JP4735953B2 - 合成皮革及び人工皮革の製造方法、及び製造装置 - Google Patents
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Description
従来より、ポリウレタン樹脂は、合成皮革、人工皮革等のシート状物やシート状物の表面処理等に広く用いられている。
それらの分野では、ポリウレタン樹脂の溶剤溶液を基材に塗工してシート状物を製造しているが、使用されているポリウレタン樹脂は、溶剤含量が70重量%以上のものがほとんどである。
これら従来のポリウレタン樹脂溶液では、溶剤含量を減らしてポリウレタン樹脂固形分を高めると、ポリウレタン樹脂溶液が高粘度化し、コンマコーターなどの既存の塗工装置で塗工することが困難となる。
ポリウレタン樹脂ハンドブック P.368−380(日刊工業新聞社、岩田敬治編、1987年9月25日発行)
すなわち本発明は、溶剤含有量が50重量%以下の熱硬化型ウレタン組成物を溶融状態で、ダイコーターにてシート基材の片面に均一に塗布し、次いで得られる熱硬化型ウレタン組成物とシート基材とからなる複合材シートを、波長領域の赤外線照射装置を用いて加熱することを特徴とする合成皮革及び人工皮革の製造方法を提供するものである。
まず本発明に使用する溶剤含有量が50重量%以下の熱硬化型ウレタン組成物について説明する。
熱硬化型ウレタン組成物としては、大別して一液タイプと二液タイプに分けられる。
一液タイプとしては、例えば末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含む組成物、末端のイソシアネート基をブロック化剤で封鎖されたウレタンプレポリマーを含む組成物等が挙げられる。また二液タイプとしては、例えば末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと活性水素基含有化合物との混合物、末端に活性水素基を有するウレタンプレポリマーとポリイソシアネートとの混合物、末端のイソシアネート基をブロック化剤で封鎖されたウレタンプレポリマーと活性水素基含有化合物との混合物、末端に活性水素基を有するウレタンプレポリマーとイソシアネート基をブロック化剤で封鎖されたポリイソシアネートとの混合物などが挙げられる。
かかるジオールとしては、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げられる。
また、ポリエステルジオールとしては、前記グリコールを開始剤とするγ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル化合物の開環重合反応によって得られるポリエステル及びこれらの共重合ポリエステルが挙げられる。
溶剤含有量が50重量%以下であれば、環境への影響を低減することが期待できる。環境規制の点からは、溶剤を全く含まないものが特に好ましい。
また本発明に使用する熱硬化型ウレタン組成物は、塗工適性の点で、0〜180℃において1,000〜1,000,000mPa・sであるものが好ましい。かかる粘度であれば均一な厚みで塗工することが可能である。
また本発明に使用する熱硬化型ウレタン組成物には、必要に応じて、硬化促進剤、着色剤、添加剤、充填剤、発泡剤等を任意に配合してもよい。
すなわち、かかる装置は、シート基材の巻き出しユニットと、加熱制御可能なホッパーを有し、前記熱硬化型ウレタン組成物をシート基材上に吐出するコーターユニットと、加熱して前記熱硬化型ウレタン組成物を硬化する加熱ユニットと、前記熱硬化型ウレタン組成物とシート基材とからなる複合材シートを巻き取るための巻き取りユニットとを有するものである。
図1は、本発明の製造装置についての一例を示す概略図であり、また図2は、本発明で用いることができるダイコーターを示す概略図である。
本発明に使用する製造装置には、熱硬化型ウレタン組成物を収容する単一の貯槽を備えることができる。またウレタンプレポリマーの主剤を収容するための主貯槽と、硬化剤及び硬化促進剤などを含む樹脂を収容する副貯槽を備えるものでもよく、この場合それぞれの槽に主剤及び硬化剤を計量するための計量ポンプを接続する。さらに計量ポンプにプレポリマー及び硬化剤を含む組成物を均一に混合し、所望の熱硬化型ウレタン組成物を得るために、スタティックミキサーを備えた静止型混合器に接続する。混合器に、ホッパー11を介して、ギアポンプダイコーター3を接続する構成である。かかるホッパー11は、加熱装置を備えており、加熱制御が可能である。
本発明に使用するダイコーターとしては、ノズルリップ部8から樹脂が均一に吐出されるようにコントロールできるものが好ましい。
ギアポンプダイコーターは、ギアポンプ部によって吐出が安定し、また高粘度の樹脂でも塗工することが可能である。ギアポンプの回転速度は流出量によって可変であるが、1〜15rpmが好ましい。
かかるギアポンプダイコーターとしては、供給部とホッパー部を加熱または冷却できるものが使用される。ギアポンプダイコーターのスロットノズル部9にはノズルリップ部8があり、熱硬化型ウレタン組成物の吐出量を調節することができる。また、ギアポンプ部10とスロットノズル部9との間にゲート弁を装備すると、スロットノズル部9の洗浄や取替えが容易であるため好ましい。
まずブロック化ウレタンプレポリマー、硬化剤、硬化促進剤等を含む樹脂組成物を溶融、混合、計量した熱硬化型ウレタン組成物が、ホッパー11を介してギアポンプダイコーター3に供給される。
コーター3から吐出された前記ウレタン組成物がシート基材の片面に塗布される。
また、シート基材としては、不織布や編織布はすべて制限なく用いられる。不織布には補強用などの目的で編織布などが内部または表面に積層されたものでも良い。それらの不織布や編織布にウレタンやその他の樹脂を充填するか、積層、コートしてなるものなども用いることができる。
シート基材の材質としては、天然繊維、化学繊維のいずれでも良く、天然繊維としては、綿、羊毛、絹、石綿など、化学繊維としては、レーヨン、テンセルなどの再生繊維、アセテート、トリアセテートなどの半合成繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリルなどの合成繊維が挙げられる。
加熱装置の構造、加熱の条件等については、前記のとおりである。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部にグリコール成分が1,5−ペンタンジオール/1,6−ヘキサンジオールである数平均分子量が2,000のコポリカーボネートジオール、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、メチルエチルケトンオキシム、及びジメチルホルムアミドからなるイソシアネート基をブロック化剤で封鎖されたウレタンプレポリマー100部と3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン5部の混合物(固形分81%、粘度100,000mPa・s/25℃)を供給し、厚み200μmの離型紙に200g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み350μmで均一であった。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部に3−メチルペンタンジオールとアジピン酸からなる数平均分子量が2,000のポリエステルポリオール、2,4−トリレンジイソシアネート、及びメチルエチルケトンオキシムからなるイソシアネート基をブロック化剤で封鎖されたウレタンプレポリマー100部と3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン 8部の混合物(固形分100%、粘度210,000mPa・s/25℃)を供給し、離型紙に500g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み450μmで均一であった。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部に実施例1で用いたウレタン組成物を供給し、厚さ2mmの織布基材に400g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み2.3mmで均一であった。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部に実施例2で用いたウレタン組成物を供給し、厚さ5mmの不織布基材に500g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み5.4mmで均一であった。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部に実施例1で用いたウレタン組成物を供給し、離型紙上に厚さ0.02mmのポリウレタンフィルムが積層された基材のポリウレタンフィルム上に200g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させ、更に硬化したウレタン組成物上に接着剤を塗工し、次いで厚さ5mmの織布を重ねて接着した後、離型紙を剥がしてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み5.18mmで均一であった。
図2に示されるギアポンプダイコーターの供給部に実施例2で用いたウレタン組成物を供給し、離型紙上に厚さ0.02mmのポリウレタンフィルムが積層された基材のポリウレタンフィルム上に200g/m2のスピードで塗布し、次いで遠赤外線照射装置で0.75〜30μmの波長の赤外線を照射してウレタン組成物を硬化させ、更に硬化したウレタン組成物上に接着剤を塗工し、次いで厚さ5mmのポリウレタン含浸不織布を重ねて接着した後、離型紙を剥がしてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み5.2mmで均一であった。
実施例1で得られたシート状物上に接着剤を塗工し、次いで厚さ5mmの織布基材を重ねてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み5.35mmで均一であった。
(実施例8)
実施例2で得られたシート状物上に接着剤を塗工し、次いで厚さ5mmのポリウレタン含浸不織布を重ねてシート状物を得た。得られたシート状物は厚み5.45mmで均一であった。
実施例1のギアポンプダイコーターの代わりにコンマコーターを用いる以外、同様の操作で行った。その結果、塗工困難であり、無理に塗工すると塗工方向にスジが入り、厚みの均一なシート状物ができず、品質の劣ったものとなった。
(比較例2)
実施例2のギアポンプダイコーターの代わりに、コンマコーターを用いる以外、同様の操作で行った。その結果塗工困難であり、無理に塗工すると塗工方向にスジが入り、厚みの均一なシート状物ができず、品質の劣ったものとなった。
実施例3のギアポンプダイコーターの代わりにコンマコーターを用いる以外、同様の操作で行った。その結果塗工困難であり、無理に塗工すると塗工方向にスジが入り、厚みの均一なシート状物ができず、品質の劣ったものとなった。
実施例7で使用した実施例1で得られたシート状物の代わりに、比較例1で得られたシート状物を使用する以外は、実施例7と同様に操作を行い、シート状物を得たが、厚みの均一なシート状物ができず、品質の劣ったものとなった。
(比較例5)
実施例8で使用した実施例2で得られたシート状物の代わりに比較例2で得られたシート状物を使用する以外は実施例8と同様に行いシート状物を得たが、厚みの均一なシート状物ができず、品質の劣ったものとなった。
2 バックアップロール
3 ギアポンプダイコーター
4 赤外線発生部
5 加熱装置
6 巻き取りユニット
7 供給部
8 ノズルリップ部
9 スロットノズル部
10 ギアポンプ部
11 ホッパー部
Claims (5)
- 溶剤含有量が50重量%以下の熱硬化型ウレタン組成物を溶融状態で、ダイコーターにてシート基材の片面に均一に塗布し、次いで得られる熱硬化型ウレタン組成物とシート基材とからなる複合材シートを、赤外線照射装置を用いて加熱することを特徴とする合成皮革及び人工皮革の製造方法。
- 前記熱硬化型ウレタン組成物が、末端のイソシアネート基がブロック化剤でブロックされているブロック化ウレタンプレポリマーと脂肪族ポリアミンとを含む請求項1記載の合成皮革及び人工皮革の製造方法。
- 前記熱硬化型ウレタン組成物が、溶剤を含まない請求項1または2に記載の合成皮革及び人工皮革の製造方法。
- 前記熱硬化型ウレタン組成物の粘度が、0〜180℃において1,000〜1,000,000mPa・sである請求項1〜3のいずれか1項に記載の合成皮革及び人工皮革の製造方法。
- シート基材の巻き出しユニットと、加熱制御可能なホッパーを有し、溶剤含有量が50重量%以下の熱硬化型ウレタン組成物をダイコーターにてシート基材上に吐出するコーターユニットと、赤外線照射装置により加熱して前記熱硬化型ウレタン組成物を硬化する加熱ユニットと、前記熱硬化型ウレタン組成物とシート基材とからなる複合材シートを巻き取るための巻き取りユニットとを有することを特徴とする、合成皮革及び人工皮革を製造する装置。
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