JP2009299243A - 皮革様シート状物 - Google Patents

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Abstract

【課題】使用中に感じる発熱発汗作用による温度上昇と湿度上昇による不快感を抑制する皮革様シート状物を提供する。
【解決手段】高分子弾性体と繊維質構造体からなる皮革様シート状物であって、水分を吸収したとき温度低下する糖類を含有する皮革様シート状物。
【選択図】なし

Description

本発明はスポーツシューズ、カジュアルシューズ、紳士靴、婦人靴などのシューズ用アッパー及び内装材、ランドセルなどの背当て材等人体と接する箇所に用いるのに適する皮革様シート状物に関するものである。
近年、人工皮革の改良が進みスポーツシューズなどに人工皮革がよく使用されるようになり水蒸気透過性などはかなりレベルの高いものがつくられるようになった。しかし紳士靴、ゴルフシューズなどやランドセルの背当てなどのこれらの用途に使用したとき発汗作用に伴い暑くなったり蒸れ感がひどく不快感を伴うようなことがあった。
そのため例えば特開2003−339407号公報には、表甲被と裏甲被からなる甲被の裏甲被部に水に溶解すると吸熱反応する化合物を付着されることによって、汗をかいても涼感が得られることが開示されている。確かにこの方法により靴内の温度上昇はある程度抑えることができるものの、効果は着用時間とともに低下するという問題点があった。
特開2003−339407号公報
本発明はシューズ用、鞄用人工皮革の使用中の不快感を軽減することを主眼とし、使用中のシューズ内の温度上昇と湿度上昇を抑制する皮革様シート状物を提供する。
着用中に生じた高湿度の空気をシューズ外に排出するために有効なベンチレーションを行いうる連続多孔構造を有する皮革様シート状物に、水分を吸収したとき温度低下する糖類を含有させることにより着用により生ずる温度上昇と湿度上昇を軽減するものであり、即ち、本発明によれば、
高分子弾性体と繊維質構造体からなる連続多孔構造を有する皮革様シート状物であって、水分を吸収したとき温度低下する糖類を含有することを特徴とする皮革様シート状物。
が提供される。
ここで糖類が単糖類、二糖類、オリゴ糖の群から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、単糖類が一般式HO・CH(CHOH)CH・OHで示される糖アルコールであり(n=2〜8である)、糖アルコールがエリスリトール(n=2)、キシリトール(n=3)、ソルビトール(n=4)、グルコペンタチトール(n=5)、グルコヘキサノール(n=6)、グルコヘプタチトール(n=7)、グルコオクタチトール(n=8)の単独又は混合物であることが尚好ましい。
又皮革様シート状物が少なくとも片面にポリウレタン連続多孔層からなる表皮層を有し表皮層の表面に1〜200μmの口径の開放孔が500個/cm以上存在するものが好ましい。
着用時の発汗により発生する水分と熱量によりシューズ内が温度上昇するが、そこに水分を吸収すると温度低下作用のある糖類を存在させることにより、シューズ内は効果的に冷却されるので本発明の皮革様シート状物により着用時の快適性が提供できる。
本発明の皮革様シート状物は着用中に生じた高湿度の空気中の水分を吸着した際、吸熱作用により温度低下する物質を共存させることが必要である。更に高湿度の空気をシューズ外に排出するために有効なベンチレーションを行いうるように皮革様シート状物に連続多孔構造を有していることが好ましく、さらに片面にポリウレタン連続多孔層からなる表皮層が形成され且つ多孔層表面に特定の口径を有する開放孔が形成されているものも好ましく挙げられる。ただし開放孔の孔径が大きくなりすぎると汚れなどが入り込みやすくなり着用中に色、つやの変化が生じるので、本発明の皮革様シート状物は口径を小さくすることにより汚れが入り込みにくくすることが好ましい。水蒸気透過性のレベルが低下しないように多孔質構造内に水の拡散速度を低下させ難い親水性化合物を充填することが好ましい。
さらに最表面層にはベンチレーション効果に必要な孔径を保持しつつ、汚れなどの浸透を押さえるため疎水性、撥水膜を形成させ汚れの浸透を防ぐ効果と蒸気透過性と水の吸着による温度低下の複合効果を発現させることが好ましい。
本発明の皮革様シート状物は繊維質構造体と高分子弾性体からなるシートである。ここで繊維質構造体に用いられる繊維としては、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維、レーヨン、アセテートなどの再生繊維、あるいは天然繊維などの単独または混合した繊維を挙げることができる。さらに好ましくは、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12などのポリアミド繊維や、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維を挙げることができる。
そしてこの繊維質構造体は、このような繊維をカード、ウェバー、レーヤー、ニードルパンチングなど公知の手段で作成した絡合繊維不織布が好ましい。
このとき繊維質構造体とともに基体層に好適に用いられる高分子弾性体としては、ポリウレタンエラストマー、ポリウレタンウレアエラストマー、ポリウレアエラストマー、ポリエステルエラストマー、合成ゴムなどを挙げることが出来るが中でもポリウレタン系エラストマーが好ましい。高分子弾性体の100%伸長応力は80〜100kg/cmであることが好ましい。さらには基体層の高分子弾性体は連続多孔構造であることが好ましく、DMF溶解性の湿式凝固用ポリウレタンなどが好ましく用いられる。
本発明で使用する水分を吸収したとき温度低下する(吸湿吸水したとき吸熱し、周囲環境の温度を低下させる)糖類とは、吸水したとき温度低下が1℃/糖質0.5g・水400ml以上である糖類を指し、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(10量体以下の物が好ましい)、多糖類、あるいはこれらの還元糖類から選定使用するのがよいが中でも単糖類、二糖類、オリゴ糖類が好ましい。具体的には単糖類としてグルコース、フラクトース、キシロースが挙げられ、特に次化学式HO・CH(CHOH)CH・OHでしめされる糖アルコールであることが好ましく、n=2:エリスリトール、n=3:キシリトール、n=4:ソルビトール、n=5:グルコペンタチトール、n=6:グルコヘキサノール、n=7:グルコへプチトール、n=8:オクチトール等の群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。二糖類としてはマルトース、ラクトース、トレハロース等の二糖類である。オリゴ糖としてはフラクトオリゴ糖、乳糖オリゴ糖、キシロオリゴ糖、などであり多糖類としてはプルラン、ペクチン、ポリデキストロースなどが挙げられる。
本発明の目的を達成するために、前述の吸水したとき温度低下を示す糖類は皮革様シート状物中に1〜50%好ましくは3〜45%、もっとも好ましくは5〜40%含有させたものが好ましい。
糖類を皮革様シート状物に処理するには糖類の水溶液(好ましくは高分子弾性体と親和性のあるバインダーを含む水溶液又は水分散液)を皮革様シート状物に処理したのち乾燥させてもよく、含浸ポリマー又は表皮層樹脂に混合して不織布に含浸し、凝固水中で凝固、脱溶媒を行うこともできる。この場合糖類が水中に溶解し糖類の含有量が減少しないように、糖類を珪藻土、モレキュラーシーブ、シリカゲル、ゼオライトなどに吸着させて混合することが好ましい。
本発明に使用する吸水したとき温度低下を示す糖類は皮革様シート状物の表皮多孔層ポリウレタン樹脂、不織布層に含浸されたポリウレタン樹脂中に混合しても良いがポリウレタン樹脂溶液を凝固するとき水中に溶出する恐れの大きい場合は前述した皮革様シート状物の湿式凝固をおこなった後に処理するか、或いは皮革様シート状物の最終工程で珪藻土、シリカゲル、などの微粒子粉体に吸着分散させた処理液を含浸し乾燥する。
さらに本発明で使用する糖類は微生物による分解を受けやすい性質を有するので微生物による分解性を抑制するために抗菌処理することが好ましい。
抗菌処理とはシューズ、手袋、鞄などで人体から出る汗などを栄養源として繁殖する白癬菌真菌類、酵母、バクテリアの繁殖を抑える抗菌剤をシート状物に処理する。シートに抗菌性を発現させるためには無機抗菌剤、或いは有機抗菌剤を適量皮革様シート状物の加工工程で使用する樹脂に添加するか又は皮革様シート状物を製造した後シートを抗菌剤液に浸漬するなどして付着させることによることが出来る。
抗菌剤の具体例は無機系抗菌剤として銀塩、銅塩などを基本としたもの、有機系抗菌剤としてはベンズイミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩、キトサン等を含有するものなどから選定することが出来る。
抗菌剤は不織布に含浸する樹脂の中に溶解或いは分散させるか或いは抗菌剤の有機溶剤、分散液を皮革様シート状物に処理して乾燥することによって得ることができる。
また本発明の皮革様シート状物は下記の工程により実施することができる。
(1)皮革用シート状物として加工するための基材を製造する工程
紳士靴、婦人靴、各種スポーツ用競技ボール、家具車両シートなどに用いるために厚さは0.4〜3.0mmでソフト性、強度特性、耐劣化特性などに富むものであることが必要で、これを満たすシートとして0.1dtex以下の島成分をふくむ海島繊維で不織布を製造する工程あるいは高収縮繊維からなる収縮絡合不織布を用いこの不織布に含浸樹脂との接合を弱める処理剤(ハイドロジェンポリシロキサンを有効成分とする柔軟剤など)などを付着させた不織布を製造する工程。
(2)これらの不織布にポリウレタン樹脂を含浸し該不織布の片面にポリウレタン多孔質層を有するか又は有していないシート状物を製造する工程。
(3)海島複合繊維にあっては海成分を除去し極細繊維を形成する工程。
(4)吸水、通気等の特性を満たすために表面に連通孔を有する基材を作る工程。
本願で使用する基材に開放孔を付与する具体的な方法はポリウレタン樹脂を用いて多孔質構造体を製造した場合,このポリウレタン樹脂の良溶剤を適量含む溶剤をグラビアロールで塗布しポリウレタン多孔層の表面のスキン層を溶解し開放孔(連通孔)とすることができる。また用いるエンボス柄が円錐台形状の大柄のような場合多孔質基材を加熱加圧エンボスしたとき円錐台形状の側表面は伸張を受け、側表面に開放孔を形成することが出来本願発明ではこれらの開放孔を形成する方法は任意に選択することができる。
(5)表面仕上げ樹脂塗層をおこなう工程
用途に必要な表面磨耗強度を満たすために適切なモジュラスをもつ樹脂を選定し塗層する際開放孔を閉塞してしまわないように塗液の粘度、塗布量を調整する。この工程の前後で表面吸水が200秒以上とするために表面仕上げ樹脂にフッ素系、シリコン系の撥水性化合物を塗布して調整する。これらの化合物は表面仕上げ樹脂中に含ませても良い。
(6)温度低下作用を有する糖類を処理する工程
糖類の内、吸水したとき温度低下が1℃/糖質0.5g・水400ml以上である糖類を皮革様シート状物に含ませること及び熱気を拡散する通気孔を有することを主眼として皮革様シート状物に1〜200μmの通気孔を皮革様シート状物表面に少なくとも500個/cmの孔を形成させることと糖類0.5g当たり400mlの水を吸水させた時1℃以上の温度低下を示す糖類を少なくとも皮革様シート状物の重量当たり1〜50%好ましくは3〜45%更に好ましくは5〜40%含ませるものである。
また糖類0.5g、温度40℃の温水400mlの条件で測定した最大温度低下が3℃以上の糖類を含むもの、さらに好ましくは最大温度低下が4℃の糖類を含むもの、さらに好ましくは最大温度低下が5℃以上のものを含む皮革様シート状物が本発明に属するものである。
また、本発明で使用する糖類を含まない通常の高分子重合体を用いて作成した仕上げ塗料を塗布した場合開放孔(連通孔)を閉塞してしまい水蒸気透過性は大幅に低下するが、本発明に使用する糖類を含む塗料で連通孔を閉塞したとしても通気度、水蒸気透過性などの低下は大幅に抑制することができる。その理由は明確ではないが糖類は親水性であり水分を保持し易く、又仕上げ塗料のバインダー樹脂との間に微細な空間が存在するため通気性が保持できるものと推定している。その結果糖類の存在による温度低下と通気性によるベンチレーションにより涼感を感じるものと思われる。
又通常の高分子重合体を用いて作成した仕上げ塗料を用いて通気度及び水蒸気透過性をある程度保持するべく仕上げ塗料の塗布量を抑えて仕上げしたような場合表面に大きな開放孔がまだ残っており撥水性物質を表面に塗布しても汚れなど吸着してしまい外観品位を満足しない。
ここで吸水したときの温度低下を測定するには以下の方法によって実施できる。
コンスタンタン線の両端にコンスタンタン線の長さ1cmの長さで銅とコンスタンタンを捻り銅/コンスタンタン熱電対を2セット作成する。これを温度40℃相対湿度60%、の恒温,恒湿槽にいれ熱電対の測定部を氷浴につけ他方を水を入れ温度を、0〜40℃の範囲で変えることの出来る水浴につけた。銅線の先端を恒温、恒湿槽の外に引き出しこの両端を直流電流計にむすび熱起電流を測定できるようにした。
温度/熱起電流をあらかじめ測定しておき、上記により熱起電流を求めこれより温度をもとめる。
以下本発明の詳細を実施例を持って詳細説明する。なお本願で示した測定値は下記測定法により実施したものである。また実施例中に示す部、パーセントは特に断りがない限り重量表示である。
(イ)開放孔の数
操作型電子顕微鏡により皮革様シート状物の表面写真を25倍で撮影し、この写真の任意に選択した1cm2の面積内の開放孔の数を異なる場所で10点測定その平均値で表示する。
(ロ)糖質類の吸湿、吸水時の温度変化の測定
太さ0.5mm、長さ30cmの銅線2本、太さ0.5mm、長さ30cmのコンスタンタン線1本を準備する。コンスタンタン線の両端にコンスタンタン線の長さ1cmの長さで銅とコンスタンタンを捻り銅/コンスタンタン熱電対を2セット作成する。これを温度40℃相対湿度60%、の恒温恒湿槽にいれ熱電対の測定部を氷浴につけ他方を水を入れ温度を、0〜40℃の範囲で変えることの出来る水浴につけた。銅線の先端を恒温恒湿槽の外に引き出しこの両端を直流電流計にむすび熱起電流を測定できるようにした。
次いで可変浴の温度を変えて、それぞれの温度での熱起電流を測定し温度:起電流の関係を求めた。
もう一方の熱電対の測定端子の両端を恒温槽の中に置きその熱電対の一方の測定端子は恒温槽に入れたままで他の一方の測定端子を以下に示す糖質の吸水時の温度変化を計測するようにセットする。
ついで糖類を0.5g採取し蓋つき測定瓶(底面直径1.5mm)に充填する。このとき故意に押さえつけて詰めず軽く振動させて詰まる状態とする。これを密封栓でシールした後、温度40℃、相対湿度(60%RH)の恒温測定瓶に封をした。この2つの熱電対付き測定瓶を恒温恒湿槽に入れたまま一方の測定瓶に40℃に調温した水をマイクロピペッターで400ml注入し同時に温度差を熱電対で測定した。
なお本測定においては、吸水条件として前記調温した糖質類0.5gに対して水を400mlを添加したときの最大温度差をもってあらわすものとする。
(ハ)皮革様シート状物の吸水時の温度変化の測定
太さ0.5mm、長さ30cmの銅線2本、太さ0.5mm、長さ30cmのコンスタンタンの針金で前述と同様に熱電対を作成した。この熱電対の温度、起電流の関係を調査した結果は前記(ロ)の関係とほぼ同じであった。原反吸湿時の温度を測定するためにシートを5cm×5cmの大きさにカットし恒温恒湿槽の中で調温,調湿し原反に40℃の水を処理した後熱電対を包むように原反を折り曲げ同じく40℃の恒温恒湿槽で調温した錘をのせ指示温度のピーク値を読み記録する。
(ニ)抗菌性
寒天培地に試験反を2cm×2cmの大きさのテストピースを植え付けこの培地に白癬菌、アスペルギルスニゲル、ペニシリウム、ムコール、のカビ菌糸を刷毛で植種する。これを30℃の恒温槽で培養し寒天培地を観察し、試験片周囲の阻止域を計量し下記により抗菌性の有無を判定する。
1級 阻止域がなく抗菌性はない
2級 阻止域がわずかで抗菌性は弱い
3級 阻止域が認められ抗菌性がある
4級 阻止域がかなり広く抗菌性が強い
5級 阻止域が大きく抗菌性が非常に強い
[実施例1]
1)糖類による温度低下の確認
本発明の基礎となる糖質類の吸水時の温度低下を測定した結果を表1に示した。
2)未仕上げ基材の作成
ナイロン6と低密度ポリエチレンとを50:50で混合紡糸し島成分からなる繊維(海成分除去後島成分の繊度0.004dtex)を作成した。これを使用しカード、ニードルパンチ、熱加圧処理、等を行い基材密度0.36g/cmの不織布を作成した。ついでこの不織布に100%モジュラスが110kg/cmのポリウレタン樹脂(濃度16%DMF溶液)を含浸スクイズし凝固浴につける前に不織布表面に同じ組成のポリウレタン樹脂溶液(濃度18%DMF溶液)をコーティングしその後温水凝固浴中に浸し脱溶媒洗浄、乾燥を行いポリウレタン連続多孔層からなる表皮層を有する基材を作成した。得られた基材は厚さ1.31mm、重さ476g/mで見かけ密度は0.358g/cm、表面多孔層付き基材は厚さ1.51mm、重さ676g/m、見かけ密度0.45g/cmであった。
3)温度低下作用を有するシートの作成
前記作成した未仕上げ基材の表面に210メッシュのグラビアロールでDMF/MEK=8;2の混合溶剤を塗布、し乾燥させた。この処理により表面多孔質層のスキン層が溶解され開放孔を形成していた。
この基材の裏面を180メッシュの研磨ペーパーで研摩し裏面付着樹脂を除いた。これにソルビトールを30部、珪藻土10部、水性ポリウレタン樹脂(100%モジュラス40kg/cm、濃度40%)2.0部、水52部の糖分散液を基材に含浸、ウエットピックアップ率110%に絞り、110℃の熱風乾燥機で乾燥し糖アルコールとしてソルビトールが計算上仕上げ基材重量に対して26%(ソルビトール付着量238g/m)の付着量となるように処理した。このシートは表面開放孔が1cm当たり450個存在していた。
この基材の裏面を外側におり曲げこの折り曲げ部分に前述の熱電対測定部を埋め込み、温度40℃、相対湿度90%の雰囲気中に晒しておいた。10秒後の原反の熱電対測定部の温度は36.2℃で吸湿後約3.8℃の低下が認められた。
[実施例2]
実施例1で作成した基材に同条件でキシリトールを処理した。原反の吸湿時の温度低下は2.8℃であった。
[実施例3]
実施例1で作成した基材にヘプチトール(ペルセイトール)を同条件で処理した。原反の吸湿時の温度低下は3.6℃であった。
[実施例4]
実施例1で使用したソルビトールの分散液の中にベンズイミダゾールを不揮発成分に対して1000ppmの濃度で分散させた。比較のために実施例1の抗菌剤を含まないものと本例の抗菌剤を含むものとを寒天培地に置きアスペルゲルス・ニゲル、クモの巣カビ、白癬菌、を散布し30℃で3日間培養した。抗菌剤を含まないものは阻止域がまったくなかった(1級)が本実施例は5mm以上の阻止域を示し抗菌性は4級であった。
[実施例5]
中空率が42%、70℃の温水中で2分間処理したときの収縮率が48%のポリエチレンテレフタレートからなる高収縮中空繊維と熱風チャンバーで150℃、2分処理したとき8%の自己伸張性を示すポリエチレンテレフタレート繊維を1対1で混綿してウェブを作成ニードルパンチング、70℃の温水中で収縮、ドラム加圧乾燥機を経て厚さ0.9mm、見かけ密度0.2g/cmの不織布を得た。これに100%モジュラス110kg/cmのポリウレタン樹脂DMF16%溶液を含浸しウェットピックアップ率100%で絞り基材を水中で凝固脱溶媒を行った後乾燥した。
次いでこの含浸基材をソルビトール20部、珪藻土10部、水30部、ウレタンエマルジョン(100%伸長モジュラス40kg/cm、濃度40%)1.5部加え分散液を作成した。この分散液に前記作成した基材を浸漬しウェトピックアップ率140%で絞り、110℃熱風乾燥機で10分乾燥させ本発明の皮革様シート状物を得た。
つぎに銅/コンスタンタン/銅で作成した熱電対を用いて、上記作成した基材を5cm×5cmにカットし試験片とし、裏面側に水をスプレーした後2つ折にして(原反の表を外側に折曲)熱電対で温度変化を測定した。温度変化は4.0℃であった。これでランドセルの背当てを作成し着用テストしたが体温により熱くならず涼感が感じられた。
[実施例6]
実施例5で作成した基材を用いて中敷材を作成し着用テストした。着用者10人に着用テストを行い涼感を判定させたところ、前者の方が着用中の涼感に富むと判定したものは10人すべてであった。
[比較例1]
実施例5で作成した含浸基材に、ソルビトールを添加しない以外は同様の処理液を作成し同様の条件で含浸し乾燥した。この基材を実施例5と同様に温度変化を測定した結果,温度変化は殆どなかった。
[比較例2]
比較例1で作成した基材を使用し実施例6と同様の着用テストを実施した。着用テスト者10人全てが涼感を感じなかった。
[実施例7]
実施例6で着用テストをした中敷材を中性洗剤を0.1%含む洗濯液中で洗濯試験を実施後再び着用テストを実施した。着用者10人のすべてが涼感に富むと判定した。
[実施例8]
実施例7の洗濯試験、着用試験を3回繰り返して着用試験を実施した。試験者全員が涼感を感じており効果を認識していた。
Figure 2009299243
本発明の皮革用シート状物をスポーツシューズや紳士婦人靴中敷等に用いた時、着用時の発汗や発熱による蒸れ感や暑く感じる等の不快感が軽減できるので有用である。

Claims (7)

  1. 高分子弾性体と繊維質構造体からなる皮革様シート状物であって、水分を吸収したとき温度低下する糖類を含有することを特徴とする皮革様シート状物。
  2. 糖類が単糖類、二糖類、オリゴ糖の群から選ばれる少なくとも一種である請求項1記載の皮革様シート状物。
  3. 単糖類が下記一般式で示される糖アルコールである請求項2記載の皮革様シート状物。
    HO・CH(CHOH)CH・OH
    [ここでn=2〜8]
  4. 糖アルコールがエリスリトール(n=2)、キシリトール(n=3)、ソルビトール(n=4)、グルコペンタチトール(n=5)、グルコヘキサノール(n=6)、グルコヘプタチトール(n=7)、グルコオクタチトール(n=8)の群から選ばれる少なくとも一種である請求項3記載の皮革様シート状物。
  5. 抗菌性を有する請求項1〜4いずれかに記載の皮革様シート状物。
  6. 糖類の含有量が皮革様シート状物の全重量に対して1〜40%である請求項1〜5いずれかに記載の皮革様シート状物。
  7. 皮革様シート状物が少なくとも片面にポリウレタン連続多孔層からなる表皮層を有し、表皮層の表面に1〜200μmの口径の開放孔(連通孔)が500個/cm以上存在する請求項1〜6いずれかに記載の皮革様シート状物。
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