JP6493208B2 - 人工皮革とその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)単繊維繊度が0.01〜0.50dtexの極細繊維もしくは前記の極細繊維を生成可能な極細繊維発生型繊維からなる繊維絡合体と、収縮性を有する織編物とが積層一体化されてなる積層シートを製造する工程、
(2)(A)前記の積層シートに高分子弾性体を含浸・凝固させる処理と、(B)前記繊維絡合体が極細繊維発生型繊維からなる場合には、極細繊維を発現させる処理と、を任意の順に行い、極細繊維の繊維絡合体と、織編物と、高分子弾性体とからなる人工皮革の前駆体シートを得る工程、
(3)前記前駆体シートに、収縮処理を施し、前記織編物の収縮に追随して前駆体シート全体を面積収縮率が12〜50%となるように収縮させる工程。
(1)人工皮革の断面曲線の算術平均高さ:
人工皮革の平面方向および機械方向に垂直な断面を切り出し、断面が歪まないように試料台に設置した上、走査型電子顕微鏡(SEM、キーエンス社製VE−7800)を用いて、人工皮革の立毛面および他方の面をそれぞれ、100倍の倍率で撮影した。これらの撮影像を、人工皮革サンプルの異なる位置から10個採取した。
上記(1)で取得した、人工皮革の立毛面の10μmピッチの断面曲線Z(x)について、さらに5点の単純移動平均を取りスムージングし、下記式(2)の条件を満たす点を凸部の頂点とし、個数をカウントした。
人工皮革の平面方向および機械方向に垂直な断面を切り出し、断面が歪まないように試料台に設置した。続いて、走査型電子顕微鏡(SEM、キーエンス社製VE−7800)を用いて、人工皮革の試料片の断面を200倍の倍率で異なる箇所について10枚撮影した。これらの各撮影像から、断面に並行な方向を水平、断面の立毛層側を上、他方の面を下としたときの、人工皮革の不織布層の最高位置z1、織編物層の最高位置z2、織編物層の最低位置z3、および人口皮革の最低位置z4を取得した。得られた値から、次の式(3)で織編物の積層深さを算出した。
人工皮革から、20mm×200mmの試験片を3片切り出した。試験片の長辺の一端を固定し吊るした状態で、試験片の長辺方向に100mmの間隔(L0)で印を付け、他方に4kgfの荷重を加えた状態で2時間保持し、荷重を取り外してさらに1時間放置した。その後、印間の長さ(L1)を測定した。得られた値から、次の式(4)によって人工皮革の残留伸び率を算出し、さらに3点の試験片について平均した値を使用した。
対象者10名の官能検査により、表面品位を評価した。8名以上が、外観と触感によって均一な表面を有すると判定したものを(二重丸◎)、5〜7名が判断したものを(一重丸〇)、3〜4名が判定したものを(三角△)、2名以下が判断したものを(×)と各々区分した。二重丸◎と一重丸〇を合格とした。この判定では、肉眼や指での触感によって判別できる模様や凹凸がないものが高い判定となり、シワやシボのような規則的もしくは不規則的な凹凸や、織編物のような経線方向と緯線方向に周期性のある外観と触感を有するもの、および繊維と高分子弾性体の染色差による局所的な色調差を有するものは、低い判定となる。人工皮革の均一性に関する表面品位評価は、初期状態の人工皮革と、上記の(3)の条件において残留伸び率を測定した後の試験片の人工皮革について行った。
対象者10名の官能検査により、表面品位を評価した。8名以上が、ヌバック調の緻密でウェットな触感を有すると判定したものを(二重丸◎)、5〜7名が判断したものを(一重丸〇)、3〜4名が判定したものを(三角△)、2名以下が判断したものを(×)と各々区分した。二重丸◎と一重丸〇を、合格とした。この判定では、天然ヌバック調の触感を有するものが高い判定となり、スエード調の触感を有するものが低い判定となる。人工皮革の触感に関する表面品位評価は、初期状態の人工皮革と、上記の(3)の条件において残留伸び率を測定した後の試験片の人工皮革について行った。
織編物(10cm×10cm)を経線および緯線に沿って切り出した試験片について、熱風乾燥機において、100℃および140℃の温度で5分間加熱した後の織編物の経線方向および緯線方向の変化率から、織編物の乾熱面積収縮率を算出した。
試料に初荷重をかけ、正しく500mmを測って2点を打ち、初荷重を除き、沸騰した水中に30分間浸積した後、取り出して軽く吸水紙又は布で水を切り、風乾後再び初荷重をかけ、2点間の長さを測り、次の式によって沸収(%)を算出し、5回の平均値をJIS Z 8401(2011)によって小数点以下1ケタに丸めた。
・[織編物用原糸の沸収(%)]=(500−m)/500)×100
<ここで、mは、2点間の長さ(mm)を表す。>。
島成分としてポリエチレンテレフタレートを用い、また海成分としてポリスチレンを用い、島数が16島の海島型複合用口金を用いて、島/海質量比率55/45で溶融紡糸した後、延伸し捲縮加工し、その後、51mmの長さにカットして単繊維繊度4.3dtexの海島型複合繊維の原綿を得た。
上記の海島型複合繊維の原綿を用いて、カードおよびクロスラッパー工程を経て積層ウエブを形成し、織物貼り合わせ後の急激な幅変化による織物しわを抑えるために100本/cm2のパンチ本数でニードルパンチした。別に、固有粘度(IV)0.65の単成分からなる単糸で、撚数2500T/mからなるマルチフィラメント(84dtex、72フィラメント)を緯糸に用い、固有粘度(IV)0.65の単成分からなる単糸で撚数2500T/mからなるマルチフィラメント(84dtex、72フィラメント)を経糸として用い、織密度が経97本/2.54cm、緯76本/2.54cmで、100℃の温度で5分間の乾熱処理での乾熱面積収縮率が1%であり、140℃5分間での乾熱面積収縮率が17%である平織物を製織した。得られた平織物を、前記の積層ウエブの上下に積層した。
前記工程で得られた積層シートを、96℃の温度の熱水で処理して収縮させた後、PVA(ポリビニルアルコール)水溶液を含浸し、温度110℃の熱風で10分間乾燥することにより、積層シートの質量に対するPVA質量が7.6質量%の割合で、積層シートにPVAを付与した。このPVAを付与した積層シートを、トリクロロエチレン中に浸漬して極細繊維発生型繊維の海成分のポリスチレンを溶解除去し、極細繊維と平織物が絡合してなる脱海シートを得た。このようにして得られた極細繊維からなる繊維絡合体と平織物とからなる積層シートを、固形分濃度12%に調整したポリウレタンのDMF(ジメチルホルムアミド)溶液に浸漬し、次いで、DMF濃度30%の水溶液中でポリウレタンを凝固させた。その後、PVAおよびDMFを熱水で除去し、110℃の温度の熱風で10分間乾燥することにより、島成分からなる極細繊維と前記平織物の合計質量に対するポリウレタン質量が27質量%の人工皮革の前駆体シートを得た。
<原綿>
単繊維繊度を2.9dtexとした点以外は、実施例1と同様にして海島型複合繊維の原綿を得た。
目付を705g/m2とし、厚みを3.0mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、海島型複合繊維からなる繊維絡合体と織編物の積層シートを得た。
研削量を調整し、厚み0.7mmとし、染色工程での収縮率を19%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が28μmであり、他方の面(B面の)断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの56%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり3.5個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
<原綿>
島数が36島の海島型複合用口金を用い、単繊維繊度を3.1dtexとしたこと以外は、実施例1と同様にして海島型複合繊維の原綿を得た。
不織布と積層する織編物として、固有粘度(IV)0.78のポリエチレンテレフタレートと固有粘度(IV)0.51のポリエチレンテレフタレートからなるサイドバイサイド型構造の単糸で、撚数1500T/mからなるマルチフィラメント(56dtex、12フィラメント)を緯糸に用い、固有粘度(IV)0.65の単成分からなる単糸で撚数2500T/mからなるマルチフィラメント(84dtex、72フィラメント)を経糸として用い、織密度が経69本/2.54cm、緯84本/2.54cmで、100℃の温度で5分間の乾熱処理での乾熱面積収縮率が2%であり、140℃の温度で5分間の乾熱処理での乾熱面積収縮率が20%である平織物を用い、積層シートの目付を635/m 2とし、厚みを2.6mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、海島型複合繊維からなる繊維絡合体と織編物の積層シートを得た。
研削量を調整し、厚みを0.6mmとし、染色工程での収縮率を19%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が30μmであり、他方の面の断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの64%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.8個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
<原綿>
島/海質量比率を80/20とし、単繊維繊度を4.2dtexとしたこと以外は、実施例1と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
目付を714/m2とし、厚みを2.9mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、海島型複合繊維からなる繊維絡合体と織編物の積層シートを得た。
研削量を調整し、厚みを1.1mmとし、染色工程での収縮率を18%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が30μmであり、他方の面の断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの64%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.6個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
<人工皮革>
染色温度を135℃とし、染色工程での収縮率を20%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が32μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの66%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり3.1個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
<人工皮革>
染色温度を135℃とし、染色工程での収縮率を19%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が27μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの74%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり3.0個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
<人工皮革>
染色温度を135℃とし、染色工程での収縮率を19%としたこと以外は、実施例3と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が27μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの71%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.6個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た高密度な立毛と、指先に馴染むようなウェットな表面触感とを有していた。また、立毛面への高分子弾性体の露出が殆ど見られず、色調差による色斑の少ない均一な外観を有していた。
実施例1と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例4と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布と織編物の積層シートを得た。
研削量を調整して厚みを1.1mmとし、染色工程での染色温度を120℃とし、収縮率を18%としたこと以外は、実施例4と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が26μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの77%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり3.0個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た緻密でウェットな表面触感と、均一な外観を有していた。
実施例1と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例1と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布と織編物の積層シートを得た。
実施例1と同様にして、得られた人工皮革生機を、染色前にノンテンションドライヤーを用いて、170℃の温度の乾熱処理を行ない収縮させ、その後、液流染色機を用いて、125℃の温度の条件下で、収縮処理と染色を同時に行った。ここで、人工皮革生機から染色工程後のトータルでの面積収縮率は40%であった。次いで、乾燥機で乾燥を行い人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が62μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの40%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.1個存在していた。この人工皮革は、天然ヌバックに似た緻密でウェットな表面触感と、均一な外観を有していた。
<原綿>
実施例4と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例4と同様にして、海島型複合繊維からなる繊維絡合体と織編物の積層シートを得た。
染色工程での染色温度を125℃とし、収縮率を10%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が25μmであり、他方の面の断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの84%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.8個存在していた。この人工皮革は、染色工程における収縮率が低かったために、表裏での凹凸差が十分に発現せず、立毛面のPa値および、立毛面の他方の面のPa値と立毛面のPa値の比が、本発明の効果の得られる要件を満たしていなかった。このため、この人工皮革は、立毛面に高分子弾性体が部分的に露出しており、繊維と高分子弾性体との色調差によって、不均一な外観となった。また、触感はスエード調であり、天然ヌバックに似た緻密でウェットな表面触感は有していなかった。
<原綿>
実施例3と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
積層シートの目付を740g/m2とし、厚みを3.1mmとしたこと以外は、実施例3と同様にして、海島型複合繊維からなる繊維絡合体と織編物の積層シートを得た。
染色工程での染色温度を120℃とし、収縮率を10%としたこと以外は、実施例1と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が42μmであり、他方の面の断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの63%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり1.6個存在していた。この人工皮革は、染色工程における収縮率が低かったために、立毛面の凹凸がなだらかで長周期的であり、立毛面の断面曲線において、凸部の頂点の存在頻度が本発明の効果の得られる要件を満たしていなかった。このため、この人工皮革は、表面に肉眼で判別できるシボ状の凹凸模様を有しており、不均一な外観であった。また、触感はスエード調に近く、天然ヌバックに似た緻密でウェットな表面触感は有していなかった。
<原綿>
実施例4と同様にして、海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例4と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布と織編物の積層シートを得た。
染色前の乾熱処理を110℃、染色工程での染色温度を110℃とし、収縮率を10%としたこと以外は、実施例4と同様にして人工皮革を得た。このようにして得られた人工皮革は、立毛面の断面曲線の算術平均高さPa値が21μmであり、他方の面断面曲線の算術平均高さが、立毛面のPaの90%であり、立毛面において、断面の凹凸を形成する凸部の頂点が、1.0mmあたり2.3個存在していた。この人工皮革は、スエード調の触感を有しており、天然ヌバックに似た緻密でウェットな表面触感は有していなかった。
(b):他方の面
(c):立毛層
(d):不織布層
(e):織編物層
(f):立毛面側の断面曲線Z(x)
(g):他方の面側の断面曲線Z(x)
(h):人工皮革断面厚み
(i):織編物層の中心線
(j):織編物の積層位置
Claims (10)
- 単繊維繊度が0.01dtex以上0.50dtex以下の極細繊維からなる繊維絡合体と高分子弾性体を含む人工皮革であって、少なくとも一方の面が立毛を有しており、この立毛を有する立毛面側の断面曲線の算術平均高さPa値が26μm以上100μm以下であり、他方の面側の断面曲線の算術平均高さPa値が、前記立毛面側の断面曲線の算術平均高さの20%以上80%以下であり、前記立毛面側の断面曲線において、凸部の頂点の存在頻度が1.0mmあたり1.8個以上20個以下であり、かつ、前記他方の面側に、織編物が積層深さ20%以上50%以下の位置で積層されてなることを特徴とする人工皮革。
- 荷重量2kgf/cm、負荷時間2時間および荷重除去後の測定までの放置時間1時間の条件で測定した残留伸び率が、2.0%以上13%以下であることを特徴とする請求項1記載の人工皮革。
- 部分的な熱圧着部や樹脂コーティング部を含まないことを特徴とする請求項1または2記載の人工皮革。
- 次の(1)〜(3)の工程を、この順に行うことを特徴とする人工皮革の製造方法。
(1)単繊維繊度が0.01〜0.50dtexの極細繊維もしくは前記極細繊維を生成可能な極細繊維発生型繊維からなる繊維絡合体と、100℃の温度で5分間の乾熱処理における乾熱面積収縮率と140℃の温度で5分間の乾熱処理における乾熱面積収縮率との差が、10%以上25%以下の範囲内にある織編物とが、織編物が積層深さ20%以上50%以下の位置で積層されるように積層一体化されてなる積層シートを製造する工程、
(2)(A)前記積層シートに高分子弾性体を含浸・凝固させる処理と、(B)前記繊維絡合体が極細繊維発生型繊維からなる場合には、極細繊維を発現させる処理と、
を任意の順に行い、極細繊維繊維絡合体と、織編物と、高分子弾性体とからなる人工皮革の前駆体シートを得る工程、
(3)前記前駆体シートに、120℃以上の処理温度で収縮処理を施し、前記織編物の収縮に追随して前駆体シート全体を面積収縮率が12〜50%となるように収縮させる工程。 - 前記工程(3)の前までに織編物および積層シートが受ける処理の温度が、前記工程(3)における処理温度よりも低いことを特徴とする請求項4記載の人工皮革の製造方法。
- 前記工程(3)における処理温度が130℃以上であることを特徴とする請求項4または5記載の人工皮革の製造方法。
- 前記工程(1)における繊維絡合体が極細繊維発生型繊維からなり、前記工程(2)における処理の順序が、前記処理(B)の後に前記処理(A)を施すことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の人工皮革の製造方法。
- 前記工程(1)における前記繊維絡合体と前記織編物との一体化を、ニードルパンチによる交絡処理により行うことを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の人工皮革の製造方法。
- 前記工程(3)における収縮処理が、染色前の乾熱処理によるものであり、乾熱温度が120〜180℃であることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の人工皮革の製造方法。
- 前記工程(3)における収縮処理が、染色工程での浴中処理によるものであり、浴中温度が120〜150℃であることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の人工皮革の製造方法。
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