JP2007177382A - 皮革様シート状物、その製造方法、並びにそれを用いてなる内装材、衣料用資材及び工業用資材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平均単繊維繊度が0.001dtex以上0.5dtex以下の極細繊維からなる不織布に自己乳化型ポリウレタンを含有した皮革様シート状物であって、該自己乳化型ポリウレタンと該極細繊維は実質的に密着しておらず、かつ該自己乳化型ポリウレタン部分は無孔構造であり、該自己乳化型ポリウレタン分子構造内にシロキサン結合による架橋構造を有することを特徴とする皮革様シート状物である。
【選択図】なし
Description
(1)アルカリ水溶液に対する溶解性の異なる2種類以上の高分子物質の組み合わせからなる極細繊維発生型繊維を用いてシートを作成する工程。
(2)自己乳化型ポリウレタン水分散液をシートに含浸して、該自己乳化型ポリウレタンを付与する工程。
(3)該自己乳化型ポリウレタンを付与したシートをアルカリ水溶液で処理して極細繊維を発現せしめる工程」である。
一方、不織布を構成する極細繊維が異形断面の場合は、同様にして、異形断面の外周円直径を繊維径として算出する。さらに、円形断面と異形断面が混合している場合、繊度が大きく異なるものが混合している場合等は、それぞれが同数程度となるように100本を選び、算出する。
(1)アルカリ水溶液に対する溶解性の異なる2種類以上の高分子物質の組み合わせからなる極細繊維発生型繊維を用いてシートを作成する工程。
(2)自己乳化型ポリウレタン水分散液をシートに含浸して、該自己乳化型ポリウレタンを付与する工程。
(3)該自己乳化型ポリウレタンを付与したシートをアルカリ水溶液で処理して極細繊維を発現せしめる工程。
[評価方法]
(1)平均単繊維繊度
不織布、または皮革様シート状物表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を倍率2000倍で撮影し、円形または円形に近い楕円形の繊維をランダムに100本選び、繊維径を測定して繊維の素材ポリマーの比重から繊度に換算し、さらに100本の平均値を計算することで算出した。
不織布、または皮革様シート状物の内部の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて倍率2000倍で観察し、その写真から、束状繊維の1つの束内を構成する極細繊維の繊維径を測定し、繊維径から各単繊維の繊度に換算して、繊維束を構成する繊維の繊度標準偏差を束内平均繊度で割った値を百分率(%)で表した。5つの束状繊維について、同様の測定を行い、平均値を繊度CVとした。
皮革様シート状物の内部の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて倍率300倍で観察し、その写真からポリウレタンと極細繊維の密着状態、ポリウレタン部分の構造を判断した。
ポリウレタンのNMRによる測定において、シロキサン結合に起因するピークにより、シロキサン結合の存在有無を確認した。また、シート状物、またはシート状物から抽出したポリウレタンの元素分析を行うことで、シリコン原子の含有量を定量した。
ポリウレタンのNMRによる測定において、基準物質に起因するピークとポリエチレングリコールに起因するピーク(例えば、酸素原子隣のエチレン鎖部分のプロトン)の面積を比較することで、算出した。
試験管に固形分濃度10重量%のポリウレタン水分散液を10g入れ、95℃の恒温熱水浴中で昇温し、ポリウレタン水分散液が流動性を失ってゲル化・凝固するときの温度を感熱ゲル化温度とした。
含浸に使用する固形分濃度のポリウレタン水分散液において、分散媒のガスクロマトグラフィー分析(HITACHI製263−50、カラム:有機溶剤の種類によって異なるが、N,N−ジメチルホルムアミドの場合はPEG20Mを使用。)にて含有有機溶剤量を定量した。
ポリウレタン水分散液をタテ10cm×ヨコ10cmのポリエチレン製不織布(タテ糸15本/cm、ヨコ糸20本/cmの密度)に含浸し、120℃30分乾燥することで、不織布重量に対して75重量%のポリウレタンを付与したシートを得た。
皮革様シート状物の表面品位は目視と官能評価にて下記のように評価した。本発明の良好なレベルは「○」とした。
○:立毛長・繊維の分散状態共に良好である。
△:立毛長は良好であるが、繊維の分散は不良である。
×:立毛がほとんど無く不良である。
皮革様シート状物のピリング評価は、マーチンデール摩耗試験機として、James H.Heal&Co.製のModel 406を、標準摩擦布として同社のABRASTIVE CLOTH SM25を用い、12kPa相当の荷重をかけ、摩耗回数20,000回の条件で摩擦させた後の試料の外観を目視で観察し、評価した。評価基準は試料の外観が摩擦前と全く変化が無かったものを5級、毛玉が多数発生したものを1級とし、その間を0.5級ずつ区切った。また、本発明における合格レベルは4級以上とした。
健康な成人男性と成人女性各10名ずつ、計20名を評価者として、下記の評価を触感で判別を行い、最も多かった評価を風合いとした。本発明の良好なレベルは「○」とした。
○:非常に柔軟であり、かつ適度な反発感がある。
△:柔軟であるが、反発感がない。または、反発感はあるが、硬い。
×:硬い。
各実施例・比較例で用いた化学物質の略号の意味は以下の通りである。
C5C6PC:ペンタメチレンカーボネートジオールとヘキサメチレンカーボネートジオールの共重合ポリカーボネートポリオール
3MPC:ポリ(3−メチルペンタンカーボネート)ポリオール
PHC:ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール
IPDI:イソフォロンジイソシアネート
H12MDI:ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート
PET:ポリエチレンテレフタレート
Ny6:6−ナイロン
PEG:ポリエチレングリコール。
実施例、比較例で用いたポリウレタン水分散液の組成は下記の通りである。また、各溶液の固形分濃度は30重量%とした。さらに、各ポリウレタンの特性を表1に示した。
(1)自己乳化型ポリウレタン水分散液I(PU−I)
ポリイソシアネート:IPDI
ポリオール :C5C6PC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.05重量%
(2)自己乳化型ポリウレタン水分散液II(PU−II)
ポリイソシアネート:IPDI
ポリオール :C5C6PC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.06重量%
(3)自己乳化型ポリウレタン水分散液III(PU−III)
ポリイソシアネート:H12MDI
ポリオール :C5C6PC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.05重量%
(4)自己乳化型ポリウレタン水分散液IV(PU−IV)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :C5C6PC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.04重量%
(5)自己乳化型ポリウレタン水分散液V(PU−V)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :C5C6PC
内部乳化剤 :ジメチロールプロピオン酸トリエチルアミン塩
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.05重量%
(6)自己乳化型ポリウレタン水分散液VI及びVIII(PU−VI及びPU−VIII)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :3MPC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.06重量%
(7)自己乳化型ポリウレタン水分散液VII及びIX(PU−VII及びPU−IX)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :3MPC
内部乳化剤 :ジメチロールプロピオン酸トリエチルアミン塩
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン
含有有機溶剤 :0.08重量%
(8)自己乳化型ポリウレタン水分散液X(PU−X)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :3MPC
内部乳化剤 :側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :なし
含有有機溶剤 :0.07重量%
(9)自己乳化型ポリウレタン水分散液XI(PU−XI)
ポリイソシアネート:HDI
ポリオール :3MPC
内部乳化剤 :ジメチロールプロピオン酸トリエチルアミン塩
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :なし
含有有機溶剤 :0.09重量%
(10)溶剤系ポリウレタンXII(PU−XII)
ポリイソシアネート:MDI
ポリオール :PHC
内部乳化剤 :なし
鎖伸長剤 :水(イソシアネートと水の反応により得られるジアミン)
内部架橋剤 :なし
含有有機溶剤 :100重量%(溶媒N,N−ジメチルホルムアミド)
(11)強制乳化型ポリウレタンXIII(PU−XIII)
ポリイソシアネート:H12MDI
ポリオール :PHC
内部乳化剤 :なし
外部乳化剤 :ノニオン系界面活性剤
内部架橋剤 :なし
含有有機溶剤 :0.09重量%
[実施例1]
5−スルホイソフタル酸ナトリウムを8mol%共重合したポリエチレンテレフタレートを海成分として45部、島成分としてPETが55部からなる割合で、1フィラメント中に島成分が36島含まれる形態であり、平均繊度が2.8dtexの海島型繊維のステープル(繊維長51mm)を用いて、カード、クロスラッパーを通してウェブを形成し、ニードルパンチ処理により、不織布とした。
自己乳化型ポリウレタン水分散液をそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様の処理を行い、本発明の皮革様シート状物を得た。得られた皮革様シート状物はいずれも外観品位、ピリング評価、風合いは良好であった。
[実施例7]
5−スルホイソフタル酸ナトリウムを8mol%共重合したポリエチレンテレフタレートを海成分として20部、島成分としてPETが80部からなる割合で、1フィラメント中に島成分が16島含まれる形態であり、平均繊度が3.8dtexの海島型繊維のステープル(繊維長51mm)を用いて、カード、クロスラッパーを通してウェブを形成し、ニードルパンチ処理により、不織布とした。
得られた皮革様シート状物の外観品位、ピリング評価、風合いは良好であった。
[実施例8]
ポリ乳酸を海成分として20部、島成分としてNy6が80部からなる割合で、1フィラメント中に島成分が16島含まれる形態であり、平均繊度が3.8dtexの海島型繊維のステープル(繊維長51mm)を用いて、カード、クロスラッパーを通してウェブを形成し、ニードルパンチ処理により、不織布とした。
得られたシート状物の外観品位、ピリング評価、風合いは良好であった。
[実施例9]
島成分にPBTを用い、かつ自己乳化型ポリウレタン水分散液IX(PU−IX)を用いた以外は実施例1と同様の処理を行い、本発明の皮革様シート状物を得た。平均単繊維繊度は0.04dtex、繊度CVは7.9%であった。
それぞれ自己乳化型ポリウレタン水分散液X(PU−X)、XI(PU−XI)を用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、皮革様シート状物を得た。
実施例1において、ポリウレタンを付与する前の不織布を濃度15g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して30分処理を行い、海島型繊維の海成分を除去した脱海不織布を作製し、その後、自己乳化型ポリウレタン水分散液I(PU−I)を含浸し、乾燥温度125℃で10分熱風乾燥することで、不織布の島成分重量に対するポリウレタン重量が80重量%となるようにポリウレタンを付与したシートを得た以外は実施例1と同様に処理を行い、皮革様シート状物を得た。
実施例1において、ポリウレタンを付与する前の不織布を濃度15g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して30分処理を行い、海島型繊維の海成分を除去した脱海不織布を作製し、その後、溶剤系ポリウレタンXII(PU−XII)を含浸し、40℃の水中に浸漬して60分間湿式凝固することで、不織布の島成分重量に対するポリウレタン重量が80重量%となるようにポリウレタンを付与したシートを得た以外は実施例1と同様に処理を行い、皮革様シート状物を得た。
得られた皮革様シート状物はピリング評価は3.5級と低く、非常に堅い風合いで、立毛がほとんどない外観品位不良であった。
強制乳化型ポリウレタン水分散液XIII(PU−XIII)を用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、皮革様シート状物を得た。
2:繊維束
3:自己乳化型ポリウレタンと繊維束との間の空隙
4:ポリウレタンと繊維束が密着している状態
Claims (12)
- 平均単繊維繊度が0.001dtex以上0.5dtex以下の極細繊維からなる不織布に自己乳化型ポリウレタンを含有した皮革様シート状物であって、該自己乳化型ポリウレタンと該極細繊維は実質的に密着しておらず、かつ該自己乳化型ポリウレタン部分は無孔構造であり、該自己乳化型ポリウレタン分子構造内にシロキサン結合による架橋構造を有することを特徴とする皮革様シート状物。
- 前記自己乳化型ポリウレタンの分子構造内のシリコン原子の含有量はポリウレタン重量に対して0重量%よりも多く、1重量%以下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状物。
- 前記自己乳化型ポリウレタンがポリウレタン全重量に対して3重量%以上30重量%以下のポリエチレングリコールを有することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のシート状物。
- 前記自己乳化型ポリウレタンの内部乳化剤がノニオン系であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の皮革様シート状物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の皮革様シート状物の製造方法であって、次の(1)〜(3)の工程をこの順番で経ることを特徴とする皮革様シート状物の製造方法。
(1)アルカリ水溶液に対する溶解性の異なる2種類以上の高分子物質の組み合わせからなる極細繊維発生型繊維を用いてシートを作成する工程。
(2)自己乳化型ポリウレタン水分散液をシートに含浸して、該自己乳化型ポリウレタンを付与する工程。
(3)該自己乳化型ポリウレタンを付与したシートをアルカリ水溶液で処理して極細繊維を発現せしめる工程。 - 前記自己乳化型ポリウレタン水分散液が有機溶剤を0重量%以上1重量%以下含有することを特徴とする請求項5に記載の皮革様シート状物の製造方法。
- 前記自己乳化型ポリウレタン水分散液をシートに含浸する工程において、自己乳化型ポリウレタン水分散液の濃度が10重量%以上50重量%以下であることを特徴とする請求項5または6に記載の皮革様シート状物の製造方法。
- 前記極細繊維発生型繊維が海島型複合繊維であることを特徴とする請求項5に記載の皮革様シート状物の製造方法。
- 前記自己乳化型ポリウレタンの感熱ゲル化温度が55℃以上90℃以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のシート状物の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の皮革様シート状物を表皮材とすることを特徴とする内装材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の皮革様シート状物を用いることを特徴とする衣料用資材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の皮革様シート状物を用いることを特徴とする工業用資材。
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