説明

皮革様シートの製造方法

【課題】
本発明の課題は、水溶性熱可塑性樹脂を用いた多成分長繊維不織布から皮革様シートを得る際に、不織布の不均一性に起因して外観や風合いを損なわないとともに、弾性樹脂を使用しないか極端に少量で製造する方法を提供することである。
【解決手段】
少なくとも1成分が水溶性熱可塑性樹脂の多成分長繊維シート(A)と織編物をニードルパンチで一体化して多成分長繊維複合シート(B)とした後、水溶性熱可塑性樹脂成分を除去し、高速流体処理を行って得た長繊維複合シート(C)を用いることを特徴とする皮革様シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、少なくとも1成分が水溶性熱可塑性樹脂である長繊維シートを用いた皮革様シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
極細繊維不織布と弾性樹脂からなる皮革様シートは、天然皮革に似たタッチを有しており、イージーケア性のような天然皮革にない優れた特徴を併せ持つことから、広く使用されている。
【0003】
皮革様シートの製造では、一般にフィラメントをカットした後、抄造法やカード・レイド法で短繊維ウエブにされる。特に、細さや軽さを追求した高度な皮革様シートでは、多成分繊維フィラメントをシート化し、少なくとも1成分を溶媒で除去する方法が採用されてきた。ここで用いられる溶媒はポリエステルでは水酸化ナトリウム、ポリアミドでは蟻酸、ポリエチレンではトルエン、ポリスチレンではトリクロロエチレンといった化学薬品だが、取扱の危険や環境汚染、製品への残留を防ぐため多大な労力が必要だった。
【0004】
これに対して、水に溶解する樹脂を溶出成分とする多成分繊維を適用すれば、製造コストや安全面で大きな効果が期待できる。そこで、水に溶解する樹脂を溶出成分とする多成分繊維を用いた皮革様シートが検討されている。しかし、このような皮革様シートは紡糸、延伸、捲縮、カードといった工程で付与する油剤中の水分によって、水溶性樹脂が膠着して開繊できず、均一な不織布が得られないという問題があった。
【0005】
そのため、シリコーン系の油剤で繊維をコーティングするとともに、油剤中の水分を少なくする方法が開示されている(例えば特許文献1参照)。しかし、シリコーンによって繊維への水分の影響を制御するのは困難であるとともに、繊維が短いためか、物性と風合いの両立が難しかった。
【0006】
これとは異なるアプローチとして、フィラメントを直接ネット捕集するため油剤を付与しないスパンボンド法で皮革様シートを得る技術が開示されている(例えば特許文献2)。この方法であれば、大幅に工程を短縮できるとともに、繊維が切断していない長繊維を使用するため形態安定性が高く、環境への負荷も小さくすることができる。しかし、実際は目付や厚さのムラが歪として残り、製品にシワを生じて外観品位の低いものか、歪はないものの形態安定性の低いものしか得られなかった。また、これらの問題を解決するために補強布として織編物を一体化した場合は、不織布と織編物の収縮率の違いによりシワが発生するという別の問題もあった。これに対して、不織布と織編物の収縮率をあわせるために同じ繊維を使用する方法が開示されている(特許文献3)。この方法はシワ発生を抑制する効果はあるものの、織編物が限定される問題があった。これに対して、収縮処理時に、不織布と織編物のうち、収縮率の小さい側と大きい側で異なる条件を設定して収縮率を合わせる技術が開示されている(特許文献4)。この方法であれば、不織布と織編物の収縮率差によるシワは発生せず、織編物の種類も比較的選択できるが、目付や厚さのムラが収縮によって歪となる点は改善されておらず、やはり高級な外観品位が得られないとともに、収縮によって密度を上げて緻密な外観品位を得るという思想のため、高密度ゆえの剛性があり柔軟な風合いを得ることが困難だった。
【0007】
さらに、これらの皮革様シートはポリウレタンなどの弾性樹脂によって必要な物性を達成するが、風合いが硬くなり、ゴムライクになるという問題があった。さらに、染色時に繊維との色相のズレを引き起し、染料効率を低下させる問題もあった。環境面では、繊維と弾性樹脂の分離が困難なため、実質的に再生処理に供することもできなかった。
【特許文献1】特開2005−330595号公報
【特許文献2】特開2003−328276号公報
【特許文献3】特開2006−002286号公報
【特許文献4】特開2007−084954号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、水溶性熱可塑性樹脂を用いた多成分長繊維不織布から皮革様シートを得る際に、不織布の不均一性に起因して外観や風合いを損なわないとともに、弾性樹脂を使用しないか極端に少量で製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記課題を解決するために主として以下の構成を有する。すなわち、本発明の皮革様シートの製造方法は、少なくとも1成分が水溶性熱可塑性樹脂である多成分長繊維シート(A)と織編物をニードルパンチで一体化して多成分長繊維複合シート(B)とした後、水溶性熱可塑性樹脂成分を除去し、高速流体処理を行って得た長繊維複合シート(C)を用いるものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明の製造方法によれば、環境への負荷が小さく、外観や風合い、物性に優れ、さらに、再生処理が可能な皮革様シートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明に用いる多成分長繊維シート(A)の製造方法は特に限定するものではないが、例えば、海島型やミカン型、花弁型、といった断面の多成分繊維をエアジェットによって1000〜6000m/分の速度で引き取るとともにネットに直接捕集してウエブとする方法によって製造できる。
【0012】
水溶性熱可塑性樹脂を溶出して極細繊維を得る場合の多成分繊維の繊維断面は、水溶性熱可塑性樹脂の分散媒に残存成分が分散した海島型や、交互に配置したミカン型の多成分繊維とする。一方、水溶性熱可塑性樹脂を溶出して中空や多孔繊維を得る場合の多成分繊維の繊維断面は、残存成分の分散媒に水溶性熱可塑性樹脂が分散するように海島型や芯鞘型の多成分繊維とする。
【0013】
水溶性熱可塑性樹脂の種類は特に限定するものではなく、例えばポリビニルアルコール系樹脂、スルホン酸基を有する共重合ポリエステル樹脂、ポリエチレンオキサイド樹脂、ヒドロキシプロピルセルロース樹脂などを用いることができる。特にポリビニルアルコール系樹脂は重合度、けん化度、共重合などによって水溶性と熱安定性を両立しやすい点で好ましい。
【0014】
水溶性熱可塑性樹脂を溶出した後に繊維を構成する残存成分の種類も特に限定するものではなく、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどを適宜用途に応じて用いることができる。環境への負荷を小さくするという観点で、非石油系原料を使用したポリ乳酸やポリプロピレンテレフタレート、再生したポリエチレンテレフタレートを用いることは本発明の効果を発揮する点で好ましいとともに、これらの樹脂は一般的に繊維材料として用いられる熱可塑性樹脂としては融点が低いため、比較的分解温度の低い水溶性熱可塑性樹脂と同時に安定して紡糸できる点で好ましい。
【0015】
本発明では、多成分繊維シート(A)と織編物をニードルパンチで一体化して多成分長繊維複合シート(B)とすることによって、皮革様シートに形態安定性を付与する。その後、後述のように水溶性熱可塑性樹脂を除去し、高速流体処理を行って長繊維複合シート(C)を得るが、本発明においては、多成分繊維シート(A)のシート面の面積に対する長繊維複合シート(C)のシート面の面積の面積変化率が−30〜30%であることが好ましい。本発明の製造方法においては、織編物を熱水に浸漬して収縮させることや、水溶性熱可塑性樹脂を除去するために多成分長繊維複合シート(B)を熱水に浸漬することがあり、このときにシート面の面積が変化しやすい。また、歪を形成したり、密度の増加によって風合いが硬化するのを防ぐため、繊維収縮を適切な範囲に抑える必要がある。そのため、上記織編物は、95℃の水に60分浸漬したときの浸漬前後の面積変化率が−30〜30%であることが好ましい。
【0016】
このような織編物は、目標とする風合いや機能に対して適宜選択できる。例えば、高度なドレープ性やストレッチ性を付与する場合は高度なドレープ性やストレッチ性を有する織編物を用いることで、皮革様シートにその効果を発現できる。また、不織布を構成している繊維と織編物を構成している繊維の太さが近い織編物を選択することは、ニードルパンチによって織編物が切断し、皮革様シート表面に露出しても欠点とならないため好ましい。
【0017】
本発明に使用する織編物の製造方法は特に限定するものではなく、必要とする組織に応じてそれに適した織機を使用することができる。織機としては、例えばエアジェット織機やウォータージェット織機、フライシャトル織機などが挙げられる。この際、織密度を下げすぎると、織物による補強効果が低下し、織密度を上げすぎるとニードルパンチで繊維の切断や針折れが発生しやすいとともに、高速流体処理時の流体の反射が増して安定的に加工できないため、タテ糸とヨコ糸間には適度に間隔が開いていることが好ましい。
【0018】
一方、編物の製造方法も特に限定するものではなく、必要とする組織に応じてそれに適した編機を使用することができる。編機としては、例えば横編機、丸編機、トリコット機、ラッセル機等があげられる。
【0019】
これらの織編物を構成する構成糸は、100T/m以上の撚数を有することが好ましく、200T/m以上がより好ましい。また、4000T/m以下とすることが好ましく、3500T/m以下がより好ましい。100T/m未満ではニードルパンチ時に針のバーブに引っかかりやすいため、繊維が切断しやすく、2000T/mを超えると、風合いが硬くなりやすいためである。本発明でいう撚数とは、検撚機にて90×10−3cN/dtexの荷重下で解撚し、完全に解撚したときの解撚数を解撚した後の糸長で除した値である。
【0020】
このような織編物とシート(A)を少なくとも一対、後の工程で厚さ方向に半裁する場合はシート(A)の両面に織編物を、織編物を完全に見えなくする場合は織編物の両面にシート(A)を重ねてニードルパンチして一体化させる。
【0021】
このようにして得られた多成分長繊維複合シート(B)から、水溶性熱可塑性樹脂成分を除去する。除去する方法は特に限定しないが、例えば、水槽にシートを浸漬させる、水流のシャワーをシートに打ち付けるなどの方法で、水溶性熱可塑性樹脂を除去できる。水溶性熱可塑性樹脂を分散成分とした場合は、中空長繊維、水溶性熱可塑性樹脂を分散媒成分とした場合は、極細長繊維が得られる。このとき、水の温度が高ければ水溶性熱可塑性樹脂が溶解しやすく、処理時間を短縮できる点で好ましいが、同時にシートが収縮しやすい。このとき収縮率が高くなりすぎると不織布の目付や厚さムラに起因する歪や、織編物との収縮率差、密度が高まることによって風合いが硬くなりやすい。収縮率を上げない組合せとして、例えば、不織布の織編物に対する目付比を小さくする方法がある。
【0022】
続いて、高速流体処理することによって、歪の除去とともに繊維の交絡を進めることができる。高速流体処理する際、多成分長繊維複合シート(B)の水溶性熱可塑性樹脂成分の除去を兼ねるようにすることも可能である。すなわち、水溶性熱可塑性樹脂成分の除去と、交絡を得るための高速流体処理を同時に実施できる。水溶性熱可塑性樹脂を分散媒成分に用いて極細繊維を得た場合は、繊維径を小さくすることが容易なため、高速流体処理によって交絡を高める効果が得やすいため、バインダーを付与しない、柔軟な皮革様シートを得ることも可能である。
【0023】
本発明でいう高速流体処理とは100m/秒以上の噴射速度の流体をシートに衝突させて交絡させることであり、作業環境に負荷が小さい水を流体として使用するウォータージェット処理(WJ)が好ましい。
【0024】
WJとして、シートを搬送するコンベアーおよび/またはシリンダーに直交する方向に孔の並んだノズルプレートから柱状水流が吐出した状態が好ましく、5〜60MPaに加圧した水を、孔径(直径)0.04〜0.40mmの孔から吐出することで柱状水流を得やすい。かかる処理は、効率的な交絡と良好な表面品位を得るために、孔径は0.05〜0.20mmが好ましく、0.11〜0.17mmがより好ましい。孔間隔は0.1〜5mmが好ましく、0.4〜0.9mmがより好ましい。水圧は10〜55MPaが好ましく、20〜50MPaがより好ましい。これらは複数回処理する場合、すべて同じ条件にする必要はなく、例えば大孔径と小孔径のノズルプレートを併用することも可能だが、少なくとも1回は上記構成のノズルプレートを使用することが好ましい。また、均一な外観、交絡を達成するために表裏両面から、それぞれ複数回処理することが好ましい。
【0025】
このようにして得られた長繊維複合シート(C)はスライス、バフィングなどによって厚さをそろえることができる。また、その表面を毛羽立てて、さらに必要に応じて柔軟処理、染色処理してスエードやヌバックのような起毛調皮革様シートが得られる。また、表面に樹脂を塗布して被覆層を形成し、さらに必要に応じてエンボス処理、柔軟処理、染色処理するなどして銀付き、起毛処理を組み合わせることによって半銀付き調皮革様シートが得られる。
【0026】
本発明では、不織布の不均一性に起因する外観や風合いの欠点を発生しないようにするため、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率が−30〜30%であることが好ましい。
【0027】
本発明でいう面積変化率は、多成分長繊維シート(A)にシート進行方向(MD)および幅方向(CD)のマーキングを施すとともにその長さ(MDおよびCDそれぞれを、MD(A)、CD(A)と表記する)を測定し、高速流体処理後の長繊維複合シート(C)において、マーキングの長さ(MDおよびCDそれぞれを、MD(C)、CD(C)と表記する)を再び測定して下の式で計算したものをいう。
【0028】
このとき、長さの測定誤差を小さくするため、MD(A)、CD(A)は20cm以上とし、3点以上の箇所で同様に計算して平均値を求めることが好ましい。
【0029】
MDの寸法保持率=100×(1−(MD(A)−MD(C))/MD(A))
CDの寸法保持率=100×(1−(CD(A)−CD(C))/CD(A))
面積変化率=100×(1−MDの寸法保持率×CDの寸法保持率/10000)
再生処理が必要な場合は、起毛調皮革様シートで、樹脂の付与が必要ない組合せとすることで、繊維素材のみからなる皮革様シートとなり、再生処理が容易になり、好ましい。
【実施例】
【0030】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
【0031】
面積変化率は、多成分長繊維シート(A)にシート進行方向(MD)および幅方向(CD)にそれぞれ30cmのマーキングを5箇所施すとともにその長さ(MDおよびCDそれぞれを、MD(A)、CD(A)と表記する)を測定し、高速流体処理後の長繊維複合シート(C)において、マーキングの長さ(MDおよびCDそれぞれを、MD(C)、CD(C)と表記する)を再び測定して下の式で計算し、5箇所における測定値の平均値を求め、小数点第一位を四捨五入した。
【0032】
MDの寸法保持率=100×(1−(MD(C)−MD(A))/MD(A))
CDの寸法保持率=100×(1−(CD(C)−CD(A))/CD(A))
面積変化率=100×(1−MDの寸法保持率×CDの寸法保持率/10000)
製造例1(織物1の製造)
極限粘度が0.66のPET(ポリエチレンテレフタレート)成分を紡糸および延伸し、56デシテックス48フィラメントの繊維を得た。これをS撚りで2400T/m(撚係数17960)で撚りをかけ、75℃でスチームセットを行った。同様に、Z撚りで2400T/m(撚係数17960)で撚りをかけ、75℃でスチームセットを行った糸を作製した。タテ糸に、S撚りの糸とZ撚りの糸を交互に配し、ヨコ糸にS撚りの糸を用い、織組織を平織とし、93×64本/2.54cmの織密度で織物を作製し、60g/mの織物1を製造した。
【0033】
実施例1
260℃に加熱した複合紡糸装置により、海成分としてテレフタル酸68モル%、イソフタル酸17モル%、5−ソディウムスホイソフタル酸15モル%からなる共重合ポリエステル50部、島成分としてポリトリメチレンテレフタレート50部からなる海島構造のポリマを、島数が36島になるように流路を配置した口金から押し出した。押し出した糸条の紡速が4500m/分になるように常温の空気を利用するエジェクターでネット上に捕集した。捕集した多成分長繊維シート(A)は、複合繊度が3dtex、目付が25g/mだった。
【0034】
製造例1の織物1を95℃の熱水に10分間浸漬、乾燥した。このときの面積収縮率は25%だった。収縮後の織物1と多成分長繊維シート(A)7枚を積層して、250本/cmの針密度で表裏交互に針密度が1500本/cmになるまでニードルパンチし、多成分長繊維複合シート(B)を得た。
【0035】
次に、95℃の熱水に30分間浴中に浸漬し、浴中で2分に1度絞液して水溶性熱可塑性樹脂成分を溶解除去した。不織布層の単繊維繊度は0.08dtexだった。
【0036】
続いて、長繊維不織布面から孔径が0.12mm、0.6mm間隔に配置したノズルプレートを用いて、処理速度5m/分、水圧35MPaで3回処理した後、織物面からも同様に3回処理(計6回)し、長繊維複合シート(C)を得た。
【0037】
このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−5%だった。
【0038】
さらに、サンドペーパーで起毛処理し、分散染料で染色し、立毛調の皮革様シートを得た。外観は、色、立毛、平滑さともに均一で、ライティング効果のある優美なものであり、風合いは、柔軟だった。
【0039】
実施例2
海成分として共重合ポリビニルアルコール50部、島成分としてポリ乳酸50部を用いた以外は実施例1と同様にして皮革様シートを得た。このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−15%だった。
【0040】
外観は、色、立毛、平滑さともに均一で、ライティング効果のある優美なものであり、風合いは、柔軟だった。
【0041】
実施例3
島成分としてリサイクルPETを用いた以外は実施例1と同様にして皮革様シートを得た。このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−15%だった。外観は、色、立毛、平滑さともに均一で、ライティング効果のある優美なものであり、風合いは、柔軟だった。
【0042】
実施例4
海成分として、ポリトリメチレンテレフタレート50部、島成分として、テレフタル酸68モル%、イソフタル酸17モル%、5−ソディウムスホイソフタル酸15モル%からなる共重合ポリエステル50部を用いて、実施例1と同様にして得た長繊維複合シート(C)に、離型紙上で作成したポリウレタン皮膜をウレタン系接着剤で不織布面に接着して銀付き調の皮革様シートを得た。このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−5%だった。外観は、色、平滑さともに均一で、軽量なものであり、風合いは、柔軟だった。
【0043】
実施例5
収縮していない製造例1の織物1と実施例1と同様にして得た多成分長繊維シート(A)を7枚積層して、250本/cmの針密度で表裏交互に針密度が1500本/cmになるまでニードルパンチし、多成分長繊維複合シート(B)を得た。
【0044】
次に、95℃の熱水に30分間浴中に浸漬し、浴中で2分に1度絞液して水溶性熱可塑性樹脂成分を溶解除去した。不織布層の単繊維繊度は0.08dtexだった。
【0045】
続いて、長繊維不織布面から孔径が0.12mm、0.6mm間隔に配置したノズルプレートを用いて、処理速度5m/分、水圧35MPaで3回処理した後、織物面からも同様に3回処理(計6回)し、長繊維複合シート(C)を得た。
【0046】
このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−35%だった。
【0047】
さらに、サンドペーパーで起毛処理し、分散染料で染色し、立毛調の皮革様シートを得た。外観は、色、立毛、平滑さは一部にムラがあるものの比較的均一で、ライティング効果があり、しっかりした風合いだった。
【0048】
比較例1
実施例1と同様にして得た多成分長繊維シート(A)7枚を積層して、250本/cmの針密度で表裏交互に針密度が1500本/cmになるまでニードルパンチした。
【0049】
次に、95℃の熱水に30分間浴中に浸漬し、浴中で2分に1度絞液して水溶性熱可塑性樹脂成分を溶解除去し、不織布層の単繊維繊度が0.08dtexの長繊維を得た。
【0050】
続いて、収縮していない製造例1の織物1の上に長繊維シートを載せ、長繊維不織布面から孔径が0.12mm、0.6mm間隔に配置したノズルプレートを用いて、処理速度5m/分、水圧35MPaで3回処理した後、織物面からも同様に3回処理(計6回)し、長繊維複合シート(C)を得た。
【0051】
このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−50%だった。
【0052】
さらに、サンドペーパーで起毛処理し、分散染料で染色し、立毛調の皮革様シートを得た。水溶性熱可塑性樹脂を溶出する際に不織布層が収縮し、WJ処理後の乾燥や染色で織物層が収縮したためか、外観は、色、立毛、平滑さともムラが多く、ライティング効果がなく、硬い風合いだった。
【0053】
比較例2
実施例1と同様にして得た多成分長繊維複合シート(B)に、エバファノールAP−12(日華化学株式会社)を樹脂がシートに対して固形分で20重量%付着するように含浸付与し、乾燥およびキュアリングを施した後、95℃の熱水に30分間浴中に浸漬し、浴中で2分に1度絞液して水溶性熱可塑性樹脂成分を溶解除去した。不織布層の単繊維繊度は0.08dtexだった。
【0054】
このとき、多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率は−35%だった。
さらに、サンドペーパーで起毛処理し、分散染料で染色し、立毛調の皮革様シートを得た。外観は、平滑さはあるものの、色、立毛、のムラが多く、ライティング効果が小さく、硬い風合いだった。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明の製造方法で得られる皮革様シートは、リサイクル性や、環境への負荷が小さいこと、製品に有機溶剤が残留する危険が小さいといった特徴から、幅広く使用することができる。例えば、靴、衣料、家具、自動車シート、ワイパー、研摩布、フィルターなどに使用できるが、ムラがない優美な外観が得られる点で、衣料や自動車シートに好ましく使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1成分が水溶性熱可塑性樹脂である多成分長繊維シート(A)と織編物をニードルパンチで一体化して多成分長繊維複合シート(B)とした後、水溶性熱可塑性樹脂成分を除去し、高速流体処理を行って得た長繊維複合シート(C)を用いることを特徴とする皮革様シートの製造方法。
【請求項2】
水溶性熱可塑性樹脂がポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の皮革様シートの製造方法。
【請求項3】
多成分長繊維シート(A)に対する長繊維複合シート(C)の面積変化率が−30〜30%であることを特徴とする請求項1または2に記載の皮革様シートの製造方法。

【公開番号】特開2009−155783(P2009−155783A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−338826(P2007−338826)
【出願日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】