JPWO2015076204A1 - シート状物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)極細繊維を含む繊維質基材ならびに
前記繊維質基材へのバインダーとして、ポリウレタン樹脂を含有し、
前記ポリウレタン樹脂は、高分子ポリオール由来の構造を含有し、前記高分子ポリオール由来の構造はポリカーボネートポリオール由来の構造を含有し、
下記(I)〜(III)を満足するか、(I)、(II)および(IV)を満足するものであるシート状物。
(I)前記ポリウレタン樹脂の分子に、カーボネート結合とエーテル結合および/またはエステル結合とを含有する。
(II)ポリウレタン樹脂におけるウレタン基とウレア基の合計が、7〜11質量%である。
(III)前記ポリカーボネートポリオール由来の構造を与えるポリカーボネートポリオールの80〜100質量%が、融点が20℃以下のポリカーボネートポリオールである。(IV)前記ポリカーボネートポリオール由来の構造を与えるポリカーボネートポリオールの80〜100質量%が、炭素骨格が異なる2種以上の多価アルコールが共重合されたポリカーボネートポリオールである。
本発明のシート状物の好ましい実施の形態として以下のものがある。
(2)(I)〜(IV)を満足する前記シート状物。
(3)圧縮率が13〜20%であり、かつ、圧縮弾性率が55〜75%である前記いずれかのシート状物
(4)前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール20〜90質量%に由来するものである前記いずれかのシート状物。
(5)前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール20〜80質量%に由来するものである前記いずれかのシート状物。
(6)前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオールとポリエーテルポリオールとから由来するものを含む請求項1〜4いずれかに記載のシート状物。
(7)前記バインダーがさらにアニオン系および/またはカチオン系の乳化剤を含有する前記いずれかのシート状物。
(8) 前記ポリウレタン樹脂の20℃の温度における貯蔵弾性率が1〜70MPaであり、かつtanδが0.05〜0.30である前記いずれかのシート状物。
(9)前記ポリウレタン樹脂を構成する、融点が20℃以下のポリカーボネートポリオールまたは炭素骨格が異なる2種以上の多価アルコールが共重合されたポリカーボネートポリオールが、40℃における粘度が10,000〜50,000mPa・sである請前記いずれかのシート状物。
本発明のシート状物は極細繊維を含む繊維質基材ならびに
前記繊維質基材へのバインダーとしてポリウレタン樹脂を含有する。有機化合物に結合した水酸基とイソシアネート基とは反応して、ウレタン結合を形成する。したがってポリウレタン樹脂は、少なくとも水酸基を2個有する化合物(ポリオール)を原料とする。そして本発明のポリウレタン樹脂は、高分子ポリオール由来の構造を含有し、さらに前記高分子ポリオール由来の構造はポリカーボネートポリオール由来の構造を含有する。
そしてこのポリウレタン樹脂は下記(I)〜(III)を満足する。
(I)前記ポリウレタン樹脂の分子に、カーボネート結合とエーテル結合および/またはエステル結合とを含有する。
(II)前記ポリカーボネートポリオール由来の構造を与えるポリカーボネートポリオールの80〜100質量%が、融点が20℃以下のポリカーボネートポリオールである。
(III)ポリウレタン樹脂におけるウレタン基とウレア基の合計が、7〜11質量%である。
まず本発明の繊維質基材について説明する。
[ポリウレタン樹脂]
本発明でシート状物のバインダーとして用いられるポリウレタン樹脂は、ポリカーボネートポリオール由来の構造を含有する高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネートと、必要に応じて添加される鎖伸長剤との反応により得られるものである。ここで高分子ポリオールとは主鎖が重合構造をとっているポリオールのことをいう。重合構造は単独重合であっても共重合であってもいい。高分子ポリオールは数平均分子量(以下、Mnと略記することがある。)が500以上であることが好ましい。
i)炭素数2〜12の、直鎖または分岐の脂肪族2価アルコール
例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の直鎖アルコール;1,2−、1,3−又は2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,7−ヘプタンジオール、3−メチル−1,7−ヘプタンジオール、4−メチル−1,7−ヘプタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3−メチル−1,8−オクタンジオール及び4−メチルオクタンジオール等の分岐アルコール
ii)炭素数6〜20の脂環式2価アルコール
例えば、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘプタンジオール、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジオキサン、2,7−ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、1,4−ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン
iii)炭素数8〜20の芳香環含有2価アルコール
例えば、m−またはp−キシリレングリコール、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン
iv)炭素数3〜20の3価アルコール
例えば、脂肪族トリオール(グリセリンおよびトリメチロールプロパン)
v)炭素数5〜20の4〜8価アルコール
例えば、脂肪族ポリオール(ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリンおよびジペンタエリスリトール
vi)糖類
例えば、ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシドおよびそれらの誘導体。
ここで多価アルコールは2種以上使用することが好ましい。
i)脂肪族ジカルボン酸
例えば、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、フマル酸およびマレイン酸
ii)脂環式ジカルボン酸
例えば、ダイマー酸
iii)芳香族ジカルボン酸
例えば、テレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸
iv)3価またはそれ以上のポリカルボン酸
例えば、トリメリット酸及びピロメリット酸
v)上に示した酸の無水物
無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸および無水トリメリット酸
vi)上に示した酸のハロゲン化物
例えば、アジピン酸ジクロライド
vii)上に示した酸の低分子量アルキルエステル
例えば、コハク酸ジメチルおよびフタル酸ジメチル
さらに上記化合物の併用ができる。これらのうちで特に好ましいものは、脂肪族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体である。
i)アニオン性基としてカルボキシル基を有する炭素数が2〜10の化合物
例えばジアルキロールアルカン酸(具体的には2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールヘプタン酸および2,2−ジメチロールオクタン)、酒石酸およびアミノ酸(具体的には、グリシン、アラニンおよびバリン)、
ii)アニオン性基としてスルホ基を有する炭素数が2〜16の化合物
例えば、3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸およびスルホイソフタル酸ジ(エチレングリコール)エステル等
iii)アニオン性基としてスルファミン酸基を有する炭素数が2〜10の化合物
例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシルエチル)スルファミン酸等
そして、上記化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。
i)炭素数1〜20の3級アミノ基含有ジオール
例えば、N−アルキルジアルカノールアミン(例えばN−メチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミンおよびN−メチルジプロパノールアミン)ならびにN,N−ジアルキルモノアルカノールアミン(例えば、N,N−ジメチルエタノールアミン)
そして上記化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。
i)水
ii)炭素数2〜20の多価アルコール
iii)炭素数2〜36の脂肪族ポリアミン
例えばエチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミン等のアルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキシレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチエレンヘキサミンおよびヘキサエチレンヘプタミン等のポリ(重合度2〜6)アルキレン(炭素数2〜6)ポリ(n=3〜7)アミン
iv)炭素数6〜20の脂環式ポリアミン
例えば、1,3−または1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−または2,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン及びイソホロンジアミン
v)炭素数6〜20の芳香族ポリアミン
例えば、1,3−又は1,4−フェニレンジアミン、2,4−又は2,6−トリレンジアミン、4,4’−又は2,4’−メチレンビスアニリン
vi)炭素数3〜20の複素環式ポリアミン
例えば、2, 4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、ピペラジン及びN−アミノエチルピペラジン
vii)ヒドラジンまたはその誘導体
例えば二塩基酸ジヒドラジド(さらに例えば、アジピン酸ジヒドラジド)
viii)炭素数2〜20のアミノアルコール類
例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノールおよびトリエタノールアミン。
i)炭素数1〜20の1価アルコール
例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、オクタノール、デカノール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールおよびステアリルアルコール
ii)炭素数1〜20のモノアルキルアミン
例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミンおよびモノオクチルアミンならびにモノエタノールアミン
iii)炭素数2〜20のジアルキルアミン
例えば、ジエチルアミン、ジブチルアミン、
iv)モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン
例えば、ジエタノールアミンおよびジイソプロパノールアミン。
1,3−または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート(以下、トリレンジイソシアネートをTDIと略記することがある。)、粗製TDI、4,4’−または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、ジフェニルメタンジイソシアネートをMDIと略記することがある。)、粗製MDI、ポリアリールポリイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、およびm−またはp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート。
が挙げられる。
(i)顔料
例えばカーボンブラック
(ii)酸化防止剤
例えば、ヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等の酸化防止剤
(iii)紫外線吸収剤
例えば、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系およびベンゾエート系の紫外線吸収剤
(iv)耐候安定化剤
例えば、ヒンダードアミン系耐候安定剤
(v)柔軟撥水剤
例えば、ポリシロキサン、変性シリコーンオイル等のシリコーン化合物、アクリル酸のフロロアルキルエステル系重合体等のフッ素化合物等の柔軟撥水剤(vi)湿潤剤(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の湿潤剤
(vii)消泡剤
例えば、オクチルアルコール、ソルビタンモノオレート、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性シリコーン、弗素変性シリコーン
(viii)充填剤
例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、タルク、セラミックス、樹脂等の微粒子、中空ビーズ
(ix)難燃剤
例えば、ハロゲン系、リン系、アンチモン系、メラミン系、グアニジン系、グアニル尿素系、シリコーン系および無機系の難燃剤
(x)発泡剤
例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(例:三協化成製“セルマイク(登録商標。以下同じ。)A”)、アゾジカルボンアミド(例:三協化成製“セルマイクCAP)、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(例:三協化成製“セルマイクS”)、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(例:永和化成製“セルラーGX”)等の有機系発泡剤
さらに炭酸水素ナトリウム(例:三協化成製“セルマイク266” (登録商標))等の無機系発泡剤
(xi)粘度調整剤および可塑剤
例えば、フタル酸エステル、アジピン酸エステル
(xii)離型剤
例えば、ワックス系、金属石鹸系、またはこれらの混合系の離型剤。
一方、E’’/E’( E’’は損失弾性率であり粘性性質を示す)で示されるtanδは、ポリウレタン樹脂の弾性性質を基準とするときの粘性性質の割合を意味する。tanδが小さすぎると、E’同様に、シート状物の折れシワ回復性が乏しくなり、0.3より大きいとシート状物の風合が硬くなる。
次に、本発明で用いられるポリウレタン樹脂の製造方法について説明する。有機溶剤溶解型ポリウレタン樹脂を製造する方法としては、例えば、活性水素を有する化合物と有機ポリイソシアネート成分とを以下の有機溶剤中で反応させる方法が挙げられる。
i)活性水素を有する化合物と有機ポリイソシアネート成分と有機溶剤とを一括して反応容器に仕込み反応させる方法。
ii)有機溶剤の存在下に活性水素を有する化合物と有機ポリイソシアネート成分とを分割して反応系に投入し、多段反応をさせる方法。
iii)予め混合した活性水素を有する化合物と有機ポリイソシアネートと有機溶剤とからなる組成物を加熱された多軸押出し機中を通過させて反応させる方法。
触媒としては以下のものが例示される。
i)アミン触媒
例えばトリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミンおよび米国特許第4524104号明細書に記載されているシクロアミジン類(例えば1,8−ジアザ−ビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン(製品としては、サンアプロ社製「DBU」)
ii)錫系触媒
例えばジブチル錫ジラウリレート、ジオクチル錫ジラウリレートおよびオクチル酸錫
iii)チタン系触媒
例えばテトラブチルチタネート
iv)ビスマス系触媒
例えばトリオクチル酸ビスマス。
例えば、ナトリウム、カリウムおよびリチウム)の水酸化物が挙げられる。
多価アルコールの脂肪酸エステル(アルコール価数は3〜8が好ましく。アルコールの炭素数は2〜30が好ましい。脂肪酸の炭素数は8〜24が好ましい。)
例えば、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレエート、ソルビタンモノラウレートおよびソルビタンモノオレエートおよびアルキル(炭素数4〜24)ポリ(重合度1〜10)グリコシド。
i)エーテルカルボン酸またはその塩(エーテル結合を形成する炭化水素基の炭素数としては8〜24が好ましい。)
例えば、ラウリルエーテル酢酸ナトリウムおよび(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム
ii)硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル(これらの炭素数としては8〜24が好ましい。)ならびにこれらの塩
例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミンおよび(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム
iii)炭化水素基を有するスルホン酸塩(炭素数数としては8〜24が好ましい。)
例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム。
iv)炭化水素基を1個または2個有するスルホコハク酸塩(炭化水素基の炭素数は8〜24が好ましい。)
v) 炭化水素基を有するリン酸エステルまたはエーテルリン酸エステルおよびそれらの塩(炭化水素基の炭素数としては8〜24が好ましい)
例えば炭素数8〜24の炭化水素基を有するリン酸エステルまたはエーテルリン酸エステルおよびそれらの塩
例えば、ラウリルリン酸ナトリウムおよび(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム
(vi) 炭化水素基を有する脂肪酸塩(炭化水素基の炭素数としては8〜24が好ましい。)
例えば、ラウリン酸ナトリウムおよびラウリン酸トリエタノールアミン
(vii)炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩(炭化水素基の炭素数としては8〜24が好ましい。)
例えば、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸トリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸ナトリウムおよびラウロイルメチル−β−アラニンナトリウム等。
(i)第4級アンモニウム塩
例えば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウムおよびエチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム
(ii)アミンの塩
例えば、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩およびオレイルアミン乳酸塩。
i)ベタイン型両性界面活性剤
例えば、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタインおよびラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタインヒドロキシプロピルリン酸ナトリウム等
ii)アミノ酸型両性界面活性剤
例えば、β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム。
デンプンおよびその誘導体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体などの糖の誘導体。
ポリアクリル酸ソーダ等のカルボキシル基含有(共)重合体。
米国特許第5906704号明細書に記載されているウレタン基またはエステル基を有する乳化分散剤。
水分散型ポリウレタン樹脂を浸漬した後の凝固方法は、乾熱、湿熱および湿式凝固等の方法を使用することができる。また、特に限定されないが、水分散型ポリウレタンに感熱凝固剤(ポリウレタン樹脂を100℃以下の温度にて凝固させる助剤)を併用することにより、ポリウレタン樹脂に感熱凝固性を付与することができる。それをさらに湿熱処理することによりポリレタン樹脂を凝固することができる。この場合、乾燥時に水分蒸発とともにポリウレタン樹脂が繊維基材表層へ偏在化するという現象を抑制し、繊維基材にポリウレタン樹脂を均一に含浸させることができる。
i)アルカリ金属炭酸塩
例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムおよび炭酸リチウム
ii)アルカリ金属硫酸塩
例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウム
iii)アルカリ金属硝酸塩
例えば硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウム
iv)アルカリ金属リン酸塩
例えば、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムおよびリン酸カリウム
v)アルカリ金属亜硫酸塩
例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムおよび亜硫酸カリウム
vi)アルカリ金属のハロゲン化物
例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化カリウムおよびフッ化カリウム。
i)アルカリ土類金属炭酸塩
例えば、炭酸カルシウム
ii)アルカリ土類金属硫酸塩
例えば、硫酸カルシウム
iii)アルカリ土類金属硝酸塩
例えば、硝酸カルシウム
iv)アルカリ土類金属リン酸塩
例えば、リン酸水素カルシウム
v)アルカリ土類金属亜硫酸塩
例えば、亜硫酸カルシウム等
vi)アルカリ土類金属ハロゲン化物
例えば、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウムおよびフッ化カルシウム。
(1)シート状物の風合い:
A.圧縮率
シート状物の柔軟性の指針として、JIS L1096−8.20(2010)記載の圧縮率測定方法に基づき、3cm×3cmの試験片を3枚重ねて、標準圧力50gf/cm2(4.9kPa)の下で1分間放置して厚さ(T0:mm)を測定し、次に300gf/cm2(29.4kPa)の圧力下で1分間放置して厚さ(T1:mm)を測定した。前述の測定方法で測定した厚みを用い、次の数式を用いて圧縮率(Cr:%)を算出した。
Cr=(T0−T1)/T0×100。
シート状物の折れシワ回復性の指針として、JIS L1096−8.20(2010)記載の圧縮率測定方法に基づき、3cm×3cmの試験片を3枚重ねて、標準圧力50gf/cm2(4.9kPa)の下で1分間放置して厚さ(T0:mm)を測定し、次に300gf/cm2(29.4kPa)の圧力下で1分間放置して厚さ(T1:mm)を測定した。その後、加えた圧力を取り除き、再び前記標準圧力の下で1分間放置した後、厚さ(T2:mm)を測定し、前述の測定方法で測定した厚みを用い、次の数式を用いて圧縮弾性率(Ce:%)を算出した。
Ce=(T2−T1)/(T0−T1)×100。
ポリウレタン樹脂のウレタン基およびウレア基の含有量とは、ポリウレタン樹脂に占めるウレタン基およびウレア基の質量の合計の比率を、次式で計算した値である。
・ウレタン基およびウレア基の含有量(%)=[(ウレタン基(−NHCOO−)及び/またはウレア基(−NHCONH−)及び(−NHCON<)の質量合計)/ポリウレタン樹脂質量]×100。
(3)ポリカーボネートポリオールの粘度測定
ポリカーボネートポリオールを40℃に保持し、回転粘度計(B型粘度計)を用いて30回転/分の回転速度条件下で測定した。
(4)ポリカーボネートポリオールの融点測定
TA Instruments社製DSC Q20を使用して測定した。昇降温は、サンプルを室温から100℃まで20℃/分のスピードで昇温し、次に−100℃まで90℃/分のスピードで冷却し、更に100℃まで20℃/分のスピードで昇温して、吸発熱を観測した。融点は、−80℃から100℃まで昇温する時のDSC曲線における融解による吸熱開始前のベースラインの延長線と、吸熱ピーク上の吸熱開始から吸熱のピークトップまでにおける変曲点を通過する接線との交点の温度を融点として算出した。
ポリウレタン樹脂をDMF溶液に溶解させ、NMR、IR、GC−MS、LC−MS、熱分解GC−MS、SECで分析を行い、ポリウレタンを構成する高分子ポリオールの種類(ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール)および、ポリレタンを与える各種ポリオールの質量比率を算出した。また、そのポリウレタン樹脂がDMFに溶解しにくい場合は、水酸化ナトリウムおよびピリジン等の塩基性条件下で加水分解し、各成分に分解することにより分析を実施した。
貯蔵弾性率E’およびtanδは、膜厚が200μmのポリウレタン樹脂のフィルムについて、貯蔵弾性率測定装置[Rheogel E4000{UBM(株)製}]を使用して周波数11Hzで測定した。
マーチンデール摩耗試験機として、James H.Heal&Co.製のModel 406を用い、また標準摩擦布として同社のABRASTIVE CLOTH SM25を用い、試料に12kPa相当の荷重をかけ、摩耗回数20,000回の条件で摩擦させた。その後の人工皮革の外観を目視で観察し、評価した。評価基準は、人工皮革の外観が摩擦前と全く変化が無かったものを5級とし、毛玉が多数発生したものを1級とし、その間を0.5級ずつに区切った。
シート状物の外観品位は、健康な成人男性と成人女性各10名ずつ、計20名を評価者として、目視と官能評価で下記のように5段階評価し、最も多かった評価を外観品位とした。外観品位は、4級〜5級を良好とした。
5級:均一な繊維の立毛があり、繊維の分散状態は良好で外観は良好である。
4級:5級と3級の間の評価である。
3級:繊維の分散状態はやや良くない部分があるが、繊維の立毛はあり外観はまずまず良好である。
2級:3級と1級の間の評価である。
1級:全体的に繊維の分散状態は非常に悪く、外観は不良である。
[ポリウレタン樹脂組成物Aの調製][ポリウレタン溶液]
撹拌機および加熱装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標) G4672」]173質量部、Mnが2,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG2000」]43質量部、1,4−ブタンジオール9.1質量部および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート71質量部を仕込み、乾燥窒素雰囲気下で80℃の温度に加熱し3時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。続いて容器内を40℃の温度まで冷却した後、DMF650質量部を仕込み均一に溶解し、次にDMF52質量部に水1.3質量部を溶解した溶液を加えて55℃の温度で6時間反応させた後、メタノール1.0質量部を加えて55℃の温度で1時間反応させた。その後、ヒンダードフェノール系酸化防止剤[BASF(株)製「“IRGANOX”(登録商標) 1010」]1.5質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤[BASF(株)製「“TINUVIN”(登録商標) 571」]3.0質量部およびヒンダードアミン系光安定剤[BASF(株)製「“TINUVIN”(登録商標) 144」]3.0質量部を仕込み、均一に溶解させてポリウレタン樹脂組成物Aを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標)T5652」]98質量部、Mnが2,000のTHFと3−メチルテトラヒドロフランの共重合ジオール[保土ヶ谷化学(株)製「PTG−L2000」]98質量部、エチレングリコール1.8質量部および2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物[日本ポリウレタン工業(株)製「“コロネート”(登録商標)T−80」]30質量部を仕込み、乾燥窒素雰囲気下で80℃の温度に加熱し3時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。続いて容器内を40℃の温度まで冷却した後、DMF712質量部を仕込み均一に溶解し、次にDMF52部にイソホロンジアミン7.1質量部を溶解した溶液を加えて55℃の温度で6時間反応させた後、n−ブタノール2.3質量部を加えて55℃の温度で1時間反応させてポリウレタン樹脂組成物Bを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[(株)クラレ製「“クラレポリオール”(登録商標)C−2090」]86質量部、Mnが3,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG3000」]129質量部、1,4−ブタンジオール0.3質量部、HDI 27質量部仕込み、乾燥窒素雰囲気下で80℃の温度に加熱し3時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。続いて容器内を40℃の温度まで冷却した後、DMF710質量部を仕込み均一に溶解し、次にDMF48質量部にエチレンジアミン4.0質量部を溶解した溶液を加えて55℃の温度で6時間反応させた後、メタノール1.0質量部を加えて55℃の温度で1時間反応させてポリウレタン樹脂組成物Cを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標)T5652」]173質量部、Mnが2,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG2000」]115質量部、1,4−ブタンジオール5.1質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸6.7質量部、水添MDI 98質量部およびアセトン214質量部を仕込んだ。続いて乾燥窒素雰囲気下で90℃の温度に加熱し、10時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。反応溶液を40℃の温度に冷却後、ヘキサデシルアルコールのEO14モル付加物4.0質量部およびトリエチルアミン5.0質量部を添加、混合し、更に水500質量部を加え回転子−固定子式方式の機械乳化機で乳化することにより水性分散体を得た。得られた水性分散体に撹拌下、水63質量部にエチレンジアミン2.4質量部を溶解した水溶液を加え、50℃の温度で5時間撹拌して鎖伸長反応を行った。その後、減圧下に65℃の温度でアセトンを留去して、ポリウレタン樹脂組成物Dを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[(株)クラレ製「“クラレポリオール”(登録商標)C−2090」]186質量部、Mnが2,000のTHFと3−メチルテトラヒドロフランの共重合ジオール[保土ヶ谷化学(株)製「PTG−L2000」]152質量部、エチレングリコール2.1質量部、2,2−ジメチロールブタン酸5.7質量部、IPDI 83質量部およびアセトン240質量部を仕込んだ。続いて乾燥窒素雰囲気下で90℃に加熱し、10時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。反応溶液を40℃の温度に冷却後、ヒンダードフェノール系酸化防止剤[BASF(株)製「“IRGANOX”(登録商標) 1010」]0.9質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤[BASF(株)製「“TINUVIN”(登録商標) 571」]1.4質量部、ヒンダードアミン系光安定剤[BASF(株)製「“TINUVIN”(登録商標) 144」]1.8質量部、ヘキサデシルアルコールのEO14モル付加物13.5質量部およびトリエチルアミン4.0質量部を添加、混合し、撹拌しながら水500質量部を1時間かけて加え乳化することで水性分散体を得た。得られた水性分散体に、撹拌下、水48質量部およびアセトン46質量部の混合液に4,4’メチレンビスアニリン8.0質量部を溶解した溶液を加え、50℃の温度で5時間撹拌して鎖伸長反応を行った。その後、減圧下、65℃の温度でアセトンを留去して、ポリウレタン樹脂組成物Eを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標)G4672」]82質量部、Mnが3,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG3000」]185質量部、1,4−ブタンジオール0.1質量部、2,2−ジメチロールブタン酸6.6質量部、IPDI 59質量部およびアセトン222質量部を仕込んだ。続いて乾燥窒素雰囲気下で90℃の温度に加熱し、10時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。反応溶液を40℃の温度に冷却後、ヘキサデシルアルコールのエチレンオキサイド14モル付加物6.9質量部およびトリエチルアミン3.6質量部を添加、混合し、更に水550質量部を加え回転子−固定子式方式の機械乳化機で乳化することにより水性分散体を得た。得られた水性分散体に撹拌下、水98質量部にイソホロンジアミン8.9質量部を溶解した水溶液を加え、50℃の温度で5時間撹拌して鎖伸長反応を行った。その後、減圧下に65℃の温度でアセトンを留去し、カルボジイミド系架橋剤[日清紡績株式会社製「“カルボジライト”(登録商標)E−04」]19質量部を添加、混合してポリウレタン樹脂組成物Fを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標) T6002」]191質量部、1,4−ブタンジオール9.4質量部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート95質量部を仕込み、乾燥窒素雰囲気下で80℃の温度に加熱し3時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。続いて系内を40℃の温度まで冷却した後、DMF650質量部を仕込み均一に溶解し、次にDMF52質量部に水3.1質量部を溶解した溶液を加えて55℃の温度で6時間反応させた後、メタノール1.0質量部を加えて55℃の温度で1時間反応させてポリウレタン樹脂組成物Gを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG2000」]219質量部、エチレングリコール11.0質量部、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの混合物[日本ポリウレタン工業(株)製「“コロネート”(登録商標)T−80」]50質量部およびDMF720質量部を仕込み、乾燥窒素雰囲気下で70℃の温度に加熱して15時間ウレタン化反応させた後、メタノール1.0質量部を加えて55℃の温度で1時間反応させてポリウレタン樹脂組成物Hを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール[旭化成ケミカルズ(株)製「“デュラノール”(登録商標) T5652」]241質量部、1,4−ブタンジオール17.2質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸9.5質量部、水添MDI 130質量部およびアセトン214質量部を仕込んだ。続いて乾燥窒素雰囲気下で90℃の温度に加熱し、10時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。反応溶液を40℃の温度に冷却後、ヒンダードフェノール系酸化防止剤[BASF(株)製「“IRGANOX”(登録商標) 1010」]1.5質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤[BASF(株)製「“TINUVIN”(登録商標) 571」]2.3質量部、ヒンダードアミン系光安定剤[BASF製「“TINUVIN”(登録商標) 144」]2.3質量部、ヘキサデシルアルコールのエチレンオキサイド14モル付加物4.0質量部およびトリエチルアミン8.6質量部を添加、混合し、更に水550質量部を加え、回転子−固定子式方式の機械乳化機で乳化することにより水性分散体を得た。得られた水性分散体に撹拌下、水45質量部にイソホロンジアミン2.8質量部を溶解した水溶液を加え、50℃の温度で5時間撹拌して鎖伸長反応を行った。その後、減圧下に65℃の温度でアセトンを留去して、ポリウレタン樹脂組成物Iを得た。
撹拌機および加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが3,000のポリテトラメチレングリコール[三菱化学(株)製「PTMG3000」]407質量部、2,2−ジメチロールブタン酸13.2質量部、IPDI 80質量部およびアセトン333質量部を仕込んだ。続いて乾燥窒素雰囲気下で90℃の温度に加熱し、10時間ウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造した。反応溶液を40℃の温度に冷却後、ヘキサデシルアルコールのエチレンオキサイド14モル付加物10.0質量部およびトリエチルアミン7.2質量部を添加、混合し、更に水497質量部を加え回転子−固定子式方式の機械乳化機で乳化することにより水性分散体を得た。得られた水性分散体を、50℃の温度で5時間撹拌して鎖伸長反応を行った。その後、減圧下に65℃の温度でアセトンを留去し、オキサゾリン系架橋剤[日本触媒株式会社製「エポクロスWS−500」]20質量部を添加、混合して、ポリウレタン樹脂組成物Jを得た。
海成分としてポリスチレンを用い、島成分としてポリエチレンテレフタレートを用い、海成分20質量%、島成分80質量%の比率で、島数16島/1フィラメント、平均繊維直径20μmの海島型複合繊維を得た。得られた海島型複合繊維を、繊維長51mmにカットしてステープルとし、カードおよびクロスラッパーに通して繊維ウェブを形成した。得られたウェブを積層した後にニードルパンチを行いにより不織布とした。
実施例1の繊維ウェブを積層した後に、撚糸が経緯共に84dtex−72フィラメントからなり、織密度が1インチ当たり96×76(経×緯)の織物を積層繊維ウェブの表裏に重ね合わせた後に、ニードルパンチ処理により不織布とし、極細繊維質量に対するポリウレタン質量を30質量%にした。前記行為以外は、実施例1同様にして試作を行い、目付400g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が14.5%で、圧縮弾性率は69.2%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性はともに良好であった。
ポリウレタン樹脂組成物Bをシート基材に含浸したこと以外は、実施例1同様にして目付300g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が17.5%で、圧縮弾性率は72.3%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性、耐光性はともに良好であった。
ポリウレタン樹脂組成物Cをシート基材に含浸したこと以外は、実施例1同様にして目付196g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が18.0%で、圧縮弾性率は72.8%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性はともに良好であった。
海成分として、5−スルホイソフタル酸ナトリウムを8mol%共重合したポリエチレンテレフタレートを用い、島成分として、ポリエチレンテレフタレートを用い、海成分20質量%、島成分80質量%の比率で、島数16島/1フィラメント、平均繊維直径20μmの海島型複合繊維を得た。得られた海島型複合繊維を、繊維長51mmにカットしてステープルとし、カードおよびクロスラッパーに通して繊維ウェブを形成し、ニードルパンチ処理を行い不織布とした。
ポリウレタン樹脂組成物Eをシート基材に含浸したこと以外は、実施例5同様に試作を行い、目付202g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が14.0%で、圧縮弾性率は65.1%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性はともに良好であった。
実施例5で得られた不織布を、97℃の湯中に浸漬させて収縮させ、100℃で5分間乾燥させ、シートを得た。次に、このシートを、95℃の温度に加熱した濃度5g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して25分間処理を行い、海島型複合繊維の海成分を除去したシートを得た。得られた脱海シートの表面の平均繊維直径は、4.2μmであった。固形分濃度を20%に調整したポリウレタン樹脂組成物Eに炭酸水素ナトリウム(三協化成製「セルマイク266」)をポリウレタン樹脂固形分に対し3質量部、硫酸マグネシウム1質量%添加した液を準備した。前記シートにこの液を含浸させ、温度97℃、湿度100%で5分間処理後、乾燥温度110℃で15分間熱風乾燥させた。島成分質量に対するポリウレタン樹脂質量が35質量%である水分散型ポリウレタン樹脂を付与したシートを得た。その後、エンドレスのバンドナイフを有する半裁機を用いて、得られたシートを厚み方向に垂直に半裁した。半裁してない側の面を120メッシュと240メッシュのサンドペーパーを用いて続いて研削し、起毛処理した。さらにそのシートに対し、サーキュラー染色機を用いて分散染料により染色し還元洗浄を行い、目付232g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が13.3%で、圧縮弾性率は74.1%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性はともに良好であった。
実施例5の海島複合繊維からなる不織布を、カードおよびクロスラッパーを通して繊維ウェブを形成し、得られた繊維ウェブを積層した。さらに撚糸が経緯共に84dtex−72フィラメントからなり、織密度が1インチ当たり96×76(経×緯)の織物を該積層繊維ウェブの表裏に重ね合わせた。その後に、ニードルパンチ処理により不織布とした。その後ポリウレタン樹脂組成物Fをシート基材に含浸し、極細繊維質量に対するポリウレタン質量を30%にした。前に示した各作業以外は、実施例5と同様に試作を行い、目付350g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率15.2%、圧縮弾性率70.2%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性は良好ともにであった。
[実施例9]
実施例8の不織布を、97℃の湯中に浸漬させて収縮させ、100℃で10分間乾燥させ、シートを得た。次いで、得られたシートに、ケン化度99%で重合度が1400のPVA6%濃度の水溶液を付与し、150℃で30分乾燥した。次に、このシートを、95℃の温度に加熱した濃度50g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して20分間処理を行い、海島型複合繊維の海成分を除去したシートを得た。得られたシートの表面の平均繊維直径は、4.2μmであった。固形分濃度を20%に調整したポリウレタン樹脂組成物Eに硫酸マグネシウムをポリウレタン樹脂固形分に対し、1質量%添加した液を準備した。前記シートにこの液を含浸し、温度97℃、湿度100%の湿熱雰囲気下で5分間処理後、乾燥温度110℃で15分間熱風乾燥させた。シートの島成分質量に対するポリウレタン樹脂質量が30質量%である水分散型ポリウレタン樹脂を付与したシートを得た。その後、98℃の温度の熱水中に10分間浸漬させ、付与したPVAを除去した後、100℃の温度で10分間乾燥した。その後、エンドレスのバンドナイフを有する半裁機を用いて、得られたシートを厚み方向に垂直に半裁した。半裁してない側の面を120メッシュと240メッシュのサンドペーパーを用いて続けて研削し、起毛処理した後、サーキュラー染色機を用いて分散染料により染色し還元洗浄を行い、目付340g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が17.1%で、圧縮弾性率は65.9%で風合いが良好であり、外観品位、耐摩耗性および耐光性はともに良好であった。
ポリウレタン樹脂組成物Gをシート基材に含浸したこと以外は、実施例1同様に試作を行い目付250g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が10.8%であり、圧縮弾性率は54.1%であり、風合いは硬めであった。
ポリウレタン樹脂組成物Hをシート基材に含浸したこと以外は、実施例1と同様に試作を行い目付255g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が18.3%であり、圧縮弾性率は70.9%で風合いは良好であったが、強制劣化処理後の摩耗評価においてピリングが発生し、耐光性に乏しい結果であった。
ポリウレタン樹脂組成物Iをシート基材に含浸したこと以外は、実施例5と同様に目付238g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が9.9%であり、圧縮弾性率は49.3%で風合いは硬めであった。
ポリウレタン樹脂組成物Jをシート基材に含浸したこと以外は、実施例5と同様に目付215g/m2のシート状物を得た。得られたシート状物は、圧縮率が15.5%であり、圧縮弾性率は65.2%で風合いは良好であったが、強制劣化処理後の摩耗評価においてピリングが発生し、耐光性に乏しい結果であった。
Claims (10)
- 極細繊維を含む繊維質基材ならびに
前記繊維質基材へのバインダーとして、ポリウレタン樹脂を含有し、
前記ポリウレタン樹脂は、高分子ポリオール由来の構造を含有し、前記高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール由来の構造を含有し、
下記(I)〜(III)を満足するものであるシート状物。
(I)前記ポリウレタン樹脂の分子に、カーボネート結合とエーテル結合および/またはエステル結合とを含有する。
(II)ポリウレタン樹脂におけるウレタン基とウレア基の合計が、7〜11質量%である。
(III)前記ポリカーボネートポリオール由来の構造を与えるポリカーボネートポリオールの80〜100質量%が、融点が20℃以下のポリカーボネートポリオールである。 - 極細繊維を含む繊維質基材ならびに
前記繊維質基材へのバインダーとして、ポリウレタン樹脂を含有し、
前記ポリウレタン樹脂は、高分子ポリオール由来の構造を含有し、前記高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール由来の構造を含有し、
下記(I)、(II)および(IV)を満足するものであるシート状物。
(I)前記ポリウレタン樹脂の分子に、カーボネート結合とエーテル結合および/またはエステル結合とを含有する。
(II)ポリウレタン樹脂におけるウレタン基とウレア基の合計が、7〜11質量%である。
(IV)前記ポリカーボネートポリオール由来の構造を与えるポリカーボネートポリオールの80〜100質量%が、炭素骨格が異なる2種以上の多価アルコールが共重合されたポリカーボネートポリオールである。 - 前記炭素骨格が異なる2種以上の多価アルコールが共重合されたポリカーボネートポリオールの融点が20℃以下である請求項2記載のシート状物。
- 圧縮率が13〜20%であり、かつ、圧縮弾性率が55〜75%である請求項1〜3いずれかに記載のシート状物
- 前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール20〜90質量%に由来するものである請求項1〜4いずれかに記載のシート状物。
- 前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造がポリカーボネートポリオール20〜80質量%に由来するものである請求項1〜5いずれかに記載のシート状物。
- 前記ポリウレタン樹脂に含まれる高分子ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオールとポリエーテルポリオールとから由来するものを含む請求項1〜6いずれかに記載のシート状物。
- 前記バインダーがさらにアニオン系および/またはカチオン系の乳化剤を含有する請求項1〜7いずれかに記載のシート状物。
- 前記ポリウレタン樹脂の膜の20℃の温度における貯蔵弾性率が1〜70MPaであり、かつtanδが0.05〜0.30である請求項1〜8いずれかに記載のシート状物。
- 前記ポリウレタン樹脂を構成する、融点が20℃以下のポリカーボネートポリオールまたは炭素骨格が異なる2種以上の多価アルコールが共重合されたポリカーボネートポリオールが、40℃における粘度が10,000〜50,000mPa・sである請求項1〜9のいずれかに記載のシート状物。
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