JP7156559B1 - 人工皮革 - Google Patents
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Abstract
Description
ΔE* ab≧5 ・・・(1)
0≦ΔH* ab≦1 ・・・(2)
2D≦φ≦150 ・・・(3)
ここで、ΔE* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976L*a*b*色差であり、ΔH* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976色相差であり、Dは前記極細繊維の平均単繊維直径(μm)であり、φは前記融着物の大きさ(μm)である。
ΔE* ab≧5 ・・・(1)
0≦ΔH* ab≦1 ・・・(2)
2D≦φ≦150 ・・・(3)
ここで、ΔE* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976L*a*b*色差であり、ΔH* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976色相差であり、Dは前記極細繊維の平均単繊維直径(μm)であり、φは前記融着物の大きさ(μm)である。以下に、これらの構成要素について詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する範囲に何ら限定されるものではない。
本発明に係る極細繊維に用いられる熱可塑性樹脂としては、「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およびポリエステルエラストマー等」のポリエステル系樹脂、「ポリアミド6、ポリアミド66およびポリアミドエラストマー等」のポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポレオレフィン系樹脂およびアクリルニトリル系樹脂等、繊維形態を形成することができる樹脂ならば使用可能であるが、耐久性、特には機械的強度、耐熱性等の観点から、ポリエステル系樹脂が好ましく使用される。
(1)オルソクロロフェノール10mL中に試料ポリマーを0.8g溶かす。
(2)25℃の温度においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηrを下式により算出し、小数点以下第三位で四捨五入する
ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
固有粘度(IV値)=0.0242ηr+0.2634
(ここで、ηはポリマー溶液の粘度、η0はオルソクロロフェノールの粘度、tは溶液の落下時間(秒)、dは溶液の密度(g/cm3)、t0はオルソクロロフェノールの落下時間(秒)、d0はオルソクロロフェノールの密度(g/cm3)を、それぞれ表す。)。
本発明の人工皮革で用いられる高分子弾性体としては、ポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタン・ポリウレアエラストマー、ポリアクリル酸、アクリロニトリル・ブタジエンエラストマーおよびスチレン・ブタジエンエラストマー等を用いることができるが、柔軟性とクッション性の観点からポリウレタンが好ましく用いられる。
本発明の人工皮革は、前記の繊維絡合体と、前記の高分子弾性体とからなる。そして、その人工皮革の少なくとも一方の表面が、少なくとも立毛部と融着部とを有する意匠面である。ここで言う意匠面とは、製品となったときに最も外側に来る面のことである。また、立毛部とは、表面において極細繊維からなる立毛を有する部分のことであり、融着部とは、主として極細繊維を構成する熱可塑性樹脂が塊となって融着している部分、すなわち、融着物が存在する部分のことである。
(1) 人工皮革の前記の表面の立毛部の立毛を、リントブラシ等を用いて逆立て、その状態で人工皮革の長手方向に垂直な面の断面方向に、厚さ1mmの薄切片を作製する。
(2) 走査型電子顕微鏡(SEM、例えば、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」あるいは「VE-7800」等)にて、人工皮革の前記の表面の立毛部の断面を90倍で観察する。
(3) 撮影したSEM画像において、人工皮革の前記の表面の立毛部の断面の幅方向に沿って、極細繊維のみからなる層の高さを200μm間隔で10点測定する。
(4) 測定した10点の極細繊維のみからなる層の高さについて、平均値(算術平均値)を算出する。
(1)立毛部について、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて1H-NMRを測定し、得られるピーク面積から、主成分の熱可塑性樹脂の含有比率を算出する。
(2)融着部についても(1)と同様にして、立毛部の主成分の熱可塑性樹脂と同一の熱可塑性樹脂の含有比率を算出する。
(3)立毛部の熱可塑性樹脂の含有比率を100質量部とした場合の、融着部の熱可塑性樹脂の含有比率を算出する。
ΔE* ab≧5 ・・・(1)
0≦ΔH*≦1.0 ・・・(2)
ΔE* abを5以上、好ましくは5.5以上、より好ましくは6以上とすることで、充分な視認性を有する模様となる。また、ΔH*を0以上1.0以下、好ましくは0以上0.9以下、より好ましくは0.8以下とすることで、充分な視認性を確保しながら、模様が悪目立ちすることなく馴染む、上品な意匠性を付与できる。
(1)分光測色計(例えば、コニカミノルタジャパン株式会社製「CM-2600d」等)を用いて、表面の立毛部について無作為に5箇所測定し、その平均値を立毛部の平均明度L*、平均色相a*、b*とする。
(2)表面の融着部についても同じく5箇所測定し、その平均値を融着部の平均明度L*、平均色相a*、b*とする。
(3)得られた平均明度L*、平均色相a*、b*から、以下の式より立毛部と融着部との間の色差ΔE* abおよび色相差ΔH*を算出する
ΔL*=(立毛部の平均明度L*)-(融着部の平均明度L*)
Δa*=(立毛部の平均明度a*)-(融着部の平均明度a*)
Δb*=(立毛部の平均明度b*)-(融着部の平均明度b*)
ΔE* ab={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2
ΔC*={(Δa*)2+(Δb*)2}1/2
ΔH*={(Δa*)2+(Δb*)2-(ΔC*)2}1/2
ここで、融着部の大きさが直径3mmを下回る場合には、複数の融着部を切り取って隙間なく並べた状態とすることで、上記と同様の方法にて測定することができる。
ここで、Dは前記の極細繊維の平均単繊維直径(μm)であり、φは前記の融着物の大きさ(μm)である。前記の融着物の大きさφ(μm)が、2D以上(2D≦φ、以下、同様)、好ましくは2.5D以上(2.5D≦φ)、より好ましくは3D以上(3D≦φ)とすることで、柄の視認性が充分である人工皮革とすることができる。一方、融着物の大きさを150μm以下(φ≦150、以下、同様)、好ましくは140μm以下(φ≦140)、より好ましくは130μm以下(φ≦130)とすることで、明瞭な模様の境界部や繊細な模様を表現でき、意匠性に優れたものとなる。
(1)走査型電子顕微鏡(SEM、例えば、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」あるいは「VE-7800」等)にて、人工皮革表面の融着部を300倍で観察する。
(2)図2に例示するように、融着物に包含することができる円の最大直径(5μmきざみ)を測定する。図2であれば、C地点では直径150μm、D地点では直径140μm、E地点では直径170μm、F地点では直径200μmの円をそれぞれ包含することができる。
(3)無作為に選択した10箇所の融着部について、融着物に包含することができる円の最大直径を測定し、最大値を融着物大きさとする。
本発明の人工皮革は、好ましくは次の工程(1)~(5)を含んで製造される。
工程(1):熱可塑性樹脂からなる島部を形成し、易溶解性ポリマーが海部を形成する海島型複合構造を有する極細繊維発現型繊維を製造する工程
工程(2):極細繊維発現型繊維を主構成成分とする繊維質基材を製造する工程
工程(3):極細繊維発現型繊維を主構成成分とする繊維質基材から、平均単繊維直径が1μm以上10μm以下の極細繊維を発現させる工程
工程(4):極細繊維、または、極細繊維発現型繊維を主構成成分とする繊維質基材に高分子弾性体を付与する工程
工程(5):少なくとも一方の表面に意匠面を形成する工程
以下に、各工程の詳細について説明する。
本工程においては、熱可塑性樹脂からなる島部を形成し、易溶解性ポリマーが海部を形成する海島型複合構造を有する極細繊維発現型繊維を製造する。
(1) 長さ20cmの海島型複合繊維を10本束ねる。
(2) (1)の試料から海部を溶解除去したのちに、風乾する。
(3) JIS L1013:2010「化学繊維フィラメント糸試験方法」の「8.5 引張強さ及び伸び率」の「8.5.1 標準時試験」にて、つかみ長さ5cm、引張速度5cm/分、荷重2Nの条件にて10回試験する(N=10)。
(4)(3)で得られた試験結果の算術平均値(cN/dtex)を小数点以下第二位で四捨五入して得られる値を、海島型複合繊維の島部の強度とする。
本工程では、紡出された極細繊維発現型繊維を開繊したのちにクロスラッパー等により繊維ウェブとし、絡合させることにより不織布を得る。繊維ウェブを絡合させ不織布を得る方法としては、ニードルパンチ処理やウォータージェットパンチ処理等を用いることができる。
本工程では、得られた繊維質基材を溶剤で処理して、単繊維の平均単繊維直径が1μm以上10μm以下の極細繊維を発現させる。
本工程では、極細繊維または極細繊維発現型繊維を主構成成分とする繊維質基材に高分子弾性体の溶液を含浸し固化して、高分子弾性体を付与する。高分子弾性体を不織布に固定する方法としては、高分子弾性体の溶液を不織布(繊維絡合体)に含浸させた後、湿式凝固または乾式凝固する方法があり、使用する高分子弾性体の種類により適宜これらの方法を選択することができる。
前記工程を終えて得られる、高分子弾性体が付与されてなるシート状物は、製造効率の観点から、厚み方向に半裁して2枚のシート状物とすることも好ましい態様である。
上記のシート状物は、染色処理を施すことも好ましい。この染色処理としては、例えば、ジッガー染色機や液流染色機を用いた液流染色処理、連続染色機を用いたサーモゾル染色処理等の浸染処理、あるいはローラー捺染、スクリーン捺染、インクジェット方式捺染、昇華捺染および真空昇華捺染等による立毛面への捺染処理等を用いることができる。中でも、柔軟な風合いが得られること、そして、品質や品位面に優れることから液流染色機を用いることが好ましい。
本工程では、ここまでの工程で得られたシート状物の少なくとも一方の表面に意匠面を形成する。これによって、シート状物の少なくとも一方の表面に任意の模様が付与され、本発明に係る人工皮革を得ることができる。
(1)極細繊維の平均単繊維直径(μm):
極細繊維の平均単繊維直径の測定においては、走査型電子顕微鏡として、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」を用いて観察し、平均単繊維直径を算出した。
立毛部の熱可塑性樹脂の含有量、融着部の熱可塑性樹脂の含有量の測定において、NMRとして日本電子株式会社製「JNM-A400」を用いた。
人工皮革の厚み方向に垂直な断面を、走査型電子顕微鏡(SEM、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」)で100倍の倍率で観察し、観測される立毛部と融着部の高低差を、図1に例示するように最上点Aと最下点B間の距離A-Bとして測定し、ランダムで抽出した凸状部20点の平均値で評価した。最下点Bは凸状部において、両端部の傾斜の傾きが無くなる(0°)位置のうち、低い方を選択した。
分光測色計として、コニカミノルタジャパン株式会社製「CM-2600d」を用いて、光源Dが65、視野角が10度、測定径が3mmφであり、反射の設定においてJIS Z8781-4:2013「測色-第4部:CIE1976L*a*b*色空間」に準じた光学条件で測定した。
人工皮革の融着部の融着物大きさの測定において、走査型電子顕微鏡として、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」を用いた。
人工皮革の立毛長の測定において、走査型電子顕微鏡として、株式会社キーエンス製「VHX-D500/D510」を用いた。
健康な対象者10名の目視検査により評価した。2m離れた位置から3秒間人工皮革を目視し、8名以上が模様を視認できた(ドット柄であること判別できた)ものを(A)、5~7名が視認できたものを(B)、3~4名が視認できたものを(C)、2名以下が視認できたものを(D)と各々区分した。AとBを合格とした。
健康な対象者10名の目視検査により評価した。模様の境界部分の鮮明性について、8名以上が鮮明である(柄の境界部分がなめらかではっきり見える)と判定したものを(A)、5~7名が判定したものを(B)、3~4名が判定したものを(C)、2名以下が判定したものを(D)と各々区分した。AとBを合格とした。
対象者10名の官能検査により評価した。人工皮革の風合いついて、8名以上が良好である(柔軟性に優れる)と判定したものを(A)、5~7名が判定したものを(B)、3~4名が判定したものを(C)、2名以下が判定したものを(D)と各々区分した。AとBを合格とした。
<原綿を製造する工程>
島成分と海成分からなる海島型複合構造を有する極細繊維発現型繊維を、以下の条件で溶融紡糸した。
・島成分: 以下の成分P1とP2が95:5の質量比で混合したもの
P1 固有粘度(IV値)が0.73のポリエチレンテレフタレートA
P2 上記ポリエチレンテレフタレートA中に、黒色顔料(a1)としてカーボンブラック(粒子径の平均:0.02μm、粒子径の変動係数(CV):20%)がマスターバッチの質量対比で20質量%含有されている、マスターバッチ
・海成分: MFRが65g/10分のポリスチレン
・口金: 島数が16島/ホールの海島型複合用口金
・紡糸温度: 285℃
・島部/海部 質量比率: 90/10
・吐出量: 1.8g/(分・ホール)
・紡糸速度: 1100m/分。
まず、上記のようにして得られた原綿を用いて、カードおよびクロスラッパー工程を経て積層ウェブを形成した。そして、2500本/cm2のパンチ本数でニードルパンチ処理して、目付が510g/m2で、厚みが2.1mmの不織布を得た。
上記のようにして得られた不織布を96℃の熱水で収縮処理させた。その後、濃度が12質量%となるように調製した、鹸化度88%のポリビニルアルコール(PVA)水溶液を、熱水で収縮処理させた不織布に含浸させた。さらに、これをロールで絞り、温度120℃の熱風で10分間PVAをマイグレーションさせながら乾燥させ、シート基体の質量に対するPVA質量が25質量%となるようにしたPVA付シートを得た。このようにして得られたPVA付シートをトリクロロエチレンに浸漬させて、マングルによる搾液と圧縮を10回行った。これによって、海部の溶解除去とPVA付シートの圧縮処理を行い、PVAが付与された極細繊維束が絡合してなるPVA付シートを得た。
上記のようにして得られたPVA付シートに、黒色顔料(b)としてカーボンブラック(一次粒子径の平均:0.02μm、粒子径の変動係数(CV):20%)を含むポリウレタンを主成分とする固形分の濃度が13%となるように調製した、ポリウレタンのDMF(ジメチルホルムアミド)溶液を浸漬させた。その後、ポリウレタンのDMF溶液に浸漬させた脱海PVA付シートをロールで絞った。次いで、このシートを濃度30質量%のDMF水溶液中に浸漬させ、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、濃度1質量%に調整したシリコーンオイルエマルジョン液を含浸し、繊維質基材の質量とポリウレタンの質量の合計質量に対し、シリコーン系滑剤付与量が0.4質量%になるように付与し、110℃の温度の熱風で10分間乾燥させた。これによって、厚みが1.7mmで、繊維質基材の質量に対するポリウレタン質量が29質量%であるポリウレタン付シートを得た。
上記のようにして得られたポリウレタン付シートを厚みがそれぞれ1/2ずつとなるように半裁した。続いて、サンドペーパー番手180番のエンドレスサンドペーパーで半裁面の表層部を0.3mm研削して起毛処理を行い、厚み0.6mmの立毛シートを得た。
上記のようにして得られた立毛シートを、液流染色機を用いて染色した。このとき、120℃で黒色染料を用い、染色後のシートのL*値が22となるように調整したレサイプを用いた。その後、100℃で7分間、乾燥処理を行って、極細繊維の平均単繊維直径が5.5μmで、目付が255g/m2、厚みが0.7mm、立毛長が330μmの染色シートを得た。
上記のようにして得られた人工皮革に、波長10.6μmの炭酸ガスレーザー(パルス発振型)照射器を用いて、ドット柄(一辺5mmの正三角形が10mmの間隔で千鳥格子状に配置されたもの)の模様を付与した。このとき、染色シートの長さ方向の送り速度は11cm/min、パルス周波数50kHz、平均出力110W、集光径0.5mm、染色シートの幅方向におけるレーザー加工点の移動速度9m/minで加工し、人工皮革を得た。得られた人工皮革は、優れた模様視認性と鮮明性、風合いを有していた。結果を表1に示す。
模様を付与する工程において、平均出力を150Wで加工したこと以外は、実施例1と同様にして模様付き人工皮革を得た。得られた人工皮革は、優れた模様視認性と鮮明性、風合いを有していた。結果を表1に示す。
原綿を製造する工程において、島成分にP1のみを用いたこと以外は、実施例2と同様にして模様付き人工皮革を得た。得られた人工皮革は、優れた模様視認性と鮮明性、風合いを有していた。結果を表1に示す。
原綿を製造する工程において、島部/海部の質量比率を80/20、吐出量を1.2g/(分・ホール)、延伸倍率を2.7倍、極細繊維の平均短繊維直径を4.4μmとしたこと以外は、実施例2と同様にして人工皮革を得た。得られた人工皮革は、優れた模様視認性と鮮明性、風合いを有していた。結果を表1に示す。
模様を付与する工程において、下記の組成の印捺糊を、スクリーン捺染機を用いて印捺・乾燥させた後、布速4m/minにて、主要波長750μmの近赤外線を照射したこと以外は、実施例3と同様にして人工皮革を得た。得られた人工皮革は、捺染箇所のみならず、黒色顔料を含有する高分子弾性体も赤外線照射によって加熱されて硬化し、風合いに劣るものであった。結果を表1に示す。
<印捺糊組成>
・元糊(グアーガム 固形分15%) 35.5質量部
・捺染剤(日本化学製品株式会社「S-10」) 30.0質量部
・キャリアー(明成化学株式会社「テリール・キャリアーFPL」) 5.0質量部
・黒鉛粉末 1.5質量部
・分散染料(日本化学製品株式会社) 8.0質量部
・水 20.0質量部。
模様を付与する工程において、平均出力を300Wとしたこと以外は、実施例2と同様にして人工皮革を得た。模様付き人工皮革は、融着部で穴あきがみられた。結果を表1に示す。
模様を付与する工程において、平均出力を190Wとしたこと以外は、実施例2と同様にして人工皮革を得た。得られた人工皮革は、模様の鮮明性や風合いに劣るものであった。結果を表1に示す。
模様を付与する工程において、平均出力を60Wとしたこと以外は、実施例2と同様にして人工皮革を得た。得られた人工皮革は、模様の視認性や鮮明性に劣るものであった。結果を表1に示す。
B 人工皮革の厚み方向の最下点
C 融着物の大きさの測定例1
D 融着物の大きさの測定例2
E 融着物の大きさの測定例3
F 融着物の大きさの測定例4
Claims (3)
- 平均単繊維直径が1μm以上10μm以下であり、熱可塑性樹脂からなる極細繊維で構成されてなる不織布を構成要素として含む繊維絡合体と、高分子弾性体とからなる人工皮革であって、
前記人工皮革の少なくとも一方の表面が、少なくとも、
該表面において極細繊維からなる立毛を有する部分である立毛部と、
極細繊維を構成する熱可塑性樹脂が塊となって融着している部分である融着部と、
を有する意匠面であって、
前記立毛部における立毛長は200μm以上500μm以下であって、
前記立毛部の熱可塑性樹脂の含有量を100質量部としたとき、前記融着部の融着物の熱可塑性樹脂の含有量が99質量部以上100質量部以下であり、
前記立毛部の厚みと前記融着部の厚みとの差が0.05mm以上0.20mm以下であり、
それぞれ以下の式(1)~(3)を満たす、人工皮革。
ΔE* ab≧5 ・・・(1)
0≦ΔH* ab≦1 ・・・(2)
2D≦φ≦150 ・・・(3)
ここで、ΔE* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976L*a*b*色差であり、ΔH* abは、立毛部と融着部との間のCIELAB1976色相差であり、Dは前記極細繊維の平均単繊維直径(μm)であり、φは前記融着物の大きさ(μm)である。 - 前記極細繊維が前記熱可塑性樹脂に加えて黒色顔料を含む、請求項1に記載の人工皮革。
- 前記高分子弾性体が黒色顔料を含む、請求項1または2に記載の人工皮革。
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