１）と伸ばす前のつかみ間隔を測定して、次の式で伸張率を求める方式を採用した。

伸張率（％）＝（Ｌ１−Ｌ）／Ｌ×１００
Ｌ：つかみ間隔
Ｌ１：１４．７Ｎまで伸張した時のつかみ間隔
そして伸張回復率は、同試験機にて測定するが、引張速度２０cm/分で、上述の伸張率の８０％まで伸ばした状態で、１分間放置した後、同一速度、つまり２０cm/分で、もとの位置まで戻し、３分間放置するという操作を、１０回繰り返した後に、初荷重以上の荷重まで引き伸ばす。次に記録した荷重−伸張曲線から残留伸びを測り、次の式により、伸張回復率を求めた。

伸張回復率（％）＝（Ｌ２−Ｌ３）／Ｌ２×１００
Ｌ２：伸張率の８０％の伸びに相当するチャート上の長さ（ｍｍ）
Ｌ３：１０回繰り返し伸張後の残留伸びに相当するチャート上の長 さ（ｍｍ）
実施例１
島成分がポリエチレンテレフタレートで、海成分がポリスチレンからなり、その海島比率が５０／５０、太さ３．３デシテックス、島本数が３６本である海島型複合繊維で構成された原綿を用いてウエブを作成した。このウエブをニードルパンチM/Cでパンチングして絡合シート状物を得た。

このシート状物を熱水処理した後に、ポリビニールアルコール１２重量％含有水溶液中に浸漬して、固形分で２３重量％のポリビニールアルコールを付与した。その後に、シート状物をトリクレン液中に通して、海成分のポリスチレンを溶解除去した。

次いで、かかるシート状物を、１２重量％のポリウレタン含有ジメチルホルムアミド溶媒溶液に浸漬した後、マングルで絞り、その直後に、水中に通して、ポリウレタンを凝固させた。

次いで、かかるシート状物を、熱水中に通して、ポリビニールアルコールとジメチルホルムアミドを洗浄除去して、乾燥し、固形分で２４重量％のポリウレタンを付与した。

かくして得られたシート状物を、スライスして、片面をサンドペーパーでバフィングをして、０．０４デシテックスの極細繊維の立毛を表面に有する人工皮革を得た。得られた人工皮革の幅は１５３ｃｍであった。

この人工皮革を、ジッガー染色機を用いて、カチオン系界面活性剤／シリコン系柔軟剤（５／１）を０．５重量％ずつ含む９０℃の熱水溶液中で、供給ロール速度５ｍ／分、巻き取りロール速度５．３ｍ／分の条件で、長さ方向の引っ張り率６％の張力をかけながら、繰り返し伸張処理して、幅方向に１５％収縮させて、幅１３０ｃｍの人工皮革を得た。その後１００℃で乾燥してから、ピン式テンターで１７０℃、１０ｍ／分の速度で熱セットを行った。

しかる後に、液流染色機（（株）日阪製作所製：サーキュラー型染色機）にて、分散染料で１３０℃３０分の条件で染色して黒色に染め上げ、乾燥仕上げして幅１３３ｃｍの着色人工皮革を得た。

得られた人工皮革の風合いは反発性があり、幅方向のストレッチ性に優れたものであった。その人工皮革のストレッチ特性である幅方向の伸張率は１９％で、伸張回復率は８１％であった。

実施例２
実施例１で得られた幅１５３ｃｍの人工皮革を用いて、まず、液流染色機（（株）日阪製作所製：サーキュラー型染色機）を用いて、分散染料にて１３０℃３０分の条件で茶色に染め上げた。その得られた染色品を連続洗浄機を用いて９０℃の熱水中で長さ方向の引っ張り率５％で伸張して、幅方向に２１．５％収縮させて、幅１２０ｃｍのものを得た。そして乾燥後、次にセットＭ／Ｃにて１７０℃の乾熱セットを行い、洗浄、乾燥および柔軟仕上げ加工を施して１２３ｃｍのス人工皮革を得ることができた。

得られた人工皮革の風合いは反発性があり、ストレッチ性に優れたものであった。その人工皮革のストレッチ特性である伸張率２５％で伸張回復率８６％であった。

実施例３
実施例１で得られた幅１５３ｃｍの人工皮革を用いて、まずリールタイプの液流染色機（（株）日阪製作所製：サーキュラー型染色機）に投入し、リールとノズルの間で張力をかける条件に設定（布速度１７０ｍ／分、リール速度１５０ｍ／分、引っ張り率は１３％）し、８０℃で３０分処理して、幅方向に９．８％収縮させた後、１３０℃３０分の条件で分散染料にて、黒色に染め上げた。その得られた幅１３８ｃｍの染色品をタンブラ加工機で柔軟仕上げ加工を施して幅１３９ｃｍの人工皮革を得ることができた。

得られた人工皮革の風合いはソフトで張り腰があり、ストレッチ性に優れたものであった。その人工皮革のストレッチ特性である伸張率１６％で伸張回復率８０％であった。

比較例１
実施例１で得られた幅１５３ｃｍの人工皮革を用いて、まず液流染色機（（株）日阪製作所製：サーキュラー型染色機）を用いて分散染料にて黒色に染め上げた。このとき、実施例のような柔軟剤処理や伸張処理はしなかった。

得られた人工皮革の風合いはソフトだが張り腰がなくストレッチ性に欠けるものであった。その人工皮革のストレッチ特性を評価したところ、伸張率８％で伸張回復率６２％であった。

Claims (3)

1. 単糸繊度１．１デシテックス以下の極細繊維を主として含む繊維絡合体とポリウレタン樹脂で構成された人工皮革において、該人工皮革に、柔軟剤を付与した後、または、柔軟剤を付与すると同時に、加熱状態で長さ方向に伸張して幅方向に収縮させることを特徴とする幅方向にストレッチ性を有する人工皮革の製造方法。
2. 該加熱状態が、湿熱または熱水状態では８０℃以上、乾熱状態では１２０℃以上の加熱条件であることを特徴とする請求項１に記載の幅方向にストレッチ性を有する人工皮革の製造方法。
3. 該長さ方向の引っ張り率が２％以上で、幅方向の収縮率が５％以上であることを特徴とする請求項１の幅方向にストレッチ性を有する人工皮革の製造方法。