JPWO2019235124A1 - 合成皮革 - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも、基材(i)、接着層(ii)、及び、表皮層(iii)を有する合成皮革であって、前記接着層(ii)及び前記表皮層(iii)が、ともに、アニオン性基の濃度が0.25mmol/g以下であるアニオン性ウレタン樹脂、水、及び、アニオン性界面活性剤を含有するウレタン樹脂組成物により形成されたものであることを特徴とする合成皮革を提供するものである。前記アニオン性界面活性剤としては、アルキルスルホコハク酸塩であることが好ましい。前記アニオン性ウレタン樹脂のアニオン性基の濃度としては、0.005〜0.25mmol/gの範囲であることが好ましく、0.01〜0.2mmol/gの範囲がより好ましい。

Description

本発明は、合成皮革に関する。
ポリウレタン樹脂は、その機械的強度や風合いの良さから、合成皮革(人工皮革含む。)の製造に広く利用されている。この用途においては、これまでN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を含有する溶剤系ウレタン樹脂が主流であった。しかしながら、欧州でのDMF規制、中国や台湾でのVOC排出規制の強化、大手アパレルメーカーでのDMF規制などを背景に、合成皮革を構成する各層用のウレタン樹脂の脱DMF化が求められている。
このような環境に対応するため、ウレタン樹脂が水に分散等したウレタン樹脂組成物が広く検討されている(例えば、特許文献1を参照。)。この特許文献1記載の発明のように、合成皮革の表皮層としては、溶剤系から水系への置換が市場においても徐々に増加しているものの、接着層用のウレタン樹脂の水系化は未だ進んでいない。また、表皮層においても、中和剤による臭気の問題や、ブリード物の抑制など、解決すべき課題が多いのが実情である。
特開2007−119749号公報
本発明が解決しようとする課題は、臭気が少なく、かつ、耐ブリード性に優れる合成皮革を提供することである。
本発明は、少なくとも、基材(i)、接着層(ii)、及び、表皮層(iii)を有する合成皮革であって、前記接着層(ii)及び前記表皮層(iii)が、ともに、アニオン性基の濃度が0.25mmol/g以下であるアニオン性ウレタン樹脂、水、及び、アニオン性界面活性剤を含有するウレタン樹脂組成物により形成されたものであることを特徴とする合成皮革を提供するものである。
本発明の合成皮革は、臭気が少なく、及び、耐ブリード性に優れるものである。
また、接着層(ii)および表皮層(iii)に特定のウレタン樹脂を用いることで、前記効果に加えて、更に耐加水分解性にも優れる合成皮革を得ることができる。
よって、本発明の合成皮革は、様々な用途に使用することができ、特に、これまで溶剤系から水系への置換が困難とされてきた自動車内装材、家具、スポーツシューズ等の高耐久性を要する用途への使用が可能である。
本発明の合成皮革は、少なくとも、基材(i)、接着層(ii)、及び、表皮層(iii)を有するものである
前記接着層(ii)及び前記表皮層(iii)は、ともに、アニオン性基の濃度が0.25mmol/g以下であるアニオン性ウレタン樹脂、水、及び、アニオン性界面活性剤を含有するウレタン樹脂組成物により形成されることが必須である。
前記接着層(ii)及び表皮層(iii)に用いるウレタン樹脂のアニオン性基の濃度が、ともに0.25mmol/g以下であることにより、中和剤として広く用いられるアミン化合物の使用量を低減することができ、臭気の問題を抑制することができる。また、アニオン性界面活性剤を用いることで、アニオン性基を少なくしても、ウレタン樹脂の水分散安定性を向上することができ、加えて、そのアニオン性基がウレタン樹脂のアニオン性基と水素結合しやすいため、ブリード物を抑制することができる。また、接着層(ii)及び表皮層(iii)に似た構成のウレタン樹脂組成物を用いることで、接着層(ii)と表皮層(iii)との間の優れた接着性も得ることができる。
前記アニオン性ウレタン樹脂のアニオン性基の濃度としては、水分散安定性を維持しつつ、より一層臭気が抑制できる点から、0.005mmol/g以上が好ましく、0.01mmol/g以上がより好ましく、0.25mmol/g以下が好ましく、0.2mmol/g以下がより好ましく、0.005〜0.25mmol/gの範囲であることが好ましく、0.01〜0.2mmol/gの範囲がより好ましい。なお、前記アニオン性ウレタン樹脂のアニオン性基の濃度は、前記アニオン性基を有するウレタン樹脂を製造するために用いる原料由来のアニオン性基のモル数を、アニオン性ウレタン樹脂を構成する各原料の合計質量で除した値を示す。
前記アニオン性ウレタン樹脂におけるアニオン性基の導入方法としては、例えば、カルボキシル基を有するグリコール化合物及びスルホニル基を有する化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を原料として用いる方法が挙げられる。
前記カルボキシル基を有するグリコール化合物としては、例えば、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−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−吉草酸等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記スルホニル基を有する化合物としては、例えば、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンスルホン酸、2,6−ジアミノベンゼンスルホン酸、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチルスルホン酸等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記カルボキシル基及びスルホニル基は、水性ウレタン樹脂組成物中で、一部又は全部が塩基性化合物に中和されていてもよい。前記塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン;モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等のアルカノールアミン;ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム等を含む金属塩基化合物などを用いることができる。
前記接着層(ii)及び表皮層(iii)を形成するウレタン樹脂組成物に含まれる前記アニオン性ウレタン樹脂としては、具体的には、例えば、前記したアニオン性基を有するウレタン樹脂を製造するために用いる原料、ポリイソシアネート、ポリオール、及び、伸長剤の反応物を用いることができる。
前記アニオン性基を有するウレタン樹脂を製造するために用いる原料の使用量としては、より一層優れた耐薬品性および耐加水分解性が得られる点から、ポリオール中0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.3質量%以上が更に好ましく、10質量%以下が好ましく、7質量%以下がより好ましく、4質量%以下が更に好ましく、0.05〜10質量%の範囲であることが好ましく、0.1〜7質量%の範囲がより好ましく、0.3〜4質量%の範囲が更に好ましい。
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ポリイソシアネート;フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、カルボジイミド化ジフェニルメタンポリイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネートを用いることができる。これらのポリイソシアネートは単独で用いても2種以上を併用してもよい。接着層(ii)用としては、これらの中でも、より一層優れた接着性が得られる点から、イソホロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、及び、ヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれる1種以上のポリイソシアネートを用いることがより好ましい。表皮層(iii)としては、これらの中でも、より一層優れた耐光性が得られる点から、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及び、ヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれる1種以上のポリイソシアネートを用いることがより好ましい
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ダイマージオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、より一層優れた耐薬品性および耐加水分解性が得られる点から、ポリカーボネートポリオール、及び/又は、ポリエールポリオールを用いることが好ましく、ポリカーボネートポリオール、及び/又は、ポリプロピレンポリオールがより好ましい。
前記ポリカーボネートポリオールとしては、より一層優れた耐薬品性および耐加水分解性が得られる点から、ヘキサンジオール及び/又はε−カプロラクトンを原料とするポリカーボネートポリオールを用いることが好ましい。
前記ポリオールの数平均分子量としては、より一層優れた耐薬品性、及び、機械的強度が得られる点から、500〜100,000の範囲であることが好ましく、800〜10,000の範囲がより好ましい。なお、前記ポリオールの数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記鎖伸長剤としては、例えば、分子量が50以上500未満の水酸基を有する鎖伸長剤、アミノ基を有する鎖伸長剤等を用いることができる。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記水酸基を有する鎖伸長剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の脂肪族ポリオール化合物;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等の芳香族ポリオール化合物;水などを用いることができる。これらの鎖伸長剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記アミノ基を有する鎖伸長剤としては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、アジピン酸ジヒドラジド等を用いることができる。これらの鎖伸長剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記鎖伸長剤としては、より一層優れた耐光性が得られる点から、アミノ基を有する鎖伸長剤を用いることが好ましく、エチレンジアミン、イソホロンジアミン、及び、ヒドラジンからなる群より選ばれる1種以上の鎖伸長剤を用いることが好ましい。
前記鎖伸長剤の使用量としては、皮膜の耐久性、耐薬品性、耐加水分解性、及び、耐光性をより一層向上できる点から、ウレタン樹脂を構成する原料の合計質量中0.01〜20質量%の範囲であることが好ましく、0.05〜10質量%の範囲であることがより好ましい。
前記ウレタン樹脂の製造方法としては、例えば、前記ポリイソシアネート、前記アニオン性基を有するウレタン樹脂を製造するために用いる原料、及び、ポリオールを反応してイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得、次いで、アニオン性基を中和して、その後に水および鎖伸長剤を入れて反応させる方法が挙げられる。これらの反応は、例えば、50〜100℃の温度で3〜10時間行うことが好ましい。
前記ウレタンプレポリマーを製造する際の、前記ポリイソシアネート基が有するイソシアネート基と、前記アニオン性基を有するウレタン樹脂を製造するために用いる原料および前記ポリオールが有する水酸基とのモル比[NCO/OH]としては、接着層(ii)用としては、より一層優れた接着性が得られる点から、0.8以上が好ましく、0.9以上がより好ましく、1.5以下が好ましく、1.3以下がより好ましく、0.8〜1.5の範囲であることが好ましく、0.9〜1.3の範囲がより好ましい。また、表皮層(iii)用としては、より一層優れた耐薬品性、及び、耐加水分解性が得られる点から、1.5を超えることが好ましく、1.7以上がより好ましく、3以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、1.5を超えて3以下であることが好ましく、1.7〜2.5の範囲がより好ましい。
また、前記ウレタン樹脂を製造する際には、有機溶剤を用いてもよい。前記有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル化合物;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル化合物;アセトニトリル等のニトリル化合物;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド化合物;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチルジグリコール、アジピン酸ジエチル等の造膜助剤を用いることができる。これらの有機溶媒は単独で用いても2種以上を併用してもよい。前記有機溶剤としては、アセトン、及び/又は、造膜助剤を用いることが好ましい。なお、前記造膜助剤以外の有機溶剤は、ウレタン樹脂組成物を得る際には蒸留法等によって除去されることが好ましい。
前記アニオン性ウレタン樹脂の重量平均分子量としては、接着層(ii)用としては、より一層優れた接着性が得られる点から、10,000以上が好ましく、30,000以上がより好ましく、400,000以下が好ましく、200,000以下がより好ましく、10,000〜400,000の範囲であることが好ましく、30,000〜200,000の範囲がより好ましい。また、表皮層(iii)としては、より一層優れた耐光性が得られる点から、60,000以上が好ましく、100,000以上がより好ましく、500,000以下が好ましく、300,000以下がより好ましく、60,000〜700,000の範囲であることが好ましく、100,000〜500,000の範囲がより好ましい。なお、前記アニオン性ウレタン樹脂の重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記水としては、イオン交換水、蒸留水等を用いることができる。前記水の含有量としては、作業性、塗工性、及び保存安定性の点から、ウレタン樹脂組成物中30〜90質量%の範囲であることが好ましく、35〜80質量%の範囲がより好ましい。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホコハク酸塩、N−アシルアミノ酸塩、乳酸脂肪酸エステル塩、脂肪酸塩、コハク酸モノグリセライド、ジアセチル酒石酸モノグリセライド、ステアリン酸酒石酸エステル、ステアリン酸クエン酸エステル、クエン酸モノグリセライド、レシチン、リゾレシチン、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アシルN−メチルタウリン塩、フマル酸ステアリルエステルナトリウム、モノグリセリドリン酸塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩等を用いることができる。これらのアニオン性界面活性剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、より一層優れた水分散安定性、及び、耐ブリード性が得られる点から、アルキルスルホコハク酸塩を用いることが好ましい。
前記アルキルスルコハク酸塩としては、例えば、炭素原子数が1〜16、好ましくは2〜14の直鎖状又は分岐状のアルキル基を有するものを用いることができ、アルキル基の数は1〜3の範囲であることが好ましい。これらの中でも、より一層優れた水分散安定性、及び、耐ブリード性が得られる点から、ジオクチルスルホコハク酸塩を用いることが好ましい。
前記塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
前記アニオン性界面活性剤の使用量としては、より一層優れた水分散安定性、及び、耐ブリード性が得られる点から、アニオン性ウレタン樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましく、10質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましく、0.01〜10質量部の範囲であることが好ましく、0.1〜3質量部の範囲がより好ましい。
前記ウレタン樹脂組成物としては、前記アニオン性ウレタン樹脂、前記水、及び、アニオン性界面活性剤以外にも必要に応じて、その他の添加剤を含有してもよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、乳化剤、凝固剤、ウレタン化触媒、シランカップリング剤、充填剤、チキソ付与剤、粘着付与剤、ワックス、熱安定剤、耐光安定剤、蛍光増白剤、発泡剤、顔料、染料、導電性付与剤、帯電防止剤、透湿性向上剤、撥水剤、撥油剤、中空発泡体、難燃剤、吸水剤、吸湿剤、消臭剤、整泡剤、ブロッキング防止剤、加水分解防止剤、増粘剤等を用いることができる。これらの添加剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
次に、本発明の合成皮革について説明する。
本発明の合成皮革は、少なくとも、基材(i)、接着層(ii)、及び、表皮層(iii)を有するものであり、具体的には、例えば、以下の構成が挙げられる。
(1)基材(i)、接着層(ii)、表皮層(iii)
(2)基材(i)、接着層(ii)、中間層、表皮層(iii)
(3)基材(i)、多孔層、接着層(ii)、表皮層(iii)
(4)基材(i)、多孔層、接着層(ii)、中間層、表皮層(iii)
前記基材(i)としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリウレタン繊維、アセテート繊維、レーヨン繊維、ポリ乳酸繊維、綿、麻、絹、羊毛、グラスファイバー、炭素繊維、それらの混紡繊維等による不織布、織布、編み物等の繊維基材;前記不織布にポリウレタン樹脂等の樹脂を含浸させたもの;前記不織布に更に多孔質層を設けたもの;熱可塑性ウレタン(TPU)等の樹脂基材などを用いることができる。
前記多孔層としては、溶剤系ウレタン樹脂組成物を公知の湿式製膜法により形成されたもの;水系ウレタン樹脂組成物を公知の方法により多孔化した等を用いることができる。
前記中間層を形成する材料としては、例えば、公知の水系ウレタン樹脂、溶剤系ウレタン樹脂、無溶剤ウレタン樹脂、水系アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。これらの樹脂は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記表皮層(iii)の上には、傷つき防止等のため、更に表面処理層を設けてもよい。前記表面処理層を形成する材料としては、例えば、公知の水系ウレタン樹脂、溶剤系ウレタン樹脂、無溶剤ウレタン樹脂、水系アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。これらの樹脂は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
次に、前記(1)の構成を有する合成皮革の製造方法について説明する。
前記合成皮革の製造方法としては、例えば、離型処理された基材上に、表皮層形成用のウレタン樹脂組成物を塗工し、乾燥・工程することにより、表皮層(iii)を得、次いで、この表皮層(iii)上に、接着層形成用のウレタン樹脂組成物を塗工し、乾燥させ、接着層(ii)を形成し、これを基材(i)と貼り合わせる方法が挙げられる。また、表皮層(iii)上に、接着層形成用のウレタン樹脂組成物を塗工し、これを基材(i)と貼り合わせた後に乾燥させ、接着層(ii)を形成する方法でも良い。
前記表皮層形成用および接着層形成用のウレタン樹脂組成物を塗工する方法としては、例えば、アプリケーター、ロールコーター、スプレーコーター、T−ダイコーター、ナイフコーター、コンマコーター等を使用する方法が挙げられる。
前記ウレタン樹脂組成物の乾燥方法としては、例えば、40〜130℃で1〜10分行う方法が挙げられる。得られる接着層(ii)および表皮層(iii)の厚さとしては、合成皮革が使用される用途に応じて適宜決定されるが、例えば0.5〜100μmの範囲である。
前記合成皮革を製造した後は、必要に応じて、例えば、30〜100℃で1〜10日エージングしてもよい。
以上、本発明の合成皮革は、臭気が少なく、及び、耐ブリード性に優れるものである。また、接着層(ii)および表皮層(iii)に特定のウレタン樹脂を用いることで、前記効果に加えて、更に耐加水分解性にも優れる合成皮革を得ることができる。
よって、本発明の合成皮革は、様々な用途に使用することができ、特に、これまで溶剤系から水系への置換が困難とされてきた自動車内装材、家具、スポーツシューズ等の高耐久性を要する用途への使用が可能である。
以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
[合成例1]接着層形成用ウレタン樹脂(S−1)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;3,000)200質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(以下、「DMPA」と略記する。)6.4質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル12質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略記する。)28質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.1)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、N,N−ジメチルエタノールアミン4.3質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム2質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水441質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン0.6質量部を加えて反応させ、接着層形成用ウレタン樹脂(S−1)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.20mmol/g)を得た。
[合成例2]接着層形成用ウレタン樹脂(S−2)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA5.6質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル12質量部を70℃で均一に混合した後、トルエンジイソシアネート(以下、「TDI」と略記する。)27質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.1)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、N,N−ジメチルエタノールアミン3.7質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム5質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水442質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン0.7質量部を加えて反応させ、接着層形成用ウレタン樹脂(S−2)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.18mmol/g)を得た。
[合成例3]接着層形成用ウレタン樹脂(S−3)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA4質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル12質量部を70℃で均一に混合した後、TDI23質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.0)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、N,N−ジメチルエタノールアミン3.5質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム5質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水429質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン0.8質量部を加えて反応させ、接着層形成用ウレタン樹脂(S−3)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.13mmol/g)を得た。
[合成例4]接着層形成用ウレタン樹脂(S−4)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA6質量部を70℃で均一に混合した後、IPDI35質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.1)。次いで、このウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを103質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプrポリマー溶液に、トリエチルアミン4.5質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム2質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水454質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン0.7質量部を加えて反応させた。反応終了後、アセトンを減圧下留去することで、接着層形成用ウレタン樹脂(S−4)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.19mmol/g)を得た。
[合成例5]表皮層形成用ウレタン樹脂(X−1)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)100質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;1,000)100質量部、DMPA7質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル16質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート90質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=2.0)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、N,N−ジメチルエタノールアミン4.7質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム3質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水575質量部を加えた後、エチレンジアミン10質量部を加え反応させ、表皮層形成用ウレタン樹脂(X−1)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.18mmol/g)を得た。
[合成例6]表皮層形成用ウレタン樹脂(X−2)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)100質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;1,000)100質量部、DMPA5.5質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル15質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート85質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=2.0)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、トリエチルアミン4.2質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム6質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水598質量部を加えた後、イソホロンジアミン26質量部を加え反応させ、表皮層形成用ウレタン樹脂(X−2)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.14mmol/g)を得た。
[合成例7]表皮層形成用ウレタン樹脂(X−3)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA6.3質量部、ジプロピレングリコールジメチルエーテル14質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート65質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=2.0)。次いで、このウレタンプレポリマー溶液に、N,N−ジエチルエタノールアミン5.5質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム3質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水523質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン7質量部を加え反応させ、表皮層形成用ウレタン樹脂(X−3)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.17mmol/g)を得た。
[合成例8]表皮層形成用ウレタン樹脂(X−4)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)100質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;1,000)100質量部、DMPA8質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート93質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た(NCO/OH=2.0)。次いで、得られたウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを129質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプレポリマー溶液にトリエチルアミン6質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中にカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム2質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水581質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン10質量部を加え反応させた。反応終了後、アセトンを減圧留去することによって、表皮層形成用ウレタン樹脂(X−4)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.20mmol/g)を得た。
[比較合成例1]接着層形成用ウレタン樹脂(SR−1)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA15質量部を70℃で均一に混合した後、IPDI52質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.1)。次いで、このウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを114質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプレポリマー溶液に、トリエチルアミン11.3質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム2質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水501質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン1.1質量部を加えて反応させた。反応終了後、アセトンを減圧下留去することで、接着層形成用ウレタン樹脂(SR−1)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.42mmol/g)を得た。
[比較合成例2]接着層形成用ウレタン樹脂(SR−2)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹込み管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)200質量部、DMPA6質量部を70℃で均一に混合した後、IPDI35質量部を加え、100℃で6時間反応させることで、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た(NCO/OH=1.1)。次いで、このウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを103質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプレポリマー溶液に、トリエチルアミン4.5質量部を加え、ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和した後、ノニオン性乳化剤(株式会社ADEKA製「アデカプルロニックF−68」、以下「ノニオン系」と略記する。)2質量部を加えて、均一に混合した。次いで、イオン交換水454質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン0.7質量部を加えて反応させた。反応終了後、アセトンを減圧下留去することで、接着層形成用ウレタン樹脂(SR−2)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.19mmol/g)を得た。
[比較合成例3]表皮層形成用ウレタン樹脂(XR−1)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)100質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;1,000)100質量部、DMPA20質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート133質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た(NCO/OH=2.0)。次いで、得られたウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを151質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプレポリマー溶液にトリエチルアミン15質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中にカルボキシル基を中和した後、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム2質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水683質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン15質量部を加え反応させた。反応終了後、アセトンを減圧留去することによって、表皮層形成用ウレタン樹脂(XR−1)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.42mmol/g)を得た。
[比較合成例4]表皮層形成用ウレタン樹脂(XR−2)組成物の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計、及び、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流下、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000)100質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;1,000)100質量部、DMPA8質量部を70℃で均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート93質量部を加え、100℃で約6時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た(NCO/OH=2.0)。次いで、得られたウレタンプレポリマーを60℃まで冷却し、アセトンを129質量部加え、均一に溶解した。このウレタンプレポリマー溶液にトリエチルアミン6質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中にカルボキシル基を中和した後、界面活性剤として前記ノニオン系を2質量部加えて均一に混合した。次いで、イオン交換水681質量部を加えた後、80質量%水加ヒドラジン10質量部を加え反応させた。反応終了後、アセトンを減圧留去することによって、表皮層形成用ウレタン樹脂(XR−2)組成物(不揮発分;35質量%、アニオン性基の濃度;0.20mmol/g)を得た。
[実施例1]<合成皮革の製造>
合成例4で得られた表皮層形成用ウレタン樹脂(X−1)組成物100質量部、水分散性黒色顔料(DIC株式会社製「ダイラックHS−9530」)を10質量部、会合型増粘剤(DIC株式会社製「ハイドラン アシスター T10」)を1質量部からなる配合液をフラット離型紙(味の素株式会社製「DN−TP−155T」)上に乾燥後の膜厚が30μmとなる様に塗布し、70℃で2分間、さらに120℃で2分間乾燥させた。
次いで、合成例1で得られた接着層形成用ウレタン樹脂(S−1)組成物100質量部、会合型増粘剤(DIC株式会社製「ハイドラン アシスター T10」)を1質量部、ポリイソシアネート系架橋剤(DIC株式会社製「ハイドラン アシスター C5」)を9質量部からなる配合液を乾燥後の膜厚が50μmとなるように塗布し、70℃で3分間乾燥させた。乾燥後直ちにポリウレタン含浸不織布を貼り合わせた後、120℃で2分間熱処理し、50℃で2日間熟成させてから離型紙を剥離して合成皮革を得た。
[実施例2〜9、比較例1〜6]
用いる表皮層形成用ウレタン樹脂組成物、接着層形成用ウレタン樹脂組成物の種類を表1〜3に変更した以外は、実施例1と同様にして合成皮革を得た。
[数平均分子量および重量平均分子量の測定方法]
合成例で用いたポリオールの数平均分子量、及び、合成例で得られたウレタン樹脂の重要平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定し得られた値を示す。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
[臭気の評価方法]
実施例及び比較例で得られた合成皮革を密閉容器に入れ、温度80℃の条件下で24時間放置した後、蓋をあけて臭気を確認し、以下のように評価した。
「A」;臭気を感じない。
「B」;軽度の臭気を感じる。
「C」;強い臭気を感じる。
[耐ブリード性の評価方法]
実施例及び比較例で得られた合成皮革を、温度70℃、湿度95%の条件下で5週間放置した後の外観を観察し、以下のように評価した。
「A」;外観に異常なし。
「B」;表面に軽度のブリード物が生じていた。
「C」;表面に多量のブリード物が生じていた。
[耐加水分解性の評価方法]
実施例及び比較例で得られた合成皮革を70℃、湿度95%の条件下で5週間放置した。その後の外観観察および指触により、以下のように評価した。
「A」;外観・指触に異常なし。
「B」;外観に艶変化が生じたが、指触では異常は確認されなかった。
「C」;外観に艶変化が生じ、かつ、ベタツキが確認された。
Figure 2019235124
Figure 2019235124
Figure 2019235124
なお、表1〜3中の「SDS」は、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを示す。
実施例1〜9の通り、本発明の合成皮革は、臭気が少なく、摩耗性、耐ブリード性、及び、耐加水分解性に優れるものであった。
一方、比較例1は、接着層(ii)及び表皮層(iii)ともに、アニオン性基の濃度が、本発明で規定する範囲を超えるアニオン性ウレタン樹脂を用いた態様であるが、臭気があり、耐加水分解性も不良であった。
比較例2は、接着層(ii)及び表皮層(iii)ともに、アニオン性界面活性剤の代わりに、ノニオン性界面活性剤を用いた態様であるが、耐ブリード性が不良であった。
比較例3は、表皮層(ii)のみに、アニオン性基の濃度が、本発明で規定する範囲を超えるアニオン性ウレタン樹脂を用いた態様であるが、臭気があった。
比較例4は、表皮層(ii)のみに、アニオン性界面活性剤の代わりに、ノニオン性界面活性剤を用いた態様であるが、耐ブリード性が不良であった。
比較例5は、接着層(ii)のみに、アニオン性基の濃度が、本発明で規定する範囲を超えるアニオン性ウレタン樹脂を用いた態様であるが、臭気があった。
比較例6は、接着層(ii)のみに、アニオン性界面活性剤の代わりに、ノニオン性界面活性剤を用いた態様であるが、耐ブリード性が不良であった。

Claims (2)

  1. 少なくとも、基材(i)、接着層(ii)、及び、表皮層(iii)を有する合成皮革であって、
    前記接着層(ii)及び前記表皮層(iii)が、ともに、アニオン性基の濃度が0.25mmol/g以下であるアニオン性ウレタン樹脂、水、及び、アニオン性界面活性剤を含有するウレタン樹脂組成物により形成されたものであることを特徴とする合成皮革。
  2. 前記アニオン性界面活性剤が、アルキルスルホコハク酸塩である請求項1記載の合成皮革。
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