JP4708494B2 - 繊維積層シートとこれを用いた人工皮革及びこれに用いる合成繊維紙 - Google Patents

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Description

本発明は、弾性高分子を含浸させない場合は、衣料、ワイピングクロス、装飾布、などに有用であり、弾性高分子を含浸させる場合は、バッグ、靴などの銀面付き人工皮革、或いは衣料、椅子、自動車内装シートなどのスエード調人工皮革に有用な繊維積層シートとこれを用いた人工皮革及びこれに用いる合成繊維紙に関する。
従来、人工皮革基布に弾性高分子を含浸させて人工皮革を作製していたが、弾性高分子を含浸させないで、基布そのものを衣料、ワイピングクロス、装飾布などに適用することは試みられてこなかった。この理由は、従来の典型的なスエード調人工皮革は、海島構造のコンジュゲート繊維を紡糸し、延伸し、後に海成分を抽出するため、構成繊維の空間が大きくなり、嵩高であり、構成繊維同士のまとまりがなく、前記用途には使用できなかった。
弾性高分子を含浸させて人工皮革にした場合、天然皮革調の風合を実現するために、特許文献1において、繊度が0.5dtex以下の極細繊維からなる抄造シートと他の抄造繊維シートとの間に、編織物類を介在させて水流交絡させ、その積層交絡体にポリウレタンなどの弾性重合体を充填することにより、表面側の見掛け密度0.15g/cm3以上、裏面側の見掛け密度0.15g/cm3未満の人工皮革を得ることが提案されている。また、特許文献2においては、不織布繊維とポリウレタンバインダーの両者からなるシート物の厚み方向に密度勾配を有するシート状物が提案されている。更に特許文献3〜4においては、人工皮革用基体の上層の繊度を下層のそれよりも大きくした銀付き人工皮革用基体が提案されている。
特許文献1の人工皮革は、下層における繊維群の密度が低すぎて、充実感、ハリ、コシがいずれも乏しく、銀面付き皮革に適用できないうえ、スエードを対象にしても天然皮革の風合いに著しく遠い。特許文献2は、不織布製造後の工程において、ホットプレスの後、2種類のポリウレタンを含浸させ、密度勾配を持たせる提案であるが、ホットプレスなどの煩いのほか、繊度勾配のある天然皮革構造とは異なり、天然皮革の特色である、ハリ、コシという風合は実現できていない。特許文献3〜4は、繊度の異なる2層を形成するにあたり、2系列の開繊機及びカード設備と広大な面積の工場敷地が必要である。加えて、ニードルに設けられているバーブの深度を制限し、表面に他方の繊維が出ないようにする為、交絡性が低下し、商品化において求められる強度を得るには通常の何倍もの交絡回数、現実的にはニードル台数もしくはライン通過回数が必要であり、合理的経済的生産法ではない。
加えて、従来の技術は、積層交絡体の交絡強さを交絡工程でのみ発現させているため、交絡装置の能力に依存することが多く、水流交絡において単繊維同士を交絡させにくいといった問題があった。
特開昭55−93881号公報 特開平6−280145号公報 特開平11−269774号公報 特開2003−13369号公報
本発明は、弾性高分子を含浸させない場合は、ソフトな表面風合いで適度なハリ、コシ及び通気性のある新規な繊維積層シートを提供し、弾性高分子を含浸させる場合は、天然皮革により近似した風合いの人工皮革になし得る繊維積層シートとこれを用いた人工皮革及びこれに用いる水流交絡において単繊維同士を解離させやすくかつ交絡させやすい合成繊維紙を低コストで提供する。
本発明の繊維積層シートは、上層基紙と、下地繊維層を含む少なくとも2層からなる繊維積層シートであって、前記上層基紙は、ポリエステル短繊維を主成分繊維とし、ポリエステル系バインダー短繊維を含む湿式抄造された合成繊維紙であり、前記上層基紙の構成繊維は前記ポリエステル系バインダー短繊維により抄紙時には膠着により部分的に結合されているが、水流交絡により部分的に解離し、交絡後抄紙時の乾燥温度より高い温度で加熱処理されることで部分的に軟化結合し、前記下地繊維層は、不織布、不織布ウェブ、織編物の少なくとも一つから選ばれてなる繊維シートであり、前記上層基紙と前記下地繊維層は積層され両層を構成する繊維が互いに交絡されて軟化結合し、一体化されていることを特徴とする。
本発明の人工皮革は、前記繊維積層シートに、さらに弾性高分子を含浸したものである。
本発明の合成繊維紙は、前記の繊維積層シートの上層基紙に使用するための、ポリエステル短繊維を主成分繊維とし、ポリエステル系バインダー短繊維を含む湿式抄造された合成繊維紙であって、前記合成繊維紙の構成繊維は、前記ポリエステル系バインダー短繊維により抄紙時には膠着により部分的に結合されているが、水流交絡により部分的に解離し、交絡後抄紙時の乾燥温度より高い温度で加熱処理されることで部分的に軟化結合することを特徴とする。
図1は本発明の一実施例における繊維積層シートの断面図である。 図2Aは本発明の別の実施例における繊維積層シートの断面図である。図2Bは図2Aの繊維積層シートの表面にラミネート層が貼り合わせられ銀つき人工皮革となった断面図である。 図3は本発明のさらに別の実施例における繊維積層シートの断面図である。 図4は本発明の実施例3における単層構造の断面図である。 図5は本発明の実施例8における2層構造の断面図である。 図6は本発明の実施例10における2層構造の断面図である。
本発明は、湿式抄造された合成繊維紙を上層とし、下地に不織布、不織布ウェブ、織編物の少なくとも一つから選ばれてなる繊維シートを配置して、水流交絡し、両層シートを一体化することにより、そのままの状態ではソフトな表面風合いで、適度なハリ、コシ及び通気性のある繊維積層シートを提供できる。また、前記繊維積層シートに弾性高分子を含浸させると、天然皮革により近似した風合いの人工皮革を低コストで提供できる。
本発明の合成繊維紙は、交絡後の加熱処理により交絡点を軟化結合する作用をもつバインダー短繊維を含むことで、機械的な1次交絡の後に風合を損なうことなくより高い層間強度を持つ積層体を提供することができる。さらに、本発明の合成繊維紙は乾燥されたシート形状をしているため、移動等容易で、不織布、不織布ウェブ、織編物の少なくとも一つと自由に組み合わせて積層体を構成することができる。
加えて本発明は、ポリエステル系バインダー短繊維を使用することにより、水流交絡において単繊維同士を解離させやすくかつ交絡させやすい合成繊維紙を提供できる。
本発明の繊維積層シートは、上層基紙として、ポリエステル短繊維を主成分繊維とし、ポリエステル系バインダー短繊維を含む湿式抄造された合成繊維紙を使用する。この合成繊維紙の構成繊維は、ポリエステル系バインダー短繊維により抄紙工程を通過できる程度に膠着されているが、その接着力は低く、いわば仮接着のような形態で構成繊維を結合しており、後の工程の水流交絡により容易に解離して交絡繊維となる。即ちポリエステル系バインダー短繊維は、湿式抄造及びその後の乾燥工程で構成繊維を紙の状態に保つために使用し、水流交絡をかけた後は交絡が構成繊維の一体化に寄与し、且つその後、抄紙時の乾燥温度より高い温度で加熱処理されることで部分的に軟化結合することによって風合を損なうことなくより高い層間強度を持つ積層体を提供することができる。
前記上層基紙は、繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維40〜95重量%と、繊度0.01〜1.1dtex、繊維長3〜10mm、融点130℃以上250℃以下のポリエステル系バインダー短繊維5〜60重量%を含み、目付け20〜150g/m2、密度0.25〜0.50g/cm3の範囲であるのが好ましい。ポリエステル系バインダー短繊維のさらに好ましい融点は、210〜250℃である。
上層基紙に用いる主成分繊維であるポリエステル短繊維は、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維が特に好ましい。
上層基紙には主成分繊維のほか、各種の副成分繊維を併用することができる。種々の合成繊維、半合成繊維、化学繊維、天然繊維など、工程に支障ない範囲で適宜目的に適う繊維を用いることができる。
一般にポリエステルマイクロファイバー製品は鮮明色や濃色が出しにくい欠点があるが、それを補うためしばしば5−ナトリウムスルホイソフタル酸を3〜5モル%共重合したエチレンテレフタレートポリマー(カチオン可染ポリエステル)短繊維を用いることがある。該繊維の紡糸延伸条件によっては、副成分繊維として用いながらも、後述するポリエステル系バインダー短繊維としての効果も期待できる場合がある。しかし該繊維は、一般に磨耗強度が十分でないため、60%以上用いることは適当でない。
ポリエステル系バインダー短繊維は、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などの酸成分を共重合したエチレンテレフタレートポリマーからなる繊維が好ましい。特に好ましくはイソフタル酸または5−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したエチレンテレフタレート系共重合体である。
PETは通常融点が258〜260℃であるが、前記酸成分を共重合すると1モル当たり融点は2℃の割合で下がる(フローリー則)。したがって、例えば融点が230℃の共重合ポリエステルを得るには、15モル%のイソフタル酸を共重合する。ポリエステル系バインダー短繊維は、抄紙工程ではごく軽く膠着しており、水流交絡工程では容易に解離して下地繊維層と交絡し易く、人工皮革としての染色仕上工程で受ける熱により組織内で収縮し、軟化結合する性質のものを選ぶ。
融点130℃未満のポリエステルバインダー繊維は、抄紙工程でポリマーが融着し繊維が固定化されやすくなり次工程の交絡の妨げになるので好ましくない。
本発明においては、融点が130〜160℃のポリエステル系バインダー短繊維を用いることができる。この繊維は膠着効果が大きいため多量に用いると水流交絡での解離交絡を妨げやすいので、繊維の固定化を極力防ぎつつ有効な膠着効果をもたらし且つ良好な風合い効果を発揮させるためには、融点が160〜250℃のポリエステル系バインダー短繊維と併用するなどして、使用量を5〜30重量%の範囲とすることが望ましい。
好ましいポリエステル系バインダー短繊維は、融点が210〜250℃の共重合ポリエステル繊維であり、紡糸・延伸条件を調整することにより180℃における乾熱収縮率を10〜40%、さらに好ましくは18〜30%とした共重合ポリエステル繊維は好適である。
それは抄紙工程では上層基紙の構成繊維をごく軽く膠着しており、水流交絡工程では容易に解離して下地繊維層と交絡し易く、人工皮革としての染色仕上工程では加熱により組織内で収縮変形して軟化膠着し、層間剥離強度や耐摩耗性を向上させ優れた風合効果をもたらすからである。
また主成分繊維としてポリエステル短繊維を用いた繊維積層シートや人工皮革を染色仕上する際、一般に分散染料を用いる。その際共存するバインダー繊維のポリマー変性率が高いと染色堅牢度が低下し易いので、染色堅牢度の低下を最小限に抑えるためには、できるだけポリマーの変性率を低くし、高融点のポリマーを選択することが大切である。
ポリエステル系バインダー短繊維の形態としては、共重合ポリエステル単体の繊維のほか、芯鞘型複合繊維(芯:ポリエチレンテレフタレート、鞘:前記した共重合ポリエステル)、サイドバイサイド型複合繊維、偏芯型複合繊維などを適宜選択することができる。
これらのポリエステル系バインダー繊維は、いずれも通常水中に溶解しないので、湿式抄紙機や乾燥機等が汚れにくく、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。
風合調整のため、上層基紙に、副成分繊維として繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上、より好ましくは100℃以上のポリビニルアルコール(PVA)短繊維を1〜30重量%混抄することも適している。繊維積層シートの染色工程でPVA繊維を溶出させることにより、繊維間空隙による繊維可動範囲が生まれ、シートの柔軟化やよりソフトな表面風合いをもたらす効果がある。
水中溶解温度95℃未満のポリビニルアルコール系繊維は、水溶性高分子バインダーとしてしばしば用いられる。該繊維は、抄紙時にはバインダー効果があり、水流交絡時には水流で溶け出すため容易に主成分繊維の解離をもたらすことができるが、溶け出した成分はロスとなる。さらに、交絡後の染色工程などにおいて、交絡性を高め、層間剥離強度や耐摩耗性を向上させる作用はない。工程設計上適宜用いることは妨げないものの、本発明でいうバインダー繊維とはみなさない。
前記上層基紙として多層構造の合成繊維紙を用いることもできる。例えば前記繊維積層シートの表面になる表層Aと下地繊維層に接する底部層Bとからなる2層構造であって、いずれの層も主成分繊維は繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維とする。表層Aは積層体表面品質にかかわるため、主成分繊維のほかに表面品質を向上させるための副成分繊維を配合することができる。
例えば表層Aに、繊度0.1〜1.7dtex、繊維長3〜10mmのカチオン可染ポリエステル(5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%共重合ポリエステル)短繊維を必要量配合すれば、非常に濃色化が可能となり、深みのある色を出すことができる。またヌメリ感がある風合を得るため6−ナイロン短繊維を配合するなど、工程に支障ない範囲で適宜目的に適う繊維として、他の合成繊維、半合成繊維、化学繊維、天然繊維を用いることができる。
前記上層基紙として多層構造の合成繊維紙を用いる場合、風合調整のため前記繊維積層シートの表面になる表層Aのみに繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上、より好ましくは100℃以上のポリビニルアルコール(PVA)系短繊維を1〜30重量%混抄することも適している。
また2層以上の多層構造の合成繊維紙の場合には、表層、中層、底部層の各層を構成する繊維の繊度、繊維長、量を選ぶことにより、出来上がりの繊維積層シート内で繊度や繊維密度に分布がつけられ、より天然皮革に近い風合を得ることができる。
前記下地繊維側にある底部層Bのみに融点130℃以上250℃以下のポリエステル系バインダー短繊維を、5〜60重量%含む構造とする。
底部層Bに用いるポリエステル系バインダー短繊維として融点160〜250℃の共重合ポリエステル短繊維を用いた場合には、膠着による抄紙ハンドリング性が保持されるとともに表面品質も確保されやすい。特に融点210〜250℃、180℃における乾熱収縮率が10〜40%である共重合ポリエステル系バインダー短繊維が好適である。
下地繊維層は、不織布、不織布ウェブ、織編物の少なくとも一つから選ばれてなる繊維シートとする。前記繊維シートは強度保持材、補強材、寸法安定材ないしは風合保持材として機能する。
不織布及び不織布ウェブとしては、天然繊維、化学繊維、半合成繊維、合成繊維などを用いることができる。原料としてポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、レ−ヨン、ポリノジック、アセテート、綿、羊毛などを用いることができる。扱いやすさ、低コストなどにより一般に合成繊維製、特に通常のポリエステル繊維製の不織布が用いられるが、例えばポリエステルと6ナイロンからなる剥離分割型複合繊維などの複合繊維からなる不織布を用いることもできる。形状としては短繊維使用の場合にはニードルパンチ不織布、サーマルボンド不織布、カードウェブ、エアレイドウェブが好適であり、また長繊維不織布の場合にはスパンボンド不織布、スパンボンドウェブが好適である。ケミカルボンド不織布も使用可能である。
前記下地繊維層に用いる長繊維不織布は、ポリエステルスパンボンド不織布が好ましい。スパンボンド不織布を使用すると、補強効果が高く、かつコストを安くできる。予め厚さ方向に構成繊維が交絡されていることが好ましい。予め厚さ方向に構成繊維が交絡されていると、「骨立ち」という折れ曲がりによる線が出にくく、風合がソフトになる。
前記長繊維不織布として、ポリエステルと6ナイロンからなる剥離分割型繊維によるスパンボンドを用いることも出来る。上層基紙との交絡のための水流交絡により、繊維内のポリエステルセグメントと6ナイロンセグメントが剥離し極細化が同時に進行し、両層の繊維が互いに高度に交絡するため、極めて優れた風合いと軽量ながら十分な引裂強さの基布が得られる。
また前記長繊維不織布として、ポリウレタンやポリエステルエラストマーを用いたスパンボンドのほか、ポリオレフィンフラッシュ紡糸不織布を用いることができる。
前記下地繊維層に用いる織編布は、最終製品の目付、厚み、強度、寸法安定性を設定する重要なファクターであり、「スクリム」と称している。
織編物の素材は、天然繊維、化学繊維、合成繊維など、通常のファブリックに使用しているものを使用できる。扱いやすさ、低コストなどより、一般に合成繊維製、特に通常のポリエステル長繊維製の織編布が用いられるが、短繊維紡績糸による織編布も用いることができる。形状としては目的に応じて平織・綾織などの織物、トリコット・ラッセル・丸編・横編などの編物が使用可能である。中でもポリエステル長繊維によるポンジー、タフタ、ツイルなどが適している。
前記下地繊維層は、2以上の要素で構成してもよい。例えば下から、短繊維不織布と織物、長繊維不織布と織物などの組み合わせがある。このようにするとさらに補強効果、風合効果が高くなる。前記下地繊維層は、繊度が前記上層基紙の繊度よりも大きくかつ4.5dtex以下が好ましく、0.1〜3.3dtexがさらに好ましい。目付けは30〜400g/m2、密度0.15〜0.35g/cm3の合成繊維製層であることが好ましい。前記の範囲であればさらに補強効果が高くなる。
上層基紙と下地繊維層は積層され両層を構成する繊維が互いに交絡されて一体化されている。この交絡は、上層基紙と下地繊維層を積層し、厚さ方向からスプレーノズルで加圧水を噴射することにより行う。噴射圧力は10〜400kg/cm2の範囲が好ましい。
前記上層基紙の表面は毛羽立てられていてもよい。毛羽立てにより、感触をさらに良好にできる。
本発明の繊維積層シートを人工皮革として使用する場合は、さらに弾性高分子を含浸する。前記弾性高分子は水系ポリウレタンであることが好ましい。本発明の繊維積層シートは、構成繊維の空間はそれほど大きくはないので、水系ポリウレタンを使用できる。好ましい水系ポリウレタンの使用量は3〜15重量%の範囲である。従来の典型的な人工皮革は、海島構造のコンジュゲート繊維を使用するため、構成繊維の空間は大きく、溶剤タイプのポリウレタンを35〜50重量%必要としていた。この比較からも本発明の利点がわかる。
本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、スエ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。
本明細書において、「主成分」とは40重量%以上をいい、好ましくは50重量%以上をいう。
次に図面を用いて説明する。図1は本発明の一実施例における繊維積層シートである。この繊維積層シート(10)は、上層基紙(1)と下地繊維層(4)を含む少なくとも2層からなり、上層基紙(1)はポリエステル短繊維とポリエステル系バインダー短繊維を含む湿式抄造された合成繊維紙であり、前記基紙の構成繊維は前記バインダー短繊維により膠着されているが、水流交絡により部分的に解離し、下地繊維層(4)は、不織布、不織布ウェブ、織編物、合成繊維紙から選ばれる少なくとも一つの繊維シートであり、上層基紙(1)と下地繊維層(4)は積層され両層を構成する繊維が互いに交絡されて一体化されている。この実施例においては、下地繊維層(4)は織物を使用している。織物としては、例えば目付け30〜150g/m2程度の織物が好ましい。前記繊維積層シート(10)は、それ自体で衣料、ワイピングクロス、装飾布などに有用である。この繊維積層シート(10)に弾性高分子を含浸すると人工皮革となる。
図2Aは本発明の別の実施例における繊維積層シートの断面図である。湿式抄造された合成繊維紙からなる上層基紙(1)と長繊維不織布(2)からなる下地繊維層で構成され、厚さ方向から加圧水を噴射することにより、両層を構成する繊維を互いに交絡して一体化している。これに弾性高分子を含浸し、表面をバッフィングするとスエード調人工皮革(20)となる。長繊維不織布(2)としてはスパンボンド不織布が好ましい。図2Bは図2Aの繊維積層シートに弾性高分子を含浸し、表面にポリウレタンを主成分とするラミネート層(3)が貼り合わせられ銀付人工皮革(30)となった断面図である。
図3は本発明のさらに別の実施例における繊維積層シートの断面図である。湿式抄造された合成繊維紙からなる上層基紙(1)とスパンボンド不織布からなる長繊維不織布(2)と、上層基紙A(1)と長繊維不織布(2)の間の織物からなる下地繊維層(4)で構成され、厚さ方向から加圧水を噴射することにより、全層の繊維を互いに交絡して一体化している。この繊維積層シートに弾性高分子を含浸すると下地が補強された人工皮革(40)となる。
本発明の合成繊維紙は、次の特徴を有する。
(1)繊維同士が膠着により弱く結合している合成繊維紙である。
(2)機械的交絡の圧力により膠着が解離し、繊維が厚さ方向に再分散して3次元交絡を形成する合成繊維紙である。
(3)交絡後の加熱処理でバインダー短繊維が軟化収縮変形し、交絡点を結合することにより、層間の剥離強度が交絡時よりも向上する合成繊維紙である。
前記(1)〜(3)の一連の作用を発現するため、主成分繊維としてポリエステル短繊維を含み、抄紙時の乾燥温度(100〜120℃)では主成分繊維と弱い膠着により部分的に結合し、その後、抄紙時の乾燥温度より高い150〜180℃の温度で加熱処理されることでさらに軟化収縮し結合発現作用をもつバインダー短繊維を含む湿式抄造された合成繊維紙である。
本発明の合成繊維紙は、繊維長3〜10mmの延伸された主成分繊維を紙坪量(1mあたりの重量)に対し40〜95重量%含む。主成分繊維は均一な地合を形成しかつ積層体の柔軟性を損なわないために、繊度0.01dtex以上0.6dtex以下が好ましい。特に極細繊維と呼ばれる0.3dtex以下の繊維は、表面風合がソフトであり緻密でワイピングとしての拭き取り性も高いものとなる。
繊維長は抄紙時の繊維分散性を考慮すると3mm以上10mm以下が適当である。さらに、繊度0.3dtex以下の極細繊維を使用する場合は5mm以下が望ましい。繊度が細くなるにつれアスペクト比が高くなり、湿式抄造時に繊維がヨレやすく表面性を損なう恐れがあるためである。
主成分繊維の種類は、ポリエチレンテレフタレートからなるポリエステル繊維が耐候性等の点で優れている。
合成繊維紙には主成分繊維のほか、各種の副成分繊維を併用することができる。
一般にポリエステルマイクロファイバー製品は濃色が出しにくい欠点があるが、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を3〜5モル%共重合したエチレンテレフタレートポリマー(カチオン可染ポリエステル)短繊維の場合には深みのある色が得られるとして、副成分繊維として用いることができる。
副成分繊維としては、そのほか種々の合成繊維、半合成繊維、化学繊維、天然繊維など、工程に支障ない範囲で適宜目的に適う繊維を混合することもできる。
更に風合調整のため用途によっては、上層基紙に、繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上、より好ましくは100℃以上のポリビニルアルコール(PVA)短繊維を1〜30重量%混抄することができる。繊維積層シートの染色工程でPVA繊維を溶出させることにより、繊維間空隙による繊維可動範囲が生まれ、シートの柔軟化やよりソフトな表面風合いをもたらす。
本発明の合成繊維紙は、繊維長3〜10mmで抄紙時の乾燥温度(100〜120℃)では主成分繊維と弱い膠着により結合し、交絡後、抄紙時の乾燥温度より高い150〜180℃の温度で加熱処理されることでさらに軟化収縮し、交絡点を結合するバインダー短繊維を当該層坪量に対し5〜60重量%含む。
バインダー短繊維としてはイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などの酸性分を共重合したエチレンテレフタレートポリマーからなる融点130℃以上250℃以下の共重合ポリエステル系バインダー短繊維が適している。融点が130℃未満のバインダー繊維は、抄紙時に融着を起こし易く、次工程の水流交絡で繊維の解離が起きず交絡の妨げとなるため適さない。
融点が130〜160℃のポリエステル系バインダー短繊維は、膠着効果が大きいため多量に用いると水流交絡での解離交絡を妨げやすいので、繊維の固定化を極力防ぎつつ有効な膠着効果をもたらし且つ良好な風合い効果を発揮させるためには、融点が160〜250℃のポリエステル系バインダー短繊維と併用するなど副バインダー短繊維として、使用量を5〜30重量%の範囲に抑えることが望ましい。
更に好ましいポリエステル系バインダー短繊維は、融点が210〜250℃の共重合ポリエステル繊維であり、紡糸・延伸条件を調整することにより180℃における乾熱収縮率を10〜40%とした共重合ポリエステル繊維は特に好ましい。このバインダー繊維は、融点が210〜250℃と高くても結晶性は低い。その為、抄紙における乾燥温度で繊維表面が僅かに軟化変形し、ドライヤー通過時の熱圧で主成分繊維と弱い膠着がおき、抄紙工程強度および交絡工程での搬送強度を付与することができる。しかし、主成分繊維との一体化はしていないため水流交絡時の圧力により容易に解離し、主成分繊維とともに均一に分散、不織布や織編布と3次元交絡される。その後、抄紙時の乾燥温度より高い150〜180℃の温度で加熱処理することでバインダー短繊維はさらに軟化収縮し、交絡点を強く結合する。この作用により水流交絡時よりも高い交絡強度が発現され剥離性や耐摩耗性が良好な繊維積層シートを作ることができる。加熱処理は染色仕上工程でのファイナルセットで使用するエアスルードライヤーやシリンダードライヤー等の乾燥により行うことができる。
ポリエステル系バインダー短繊維は、抄紙工程ではごく軽く膠着しており、水流交絡工程では容易に解離して下地繊維層と交絡し易く、人工皮革としての染色仕上工程で受ける熱により組織内で変形膠着する性質のものを選ぶ。融点130℃未満のポリエステルバインダー繊維は、抄紙工程でポリマーが融着し繊維が固定化されやすくなり交絡の妨げになるので好ましくない。
ポリエステル系バインダー短繊維としては、共重合ポリエステル単体の繊維のほか、芯鞘型(芯:ポリエチレンテレフタレート、鞘:共重合ポリエステル)、サイドバイサイド型、偏芯型、張り合せ型などの複合繊維を適宜選択することができる。
ポリエチレンやポリプロピレン等、融点が130〜160℃にある合成繊維も、抄紙時の乾燥温度では溶融せず、交絡後の加熱処理により溶融するため、交絡後の加熱処理による交絡強度向上効果のみを期待してポリエステル系バインダー短繊維と併用することが出来る。
本発明の合成繊維紙は単層あるいは2層以上の構造から成る。単層の場合は配合された繊維が積層体表面の品質ならびに交絡後の接着性に直接関わることから、主成分繊維がポリエステル短繊維ならばバインダー短繊維も共重合ポリエステル系バインダー短繊維を用いるのが表面の品質を均一化する点で好ましい。
2層以上の場合は繊維積層シートの表面になる表層Aと下地繊維層に接する底部層Bを含む多層構造の合成繊維紙となる。表層Aは繊維積層シート表面の品質に関わる層となり、底部層Bは交絡後の下地繊維層との接着性に関わる層となるため、表層A、底部層Bの繊維配合を変えることで単層の場合に比べ、より表面品質が良好でかつ交絡後の接着性が高い組み合わせが可能となる。
たとえば前記上層基紙として多層構造の合成繊維紙を用いる際、シート表面層に当る側に繊度0.1〜1.7dtex、繊維長3〜10mmのカチオン可染ポリエステル(5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%共重合ポリエステル)短繊維を必要量配合すれば、非常に濃色化が可能となり、深みのある色を出すことができる。また風合調整のため前記繊維積層シートの表面層にあたる層のみに繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上、より好ましくは100℃以上のポリビニルアルコール(PVA)短繊維を1〜30重量%混抄することもできる。
さらに、底部層Bにのみ融点130℃以上250℃以下のポリエステル系バインダー短繊維を5〜60重量%含む構造とした場合は、膠着による抄紙ハンドリング性が保持されるとともに表面品質も確保されやすい。
本発明の合成繊維紙は湿式抄造法により作られる。湿式抄造法の一例を説明するがこの方法に限定されるものではない。最初に当該繊維を離解し必要に応じて分散剤やポリアクリルアマイド等の粘剤を添加し、希釈、均一分散した原料スラリーをつくる。このスラリーを用いて円網、短網、長網などの抄紙ワイヤーを1つまたは2つ以上組み合わせて抄造し、プレス工程、乾燥工程を経て本発明の合成繊維紙を得る。このとき乾燥温度は100〜120℃程度が好ましい。それ以下ではバインダー短繊維がバインダーとして作用せず、必要な工程強度が得られない。また120℃を超えると紙の強度は向上するものの、交絡時の膠着が外れにくくなり、交絡性が低下する。
以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。以下の実施例において、単に「繊維」というときは延伸された合成繊維を指す。また、「部」は「重量部」、「%」は「重量%」を意味する。
(実施例1)
[繊維積層シートの製造]
(1)上層基紙
繊度0.1dtex、繊維長5mmのポリエステル(融点258〜260℃のPET)短繊維70部と、繊度0.2dtex、繊維長5mmのイソフタル酸10モル%共重合エチレンテレフタレートポリマー(融点235℃のバインダー繊維)短繊維30部を、常温で50,000部の水に分散させ、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、抄造用スラリーとした。この抄造用スラリーを傾斜式抄紙機で抄造し、乾燥することにより、乾燥重量目付け50g/m2の合成繊維紙を得た。これを上層基紙Aとする。
(2)下地繊維層
経糸、緯糸ともにポリエステル83dtex/36f ウーリー加工糸を用いた、経糸密度69本/インチ、緯糸密度57本/インチ、目付け50g/m2の平織物を使用した。
(3)水流交絡
上から上層基紙Aと下地繊維層を積層し、10kg/cm2〜400kg/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、図1に示す繊維積層シートを得た。厚さは0.35mm,目付けは102g/m2であった。
[染色、評価]
前記(3)で得られた繊維積層シートを染色仕上げした。染色は、分散染料を使用して130℃、60分間染色し、還元洗浄した。乾燥後表面をブラッシングし、最後に、ヌメリ感を出すため、アミノシリコーンタイプの仕上げ剤をdip/nipした。
得られた染色仕上品は、極めてソフトでドレープ性があり軽量でありながら保温性に優れたまったく新しい質感の織物が得られた。この染色品は、婦人用ブラウス、ワンピース、スカート等衣料用に好適であった。得られた染色品の評価を表1に示す。
また繊維積層シートに水性ポリウレタン樹脂を約5%含浸させた後、染色し生地表面をバフ仕上げしたものは、薄地スエード調人工皮革として好適であった。
(実施例2)
[繊維積層シートの製造]
(1)上層基紙
実施例1と同条件の上層基紙Aを用いた。
(2)下地繊維層
繊度3.3dtex、目付165g/m2で軽度のニードルパンチを施した市販ポリエステルスパンボンドに、針密度170回/平方cmで追加ニードルパンチを施したものを使用した。
(3)水流交絡
上層基紙と下地繊維層を20〜250kg/cm2の各種噴射圧で水流交絡することにより、厚さ0.92mm、目付214g/m2の繊維積層シートを得た。
[染色、評価]
前記(3)で得られた繊維積層シートに水性ポリウレタン樹脂を約5%含浸させ、実施例1と同じ条件で染色仕上げした後、生地表面をバフ仕上げした。得られたスエード調生地は重量225g/m2,引裂強度165N(約16.8kgf)/177N(約18.0kgf、測定法:ISO 9073.4)であり、車両用として使われている海島繊維ニードルパンチ不織布によるスエード調人工皮革素材(強度補強のため織物裏張補強品、裏張り込み総重量375g/m2)に比べ、総重量が60%であるにもかかわらず同等以上の強度が得られ、各種資材用に好適な人工皮革であった。
(比較例1〜2)
[繊維積層シートの製造]
(1)上層基紙
実施例1の上層基紙Aのほか、比較のため以下の上層基紙B,Cを調製した。
上層基紙B:使用する繊維として繊度0.1dtex、繊維長5mmのポリエステル(融点258〜260℃のPET)繊維95部と、繊度1.1dtex、繊維長3mm、水中溶解温度60℃のポリビニルアルコール系繊維(PVA−VPW−101)5部を用いたほかは実施例1と同条件の上層基紙を得た。これを比較例1とする。
上層基紙C:使用する繊維として繊度0.1dtex、繊維長5mmのポリエステル(融点258〜260℃のPET)繊維85部と、繊度2.2dtex、繊維長3mm、鞘成分融点110℃の芯鞘型ポリエステルバインダー繊維15部を用いたほかは実施例1と同条件の上層不織布を得た。これを比較例2とする。
(2)下地繊維層は実施例1と同条件とした。
(3)水流交絡は実施例1と同条件で施した。
[染色、評価]
前記(3)で得られた2種の繊維積層シートを実施例1と同条件で染色仕上げした。
得られた染色品3種はいずれもソフト、軽量であったが、風合い、立毛の堅牢性(剥離強度)において大きく差が生じ、本発明によるものが格段に高評価となった。
以上の実施例1、比較例1〜2の結果をまとめて表1に示す。

Figure 0004708494
備考1 生地表面を光学顕微鏡100倍で観察した。
備考2 JAPAN TAPPI(紙パルプ用試験規格)、各生地を170℃で10分熱処理後、巾5mmの試料を200mm/分で引張り剥離強力を測定した。
備考3 湿式抄造不織布を製造する際にポリエステル系バインダー短繊維を使用した。
備考4 湿式抄造不織布を製造する際に水溶性ポリビニルアルコール系繊維を使用した。
備考5 湿式抄造不織布を製造する際に低融点芯鞘ポリエステルバインダー短繊維を使用した。
(実施例3)
主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mm、融点256℃、180℃における乾熱収縮率2.7%のポリエステル繊維55重量%と、バインダー短繊維として繊度0.2dtex、繊維長3mm、融点245℃、180℃における乾熱収縮率18%の5−ナトリウムスルホイソフタル酸6モル%共重合ポリエステル繊維45重量%からなる原料スラリーを用いて、単層からなる合成繊維紙を抄造、乾燥温度115℃の回転ドライヤーで乾燥し、乾燥重量50g/m2の単層構造の合成繊維紙(11)を作製した(図4参照)。この合成繊維紙を繊度2.2dtex、目付150g/mのポリエステルスパンボンド不織布に積層し、水流交絡を実施、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により157%の剥離強さ向上が認められた。
なお、本実施例、及び以下の実施例でいう「180℃における乾熱収縮率」は、JIS L1015にしたがい、無加重で180℃の状態に20分放置して測定した。
(実施例4)
実施例3と同様の合成繊維紙をポリエステルと6ナイロンからなる剥離分割型コンジュゲート繊維によるスパンボンド・スパンレース不織布に積層し水流交絡を実施し、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により255%の剥離強さ向上が認められた。
(実施例5)
実施例3の主成分繊維としてポリエステル繊維を80重量%に、バインダー繊維として共重合ポリエステル繊維20重量%にした以外は実施例3と同じ積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により120%の剥離強さ向上が認められた。
(実施例6)
実施例3の合成繊維紙を繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維60重量%と、共重合ポリエステルバインダー短繊維30重量%、繊度1.1dtex、繊維長3mm、水中溶解温度99℃のポリビニルアルコール系短繊維10重量%にした以外は実施例3と同じ積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により125%の剥離強さ向上が認められた。
(実施例7)
実施例3の合成繊維紙を繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維60重量%と、共重合ポリエステルバインダー短繊維30重量%、副バインダー短繊維として繊度2.2dtex、繊維長5mm、鞘成分融点160℃の芯鞘ポリエステルバインダー短繊維10重量%にした以外は実施例3と同じ積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により127%の剥離強さ向上が認められた。
(実施例8)
主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維95重量%と、繊度1.1dtex、繊維長3mm、水中溶解温度70℃のポリビニルアルコール系バインダー繊維5重量%とからなる原料スラリーAと、主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維70重量%と、繊度0.2dtex、繊維長3mm、融点210℃、180℃における乾熱収縮率30%の共重合ポリエステルバインダー短繊維30重量%とからなる原料スラリーBとを用いて坪量20g/m2のA層(12)、坪量30g/m2のB層(13)から成る2層抄合わせ合成繊維紙(14)を作製した(図5参照)。この合成繊維紙(14)のB層(13)が実施例3と同様のスパンボンド不織布に接するように積層し、水流交絡を実施、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により139%の剥離強さ向上が認められた。
(実施例9)
実施例8記載のA層の主成分繊維の一部(10重量%)を水中溶解温度99℃で繊度0.6dtex、繊維長5mmのポリビニルアルコール系繊維に置き換えた以外は実施例8と同じ2層抄合わせ合成繊維紙を作製した。この合成繊維紙のB層がスパンボンド不織布に接するように積層し、水流交絡を実施、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により実施例8と同等の剥離強さ向上が認められた。
(実施例10)
主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維70重量%と、繊度0.2dtex、繊維長3mm、融点220℃、180℃における乾熱収縮率30%の共重合ポリエステルバインダー短繊維30重量%とからなる原料スラリーAと、主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維45重量%と、繊度0.2dtex、繊維長3mm、融点220℃、180℃における乾熱収縮率30%の共重合ポリエステルバインダー短繊維30重量%及び鞘成分融点160℃の芯鞘ポリエステルバインダー短繊維25重量%からなる原料スラリーBとを用いて坪量30g/m2のA層(15)、坪量20g/m2のB層(16)から成る2層抄合わせ合成繊維紙(17)を作製した(図6参照)。この合成繊維紙(17)のB層(16)が実施例3と同様のスパンボンド不織布に接するように積層し、水流交絡を実施、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理により165%の剥離強さ向上が認められた。
(比較例3)
主成分繊維として繊度0.1dtex、繊維長3mmのポリエステル短繊維95重量%と、繊度1.1dtex、繊維長3mm、水中溶解温度60℃のポリビニルアルコール系バインダー短繊維5重量%からなる単層構造の合成繊維紙を実施例3と同様のスパンボンド不織布に積層し、水流交絡を実施、乾燥温度120℃のシリンダードライヤーで乾燥することにより積層体を得た。水流交絡後の加熱処理による剥離強さ向上は105%であり、十分な効果は認められなかった。
(比較例4)
比較例3のスパンボンド不織布を実施例4と同様のスパンボンド・スパンレース不織布に変更した以外は比較例3と同じ積層体を得た。水流交絡後の加熱処理によっても剥離強度向上は認められなかった。
(比較例5)
繊度0.1dtex、繊維長3mm、融点255℃、180℃における乾熱収縮率2.7%のポリエステル短繊維からなる単層構造の合成繊維紙を抄造した。抄紙時乾燥温度では繊維同士の接着がなく乾燥シートを得ることができなかった。
なお、実施例および比較例で行った水流交絡条件を次に示す。スパンボンドに積層した水流交絡条件:富士工業技術支援センターのウォータージェット装置を使い2〜5MPaの水圧で2列のノズルヘッド下を7回通した。スパンボンド・スパンレースに積層した水流交絡条件:富士工業技術支援センターのウォータージェット装置を使い2〜5MPaの水圧で2列のノズルヘッド下を12回通した。
以上の実施例3〜10、比較例3〜5の結果を表2にまとめて示す。表2中の剥離強さ増加率は以下により測定した。交絡後の加熱処理による交絡強度向上効果を評価するため、加熱処理前後の交絡部の平均最大はく離強さを測定しその増加率を比較した。加熱処理条件:温度170℃、10min熱風乾燥機で加熱。剥離試験方法:東洋ボールドイン社製テンシロンを用い、幅5mmのサンプルを速度200mm/minで10mmずつ5回に分けて剥離し、その平均最大はく離強さ(N/5mm)を計算。これをn=5で測定し加熱前後の平均最大はく離強さ(N/5mm)を求めた。
剥離強さ増加率=加熱処理後平均最大はく離強さ/加熱処理前平均最大はく離強さ
表2中の引張り強さおよび湿潤引張り強さはJIS P−8113により測定した。
表2において、強度評価は次のとおりとした。
A:抄紙時に安定抄造可能な充分な引張強さを持つ。
B:抄紙時に安定抄造可能な引張強さを持つ。
C:抄紙時に安定抄造不可能な引張強さを持つ。
表2において、工程強度は次のとおりとした。
A:水流加工時に湿潤状態でハンドリング可能な充分な引張強さを持つ。
B:水流加工時に湿潤状態でハンドリング可能な引張強さを持つ。
C:水流加工時に湿潤状態で引張強さが低くハンドリング出来ない。
表2において、交絡による繊維の分散は次のとおりとした。
A:交絡による3次元方向への繊維の分散性が非常によい。
B:交絡による3次元方向への繊維の分散性がよい。
C:交絡による3次元方向への繊維の分散性が不十分。
Figure 0004708494
表2から明らかなとおり、実施例3〜10は、抄紙工程の引張り強さ、水流交絡の湿潤引張り強さ、積層体の剥離強さの増加率はいずれも高かった。これに対して比較例3〜4は、水流交絡の湿潤引張強さは測定不可であり好ましくなく、積層物の剥離強さの増加率も低かった。また比較例5は抄紙不可であり、他の特性も測定できなかった。






Claims (20)

  1. 上層基紙と、下地繊維層を含む少なくとも2層からなる繊維積層シートであって、
    前記上層基紙は、ポリエステル短繊維を主成分繊維とし、融点が210〜250℃の範囲の共重合ポリエステルを含むポリエステル系バインダー短繊維を含んで湿式抄造された合成繊維紙であり、
    前記上層基紙の構成繊維は前記ポリエステル系バインダー短繊維により抄紙時には部分的に仮接着されているが、水流交絡により解離し、交絡後抄紙時の乾燥温度より高い温度で加熱処理されることで交絡点を部分的に軟化結合し、
    前記下地繊維層は、不織布、不織布ウェブ、織編物の少なくとも一つから選ばれてなる繊維シートであり、
    前記上層基紙と前記下地繊維層は積層され両層を構成する繊維が互いに交絡されて一体化されていることを特徴とする繊維積層シート。
  2. 前記上層基紙は、
    繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維40〜95重量%と、
    繊度0.01〜1.1dtex、繊維長3〜10mmのポリエステル系バインダー短繊維5〜60重量%を含み、
    目付け20〜150g/m、密度0.25〜0.50g/cmの範囲である請求項1に記載の繊維積層シート。
  3. 前記上層基紙は、繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上のポリビニルアルコール(PVA)系短繊維を、1〜30重量%含む請求項1又は2に記載の繊維積層シート。
  4. 前記上層基紙は、2層以上からなる合成繊維紙であって、
    いずれの層も繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維40〜100重量%からなり、
    前記下地繊維層側の底部層には繊度0.01〜1.1dtex、繊維長3〜10mmのポリエステル系バインダー短繊維を5〜60重量%含む請求項1〜3のいずれかに記載の繊維積層シート。
  5. 前記ポリエステル系バインダー短繊維は、180℃における乾熱収縮率が10〜40%である共重合ポリエステル短繊維である請求項1〜4のいずれかに記載の繊維積層シート。
  6. 前記下地繊維層は、繊度が前記上層基紙の繊度よりも大きくかつ4.5dtex以下であり、目付け30〜400g/m、密度0.12〜0.35g/cmの合成繊維層である請求項1〜5のいずれかに記載の繊維積層シート。
  7. 前記下地繊維層が、スパンボンド不織布であり、予め厚さ方向に構成繊維が交絡されている請求項1〜6のいずれかに記載の繊維積層シート。
  8. 前記下地繊維層が、下から長繊維不織布と織物で構成される請求項1〜7のいずれかに記載の繊維積層シート。
  9. 前記上層基紙の表面が毛羽立てられている請求項1〜8のいずれかに記載の繊維積層シート。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の繊維積層シートに、さらに弾性高分子を含浸した人工皮革。
  11. 前記弾性高分子が、水系ポリウレタンである請求項10に記載の人工皮革。
  12. 前記上層基紙の表面が毛羽立てられている請求項10又は11に記載の人工皮革。
  13. 前記上層基紙の上に、さら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請求項10又は11に記載の人工皮革。
  14. 請求項1〜13のいずれかに記載の繊維積層シートの上層基紙に使用するための合成繊維紙であって、
    ポリエステル短繊維を主成分繊維とし、融点が210〜250℃の範囲の共重合ポリエステルを含むポリエステル系バインダー短繊維を含んで湿式抄造されており、
    前記合成繊維紙の構成繊維は、前記ポリエステル系バインダー短繊維により抄紙時には仮接着により部分的に結合されているが、水流交絡により部分的に解離し、交絡後抄紙時の乾燥温度より高い温度で加熱処理されることで部分的に軟化結合することを特徴とする合成繊維紙。
  15. 前記合成繊維紙は、
    繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維40〜95重量%と、
    繊度0.01〜1.1dtex、繊維長3〜10mmのポリエステル系バインダー短繊維5〜60重量%を含み、
    目付け20〜150g/m、密度0.25〜0.50g/cmの範囲である請求項14に記載の合成繊維紙。
  16. 前記合成繊維紙は、繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上のポリビニルアルコール(PVA)系短繊維を、1〜30重量%含む請求項14又は15に記載の合成繊維紙。
  17. 前記上層基紙は、2層以上からなる合成繊維紙であって、
    いずれの層も繊度0.01〜0.6dtex、繊維長3〜10mmの範囲のポリエステル短繊維40〜100重量%からなり、
    前記下地繊維側の底部層には繊度0.01〜1.1dtex、繊維長3〜10mmのポリエステル系バインダー短繊維を5〜60重量%含む請求項14〜16のいずれかに記載の合成繊維紙。
  18. 前記上層基紙は、2層以上からなる合成繊維紙であって、
    繊維積層シートの表面となる表層にのみ繊度0.3〜5.6dtex、繊維長2〜10mm、水中溶解温度95℃以上のポリビニルアルコール(PVA)系短繊維を、1〜30重量%含む請求項14〜17のいずれかに記載の合成繊維紙。
  19. 前記ポリエステル系バインダー短繊維は、180℃における乾熱収縮率が10〜40%である共重合ポリエステル短繊維である請求項14〜18のいずれかに記載の合成繊維紙。
  20. 請求項19記載のポリエステル系バインダー短繊維は、さらに融点130〜210℃の共重合ポリエステル短繊維を含む請求項19に記載の合成繊維紙。
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