人工皮革基体およびその製造方法
【課題】 本発明は、本発明は中空長繊維不織布を用いてなる人工皮革基体およびその製造方法に関する。
【解決手段】 平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法。
【解決手段】 平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は中空長繊維不織布を用いてなる人工皮革基体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工皮革は、強さ、軽さおよび取り扱い易さなどの天然皮革に対する優位性が消費者に認められてきており、衣料、一般資材、スポーツ分野などで幅広く利用されるようになっているが、用途の多様化に伴い、市場要求の一つとして人工皮革の更なる軽量化を求めるニーズが高まっている。
【０００３】
このような人工皮革に使用される不織布の製造方法には、大別して抄造法とカード法、長繊維法がある。この内、抄造法は極細短繊維を抄紙法でウエブ化し、該ウエブを織編物等で作られたスクリム等の支持体と交絡一体化して人工皮革用の不織布を作製する方法である。抄造法では、織編物からなるスクリムを使用することから、使用する高分子弾性体の量が少なくできる特徴がある（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、その一方で、得られた人工皮革の風合いが布帛調となり易い傾向がある。また、この方法では中空繊維の使用に制限があり、特に銀付き人工皮革での軽量化は困難であった。
【０００４】
カード法は、短繊維をカード、クロスラッパー、ランダムウェバー等を用いてウエブ化し、ニードルパンチ等により繊維を互いに絡ませて人工皮革不織布を作製する方法であり、現在広く利用されている。このようなカード法で作製した不織布を利用した人工皮革の軽量化の手段として、中空率の高い繊維を不織布に用いる方法が提案されている。中空率が４０〜８５％の範囲にある中空ポリエステル系短繊維を人工皮革に適用することが記載されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、該方法ではウエブ作製時にカード工程を通ることから、使用できる中空繊維の繊度として２．０ｄｔｅｘ以下の繊維は使用し難く、軽量化は図れるものの、充実感や風合いの面で天然皮革に劣る傾向がある。また、カード法では、延伸装置、捲縮装置やカード機などのウエブ作製機を使用せざるを得ず、これらの工程を通過する際に繊維に伸び、圧縮、せん断等の応力が加えられ、繊維が損傷しやすいことから、せっかく中空率の高い繊維を原料として使用しても、最終の人工皮革では中空繊維を使用した軽量効果が得られにくいといった問題があった。更にカード法では、延伸装置、油剤付与装置、捲縮装置、カット装置、原綿化装置、開繊装置、カード機など一連の大型設備を必要とすることから、初期投資費用が多額となり、コスト高となる傾向がある。
【０００５】
一方、長繊維を人工皮革の不織布基体として利用しようとする試みはこれまでにもなされている。長繊維法では、カード法で必要とされる一連の大型設備を必要しないことから初期投資費用の削減が図れ、また平均単繊度２．０ｄｔｅｘ以下の短繊維では実現困難であった細い繊維を人工皮革用の不織布として利用できることから、天然皮革調の充実感ある風合いと長繊維に由来する高強度の両立が可能となる。しかしながら、現在実際に上市されている製品は海島型や分割型の繊維を利用したものであり、人工皮革を構成する繊維の最終的な形態は中実型（中空でない）である。また、ポリアミド系重合体とポリエステル系重合体とからなる剥離分割型の中空複合長繊維からなる不織布が記載されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、該中空繊維は分割極細化されることを目的としており、実質的に軽量化には寄与しない。従って、人工皮革としての充実感や風合い、必要とされる強度を得るためには必然的に人工皮革が緻密化し、高密度で重い人工皮革となってしまう問題がある。つまり、天皮ライクな充実感と軽量性を兼ね備えた人工皮革を高生産性かつ低コストで提供する合理的な生産方法は、未だ見出されていないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−４９７６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１００７８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、これまで製造することができなかった軽量で、風合いに優れ、かつ高強度の人工皮革を低コストで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法である。
また、平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）が３次元交絡した中空長繊維不織布（Ｂ）と高分子弾性体（Ｃ）から構成され、下記（１）〜（３）の各要件を同時に満足することを特徴とする人工皮革基体である。
（１）中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が５０％以上であること、（２）高分子弾性体（Ｃ）の付着量が繊維シート状物の質量の０．１〜５０質量％であること、（３）人工皮革基体の見掛け密度が ０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３であること、
そして、高分子弾性体（Ｃ）が水分散型樹脂エマルジョンであることが好ましく、該人工皮革基体の表面に被覆層を積層してなる銀付調人工皮革であり、該人工皮革基体の表面を起毛処理してなるスエード調人工皮革である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の人工皮革基体は、軽量性に富んでおり、天然皮革様の反発感のないやわらかさと腰の有る風合いを兼ね備えると共に、緻密な折り曲げ皺を有し、また長繊維由来のドレープ性を有し、機械的性能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における中空長繊維（Ａ）および繊維シート（Ｄ）は、溶融紡糸と直結した、いわゆるスパンボンド法、または紡糸した糸条を延伸して一旦巻き取った後に高速の牽引流体により多孔捕集面上にウエブとして捕集する方法等、従来公知の方法により作製できる。中でも口金よより紡出された糸条を高速牽引し、捕集ネット上に噴射・捕集するスパンボンド法が特に好ましい。これは、スパンボンド法では紡糸から直接繊維シート化が可能であり、短繊維不織布に見られるような、不織布化に至る過程での繊維損傷を受けないため、紡糸された繊維の中空率をそのまま保持しやすく、高い中空率の中空繊維不織布を得ることができるからである。さらに中空長繊維不織布の内部に高分子弾性体を含浸して人工皮革を製造する場合、長繊維であるがため、中空繊維内部の空間部分には高分子弾性体が侵入することがなく、高い軽量性を保持できる。
【００１１】
例えばスパンボンド法では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を押し出し機で溶融後、溶融した樹脂流を中空繊維紡糸用口金に導き、ノズル孔から吐出させ、この吐出繊維を冷却装置により冷却せしめた後、エアジェットノズル等の吸引装置を用いて目的の繊度となるように１０００〜６０００ｍ／分の繊維の引き取り速度に該当する速度で高速気流により牽引細化させ、移動式の捕集面の上に堆積させた後、部分圧着して繊維シート（Ｄ）を製造することができる。中空長繊維（Ａ）の繊度としては、０．５〜１０．０デシテックスの範囲、繊維シート（Ｄ）の目付としては２０〜５００ｇ／ｍ２の範囲が工程中の取り扱い性の面から好ましい。
【００１２】
本発明の中空長繊維とは繊維軸に対して直行する断面において、空間のある繊維であり、該空間部分の面積割合いわゆる中空率は、繊維断面積全体に対して２０〜７０％であることが必要である。この空間部分の割合が２０％よりも低いと充分な軽量性が得られない。一方、７０％よりも高いと、不織布を形成させる過程における機械的な応力によって繊維が損傷し人工皮革としたときに、中空率が低下して充分な軽量性と不織布強度が得られなくなる。
【００１３】
該中空繊維の製造方法としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、紡糸口金として一般的な中空型口金を使用して直接中空繊維を紡糸することがコスト面、工程の簡素化による品質の安定性の面で最も好ましいが、芯鞘型や海島型の複合口金を使用して、芯もしくは島側のポリマーに易抽出性ポリマー配した複合繊維を紡糸した後に、易抽出ポリマーを抽出除去しても良い。ただし、複合繊維の芯部または島部のポリマーを抽出する場合、複合長繊維の芯部および島部を抽出すること困難であり、仮に繊維のそくめんより中空成分を抽出する複合繊維の場合、繊維の側面よりポリマーが抽出されるため、繊維側面にクラックが入って繊維損傷を起こし、繊維強度が低下する傾向があり、また、中空長繊維不織布の内部に高分子弾性体を含浸して人工皮革基体を製造する場合、この繊維クラックから、中空繊維内部に高分子弾性体が進入し、軽量性を阻害するため好ましくない。また、中空繊維の繊度は０．５〜１０ｄｔｅｘであることが必要であり、好ましくは１〜３ｄｔｅｘである。繊度が０．５ｄｔｅｘよりも細いと中空繊維の紡糸が困難となる一方、繊度が１０ｄｔｅｘよりも太くなると、風合いに劣る人工皮革となる。
【００１４】
該中空繊維を構成する成分としては溶融紡糸が可能な高分子重合体であれば特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略すこともある。）、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと略すこともある。）、ポリエステルエラストマー等のポリエステル系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、芳香族ポリアミド、ポリアミドエラストマー等のポリアミド系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、アクリロニトリル系などの繊維形成能を有する重合体およびその変性樹脂が好適である。この中でもＰＥＴ、ＰＢＴ、ナイロン６、ナイロン６６等は加工した製品の風合及び実用性能の点から好ましく用いられる。一方、複合繊維として中空繊維を得る場合は、鞘または海成分としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンが好ましく、芯または島成分としては、易アルカリ分解性ポリエステル、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略すこともある）、ポリオレフィンが好ましく使用できる。これらの組み合わせは、用途や製造工程に併せて任意に選択することができるが、特に海成分としては、環境対応の観点から、水による抽出が可能なＰＶＡを使用することが好ましい。このようなＰＶＡとしては、例えば、粘度平均重合度２００〜５００、ケン化度９０〜９９．９９モル％、融点１６０℃〜２３０℃の平均的なＰＶＡ樹脂を使用することができる。
【００１５】
本発明の長繊維を構成する繊維は、顔料を添加していても良い。この場合、最終製品として淡色系、すなわち、薄い色や淡い色としての発色性が必要とされる場合は、添加する顔料は少量で十分であり、繊維内部への顔料添加は低濃度である。すなわち最終製品として要求される外観の色が淡色の場合には、繊維内部への顔料添加量は０〜１質量％が好ましく、中色の場合には１〜２質量％が好ましく、濃色の場合には２〜５質量％が好ましい。く、５質量％を越えると紡糸工程性に劣り、また繊維強度が低下し、それに伴い得られる人工皮革の引裂強力が劣ったものとなってしまう。用いる顔料としては、例えば酸化チタン、カーボンブラック、クロムレッド、モリブデンレッドなどの無機顔料や、フタロシアニン系、アントラキノン系などの有機顔料など通常ポリマー原着に使用されているものを用いることができる。特に、カーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックが繊維を構成するポリマー中に混在一体化して存在し、主として繊維を構成するポリマー中に埋包され易い点から、カーボンブラックの平均一次粒径としては１０〜６０ｎｍであることが好ましい。カーボンブラックの平均一次粒径が１０ｎｍ未満の場合には、紡糸中にカーボンブラックの凝集が起こり易いことに起因して均一な繊維を得ることができにくく、色斑、物性斑等の品質安定性の問題が生じ易く、かつ紡糸性が低下する傾向がある。逆に、カーボンブラックの平均一次粒径が６０ｎｍを超える場合には、得られる人工皮革をスエード調とした際、耐光堅牢性、発色性が低下する傾向にあり、また、紡糸工程でのフィルター詰まりが起こり易く紡糸性が低下する傾向がある。そして、カーボンブラックは一般に複数の一次粒子が集合した集合体（以下、アグリゲートと呼ぶ）で存在するが、カーボンブラックが繊維を構成するポリマー中に混在一体化して存在し、主として繊維を構成するポリマー中に埋包され易く、発色性、耐光堅牢性、紡糸性が良好であることから、アグリゲートの平均粒子径としては２０〜２００ｎｍであることがより好ましい。また他の無機顔料、有機顔料においても同様の理由で平均粒子径としては２０〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００１６】
また、顔料の添加方法としては、繊維を構成するポリマー中における顔料の分散性を良好にするため、繊維を構成するポリマーと顔料を押出機などのコンパウンド設備を用いて混練した後、ペレット化したマスターバッチ方式を採用することが好ましい。また、繊維成分には本発明の目的や効果を損なわない範囲で、銅化合物などの安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、またはその後の工程で添加しても良い。微粒子の種類は特に限定されず、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの不活性微粒子を添加することができ、これらは単独で使用しても２種類以上併用しても良く、紡糸性が向上する場合がある。
【００１７】
スパンボンド法によって得た中空長繊維（Ａ）から中空長繊維不織布（Ｂ）を作製するに際しては、あらかじめ繊維ウエブを仮接着して繊維シート（Ｄ）を作製する必要がある。該仮接着には熱エンボスローラーやカレンダーロール等、従来公知の加熱設備を使用することができるが、接着の際は繊維ウエブが８０℃以下で仮接着される必要がある。そして、３０℃以上かつ８０℃以下とすることが好ましい。ここで仮接着時の温度が８０℃よりも高い場合は、中空長繊維（Ａ）の断面形状がつぶれてしまい、本発明を満足する高い中空率を維持することができないばかりでなく、後の収縮処理において、繊維の収縮性能が失われ、目標とする繊維密度で、かつ人工皮革としての充分な風合いを得ることが難しくなる。また、温度が３０℃よりも低い場合は、充分な仮接着強度を有する繊維シート（Ｄ）が得られない。また、仮接着時の熱エンボスローラーの表面温度も３０℃以上かつ８０℃以下とすることが好ましい。仮接着時の圧力は、表面温度や、繊維ウエブの見掛け密度にもよるが、５ｋｇ／ｃｍ２〜３０ｋｇ／ｃｍ２の範囲が中空保持率、収縮性および得られる人工皮革基体の風合に優れる点で好ましい。
【００１８】
このようにして得られた繊維シート（Ｄ）を、必要性に応じて複数枚積層し、ニードルパンチングを含む絡合化処理と熱収縮処理によって、繊維を実質的に切断することなく、厚み方向に繊維を配向させつつ繊維同士を絡合させて中空長繊維不織布（Ｂ）とする。積層方法としては、たとえばクロスラッパーやクロスレイヤー機などの従来公知の設備を用いることができる。さらに積層した繊維シート（Ｄ）を３次元的に絡合させる方法としてはニードルパンチやウォータージェットなどの従来公知の絡合設備を用いることができる。ニードルパンチ条件としては、ニードル針のバーブが積層体の表面まで貫通するような条件でかつニードルパンチ数が４００〜８０００パンチ／ｃｍ２の条件が好ましく、より好ましくは１０００〜４０００パンチ／ｃｍ２の条件である。ニードルパンチの処理方向は、最終商品の感性、物性等必要に応じて片面からのみ行っても構わないが、重ね合わせた繊維シート（Ｄ）の両面から行うのが天然皮革様の外観や風合を得る点で好ましい。
【００１９】
３次元絡合させた繊維シート（Ｄ）は、収縮処理を行うことが必要である。収縮処理では熱水、高温水蒸気また必要に応じ熱プレス等を使用することが好ましい。そして、繊維シート（Ｄ）を縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させることが必要である。縦、横共に１０％未満の場合、低い収縮では緻密感が得られず、風合い劣化となり、縦、横共に４０％を超えた場合風合が硬化し、軽量性が損なわれる。そして、繊維シート（Ｄ）の面積を収縮前の２５〜９０％にすることが好ましい。この収縮処理により緻密構造が得られるが、収縮の程度が収縮前の面積の９０％以上となるような低い収縮では緻密感が得られず、風合い劣化となり、逆に収縮前の面積の２５％未満となるような大きな収縮の場合には風合いが硬化し好ましくない。なお収縮処理は、上記絡合体を１６０〜２００℃の雰囲気に０．５〜３分放置するか７０℃〜９５℃の熱水中に０．５〜５分浸漬するか、あるいは７０℃〜９０％ＲＨの高温多湿雰囲気下に０．５〜３分放置することにより好適に行なわれる。
【００２０】
例えば、中空繊維を構成する成分に極限粘度が０．５〜０．７のポリエステルを用いた場合、該ポリマーを中空口金より吐出し、紡糸速度が３０００〜４５００ｍ/ｍｉｎとなるように、ドロースロットの空気圧を調整してスパンボンドシートを形成させることで、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させ易くなり、本発明に適応した適度な自己収縮性を有する中空長繊維不織布を得ることができる。
【００２１】
収縮処理後の中空長繊維不織布（Ｂ）は、必要に応じて、人工皮革基体の見掛け密度や風合いを調整する為の収縮処理や表面の平滑化処理を施した後に、ポリウレタンやアクリルで代表される高分子弾性体（Ｃ）の溶液若しくはエマルジョン液をその内部に付与して凝固もしくは乾燥させて人工皮革基体とすることができる。本発明において、付与する高分子弾性体の量としては、中空長繊維不織布（Ｂ）の繊維質量に対して、固形分換算で０．１〜５０質量％である必要がある。この範囲よりも少ない場合には極細繊維の固定が不十分となり、折れ曲げ皺、形態安定性および表面平滑性が不良となり、逆に多い場合には風合いの硬化が生じるとともに高分子弾性体の弾性的な性質が強く影響し、天然皮革の持つ低反発な柔軟性からかけ離れた物となる。より好ましくは３〜２５質量％である。
【００２２】
付与する高分子弾性体（Ｃ）しては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテルコポリマー、ポリアクリル酸エステルコポリマー、ポリウレタン、ネオプレン、スチレンブタジエンコポリマー、シリコーン樹脂、ポリアミノ酸、ポリアミノ酸ポリウレタンコポリマーなどの合成樹脂または天然高分子樹脂、またはそれらの混合物等を挙げることができ、さらに必要によっては顔料、染料、架橋剤、充填剤、可塑剤、難燃剤、各種安定剤などを添加してもよい。なかでも、ポリウレタンあるいはこれに他の樹脂を加えたものは、柔軟な風合いが得られるので、高分子弾性体として好ましく用いられる。また、高分子弾性体は、水分散型樹脂エマルジョンの形態で中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に付与することが、環境に配慮する点で好ましい。
水分散型樹脂エマルジョンの樹脂濃度としては３〜４０質量％が、風合、軽量性および機械物性を両立可能な点で好ましい。
【００２３】
本発明において、得られる人工皮革の柔軟性と軽量性、充実感、強度をバランスさせるためには、人工皮革基体の中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が、人工皮革基体を構成する中空繊維全体に対して、５０％以上であることが必要である。ここで、中空率保持率とは、人工皮革基体を構成する中空繊維の中空率（Ｉ）と、紡糸直後（或は複合繊維の場合には抽出直後）の中空長繊維（Ａ）の中空率（ＩＩ）との比であり求められ次式で表される。
中空率保持率（％）＝中空率（Ｉ）／中空率（ＩＩ）×１００
（なお、中空率（Ｉ）および中空率（ＩＩ）は、それぞれ電子顕微鏡にて、任意の繊維２０点を選び測定した平均値として中空率保持率を求める。）
この中空率保持率が５０％よりも小さくなると、本発明が目的とする軽量性に富んだ人工皮革を得ることができない。一方、中空率保持率が５０％以上であれば、人工皮革基体に対して高分子弾性体（Ｃ）を０．１〜５０質量％となるように含浸させた場合、見掛け密度が０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３となる人工皮革基体を得ることが容易であり、柔軟性と軽量性、充実感、強度をバランスさせることが可能となる。ただし、含浸させる高分子弾性体（Ｃ）の付着量が０．１質量％よりも少なくなると、得られる人工皮革基体は、形態安定性に劣り、毛抜けや、ピリング性悪化の原因になる。一方、高分子弾性体（Ｃ）の付着量が５０質量％よりも多くなると、軽量性に富んだ人工皮革基体が得られなくなることはもとより、ゴムライクで、硬く、風合いに劣るシート状物となり、人工皮革には適さない。さらに、該繊維シート状物の見掛け密度は、最終的に０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３に調整しなければならない。これは、繊維シート（Ｄ）を積層、交絡、収縮、含浸させる各工程において、任意に条件を設定することによって実現できる。なお、人工皮革基体の見かけ密度が０．２０ｇ／ｍ３より小さい場合、軽量性は優れるものの、天然皮革様の風合や、機械物性が劣る。また、０．３５ｇ／ｍ３を超える場合、軽量性が低下すると共に、機会物性が低下することもある。
【００２４】
このようにして得られた人工皮革基体は、公知の方法により所望の条件にて、表面被覆層用の樹脂を塗布し、表面に被覆層を積層した後、更にエンボス加工、柔軟化処理、染色などの処理を行うことにより、また、表面を加熱溶融させて表面を平滑化することにより、銀付き調、または半銀付き調の人工皮革とすることができる。また、表面を起毛処理して毛羽立て、さらに必要により柔軟化処理、染色処理することによりスエード調の人工皮革とすることもできる。起毛処理方法としてはサンドペーパーや針布等を用いたバフがけを用いることができる。
【００２５】
以下に実施例を示し、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[中空率]
繊維の断面写真から中空部の面積（Ｓ１）と中空部を含んだ全断面積（Ｓ２）とを測定し、（Ｓ１／Ｓ２）×１００として求め、任意に抽出した２０本の繊維の平均値を算出して求めた。
【実施例１】
【００２６】
固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートを２９０℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．６Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率４５％、繊度２．３５ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け２４０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングで３次元絡合処理することによって目付けを３１２ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３５％、横方向に３０％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。そして、１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが５７５ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．２７８ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は４０％であり、そのときの中空率保持率は８８％であった。得られた人工皮革基体の電子顕微鏡写真を図１に示す。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【実施例２】
【００２７】
固有粘度０．５７のポリエチレンテレフタレートを２９５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．８Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率２５％、繊度１．１ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を５０ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて１０枚に重ねられて、目付け３００ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行い目付けを４０５ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３０％、横方向に２５％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが６４７ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．３１２ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は２４％であり、そのときの中空率保持率は９６％であった。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研磨することで、スエード調人工皮革を得た。
【実施例３】
【００２８】
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２８５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．５ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．２Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率６５％、繊度４．２８ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け４５ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け３６０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行い目付けを４５０ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に４０％、横方向に３５％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが９６７ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．２３１ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は５０％であり、そのときの中空率保持率は７７％であった。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００２９】
比較例１
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２８５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、８００ｍ／ｍｉｎで巻き取ることによって、中空率６５％、繊度１２．５ｄｔｅｘの紡糸原糸を得た。ついで、この紡糸原糸を７５℃の温水で３．０４倍に延伸後さらに９５℃で１．２５倍延伸してトータル３．８倍延伸し、押込み型捲縮機によって、捲縮数１０個／２５ｍｍ、捲縮率１０．３％の捲縮糸を得た。この捲縮糸を８０℃で熱風乾燥し、繊維長が５１ｍｍになるようにカットした。このようにして得られた原綿は繊度３．９５ｄｔｅｘであった。この原綿をさらにカード、クロスラップ、ニードリングして３次元的に絡合した中空繊維不織布を得た。この不織布の目付けは６２５ｇ／ｍ２で、これを１１０℃に加熱した熱ローラーにて加圧して、表面を平滑にし、１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが７７６ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．３８８ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は１０％であり、そのときの中空率保持率は２２％であった。得られた人工皮革基体の電子顕微鏡写真を図２に示す。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００３０】
比較例２
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２９０℃で中実繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．６Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率０％、繊度２．３２ｄｔｅｘの中実長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の中実長繊維シートを得た。この中実長繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け２４０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行うことによって３２４ｇ／ｍ２の３次元に絡合した中実長繊維不織布を得た。得られた中実長繊維不織布を７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３５％、横方向に３０％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中実長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中実長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが５８４ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．４１ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００３１】
以上の実施例と比較例からわかるように、本発明の人工皮革基体を用いて得られる人工皮革は、比較例１に示された人工皮革に比べて、中空率保持率が５０％以上であるため、見掛け密度が低く、優れた軽量性を保持できるとともに、製造工程において、延伸、捲縮、カード工程を省略できることから、製造工程を簡素化によるコストの低減が可能である。
【００３２】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の人工皮革は、軽量性に富んでおり、天然皮革様の反発感のないやわらかさと腰の有る風合いを兼ね備えると共に、緻密な折り曲げ皺を有し、また長繊維由来のドレープ性を有しており、衣料用、靴用、手袋用、鞄用、野球用グローブ用、ベルト用、ボール用またはソファー等のインテリア用といった製品用途の素材として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の人工皮革基体断面の図面代用写真である。（実施例）
【図２】従来の人工皮革基体断面の図面代用写真である。（比較例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は中空長繊維不織布を用いてなる人工皮革基体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工皮革は、強さ、軽さおよび取り扱い易さなどの天然皮革に対する優位性が消費者に認められてきており、衣料、一般資材、スポーツ分野などで幅広く利用されるようになっているが、用途の多様化に伴い、市場要求の一つとして人工皮革の更なる軽量化を求めるニーズが高まっている。
【０００３】
このような人工皮革に使用される不織布の製造方法には、大別して抄造法とカード法、長繊維法がある。この内、抄造法は極細短繊維を抄紙法でウエブ化し、該ウエブを織編物等で作られたスクリム等の支持体と交絡一体化して人工皮革用の不織布を作製する方法である。抄造法では、織編物からなるスクリムを使用することから、使用する高分子弾性体の量が少なくできる特徴がある（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、その一方で、得られた人工皮革の風合いが布帛調となり易い傾向がある。また、この方法では中空繊維の使用に制限があり、特に銀付き人工皮革での軽量化は困難であった。
【０００４】
カード法は、短繊維をカード、クロスラッパー、ランダムウェバー等を用いてウエブ化し、ニードルパンチ等により繊維を互いに絡ませて人工皮革不織布を作製する方法であり、現在広く利用されている。このようなカード法で作製した不織布を利用した人工皮革の軽量化の手段として、中空率の高い繊維を不織布に用いる方法が提案されている。中空率が４０〜８５％の範囲にある中空ポリエステル系短繊維を人工皮革に適用することが記載されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、該方法ではウエブ作製時にカード工程を通ることから、使用できる中空繊維の繊度として２．０ｄｔｅｘ以下の繊維は使用し難く、軽量化は図れるものの、充実感や風合いの面で天然皮革に劣る傾向がある。また、カード法では、延伸装置、捲縮装置やカード機などのウエブ作製機を使用せざるを得ず、これらの工程を通過する際に繊維に伸び、圧縮、せん断等の応力が加えられ、繊維が損傷しやすいことから、せっかく中空率の高い繊維を原料として使用しても、最終の人工皮革では中空繊維を使用した軽量効果が得られにくいといった問題があった。更にカード法では、延伸装置、油剤付与装置、捲縮装置、カット装置、原綿化装置、開繊装置、カード機など一連の大型設備を必要とすることから、初期投資費用が多額となり、コスト高となる傾向がある。
【０００５】
一方、長繊維を人工皮革の不織布基体として利用しようとする試みはこれまでにもなされている。長繊維法では、カード法で必要とされる一連の大型設備を必要しないことから初期投資費用の削減が図れ、また平均単繊度２．０ｄｔｅｘ以下の短繊維では実現困難であった細い繊維を人工皮革用の不織布として利用できることから、天然皮革調の充実感ある風合いと長繊維に由来する高強度の両立が可能となる。しかしながら、現在実際に上市されている製品は海島型や分割型の繊維を利用したものであり、人工皮革を構成する繊維の最終的な形態は中実型（中空でない）である。また、ポリアミド系重合体とポリエステル系重合体とからなる剥離分割型の中空複合長繊維からなる不織布が記載されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、該中空繊維は分割極細化されることを目的としており、実質的に軽量化には寄与しない。従って、人工皮革としての充実感や風合い、必要とされる強度を得るためには必然的に人工皮革が緻密化し、高密度で重い人工皮革となってしまう問題がある。つまり、天皮ライクな充実感と軽量性を兼ね備えた人工皮革を高生産性かつ低コストで提供する合理的な生産方法は、未だ見出されていないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−４９７６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１００７８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、これまで製造することができなかった軽量で、風合いに優れ、かつ高強度の人工皮革を低コストで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法である。
また、平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）が３次元交絡した中空長繊維不織布（Ｂ）と高分子弾性体（Ｃ）から構成され、下記（１）〜（３）の各要件を同時に満足することを特徴とする人工皮革基体である。
（１）中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が５０％以上であること、（２）高分子弾性体（Ｃ）の付着量が繊維シート状物の質量の０．１〜５０質量％であること、（３）人工皮革基体の見掛け密度が ０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３であること、
そして、高分子弾性体（Ｃ）が水分散型樹脂エマルジョンであることが好ましく、該人工皮革基体の表面に被覆層を積層してなる銀付調人工皮革であり、該人工皮革基体の表面を起毛処理してなるスエード調人工皮革である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の人工皮革基体は、軽量性に富んでおり、天然皮革様の反発感のないやわらかさと腰の有る風合いを兼ね備えると共に、緻密な折り曲げ皺を有し、また長繊維由来のドレープ性を有し、機械的性能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における中空長繊維（Ａ）および繊維シート（Ｄ）は、溶融紡糸と直結した、いわゆるスパンボンド法、または紡糸した糸条を延伸して一旦巻き取った後に高速の牽引流体により多孔捕集面上にウエブとして捕集する方法等、従来公知の方法により作製できる。中でも口金よより紡出された糸条を高速牽引し、捕集ネット上に噴射・捕集するスパンボンド法が特に好ましい。これは、スパンボンド法では紡糸から直接繊維シート化が可能であり、短繊維不織布に見られるような、不織布化に至る過程での繊維損傷を受けないため、紡糸された繊維の中空率をそのまま保持しやすく、高い中空率の中空繊維不織布を得ることができるからである。さらに中空長繊維不織布の内部に高分子弾性体を含浸して人工皮革を製造する場合、長繊維であるがため、中空繊維内部の空間部分には高分子弾性体が侵入することがなく、高い軽量性を保持できる。
【００１１】
例えばスパンボンド法では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を押し出し機で溶融後、溶融した樹脂流を中空繊維紡糸用口金に導き、ノズル孔から吐出させ、この吐出繊維を冷却装置により冷却せしめた後、エアジェットノズル等の吸引装置を用いて目的の繊度となるように１０００〜６０００ｍ／分の繊維の引き取り速度に該当する速度で高速気流により牽引細化させ、移動式の捕集面の上に堆積させた後、部分圧着して繊維シート（Ｄ）を製造することができる。中空長繊維（Ａ）の繊度としては、０．５〜１０．０デシテックスの範囲、繊維シート（Ｄ）の目付としては２０〜５００ｇ／ｍ２の範囲が工程中の取り扱い性の面から好ましい。
【００１２】
本発明の中空長繊維とは繊維軸に対して直行する断面において、空間のある繊維であり、該空間部分の面積割合いわゆる中空率は、繊維断面積全体に対して２０〜７０％であることが必要である。この空間部分の割合が２０％よりも低いと充分な軽量性が得られない。一方、７０％よりも高いと、不織布を形成させる過程における機械的な応力によって繊維が損傷し人工皮革としたときに、中空率が低下して充分な軽量性と不織布強度が得られなくなる。
【００１３】
該中空繊維の製造方法としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、紡糸口金として一般的な中空型口金を使用して直接中空繊維を紡糸することがコスト面、工程の簡素化による品質の安定性の面で最も好ましいが、芯鞘型や海島型の複合口金を使用して、芯もしくは島側のポリマーに易抽出性ポリマー配した複合繊維を紡糸した後に、易抽出ポリマーを抽出除去しても良い。ただし、複合繊維の芯部または島部のポリマーを抽出する場合、複合長繊維の芯部および島部を抽出すること困難であり、仮に繊維のそくめんより中空成分を抽出する複合繊維の場合、繊維の側面よりポリマーが抽出されるため、繊維側面にクラックが入って繊維損傷を起こし、繊維強度が低下する傾向があり、また、中空長繊維不織布の内部に高分子弾性体を含浸して人工皮革基体を製造する場合、この繊維クラックから、中空繊維内部に高分子弾性体が進入し、軽量性を阻害するため好ましくない。また、中空繊維の繊度は０．５〜１０ｄｔｅｘであることが必要であり、好ましくは１〜３ｄｔｅｘである。繊度が０．５ｄｔｅｘよりも細いと中空繊維の紡糸が困難となる一方、繊度が１０ｄｔｅｘよりも太くなると、風合いに劣る人工皮革となる。
【００１４】
該中空繊維を構成する成分としては溶融紡糸が可能な高分子重合体であれば特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略すこともある。）、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと略すこともある。）、ポリエステルエラストマー等のポリエステル系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、芳香族ポリアミド、ポリアミドエラストマー等のポリアミド系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、アクリロニトリル系などの繊維形成能を有する重合体およびその変性樹脂が好適である。この中でもＰＥＴ、ＰＢＴ、ナイロン６、ナイロン６６等は加工した製品の風合及び実用性能の点から好ましく用いられる。一方、複合繊維として中空繊維を得る場合は、鞘または海成分としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンが好ましく、芯または島成分としては、易アルカリ分解性ポリエステル、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略すこともある）、ポリオレフィンが好ましく使用できる。これらの組み合わせは、用途や製造工程に併せて任意に選択することができるが、特に海成分としては、環境対応の観点から、水による抽出が可能なＰＶＡを使用することが好ましい。このようなＰＶＡとしては、例えば、粘度平均重合度２００〜５００、ケン化度９０〜９９．９９モル％、融点１６０℃〜２３０℃の平均的なＰＶＡ樹脂を使用することができる。
【００１５】
本発明の長繊維を構成する繊維は、顔料を添加していても良い。この場合、最終製品として淡色系、すなわち、薄い色や淡い色としての発色性が必要とされる場合は、添加する顔料は少量で十分であり、繊維内部への顔料添加は低濃度である。すなわち最終製品として要求される外観の色が淡色の場合には、繊維内部への顔料添加量は０〜１質量％が好ましく、中色の場合には１〜２質量％が好ましく、濃色の場合には２〜５質量％が好ましい。く、５質量％を越えると紡糸工程性に劣り、また繊維強度が低下し、それに伴い得られる人工皮革の引裂強力が劣ったものとなってしまう。用いる顔料としては、例えば酸化チタン、カーボンブラック、クロムレッド、モリブデンレッドなどの無機顔料や、フタロシアニン系、アントラキノン系などの有機顔料など通常ポリマー原着に使用されているものを用いることができる。特に、カーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックが繊維を構成するポリマー中に混在一体化して存在し、主として繊維を構成するポリマー中に埋包され易い点から、カーボンブラックの平均一次粒径としては１０〜６０ｎｍであることが好ましい。カーボンブラックの平均一次粒径が１０ｎｍ未満の場合には、紡糸中にカーボンブラックの凝集が起こり易いことに起因して均一な繊維を得ることができにくく、色斑、物性斑等の品質安定性の問題が生じ易く、かつ紡糸性が低下する傾向がある。逆に、カーボンブラックの平均一次粒径が６０ｎｍを超える場合には、得られる人工皮革をスエード調とした際、耐光堅牢性、発色性が低下する傾向にあり、また、紡糸工程でのフィルター詰まりが起こり易く紡糸性が低下する傾向がある。そして、カーボンブラックは一般に複数の一次粒子が集合した集合体（以下、アグリゲートと呼ぶ）で存在するが、カーボンブラックが繊維を構成するポリマー中に混在一体化して存在し、主として繊維を構成するポリマー中に埋包され易く、発色性、耐光堅牢性、紡糸性が良好であることから、アグリゲートの平均粒子径としては２０〜２００ｎｍであることがより好ましい。また他の無機顔料、有機顔料においても同様の理由で平均粒子径としては２０〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００１６】
また、顔料の添加方法としては、繊維を構成するポリマー中における顔料の分散性を良好にするため、繊維を構成するポリマーと顔料を押出機などのコンパウンド設備を用いて混練した後、ペレット化したマスターバッチ方式を採用することが好ましい。また、繊維成分には本発明の目的や効果を損なわない範囲で、銅化合物などの安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、またはその後の工程で添加しても良い。微粒子の種類は特に限定されず、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの不活性微粒子を添加することができ、これらは単独で使用しても２種類以上併用しても良く、紡糸性が向上する場合がある。
【００１７】
スパンボンド法によって得た中空長繊維（Ａ）から中空長繊維不織布（Ｂ）を作製するに際しては、あらかじめ繊維ウエブを仮接着して繊維シート（Ｄ）を作製する必要がある。該仮接着には熱エンボスローラーやカレンダーロール等、従来公知の加熱設備を使用することができるが、接着の際は繊維ウエブが８０℃以下で仮接着される必要がある。そして、３０℃以上かつ８０℃以下とすることが好ましい。ここで仮接着時の温度が８０℃よりも高い場合は、中空長繊維（Ａ）の断面形状がつぶれてしまい、本発明を満足する高い中空率を維持することができないばかりでなく、後の収縮処理において、繊維の収縮性能が失われ、目標とする繊維密度で、かつ人工皮革としての充分な風合いを得ることが難しくなる。また、温度が３０℃よりも低い場合は、充分な仮接着強度を有する繊維シート（Ｄ）が得られない。また、仮接着時の熱エンボスローラーの表面温度も３０℃以上かつ８０℃以下とすることが好ましい。仮接着時の圧力は、表面温度や、繊維ウエブの見掛け密度にもよるが、５ｋｇ／ｃｍ２〜３０ｋｇ／ｃｍ２の範囲が中空保持率、収縮性および得られる人工皮革基体の風合に優れる点で好ましい。
【００１８】
このようにして得られた繊維シート（Ｄ）を、必要性に応じて複数枚積層し、ニードルパンチングを含む絡合化処理と熱収縮処理によって、繊維を実質的に切断することなく、厚み方向に繊維を配向させつつ繊維同士を絡合させて中空長繊維不織布（Ｂ）とする。積層方法としては、たとえばクロスラッパーやクロスレイヤー機などの従来公知の設備を用いることができる。さらに積層した繊維シート（Ｄ）を３次元的に絡合させる方法としてはニードルパンチやウォータージェットなどの従来公知の絡合設備を用いることができる。ニードルパンチ条件としては、ニードル針のバーブが積層体の表面まで貫通するような条件でかつニードルパンチ数が４００〜８０００パンチ／ｃｍ２の条件が好ましく、より好ましくは１０００〜４０００パンチ／ｃｍ２の条件である。ニードルパンチの処理方向は、最終商品の感性、物性等必要に応じて片面からのみ行っても構わないが、重ね合わせた繊維シート（Ｄ）の両面から行うのが天然皮革様の外観や風合を得る点で好ましい。
【００１９】
３次元絡合させた繊維シート（Ｄ）は、収縮処理を行うことが必要である。収縮処理では熱水、高温水蒸気また必要に応じ熱プレス等を使用することが好ましい。そして、繊維シート（Ｄ）を縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させることが必要である。縦、横共に１０％未満の場合、低い収縮では緻密感が得られず、風合い劣化となり、縦、横共に４０％を超えた場合風合が硬化し、軽量性が損なわれる。そして、繊維シート（Ｄ）の面積を収縮前の２５〜９０％にすることが好ましい。この収縮処理により緻密構造が得られるが、収縮の程度が収縮前の面積の９０％以上となるような低い収縮では緻密感が得られず、風合い劣化となり、逆に収縮前の面積の２５％未満となるような大きな収縮の場合には風合いが硬化し好ましくない。なお収縮処理は、上記絡合体を１６０〜２００℃の雰囲気に０．５〜３分放置するか７０℃〜９５℃の熱水中に０．５〜５分浸漬するか、あるいは７０℃〜９０％ＲＨの高温多湿雰囲気下に０．５〜３分放置することにより好適に行なわれる。
【００２０】
例えば、中空繊維を構成する成分に極限粘度が０．５〜０．７のポリエステルを用いた場合、該ポリマーを中空口金より吐出し、紡糸速度が３０００〜４５００ｍ/ｍｉｎとなるように、ドロースロットの空気圧を調整してスパンボンドシートを形成させることで、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させ易くなり、本発明に適応した適度な自己収縮性を有する中空長繊維不織布を得ることができる。
【００２１】
収縮処理後の中空長繊維不織布（Ｂ）は、必要に応じて、人工皮革基体の見掛け密度や風合いを調整する為の収縮処理や表面の平滑化処理を施した後に、ポリウレタンやアクリルで代表される高分子弾性体（Ｃ）の溶液若しくはエマルジョン液をその内部に付与して凝固もしくは乾燥させて人工皮革基体とすることができる。本発明において、付与する高分子弾性体の量としては、中空長繊維不織布（Ｂ）の繊維質量に対して、固形分換算で０．１〜５０質量％である必要がある。この範囲よりも少ない場合には極細繊維の固定が不十分となり、折れ曲げ皺、形態安定性および表面平滑性が不良となり、逆に多い場合には風合いの硬化が生じるとともに高分子弾性体の弾性的な性質が強く影響し、天然皮革の持つ低反発な柔軟性からかけ離れた物となる。より好ましくは３〜２５質量％である。
【００２２】
付与する高分子弾性体（Ｃ）しては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテルコポリマー、ポリアクリル酸エステルコポリマー、ポリウレタン、ネオプレン、スチレンブタジエンコポリマー、シリコーン樹脂、ポリアミノ酸、ポリアミノ酸ポリウレタンコポリマーなどの合成樹脂または天然高分子樹脂、またはそれらの混合物等を挙げることができ、さらに必要によっては顔料、染料、架橋剤、充填剤、可塑剤、難燃剤、各種安定剤などを添加してもよい。なかでも、ポリウレタンあるいはこれに他の樹脂を加えたものは、柔軟な風合いが得られるので、高分子弾性体として好ましく用いられる。また、高分子弾性体は、水分散型樹脂エマルジョンの形態で中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に付与することが、環境に配慮する点で好ましい。
水分散型樹脂エマルジョンの樹脂濃度としては３〜４０質量％が、風合、軽量性および機械物性を両立可能な点で好ましい。
【００２３】
本発明において、得られる人工皮革の柔軟性と軽量性、充実感、強度をバランスさせるためには、人工皮革基体の中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が、人工皮革基体を構成する中空繊維全体に対して、５０％以上であることが必要である。ここで、中空率保持率とは、人工皮革基体を構成する中空繊維の中空率（Ｉ）と、紡糸直後（或は複合繊維の場合には抽出直後）の中空長繊維（Ａ）の中空率（ＩＩ）との比であり求められ次式で表される。
中空率保持率（％）＝中空率（Ｉ）／中空率（ＩＩ）×１００
（なお、中空率（Ｉ）および中空率（ＩＩ）は、それぞれ電子顕微鏡にて、任意の繊維２０点を選び測定した平均値として中空率保持率を求める。）
この中空率保持率が５０％よりも小さくなると、本発明が目的とする軽量性に富んだ人工皮革を得ることができない。一方、中空率保持率が５０％以上であれば、人工皮革基体に対して高分子弾性体（Ｃ）を０．１〜５０質量％となるように含浸させた場合、見掛け密度が０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３となる人工皮革基体を得ることが容易であり、柔軟性と軽量性、充実感、強度をバランスさせることが可能となる。ただし、含浸させる高分子弾性体（Ｃ）の付着量が０．１質量％よりも少なくなると、得られる人工皮革基体は、形態安定性に劣り、毛抜けや、ピリング性悪化の原因になる。一方、高分子弾性体（Ｃ）の付着量が５０質量％よりも多くなると、軽量性に富んだ人工皮革基体が得られなくなることはもとより、ゴムライクで、硬く、風合いに劣るシート状物となり、人工皮革には適さない。さらに、該繊維シート状物の見掛け密度は、最終的に０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３に調整しなければならない。これは、繊維シート（Ｄ）を積層、交絡、収縮、含浸させる各工程において、任意に条件を設定することによって実現できる。なお、人工皮革基体の見かけ密度が０．２０ｇ／ｍ３より小さい場合、軽量性は優れるものの、天然皮革様の風合や、機械物性が劣る。また、０．３５ｇ／ｍ３を超える場合、軽量性が低下すると共に、機会物性が低下することもある。
【００２４】
このようにして得られた人工皮革基体は、公知の方法により所望の条件にて、表面被覆層用の樹脂を塗布し、表面に被覆層を積層した後、更にエンボス加工、柔軟化処理、染色などの処理を行うことにより、また、表面を加熱溶融させて表面を平滑化することにより、銀付き調、または半銀付き調の人工皮革とすることができる。また、表面を起毛処理して毛羽立て、さらに必要により柔軟化処理、染色処理することによりスエード調の人工皮革とすることもできる。起毛処理方法としてはサンドペーパーや針布等を用いたバフがけを用いることができる。
【００２５】
以下に実施例を示し、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[中空率]
繊維の断面写真から中空部の面積（Ｓ１）と中空部を含んだ全断面積（Ｓ２）とを測定し、（Ｓ１／Ｓ２）×１００として求め、任意に抽出した２０本の繊維の平均値を算出して求めた。
【実施例１】
【００２６】
固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートを２９０℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．６Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率４５％、繊度２．３５ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け２４０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングで３次元絡合処理することによって目付けを３１２ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３５％、横方向に３０％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。そして、１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが５７５ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．２７８ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は４０％であり、そのときの中空率保持率は８８％であった。得られた人工皮革基体の電子顕微鏡写真を図１に示す。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【実施例２】
【００２７】
固有粘度０．５７のポリエチレンテレフタレートを２９５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．８Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率２５％、繊度１．１ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を５０ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて１０枚に重ねられて、目付け３００ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行い目付けを４０５ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３０％、横方向に２５％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが６４７ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．３１２ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は２４％であり、そのときの中空率保持率は９６％であった。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研磨することで、スエード調人工皮革を得た。
【実施例３】
【００２８】
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２８５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．５ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．２Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率６５％、繊度４．２８ｄｔｅｘの中空長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け４５ｇ／ｍ２の繊維シート（Ｄ）を得た。この繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け３６０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行い目付けを４５０ｇ／ｍ２とし、次に７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に４０％、横方向に３５％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中空長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中空長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが９６７ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．２３１ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は５０％であり、そのときの中空率保持率は７７％であった。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００２９】
比較例１
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２８５℃で中空繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、８００ｍ／ｍｉｎで巻き取ることによって、中空率６５％、繊度１２．５ｄｔｅｘの紡糸原糸を得た。ついで、この紡糸原糸を７５℃の温水で３．０４倍に延伸後さらに９５℃で１．２５倍延伸してトータル３．８倍延伸し、押込み型捲縮機によって、捲縮数１０個／２５ｍｍ、捲縮率１０．３％の捲縮糸を得た。この捲縮糸を８０℃で熱風乾燥し、繊維長が５１ｍｍになるようにカットした。このようにして得られた原綿は繊度３．９５ｄｔｅｘであった。この原綿をさらにカード、クロスラップ、ニードリングして３次元的に絡合した中空繊維不織布を得た。この不織布の目付けは６２５ｇ／ｍ２で、これを１１０℃に加熱した熱ローラーにて加圧して、表面を平滑にし、１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが７７６ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．３８８ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。得られた人工皮革基体の横断面を電子顕微鏡にて撮影し、該人工皮革基体を構成する中空長繊維の中空率を測定したところ、その中空率は１０％であり、そのときの中空率保持率は２２％であった。得られた人工皮革基体の電子顕微鏡写真を図２に示す。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００３０】
比較例２
固有粘度０．６７のポリエチレンテレフタレートを２９０℃で中実繊維紡糸用口金を用いて単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎにて紡出し、エアー圧３．６Ｋｇ／ｃｍ２のエアージェットノズルにて引き取ることによって得られる、中空率０％、繊度２．３２ｄｔｅｘの中実長繊維（Ａ）を１００ｍ／ｍｉｎで移行するネット上に捕集した。さらに、７０℃に加熱したカレンダーロールにて印圧２０Ｋｇ／ｃｍ２にてウエブを仮接着することで、目付け３０ｇ／ｍ２の中実長繊維シートを得た。この中実長繊維シートはクロスラッパーにて８枚に重ねられて、目付け２４０ｇ／ｍ２とし、ニードルパンチングを行うことによって３２４ｇ／ｍ２の３次元に絡合した中実長繊維不織布を得た。得られた中実長繊維不織布を７０℃の温水中に１分間浸漬し、縦方向に３５％、横方向に３０％収縮させて脱水し、１００℃にて３０分間熱風乾燥することで中実長繊維不織布（Ｂ）を得た。１２質量％の濃度に調整したアクリル系ポリウレタン樹脂エマルジョンを、該中実長繊維不織布（Ｂ）に３０質量％含浸させて１１０℃で３０分間乾燥後、１５０℃で３０分間熱処理することによって、高分子弾性体の付着量が３．５％、目付けが５８４ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．４１ｇ／ｃｍ２の人工皮革基体を得た。さらに得られた人工皮革基体の表面を２４０メッシュのサンドペーパーを装着した研磨機で研削した後、その表面にポリウレタン系の高分子弾性体をコーティングして、銀付調人工皮革を得た。
【００３１】
以上の実施例と比較例からわかるように、本発明の人工皮革基体を用いて得られる人工皮革は、比較例１に示された人工皮革に比べて、中空率保持率が５０％以上であるため、見掛け密度が低く、優れた軽量性を保持できるとともに、製造工程において、延伸、捲縮、カード工程を省略できることから、製造工程を簡素化によるコストの低減が可能である。
【００３２】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の人工皮革は、軽量性に富んでおり、天然皮革様の反発感のないやわらかさと腰の有る風合いを兼ね備えると共に、緻密な折り曲げ皺を有し、また長繊維由来のドレープ性を有しており、衣料用、靴用、手袋用、鞄用、野球用グローブ用、ベルト用、ボール用またはソファー等のインテリア用といった製品用途の素材として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の人工皮革基体断面の図面代用写真である。（実施例）
【図２】従来の人工皮革基体断面の図面代用写真である。（比較例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法。
【請求項２】
平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）が３次元交絡した中空長繊維不織布（Ｂ）と高分子弾性体（Ｃ）から構成され、下記（１）〜（３）の各要件を同時に満足することを特徴とする人工皮革基体。
（１）中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が５０％以上であること
（２）高分子弾性体（Ｃ）の付着量が繊維シート状物の質量の０．１〜５０質量％であること
（３）人工皮革基体の見掛け密度が ０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３であること
【請求項３】
高分子弾性体（Ｃ）が水分散型樹脂エマルジョンである請求項２に記載の人工皮革基体。
【請求項４】
請求項２に記載の人工皮革基体の表面に被覆層を積層してなる銀付調人工皮革。
【請求項５】
請求項２に記載の人工皮革基体の表面を起毛処理してなるスエード調人工皮革。
【請求項１】
平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）からなる繊維ウエブを８０℃以下の温度で仮接着させて作製した繊維シート（Ｄ）を複数枚積層し、ニードルパンチ処理により該中空長繊維（Ａ）を３次元交絡させた後、縦方向に１０〜４０％、横方向に１０〜４０％収縮させて中空長繊維不織布（Ｂ）とし、該中空長繊維不織布（Ｂ）の内部に高分子弾性体（Ｃ）の溶液あるいは水分散体を付与し、凝固、乾燥することを特徴とする人工皮革基体の製造方法。
【請求項２】
平均繊度０．５〜１０ｄｔｅｘかつ中空率が２０〜７０％の中空長繊維（Ａ）が３次元交絡した中空長繊維不織布（Ｂ）と高分子弾性体（Ｃ）から構成され、下記（１）〜（３）の各要件を同時に満足することを特徴とする人工皮革基体。
（１）中空率保持率を５０％以上有する繊維の割合が５０％以上であること
（２）高分子弾性体（Ｃ）の付着量が繊維シート状物の質量の０．１〜５０質量％であること
（３）人工皮革基体の見掛け密度が ０．２０〜０．３５ｇ／ｍ３であること
【請求項３】
高分子弾性体（Ｃ）が水分散型樹脂エマルジョンである請求項２に記載の人工皮革基体。
【請求項４】
請求項２に記載の人工皮革基体の表面に被覆層を積層してなる銀付調人工皮革。
【請求項５】
請求項２に記載の人工皮革基体の表面を起毛処理してなるスエード調人工皮革。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−５６４１７（Ｐ２００７−５６４１７Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４５２４４（Ｐ２００５−２４５２４４）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]