KR102409657B1 - 발포 우레탄 시트, 및 합성 피혁 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 우레탄 수지(A), 수성 매체(B), 및 탄소 원자수가 10 이상인 계면활성제(C)를 함유하는 수성 우레탄 수지 조성물에 의해 형성된 것이며, 밀도가 200∼1,000㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 발포 우레탄 시트를 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 적어도, 기재(基材)(ⅰ), 및 폴리우레탄층(ⅱ)을 갖는 합성 피혁으로서, 상기 폴리우레탄층(ⅱ)이, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 발포 우레탄 시트에 의해 형성되어 있는 것임을 특징으로 하는 합성 피혁을 제공하는 것이다. 상기 폴리우레탄층(ⅱ)은, 엠보스 가공되어 있는 것이어도 된다. 상기 계면활성제(C)는, 스테아르산염인 것이 바람직하고, 상기 우레탄 수지(A)는, 음이온성기를 갖는 것이며, 유동 개시 온도가 80℃ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
Description
본 발명은, 발포 우레탄 시트에 관한 것이다.
폴리우레탄 수지는, 우수한 기계적 강도, 및 유연성을 가지므로, 지금까지 코팅제, 접착제 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 그 중에서, 지금까지는 디메틸포름아미드(DMF)를 함유하는 용제계 우레탄 수지가 널리 이용되어 왔지만, DMF의 법적 규제는 해마다 엄격해지고 있어, 약용제화, 수계화, 무용제화 등에 환경 대응 제품의 개발이 급무가 되고 있다.
그 중에서, 우레탄 수지를 수중(水中)에 분산시킨 수계 우레탄(PUD)은 가장 활발히 연구가 행해지고 있다. 이 수계 우레탄을 다양한 용도로 이용할 때에는, 감촉(風合) 등의 향상을 목적으로 발포체로서 성형하는 니즈도 많다. 수계 우레탄에 의해 발포체를 성형하는 방법으로서는, 예를 들면, 마이크로 캅셀을 배합하거나, 이산화탄소 등의 기체를 PUD 배합액에 분산시키는 기계 발포 등이 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 그러나, 마이크로 캅셀을 배합하는 방법으로는, 얻어지는 발포체의 감촉이 불량이 되거나, 마이크로 캅셀의 팽창에 의한 평활성 불량이 문제가 된다. 또한, 기체를 분산시키는 방법으로는, 발포체를 제조하는 과정에서 배합액에 물린 기포(氣泡)가 소실 등 하기 때문에, 거품 사이즈 등의 제어가 곤란하며, 감촉이 양호한 발포체를 안정적으로 얻는 것은 곤란했다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 물을 함유하는 우레탄 수지 조성물을 사용하여, 감촉, 및 인장 강도가 우수한 발포 우레탄 시트를 제공하는 것이다.
본 발명은, 우레탄 수지(A), 물(B), 및 탄소 원자수가 10 이상인 계면활성제(C)를 함유하는 우레탄 수지 조성물에 의해 형성된 것이며, 밀도가 200∼1,000㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 발포 우레탄 시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 적어도, 기재(基材)(ⅰ), 및 폴리우레탄층(ⅱ)을 갖는 합성 피혁으로서, 상기 폴리우레탄층(ⅱ)이, 상기 발포 우레탄 시트에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 합성 피혁을 제공하는 것이다.
본 발명의 발포 우레탄 시트는, 감촉, 및 인장 강도가 우수한 것이다.
또한, 상기 발포 우레탄 시트를 합성 피혁에 응용했을 때에는, 또한, 박리 강도도 우수하며, 또한, 그 표면 상에 의장성이 우수한 엠보스 가공을 균일하게 제작할 수 있는 것이다.
본 발명의 발포 우레탄 시트는, 우레탄 수지(A), 물(B), 및 방향환을 갖지 않으며, 또한 탄소 원자수가 10 이상인 소수부(疎水部)를 갖는 계면활성제(C)를 함유하는 우레탄 수지 조성물에 의해 형성된 것이며, 밀도가 200∼1,000㎏/㎥인 것이다.
상기 우레탄 수지(A)는, 후술하는 물(B) 중에 분산 등 할 수 있는 것이며, 예를 들면, 음이온성기, 양이온성기, 비이온성기 등의 친수성기를 갖는 우레탄 수지; 유화제로 강제적으로 물(B) 중에 분산한 우레탄 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 우레탄 수지(A)는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 제조 안정성의 점에서, 친수성기를 갖는 우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 음이온성기를 갖는 수성 우레탄 수지가 보다 바람직하다.
상기 음이온성기를 갖는 우레탄 수지를 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 카르복시기를 갖는 글리콜 화합물, 및 설포닐기를 갖는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 원료로서 사용하는 방법을 들 수 있다.
상기 카르복시기를 갖는 글리콜 화합물로서는, 예를 들면, 2,2-디메틸올프로피온산, 2,2-디메틸올부탄산, 2,2-디메틸올부티르산, 2,2-디메틸올프로피온산, 2,2-발레르산 등을 사용할 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 설포닐기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 3,4-디아미노부탄설폰산, 3,6-디아미노-2-톨루엔설폰산, 2,6-디아미노벤젠설폰산, N-(2-아미노에틸)-2-아미노에틸설폰산 등을 사용할 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 음이온성기를 갖는 우레탄 수지를 제조하기 위해 사용하는 원료를 사용할 경우의 사용량으로서는, 보다 한층 우수한 수분산 안정성이 얻어지는 점에서, 우레탄 수지(A)의 원료의 합계 질량 중 0.1∼4.8질량%의 범위인 것이 바람직하고, 0.5∼4질량%의 범위인 것이 보다 바람직하고, 1∼3질량%의 범위인 것이 더 바람직하다.
상기 카르복시기 및 설포닐기는, 우레탄 수지 조성물 중에서, 일부 또는 전부가 염기성 화합물에 중화되어 있어도 된다. 상기 염기성 화합물로서는, 예를 들면, 암모니아, 트리에틸아민, 피리딘, 모르폴린 등의 유기 아민; 모노에탄올아민, 디메틸에탄올아민 등의 알칸올아민; 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘 등을 포함하는 금속 염기 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 양이온성기를 갖는 우레탄 수지를 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 아미노기를 갖는 화합물의 1종 또는 2종 이상을 원료로 하여 사용하는 방법을 들 수 있다.
상기 아미노기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 트리에틸렌테트라민, 디에틸렌트리아민 등의 1급 및 2급 아미노기를 갖는 화합물; N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민 등의 N-알킬디알칸올아민, N-메틸디아미노에틸아민, N-에틸디아미노에틸아민 등의 N-알킬디아미노알킬아민 등의 3급 아미노기를 갖는 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 우레탄 수지(A)로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 폴리이소시아네이트(a1), 폴리올(a2), 및 상기한 친수성기를 갖는 수성 우레탄 수지를 제조하기 위해 사용하는 원료의 반응물을 사용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트(a1)로서는, 예를 들면, 페닐렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐폴리이소시아네이트, 카르보디이미드화디페닐메탄폴리이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트; 헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 다이머산디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트 등의 지방족 또는 지환식 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 이들 폴리이소시아네이트는, 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 폴리이소시아네이트(a1)의 사용량으로서는, 제조 안정성, 및 얻어지는 피막의 기계물성의 점에서, 상기 우레탄 수지(A)의 원료의 합계 질량 중 5∼40질량%의 범위인 것이 바람직하고, 10∼30질량%의 범위인 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리올(a2)로서는, 예를 들면, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리아크릴폴리올, 폴리카보네이트폴리올, 폴리부타디엔폴리올 등을 사용할 수 있다. 이들 폴리올은 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 폴리올(a2)의 수평균 분자량으로서는, 얻어지는 피막의 기계적 강도의 점에서, 500∼8,000의 범위인 것이 바람직하고, 800∼4,000의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 폴리올(a2)의 수평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·칼럼 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정한 값을 나타낸다.
상기 폴리올(a2)에는, 필요에 따라, 수평균 분자량이 50∼450인 쇄 신장제(a2')를 병용해도 된다. 상기 쇄 신장제(a2')로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 헥사메틸렌글리콜, 사카로스, 메틸렌글리콜, 글리세린, 소르비톨, 비스페놀A, 4,4'-디히드록시디페닐, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 트리메틸올프로판 등의 수산기를 갖는 쇄 신장제; 에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 이소포론디아민, 1,2-시클로헥산디아민, 1,3-시클로헥산디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 4,4'-디시클로헥실메탄디아민, 3,3'-디메틸-4,4'-디시클로헥실메탄디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 히드라진 등의 아미노기를 갖는 쇄 신장제 등을 사용할 수 있다. 이들 쇄 신장제는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 쇄 신장제(a2')를 사용할 경우의 사용량으로서는, 얻어지는 우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도를 조정하기 쉽고, 보다 한층 우수한 인장 강도가 얻어지는 점에서, 우레탄 수지(A)의 원료의 합계 질량 중 0.8∼4.3질량%의 범위인 것이 바람직하고, 1∼3.5질량%의 범위인 것이 보다 바람직하고, 1.5∼3.2질량%의 범위인 것이 더 바람직하다.
상기 우레탄 수지(A)의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 상기 폴리올(a2), 상기 친수성기를 갖는 우레탄 수지를 제조하기 위해 사용하는 원료, 상기 쇄 신장제(a2'), 및 상기 폴리이소시아네이트(a1)를 일괄로 투입하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 이들 반응은, 예를 들면 50∼100℃에서 3∼10시간 행하는 것을 들 수 있다.
상기 우레탄 수지(A)를 제조할 때의, 상기 폴리올(a2)이 갖는 수산기, 상기 친수성기를 갖는 우레탄 수지를 제조하기 위해 사용하는 원료가 갖는 수산기 및 아미노기, 그리고 상기 쇄 신장제(a2')가 갖는 수산기 및 아미노기의 합계와, 상기 폴리이소시아네이트(a1)가 갖는 이소시아네이트기와의 몰비[이소시아네이트기/(수산기 및 아미노기)]로서는, 0.8∼1.2의 범위인 것이 바람직하고, 0.9∼1.1의 범위인 것이 보다 바람직하다.
상기 우레탄 수지(A)를 제조할 때에는, 상기 우레탄 수지(A)에 잔존하는 이소시아네이트기를 실활(失活)시키는 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트기를 실활시킬 경우에는, 메탄올 등의 수산기를 1개 갖는 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알코올의 사용량으로서는, 우레탄 수지(A) 100질량부에 대하여, 0.001∼10질량부의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 우레탄 수지(A)를 제조할 때에는, 유기 용제를 사용해도 된다. 상기 유기 용제로서는, 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 화합물; 테트라히드로퓨란, 디옥산 등의 에테르 화합물; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 아세트산에스테르 화합물; 아세토니트릴 등의 니트릴 화합물; 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들 유기 용매는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다. 또, 상기 유기 용제는, 최종 우레탄 수지 조성물을 얻을 때에는 증류법 등에 의해 제거되는 것이 바람직하다.
상기 우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도로서는, 후술하는 기포(起泡) 공정에 의해 발생한 거품을 안정적으로 유지하고(특히 건조 공정에 있어서), 안정적으로 발포 우레탄 시트의 밀도를 200∼1,000㎏/㎥의 범위로 할 수 있는 점에서, 80℃ 이상인 것이 바람직하고, 80∼220℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.
상기 우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도를 조정하는 방법으로서는, 주로 후술하는 우레탄 수지(A)의 원료인 폴리올(a2)의 종류, 쇄 신장제(a2')의 사용량, 및 폴리이소시아네이트(a1)의 종류에 따라 조정하는 방법을 들 수 있다. 상기 유동 개시 온도를 높게 조정하는 방법으로서는, 예를 들면, 폴리올(a2)로서 폴리카보네이트폴리올과 같이 결정성이 높은 폴리올을 사용하는 것, 쇄 신장제(a2')의 사용량을 많게 하는 것, 폴리이소시아네이트(a1)로서, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트나 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트와 같이 결정성이 높은 폴리이소시아네이트를 사용하는 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 유동 개시 온도를 낮게 조정하는 방법으로서는, 예를 들면, 폴리올(a2)로서 폴리옥시프로필렌글리콜과 같이 결정성이 낮은 폴리올을 사용하는 것, 쇄 신장제(a2')의 사용량을 적게 하는 것, 폴리이소시아네이트(a1)로서, 이소포론디이소시아네이트나 톨루엔디이소시아네이트와 같이 결정성이 낮은 폴리이소시아네이트를 사용하는 것 등을 들 수 있다. 그러므로, 이들 방법을 적의(適宜) 선택함으로써, 상기 우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도를 조정할 수 있다. 또, 상기 우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도의 측정 방법은, 후술하는 실시예에서 기재한다.
상기 우레탄 수지(A)로서 음이온성기를 갖는 우레탄 수지를 사용할 경우에는, 유동 개시 온도를 조정하기 쉽고, 보다 한층 우수한 거품 유지성, 감촉, 및 인장 강도가 얻어지는 점에서, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 시클로헥실메탄디이소시아네이트, 및 이소포론디이소시아네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리이소시아네이트와, 폴리올(a2)과, 카르복시기를 갖는 글리콜 화합물과, 수산기를 갖는 쇄 신장제(a2')를 포함하는 쇄 신장제의 반응물인 음이온성기를 갖는 우레탄 수지(A-A-1)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 물(B)로서는, 예를 들면, 이온 교환수, 증류수 등을 사용할 수 있다. 이들 물은 단독으로 사용해도 2종 이상을 사용해도 된다.
상기 우레탄 수지(A)와 상기 물(B)의 질량비[(A)/(B)]로서는, 수분산 안정성, 및 작업성의 점에서, 10/80∼70/30의 범위인 것이 바람직하고, 20/80∼60/40의 범위인 것이 보다 바람직하다.
상기 계면활성제(C)는, 기포에 의해 생긴 거품을 소실로부터 방지하기 위해, 방향환을 갖지 않으며, 또한 탄소 원자수가 10 이상인 소수부를 갖는 것을 사용하는 것이 필수이다.
상기 계면활성제(C)로서는, 예를 들면, 하기 일반식(1)으로 표시되는 계면활성제; 지방산염, 숙신산염, 설포숙신산염, 옥타데실설포숙신산염, 설포숙신산에스테르 등을 사용할 수 있다. 이들 계면활성제는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
(식(1) 중, R은 탄소 원자수가 10∼20인 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 알킬기를 나타내고, X는 Na, K, NH4, 모르폴린, 에탄올아민, 또는 트리에탄올아민을 나타냄.)
상기 계면활성제(C)로서는, 상기한 것 중에서도, 보다 한층 우수한 거품 유지성을 가지므로, 상기 일반식(1)으로 표시되는 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하고, 탄소 원자수가 13∼19인 직쇄의 알킬기를 나타내는 것을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 스테아르산염이 더 바람직하다.
상기 계면활성제(C)의 사용량으로서는, 보다 한층 우수한 거품 유지성이 얻어지는 점에서, 상기 우레탄 수지(A)(=고형분) 100질량부에 대하여, 0.01∼10질량부의 범위인 것이 바람직하고, 0.1∼5질량부의 범위가 보다 바람직하다.
상기 우레탄 수지 조성물은, 상기 우레탄 수지(A), 물(B), 및 계면활성제(C)를 필수 성분으로서 함유하지만, 필요에 따라 그 밖의 첨가제를 함유해도 된다.
상기 그 밖의 첨가제로서는, 예를 들면, 가교제, 중화제, 증점제, 우레탄화 촉매, 충전제, 안료, 염료, 난연제, 레벨링제, 블로킹 방지제 등을 사용할 수 있다. 이들 첨가제는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 가교제로서는, 발포 우레탄 시트의 기계적 강도의 향상 등의 목적으로 사용되는 것이며, 예를 들면, 폴리이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 멜라민 가교제, 옥사졸린 가교제 등을 사용할 수 있다. 이들 가교제는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다. 상기 가교제를 사용할 경우의 사용량으로서는, 예를 들면, 상기 우레탄 수지(A)(=고형분) 100질량부에 대하여, 0.01∼100질량부의 범위인 것이 바람직하고, 0.1∼50질량부의 범위가 보다 바람직하고, 0.5∼30질량부의 범위가 더 바람직하고, 1∼10질량부가 특히 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 발포 우레탄 시트의 제조 방법에 대해서 설명한다.
상기 발포 우레탄 시트는, 상기 우레탄 수지 조성물을 기포시켜 기포액을 얻고, 이 기포액을 기재에 도포(塗布)하고, 건조시켜, 200∼1,000㎏/㎥의 밀도를 얻음으로써 제조된다.
상기 우레탄 수지 조성물을 기포시켜 기포액을 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 손에 의한 교반이나, 메커니컬 믹서 등의 믹서를 사용하는 방법을 들 수 있다. 믹서를 사용할 경우에는, 예를 들면, 500∼3,000rpm으로 10초∼3분간 교반시키는 방법을 들 수 있다. 이때, 발포 우레탄 시트의 밀도를 본 발명에서 규정하는 범위로 조정하기 쉬운 점에서, 기포시키기 전후에, 1.3∼7배의 체적으로 하는 것이 바람직하고, 1.2∼2배의 체적으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.3∼1.7배의 체적으로 하는 것이 더 바람직하다.
얻어진 기포액을 이형지 등의 기재에 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 롤 코터, 나이프 코터, 콤마 코터, 어플리케이터 등을 사용하는 방법을 들 수 있다.
상기 도포물의 건조 방법으로서는, 예를 들면, 60∼130℃의 온도에서 30초∼10분간 건조시키는 방법을 들 수 있다.
이상의 방법에 의해 얻어지는 발포 우레탄 시트의 두께로서는, 예를 들면, 5∼200㎛이다.
상기 발포 우레탄 시트의 밀도는, 200∼1,000㎏/㎥인 것이 필수이다. 상기 밀도가 이 범위이면, 우수한 감촉과 인장 강도를 양립한 시트가 된다. 상기 밀도로서는, 발포 우레탄 시트로서 다양한 용도로 이용 가능한 점에서 300∼900㎏/㎥의 범위인 것이 바람직하고, 400∼800㎏/㎥의 범위가 보다 바람직하다. 또, 상기 발포 우레탄 시트의 밀도는, 발포 우레탄 시트의 질량을 체적으로 나눔으로써 산출한 값을 나타낸다.
다음으로, 본 발명의 합성 피혁에 대해서 설명한다.
본 발명의 합성 피혁은, 적어도, 기재(ⅰ), 및 폴리우레탄층(ⅱ)을 갖는 합성 피혁으로서, 상기 폴리우레탄층(ⅱ)이, 상기 발포 우레탄 시트에 의해 형성된 것이다.
상기 합성 피혁의 제조 방법으로서는, 예를 들면,
(X) 상기 우레탄 수지 조성물을 기포시켜 기포액을 얻고, 이 기포액을 이형지 상에 도포하고, 건조시켜, 상기 기재(ⅰ)와 첩합(貼合)하는 방법,
(Y) 상기 우레탄 수지 조성물을 기포시켜 기포액을 얻고, 이 기포액을, 이형지 상에 제작한 표피층 상에 도포하고, 건조시켜, 상기 기재(ⅰ)와 첩합하는 방법,
(Z) 상기 우레탄 수지 조성물을 기포시켜 기포액을 얻고, 이 기포액을 상기 기재(ⅰ) 상에 도포하고, 건조시켜, 필요에 따라, 그 위에, 이형지 상에 제작한 표피층(ⅲ)을 첩합하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 기재(ⅰ)로서는, 예를 들면, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아세테이트 섬유, 레이온 섬유, 폴리젖산 섬유, 면, 마, 견, 양모, 글래스파이버, 탄소 섬유, 그것들의 혼방 섬유등에 의한 부직포, 직포, 편물 등의 섬유 기재; 상기 부직포에 폴리우레탄 수지 등의 수지를 함침시킨 것; 상기 부직포에 추가로 다공질층을 마련한 것; 열가소성 우레탄(TPU) 등의 수지 기재 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리우레탄층(ⅱ)은, 상기 발포 시트에 의해 형성된 것이며, 그 밀도로서는, 보다 한층 우수한 감촉과 박리 강도를 양립한 합성 피혁을 얻을 수 있는 점에서, 300∼900㎏/㎥의 범위인 것이 바람직하고, 400∼800㎏/㎥의 범위가 보다 바람직하다. 또, 상기 폴리우레탄층(ⅱ)의 밀도는, 10㎝ 사방당 합성 피혁의 중량으로부터 10㎝ 사방당 기재(ⅰ)의 중량을 감한 값을, 폴리우레탄층(ⅱ)의 두께로 나눈 값을 나타낸다. 또, 상기 폴리우레탄층(ⅱ)의 밀도는, 상기 우레탄 수지 조성물을 기포 상태에 따라 조정할 수 있다.
상기 표피층(ⅲ)으로서는, 공지(公知)의 재료에 의해 공지의 방법으로 형성할 수 있고, 예를 들면, 용제계 우레탄 수지, 수계 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지 등을 사용할 수 있다. 유연한 감촉, 및 내열성, 내가수분해성을 중시할 경우에는, 폴리카보네이트계 우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 환경 대응에 의한 DMF 저감화를 위해서는, 수계 폴리카보네이트계 우레탄 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 표피층(ⅲ) 상에는, 필요에 따라, 내찰상성(耐擦傷性) 향상 등을 목적으로 표면 처리층(ⅳ)을 마련해도 된다. 상기 표면 처리층(ⅳ)으로서는, 공지의 재료에 의해 공지의 방법으로 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 합성 피혁은, 상기한 감촉 및 인장 강도가 우수한 발포 우레탄 시트를 사용함으로써, 또한 박리 강도도 우수하며, 또한, 그 표면 상에 의장성이 우수한 엠보스 가공을 균일하게 제작할 수 있는 것이다.
상기 폴리우레탄층(ⅱ) 상에 엠보스 가공하는 방법으로서는, 예를 들면, 합성 피혁의 폴리우레탄층(ⅱ) 상에, 요철 모양 등의 의장성을 실시한 이형지를 재치(載置)하고, 예열한 롤 등으로 열 프레스하는 방법; 요철 모양 등의 의장성을 실시한 롤 코터를 사용하여, 열 프레스하는 방법을 들 수 있다. 상기 열 프레스시에는, 예를 들면 50∼200℃에서 롤을 가열할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 이용하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[합성예 1] 우레탄 수지(A-1)의 조제
메틸에틸케톤 3,281질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리카보네이트폴리올(「닛포란 980R」 니혼폴리우레탄 가부시키가이샤제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, 에틸렌글리콜 47질량부와, 디페닐메탄디이소시아네이트(이하, 「MDI」라고 약기함) 344질량부를 용액 점도가 20,000mPa·s에 달할 때까지 70℃에서 반응시킨 후, 메탄올 3질량부를 더하여 반응을 정지시켜 우레탄 수지의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(Hydrophile-Lipophile Balance(이하, 「HLB」라고 약기함); 14) 70질량부와, 트리에틸아민 13질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 800질량부를 더하여 전상유화(轉相乳化)시킴으로써 상기 우레탄 수지(A-1)가 물에 분산한 유화액을 얻었다.
그 다음에, 상기 유화액으로부터 메틸에틸케톤을 유거(留去)함으로써, 우레탄 수지(A-1) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[합성예 2] 우레탄 수지(A-2)의 조제
메틸에틸케톤 3,281질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리에테르폴리올(「PTMG2000」 미쓰비시가케이 가부시키가이샤제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, 에틸렌글리콜 47질량부와, MDI를 344질량부를 용액 점도가 20,000mPa·s에 달할 때까지 70℃에서 반응시킨 후, 메탄올 3질량부를 더하여 반응을 정지시켜 우레탄 수지의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(HLB; 14) 70질량부와, 트리에틸아민 13질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 800질량부를 더하여 전상유화시킴으로써 상기 우레탄 수지(A-2)가 물에 분산한 유화액을 얻었다.
그 다음에, 상기 유화액으로부터 메틸에틸케톤을 유거함으로써, 우레탄 수지(A-2) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[합성예 3] 우레탄 수지(A-3)의 조제
메틸에틸케톤 3,281질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리에스테르폴리올(「프락셀 220」 가부시키가이샤 다이세루제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, 에틸렌글리콜 47질량부와, MDI를 344질량부를 용액 점도가 20,000mPa·s에 달할 때까지 70℃에서 반응시킨 후, 메탄올 3질량부를 더하여 반응을 정지시켜 우레탄 수지의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(HLB; 14) 70질량부와, 트리에틸아민 13질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 800질량부를 더하여 전상유화시킴으로써 상기 우레탄 수지(A-3)가 물에 분산한 유화액을 얻었다.
그 다음에, 상기 유화액으로부터 메틸에틸케톤을 유거함으로써, 우레탄 수지(A-3) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[합성예 4] 우레탄 수지(A-4)의 조제
메틸에틸케톤 1,279질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리카보네이트폴리올(「닛포란 980R」 니혼폴리우레탄 가부시키가이샤제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트(이하, 「H12MDI」라고 약기함) 262질량부를, 이소시아네이트 농도가 1.2질량%에 달할 때까지 70℃에서 반응시켜 우레탄 프리폴리머의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(Hydrophile-Lipophile Balance(이하, 「HLB」라고 약기함); 14) 64질량부와, 트리에틸아민 28질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 2,650질량부를 더하여 전상유화시킴으로써 상기 우레탄 프리폴리머가 물에 분산한 유화액을 얻었다. 얻어진 유화액에 에틸렌디아민 21질량부와 이온 교환수 189부를 혼합하여 쇄 신장 반응함으로써 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
그 다음에, 우레탄 수지 조성물로부터 메틸에틸케톤과 수분을 유거함으로써, 우레탄 수지(A-4) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[합성예 5] 우레탄 수지(A-5)의 조제
메틸에틸케톤 1,279질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리에테르폴리올(「PTMG2000」 미쓰비시가케이 가부시키가이샤제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, H12MDI 262질량부를, 이소시아네이트 농도가 1.2질량%에 달할 때까지 70℃에서 반응시켜 우레탄 수지 프리폴리머(A'-2)의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(Hydrophile-Lipophile Balance(이하, 「HLB」라고 약기함); 14) 64질량부와, 트리에틸아민 28질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 2,650질량부를 더하여 전상유화시킴으로써 상기 우레탄 프리폴리머가 물에 분산한 유화액을 얻었다. 얻어진 유화액에 에틸렌디아민 21질량부와 이온 교환수 189부를 혼합하여 쇄 신장 반응함으로써 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
그 다음에, 우레탄 수지 조성물로부터 메틸에틸케톤과 수분을 유거함으로써, 우레탄 수지(A-5) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[합성예 6] 우레탄 수지(A-6)의 조제
메틸에틸케톤 1,279질량부 및 옥틸산 제1 주석 0.1질량부의 존재 하, 폴리에스테르폴리올(「프락셀 220」 가부시키가이샤 다이세루제, 수평균 분자량; 2,000) 1,000질량부와, 2,2-디메틸올프로피온산 17질량부와, H12MDI 262질량부를, 이소시아네이트 농도가 1.2질량%에 달할 때까지 70℃에서 반응시켜 우레탄 수지 프리폴리머의 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 이 우레탄 수지 용액에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(Hydrophile-Lipophile Balance(이하, 「HLB」라고 약기함); 14) 64질량부와, 트리에틸아민 28질량부를 혼합시킨 후에, 이온 교환수 2,650질량부를 더하여 전상유화시킴으로써 상기 우레탄 프리폴리머가 물에 분산한 유화액을 얻었다. 얻어진 유화액에 에틸렌디아민 21질량부와 이온 교환수 189질량부를 혼합하여 쇄 신장 반응함으로써 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
그 다음에, 우레탄 수지 조성물로부터 메틸에틸케톤과 수분을 유거함으로써, 우레탄 수지(A-6) 50질량%를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 얻었다.
[실시예 1]
합성예 1에서 얻어진 우레탄 수지 조성물 100질량부에, 증점제(Borchers사제 「Borchi Gel ALA」) 2질량부, 스테아르산암모늄 0.5질량부, 가교제(니혼쇼쿠바이 가부시키가이샤제 「에포크로스 WS-700」) 4질량부를 더해, 메커니컬 믹서를 사용하여 2,000rpm으로 1분간 교반하고, 기포시켜, 1.5배의 체적으로 한 기포액을 얻었다.
이것을 이형지에 도포하고, 80℃에서 3분간, 추가로 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 발포 우레탄 시트를 제조했다.
[실시예 2∼8]
사용하는 수성 우레탄 수지 조성물의 종류, 및 스테아르산암모늄의 사용량을 표 1∼3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 우레탄 시트를 얻었다.
[비교예 1]
합성예 1에서 얻어진 우레탄 수지 조성물 100질량부에, 증점제(Borchers사제 「Borchi Gel ALA」) 2질량부, 도데실벤젠설폰산나트륨 1.5질량부, 가교제(니혼쇼쿠바이 가부시키가이샤제 「에포크로스 WS-700」) 4질량부를 더해, 메커니컬 믹서를 사용하여 2,000rpm으로 1분간 교반하고, 기포시켜, 1.5배의 체적으로 한 기포액을 얻었다.
이것을 이형지에 도포하고, 80℃에서 3분간, 추가로 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 시트를 제조했다.
[비교예 2]
합성예 1에서 얻어진 우레탄 수지 조성물 100질량부에, 증점제(Borchers사제 「Borchi Gel ALA」) 2질량부, 가교제(니혼쇼쿠바이 가부시키가이샤제 「에포크로스 WS-700」) 4질량부를 더해, 메커니컬 믹서를 사용하여 2,000rpm으로 1분간 교반하고, 기포시켜, 1.5배의 체적으로 한 기포액을 얻었다.
이것을 이형지에 도포하고, 80℃에서 3분간, 추가로 120℃에서 2분간 건조시킨 바, 건조 공정에서 거품이 소실했기 때문에, 거의 구멍이 없는 시트를 형성했다.
[비교예 3]
합성예 1에서 얻어진 우레탄 수지 조성물 100질량부에, 증점제(Borchers사제 「Borchi Gel ALA」) 2질량부, 도데실벤젠설폰산나트륨 1.5질량부, 스테아르산암모늄 1질량부, 가교제(니혼쇼쿠바이 가부시키가이샤제 「에포크로스 WS-700」) 4질량부를 더해, 메커니컬 믹서를 사용하여 2,000rpm으로 1분간 교반하고, 기포시켜, 7배의 체적으로 한 기포액을 얻었다.
이것을 이형지에 도포하고, 80℃에서 3분간, 추가로 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 시트를 제조했다.
[수평균 분자량의 측정 방법]
합성예에서 사용한 폴리올 등의 수평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·칼럼 크로마토그래피(GPC)법에 의해, 하기의 조건으로 측정했다.
측정 장치: 고속 GPC 장치(도소 가부시키가이샤제 「HLC-8220GPC」)
칼럼: 도소 가부시키가이샤제의 하기의 칼럼을 직렬로 접속하여 사용했다.
「TSKgel G5000」(7.8㎜I.D.×30㎝)×1개
「TSKgel G4000」(7.8㎜I.D.×30㎝)×1개
「TSKgel G3000」(7.8㎜I.D.×30㎝)×1개
「TSKgel G2000」(7.8㎜I.D.×30㎝)×1개
검출기: RI(시차 굴절계)
칼럼 온도: 40℃
용리액: 테트라히드로퓨란(THF)
유속: 1.0mL/분
주입량: 100μL(시료 농도 0.4질량%의 테트라히드로퓨란 용액)
표준 시료: 하기의 표준 폴리스티렌을 사용하여 검량선을 작성했다.
(표준 폴리스티렌)
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 A-500」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 A-1000」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 A-2500」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 A-5000」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-1」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-2」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-4」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-10」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-20」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-40」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-80」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-128」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-288」
도소 가부시키가이샤제 「TSKgel 표준 폴리스티렌 F-550」
[우레탄 수지(A)의 유동 개시 온도의 측정 방법]
합성예에서 얻어진 수성 우레탄 수지 조성물을 이형지에 도포하고(도포 두께 150㎛), 열풍 건조기로 70℃, 4분간, 그 다음에 120℃에서 2분간 건조함으로써 건조물을 얻었다. 이 건조물을, 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제 플로우 테스터 「CFT-500A」(구경 1㎜, 길이 1㎜의 다이스를 사용, 하중 98N, 승온 속도 3℃/분)를 사용하여, 유동 개시 온도를 측정했다.
[감촉의 평가 방법]
얻어진 발포 우레탄 시트를 손으로 만져, 이하와 같이 평가했다.
「A」: 유연성이 풍부하다.
「B」: 약간 유연성이 있다.
「C」: 유연성이 떨어진다.
「D」: 딱딱하다.
[인장 강도의 측정 방법]
얻어진 우레탄 시트를 폭 10㎜, 길이 60㎜로 재단한 것을 시험편으로 했다. 이 시험편의 양단(兩端)을 척(chuck)으로 끼우고, 인장 시험기 「오토그래프 AG-I」(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제)를 사용하여, 온도 23℃, 습도 60%의 분위기 하에서, 크로스헤드 스피드 300㎜/분으로 인장하고, 100% 신장시에 있어서의 인장 강도를 측정하고, 이하와 같이 평가했다.
「T」: 10N/㎠ 이상
「F」: 10N/㎠ 미만
[표 1]
[표 2]
[표 3]
본 발명의 발포 우레탄 시트인 실시예 1∼8은, 우수한 감촉, 및 인장 강도를 갖는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1은, 계면활성제(C) 대신에, 방향환을 갖는 도데실벤젠설폰산나트륨을 사용한 태양이지만, 거품 유지성이 불량하며, 시트의 감촉이 단단해 불량이었다.
비교예 2는, 계면활성제(C)를 사용하지 않는 태양이지만, 거품 유지성이 불량하며, 시트의 감촉이 단단해 불량이었다.
비교예 3은, 발포 배율을 과잉으로 하고, 밀도가 본 발명에서 규정하는 범위를 하회하는 태양이지만, 인장 강도가 불량이었다.
[실시예 9]
합성예 1에서 얻어진 우레탄 수지 조성물 100질량부에, 증점제(Borchers사제 「Borch Gel ALA」) 2질량부, 스테아르산암모늄 1.5질량부, 가교제(니혼쇼쿠바이 가부시키가이샤제 「에포크로스 WS-700」) 4질량부를 더해, 메커니컬 믹서를 사용하여 2,000rpm으로 1분간 교반하고, 기포시켜, 1.5배의 체적으로 한 기포액을 얻었다.
이것을 폴리에스테르 섬유 부직포에 도포하고, 80℃에서 3분간, 추가로 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 폴리우레탄층을 형성했다. 그 다음에, 얻어진 폴리우레탄층 상에, 요철 패턴이 실시된 이형지를 재치하고, 180℃에서 예열한 롤 프레스를 실시함으로써 엠보스 가공된 합성 피혁을 얻었다.
[실시예 10∼12]
사용하는 우레탄 수지 조성물의 종류, 및 스테아르산암모늄의 사용량을 표 4에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 합성 피혁을 얻었다.
[감촉의 평가 방법]
얻어진 합성 피혁을 손으로 만져, 이하와 같이 평가했다.
「A」: 유연성이 풍부하다.
「B」: 약간 유연성이 있다.
「C」: 유연성이 떨어진다.
「D」: 딱딱하다.
[박리 강도의 측정 방법]
실시예 및 비교예에서 얻어진 합성 피혁을, 시마즈 오토그래프 「AG-1」(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제)를 사용하여, 풀 스케일 5㎏, 헤드 스피드 20㎜/분의 조건으로 박리 강도를 측정하고, 이하와 같이 평가했다.
「A」: 0.15㎫ 이상
「B」: 0.1㎫ 이상 0.15㎫ 미만
「C」: 0.1㎫ 미만
[엠보스 가공성의 평가 방법]
실시예 및 비교예에서 얻어진 합성 피혁을 목시(目視)로 관찰하고, 이하와 같이 평가했다.
「T」: 엠보스 가공에 의해 형성된 표면 상의 주름이 균일하게 제작되어 있다.
「F」: 엠보스 가공에 의해 형성된 표면 상의 주름이 균일하지 않다.
[표 4]
본 발명의 합성 피혁인 실시예 9∼12는, 우수한 감촉, 박리 강도, 및 엠보스 가공성을 갖는 것을 알 수 있었다.
Claims (6)
- 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트에서 선택되는 1종 이상의 폴리이소시아네이트와, 폴리올과, 카르복시기를 갖는 글리콜 화합물과, 쇄 신장제를 반응시켜 얻어지는, 음이온성기를 갖는 우레탄 수지이며, 유동 개시 온도가 80℃∼220℃인 우레탄 수지(A),
물(B), 및
방향환을 갖지 않으며, 또한 탄소 원자수가 10 이상인 소수부(疎水部)를 갖는 계면활성제(C)
를 함유하고, 상기 계면활성제(C)가, 스테아르산염만인 우레탄 수지 조성물에 의해 형성된,
밀도가 500㎏/㎥ 초과 900㎏/㎥ 이하인 것을 특징으로 하는 발포 우레탄 시트. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 적어도, 기재(基材)(ⅰ), 및 폴리우레탄층(ⅱ)을 갖는 합성 피혁으로서,
상기 폴리우레탄층(ⅱ)이, 제1항에 기재된 발포 우레탄 시트에 의해 형성되어 있는 것임을 특징으로 하는 합성 피혁. - 제5항에 있어서,
상기 폴리우레탄층(ⅱ)이, 엠보스 가공되어 있는 것인 합성 피혁.
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