DE60025331T2

DE60025331T2 - Faservlies aus Polyurethanelastomerfasern und Verfahren zu dessen Herstellung und synthetisches Leder unter Verwendung des Faservlieses aus Polyurethanelastomerfasern

Info

Publication number: DE60025331T2
Application number: DE60025331T
Authority: DE
Inventors: Yukio Hofu-shi YAMAKAWA; Tadashi Hofu-shi FURUYA; Eiji Hofu-shi KAWABATA; Yutaka Osaka-shi TANAKA
Original assignee: Kanebo Ltd; Kanebo Gohsen Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: CN1189616C; WO2000050680A1; EP1167606A1; EP1167606B1; KR20010111263A; DE60025331D1; US6784127B1; KR100516669B1; JP3255615B2; JP2000248454A; CN1340116A; EP1167606A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, bei dem Filamente aus elastischen Polyurethanfasern gegenseitig verschmolzen und gebunden sind, sowie dessen Herstellung, und ein synthetisches Leder, bei dem das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern eingesetzt wird, und insbesondere ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einer hervorragenden Dehnbarkeit und einer hohen Reißfestigkeit, sowie dessen Herstellung, und ein synthetisches Leder, bei dem das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern eingesetzt wird.
Von Faservliesen aus elastischen Polyurethanfasern, die aus Filamenten aus elastischen Polyurethanfasern hergestellt sind, wurde bisher ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, das mit einem so genannten "Schmelzblas-Verspinnverfahren" hergestellt wird, aufgrund einer hervorragenden Dehnbarkeit, Flexibilität und Durchlässigkeit in Bereichen verwendet, bei denen eine vergleichsweise gute Formanpassungsfähigkeit an die Bewegung des menschlichen Körpers erforderlich ist (z.B. für einen Seitenstreifen einer Papierwindel, ein Grundgewebe eines Notfall-Heftpflasters, Einmalhandschuhe, usw.), oder in Bereichen, bei denen eine vergleichsweise weiche Dehnbarkeit erforderlich ist (Bereiche der Überbekleidung, wie z.B. Sportbekleidung, dehnbare Baumwollknieschützer, usw.).
Das japanische ungeprüfte Patent mit der Veröffentlichungsnummer 6-293117 beschreibt, dass ein synthetisches Leder mit einer hervorragenden Dehnbarkeit unter Verwendung dieser Art von Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern als Basismaterial für ein synthetisches Leder erhalten wird, und schlägt auch die Verwendung eines solchen synthetischen Leders als Material für Schuhe, Taschen, Beutel, Möbel, Innenausstattungen, Blatt- bzw. Schichtmaterialien für Kraftfahrzeuge und Bekleidung vor.
Da ein solches Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern eine hervorragende Dehnbarkeit und Flexibilität, wie es vorstehend beschrieben worden ist, jedoch im Allgemeinen eine geringe Reißfestigkeit aufweist, kann eine ausreichende Reißfestigkeit als eine von wichtigen physikalischen Grundeigenschaften des synthetischen Leders nicht erreicht werden, wenn es als Basismaterial des synthetischen Leders verwendet wird. Abhängig von den Zwecken des synthetischen Leders können Produkte, die für den praktischen Gebrauch geeignet sind, nicht erhalten werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, das sowohl eine hervorragende Dehnbarkeit als auch eine hohe Reißfestigkeit aufweist, sowie dessen Herstellung, und ein synthetisches Leder bereitzustellen, bei dem das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern eingesetzt wird.
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme stellt die vorliegende Erfindung ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern bereit, umfassend Filamente aus elastischen Polyurethanfasern, die gegenseitig verschmolzen und gebunden sind, wobei eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung nicht weniger als 100 % beträgt, eine Rückverformung bei 50 % Dehnung nicht weniger als 75 % beträgt und eine Reißfestigkeit, bezogen auf das Basisgewicht, nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf) beträgt, welches durch Dehydratisieren eines thermoplastischen Polyurethanelastomers mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt auf 150 ppm oder weniger verringert wird, Schmelzverspinnen des thermoplastischen Polyurethanelastomers, Verstreuen der resultierenden Polyurethanfilamente durch einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom und Abscheiden und Laminieren der Filamente in eine Blattform bei einer Temperatur, die 35°C niedriger als die Vicat-Erweichungstemperatur ist, hergestellt wird.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das erfindungsgemäße Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern im Wesentlichen mit einem Schmelzblas-Verspinnverfahren hergestellt. Ein allgemeines Verfahren des Schmelzblas-Verspinnverfahrens wird nachstehend in den Grundzügen beschrieben. Das Schmelzblas-Verspinnverfahren ist durch Zuführen eines geschmolzenen thermoplastischen Polymers zu Düsenlöchern, die in einer Linie angeordnet sind, kontinuierlich Extrudieren des geschmolzenen Polymers durch die Düsenlöcher, Ausblasen eines Gases mit hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit aus Schlitzen, die an beiden Seiten der Gruppe von Düsen angeordnet sind, dünner machen und Verfestigen des durch die Düsenlöcher extrudierten Polymers mittels Gasenergie zur Bildung kontinuierlicher Filamente, Abscheiden und Laminieren der Gruppe der kontinuierlichen Filamente auf einem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz und gegenseitig Binden der Filamente aufgrund von Selbstbindungseigenschaften der Filamente selbst gekennzeichnet.
Das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Festigkeit der Filamente, die durch Schmelzverspinnen erhalten werden, durch die Verwendung eines harten thermoplastischen Polyurethans mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92 als thermoplastisches Polymer erhöht wird. Die Shore-A-Härte ist ein Standard für die Härte einer vergleichsweise weichen Substanz und wird durch einen Wert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 100 angegeben. Andererseits wird die Härte eines vergleichsweise harten Urethans durch die Shore-D-Härte angegeben. Ein thermoplastisches Polyurethan, das gegenwärtig industriell hergestellt werden kann, ist ein Produkt mit einer Härte innerhalb eines Bereichs einer Shore-A-Härte von etwa 70 bis zu einer Shore-D-Härte von etwa 75. Demgemäß steht das "thermoplastische Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92" in der vorliegenden Erfindung für ein thermoplastisches Polyurethan, dessen obere Härtegrenze bei bis zu einer Shore-D-Härte von etwa 75 liegt.
Ein allgemeines thermoplastisches Polyurethan wird durch Umsetzen einer vergleichsweise hochmolekularen Polyolkomponente, die einen weichen Segmentrest bildet, und eines niedermolekularen Diols und einer Diisocyanatverbindung, die einen harten Segmentrest bilden, hergestellt. Das thermoplastische Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Polyurethan, das den harten Segmentrest in einer vergleichsweise großen Menge enthält, und bei dem der Stickstoffgehalt, der ein Maß für die Härte ist, in dem Polymer nicht weniger als etwa 4 Gew.-% beträgt.
Obwohl die weiche Segmentkomponente des Polyurethans z.B. Polyetherdiol-, Polyesterdiol- und Polycarbonatdiolkomponenten umfasst, kann in der vorliegenden Erfindung jedwede Komponente verwendet werden. Obwohl die Diisocyanatverbindung z.B. aromatische Verbindungen, typischerweise 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), und aliphatische Diisocyanate, typischerweise Hexamethylendiisocyanat, umfasst, kann in der vorliegenden Erfindung jedwede Verbindung verwendet werden.
Gegebenenfalls können Polymeradditive, wie z.B. gehinderte Phenol-Antioxidationsmittel und verschiedene Amin-Antioxidationsmittel, Benzotriazol-Ultraviolettabsorptionsmittel und gehinderte Amin-Ultraviolettabsorptionsmittel, Glättungsmittel, wie z.B. Amidwachs und Montansäurewachs, Inhibitoren einer thermischen Zersetzung, wie z.B. verschiedene Carbodiimidverbindungen, verschiedene Pigmente, wie z.B. Titanoxid und rotes Eisen(III)-oxid, und Gasvergilbungsinhibitoren zugesetzt werden.
Obwohl das Verfahren zum Polymerisieren eines Polymers z.B. verschiedene Verfahren wie ein kontinuierliches Schmelzpolymerisationsverfahren, ein Bottichhärtungsverfahren, ein Bandverfahren und ein Kneterverfahren umfassen, kann in der vorliegenden Erfindung jedwedes Polymerisationsverfahren eingesetzt werden.
Obwohl die Härte des thermoplastischen Polyurethans grundsätzlich von dem Mischungsverhältnis der vorstehend beschriebenen, jeweiligen Komponenten abhängt, variiert die Härte mit dem Verhältnis des harten Segmentrests zu dem weichen Segmentrest, der Länge des harten Segmentrests und dem Zustand der Phasentrennung. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete thermoplastische Polyurethan ist vorzugsweise ein Polyurethan, bei dem der harte Segmentrest lang und in einer großen Menge enthalten ist und bei dem auch die Vicat-Erweichungstemperatur hoch ist. Insbesondere wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, vorzugsweise ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92 und einer Vicat-Erweichungstemperatur von nicht unter 120°C verwendet.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das thermoplastische Polyurethan dehydratisiert wird, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt auf 150 ppm oder weniger, vorzugsweise auf 110 ppm oder weniger, mehr bevorzugt auf 70 ppm oder weniger vermindert wird, und vor dem Schmelzblas-Verspinnen geschmolzen wird. Der Grund dafür ist wie folgt.
Das "harte thermoplastische Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92", das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist Eigenschaften auf, die derart sind, dass der Schmelzpunkt höher ist als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Polyurethans, das in einem herkömmlichen schmelzgeblasenen Faservlies verwendet wird, und die Schmelzdichte extrem hoch ist. Beispielsweise liegt die bei 190°C gemessene Schmelzviskosität des thermoplastischen Polyurethans mit einer Shore-A-Härte von 85 innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 bis 50000 Poise, wohingegen die Schmelzviskosität des thermoplastischen Polyurethans, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, innerhalb eines Bereichs von 100000 bis 1000000 liegt.
Ferner muss, da das geschmolzene Polymer durch Heizluft in dem Schmelzblas-Verspinnverfahren auf einen geeigneten Faserdurchmesser gestreckt wird, die Schmelzviskosität bei der Extrusion durch eine Düse ungeachtet der Zusammensetzung des Polyurethans drastisch vermindert werden. Obwohl das thermoplastische Polyurethan mit einer hohen Viskosität, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, im Fall des Schmelzblas-Verspinnens bei einer sehr hohen Temperatur versponnen werden muss, wird das thermoplastische Polyurethan sehr stark thermisch zersetzt, wenn es bei einer hohen Temperatur geschmolzen wird. Es ist bekannt, dass eine Urethanbindung sehr stark thermisch zersetzt wird, wenn die Temperatur 230°C übersteigt. Wenn das Schmelzblas-Verspinnen des thermoplastischen Polyurethans unter Bedingungen einer starken thermischen Zersetzung durchgeführt wird, schäumt das durch die Düse extrudierte geschmolzene Polymer, wodurch es im schlimmsten Fall unmöglich wird, ein Filament zu bilden.
Unter Bedingungen einer vergleichsweise geringen thermischen Zersetzung kann ein Faservlies erhalten werden, ohne dass ein Reißen des Garns verursacht wird, jedoch weist das resultierende Faservlies aufgrund einer Verminderung der Zugfestigkeit schlechte mechanische Eigenschaften auf. Der Grund für die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften ist vermutlich wie folgt. Das thermoplastische Polyurethan unterliegt während des Schmelzens einer chemischen Veränderung, wodurch das Molekulargewicht vermindert wird oder eine unzureichende Kristallisation und Umlagerung des harten Segmentrests nach der Bildung des Filaments verursacht wird.
Folglich kann der vorstehend beschriebene negative Einfluss, der als Ergebnis der Verwendung des Polymers mit großer Härte vorliegt, erfindungsgemäß durch Vermindern des Feuchtigkeitsgehalts des thermoplastischen Polyurethans auf 150 ppm oder weniger, vorzugsweise auf 110 ppm oder weniger, mehr bevorzugt auf 70 ppm oder weniger vor dem Schmelzblas-Verspinnen auf ein Minimum vermindert werden.
Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Filamente bei einer Temperatur, die 35°C niedriger als die Vicat-Erweichungstemperatur ist, abgeschieden und in eine Blattform laminiert werden. Der Grund dafür ist wie folgt.
Das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, das durch Schmelzblas-Verspinnen des in der vorliegenden Erfindung verwendeten thermoplastischen Polyurethans erhalten wird, zeigt das Phänomen, dass das gegenseitige Binden der Filamente nicht nur einen Einfluss auf die Zugfestigkeit ausübt, sondern auch auf die Reißfestigkeit. Eine Verstärkung der gegenseitigen Bindungskraft zwischen den Filamenten erhöht üblicherweise auch die Zugfestigkeit, während sie die Reißfestigkeit vermindert, obwohl sich nicht jedwedes Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern immer in der vorstehend beschriebenen Weise verhält. Daher ist es erforderlich, die gegenseitige Bindungskraft zwischen den Filamenten zu optimieren, um ein Faservlies mit einer guten Ausgewogenheit zwischen der Zugfestigkeit und der Reißfestigkeit zu erhalten.
Das effektivste Verfahren zum Steuern der gegenseitigen Bindungskraft zwischen den Filamenten besteht darin, die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente in dem Fall zu steuern, bei dem das geschmolzene Polymer, das durch die Düse extrudiert wird, auf dem Fördereinrichtungsnetz abgeschieden und laminiert wird, während es durch einen Hochtemperaturgasstrom dünner gemacht und abgekühlt wird. Diese Abscheidungspunkttemperatur variiert mit der Schmelztemperatur, der Temperatur des Hochtemperaturgases oder der Strömungsgeschwindigkeit und die Bedingung, die den größten Einfluss auf die Abscheidungs temperatur ausüben kann, ist der Abstand zwischen der Düse und dem Fördereinrichtungsnetz. Wenn die anderen Bedingungen identisch sind, nimmt die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente ab, wenn der Abstand zwischen der Düse und dem Fördereinrichtungsnetz zunimmt. Das Absaugen der Heizluft unter dem Fördereinrichtungsnetz ist auch eine wichtige Bedingung zum Steuern der Abscheidungspunkttemperatur der Filamente. Je größer die Absaugmenge der Heizluft unter dem Fördereinrichtungsnetz ist, desto stärker nimmt die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente ab. Die Absaugmenge wird vorzugsweise auf eine Menge eingestellt, die um das Zweifache, mehr bevorzugt um das Dreifache größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Heizluft.
Die Abscheidungspunkttemperatur kann unter Verwendung der Vicat-Erweichungstemperatur des Urethanpolymers als Standard eingestellt werden. Wenn die Filamente in einem Zustand abgeschieden werden, bei dem die Temperatur höher ist als die Vicat-Erweichungstemperatur, wird aufgrund einer unzureichenden Verfestigung der Filamente ein filmartiges Faservlies erhalten. Wenn die Filamente auf eine Temperatur unter der Vicat-Erweichungstemperatur gekühlt werden, wird die gegenseitige Bindungskraft zwischen den Filamenten nahezu im Verhältnis zu einer Differenz zwischen der Temperatur und der Vicat-Erweichungstemperatur vermindert.
Demgemäß wird erfindungsgemäß durch Abscheiden und Laminieren der Filamente nach dem Abkühlen auf eine Temperatur, so dass die Temperaturdifferenz höher als 35°C ist, anstelle einer Verminderung der Zugfestigkeit in gewissem Maß eine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf) erreicht. Es wird möglich, die Reißfestigkeit durch verschiedene Behandlungen wie z.B. eine Laminierung, ein Weichmachen, eine Wärmebehandlung, ein Prägen und dergleichen weiter zu erhöhen.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann das erfindungsgemäße Faservlies mit einer hohen Reißfestigkeit mit einem Verfahren erhalten werden, bei dem ein Polyurethan mit großer Härte einem Schmelzblas-Verspinnen in einem Zustand unterworfen wird, bei dem eine chemische Veränderung auf ein Minimum vermindert wird, wodurch die Bindungskraft von Filamenten bei der Abscheidung vergleichsweise vermindert wird und ein hoher Freiheitsgrad der Filamente, welche das Faservlies bilden, aufrechterhalten wird. Es wird angenommen, dass der Grund dafür, warum die Reißfestigkeit durch Aufrechterhalten eines hohen Freiheitsgrads der Filamente erhöht wird, wie folgt ist. Da viele Filamente an dem Abschnitt, der reißt, beteiligt sind, findet eine Konzentration der Belastung auf einen Punkt nicht statt.
Der Faserdurchmesser der Filamente, die das erfindungsgemäße Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern bilden, liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 5 bis 50 μm. Je kleiner der Faserdurchmesser ist, desto flexibler wird das resultierende Faservlies. Wenn der Faserdurchmesser kleiner als 5 μm ist, wird die Reißfestigkeit vermindert.
Mit dem erfindungsgemäßen Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern kann ein synthetisches Leder, das sowohl eine hervorragende Dehnbarkeit als auch eine hohe Reißfestigkeit aufweist, wobei die Verlängerung bei Zugbeanspruchung nicht weniger als 100 %, die Rückverformung bei 50 % Dehnung nicht weniger als 75 % und die Reißfestigkeit, bezogen auf das Basisgewicht, nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf), vorzugsweise nicht weniger als 29,4 mN (3,0 gf) beträgt, durch Laminieren einer Hautschicht, die aus einem Urethanelastomer hergestellt ist, auf die Oberfläche des Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern als Basismaterial realisiert werden. Das Basisgewicht des Faservlieses liegt üblicherweise in einem Bereich von etwa 25 bis 500 g/m², beträgt jedoch vorzugsweise 50 bis 400 g/m², wenn es als Basismaterial des synthetischen Leders verwendet wird.
Ein herkömmliches synthetisches Leder weist eine Struktur auf, bei der eine Hautschicht, die aus einem Polyurethan hergestellt ist, auf ein verstricktes Gewebe oder ein Faservlies, das aus nicht-dehnbaren Fasern hergestellt ist, laminiert ist, und ein solches synthetisches Leder wird vorwiegend durch zwei Arten von Verfahren hergestellt. Das erste Verfahren ist ein Nassverfahren der Regenerierung einer Urethanschicht in Wasser aus einer Urethanlösung, die auf eine Faserschicht als Basismaterial aufgebracht ist, während das zweite Verfahren ein Trockenverfahren ist, bei dem es sich typischerweise um ein Verfahren des Aufbringens einer Hautschicht, die in einem separaten Schritt hergestellt worden ist, mit einem Haftmittel und Laminieren der beschichteten Hautschicht auf eine Faserschicht als Basismaterial handelt. Von diesen zwei Arten von Verfahren ist das Trockenverfahren für das Verfahren zur Herstellung des synthetischen Leders der vorliegenden Erfindung geeignet. Das synthetische Leder, das mit dem Trockenverfahren erzeugt wird, weist im Allgemeinen eine Struktur auf, die derart ist, dass eine Polyurethanoberflächenschicht mit einer Dicke innerhalb eines Bereichs von etwa 10 bis 70 μm mittels einer Haftmittelschicht mit einer Dicke innerhalb eines Bereichs von etwa 20 bis 150 μm fest auf ein Faserbasismaterial mit einer Dicke innerhalb eines Bereichs von etwa 0,3 bis 1,5 mm gebunden ist.
Die Hautschicht, die in dem erfindungsgemäßen synthetischen Leder eingesetzt wird, kann mit einem Verfahren des Beschichtens eines Trennpapiers mit einer Urethanharzlösung für die Haut und Trocknen der Urethanharzlösung in einem Trocknungsofen, oder einem Verfah ren des Trocknens und Verfestigens einer Aufschlämmungslösung oder Dispersion eines Polyurethanharzes für die Haut zur Bildung einer schwammartigen Haut hergestellt werden.
Zum Binden des Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern als Basismaterial an die Hautschicht können Haftmittellösungen, die vorwiegend aus einem reaktiven Polyurethanharz, einem Vernetzungsmittel und einem Reaktionsbeschleuniger, die allgemein verwendet werden, zusammengesetzt sind, verwendet werden. Von diesen Haftmittellösungen ist eine Haftmittellösung, bei der nur ein polares Lösungsmittel verwendet wird, das ein Urethan beträchtlich lösen kann, wie z.B. N,N-Dimethylformamid (DMF), N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder dergleichen, nicht bevorzugt, da sie das erfindungsgemäße Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern leicht löst.
In der vorliegenden Erfindung ist ein wässriges Haftmittel, das ein Urethan nicht löst, eine Haftmittellösung, bei der ein Lösungsmittel eingesetzt wird (z.B. Methylethylketon (MEK), Toluol, usw.), das ein Urethan nicht löst, jedoch das Urethan quellen lässt, oder eine Haftmittellösung, bei der ein Mischlösungsmittel dieser Lösungsmittel und DMF oder DMAc eingesetzt wird, bevorzugt. In der vorliegenden Erfindung ist ein Urethan-Heißschmelzhaftmittel, das ohne die Verwendung eines Lösungsmittels binden kann, besonders bevorzugt. Obwohl das Heißschmelzhaftmittel grob in ein Haftmittel des Sprühtyps, das auf den Haftabschnitt in einem geschmolzenen Zustand aufgebracht wird und das binden kann, bis das Haftmittel verfestigt ist, und einen anderen Haftmitteltyp, der nach dem Dazwischenlegen eines festen Haftmittels in einem Zustand eines Faservlieses unter Erwärmen geschmolzen und gebunden wird, eingeteilt werden kann, kann jedweder Typ verwendet werden.
Bezüglich des erfindungsgemäßen synthetischen Leders kann die Hautschicht gebunden werden, nachdem die physikalischen Eigenschaften des Faservlieses durch Unterwerfen des Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern vor dem Laminieren der Hautschicht einer Behandlung wie z.B. einem Warmpressen, einem Vernadelungsverfahren, Reiben oder Tränken mit einer elastischen Polymerlösung verbessert worden sind.
Das erfindungsgemäße synthetische Leder kann z.B. in der folgenden Weise hergestellt werden. Als erstes wird ein Trennpapier mit einer Urethanharzlösung für die Haut unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung mit einem Beschichtungsgewicht von etwa 50 bis 200 g/m² beschichtet und die Urethanharzlösung wird in einem heißen Ofen getrocknet. Dann wird die Hautschicht mit einer Urethanhaftmittellösung mit einem Beschichtungsgewicht von etwa 100 bis 300 g/m² beschichtet und nach einem ausreichenden Entfernen des Lösungsmittels durch Trocknen wird ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, das mit einer Andruckwalze zugeführt wird, laminiert und gequetscht, wodurch das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern in ausreichender Weise mit dem Haftmittel getränkt wird. Das reaktive Haftmittel wird durch Alternlassen in diesem Zustand umgesetzt und dann wird das Trennpapier entfernt und das resultierende synthetische Leder wird aufgewickelt. Wenn der Reaktionsgrad des Haftmittels unzureichend ist, wird die Reaktion durch Altern bei 60 bis 100°C vervollständigt. Es ist bevorzugt, als Hautschicht und Haftmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ein Material mit einer guten Dehnbarkeit und einer hervorragenden Durchlässigkeit zu verwenden.
Das erfindungsgemäße synthetische Leder weist eine Dreischichtstruktur auf, die aus einem dehnbaren Urethan-Faservlies, einer Haftmittelschicht und einer Hautschicht zusammengesetzt ist, und die physikalischen Eigenschaften einer Faserschicht als Basismaterial tragen intensiv zu den physikalischen Eigenschaften, wie z.B. der Verlängerung bei Zugbeanspruchung, der Rückverformung bei Dehnung und der Reißfestigkeit des synthetischen Leders mit einer solchen Struktur bei. Als synthetisches Leder mit einer ähnlichen Struktur, das eine Dehnbarkeit aufweist, ist z.B. ein synthetisches Leder, das durch Laminieren einer Hautschicht auf ein Nylontrikot, das eine Dehnbarkeit aufweist, erhalten wird, oder ein dehnbares Gewebe als Basismaterial bekannt. Diese synthetischen Leder weisen als Merkmal eines Nylonfilamentprodukts eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Reißfestigkeit auf, haben jedoch die Nachteile, dass die Verlängerung bei Zugbeanspruchung gering ist und die Rückverformung bei Dehnung drastisch vermindert ist. Andererseits weist das erfindungsgemäße synthetische Leder eine hervorragende Dehnbarkeit und eine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf), bezogen auf das Basisgewicht, auf.
Das synthetische Leder muss eine Reißfestigkeit von nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf), bezogen auf das Basisgewicht, aufweisen, und der Grund dafür liegt in der Dauerbeständigkeit, wenn das synthetische Leder für Anwendungen wie z.B. für Schuhe, Blätter und Möbel eingesetzt wird. Wenn beispielsweise kleine Löcher gebildet werden, vergrößern sich Risse ausgehend von kleinen Löchern im Fall eines synthetischen Leders mit einer geringen Reißfestigkeit rasch, während ein synthetisches Leder mit einer Reißfestigkeit von nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf), vorzugsweise von nicht weniger als 29,4 mN (3,0 gf), bezogen auf das Basisgewicht, kein derartiges Phänomen aufweist, dass sich Risse ausgehend von kleinen Löchern vergrößern.
Das erfindungsgemäße synthetische Leder weist die überraschende Eigenschaft auf, dass eine deutliche Prägung, die im Fall eines herkömmlichen synthetischen Leders keinesfalls durchgeführt werden kann, durchgeführt werden kann, und die so gebildete deutliche Prä gung selbst dann nicht verschwindet, wenn eine starke Rückverformung bei Dehnung wiederholt wird, und ferner kann auch ein Abschnitt mit einer sehr geringen Krümmung geprägt werden und die geprägte Form wird durch eine starke äußere Kraft nicht beeinträchtigt. Es wird angenommen, dass eine solche überraschende Eigenschaft die gute Formanpassungsfähigkeit, durch die eine Anpassung an jedwede Form des erfindungsgemäßen Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern möglich ist, sowie die hervorragenden Hitzehärtungseigenschaften des harten Segmentrests eines vergleichsweise harten Polyurethans wiedergibt.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter detailliert, jedoch wird die vorliegende Erfindung durch diese Beispiele nicht beschränkt.
Beispiel 1
Ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 95 und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 120°C wurde durch Mischen von Polybutylenadipat (PBA) mit einer Hydroxylgruppe an beiden Enden (Molekulargewicht: 2000), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und 1,4-Butandiol (BD) in einem Gewichtsverhältnis (PBA/MDI/BD) von 80/59/17,5 und Schmelzpolymerisieren des geschmolzenen Gemischs durch ein Einstufensystem unter Verwendung einer Doppelschnecken-Polymerisationsvorrichtung erhalten. Dann wurde das resultierende thermoplastische Polyurethan unter Verwendung eines Trichtertrockners, der von MATSUI MFG Co., Ltd. hergestellt worden ist, in einer Stickstoffatmosphäre 6 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C dehydratisiert und getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt des thermoplastischen Polyurethans wurde mit dem Karl-Fischer-Verfahren gemessen und betrug 100 ppm. Der Stickstoffgehalt in dem Polymer betrug 4,22 Gew.-%.
Dann wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 90 g/m² durch Schmelzen des thermoplastischen Polyurethans, Zuführen des geschmolzenen thermoplastischen Polyurethans zu einer Schmelzblasvorrichtung, die mit Düsen mit einem Porendurchmesser von 0,5 mm, welche in Abständen von 2 mm angeordnet waren, ausgestattet war, Extrudieren des geschmolzenen thermoplastischen Polyurethans unter der Bedingung von 0,36 g/min pro Düsenloch, dünner machen und Verfestigen durch eine Heizluft, die von beiden Seiten der Düsen ausgeblasen wird (236°C, 9,2 Nl/cm/min), zur Bildung von Filamenten mit einem Faserdurchmesser von etwa 20 μm, Verstreuen der Filamente über ein sich bewegendes Fördereinrichtungsnetz, das sich an einer Position befindet, die 20 cm von den Düsen entfernt ist, und Absaugen bei einer Saugmenge (Sauggeschwindigkeit: 6 m/s), die dreimal größer ist als diejenige der Heizluft, mit einer Saugvorrichtung, die unmittel bar unterhalb des Fördereinrichtungsnetzes angeordnet ist, erhalten. Die Verspinntemperatur betrug 234°C und die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 80°C und ferner betrug die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur 40°C. Die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente wurde mit einem Infrarot-Thermographen "Neo Thermo TVS-610", der von Nippon Avionics Co., Ltd. hergestellt worden ist, gemessen.
Beispiel 2
In der gleichen Weise wie im Beispiel 1, wobei jedoch ein thermoplastisches Polyurethan mit einem Gewichtsverhältnis (PBA/MDI/BD) von 66/82/26,5, einer Shore-A-Härte von 97 (Shore-D-Härte von 64) und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 125°C verwendet wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 90 g/m² erhalten. Die Verspinntemperatur betrug 245°C, die Temperatur der Heizluft betrug 247°C, der Heizluftstrom betrug 9,2 Nl/cm/min, die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 81 °C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 44°C. Der Stickstoffgehalt in dem Polymer des verwendeten thermoplastischen Polyurethans betrug 5,26 Gew.-%.
Beispiel 3
Das im Beispiel 1 verwendete thermoplastische Polyurethan wurde unter Verwendung des gleichen Trichtertrockners wie im Beispiel 1 8 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C in einer Stickstoffatmosphäre dehydratisiert und getrocknet, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt auf 70 ppm vermindert wurde, und anschließend wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 180 g/m² unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 80°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 40°C.
Beispiel 4
Das im Beispiel 1 verwendete thermoplastische Polyurethan wurde unter Verwendung des gleichen Trichtertrockners wie im Beispiel 1 4 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C in einer Stickstoffatmosphäre dehydratisiert und getrocknet, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt auf 150 ppm vermindert wurde, und anschließend wurde ein Faservlies aus elas tischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 180 g/m² unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 80°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 40°C.
Beispiel 5
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 3, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und dem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz auf 25 cm verändert wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 150 g/m² hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 85°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 35°C.
Beispiel 6
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 3, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und dem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz auf 30 cm verändert wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 150 g/m² hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 80°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 40°C.
Beispiel 7
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 3, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und dem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz auf 35 cm verändert wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 150 g/m² hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 78°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 42°C.
Beispiel 8
Ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 98 (Shore-D-Härte von 70) und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 137°C wurde durch Mischen von Polyhexamethylencarbonatdiol (PC) mit einem Molekulargewicht von 2000, 4,4'-Diphenylmethan diisocyanat (MDI) und 1,4-Butandiol (BD) in einem Gewichtsverhältnis (PC/MDI/BD) von 66/92/30 und Polymerisieren des geschmolzenen Gemischs durch ein Einstufensystem unter Verwendung einer Doppelschnecken-Polymerisationsvorrichtung erhalten. Dann wurde das resultierende thermoplastische Polyurethan unter Verwendung eines Trichtertrockners, der von MATSUI MFG Co., Ltd. hergestellt worden ist, in einer Stickstoffatmosphäre 10 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C dehydratisiert und getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt des thermoplastischen Polyurethans wurde mit dem Karl-Fischer-Verfahren gemessen und betrug 50 ppm. Der Stickstoffgehalt in dem Polymer betrug 5,48 Gew.-%.
Dann wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 250 g/m² durch Schmelzen des thermoplastischen Polyurethans, Zuführen des geschmolzenen thermoplastischen Polyurethans zu einer Schmelzblasvorrichtung, die mit Düsen mit einem Porendurchmesser von 0,5 mm, welche in Abständen von 2 mm angeordnet waren, ausgestattet war, Extrudieren des geschmolzenen thermoplastischen Polyurethans unter der Bedingung von 0,45 g/min pro Düsenloch, dünner machen und Verfestigen durch eine Heizluft, die von beiden Seiten der Düsen ausgeblasen wird (248°C, 9,2 Nl/cm/min), zur Bildung von Filamenten mit einem Faserdurchmesser von etwa 20 μm und Verstreuen der Filamente über ein sich bewegendes Fördereinrichtungsnetz, das sich an einer Position befindet, die 20 cm von den Düsen entfernt ist, erhalten. Die Verspinntemperatur betrug 247°C und die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 82°C und ferner betrug die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur 55°C.
Vergleichsbeispiel 1
Unter den gleichen Bedingungen wie in dem Beispiel 1, das in dem japanischen ungeprüften Patent mit der Veröffentlichungsnummer 59-223347 beschrieben ist, wurde ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 82 und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 90°C durch Mischen von Polytetramethylenglykol (PTMG) mit einer Hydroxylzahl von 102, MDI und 1,4-Bis(β-hydroxyethoxy)benzol (BHEB) in einem Gewichtsverhältnis (PTMG/MDI/BHEB) von 5548/1953/499 und Polymerisieren des geschmolzenen Gemischs mit einem Kneterverfahren erhalten. Dann wurde das resultierende thermoplastische Polyurethan in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 dehydratisiert und getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt auf 100 ppm vermindert worden ist, und dann wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 90 g/m² mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 erhalten. Die Verspinntemperatur betrug 215°C, die Temperatur der Heizluft betrug 217°C, der Heizluftstrom betrug 9,2 Nl/cm/min, die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 75°C und ferner betrug die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur 15°C. Der Stickstoffgehalt in dem Polymer betrug 2,73 Gew.-%.
Vergleichsbeispiel 2
Unter den gleichen Bedingungen wie in dem Beispiel 1, das in dem japanischen ungeprüften Patent mit der Veröffentlichungsnummer 6-293117 beschrieben ist, wurde ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 88 und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 105°C durch Mischen von PBA mit einer Hydroxylzahl von 56, MDI und BD in einem Gewichtsverhältnis (PBA/MDI/BD) von 1160/660/179 und Polymerisieren des geschmolzenen Gemischs mit einem Kneterverfahren erhalten. Dann wurde das resultierende thermoplastische Polyurethan in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 dehydratisiert und getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt auf 100 ppm vermindert worden ist, und dann wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 90 g/m² mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 erhalten. Die Verspinntemperatur betrug 225°C, die Temperatur der Heizluft betrug 227°C, der Heizluftstrom betrug 9,2 Nl/cm/min, die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 78°C und ferner betrug die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur 27°C. Der Stickstoffgehalt in dem Polymer betrug 3,69 Gew.-%.
Vergleichsbeispiel 3
Das im Beispiel 1 verwendete thermoplastische Polyurethan wurde unter Verwendung eines Trichtertrockners, der von MATSUI MFG Co., Ltd. hergestellt worden ist, in einer Stickstoffatmosphäre 2,5 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C dehydratisiert und getrocknet, um ein trockenes Polymer zu erhalten, dessen mit dem Karl-Fischer-Verfahren gemessener Feuchtigkeitsgehalt 220 ppm betrug. Unter Verwendung des trockenen Polymers wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 180 g/m² unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurden die Verspinntemperatur und die Heizlufttemperatur um 5°C abgesenkt. Die Abscheidungspunkttemperatur der Filamente auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 80°C und ferner betrug die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur 40°C.
Vergleichsbeispiel 4
Das im Beispiel 1 verwendete thermoplastische Polyurethan wurde unter Verwendung eines Trichtertrockners, der von MATSUI MFG Co., Ltd. hergestellt worden ist, in einer Stickstoffatmosphäre 2 Stunden bei einer Trocknungstemperatur von 100°C dehydratisiert und getrocknet, um ein trockenes Polymer zu erhalten, dessen mit dem Karl-Fischer-Verfahren gemessener Feuchtigkeitsgehalt 350 ppm betrug. Unter Verwendung des trockenen Polymers wurde ein Versuch eines Schmelzblas-Verspinnens in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Aufgrund eines starken Schäumens des durch die Düse extrudierten geschmolzenen Polymers trat jedoch ein Reißen des Garns auf und folglich konnte ein Faservlies nicht hergestellt werden.
Vergleichsbeispiel 5
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 3, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und dem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz auf 10 cm verändert wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 150 g/m² hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 105°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 15°C.
Vergleichsbeispiel 6
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie im Beispiel 3, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und dem sich bewegenden Fördereinrichtungsnetz auf 15 cm verändert wurde, wurde ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern mit einem Basisgewicht von 150 g/m² hergestellt. Die Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz betrug 94°C und die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des Polymers und der Abscheidungspunkttemperatur betrug 26°C.
Bezüglich der vorstehend beschriebenen jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die Zugfestigkeit, die Verlängerung bei Zugbeanspruchung, die Reißfestigkeit und die Rückverformung bei 50 % Dehnung gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und in der Tabelle 2 gezeigt. Die Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans, die Shore-A-Härte (Shore-D-Härte) des thermoplastischen Urethans, das Basisgewicht des Faservlieses, die Zugfestigkeit und die Verlängerung bei Zugbeanspruchung des Faservlieses, die Rückverformung bei 50 % Dehnung des Faservlieses, die Reißfestigkeit des Faservlieses und die Steifigkeit des Faservlieses wurden mit den Verfahren gemessen, die in JIS K 7206, JIS K 6301, JIS L 1096 6.4, JIS L 1096 6.12.1 B (Breite der Probe: 2 cm, Abstand zwischen Einspannvorrichtungen: 5 cm, Testgeschwindigkeit: 20 cm/min), JIS L 1096 6.13.1 A (Breite der Probe: 2 cm, Abstand zwischen Einspannvorrichtungen: 5 cm, Testgeschwindigkeit: 20 cm/min, nach der ersten Dehnung um 50 % wird das Faservlies ohne Stehenlassen sofort rückgeformt und dann einer zweiten Dehnung um 50 % ohne Stehenlassen unterworfen), JIS L 1085 5.5 A-1 (Einzelzungenverfahren), bzw. JIS L 1096 6.19.1 A (45°-Cantileververfahren) beschrieben sind.
In den folgenden Tabellen 1 bis 4 kann die Einheit "gf" in die SI-Einheit "mN" umgerechnet werden, wobei 1 gf 9,806 mN entspricht.
Tabelle 1

*1: Richtung der Bahnbildung,
*2: Richtung quer zur Bahnbildung
*3: Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur und der Abscheidungspunkttemperatur

Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 2

Tabelle 2 (Fortsetzung)
Wie es aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, weisen die Faservliese aus elastischen Polyurethanfasern der Beispiele 1 bis 8, die unter Verwendung eines thermoplastischen Polyurethans mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92 und einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 150 ppm unter der Bedingung hergestellt worden sind, dass die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans und der Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz 35°C oder höher ist, eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung von nicht weniger als 100 %, eine Reißfestigkeit, bezogen auf das Basisgewicht, von nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf) und eine Rückverformung bei 50 % Dehnung von nicht weniger als 75 % und auch eine hervorragende Dehnbarkeit und eine hohe Reißfestigkeit auf.
Wie es aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, weisen die Faservliese aus elastischen Polyurethanfasern der Vergleichsbeispiele 1 und 2, die unter Verwendung eines thermoplastischen Polyurethans mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 150 ppm, jedoch einer Shore-A-Härte von nicht mehr als 92 unter der Bedingung hergestellt worden sind, dass die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans und der Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz 35°C oder weniger ist, eine hervorragende Dehnbarkeit, wie z.B. eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung von nicht weniger als 400 % und eine Rückverformung bei 50 % Dehnung von nicht weniger als 90 auf, konnten jedoch eine Reißfestigkeit von nur etwa 29,4 bis 39,2 mN (3 bis 4 gf), bezogen auf das Basisgewicht, erreichen.
Wie es ebenfalls aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, weist das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern des Vergleichsbeispiels 3, bei dem ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92, jedoch mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht weniger als 150 ppm eingesetzt worden ist, selbst dann keine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf) auf, wenn es unter der Bedingung hergestellt worden ist, dass die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans und der Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz 35°C oder mehr ist. Im Vergleichsbeispiel 4, bei dem ein thermoplastisches Polyurethan mit einem besonders hohen Feuchtigkeitsgehalt von 350 ppm verwendet wird, ist es unmöglich, ein Schmelzblas-Verspinnen durchzuführen.
Wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist, konnten die Faservliese aus elastischen Polyurethanfasern der Vergleichsbeispiele 5 und 6, die unter der Bedingung hergestellt worden sind, dass die Differenz zwischen der Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans und der Abscheidungspunkttemperatur auf dem Fördereinrichtungsnetz 35°C oder weniger ist, selbst im Fall der Verwendung eines thermoplastischen Polyurethans mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92 und einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 150 ppm keine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf), bezogen auf das Basisgewicht, erreichen.
Wie es aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, ist es wichtig, ein thermoplastisches Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von nicht weniger als 92 und einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 150 ppm zu verwenden und die Abscheidungspunkttemperatur des Filaments während des Schmelzblas-Verspinnens auf eine Temperatur einzustellen, die 35°C niedriger ist als die Vicat-Erweichungstemperatur des thermoplastischen Polyurethans, um ein Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern zu erhalten, das eine hervorragende Dehnbarkeit, wie z.B. eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung von nicht weniger als 100 und eine Rückverformung bei 50 % Dehnung von nicht weniger als 75 % und auch eine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf), bezogen auf das Basisgewicht, aufweist.
Beispiele für das Kunstleder, bei dem das erfindungsgemäße Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern eingesetzt wird, werden nachstehend beschrieben.
Beispiel 9
Ein synthetisches Leder wurde durch Beschichten einer Hautschicht für synthetisches Leder, die aus einem trockenen Urethanblatt mit einer Dicke von 30 μm, das auf ein Trennpapier laminiert war, hergestellt war, mit einem Urethanhaftmittel, das 100 Gewichtsteile C-4010 (von DAINIPPON INK & CHEMICALS Co., Ltd. hergestellt), 8 Gewichtsteile Coronate L (von NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO., LTD. hergestellt), 5 Gewichtsteile Accel S (von DAINIPPON INK & CHEMICALS Co., Ltd. hergestellt) und 40 Gewichtsteile (20/20 Gewichtsteile) eines Lösungsmittels (Methylethylketon/Toluol) umfasste, mit einem Beschichtungsgewicht von 85 g/m², kontinuierliches Trocknen des Urethanhaftmittels bei 80°C zur Entfernung des Lösungsmittels, Laminieren des Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern von Beispiel 1 als Basismaterialschicht, Quetschen durch eine Druckwalze, wodurch das Faservlies mit dem Haftmittel in geeigneter Weise getränkt wurde, 24 Stunden Wärmebehandeln des mit dem Haftmittel getränkten Faservlieses bei 60°C und Ablösen des Trennpapiers erhalten. Die physikalischen Eigenschaften der für das synthetische Leder verwendeten Hautschicht sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3

*1: Richtung der Bahnbildung,
*2: Richtung quer zur Bahnbildung

Beispiel 10
Ein synthetisches Leder wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern von Beispiel 2 als Basismaterialschicht verwendet wurde.
Beispiel 11
Ein synthetisches Leder wurde durch Beschichten der Hautschicht für synthetisches Leder, die im Beispiel 9 verwendet worden ist, mit einem reaktiven Urethanhaftmittel, das 100 Gewichtsteile UD-760 (von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. hergestellt), 15 Gewichtsteile eines Vernetzungsmittels UD (von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. hergestellt), 10 Gewichtsteile eines Reaktionsbeschleunigers UD-102 (von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. hergestellt) und 50 Gewichtsteile (25/25 Gewichtsteile) ei nes Lösungsmittels (N,N-Dimethylformamid/Methylethylketon) umfasste, mit einem Beschichtungsgewicht von 125 g/m², kontinuierliches Trocknen des Urethanhaftmittels in einem Zustand, bei dem ein Einlassabschnitt, ein Mittelabschnitt und ein Auslassabschnitt eines kontinuierlichen Trockners auf 60°C, 80°C bzw. 100°C eingestellt waren, zur Entfernung des Lösungsmittels, Laminieren des Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern von Beispiel 8 als Basismaterialschicht in einem auf 100°C erhitzten Zustand, Aufwickeln des resultierenden Laminats in Form einer Rolle, 24 Stunden Umsetzen des reaktiven Urethanhaftmittels, während die Rolle bei 60°C gehalten wird, und Ablösen des Trennpapiers erhalten.
Vergleichsbeispiel 7
Ein synthetisches Leder wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern von Vergleichsbeispiel 1 als Basismaterialschicht verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 8
Ein synthetisches Leder wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch das Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern von Vergleichsbeispiel 2 als Basismaterialschicht verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 9
Ein synthetisches Leder wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch ein Halbtrikot, das durch Verstricken von 6-Nylon-Garnen (40 Denier und 10 Filamente) erhalten worden ist, als Basismaterialschicht verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 10
Ein Nylon-Faservlies mit einer hohen Dehnbarkeit wurde durch Unterwerfen von Bahnen, die aus Nylonkurzfasern mit 2 Denier hergestellt worden sind, einer Vernadelungsbehandlung und einer Wärmeschrumpfbehandlung, und Tränken der Bahnen mit einer 18 %igen Urethanlösung und anschließend Trocknen erhalten. Das resultierende Nylon-Faservlies wurde auf eine Dicke von 0,8 mm geschnitten. Ein synthetisches Leder wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 11 hergestellt, wobei jedoch das geschnittene Faservlies als Basismaterialschicht verwendet wurde.
Bezüglich der synthetischen Leder der vorstehend beschriebenen jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden das Basisgewicht, die Zugfestigkeit, die Verlängerung bei Zugbeanspruchung, die Reißfestigkeit und die Rückverformung bei 50 % Dehnung gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Die Dicke und das Basisgewicht des synthetischen Leders, das Basisgewicht des synthetischen Leders, die Zugfestigkeit und die Verlängerung bei Zugbeanspruchung des synthetischen Leders, die Rückverformung bei 50 % Dehnung des synthetischen Leders und die Reißfestigkeit des synthetischen Leders wurden mit den Verfahren gemessen, die in JIS K 6505, JIS K 6550, dem gleichen Standard wie bei dem Faservlies, bzw. JIS K 6550 beschrieben sind.
Tabelle 4

*1: Richtung der Bahnbildung,
*2: Richtung quer zur Bahnbildung

Tabelle 4 (Fortsetzung)
Wie es aus der Tabelle 4 ersichtlich ist, wiesen die synthetischen Leder der Beispiele 9, 10 und 11, bei denen die erfindungsgemäßen Faservliese aus elastischen Polyurethanfasern (Beispiele 1, 2 und 8) eingesetzt worden sind, eine hervorragende Dehnbarkeit, wie z.B. eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung von nicht weniger als 100 % und eine Rückverformung bei 50 % Dehnung von nicht weniger als 75 %, sowie auch eine hohe Reißfestigkeit von nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf), bezogen auf das Basisgewicht, auf. Die synthetischen Leder der Vergleichsbeispiele 7 und 8, bei denen die Faservliese aus elastischen Polyurethanfasern der Vergleichsbeispiele 1 und 2 eingesetzt worden sind, wiesen eine hervorragende Dehnbarkeit auf, konnten jedoch keine ausreichende Zugfestigkeit und Reißfestigkeit erreichen.
Das synthetische Leder von Vergleichsbeispiel 9, bei dem ein Halbtrikot als Basismaterialschicht eingesetzt wurde, konnte als Merkmal eines Nylonfilaments eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Reißfestigkeit erreichen, jedoch handelte es sich um ein synthetisches Leder mit einer schlechten Dehnbarkeit, wie z.B. einer geringen Verlängerung bei Zugbeanspruchung und einer drastisch geringen Rückverformung bei Dehnung. Ferner weist das synthetische Leder von Vergleichsbeispiel 10, bei dem ein Nylon-Faservlies als Basismaterialschicht eingesetzt wurde, eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung in einer Richtung quer zur Bahnbildung von 130 % auf und es konnte eine hohe Reißfestigkeit erreichen, jedoch handelte es sich um ein synthetisches Leder mit einer schlechten Rückverformung bei 50 % Dehnung.
Obwohl in den vorstehend beschriebenen Beispielen ein trockenes Urethanblatt als Hautschicht verwendet wird, kann auch ein geschäumtes Urethanblatt, ein Vinylchloridblatt und ein Nylonelastomerblatt verwendet werden. Da die Hautschicht und die Basismaterialschicht im Hinblick auf ein Recycling vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt sind, wird vorzugsweise eine Hautschicht, die aus dem Urethanblatt hergestellt ist, verwendet, wenn das erfindungsgemäße Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern als Basismaterialschicht verwendet wird.
Das erfindungsgemäße synthetische Leder kann für Anwendungen wie z.B. Sportschuhe, die beim Tennis, beim Golfspielen und bei Leichtathletikveranstaltungen eingesetzt werden, unter Nutzung der hervorragenden Dehnbarkeit und Flexibilität, die vorstehend beschrieben worden sind, und auch für Anwendungen wie z.B. Möbel und Blattmaterialien durch die Nutzung der Prägbarkeit und der integralen Formbarkeit eingesetzt werden. Das synthetische Leder kann durch die Nutzung einer hervorragenden Drapierungsqualität zusätzlich zu der Flexibilität und der Dehnbarkeit auch für Anwendungen wie z.B. Bekleidung, wie beispielsweise eine Überbekleidung, eingesetzt werden.

Claims

Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern, umfassend Filamente aus elastischen Polyurethanfasern, die gegenseitig verschmolzen und gebunden sind, wobei eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung (gemessen nach JIS L 1096 6.12.1 B) nicht weniger als 100% beträgt, eine Rückverformung bei 50% Dehnung (gemessen nach JIS L 1096 6.13.1 A) nicht weniger als 75% beträgt und eine Reißfestigkeit, bezogen auf das Basisgewicht, (gemessen nach JIS L 1085 5.5 A-1 (Einzelzungenverfahren)) nicht weniger als 53,9 mN (5,5 gf) beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses aus elastischen Polyurethanfasern, umfassend das Dehydratisieren eines thermoplastischen Polyurethanelastomers mit einer Shore-A-Härte (gemessen nach JIS K 6301) von nicht weniger als 92, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt auf 150 ppm oder weniger verringert wird, das Schmelzverspinnen des thermoplastischen Polyurethanelastomers, das Verstreuen der resultierenden Polyurethanfilamente durch einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom und das Abscheiden und Laminieren der Filamente in eine Blattform bei einer Temperatur, die 35°C niedriger als die Vicat-Erweichungstemperatur (gemessen nach JIS K 7206) ist.
Synthetisches Leder, umfassend eine Basismaterialschicht, die aus einem Faservlies aus elastischen Polyurethanfasern nach Anspruch 1 hergestellt ist, umfassend Filamente aus elastischen Polyurethanfasern, die gegenseitig verschmolzen und gebunden sind, und eine Hautschicht, die aus einer synthetischen Harzschicht hergestellt ist, die auf die Basismaterialschicht laminiert ist, wobei eine Verlängerung bei Zugbeanspruchung (gemessen nach JIS K 6550) nicht weniger als 100% beträgt, eine Rückverformung bei 50% Dehnung (gemessen nach JIS L 1096 6.13.1 A) nicht weniger als 75% beträgt und eine Reißfestigkeit, bezogen auf das Basisgewicht, (gemessen nach JIS K 6550) nicht weniger als 24,5 mN (2,5 gf) beträgt.