JP7141517B2 - 合成皮革を形成するための方法 - Google Patents
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Description
元素周期表へのいかなる参照も、CRC Press,Inc.によって1990-1991に発行されたときのものである。この表の或るグループの元素への参照は、グループに番号を付す新たな表記法によるものである。
見掛け密度は、材料の面積あたりの重量を材料の厚さで除算することによって計算され、1立方センチメートルあたりのグラム(g/ccまたはg/cm3)で報告される。面積あたりの重量は、ASTM D3776に従って測定され、1平方メートルあたりのグラム(g/m2)で報告される。厚さは、ASTM D5729に従って測定され、メートルで報告される。海島型複合紡績繊維については、見掛け密度は、海成分を溶解および除去した後に測定される。
Robotic Assistant Deliver(RAD)システムを装備した高温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)システムは、試料調製および試料注入に使用する。濃度検出器は、Polymer Char Inc.(Valencia,Spain)からの赤外線検出器(IR-5)である。データ収集は、Polymer Char DM100データ取得ボックスを使用して実施する。担体溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)である。このシステムには、Agilentのオンライン溶媒脱ガスデバイスが装備されている。カラム区画は、150℃で動作する。カラムは、4つのMixed A LS 30cm、20ミクロンカラムである。溶媒は、およそ200ppmの2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)を含有する窒素パージされた1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)である。流量は1.0mL/分であり、注入量は200μlである。N2パージされ、予熱されたTCB(200ppmのBHTを含有する)中に試料を160℃で2.5時間、穏やかに撹拌しながら溶解させることによって、「2mg/mL」の試料濃度が調製される。
この方法は、テキスタイルを、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを含有する水溶液と接触させて、改質されたテキスタイル成分を形成するステップを含む。
テキスタイルは、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを含有する水溶液と接触する。「テキスタイル」は、天然繊維、人工繊維、およびそれらの組み合わせのネットワークで構成される柔軟な材料である。テキスタイルには、生地および布が含まれる。テキスタイルは、織られているか、または不織であり得る。一実施形態では、テキスタイルは、不織テキスタイルである。不織テキスタイルの非限定的な例は、繊維が絡み合ったテキスタイルである。人工繊維の非限定的な例には、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、およびそれらの組み合わせが含まれる。好適な天然繊維の非限定的な例には、綿、羊毛、麻、およびそれらの組み合わせが含まれる。一実施形態では、テキスタイルは、ポリアミド/ポリエチレン繊維を含有する不織テキスタイルである。
(a)0.10g/cc、もしくは0.20g/cc、もしくは0.25g/cc~0.32g/cc、もしくは0.35g/ccの見掛け密度、および/または
(b)1デニール、もしくは3デニール~5デニールの繊維サイズ、および/または
(c)0.5mm、もしくは1.0mm~1.5mm、もしくは2.0mmの厚さ。
この方法は、テキスタイルを、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを含有する水溶液テキスタイルと接触させることを含む。「カチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマー」(または「CHポリマー」)は、ポリマー骨格に結合したカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーである。ヒドロキシエチルセルロースポリマーのポリマー骨格に結合している好適なカチオン基の非限定的な例には、第四級アンモニウムカチオン基および第四級ホスホニウムカチオン基が含まれる。CHポリマーは、水溶性である。
式中、nが、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースの繰り返し単位の数を指し、
xが、エチレンオキシド(CH2CH2O)の繰り返し単位の数をさし、
yが、第四級アンモニウムカチオン基の繰り返し単位の数をさす。
nは、200~10,000の正の整数であり、
xは、0~30、または1~30の整数であり、
yは、1~10の正の整数である。
(a)CHポリマーは、100,000ダルトン、もしくは250,000ダルトン、もしくは500,000ダルトン、もしくは1,000,000ダルトン~2,000,000ダルトン、もしくは3,000,000ダルトンのMwを有する、および/または
(b)CHポリマーは、0.5重量%、もしくは1.0重量%、もしくは1.5重量%~2.2重量%、もしくは2.5重量%、もしくは3.0重量%、もしくは5.0重量%の窒素を含有する、および/または
(c)2重量%のCHポリマーを含有する水溶液中で測定した場合、50cP、もしくは75cP、もしくは100cP、もしくは200cP、もしくは300cP~500cP、もしくは1,000cP、もしくは5,000cP、もしくは10,000cP、もしくは20,000cP、もしくは30,000cP、もしくは35,000cPの粘度。
この方法は、改質されたテキスタイル成分に水性ポリウレタン分散液を含浸させることを含み、水性ポリウレタン分散液が、第2の界面活性剤を含む。一実施形態では、この方法は、改質されたテキスタイル成分に、アニオン性界面活性剤で外部的に安定化された水性ポリウレタン分散液を含浸させることを含み、水性ポリウレタン分散液が、第2の界面活性剤を含む。
改質されたテキスタイル成分は、第2の界面活性剤を含む水性ポリウレタン分散液で含浸される。
RおよびR’が、脂肪族、芳香族、脂環式、またはそれらの組み合わせであり得る接続基である。
PUDは、第2の界面活性剤を含む。第2の界面活性剤は、PUDを外部的に安定化させるために使用されるアニオン生界面活性剤とは異なる。
nが、1~30である。
PUDは、任意に、添加剤を含有し得る。好適な添加剤の非限定的な例には、増粘剤などのレオロジー調整剤、充填材、UV安定剤、デフォーマ、架橋剤、アクリルラテックス、およびポリオレフィンラテックスが含まれる。PUDがアクリルラテックスまたはポリオレフィンラテックスなどの別のポリマーを含有する場合、PUDから形成された乾燥フィルムは、乾燥フィルムの総体積に基づいて、少なくとも30体積パーセントのポリウレタンを含有する。
(a)10重量%、もしくは11重量%、もしくは15重量%、もしくは20重量%、もしくは21重量%、もしくは30重量%~35重量%、もしくは40重量%、もしくは50重量%、もしくは55重量%、もしくは60重量%の固形分、および/または
(b)0.5重量%、もしくは1.0重量%、もしくは1.5重量%~2.0重量%、もしくは2.5重量%、もしくは3.0重量%、もしくは3.5重量%、もしくは4.0重量%、もしくは4.5重量%、5.0重量%の第2の界面活性剤含有量、および/または
(c)25℃での50cP、もしくは100cP、もしくは150cP、もしくは200cP、もしくは300cP、もしくは400cP、もしくは500cP、もしくは550cP~570cP、もしくは600cP、もしくは700cP、もしくは800cP、もしくは900cP、もしくは1,000cPの粘度、および/または
(d)0.99g/cc、もしくは1.00g/cc、もしくは1.05g/cc~1.10g/cc、もしくは1.20g/ccの密度、および/または
(e)300nm、もしくは350nm、もしくは370nm~380nm、もしくは400nmの平均の体積平均粒径、および/または
(f)0重量%の有機溶媒含有量。
本方法は、改質されたテキスタイル成分に、第2の界面活性剤を含有するPUDを含浸させることを含む。含浸ステップは、CHポリマーを含有する水溶液との接触ステップの後に起こる。好適な含浸プロセスの非限定的な例には、ディッピング、浸漬、ブラッシング、噴霧、またはドクターブレードが含まれる。一実施形態では、改質されたテキスタイル成分は、PUDに浸漬される。さらなる実施形態では、改質されたテキスタイル成分は、PUDに30秒、または1分~90秒、または2分、または5分、または10分間浸漬され、水溶液は、20℃、または23℃~25℃、または30℃の温度を有する。
一実施形態では、この方法は、合成皮革を形成することを含む。
(a)合成皮革の総重量に基づいて、20重量%、もしくは30重量%、もしくは40重量%、もしくは50重量%~60重量%、もしくは70重量%のポリウレタンを含有する、および/または
(b)10μm~200μmの平均細孔径、および/または
(c)折り畳み後にしわを呈しない、および/または
(d)4、または5~6の手触りの評価を呈する。
(i)最初に、テキスタイルを、第四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーであるCHポリマーを含む水溶液と接触させて、改質されたテキスタイル成分を形成することであって、
テキスタイルが、
(a)0.10g/cc、もしくは0.20g/cc~0.30g/cc、もしくは0.35g/ccの見掛け密度、および/または
(b)1デニール、もしくは3デニール~5デニールの繊維サイズ、および/または
(c)0.5mm、または1.0mm~1.5mm、または2.0mmの厚さ、の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する不織テキスタイルであり、
水溶液が、
(a)水溶液が、水溶液の総重量に基づいて、0.20重量%、もしくは0.25重量%、もしくは0.40重量%、もしくは0.50重量%、もしくは0.60重量%~0.80重量%、もしくは0.90重量%、もしくは1.00重量%、もしくは1.20重量%、もしくは1.50重量%、もしくは2.0重量%、もしくは3.0重量%の四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーを含有する、および/または
(b)第四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーが、500,000ダルトン、もしくは1,000,000ダルトン~2,000,000ダルトン、または3,000,000ダルトンのMwを有する、および/または
(c)第四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーが、第四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーの総重量に基づいて、0.5重量%、もしくは1.0重量%、もしくは1.5重量%~2.2重量%、もしくは2.5重量%、もしくは3.0重量%、もしくは5.0重量%の窒素を含有する、および/または
(d)水溶液が、第四級アンモニウムカチオン基を有する2重量%のヒドロキシエチルセルロースポリマーを含有する水溶液中で測定された場合、50cP、もしくは75cP、もしくは100cP、もしくは200cP、もしくは300cP~500cP、もしくは1,000cP、もしくは5,000cP、もしくは10,000cP、もしくは20,000cP、もしくは30,000cP、もしくは35,000cPの粘度を有する、の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する、形成することと、
(ii)続いて、改質されたテキスタイル成分に、アニオン性界面活性剤で外部的に安定化された水性ポリウレタン分散液を含浸させることであって、水性ポリウレタン分散液が、第2の界面活性剤を含有し、
アニオン性界面活性剤で外部的に安定化されたPUDが、スルホン酸界面活性剤で外部的に安定化された、ポリエーテルベースの水性ポリウレタン分散液であり、
第2の界面活性剤が、双性イオン界面活性剤(ベタインなど)および非イオン性界面活性剤(アルキルポリグルコシドなど)から選択され、
PUDが、
(a)PUDの総重量に基づいて、10重量%、もしくは11重量%、もしくは15重量%、もしくは20重量%、もしくは21重量%、もしくは30重量%、もしくは35重量%~40重量%、もしくは50重量%、もしくは55重量%、もしくは60重量%の固形分、および/または
(b)0.5重量%、もしくは1.0重量%、もしくは1.5重量%~2.0重量%、もしくは2.5重量%、もしくは3.0重量%、もしくは3.5重量%、もしくは4.0重量%、もしくは4.5重量%、5.0 重量%の第2の界面活性剤含有量、および/または
(c)25℃での50cP、もしくは100cP、もしくは150cP、もしくは200cP、もしくは300cP、もしくは400cP、もしくは500cP、もしくは550cP~570cP、もしくは600cP、もしくは700cP、もしくは800cP、もしくは900cP、もしくは1,000cPの粘度、および/または
(d)0.99g/cc、もしくは1.00g/cc、もしくは1.05g/cc~1.10g/cc、もしくは1.20g/ccの密度、および/または
(e)300nm、もしくは350nm、もしくは370nm~380nm、もしくは400nmの平均の体積平均粒径、および/または
(f)0重量%の有機溶媒含有量、の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する、含浸させることと、
(iii)改質されたテキスタイル成分中にポリウレタンを沈殿させることと、
(iv)合成皮革を形成することであって、
合成皮革が、細孔を含有するポリウレタンマトリックスを有し、合成皮革が、
(a)合成皮革が、合成皮革の総重量に基づいて、20重量%、もしくは30重量%、もしくは40重量%~50重量%、もしくは60重量%、もしくは70重量%のポリウレタンを含有する、および/または
(b)合成皮革が、10μm~200μmの平均細孔径を有する、および/または
(c)合成皮革が、テキスタイルの厚さ全体に分散したポリウレタンマトリックスを含有する、および/または
(d)合成皮革が、ポリウレタンマトリックス全体、さらには合成皮革全体に均一な細孔分布を呈する、および/または
(e)折り畳みの後にしわを呈さない、および/または
(f)4、または5~6の手触り評価を呈する、の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する、形成することと、を含み、
ステップ(i)および(ii)が、順次に行われ、
この方法が、任意に、
改質されたテキスタイル成分をローラーに通過させる、および/または
改質されたテキスタイル成分にPUDを含浸させる前に、改質されたテキスタイル成分から水を除去する、および/または
改質されたテキスタイル成分にPUDを含浸させる前に、70℃~120℃の温度のオーブン内で5分~60分間乾燥させることにより、改質されたテキスタイル成分から水を除去する、および/または
合成皮革をローラーに通過褪せる、および/または
合成皮革を100℃の蒸気に1分、もしくは2分~3分、もしくは4分、もしくは5分、もしくは10分、もしくは20分、もしくは30分間曝す、および/または
合成皮革を80℃、もしくは90℃~100℃、もしくは110℃、もしくは120℃、もしくは130℃のオーブン内で10分、もしくは15分~20分、もしくは30分、もしくは40分、もしくは60分、もしくは70分、もしくは90分間乾燥させるなどにより、合成皮革から水分を除去する、および/または
カチオン:アニオン比を0.1、もしくは0.2~0.3、もしくは0.4、もしくは0.5、もしくは1.0、もしくは10に維持する、のうちの1つ以上のステップを含む。
重量16.30gのテキスタイル試料を、固形分54.5%のPUD(SYNTEGRA(商標)YS3000)に室温(25℃)で1分間浸漬する。テキスタイルをPUDから取り出した後、テキスタイルをMathis含浸パダーでプレスする。含浸後、テキスタイルの重さを量る。テキスタイルは、16.75gのPUDを含有する。次に、テキスタイルを100℃の蒸気に15分間曝し、次いでオーブン内で90℃にて15分間、続いて120℃にて15分間乾燥させる。乾燥後、テキスタイルの重さを量る。テキスタイルは、9.13gのポリウレタンを含有する。
PUDは、4.5gのSTANFAX(商標)590を300gのSYNTEGRA(商標)YS3000(固形分54.5%)に室温(25℃)で溶解することにより調製する。PUDは、54.2%の固形分を有する。
PUDは、3.0gのSTANFAX(商標)590を300gのSYNTEGRA(商標)YS3000(固形分54.5%)に室温(25℃)で溶解することにより調製する。PUDは、54.4%の固形分を有する。
実施例4~7は、上で提供された実施例3の手順に従って調製する。実施例3~7についてのPUDおよび水溶液の成分は、以下の表1Bに提供する。
各合成皮革の特性を以下の表2に提供する。
Claims (10)
- 方法であって、
(i)最初に、テキスタイルを、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを含む水溶液と接触させて、改質されたテキスタイル成分を形成することと、
(ii)続いて、前記改質されたテキスタイル成分に、アニオン性界面活性剤で外部的に安定化された水性ポリウレタン分散液を含浸させることであって、前記水性ポリウレタン分散液が、第2の界面活性剤を含む、含浸させることと、
(iii)前記改質されたテキスタイル成分中に前記ポリウレタンを沈殿させることと、を含む方法。 - (iv)合成皮革を形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 第四級アンモニウムカチオン基を有するヒドロキシエチルセルロースポリマーであるカチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを選択することを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 100,000ダルトン~3,000,000ダルトンの重量平均分子量(Mw)を有するカチオン性ヒドロキシエチルセルロースポリマーを選択することを含む、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の界面活性剤を、双性イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することを含む、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の界面活性剤を前記水性ポリウレタン分散液に溶解することと、
前記水性ポリウレタン分散液の総重量に基づいて、0.5重量%~5.0重量%の前記第2の界面活性剤を含む前記水性ポリウレタン分散液を形成することと、を含む、請求項1~5のいずれかに記載の方法。 - カチオン:アニオン比を0.1~10に維持することを含む、請求項1~6のいずれかに記載の方法。
- 前記改質されたテキスタイル成分に前記水性ポリウレタン分散液を含浸させる前に、前記改質されたテキスタイル成分を乾燥させることを含む、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
- 35重量%~70重量%のポリウレタンを含む合成皮革を形成することを含む、請求項1~8のいずれかに記載の方法。
- 請求項1~9のいずれかに記載の方法によって製造される合成皮革。
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