JP2020076162A - 合成皮革およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、合成皮革の防汚性を向上させるために、フッ素樹脂をコーティングする方法が提案されている(特許文献1)。
前記合成皮革を、JASO M 403に準じて、荷重19.6N、摩擦距離140mm、60回/分のサイクルで10000回往復摩擦して摩耗させた第1の合成皮革と、
前記第1の合成皮革をISO12947−1に準拠したマーチンデイル試験機に固定し、水分率65±2質量%に調整され、かつ、前記合成皮革との色差ΔE*が50以上であるデニム片を取り付けた摩擦子を用いて、荷重12kPaで500回摩擦することにより汚染された第2の合成皮革との、
分光測色計により測色された第1の色差ΔE1*は、5以下である、合成皮革に関する。
防汚層は、フッ素原子を含んでもよいが、ケイ素原子に対するフッ素原子の割合:フッ素原子/ケイ素原子は、原子比で0.01以下である。すなわち、防汚層において、フッ素原子の含有量は、ケイ素原子に対して十分に少ない。フッ素原子は、例えばフッ素樹脂に由来する。従来、合成皮革の防汚性は、主にフッ素樹脂が有する撥水および撥油性能を利用することにより実現されている。一方、本実施形態では、フッ素樹脂に替えて、主にケイ素含有化合物の特性を利用し、防汚性能を発現させている。ケイ素含有化合物は、防汚層の表面エネルギーを低下させて、汚れの付着を抑制する。さらに、防汚層に汚れが付着した場合にも、ケイ素含有化合物によれば、汚れは除去され易い。加えて、フッ素樹脂の含有量が少ないため、合成皮革の風合いはより損なわれ難い。
摩耗試験は、合成皮革を、公益社団法人 自動車技術会(Society of Automotive Engineers of Japan Inc.)によって定められたJASO M 403/88/シート表皮用布材料の平面摩耗試験機(B法)に準じて、荷重19.6N、摩擦距離140mm、60回/分のサイクルで10000回往復摩擦することにより行われる。
直径150mmの円形の合成皮革を、同サイズにカットした厚み10mmのウレタンフォームに重ねてT−Type平面摩耗試験機(例えば、株式会社大栄科学精器製作所製)に、両面テープを用いて取り付ける。このとき、ウレタンフォームを、合成皮革と試験機との間に位置させる。試験機の摩擦子に綿布(6号綿帆布)をかぶせて、付属の冶具で固定する。上記摩擦子に荷重19.6Nをかけながら、合成皮革を、摩擦距離140mm、60回/分サイクルで10000回往復摩擦する。ウレタンフォームには、JASO M 403/88/シート表皮用布材料の平面摩耗試験機(B法)に規定されるように、厚さ10±1mm、20%圧縮応力が0.79〜1.08N/cm2(0.08〜0.11kgf/cm2)のものを用いる。ウレタンフォームの密度は、0.02±0.002g/cm2であってよい。
このようにして摩耗された合成皮革を、第1の合成皮革とする。
第1の合成皮革(直径150mmの円形)を、ISO12947−1に準拠したマーチンデイル試験機に固定し、水分率65±2質量%に調整され、かつ、合成皮革との色差ΔE*が50以上であるデニム片を取り付けた摩擦子を用いて、荷重12kPaで500回摩擦する。これにより、デニムに含まれる染料によって汚染された第2の合成皮革を得る。
直径40mmにカットしたデニム片(2550Y、Testfabrics社製)2枚を、蒸留水を入れたビーカーの底に沈め、30秒間浸漬する。ビーカーから取り出したデニム片の水滴を、パルパーにて軽く拭き取り、2枚のデニム片の水分率がいずれも65±2質量%となるよう調整する。
汚れ付着試験により得られた第2の合成皮革を、JIS L0849に準拠したクロックメーター試験機に固定し、水分を含む綿布を取り付けた摩擦子を用いて、荷重9N、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで10回摩擦することにより、汚れの少なくとも一部が除去された第3の合成皮革を得る。
50mm四方にカットした綿布(例えば、JIS L0803準拠 かなきん3号)2枚に、蒸留水を1mL滴下し、10秒放置する。第2の合成皮革を、JIS L0849に準拠したクロックメーター試験機(例えば、670 HD CROCKMASTER、James Heal社製)に両面テープを用いて取り付ける。摩擦子に上記の綿布1枚を取り付ける。この摩擦子に荷重9Nをかけて、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで5回摩擦する。摩擦子に取り付けられた綿布をもう一枚の綿布に取り替えて、さらに5回摩擦して、第3の合成皮革を得る。
合成皮革のL*値および各色差(ΔE*)は、以下のようにして計測される。
分光測色計(例えば、Color I 5DV、X−Rite社製、光源:C光源)を用いて、合成皮革、第1の合成皮革、第2の合成皮革、第3の合成皮革について、それぞれ4カ所を測色し、各平均値を求める。この平均値を、各合成皮革のL*値、a*値、b*値とする。平均値は、小数点第3位を四捨五入し、小数点第2位で表記する。
合成皮革をJIS L0849に準拠したクロックメーター試験機に固定し、黒原着ポリエステル糸により編成されたトリコット編地を取り付けた摩擦子を用いて、荷重9N、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで50回往復摩擦する。
幅50mm、長さ130mmの合成皮革を、クロックメーター試験機(例えば、670 HD CROCKMASTER、James Heal社製)に両面テープを用いて取り付ける。摩耗子に50mm四方の黒原着ポリエステル糸により編成されたトリコット編地をかぶせ、付属の冶具で固定する。この摩擦子に荷重9Nをかけて、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで50回往復摩擦する。
L1:1−0,2−3,1−0,2−3,4−5,3−2,4−5,3−2,1−0
L2:4−5,3−2,4−5,3−2,1−0,2−3,1−0,2−3,4−5
L3:1−0,3−4,1−0,3−4
基材は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、基材として、織物、編物および不織布などの布帛、天然皮革(床革を含む)等が挙げられる。基材は、染料または顔料により着色されていてもよい。染料および顔料の種類は特に限定されない。
表皮層は、基材を保護するために基材の少なくとも一方の主面に配置される。
表皮層は、例えば樹脂により形成される。防汚層との密着性および風合いの観点から、表皮層はポリウレタン樹脂により形成されてよい。表皮層は、一層の樹脂層により形成されてよく、同種または異種の二層以上の樹脂層により形成されてよい。
防汚層は、ケイ素原子と、ウレタン結合を有する化合物由来のユニットと、を有するベース樹脂を含む。
ケイ素含有化合物は、例えばシリコーンであり、シリコーンとは、主鎖にシロキサン結合(−Si−O−Si−)を有する化合物の総称である。シリコーンとしては、例えば、ケイ素に結合するメチル基またはフェニル基を備えるストレートシリコーン、これら以外のケイ素に結合する官能基を有する変性シリコーン、または、ポリオルガノシロキサンと重合性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
本実施形態の合成皮革は、例えば、基材および表皮層用樹脂組成物を準備する第1準備工程(S1)と、防汚層用樹脂組成物を準備する第2準備工程(S2)と、基材の一方の主面に、表皮層用樹脂組成物を含む表皮層を形成する表皮層形成工程(S3)と、表皮層を覆うように、防汚層用樹脂組成物を含む防汚層を形成する防汚層形成工程(S4)と、を備える方法により製造される。防汚層用樹脂組成物は、ウレタン結合を有する化合物を含む原料樹脂と、ケイ素含有化合物と、原料樹脂とケイ素含有化合物とを結合させる架橋剤と、を含む。図3は、本実施形態に係る合成皮革の製造方法を示すフローチャートである。
上記の基材および表皮層用樹脂組成物を準備する。
表皮層用樹脂組成物は特に限定されないが、上記のポリウレタン樹脂から選択すればよい。
防汚層用樹脂組成物を準備する。
防汚層用樹脂組成物は、ウレタン結合を有する化合物を含む原料樹脂と、上記のケイ素含有化合物と、原料樹脂とケイ素含有化合物とを結合させる架橋剤と、を含む。防汚層用樹脂組成物は、例えば、架橋剤と反応可能なケイ素含有化合物(以下、第1ケイ素含有化合物と称す。)を含み、当該架橋剤は原料樹脂と反応可能である。そのため、防汚層において、第1ケイ素含有化合物は、架橋剤を介して原料樹脂に化学結合されて、ベース樹脂が形成される。第1ケイ素含有化合物が原料樹脂に結合することにより、長期間にわたって防汚性が維持される。なお、架橋剤は、必ずしも原料樹脂およびケイ素含有化合物と反応して両者の間に介在する残基を形成するものである必要はなく、原料樹脂とケイ素含有化合物との結合を促進する材料(例えば触媒)であってもよい。
基材の一方の主面に、表皮層用樹脂組成物を含む表皮層を形成する。
表皮層を形成する方法は特に限定されず、コーティング法であってよく、ラミネート法であってよい。
コーティング法では、例えば、ナイフコーター、コンマコーター、ロールコーター、ダイコーター、リップコーターなどの公知の装置により、基材の一方の主面に表皮層用樹脂組成物を塗布した後、乾燥させることにより、表皮層が形成される。
表皮層を覆うように、防汚層用樹脂組成物を含む防汚層を形成する。
防汚層を形成する方法も特に限定されず、例えば、上記のコーティング法が用いられる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。まず、各試験方法について説明する。
直径150mmの円形の合成皮革を、同サイズにカットした厚み10mmのウレタンフォーム(20%圧縮応力:0.79〜1.08N/cm2、密度:0.02±0.002g/cm2)に重ねてT−Type平面摩耗試験機(株式会社大栄科学精器製作所製)に、両面テープを用いて取り付けた。このとき、ウレタンフォームを、合成皮革と試験機との間に位置させた。試験機の摩擦子に綿布(6号綿帆布)をかぶせて、付属の冶具で固定した。上記摩擦子に荷重19.6Nをかけながら、合成皮革を、摩擦距離140mm、60回/分サイクルで10000回往復摩擦した。
直径40mmにカットしたデニム片(2550Y、Testfabrics社製)2枚を、蒸留水を入れたビーカーの底に沈め、30秒間浸漬した。ビーカーから取り出したデニム片の水滴を、パルパーにて軽く拭き取り、2枚のデニム片の水分率がいずれも65±2質量%となるよう調整した
50mm四方にカットした綿布(JIS L0803準拠 かなきん3号)2枚に、蒸留水を1mL滴下し、10秒放置した。
汚れ付着試験後の合成皮革(第2の合成皮革)を、JIS L0849に準拠したクロックメーター試験機(670 HD CROCKMASTER、James Heal社製)に両面テープを用いて取り付けた。摩擦子に上記の綿布1枚を取り付けた。この摩擦子に荷重9Nをかけて、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで5回摩擦した。摩擦子に取り付けられた綿布をもう一枚の綿布に取り替えて、さらに5回摩擦した。
幅50mm、長さ130mmの合成皮革を、JIS L0849に準拠したクロックメーター試験機(670 HD CROCKMASTER、James Heal社製)に、両面テープを用いて取り付けた。摩耗子に50mm四方の黒原着ポリエステル糸により編成されたトリコット編地をかぶせ、付属の冶具で固定した。この摩擦子に荷重9Nをかけて、合成皮革を、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで50回往復摩擦した。
L1:1−0,2−3,1−0,2−3,4−5,3−2,4−5,3−2,1−0
L2:4−5,3−2,4−5,3−2,1−0,2−3,1−0,2−3,4−5
L3:1−0,3−4,1−0,3−4
分光測色計(Color I 5DV、X−Rite社製、光源:C光源)を用いて、合成皮革、第1の合成皮革、第2の合成皮革、第3の合成皮革およびブリードアウト促進試験前後の黒原着トリコット編地について、それぞれ4カ所を測色し、それぞれの合成皮革のL*値、a*値、b*値の平均値を求めた。平均値は、小数点第3位を四捨五入し、小数点第2位で表記した。これらの平均値を用いて、それぞれの色差(ΔE*)を算出した。
(I)基材準備
基材として、淡ベージュ色のトリコット編地(ポリエステル繊維、単位面積当たりの質量174g/m2)を準備した。
ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂100質量部に対して、ジメチルホルムアミド40質量部を加え、粘度を約2,000mPa・s(B型粘度計、ローター:No.3、10rpm、23℃)になるように調整して、表皮層用樹脂組成物を調製した。このとき、顔料を添加し、表皮層が所望の色となるように調整した。
以下に示す材料を準備した。
処方1
1)アクリル系ポリウレタン樹脂とアクリル樹脂とを含む原料樹脂(固形分20質量%)100質量部
2)第1ケイ素含有化合物(ヒドロキシ基およびフェノール性水酸基を有する変性シリコーン、固形分22.7質量%)20質量部
3)架橋剤(カルボジイミド系架橋剤、固形分40質量%)3質量部
4)増粘剤(ウレタン分子会合型増粘剤、固形分45質量%)2質量部
5)レベリング剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)1質量部
6)消泡剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)0.1質量部
ただし、原料樹脂には、さらに、第2ケイ素含有化合物(ストレートシリコーン)および光沢調整剤(多孔質シリカ、2.7質量%)が配合されている。
得られた表皮層用樹脂組成物を、凹凸を有する離型紙にコンマコーターを用いて塗布し、乾燥機にて130℃で2分間加熱して、樹脂膜を形成した。樹脂膜の厚みは30μmであった。
樹脂膜の表面に、接着剤(ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)を、コンマコーターを用いて塗布し、乾燥機にて100℃で1分間加熱した。樹脂膜の接着剤を塗布した面を基材に対向させて積層し、荷重392.3kPaで4秒間プレス圧着した。その後、離型紙を剥離し、基材の一方の主面に表皮層を形成した。
得られた防汚層用樹脂組成物を、表皮層の表面にリバースコーターを用いて塗布し、乾燥機にて130℃で1分30秒間処理した。これにより合成皮革を得た。防汚層の厚みTは5.4μmであった。防汚層は凹凸を有しており、凸部から表皮層までの厚みT1と凹部から表皮層までの厚みT2との比:T1/T2は、0.6であった。防汚層において、フッ素原子は検出されず、フッ素原子/ケイ素原子は、原子比で0.01以下であった。
得られた合成皮革に対して、上記(A)〜(D)の試験を行い、それぞれの色差を算出した。結果を表1に示す。実施例1で得られた合成皮革のL*値は87.1であった。汚れ付着試験(B)で使用された乾燥状態のデニム片と合成皮革との色差ΔE*は63.46であった。
防汚層用樹脂組成物の調製(III)に替えて、以下のようにして下地用樹脂組成物および比較樹脂組成物Aを調製(iii−1)したこと、および、防汚層の形成(V)において、下地用樹脂組成物を用いて下地層を形成した後、比較樹脂組成物Aを用いて防汚層を形成したこと以外、実施例1と同様にして合成皮革を製造し、評価した。結果を表1に示す。下地層の形成は、耐摩耗性向上を目的としている。
下地用樹脂組成物として、以下に示す材料を準備した。
処方2
1)ウレタン樹脂(ポリカーボネート系ウレタン、固形分16.5質量%)100質量部
2)レベリング剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)1質量部
3)水 8質量部
4)架橋剤(カルボジイミド系架橋剤、固形分40質量%)2質量部
処方3
1)フッ素系樹脂(四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンとの共重合体、固形分20質量%)100質量部
2)架橋剤(イソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)30質量部
3)消泡剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)0.5質量部
4)整泡剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分56質量%)1質量部
5)レベリング剤(ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)1質量部
6)シリコーン系化合物水分散液(アクリル変性シリコーン、固形分37質量%)4質量部
7)増粘剤(ウレタン分子会合型増粘剤、固形分45質量%)4質量部
得られた下地用樹脂組成物を、表皮層の表面にリバースコーターを用いて塗布し、乾燥機にて130℃で1分30秒間処理して、表皮層を覆う下地層を形成した。
次いで、得られた比較樹脂組成物Aを、下地層の表面にリバースコーターを用いて塗布し、乾燥機にて130℃で1分30秒間処理して防汚層を形成した。これにより合成皮革を得た。防汚層の厚みTは4.7μmであった。防汚層は凹凸を有しており、凸部から表皮層までの厚みT1と凹部から表皮層までの厚みT2との比:T1/T2は、0.49であった。防汚層において、フッ素原子/ケイ素原子は、原子比で0.01を大きく超えていた。得られた合成皮革のL*値は88.1であった。汚れ付着試験(B)で使用された乾燥状態のデニム片と合成皮革との色差ΔE*は64.07であった。
防汚層用樹脂組成物の調製(III)に替えて、以下のようにして比較樹脂組成物Bを調製(iii−2)したこと、および、防汚層の形成(V)において、防汚層用樹脂組成物に替えて比較樹脂組成物Bを用いたこと以外、実施例1と同様にして防汚層を形成して合成皮革を製造し、評価した。防汚層の厚みTは10.9μmであった。防汚層は凹凸を有しており、凸部から表皮層までの厚みT1と凹部から表皮層までの厚みT2との比:T1/T2は、0.52であった。防汚層において、フッ素原子は検出されず、フッ素原子/ケイ素原子は、原子比で0.01以下であった。得られた合成皮革のL*値は87.7であった。汚れ付着試験(B)で使用された乾燥状態のデニム片と合成皮革との色差ΔE*は62.78であった。
以下に示す材料を準備した。
処方4
1)アクリル系ポリウレタン樹脂とアクリル樹脂とを含む原料樹脂(固形分35質量%)80質量部
2)ポリカーボネート系ウレタン樹脂(固形分21質量%)20質量部
3)ケイ素含有化合物(ポリジメチルシロキサン、固形分30質量%)10質量部
4)水 11.5質量部
5)架橋剤(カルボジイミド系架橋剤、固形分20質量%)10質量部
6)増粘剤(ウレタン分子会合型増粘剤、固形分15.8質量%)6質量部
7)レベリング剤(シリコーン系界面活性剤、固形分100質量%)1質量部
8)消泡剤(ミネラルオイルタイプ、固形分100質量%)0.1質量部
ただし、原料樹脂には、さらに、第2ケイ素含有化合物(ストレートシリコーン)が配合されている。
11:基材
12:接着剤層
13:表皮層
14:防汚層
Claims (5)
- 基材と、
前記基材の一方の主面に配置された表皮層と、
前記表皮層を覆うように配置された防汚層と、を備える合成皮革であって、
前記防汚層は、ベース樹脂を含み、
前記ベース樹脂は、ケイ素原子と、ウレタン結合を有する化合物由来のユニットと、を有し、
前記防汚層において、前記ケイ素原子に対するフッ素原子の割合:フッ素原子/ケイ素原子は、原子比で0.01以下であり、
前記合成皮革を、JASO M 403/88に準じて、荷重19.6N、摩擦距離140mm、60回/分のサイクルで10000回往復摩擦して摩耗させた第1の合成皮革と、
前記第1の合成皮革をISO12947−1に準拠したマーチンデイル試験機に固定し、水分率65±2質量%に調整され、かつ、前記合成皮革との色差ΔE*が50以上であるデニム片を取り付けた摩擦子を用いて、荷重12kPaで500回摩擦することにより汚染された第2の合成皮革との、
分光測色計により測色された第1の色差ΔE1*は、5以下である、合成皮革。 - 前記第1の合成皮革と、
前記第2の合成皮革をJIS L0849に準拠したクロックメーター試験機に固定し、水分を含む綿布を取り付けた摩擦子を用いて、荷重9N、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで10回摩擦することにより、汚れの少なくとも一部が除去された第3の合成皮革との、分光測色計により測色された第2の色差ΔE2*は、3以下である、請求項1に記載の合成皮革。 - 黒原着ポリエステル糸により編成されたトリコット編地と、
前記合成皮革をJIS L0849に準拠したクロックメーター試験機に固定し、前記トリコット編地を取り付けた摩擦子を用いて、荷重9N、摩擦距離100mm、60回/分サイクルで50回往復摩擦することにより得られた摩擦されたトリコット編地との、
分光測色計により測色された第3の色差ΔE3*は、1.5以下である、請求項1または2に記載の合成皮革。 - 基材および表皮層用樹脂組成物を準備する第1準備工程と、
防汚層用樹脂組成物を準備する第2準備工程と、
前記基材の一方の主面に、前記表皮層用樹脂組成物を含む表皮層を形成する表皮層形成工程と、
前記表皮層を覆うように、前記防汚層用樹脂組成物を含む防汚層を形成する防汚層形成工程と、を備え、
前記防汚層用樹脂組成物は、ウレタン結合を有する化合物を含む原料樹脂と、ケイ素含有化合物と、前記原料樹脂と前記ケイ素含有化合物とを結合させる架橋剤と、を含む、合成皮革の製造方法。 - 前記ケイ素含有化合物は、カルボキシ基および水酸基の少なくとも一方を有する変性シリコーンであり、
前記架橋剤は、カルボジイミド基を有する化合物である、請求項4に記載の合成皮革の製造方法。
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