JP2006233367A - 人工皮革 - Google Patents
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Abstract
【課題】人の皮膚と同様の触感を有する人の皮膚様の人工皮革及び該人工皮革を装着した摩擦測定装置を提供すること。
【解決手段】ヤング率Es、厚さhsの表面層1とヤング率Eb、厚さhbの基層2とからなり、該表面層1には平面視で縦横に配列する皮溝11及び該皮溝11に包囲された皮野12が形成され、前記各層1,2のヤング率Es,Eb及び厚さhs,hbがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、皮溝11の深さは0.01〜0.07mm、皮野11は最大幅(W22)0.18〜1.4mm、最小幅(W21)0.15〜1.2mmである。
【選択図】図1
【解決手段】ヤング率Es、厚さhsの表面層1とヤング率Eb、厚さhbの基層2とからなり、該表面層1には平面視で縦横に配列する皮溝11及び該皮溝11に包囲された皮野12が形成され、前記各層1,2のヤング率Es,Eb及び厚さhs,hbがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、皮溝11の深さは0.01〜0.07mm、皮野11は最大幅(W22)0.18〜1.4mm、最小幅(W21)0.15〜1.2mmである。
【選択図】図1
Description
本発明は、人の皮膚様の人工皮革及び該人工皮革を用いた摩擦測定装置に関する。
従来、ロボットハンドや義肢の被覆、化粧品の塗布見本の作成、化粧品の性能評価等の目的で用いるための、人の皮膚を模した人工皮膚が、例えば下記特許文献1〜5に開示されている。
しかしながら、これら従来技術における人工皮膚は、例えば化粧品の塗布感触のような繊細な物理特性を評価するためには不充分であり、その触感が人の皮膚の触感とはあまり近似していない。そこで、より人肌に近く、人の皮膚と同様の触感を有する人の皮膚様の人工皮革が望まれている。
本発明の目的は、人の皮膚と同様の触感を有する、人の皮膚様の人工皮革、及び該人工皮革を装着した摩擦測定装置を提供することにある。
本発明者等は、上記目的を達成すべく種々検討を重ねた結果、表面層及び基層のヤング率、厚さ等を特定すると共に、表面に皮膚の皮溝及び皮野を模したパターンを形成し、当該皮溝の深さ及び皮野の幅を特定することにより、人の皮膚と同様の触感を有する人の皮膚様の人工皮革が得られることを知見した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、ヤング率Es、厚さhsの表面層とヤング率Eb、厚さhbの基層とからなり、該表面層には平面視で縦横に配列する皮溝及び該皮溝に包囲された皮野が形成され、前記各層の前記ヤング率及び前記厚さがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、前記皮溝の深さは0.01〜0.07mm、前記皮野は最大幅0.18〜1.4mm、最小幅0.15〜1.2mmである人工皮革を提供することにより、上記目的を達成したものである。
また、本発明は、前記人工皮革と、該人工皮革に直接的に又は間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとを備え、前記人工皮革を摩擦測定物との接触面として用いた摩擦測定装置を提供するものである。
本発明の人工皮革は、人の皮膚と同様の触感を有しており、種々の化粧品について塗布感触等の評価に好適に用いることができる。
また、本発明の摩擦測定装置によれば、人の皮膚に対する摩擦係数等の摩擦特性を、人の皮膚を用いなくても正確に且つ容易に測定することができる。
また、本発明の摩擦測定装置によれば、人の皮膚に対する摩擦係数等の摩擦特性を、人の皮膚を用いなくても正確に且つ容易に測定することができる。
以下、本発明の人工皮革を、その好ましい一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の人工皮革Sは、図1及び図2に示すように、ヤング率Es、厚さhsの表面層1とヤング率Eb、厚さhbの基層2とからなり、該表面層1には平面視で縦横に配列する皮溝11及び該皮溝11に包囲された皮野12が形成され、前記各層1,2のヤング率Es,Eb及び厚さhs,hbがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、皮溝11の深さDは0.01〜0.07mm、皮野12は最大幅(W22)0.18〜1.4mm、最小幅(W21)0.15〜1.2mmである。
本実施形態の人工皮革Sは、図1及び図2に示すように、ヤング率Es、厚さhsの表面層1とヤング率Eb、厚さhbの基層2とからなり、該表面層1には平面視で縦横に配列する皮溝11及び該皮溝11に包囲された皮野12が形成され、前記各層1,2のヤング率Es,Eb及び厚さhs,hbがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、皮溝11の深さDは0.01〜0.07mm、皮野12は最大幅(W22)0.18〜1.4mm、最小幅(W21)0.15〜1.2mmである。
本実施形態の人工皮革について詳細に説明する。本実施形態の人工皮革1は、図1及び図2に示すように、表面層1と基層2とからなる積層体である。
表面層1の素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。本実施形態においては、最も皮膚の触感に類似し、製造が容易であるため、ウレタン樹脂が用いられている。特に好ましいウレタン樹脂としては、ポリラクトンエステルポリオール、アジピン酸エステルポリオール、ポリテトラメチレングリコールを原料とするものが挙げられる。
表面層1のヤング率(弾性率)Esは、0.3〜3.0MPaであり、好ましくは0.3〜1.2MPaであり、更に好ましくは0.5〜1.0MPaである。このヤング率Esは、マイクロメータを用いて表面層を変形させた時の応力を歪ゲージを用いて測定して作成した、応力・ひずみ線図における初期線形領域の傾きから求めることができる。
また、表面層1の表面自由エネルギーは、好ましくは30〜45mN/mであり、更に好ましくは、32〜40mN/mである。この表面自由エネルギーは、接触角法によって測定することができる。
表面層1の厚さhsは、0.01〜0.1mmであり、好ましくは0.01〜0.05mmである。
表面層1には、平面視で縦横に配列する皮溝11が形成されている。皮溝11の配列形状は、全体視で縦横に配設されたパターンであれば、格子形状に制限されない。皮溝11の配列形状としては、例えば、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状、八角形状等の多角形状(正多角形状及び不等辺の多角形状の両方を含む)が挙げられ、本実施形態においては、図1(a)及び図2(a)に示すように、正六角形状である。
皮溝11の深さDは、0.01〜0.07mmであり、好ましくは0.01〜0.05mmである。
皮溝11の断面形状としては、例えば、矩形溝状、V字溝状、U字溝状が挙げられる。本実施形態においては、図2(b)に示すように、2個の四半円弧からなる略V字溝状である。かかる形状がより皮膚に触感が似ているため好ましい。この皮溝11を形成する四半円弧の半径Rは、好ましくは0.1〜0.4mmである。
皮溝11の幅W1は、好ましくは0.1〜0.3mmである。
皮溝11の断面形状としては、例えば、矩形溝状、V字溝状、U字溝状が挙げられる。本実施形態においては、図2(b)に示すように、2個の四半円弧からなる略V字溝状である。かかる形状がより皮膚に触感が似ているため好ましい。この皮溝11を形成する四半円弧の半径Rは、好ましくは0.1〜0.4mmである。
皮溝11の幅W1は、好ましくは0.1〜0.3mmである。
表面層1には、皮溝11に包囲された皮野(または皮丘)12が形成されている。皮野12の平面視形状は、それを包囲する皮溝11の配列形状に基づく。本実施形態においては、皮溝11が正六角形状に配列しているため、皮野12の平面視形状は、正六角形状となっている。
皮野12の最大幅W22は、0.18〜1.4mm、好ましくは0.2〜0.8mmである。皮野12の最大幅W22は、文字通り皮野12における最大の幅であり、本実施形態のように正六角形状の皮野12の場合には、正六角形の中心を通る対角線の長さと同じである。
また、皮野12の最小幅W21は、0.15〜1.2mmであり、好ましくは0.18〜0.7mmである。皮野12の最小幅W21は、文字通り皮野12における最小の幅であり、本実施形態のように正六角形状の皮野12の場合には、正六角形の対辺間の距離と同じである。
皮野12の最大幅W22は、0.18〜1.4mm、好ましくは0.2〜0.8mmである。皮野12の最大幅W22は、文字通り皮野12における最大の幅であり、本実施形態のように正六角形状の皮野12の場合には、正六角形の中心を通る対角線の長さと同じである。
また、皮野12の最小幅W21は、0.15〜1.2mmであり、好ましくは0.18〜0.7mmである。皮野12の最小幅W21は、文字通り皮野12における最小の幅であり、本実施形態のように正六角形状の皮野12の場合には、正六角形の対辺間の距離と同じである。
基層2の素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。本実施形態においては、製造が容易で安価であるため、ウレタン樹脂又はシリコーン樹脂が用いられている。
特に好ましいウレタン樹脂としては、ポリラクトンエステルポリオール、アジピン酸エステルポリオール、ポリテトラメチレングリコールを原料とするものが挙げられる。また、特に好ましいシリコーン樹脂としては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等が挙げられる。
特に好ましいウレタン樹脂としては、ポリラクトンエステルポリオール、アジピン酸エステルポリオール、ポリテトラメチレングリコールを原料とするものが挙げられる。また、特に好ましいシリコーン樹脂としては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等が挙げられる。
基層2のヤング率(弾性率)Eb及び厚さhbは、前述したように、前記表面層1のヤング率に対して、Es>(前記表面層1の厚さhs/基層2の厚さhb)×基層2のヤング率Eb×1000の関係を有している。
そして、この関係を満足する範囲内で、基層2のヤング率Ebは、好ましくは0.01〜0.1MPaであり、更に好ましくは0.02〜0.06MPaである。基層2のヤング率Ebは、表面層1のヤング率Esと同様に求めた。また、基層2の厚さhbは、好ましくは3〜30mmであり、更に好ましくは5〜15mmである。
そして、この関係を満足する範囲内で、基層2のヤング率Ebは、好ましくは0.01〜0.1MPaであり、更に好ましくは0.02〜0.06MPaである。基層2のヤング率Ebは、表面層1のヤング率Esと同様に求めた。また、基層2の厚さhbは、好ましくは3〜30mmであり、更に好ましくは5〜15mmである。
このような本実施形態の人工皮革Sは、例えば、表面紋様(表面層の皮溝及び皮野に対応する紋様)を設けた型に、表面層を形成する樹脂を流し込み、該樹脂を固化させ、その上に基層を形成するための型を設置して、そこに基層用樹脂を流し込み、該樹脂を固化させることにより製造することができる。また、かかる注型成形法以外にも、射出成形法によって製造することもできる。
本実施形態の人工皮革Sは、上記のように特定の物性を有する素材を特定の厚さで積層し、かつ、人の皮膚に近似した紋様を有するため、人の皮膚と同様の触感を有している。即ち、非常に薄く弾性の高い表面層(角質層に近似する)と、適度な厚さを有する弾性の低い基層(皮下組織に近似する)とからなる人工皮膚モデルである。
本発明の人工皮革は、人の皮膚のような触感を有する皮革が適用可能なものであれば、種々のものに適用することができる。例えば、以下(1)〜(4)のものに適用することができる。
(1)化粧料用具
例えば、スポンジ、チップ、パフ等の表面に本発明の人工皮革を貼り付けて、化粧料の塗布面として用いることができる。このように用いた場合には、化粧料を人の皮膚に塗布する際に好ましい感触が得られる。
(2)洗浄用具
例えば、身体洗浄用のタオル又はスポンジ等の表面に本発明の人工皮革を貼り付けて、洗浄面として用いることができる。このように用いた場合には、洗浄時に人の皮膚に適度な刺激が加わるため、心地よさが高まる。
(1)化粧料用具
例えば、スポンジ、チップ、パフ等の表面に本発明の人工皮革を貼り付けて、化粧料の塗布面として用いることができる。このように用いた場合には、化粧料を人の皮膚に塗布する際に好ましい感触が得られる。
(2)洗浄用具
例えば、身体洗浄用のタオル又はスポンジ等の表面に本発明の人工皮革を貼り付けて、洗浄面として用いることができる。このように用いた場合には、洗浄時に人の皮膚に適度な刺激が加わるため、心地よさが高まる。
(3)摩擦測定装置(詳細は後述)
例えば、摩擦測定装置の摩擦測定面に本発明の人工皮革を貼り付けて、スキンケア化粧料、メークアップ化粧料等の塗布感触等を評価する際に用いることができる。このように用いた場合には、前記化粧料等を本発明の人工皮革に塗布することによって、前記化粧料等を実際に人の皮膚に塗布したときの摩擦特性を再現することができる。
(4)その他の用途
本発明の人工皮革は、衣服、机や椅子などの家具、テニスラケットの柄などのスポーツ用品、自動車のシートやハンドルの表面材等にも用いることができる。
例えば、摩擦測定装置の摩擦測定面に本発明の人工皮革を貼り付けて、スキンケア化粧料、メークアップ化粧料等の塗布感触等を評価する際に用いることができる。このように用いた場合には、前記化粧料等を本発明の人工皮革に塗布することによって、前記化粧料等を実際に人の皮膚に塗布したときの摩擦特性を再現することができる。
(4)その他の用途
本発明の人工皮革は、衣服、机や椅子などの家具、テニスラケットの柄などのスポーツ用品、自動車のシートやハンドルの表面材等にも用いることができる。
次に、前記人工皮革Sを用いた本発明の摩擦測定装置の好ましい一実施形態について、図3を参照しながら説明する。
本実施形態の摩擦測定装置Mは、図3に示すように、前記人工皮革Sと、該人工皮革Sに直接的に又は間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとを備え、人工皮革Sを摩擦測定物との接触面として用いたもので、基板部5及び測定板部6を備えている。
本実施形態の摩擦測定装置Mは、図3に示すように、前記人工皮革Sと、該人工皮革Sに直接的に又は間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとを備え、人工皮革Sを摩擦測定物との接触面として用いたもので、基板部5及び測定板部6を備えている。
まず、基板部5について説明する。
基板部5は、防振台(図示せず)等に設置固定された部位で、全体視で矩形板状である。尚、本実施形態の摩擦測定装置Mの説明において、「長手方向」とは基板部5の一対の脚部51・51を結ぶ長手方向をいい、「幅方向」とは基板部5の長手方向と直交する方向をいう。
基板部5は、一対の脚部51・51、一対の本体端部52・52、本体中央部53及び一対の上下対向湾曲板54・54を備えている。
基板部5は、防振台(図示せず)等に設置固定された部位で、全体視で矩形板状である。尚、本実施形態の摩擦測定装置Mの説明において、「長手方向」とは基板部5の一対の脚部51・51を結ぶ長手方向をいい、「幅方向」とは基板部5の長手方向と直交する方向をいう。
基板部5は、一対の脚部51・51、一対の本体端部52・52、本体中央部53及び一対の上下対向湾曲板54・54を備えている。
一対の脚部51・51は、基板部5の長手方向両端部に、基板部5の幅方向全幅に亘って配された部材で、前記防振台に固定されている。
一対の本体端部52・52は、それぞれ一対の脚部51・51の上部に固定された板状部材で、一対の脚部51・51から平面視で一対の本体端部52・52が対向する方向に延出している。
一対の本体端部52・52は、それぞれ一対の脚部51・51の上部に固定された板状部材で、一対の脚部51・51から平面視で一対の本体端部52・52が対向する方向に延出している。
本体中央部53は、基板部5の長手方向中央部の板状部材で、平面視で、一対の脚部51・51間にそれぞれ一対の上下対向湾曲板54・54を介して配置されている。
上下対向湾曲板54は、上下方向に対向して配された曲げ剛性の小さい上板54A及び下板54Bからなる。そのため、上下対向湾曲板54は、下向きに押圧力が加わると下向きに撓むようになっている。
上下対向湾曲板54は、上下方向に対向して配された曲げ剛性の小さい上板54A及び下板54Bからなる。そのため、上下対向湾曲板54は、下向きに押圧力が加わると下向きに撓むようになっている。
上下対向湾曲板54の上板54Aの上面中央部及び下板54Bの下面中央部には、それぞれ、人工皮革Sに直接的に又は間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーP1が設けられている。人工皮革Sに直接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとしては、例えば、圧縮型ロードセル,感圧導電性ゴム,タッチモード静電容量型圧力センサが挙げられる。また、人工皮革Sに間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとしては、例えば、圧縮型ロードセル,感圧導電性ゴム,タッチモード静電容量型圧力センサが挙げられる。本実施形態における圧力センサーP1は、小型軽量で取り扱いが容易な点から、歪みゲージを利用した圧力センサーである。
基板部5においては、上下対向湾曲板54の上板54Aに設けられた圧力センサーP1及び下板54Bに設けられた圧力センサーP1は、ブリッジ回路の対辺を構成しており、そのため、いわゆる2アクティブゲージ法により、上下対向湾曲板54に加わった下向きの押圧力F1を測定できるようになっている。
次に、測定板部6について説明する。
測定板部6は、基板部5の本体中央部53の上面に固定された部位で、正面視で下方に開放したコ字形状を有している。
測定板部6は、測定基板61、一対の下部接合部材62・62、一対の左右対向湾曲板63及び人工皮革Sを備えている。
測定基板61は、その上面に人工皮革Sが被着される板である。一対の下部接合部材62は、それぞれ基板部5の本体中央部53の上面における長手方向両端部近傍に、幅方向に沿って固定されている。
測定板部6は、基板部5の本体中央部53の上面に固定された部位で、正面視で下方に開放したコ字形状を有している。
測定板部6は、測定基板61、一対の下部接合部材62・62、一対の左右対向湾曲板63及び人工皮革Sを備えている。
測定基板61は、その上面に人工皮革Sが被着される板である。一対の下部接合部材62は、それぞれ基板部5の本体中央部53の上面における長手方向両端部近傍に、幅方向に沿って固定されている。
一対の左右対向湾曲板63は、右板63A及び左板63Bからなり、右板63A及び左板63Bは、それぞれ、測定基板61の長手方向両端部と一対の下部接合部材62・62とをそれぞれ跨ぐように上下方向に配設されている。
右板63A及び左板63Bそれぞれの外面中央部には、上下対向湾曲板54と同様に、圧力センサーP2が設けられている。本実施形態における圧力センサーP2も、歪みゲージを利用した圧力センサーである。
右板63A及び左板63Bそれぞれの外面中央部には、上下対向湾曲板54と同様に、圧力センサーP2が設けられている。本実施形態における圧力センサーP2も、歪みゲージを利用した圧力センサーである。
測定板部6においては、左右対向湾曲板63の右板63Aに設けられた圧力センサーP2及び左板63Bに設けられた圧力センサーP2は、ブリッジ回路の対辺を構成しており、そのため、いわゆる2アクティブゲージ法により、左右対向湾曲板63に加わった左右方向(横方向)の押圧力F2(=摩擦力F0)を測定できるようになっている。
このように構成された本実施形態の摩擦測定装置Mによれば、以下に説明する原理で摩擦係数等の摩擦特性を測定することができる。
例えば、図3に示すように、指先Hに、所定量のクリーム(図示せず)を付け、このクリームを、本実施形態の摩擦測定装置Mにおける摩擦測定物との接触面である人工皮革S上に、一対の左右対向湾曲板63の右板63Aから左板63Bに向けて伸ばす。
例えば、図3に示すように、指先Hに、所定量のクリーム(図示せず)を付け、このクリームを、本実施形態の摩擦測定装置Mにおける摩擦測定物との接触面である人工皮革S上に、一対の左右対向湾曲板63の右板63Aから左板63Bに向けて伸ばす。
クリームを伸ばす行為により、人工皮革Sには、下向きの押圧力F1と共に、横方向の押圧力F2が加わる。下向きの押圧力F1及び横方向の押圧力F2は、それぞれ、基板部5の一対の上下対向湾曲板54に設けられた圧力センサーP1及び測定板部6の一対の左右対向湾曲板63に設けられた圧力センサーP2により測定することができる。
クリームと人工皮革Sとの間の摩擦係数をμとすると、F1=μ・F2=(μ・F0)の関係となるので、前述のように測定された下向きの押圧力F1及び横方向の押圧力F2(=摩擦力F0)から、クリームと人工皮革Sとの間の摩擦係数μを測定することができる。
クリームと人工皮革Sとの間の摩擦係数をμとすると、F1=μ・F2=(μ・F0)の関係となるので、前述のように測定された下向きの押圧力F1及び横方向の押圧力F2(=摩擦力F0)から、クリームと人工皮革Sとの間の摩擦係数μを測定することができる。
本実施形態の摩擦測定装置Mは、例えば、以下の目的で活用することができる。
ファウンデーションは、一般的にはパフを用いて顔に塗布されるが、指を用いて塗布する人もいるため、パフを用いたときと指を用いたときとで、ファウンデーションの塗り心地(伸び等)は異ならない方が好ましい。従って、パフを用いたときと指を用いたときとで塗り心地(摩擦係数に大きく依存する)が異ならないファウンデーションを開発する際には、摩擦測定物との接触面に人の皮膚と同様の触感を有する前記人工皮革Sを用いた本実施形態の摩擦測定装置Mを、効果的に活用することができる。
ファウンデーションは、一般的にはパフを用いて顔に塗布されるが、指を用いて塗布する人もいるため、パフを用いたときと指を用いたときとで、ファウンデーションの塗り心地(伸び等)は異ならない方が好ましい。従って、パフを用いたときと指を用いたときとで塗り心地(摩擦係数に大きく依存する)が異ならないファウンデーションを開発する際には、摩擦測定物との接触面に人の皮膚と同様の触感を有する前記人工皮革Sを用いた本実施形態の摩擦測定装置Mを、効果的に活用することができる。
本実施形態の摩擦測定装置によれば、人の皮膚に対する摩擦係数μ等の摩擦特性を、人の皮膚を用いなくても正確に且つ容易に測定することができる。
本発明の人工皮革及び摩擦測定装置は、前述した実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更が可能である。
次に、本発明の人工皮革について、表面層の素材、厚さ、皮溝の深さ及び皮野の幅、並びに基層の素材及び表面自由エネルギー等を異ならせた場合において、皮膚との類似度の評価試験を実施した。該類似度は、人工皮革の表面を指先でなでたときの触感を、人の下腕無毛部の皮膚の触感と比較し、7段階で評価したもので(7:よく似ている〜1:全く似ていない)、12人のパネルのスコアの平均値から算出した。
実施例及び比較例の人工皮革の構成並びにそれらの評価結果(皮膚との類似度)について、下記〔表1〕に示す。
実施例及び比較例の人工皮革の構成並びにそれらの評価結果(皮膚との類似度)について、下記〔表1〕に示す。
〔実施例1〕
表面層1は、素材としてウレタン樹脂(テムコファイン(株)プロ350A/B)を用い、〔表1〕に記載のヤング率Es、表面自由エネルギー、厚さhs、皮溝11の深さD、皮野12の最大幅W22及び皮野12の最小幅W21を具備している。
尚、皮溝11の縦断面形状は、図2(b)に示す略V字状溝であり、皮溝11の深さDは、皮溝11の最深部までの深さである(他の実施例及び比較例も同じ)。また、皮野12の平面視形状は、図1(a)及び図2(a)に示す正六角形状であり、〔表1〕に示す皮野12の最大幅W22は、正六角形の中心を通る対角線の長さであり、皮野12の最小幅21は、正六角形の対辺間の距離である(他の実施例及び比較例も同じ)。
表面層1は、素材としてウレタン樹脂(テムコファイン(株)プロ350A/B)を用い、〔表1〕に記載のヤング率Es、表面自由エネルギー、厚さhs、皮溝11の深さD、皮野12の最大幅W22及び皮野12の最小幅W21を具備している。
尚、皮溝11の縦断面形状は、図2(b)に示す略V字状溝であり、皮溝11の深さDは、皮溝11の最深部までの深さである(他の実施例及び比較例も同じ)。また、皮野12の平面視形状は、図1(a)及び図2(a)に示す正六角形状であり、〔表1〕に示す皮野12の最大幅W22は、正六角形の中心を通る対角線の長さであり、皮野12の最小幅21は、正六角形の対辺間の距離である(他の実施例及び比較例も同じ)。
基層2は、素材としてシリコーン樹脂(旭化成ワッカーシリコーン(株)RTV2SLJ3266RTV2VP7500)を用い、〔表1〕に記載のヤング率Eb、表面自由エネルギー及び厚さhsを具備している。
このような物性を具備する表面層1及び基層2からなる実施例1の人工皮革Sは、以下の方法で製造される。
このような物性を具備する表面層1及び基層2からなる実施例1の人工皮革Sは、以下の方法で製造される。
設計した表面紋様のパターンをNC旋盤にてアクリル平板上に形成し、それを型底部とする。次に表面層となる樹脂を型底部に流し、別のアクリル平板によって蓋をし、前記型底部と該蓋とをねじによって圧着する。尚、使用する樹脂は型に流す前および後に、十分脱泡する。また型(型底部及び蓋)には離型剤を塗布しておく。
そして、常温において表面層の樹脂を硬化させた後、型底部から蓋を取り、表面層の樹脂の上部に凝着剤を塗布する。次いで、基層の厚さと同様の高さの外枠を型底部と表面層の樹脂に付属させ、そこに基層となる樹脂を流す。基層となる樹脂も表面層の樹脂と同様十分脱泡する。その後、アクリル平板によって蓋をし、基層の樹脂を常温にて硬化させる。然る後、型を慎重に取り外し、硬化した樹脂を取り出すことで人工皮革が得られる。
そして、常温において表面層の樹脂を硬化させた後、型底部から蓋を取り、表面層の樹脂の上部に凝着剤を塗布する。次いで、基層の厚さと同様の高さの外枠を型底部と表面層の樹脂に付属させ、そこに基層となる樹脂を流す。基層となる樹脂も表面層の樹脂と同様十分脱泡する。その後、アクリル平板によって蓋をし、基層の樹脂を常温にて硬化させる。然る後、型を慎重に取り外し、硬化した樹脂を取り出すことで人工皮革が得られる。
〔実施例2〕
皮野12の最大幅W22及び最小幅21が小さいこと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔実施例3〕
基層2の素材がウレタン樹脂(テムコファイン(株)プロ350A/B)であること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
皮野12の最大幅W22及び最小幅21が小さいこと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔実施例3〕
基層2の素材がウレタン樹脂(テムコファイン(株)プロ350A/B)であること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例1〕
皮野12の最大幅W22及び最小幅W21が本発明における皮野の最大幅及び最小幅それぞれの上限を上回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例2〕
皮野12の最大幅W22及び最小幅21が本発明における皮野の最大幅及び最小幅それぞれの下限を下回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例3〕
皮溝11の深さDが本発明における皮溝の深さの上限を上回っていること以外は、比較例2と同じ構成を有している。
皮野12の最大幅W22及び最小幅W21が本発明における皮野の最大幅及び最小幅それぞれの上限を上回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例2〕
皮野12の最大幅W22及び最小幅21が本発明における皮野の最大幅及び最小幅それぞれの下限を下回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例3〕
皮溝11の深さDが本発明における皮溝の深さの上限を上回っていること以外は、比較例2と同じ構成を有している。
〔比較例4〕
表面層1に皮溝11が形成されていない(従って、皮野12も形成されていない)こと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例5〕
表面層1がない(つまり、基層2の単層構造である)こと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例6〕
表面層1の厚さhsが本発明における表面層の厚さの上限を上回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
表面層1に皮溝11が形成されていない(従って、皮野12も形成されていない)こと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例5〕
表面層1がない(つまり、基層2の単層構造である)こと以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔比較例6〕
表面層1の厚さhsが本発明における表面層の厚さの上限を上回っていること以外は、実施例1と同じ構成を有している。
〔表1〕に示す評価結果(皮膚との類似度)から明らかなように、比較例1〜6においては、皮膚との類似度は、「2.3」以下で優れていないのに対し、実施例1〜3においては、皮膚との類似度は、「3.6」以上で優れている。特に、皮野12の最大幅W22及び最小幅W21を最適化した実施例1及び3においては、皮膚との類似度は、「5.0」以上で極めて良好である。
1 表面層
11 皮溝
12 皮野
2 基層
H 指
M 摩擦測定装置
S 人工皮革
11 皮溝
12 皮野
2 基層
H 指
M 摩擦測定装置
S 人工皮革
Claims (6)
- ヤング率Es、厚さhsの表面層とヤング率Eb、厚さhbの基層とからなり、該表面層には平面視で縦横に配列する皮溝及び該皮溝に包囲された皮野が形成され、前記各層の前記ヤング率及び前記厚さがEs>(hs/hb)Eb×1000の関係を有し、Esが0.3〜3.0MPa、hsが0.01〜0.1mmであり、前記皮溝の深さは0.01〜0.07mm、前記皮野は最大幅0.18〜1.4mm、最小幅0.15〜1.2mmである人工皮革。
- 前記基層は、前記ヤング率Ebが0.01〜0.1MPa、及び前記厚さhbが3〜30mmである請求項1記載の人工皮革。
- 前記表面層は、前記ヤング率Esが0.3〜1.2MPa、及び表面自由エネルギーが30〜45mN/mである請求項1又は2記載の人工皮革。
- 前記表面層はウレタン樹脂からなり、前記基層はウレタン樹脂又はシリコーン樹脂からなる請求項1〜3のいずれかに記載の人工皮革。
- 前記皮野が多角形形状である請求項1〜4のいずれかに記載の人工皮革。
- 請求項1記載の人工皮革と、該人工皮革に直接的に又は間接的に加えられた圧力を検知する圧力センサーとを備え、前記人工皮革を摩擦測定物との接触面として用いた摩擦測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005050293A JP2006233367A (ja) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | 人工皮革 |
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- 2005-02-25 JP JP2005050293A patent/JP2006233367A/ja active Pending
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