JP6895458B2 - 合成皮革 - Google Patents
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Description
合成皮革は、寸法安定性、加工性が良好であるという観点から、一般的には、基布などの繊維質シート表面に、適度の弾力性を調整するための柔軟な樹脂層と、皮革様の外観を有し、耐摩耗性に優れた表皮層を有する。
気密性が高い航空機、車両、自動車などの内部では、火災による発煙が著しい場合、視界が遮られたり、煙を吸い込んだりする可能性が高まる。このため、特に、航空機用内装部品、車両内装部品、自動車内装品等に使用される合成皮革では、耐火性として、燃え難さに加えて、火炎に触れた場合の発煙が抑制されることが望まれている。火炎に触れた場合でも、発煙が抑制され、発煙濃度が低いことは、気密性が高い空間内での視界確保の観点から重要な基準となる。
また、特開2013−072141号公報に記載の合成皮革は、天然の皮革に近い感触をもち、耐久性、加工性、及び難燃性が良好であり、燃焼しても有毒ガスの発生が抑制されるという機能を有してはいるが、燃焼時の発煙の抑制という観点ではなお改良の余地がある。
[1] 限界酸素指数(以下、LOI値と称することがある)が25以上の難燃繊維と、セルロース系繊維と、炭素繊維とを含む糸の編製体であり、かつ、限界酸素指数が25以上である基布と、前記基布の少なくとも一方の面上に備えられる難燃剤を含む接着層と、前記接着層の、前記基布側の面とは反対の面に備えられる表皮層と、を有する合成皮革である。
[4] 編製体を構成する糸の全質量に対する前記炭素繊維の含有量が20質量%〜40質量%であり、前記編製体を構成する糸の全質量に対する前記セルロース系繊維の含有量が25質量%〜45質量%であり、かつ、前記難燃繊維と前記炭素繊維の総含有量が、前記セルロース系繊維の含有量よりも多い[1]〜[3]のいずれか1つに記載の合成皮革。
[5] 前記接着層と、前記表皮層との間に、さらに、中間層を備える[1]〜[4]のいずれか1つに記載の合成皮革。
[6] 前記中間層が、難燃剤を含有する[5]に記載の合成皮革。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、各成分に該当する物質が組成物中に複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。
本開示の合成皮革は、LOI値が25以上の難燃繊維と、セルロース系繊維と、炭素繊維とを含む糸の編製体であり、LOI値が25以上である基布と、前記基布の少なくとも一方の面上に備えられる難燃剤を含む接着層と、前記接着層の、前記基布側の面とは反対の面に備えられる表皮層と、を有する。
なお、合成皮革の基布とは、合成皮革の各層を形成する基材であって、編製体、織物、不織布などから選ばれる布である基材を指す。本開示における基布は編製体、即ち、繊維を編んで形成された編物である。
本開示の合成皮革に用いられる基布は、LOI値が25以上の難燃繊維(以下、「難燃繊維」と称することがある)と、セルロース系繊維と、炭素繊維と、を含む糸の編製体であり、かつ、編製体である基布自体のLOI値が25以上である。
基布に用いられる編製体は、少なくとも既述の3種の異なる繊維を含む糸を用いて編製される。
限界酸素指数(LOI値)とは、ものが燃え続けるのに必要な酸素濃度を示し、JIS K7201(2006年)(ASTM D2863)に記載の方法で測定される。通常、空気中の酸素濃度が21.2%程度であるため、LOI値が25以上であれば、難燃性が良好であるといえる。
なお、SI単位系の1texは、1000m長さの糸が1gの質量を有することを表し、下記換算式を用いることにより綿番手からtexに変換することができる。
(換算式) 1tex=590.54番手(綿番手)
基布に使用される難燃繊維は、LOI値が25以上であれば特に制限はない。なお、難燃繊維とは不燃繊維ではなく、例えば、繊維又は繊維の編製体に炎が接触したとき、焦げたり、炎の接触部分が燃焼したりした場合でも、燃え広がらず、炎が離れた場合には速やかに燃焼が止む繊維を指す。
難燃繊維としては、柔軟でボリューム感のある編製体を形成し得るという観点からは、難燃性の合成繊維が好ましい。基布に用い得る難燃繊維としては、具体的には、メタ系アラミド繊維を含むアラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリクラール繊維、塩化ビニリデン繊維、アクリル−塩化ビニル共重合体繊維、アクリル−塩化ビニリデン共重合体繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、塩化ビニリデン繊維、及び塩化ビニル系繊維が挙げられる。また、難燃繊維ではない繊維に対して難燃加工してLOI値を25以上とした繊維を、基布における難燃繊維として用いることができる。難燃加工してLOI値を25以上とした繊維としては、難燃化ポリノジック繊維、難燃化ポリエステル繊維、難燃化アクリル系繊維、及び難燃化レーヨン繊維などが挙げられる。
なお、製造の容易性、及び発煙抑制の観点からは、繊維を構成する材料自体が難燃性である難燃繊維を用いることが好ましい。
車両用内装材などに使用される合成皮革用の基布であることを考慮すれば、編製体の編製に使用する難燃繊維を含む糸の太さは、16番手〜40番手程度の太さであることが好ましい。
基布に用いられるセルロース系繊維には特に制限はなく、公知のセルロース系繊維を任意に選択して使用することができる。セルロース系繊維としては、綿、麻、キュプラ、及びレーヨンなどが挙げられる。
なかでも、得られる基布の柔軟性の観点からは、綿、及びレーヨンから選ばれる1種以上が好ましい。
綿、レーヨン等のセルロース系繊維は、単独でのLOI値は17〜19程度であり、易燃性繊維といえる。しかし、既述の難燃繊維及び後述の炭素繊維と組み合わせて編製体とすることで、セルロース系繊維の特性を生かしつつ、編製体としての基布全体のLOI値が25以上となる態様で使用される。
基布の編製に用いる糸にセルロース系繊維を含むことで、燃焼時にセルロース系繊維が炭化して、編製体の燃焼速度を遅延させることができる。
炭素繊維は、有機繊維等の炭素繊維の前駆体を加熱炭化処理して得られ、繊維の全質量に対し、質量比で90質量%以上が炭素で構成される繊維を指す。
本開示の合成皮革の基布の製造に用いられる炭素繊維には特に制限はない。
なかでも、炭素繊維は、アクリル繊維を用いたPAN(ポリアクリロニトリル)系炭素繊維、ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維、フェノール樹脂を用いたフェノール系炭素繊維から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。即ち、基布は、炭素繊維として、ポリアクリロニトリル(PAN)系繊維、ピッチ系繊維、及びフェノール系繊維から選ばれた1種以上を含んで紡糸された糸を用いて編製されることが好ましい。
炭素繊維は、炭素以外の元素として、主として原料の樹脂由来の水素、酸素を含有する。しかし、炭素繊維は、リンなどの元素は含まないため、燃焼し難く、燃焼しても発煙が極めて少ない。さらに、炭素繊維は、熱伝導性が高いため、基布が炭素繊維を含むことにより、着火時の延焼を効果的に抑制できる。
即ち、燃焼速度の遅延効果、発煙抑制効果の観点からは、編製体を作製するのに用いられる糸は、難燃性繊維とセルロース系繊維との混紡糸、炭素繊維とセルロース系繊維との混紡糸、及び難燃性繊維とセルロース系繊維と炭素繊維との混紡糸から選ばれる混紡糸であることが好ましく、なかでも、難燃性繊維とセルロース系繊維と炭素繊維との混紡糸であることが、難燃性、発煙の抑制効果がより良好となるという観点から好ましい。
既述の3種の繊維を含む糸を用いることにより、得られる編製体のLOI値を25以上とすることができる。
基布における難燃繊維、セルロース系繊維、及び炭素繊維の含有率は、得られる編製体のLOI値を25以上とし得る範囲で適宜調整される。
前記編製体を構成する糸の全質量に対する前記炭素繊維の含有量が20質量%〜40質量%であり、前記編製体を構成する糸の全質量に対する前記セルロース系繊維の含有量が25質量%〜45質量%であり、かつ、前記難燃繊維と前記炭素繊維の総含有量が、前記セルロース系繊維の含有量よりも多いことが好ましい。
即ち、得られる基布の難燃性がより良好となるという観点から、編製体における難燃繊維と炭素繊維との総含有量は、50質量%を超えることが好ましく、編製体を構成する糸の全質量に対する難燃繊維と炭素繊維との合計量の割合が60質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。
また、編製体を構成する糸の全質量に対する炭素繊維の含有量は、発煙抑制効果の観点から20質量%〜40質量%であることが好ましく、30質量%〜40質量%であることがより好ましい。
また、得られる基布の柔軟性、風合いがより良好であるという観点から、編製体を構成する糸の全質量に対するセルロース系繊維の含有量は25質量%〜45質量%であることが好ましく、25質量%〜40質量%であることがより好ましい。
基布としての編製体を、両面編の組織とすることで、基布に起因する合成皮革の風合い、及び弾力性がより良好になる。
難燃繊維とセルロース系繊維と炭素繊維とを含む糸により両面編組織を有する編製体を編製する場合に使用される糸としては、得られる基布の弾力性、強度の観点から、太さ20番手〜40番手程度、糸密度は、ウェール:20本/インチ(=25.4mm)〜50本/インチ、コース:15本/インチ〜70本/インチ程度であることが好ましい。
このようにして得られた編製体は、質量が150g/m2〜400g/m2の範囲であることが好ましく、175g/m2〜350g/m2の範囲であることがより好ましい。
難燃繊維からなる糸とセルロース系繊維からなる糸と炭素繊維からなる糸とを用いて両面編組織を編製する場合には、例えば、より難燃性が求められる側に、難燃繊維からなる糸及び炭素繊維からなる糸を露出するように編製することで特定面の難燃性の向上を図ることができる。
即ち、難燃繊維、セルロース系繊維、及び炭素系繊維を含む混紡糸を用いた両面編組織とする場合には、セルロース系繊維に起因する良好な風合いが得られ、燃焼時には、燃焼し難い難燃性に加え、混紡糸中のセルロース系繊維が燃焼時に炭化することで編製体の燃焼速度を遅延させ、かつ、熱伝導性が高く、燃焼時の発煙が抑制された炭素繊維が存在することで、基布の難燃性、及び燃焼時の発煙抑制効果が顕著となる。
例えば、モクロディ編み組織を有する編製体の場合には、両面編みであってハイゲージであるため、緻密であり、織物に似た外観を呈し、厚み感があって、かつ、編製体特有の柔軟性と伸縮性とを兼ね備える。基布をモクロディ編みの編製体とする場合には、既述の難燃繊維とセルロース系繊維と炭素繊維との混紡糸を用いることが好ましい。なお、ゲージとは単位長さ当たりの網目の数を示し、ハイゲージとは、単位長さ当たりの網目の数が多い、密度の高い編製体を指す。
なお、編製体である基布は、少なくとも片面に起毛を有していてもよい。起毛は常法により形成することができる。基布の起毛を有する面と、後述する難燃剤を含む接着層とを接触させることで、基布と、接着層との密着性、密着強度等がより良好となる。
合成皮革に用いられる基材は、基布のみである単層の基材であってもよく、目的に応じた物性を有するシートと基布とを積層した重層構造を有する基材であってもよい。
表皮層は、合成皮革に用いられる公知の表皮層であれば、本開示の合成皮革に制限なく適用することができる。
なかでも、耐傷性、加工性に優れるという点から、表皮層はポリウレタンを含むことが好ましい。
以下に詳述するように、表皮層は、離型剤層を有する仮支持体の離型剤層表面に、樹脂を含む表皮層形成用組成物を塗布し、乾燥して形成することができる。
表皮層形成用組成物に含まれるポリウレタンは、水系であっても、溶剤系であってもよい。
表皮層形成用組成物に使用されるポリウレタンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。ポリウレタンを2種以上用いる場合、例えば、好ましいポリウレタンであるポリカーボネート系ポリウレタンと、ポリカーボネート系ポリウレタン以外のポリウレタンとを併用してもよい。
溶剤系ポリウレタンとしては、有機溶剤に溶解可能な、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン及びこれらの変性物からなる群より選択される少なくとも1種の溶剤系ポリウレタンが挙げられる。溶剤系ポリウレタンは1液系であっても、2液系であってもよい。
水系ポリウレタンに架橋構造を導入する態様を例に挙げれば、例えば、ポリウレタン主剤にカルボキシル基が導入されたものを用いる場合、表皮層形成用組成物に架橋剤を加えることで、カルボキシル基と架橋剤とが反応して架橋構造を形成することができる。
架橋構造を形成するために表皮層形成用組成物に用い得る架橋剤としては、従来公知の架橋剤を挙げることができる。例えば、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン架橋剤、カルボジイミド架橋剤、オキサゾリン系架橋剤等が挙げられる。なかでも、カルボジイミド架橋剤を用いることが、ポリウレタンの加水分解を抑制する観点から好ましい。
なお、本明細書における上記表皮層に用いるポリウレタンの好ましい硬さは、表皮層において、架橋構造を形成した後の硬さを示す。
表皮層に含まれ得る他の成分としては、例えば、既述の架橋剤、架橋促進剤、着色剤、光輝剤(例えば、パール剤、メタリック顔料等)、耐光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、感触向上剤、成膜助剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。
着色剤としては、例えば、ウレタン系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子などから選ばれる有機樹脂微粒子に着色剤が含まれてなる着色有機樹脂粒子などが挙げられ、なかでも、分散媒となるポリウレタン系樹脂に対する親和性、及び均一分散性の観点から、ポリカーボネート系の着色樹脂粒子を含有することが好ましい。
着色剤として用いる有機樹脂微粒子の平均粒径は、一般的には、0.01μm〜1.0μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは、0.05μm〜0.8μmの範囲である。
例えば、表皮層が着色剤を含有することで、合成皮革の意匠性が向上する。
また、表皮層が、リン系、ハロゲン系、無機金属系等の公知の難燃剤を添加することで合成皮革の難燃性がより向上する。
本開示の合成皮革は、前記表皮層の基布側の面上に難燃剤を含む接着層(以下、単に接着層と称することがある)を有する。即ち、表皮層は、接着層の基布側の面とは反対側の面に位置する。
接着層は、後述するように、接着剤と難燃剤とを含む接着層形成用組成物を用いて形成することができる。
接着層に用いられるポリウレタンも、前記表皮層に用いられるポリウレタンと同様、水系であっても、溶剤系であってもよい。
接着層の形成に使用するポリウレタンは、JIS K6772(1994年)で測定した硬さが、100%モジュラスで2MPa〜20MPaの範囲であるフィルムを形成し得るポリウレタンであることが好ましく、2MPa〜8MPaの範囲であるフィルムを形成し得るポリウレタンであることがより好ましい。
接着層に用いるポリウレタンは、得られる合成皮革の柔軟性をより向上する観点から、表皮層に用いるポリウレタンと同等であるか、より柔軟な膜を形成し得るポリウレタンが好ましい。
接着層は難燃剤を含有する。接着層が難燃剤を含有することで、本開示の合成皮革の難燃性をより向上させることができる。従って、本開示の合成皮革は航空機や車輌用等の内装材などに好適に用いられる。
接着層に使用し得る難燃剤には特に制限はなく、公知のものを適宜使用することができる。難燃剤としては、例えば、金属水酸化物、リン系難燃剤、及び、窒素−リン系難燃剤などが挙げられる。
難燃剤は市販品としても入手可能であり、例えば、アークロマジャパン(株)製、PEKOFLAM(登録商標) STCパウダーなどが挙げられる。
難燃剤の含有量は、接着層の主剤となるポリウレタン100質量部に対して、5質量部〜40質量部の範囲であることが好ましい。
その後、既述の基布と、接着層形成用組成物層と、が接するようにして熱圧着させ、接着層形成用組成物層に含まれる接着剤を反応硬化させて接着層の形成と、接着層と基布との密着とを同時に行い、その後、仮支持体を剥離して、合成皮革を得ることができる。
架橋剤及び架橋促進剤は、接着層に用いられるポリウレタンの種類に応じて選択される。接着層形成用組成物に用い得る架橋剤及び架橋促進剤は、既述の表皮層形成用組成物において説明したものと同様のものが挙げられる。
架橋剤は、架橋剤に適する架橋促進剤と併用してもよい。
接着層形成用組成物における架橋剤の含有量は、接着層に求められる強度、柔軟性などを考慮して適宜選択すればよい。
本開示の合成皮革は、表皮層の強度をさらに向上させたり、合成皮革の柔軟性、クッション性を向上させたりするなどの目的に応じて、既述の表皮層と接着層との間に中間層を有していてもよい。
中間層に用いられるポリウレタンも、前記表皮層に用いられるポリウレタンと同様、水系であっても、溶剤系であってもよい。
中間層の形成に使用するポリウレタンは、JIS K6772(1994年)で測定した硬さが、100%モジュラスで2MPa〜20MPaの範囲であるフィルムを形成し得るポリウレタンであることが好ましく、3MPa〜10MPaの範囲であるフィルムを形成し得るポリウレタンであることがより好ましい。
なかでも、本開示の合成皮革が中間層を有する場合、中間層は難燃剤を含むことが好ましい。接着層と中間層との双方が難燃剤を含むことで、合成皮革の難燃性がより向上する。
本開示の合成皮革の層構成の例を、図を参照して説明する。
図1は、本発明の合成皮革10の一実施形態を示す概略断面図である。
図1に示す実施形態の合成皮革(第1の実施形態と称することがある)10は、既述の基布12と、前記基布12の一方の面上に、備えられた難燃剤を含む接着層14、及び前記接着層14の、基布12と接する面とは反対側の面に、表皮層16を備える。なお、本明細書において合成皮革10が基布12、接着層14、及び表皮層16を備えるとは、基布12側から接着層14と表皮層16とがこの順に存在していること意味し、所望により設けられる他の層の存在を否定するものではない。
以下、図1に示す如き層構成を有する合成皮革を例に挙げて、合成皮革の好ましい製造方法について説明する。
表皮層は、離型剤層を有する仮支持体の離型剤層表面に、樹脂、好ましくは、ポリウレタンを含む表皮層形成用組成物を、例えば、密閉式もしくは開放式コーティングヘッドにて塗布して表皮層形成用組成物層を形成し、形成された表皮層形成用組成物層を加熱乾燥して得ることができる。
表皮層は、表皮層形成用組成物の処方、塗布量などを調整することにより、所望の厚みに形成させることができる。
例えば、合成皮革を天然皮革様の外観を有する表皮層を備えるものとする場合には、予め仮支持体の離型剤層を形成する側の表面に皮革様の凹凸模様を形成すればよい。仮支持体として、表面に凹凸模様が形成された仮支持体用い、前記仮支持体の離型剤層が形成された側の表面に表皮層形成用組成物を塗布することで、形成される表皮層には仮支持体に予め形成された皮革様の凹凸模様が転写され、仮支持体を剥離した後、方面に凹凸模様を有する表皮層が形成される。
なお、表皮層への凹凸模様の形成方法は、上記に限定されず、例えば、表皮層を含む複数の層を熱圧着する際にエンボス加工により凹凸模様を形成することもできる。
表皮層形成用組成物に使用できるポリウレタンは既述の通りである。
形成された表皮層の表面に接着層を設ける。接着層は表皮層の凹凸模様が形成された面とは反対側の面に設ける。
その後、仮支持体上に、表皮層と、形成された接着層形成用組成物層とを有する積層体の、接着層形成用組成物層側と、既述の基布と、が接する向きに重ね合わせて熱圧着させ、接着層形成用組成物層に含まれる接着剤を反応硬化させて、接着層の形成と、接着層と基布との密着とを同時に行い、その後、仮支持体を剥離することで、合成皮革を得ることができる。
加熱圧着を行う際は、ロールニップ装置等の公知の装置により、加熱温度を100℃〜150℃の範囲としてラミネートを行うことが好ましい。
また、基布が少なくとも片面に起毛を有する場合、起毛を有する側を接着層形成用塗布液層と密着させることで、基布の起毛繊維が接着層形成用塗布液層に浸入し、その状態で接着層が硬化されることで、基布と接着層との密着性がより向上する。
第2の実施形態の合成皮革20では、接着層14と表皮層16との間に、中間層18を有する。合成皮革の使用態様に応じて、所望により接着層14と表皮層16との間に中間層18を設けることで、合成皮革20の弾力性、柔軟性、及び形状追随性等がより良好となる。
中間層の構成には特に制限はない。強度と柔軟性の観点からはポリウレタンを含有する中間層が好ましい。
例えば、ポリウレタンを含有する中間層形成用組成物に、溶剤、増粘剤を適宜用いて粘度を調整し、撹拌して機械発泡させることで、気泡を内包したクリーム状の中間層形成用組成物を調製することができる。得られたクリーム状の中間層形成用組成物を、既述の表皮層上に塗布して気泡を内包する中間層形成用組成物層を形成し、これを乾燥硬化することで気泡を内包するポリウレタン中間層を形成することができる。
機械発泡を行う中間層形成用組成物には、起泡剤、整泡剤、架橋剤、増粘剤等を含有させてもよい。
機械発泡させて得たクリーム状の中間層形成用組成物を表皮層上に塗布する際には、通常のナイフコーター、コンマコーター、ロールコーター、リップコーターなどの公知の塗工装置を使用することができる。
本開示の合成皮革は、基布の少なくとも一方の面に備えられる既述の表皮層、接着層及び所望により設けられる中間層に加え、効果を損なわない限り、さらに、その他の層を設けてもよい。
その他の層の一例である表面処理層の形成について以下に説明する。
表面処理層は、水系エマルジョン樹脂を含む表面処理剤組成物や有機溶剤系表面処理剤組成物を、既述の表皮層の表面に塗布することで形成することができる。
表面処理層の形成に使用される樹脂には特に制限はなく、目的に応じていずれの樹脂を用いてもよい。表面処理層の形成に使用される樹脂としては、例えば、ポリウレタン、アクリル、エラストマー等が好ましく、ポリウレタンがより好ましい。
表皮層表面に表面処理剤層を形成することで、合成皮革の外観がより良化する。
表面処理層には、架橋剤、有機フィラー、滑剤、難燃剤等を含有させることができる。例えば、表面処理層に有機フィラー、滑剤等を含有することで、表皮材に滑らかな感触が付与され、耐摩耗性がより向上する。
難燃繊維であるポリ塩化ビニリデン−アクリル共重合体繊維(LOI値:33)、セルロース系繊維であるレーヨン繊維(LOI値:19)、及び炭素系繊維であるフェノール系炭素繊維(LOI値:33)の3種の繊維を用いて紡糸して得た太さが22番手の混紡糸を用いて、編み組織がモクロディであり厚みが0.9mm、重量が310g/m2の編製体(編物)を作製し、基布を得た。ポリ塩化ビニリデン繊維と、レーヨン繊維と、フェノール系炭素繊維との混紡率は、質量比で、35:35:30であった。
得られた基布のJIS K7201(2006年)により測定したLOI値は37であった。
仮支持体としては、表面離型処理され、離型層を有する紋付き離型紙(大日本印刷(株)製、DE−41:紙厚平均140μmを用いた。
・100%モジュラスが5MPaの無黄変型ポリカーボネート系ウレタン樹脂(DIC(株)製、クリスボンNY327:商品名)
100質量部
・着色有機樹脂微粒子(DIC(株)、ダイラック(登録商標)カラーシリーズ)
18質量部
・溶剤(N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、イソプロパノール(IPA)との質量比 80:20の混合溶媒)
36質量部
前記離型層を備えた仮支持体の離型層形成側の表面に、前記表皮層形成用組成物を、開放式のコーティングヘッド塗工装置を用いて、乾燥後の膜厚が約30μmとなる量で塗布し、100℃で2分間、熱風乾燥機を用いて塗膜を熱風乾燥して、仮支持体上に表皮層を形成した。得られた表皮層を目視にて観察したところ、ピンホールのない均一な表皮層であった。
・100%モジュラスが2.5MPaの難黄変型ポリカーボネート系ポリウレタン接着剤(DIC(株)製、クリスボンTA205FT:商品名)
100質量部
・非デカブロ系ハロゲン系難燃剤(アンチモン併用型) 20質量部
(丸菱油化工業(株)製、ノンネン(登録商標)SAN−2:商品名)
・溶剤(DMFと、メチルエチルケトン(MEK)との質量比 85:15の混合溶媒)
65質量部
・架橋剤(DIC(株)製、バーノック(登録商標)DN950:商品名)
10質量部
仮形成した表皮層の仮支持体とは反対側の面上に、接着層形成用組成物を乾燥後の厚みが50μmとなる量で開放式のコーティングヘッドを用いて塗工し、100℃で2分間乾燥して、接着層形成用塗布液層を形成し、合成皮革形成用の積層体を得た。
その後、仮支持体を剥離して、基布表面に、接着層及び表皮層をこの順で有する実施例1の合成皮革を得た。
得られた実施例1の合成皮革を目視で観察したところ、シボ転写不良による柄抜けがなく、外観に優れ、指で押した場合の弾力性、感触は良好であった。
実施例1と同様にして、離型紙上に表皮層を仮形成した。
次に、下記処方の成分を充分に混合し、中間層形成用組成物を調製した。
(中間層形成用組成物)
・100%モジュラスが5MPaの難黄変型ポリカーボネート系ウレタン樹脂(DIC(株)製、クリスボンTK1015T)
100質量部
・熱膨張ビーズ 4質量部
(日本フェライト(株)製、エクスパンセル920DU120)
・アミン系鎖長剤 4.6質量部
(BASFジャパン(株)製、ラロミン(登録商標)C260)
・着色有機樹脂微粒子 5質量部
(DIC(株)製、ダイラックカラーシリーズ)
・リン系難燃剤(アークロマジャパン(株)製、PEKOFLAM(登録商標) ATCパウダー)
30質量部
・溶剤(DMFと1-メトキシ−2プロパノール(PGM)と酢酸エチルとの質量比:24:38:38の混合溶媒)
52質量部
形成された中間層の表皮層とは反対側の面上に、実施例1と同様にして接着層形成用塗布液層を形成し、合成皮革形成用の積層体を得た。
次に、得られた合成皮革形成用の積層体の、接着層形成用塗布液層と、実施例1で用いたものと同じ基布とを接触させ、接着層形成用塗布液層の乾燥後、熱圧着により基布と密着させた。このようにして、実施例1の合成皮革に、さらに気泡を内包する中間層を備えた実施例2の合成皮革を得た。
得られた実施例2の合成皮革は、外観に優れ、指で押した場合の弾力性、感触は実施例1の合成皮革よりもさらに良好であった。
実施例1において用いた基布に代えて、難燃繊維であるポリ塩化ビニリデン−アクリル共重合体繊維(LOI値:33)及びセルロース系繊維であるレーヨン繊維(LOI値:19)の2種の繊維を、質量比で65:35の割合で用いて紡糸して得た22番手の混紡糸を用いて、実施例1における基布と同様の編製で基布を得て、得られた基布を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の合成皮革を製造した。
実施例1において用いた基布に代えて、難燃繊維であるポリ塩化ビニリデン−アクリル共重合体繊維(LOI値:33)のみからなる22番手の糸を用いて、実施例1における基布と同様の編製で基布を得て、得られた基布を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例2の合成皮革を製造した。
得られた合成皮革について、以下の方法で評価した。結果を下記表1に示す。
1.難燃性評価
得られた各合成皮革について、耐空性審査要領第III部 付録F垂直法に準拠して燃焼試験を行い、以下に示す基準1−1〜1−3にて、難燃性を評価した。
下記1−1〜1−3の基準により、全ての項目でAランクの場合、難燃性をAと評価し、2つの項目でAランクであり、且つ、不合格レベルのランクがない場合、難燃性をBと評価した。表1に示す難燃性がA又はBと評価された場合、実用上充分な難燃性を示すものと判断する。
1−1.燃焼時間
着火してから燃焼が継続される時間を計測した。基準では、15秒以内に燃焼が停止するものが合格とされている。
A:燃焼時間が5秒以内
B:燃焼時間が5秒を超え、10秒以内
C:燃焼時間が10秒を超え、15秒以内
D:燃焼時間が15秒を超える(不合格レベル)
着火場所から燃焼が広がる長さを測定した。基準では、20cm以内が合格とされている。
A:燃焼長が15cm以内
B:燃焼長が15cmを超え、20cm以内
C:燃焼長が20cmを超える(不合格レベル)
着火した箇所からの落下物の燃焼が継続される時間を計測した。基準では、5秒以内に燃焼が停止するものが合格とされている。
A:落下物が燃焼せず、直ちに燃焼が停止する
B:落下物の燃焼時間が5秒以内
C:落下物の燃焼時間が5秒を超える(不合格レベル)
合成皮革の発煙性試験を、スモークチャンバーを用いて、BSS 7238 有炎法(航空機内装材の煙比光学密度測定 Boeing社規格)に準じて測定し、以下の基準にて評価した。発煙濃度が100以下であることで、実用に供し得る発煙性であると評価する。
(評価基準)
A:発煙濃度が80以下である
B:発煙濃度が80を超え、100以下である
C:発煙濃度が100を超える
燃焼時に合成皮革の基布が溶融し、基布に穴が開くと、合成皮革の接着層、中間層等に用いられるポリウレタンなどの燃焼が促進されることから、合成皮革の表皮層側から燃焼試験を行ない、燃焼時において基布に穴が開くか否かを評価した。
(評価基準)
A:基布の燃焼箇所が炭化し、穴が開かない
B:基布の燃焼箇所が溶融し、穴が開く(不合格レベル)
合成皮革の表皮層側の耐傷性は、テーバースクラッチテスター(テスター産業(株)製、HA−201)を用いて、JIS K6253(2006年)に記載の方法に準拠して試験を行い、以下の基準にて評価した。耐スクラッチ性の必要性能は2.94N以上である。
(評価基準)
A:2.94N以上であった
B:2.94N未満であった
他方、基布として難燃繊維とセルロース系繊維を用いた比較例1の合成皮革は、燃焼時の発煙の抑制について実施例よりもやや劣り、難燃繊維のみを用いた比較例2は、実施例1に比較して延焼防止性が低く、発煙性も実用上問題となるレベルであった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (6)
- 限界酸素指数が25以上の難燃繊維と、セルロース系繊維と、炭素繊維とを含む糸の編製体であり、かつ、限界酸素指数が25以上である基布と、
前記基布の少なくとも一方の面上に備えられる難燃剤を含む接着層と、
前記接着層の、前記基布側の面とは反対の面に備えられる表皮層と、を有する合成皮革。 - 前記難燃繊維が、アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、塩化ビニリデン繊維、アクリル−塩化ビニル共重合体繊維、及びアクリル−塩化ビニリデン共重合体繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維から選ばれた1種以上を含む請求項1に記載の合成皮革。
- 前記炭素繊維が、ポリアクリロニトリル系繊維、ピッチ系繊維、及びフェノール系繊維から選ばれた1種以上を含む請求項1又は請求項2に記載の合成皮革。
- 前記編製体を構成する糸の全質量に対する前記炭素繊維の含有量が20質量%〜40質量%であり、前記編製体を構成する糸の全質量に対する前記セルロース系繊維の含有量が25質量%〜45質量%であり、かつ、前記難燃繊維と前記炭素繊維の総含有量が、前記セルロース系繊維の含有量よりも多い請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の合成皮革。
- 前記接着層と、前記表皮層との間に、さらに、中間層を備える請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の合成皮革。
- 前記中間層が、難燃剤を含有する請求項5に記載の合成皮革。
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