KR20190104536A

KR20190104536A - 시트상물

Info

Publication number: KR20190104536A
Application number: KR1020197019835A
Authority: KR
Inventors: 다카노리 후루이; 류지 시쿠리; 겐 고이데
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-09-10
Also published as: CN110191987A; EP3572580A4; EP3572580A1; US20190368124A1; CN110191987B; TW201833406A; EP3572580B1; JPWO2018135243A1; JP7043841B2; WO2018135243A1

Abstract

본 발명은, 유연성이 풍부한 감촉과, 또한 유연하면서도 높은 내접힘 주름성을 겸비한 시트상물을 제공한다. 본 발명의 시트상물은, 평균 단섬유 직경이 0.3 내지 7㎛인 극세 섬유를 포함하는 부직포와 탄성체 수지를 포함하는 시트상물이며, 상기한 시트상물의 표면에는 입모를 갖고, 상기한 탄성체 수지가 다공 구조를 갖고 있고, 상기한 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율이 60％ 이상인 시트상물이다.

Description

시트상물

본 발명은, 시트상물, 특히 입모조 피혁 유사 시트상물에 관한 것이다.

섬유를 포함하는 부직포 등의 기재에 폴리우레탄 수지를 함침시킨 시트상물의 표면을, 샌드페이퍼 등을 사용하여 섬유를 입모시킴으로써, 스웨이드나 누벅(nubuck) 유사한 입모조 피혁 유사 시트상물을 얻는 것은 널리 알려져 있다. 목적으로 하는 입모조 피혁 유사 시트상물의 특성은, 섬유를 포함하는 기재와 폴리우레탄 수지의 조합에 의해, 임의로 폭넓게 설계할 수 있다.

예를 들어, 특정한 구조를 갖는 폴리카르보네이트폴리올과 방향족 폴리이소시아네이트를 반응하여 얻어지는 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지를 사용함으로써, 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지의 유연성을 개선하고, 샌드페이퍼 등에 의한 연삭성의 향상과, 그에 의해 발현되는 바람직한 극세 섬유의 입모 길이, 및 입모에 의한 아름다운 외관이나 부드러운 표면 터치와 유연한 감촉을 갖는 인공 피혁이 얻어진다는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조.).

입모조 피혁 유사 시트상물은, 천연 피혁에 매우 흡사한 외관이나 표면을 갖고, 또한 천연 피혁에는 없는 균일성이나 염색 견뢰성 등의 장점이 인정되어, 의료 용도에 더하여, 최근 몇년간, 소파 등의 가구의 표피나 자동차용의 시트 표피 등, 장기간에 걸쳐서 사용되는 용도로 확대를 보이고 있다. 그 중에서도 의료 용도에 있어서는, 우수한 유연성과 내접힘 주름성을 양립시키는 인공 피혁이 요구되고 있다.

상기한 제안에서는, 종래 과제로 되어 있었던 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지의 경도에 대하여, 폴리우레탄 수지를 구성하는 폴리카르보네이트폴리올을 특정한 구조의 것으로 함으로써, 유연한 인공 피혁이 얻어진다는 것이 제안되어 있다. 그러나, 의료 용도와 같이 유연한 감촉이 요구되는 용도에 있어서는, 유연성은 여전히 충분한 것은 아니었다.

또한, 식물 유래의 폴리카르보네이트폴리올을 사용한 폴리우레탄 수지를 가짐으로써, 우수한 저온 굴곡성과 환경 부하 저감에 기여하는 합성 피혁이 얻어진다는 것이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조.). 그러나, 이 제안에서는, 다양한 분자량을 갖는 무공질의 폴리우레탄 수지층과 섬유 포백을 포함하는 합성 피혁에 관해서는 상세하게 검토되고 있는 한편, 유연한 감촉이나 내접힘 주름성을 갖는 입모조의 인공 피혁에 관해서는 전혀 검토되지 않았다.

또한, 폴리우레탄 수지에 특정한 응고 조정제를 첨가하여 미세 구멍을 갖는 다공질층을 형성하고, 그것을 연삭에 의해 보풀을 일으킴으로써, 색조가 변화되지 않는 아름다운 외관을 갖는 스웨이드조 피혁 유사 시트가 얻어지는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조.). 그러나, 이 제안에서는, 다양한 분자량을 갖는 무공질의 폴리우레탄 수지층, 및 표면층과 섬유 기체층에 가까운 부분에서 구멍 직경을 조정함으로써, 양호한 감촉을 달성하고 있지만, 유연성과 내접힘 주름성을 양립시키는 점에 대해서는 전혀 검토되지 않았으며, 또한 다공질 폴리우레탄 수지층을 갖는다는 점에서 유연성이 손상되어 있었다.

또한 별도로, 수분산형 폴리우레탄 수지의 내부에 직경 10 내지 200㎛의 구멍을 포함시킴으로써, 폴리우레탄 수지가 양호한 연삭성을 갖는 것이 되고, 샌드페이퍼 등으로 연삭함으로써 입모를 갖는 아름다운 외관의 시트상물이 얻어지는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 4 참조.). 그러나, 이 제안에서는, 폴리우레탄 수지층 내부의 구멍이 20㎛를 초과하는 조대한 구멍인 경우, 구멍끼리의 사이에 있는 폴리우레탄 수지층의 구멍막이 두꺼워지고, 폴리우레탄 수지의 연삭성을 높이는 효과와 유연성을 높이는 효과가 충분히 발휘되지 않아, 의료 용도 등 복잡한 형상에 따라 유연하게 변형되는 것이 요구되는 용도에 있어서 충분한 유연성으로 하는 것은 곤란하였다. 또한, 미세하며 균일한 구멍을 얻는 것은 곤란하였다.

또한, 특정한 구멍 직경을 갖는 다공질의 고분자 탄성체와 다공 중공 섬유 부직포를 포함하는, 경량이며 부드러운 감촉을 갖는 피혁 유사 기재가 얻어진다는 것이 제안되어 있다(특허문헌 5 참조.). 그러나, 이 제안에서는, 다공 구조를 가짐으로써 유연한 감촉이 되고, 균일하지만 접힘 주름이 남는다는 점에서, 유연성과 내접힘 주름성을 양립하는 것은 곤란하였다.

이상과 같이, 종래의 기술에서는, 유연성과 내접힘 주름성의 양쪽이 우수한 입모조 피혁 유사 시트상물을 안정적으로 얻는 것은 매우 곤란하였다.

WO2005/095706호 일본 특허 공개 제2014-1475호 공보 일본 특허 공개 제2000-303368호 공보 일본 특허 공개 제2011-214210호 공보 일본 특허 공개 제2012-214944호 공보

그래서 본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 배경을 감안하여, 유연성이 우수한 감촉과, 나아가 유연하면서도 높은 내접힘 주름성을 겸비한 입모조 피혁 유사 시트상물을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 시트상물은, 평균 단섬유 직경이 0.3 내지 7㎛인 극세 섬유를 포함하는 부직포와 탄성체 수지를 포함하는 시트상물이며, 상기한 시트상물의 표면에는 입모를 갖고, 상기한 탄성체 수지가 다공 구조를 갖고 있고, 상기한 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율이 60％ 이상인 시트상물이다.

본 발명의 시트상물의 바람직한 양태에 의하면, 상기한 탄성체 수지는, 부직포의 내부 공간에 존재하고 있는 것이다.

본 발명의 시트상물의 바람직한 양태에 의하면, 상기한 탄성체 수지는, 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지이다.

본 발명의 시트상물의 바람직한 양태에 의하면, 상기한 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 3만 내지 15만이다.

본 발명의 시트상물의 바람직한 양태에 의하면, 상기한 탄성체 수지 중의 다공 구조에 있어서의 구멍의 단위 단면적당 개수는 50개 이상/1600㎛²이다.

본 발명에 따르면, 유연성이 풍부한 높은 감촉과 내접힘 주름성을 양립하는 입모조 피혁 유사 시트상물이 얻어진다. 구체적으로는, 본 발명에 의해, 입모에 의한 아름다운 외관을 갖고, 또한 유연성과 내접힘 주름성도 우수한 입모조 피혁 유사 시트상물이 얻어진다. 여기서, 유연성이 풍부한 높은 감촉이란, 의료 용도라면, 시트상물을 복잡한 입체 형상으로 마무리할 수 있으며, 또한 신체의 움직임에 추종하여 변형되어 양호한 착용감을 제공할 수 있는 것을 말하며, 가구나 자동차 내장재 등의 용도에 있어서는, 복잡한 입체 형상에 따른 시트상물의 성형이나 가공을 가능하게 하고, 사람이 앉는 등의 변형에 대해서도 유연하게 추종하여 양호한 사용감을 제공할 수 있는 것을 말한다. 또한, 내접힘 주름성이란, 접힘 주름 회복성이 우수한 것을 말하며, 상기한 사용시의 변형 등으로 하중이 가해지는 주름이 발생한 경우에 있어서도, 하중으로부터 개방된 후, 주름이 자국을 남기지 않고 회복되는 것을 말한다. 내접힘 주름성을 발현시키기 위해서는 시트상물에 적당한 탄성을 부여할 필요가 있으며, 유연성과 상반된 성질이라는 점에서, 유연성 및 내접힘 주름성을 양립시키는 것은 곤란하였다.

본 발명의 시트상물은, 평균 단섬유 직경이 0.3 내지 7㎛인 극세 섬유를 포함하는 부직포와 탄성체 수지를 포함하는 시트상물이며, 상기한 시트상물의 표면에는 입모를 갖고, 상기한 탄성체 수지가 다공 구조를 갖고 있고, 상기한 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율이 60％ 이상인 시트상물이다.

본 발명의 시트상물은, 상기한 바와 같이 극세 섬유를 포함하는 부직포와 탄성체 수지를 포함하는 것이다.

본 발명에서 사용되는 부직포를 구성하는 극세 섬유의 소재로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르나, 6-나일론 및 66-나일론 등의 폴리아미드 등의, 용융 방사 가능한 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 강도, 치수 안정성 및 내광성의 관점에서, 폴리에스테르가 바람직하게 사용된다. 또한, 부직포에는, 상이한 다른 소재의 극세 섬유를 혼합시킬 수 있다.

부직포를 구성하는 단섬유의 단면 형상으로서는, 환단면이어도 되지만, 타원, 편평 및 삼각 등의 다각형이나, 부채꼴 및 십자형 등의 이형 단면 형상인 것을 채용할 수 있다.

부직포를 구성하는 극세 섬유의 평균 단섬유 직경은, 시트상물의 유연성이나 입모 품위의 관점에서 7㎛ 이하인 것이 중요하다. 평균 단섬유 직경은, 보다 바람직하게는 6㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 한편, 염색 후의 발색성이나 버핑에 의한 입모 처리시의 다발상 섬유의 분산성, 및 풀리기 쉬움의 관점에서는, 평균 단섬유 직경은 0.3㎛ 이상인 것이 중요하다. 평균 단섬유 직경은, 보다 바람직하게는 0.7㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상이다.

여기에서 말하는 평균 단섬유 직경은, 얻어진 시트상물을 두께 방향으로 절단한 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 임의의 50개의 극세 섬유의 섬유 직경을 3개소에서 측정하여, 합계 150개의 섬유 직경의 평균값을 산출하여 구해지는 것이다.

본 발명에서 사용되는 극세 섬유를 얻는 수단으로서는, 극세 섬유 발생형 섬유를 사용하는 것이 바람직한 양태이다. 극세 섬유 발생형 섬유는, 용제에 대한 용해성이 상이한 2성분의 열가소성 수지를 바다 성분과 섬 성분으로 하고, 바다 성분만을 용제 등을 사용하여 용해 제거함으로써 섬 성분을 극세 섬유로 하는 것을 가능하게 하는 해도형 복합 섬유나, 2성분의 열가소성 수지를 섬유 단면 방사상 혹은 층상으로 교대로 배치하고, 각 성분을 박리 분할함으로써 극세 섬유로 할섬하는 것을 가능하게 하는 박리형 복합 섬유나 다층형 복합 섬유 등을 채용할 수 있다.

부직포는, 극세 섬유의 단섬유 각각이 낙합(絡合)하여 이루어지는 부직포나, 극세 섬유의 섬유 다발이 낙합하여 이루어지는 부직포를 사용할 수 있지만, 극세 섬유의 섬유 다발이 낙합하여 이루어지는 부직포가, 시트상물의 강도나 감촉의 관점에서 바람직하게 사용된다. 또한, 유연성이나 감촉의 관점에서 특히 바람직하게는, 섬유 다발의 내부의 극세 섬유 사이에 적당한 공극을 갖는 부직포가 사용된다. 이와 같이, 극세 섬유의 섬유 다발이 낙합되어 이루어지는 부직포는, 극세 섬유 발생형 섬유를 미리 낙합한 후에 극세 섬유를 발생시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 섬유 다발 내부의 극세 섬유 사이에 적당한 공극을 갖는 것은, 바다 성분을 제거함으로써 섬 성분의 사이, 즉 섬유 다발 내부의 극세 섬유 사이에 적당한 공극을 부여할 수 있는 해도형 복합 섬유를 사용함으로써 얻을 수 있다.

부직포로서는, 단섬유 부직포 및 장섬유 부직포를 모두 사용할 수 있지만, 감촉이나 품위의 관점에서 단섬유 부직포가 바람직하게 사용된다.

단섬유 부직포에 있어서의 단섬유의 섬유 길이는, 25 내지 90mm인 것이 바람직하다. 섬유 길이를 25mm 이상으로 함으로써, 낙합에 의해 내마모성이 우수한 시트상물을 얻을 수 있다. 또한, 섬유 길이를 90mm 이하로 함으로써, 보다 감촉이나 품위가 우수한 시트상물을 얻을 수 있다. 섬유 길이는, 보다 바람직하게는 35 내지 80mm이고, 특히 바람직하게는 40 내지 70mm이다.

극세 섬유 혹은 그의 섬유 다발이 부직포를 구성하는 경우, 그의 내부에 강도를 향상시키는 등의 목적으로 직물이나 편물을 삽입할 수 있다. 사용되는 직물이나 편물을 구성하는 섬유의 평균 단섬유 직경은, 0.3 내지 10㎛ 정도인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 탄성체 수지는 다공 구조를 갖고 있고, 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율은 60％ 이상이다. 이 미세 구멍의 비율은, 보다 바람직하게는 70％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80％ 이상이다. 또한, 다공 구조는, 연통 구멍과 독립 기포도 채용할 수 있다. 이와 같이, 탄성체 수지 중에 미세 구멍을 일정한 비율 이상 가짐으로써, 탄성 수지의 유연성을 높일 수 있으며, 시트상물을 유연성이 풍부한 감촉을 갖는 것으로 할 수 있다. 탄성체 수지를 이러한 미세 구멍을 갖는 다공 구조로 하기 위해서는, 탄성체 수지를 부직포에 고정하는 방법으로서, 후술하는 습식 응고를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 탄성체 수지를 미세 구멍을 갖는 다공 구조로 함으로써, 시트상물에 절곡 변형을 가했을 때에, 변형의 힘을 탄성 수지의 일부가 아니라, 전체에서 분산시켜 받을 수 있기 때문에, 탄성 수지의 좌굴을 동반하는 접힘 주름의 발생이 억제되고, 우수한 내접힘 주름성을 갖는 시트상물로 할 수 있다.

또한, 탄성체 수지의 다공 구조의 전체 구멍 중, 60％ 이상의 구멍의 구멍 직경은 0.1㎛ 이상인 것이 중요하다. 바람직하게는 0.5㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이다. 상기한 구멍 직경을 0.1㎛ 이상으로 함으로써, 탄성 수지의 유연성을 높임과 함께, 변형에 대한 쿠션성을 높일 수 있다. 한편, 탄성체 수지의 다공 구조의 전체 구멍 중, 60％ 이상의 구멍의 구멍 직경은 20㎛ 이하인 것도 중요하다. 바람직하게는 15㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기한 구멍 직경을 20㎛ 이하로 함으로써, 다공 구조의 구멍 밀도를 높일 수 있으며, 유연성과 적당한 강도를 양립할 수 있고, 또한 탄성체 수지 전체에서 변형의 힘을 받을 수 있기 때문에, 유연성과 내접힘 주름성이 우수한 시트상물로 할 수 있다.

또한, 탄성체 수지의 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수는, 50개/1600㎛² 이상이고, 바람직하게는 70개/1600㎛² 이상이고, 보다 바람직하게는 100개/1600㎛² 이상이다. 한편, 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수는, 바람직하게는 1000개/1600㎛² 이하이고, 보다 바람직하게는 800개/1600㎛² 이하이다.

상기한 단위 면적당의 구멍수를 50개/1600㎛² 이상으로 함으로써, 다공 구조를 유연한 감촉으로 함과 함께, 복수의 구멍에 의해 시트의 절곡 변형의 힘으로 받을 수 있으며, 우수한 내접힘 주름성을 부여할 수 있다. 단위 면적당의 구멍수가 지나치게 적으면, 특정한 구멍에 변형의 힘이 집중되어 좌굴되고, 접힘 주름 회복성이 떨어지는 것이 된다. 또한, 단위 면적당의 구멍수가 지나치게 많으면, 구멍의 변형 여지가 지나치게 작아져, 변형의 힘을 분산시킬 수 없게 되고, 접힘 주름 회복성이 떨어지는 것이 된다.

본 발명에서 사용되는 탄성체 수지는, 시트상물 중에서 극세 섬유끼리를 파지하고 있으며, 시트상물의 적어도 편면에 입모를 갖는다는 관점에서, 부직포의 내부 공간에 존재하고 있는 것이 바람직한 양태이다.

본 발명에서 사용되는 탄성체 수지로서는, 시트상물 중에서 균일한 미세 구멍을 갖는 것으로 하는 점에 있어서, 폴리우레탄 수지가 바람직하게 사용된다. 또한, 폴리우레탄 수지로서는, 중합체 디올과 유기 디이소시아네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄 수지가 바람직하게 사용된다.

중합체 디올로서는, 예를 들어 폴리카르보네이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 실리콘계 및 불소계의 중합체 디올을 채용할 수 있으며, 이들을 조합한 공중합체를 사용할 수도 있다.

폴리우레탄 수지에 적당한 강성을 부여할 수 있으며, 미세 구멍을 갖는 다공 구조를 형성함으로써, 우수한 유연성을 발휘할 수 있으며, 또한 폴리우레탄 수지가 좌굴되지 않고, 높은 내접힘 주름성을 발휘할 수 있다는 점에서, 폴리카르보네이트계의 중합체 디올이 바람직하게 사용된다.

폴리카르보네이트계 디올은, 알킬렌글리콜과 탄산에스테르의 에스테르 교환 반응, 혹은 포스겐 또는 클로르포름산에스테르와 알킬렌글리콜의 반응 등에 의해 제조할 수 있다.

알킬렌글리콜로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 직쇄 알킬렌글리콜이나, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올 등의 분지 알킬렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올 등의 지환족 디올, 비스페놀 A 등의 방향족 디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 및 펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 각각 단독의 알킬렌글리콜로부터 얻어지는 폴리카르보네이트계 디올이어도, 2종류 이상의 알킬렌글리콜로부터 얻어지는 공중합 폴리카르보네이트계 디올이어도 모두 사용할 수 있다.

폴리에스테르계 디올로서는, 각종 저분자량 폴리올과 다염기산을 축합시켜 얻어지는 폴리에스테르디올을 들 수 있다.

저분자량 폴리올로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,8-옥탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 시클로헥산-1,4-디올 및 시클로헥산-1,4-디메탄올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 저분자량 폴리올로서, 비스페놀 A에, 각종 알킬렌옥사이드를 부가시킨 부가물도 사용 가능하다.

또한, 다염기산으로서는, 예를 들어 숙신산, 말레산, 아디프산, 글루타르산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디카르복실산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 헥사히드로이소프탈산으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

폴리에테르계 디올로서는, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 및 이들을 조합한 공중합 디올을 들 수 있다.

중합체 디올의 수 평균 분자량은, 500 내지 5000인 것이 바람직한 양태이다. 수 평균 분자량을 500 이상, 보다 바람직하게는 1500 이상으로 함으로써, 감촉이 단단해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수 평균 분자량을 5000 이하, 보다 바람직하게는 4000 이하로 함으로써, 폴리우레탄 수지로서의 강도를 유지할 수 있다.

폴리우레탄 수지의 합성에 사용되는 유기 디이소시아네이트로서는, 예를 들어 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 파라페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 파라크실렌디이소시아네이트, 메타크실렌디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트를 들 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 폴리우레탄 수지의 강도와 내열성 등 내구성의 관점에서, 방향족 디이소시아네이트, 특히 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 바람직하게 사용된다.

폴리우레탄 수지의 합성에 사용되는 쇄신장제로서는, 유기 디올, 유기 디아민 및 히드라진 유도체 등을 사용할 수 있다.

유기 디올의 예로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,5-펜탄디올, 메틸펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 지방족 디올, 1,4-시클로헥산디올 및 수소 첨가 크실릴렌글리콜 등의 지환식 디올, 크실렌글리콜 등의 방향족 디올을 들 수 있다.

유기 디아민의 예로서는, 에틸렌디아민, 이소포론디아민, 크실렌디아민, 페닐디아민 및 4,4'-디아미노디페닐메탄 등을 들 수 있다.

히드라진 유도체의 예로서는, 히드라진, 아디프산디히드라지드 및 이소프탈산히드라지드 등을 들 수 있다.

폴리우레탄 수지에는, 내수성, 내마모성 및 내가수분해성 등을 향상시키는 목적으로, 가교제를 병용할 수 있다. 가교제는, 폴리우레탄에 대하여, 제3 성분으로서 첨가하는 외부 가교제여도 되고, 또한 폴리우레탄 분자 구조 내에 미리 가교 구조가 되는 반응점을 도입하는 내부 가교제를 사용할 수도 있다.

폴리우레탄 수지의 합성에는, 촉매로서, 예를 들어 트리에틸아민, 테트라메틸부탄디아민 등의 아민류, 아세트산칼륨, 스테아르산아연 및 옥틸산주석 등의 금속 화합물 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 30,000 내지 150,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50,000 내지 130,000이다. 중량 평균 분자량(Mw)을 30,000 이상으로 함으로써, 얻어지는 시트상물의 강도를 유지하고, 또한 입모의 보풀이나 곱슬마디의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 중량 평균 분자량(Mw)을 150,000 이하로 함으로써, 시트상물 중의 폴리우레탄 수지를 균일한 미세 구멍을 갖는 것으로 할 수 있다. 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량(Mw)을 이러한 범위로 함으로써, 후술하는 습식 응고에 의해 폴리우레탄 수지를 부직포에 고정한 후에, 비용해성의 용제, 예를 들어 물을 포함하는 시트상물을 가열에 의해 건조한다는 통상 사용되는 제조 공정에 있어서, 가열에 의한 폴리우레탄 수지의 일시적인 연화와 습식 응고 후에 폴리우레탄 수지에 포함되는 용해성의 용제 및 비용해성의 용제의 증발을 기점으로 하여, 균일하며 미세한 다공 구조를 얻을 수 있게 된다.

또한, 탄성체 수지에는, 성능이나 감촉을 손상시키지 않는 범위에서, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리올레핀계 등의 엘라스토머 수지, 아크릴 수지 및 에틸렌-아세트산비닐 수지 등을 함유시킬 수 있다. 또한, 각종 첨가제, 예를 들어 카본 블랙 등의 안료, 인계, 할로겐계 및 무기계 등의 난연제, 페놀계, 황계 및 인계 등의 산화 방지제, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 살리실레이트계, 시아노아크릴레이트계 및 옥살릭애시드 아닐리드계 등의 자외선 흡수제, 힌더드 아민계나 벤조에이트계 등의 광안정제, 폴리카르보디이미드 등의 내가수분해 안정제, 가소제, 내전 방지제, 계면 활성제, 응고 조정제 및 염료 등을 함유시킬 수 있다.

본 발명의 시트상물은, 시트상물에서 차지하는 탄성체 수지의 비율이 10 내지 50질량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 35질량％이다. 탄성체 수지의 비율을 10질량％ 이상으로 함으로써, 시트상물의 강도를 얻고, 또한 섬유의 탈락을 방지할 수 있다. 또한, 탄성체 수지의 비율을 50질량％ 이하로 함으로써, 감촉이 단단해지는 것을 방지할 수 있으며, 목적으로 하는 양호한 입모 품위를 얻을 수 있다.

또한, 탄성체 수지를 부직포에 고정하는 방법으로서는, 탄성체 수지의 용액을 부직포에 함침시키고, 습식 응고 또는 건조 응고하는 방법이 있지만, 본 발명과 같이 균일하며 미세한 다공 구조를 얻는 관점에서, 습식 응고가 바람직하게 사용된다. 탄성체 수지로서, 폴리우레탄 수지를 부여시킬 때에 사용되는 용매로서는, N,N'-디메틸포름아미드나 디메틸술폭시드 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 용매에 용해한 탄성체 수지 용액에 부직포를 침지하는 등에 의해, 탄성체 수지를 부직포에 부여하고, 비용해성의 용제에 침지시킴으로써 응고시킬 수 있다. 또한, 용해성의 용제와 비용해성의 용제의 혼합물에 침지하여 응고시킬 수도 있다.

본 발명의 시트상물은, 입모 처리를 행하기 전에, 시트상물의 두께 방향으로 반절 내지 수매로 분할되어 얻을 수도 있다.

또한, 입모 처리 전에 내전 방지제를 부여하는 것은, 연삭에 의해 시트상물로부터 발생한 연삭 분말이 샌드페이퍼 상에 퇴적되기 어려워지는 경향이 있기 때문에, 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 시트상물은, 최종적으로는 그의 적어도 편면에 극세 섬유를 입모시킨 입모조 피혁 유사 시트상물로서 적합하게 사용할 수 있으며, 그의 입모 처리는, 샌드페이퍼나 롤 샌더 등을 사용하여 연삭하는 방법 등에 의해 실시할 수 있다. 양호한 표면의 섬유 입모를 얻기 위해, 입모 처리 전에 실리콘 에멀션 등의 활제를 부여하는 것은 바람직한 양태이다.

본 발명의 시트상물은, 최종적으로는 그의 적어도 편면에 극세 섬유를 입모시킨 입모조 피혁 유사 시트상물로서 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명의 시트상물은, 가구, 의자, 벽장, 자동차, 전철 및 항공기 등의 차량 실내에 있어서의 좌석, 천장 및 내장 등의 표피재로서, 나아가 의료에 있어서의 매우 아름다운 외관을 갖는 표피재로서 적합하게 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 사용하여 본 발명의 시트상물에 대하여, 더욱 구체적으로 설명한다.

[평가 방법]

(1) 평균 단섬유 직경:

시트상물의 섬유를 포함하는 부직포의 두께 방향에 수직인 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM 키엔스사제 VE-7800형)을 사용하여 3000배로 관찰하고, 30㎛×30㎛의 시야 내에서 무작위로 추출한 50개의 단섬유 직경을 ㎛ 단위로, 소수 첫째자리까지 측정하였다. 단, 이것을 3개소에서 행하여, 합계 150개의 단섬유의 직경을 측정하고, 평균값을 소수 첫째자리까지 산출하였다. 섬유 직경이 50㎛를 초과하는 섬유가 혼재하고 있는 경우에는, 당해 섬유는 극세 섬유에 해당하지 않는 것으로서 평균 섬유 직경의 측정 대상으로부터 제외하는 것으로 한다. 또한, 극세 섬유가 이형 단면인 경우, 먼저 단섬유의 단면적을 측정하고, 당해 단면을 원형으로 보고 판단한 경우의 직경을 산출함으로써 단섬유의 직경을 구하였다. 이것을 모집단으로 한 평균값을 산출하고, 평균 단섬유 직경으로 하였다.

(2) 탄성체 수지의 다공 구조의 구멍 직경 및 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율:

시트상물의 탄성체 수지를 포함하는 부직포의 두께 방향에 수직인 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM 키엔스사제 VE-7800형)을 사용하여 2000배로 관찰하고, 40㎛×40㎛의 시야 내에서 무작위로 추출한 50개의 탄성체 수지 중의 구멍의 구멍 직경(직경)을 ㎛ 단위로, 소수 첫째자리까지 측정하였다. 단, 이것을 3개소에서 행하여, 합계 150개의 구멍의 구멍 직경을 측정하고, 150개의 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 구멍수의 비율을 산출하여, 다공 구조에서 차지하는 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율로 하였다. 또한, 탄성 수지 내의 구멍이 이형 구멍인 경우, 먼저 구멍의 단면적을 측정하고, 당해 단면을 원형으로 보고 판단한 경우의 직경을 산출함으로써 구멍의 구멍 직경(직경)을 구하였다.

(3) 탄성체 수지의 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수:

시트상물의 탄성체 수지를 포함하는 부직포의 두께 방향에 수직인 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM 키엔스사제 VE-7800형)을 사용하여 2000배로 관찰하고, 40㎛×40㎛의 시야 내에서 탄성체 수지 중의 구멍의 수를 측정하였다. 단, 이것을 3개소에서 행하여, 구멍의 수의 산술 평균값을 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수로 하였다. 또한, 다공 구조를 포함하는 탄성체 수지가 40㎛×40㎛의 시야보다도 작은 경우, 시야 내에 있는 구멍의 수를 탄성체 수지의 유효 면적으로 나눈 것을 1600㎛²당의 구멍의 수로 환산하여 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수로 하였다. 구멍의 구멍 직경이 40㎛×40㎛의 시야보다도 큰 경우, 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수는 1로 하였다.

(4) 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량:

얻어진 시트상물로부터, N,N'-디메틸포름아미드(이하, DMF라 기재하는 경우가 있다.)를 사용하여 폴리우레탄 수지를 추출하고, 폴리우레탄 수지 농도를 1질량％가 되도록 조정하고, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해, 다음의 조건으로 측정하여 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량을 구하였다.

·기기: GPC 측정기 HLC-8020(도소 가부시키가이샤제)

·칼럼: TSK gel GMH-XL(도소 가부시키가이샤제)

·용매: N,N-디메틸포름아미드(이하, DMF로 생략한다.)

·표준 시료: 폴리스티렌(TSK standard polystyrene; 도소 가부시키가이샤제)

·온도: 40℃

·유량: 1.0ml/분.

(5) 유연성:

JIS L 1096:2010 「직물 및 편물의 생지 시험 방법」의 8.21 「강연도」의, 8.21.1에 기재된 A법(45° 캔틸레버법)에 기초하여, 경사 방향과 위사 방향으로 각각 2×15cm의 시험편을 5매 제작하고, 45°의 각도의 경사면을 갖는 수평대에 놓고, 시험편을 미끄러지게 하여 시험편의 일단부의 중앙점이 경사면과 접했을 때의 스케일을 읽어, 5매의 평균값을 구하였다. 유연성은, 45mm 이하를 양호로 하였다.

(6) 내접힘 주름성:

JIS L 1059-1:2009 「섬유 제품의 주름 방지성 시험 방법-제1부: 수평 절첩 주름의 회복성의 측정(몬산토법)」의 기재에 기초하여, 10N의 하중 장치를 사용하여, 시험편 5매에서의 주름 회복각을 측정하여, 10 「주름 회복각 및 주름 방지율의 계산」에 기재된 주름 방지율의 식에 의해 내접힘 주름성을 산출하고, 5매의 평균값을 구하였다. 내접힘 주름성은, 90％ 이상을 양호로 하였다.

[화학 물질의 표기]

실시예와 비교예에서 사용한 화학 물질의 약호의 의미는, 다음과 같다.

·PU: 폴리우레탄

·DMF: N,N-디메틸포름아미드.

(실시예 1)

바다 성분으로서 폴리스티렌을 사용하고, 섬 성분으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 해도형 복합 섬유를, 연신하고, 권축 가공하고, 그리고 커트하여 부직포의 원면을 얻었다. 이어서 얻어진 원면을, 크로스 래퍼를 사용하여 섬유 웹으로 하고, 니들 펀치 처리에 의해 부직포로 하였다.

이와 같이 하여 얻어진 해도형 복합 섬유를 포함하는 부직포를, 폴리비닐알코올 수용액에 함침한 후, 건조하고, 그 후, 트리클로로에틸렌 중에서 바다 성분인 폴리스티렌을 추출 제거하고, 건조를 행하여, 평균 단섬유 직경이 2.0㎛인 극세 섬유를 포함하는 부직포를 얻었다.

이와 같이 하여 얻어진 극세 섬유를 포함하는 부직포를, 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지의 DMF 용액의 농도를 11％ 조정한 수지액에 침지하고, 스퀴즈 롤에 의해 폴리우레탄(PU) 수지 용액의 부착량을 조절한 후, DMF 농도가 30％인 수용액 중에서 PU 수지를 응고하고, 이어서 열수에 의해 폴리비닐알코올 및 DMF를 제거하고, 건조하여, PU 수지 함유량이 17질량％인 시트상물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 시트상물의 편면을, 180메쉬의 엔드리스 샌드페이퍼를 사용하여 입모 처리하고, 이어서 분산 염료에 의해 염색을 실시하여 입모조 피혁 유사 시트상물을 얻었다.

얻어진 피혁 유사 시트상물의 내부의 두께 방향 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 바, 폴리우레탄 수지는 부직포 내부에만 존재하고 있으며, 또한 폴리우레탄 수지는 미세 구멍을 갖는 다공 구조로 되어 있고, 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율은 85％이고, 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수는 247개/1600㎛였다. 또한, 입모조 피혁 유사 시트상물로부터 추출하여 측정한 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 11만이었다.

얻어진 입모조 피혁 유사 시트상물은, 섬유의 입모 길이와 분산성이 양호하며, 우수한 유연성과 내접힘 주름성을 갖고 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 2 내지 7, 비교예 1 내지 5)

극세 섬유의 평균 단섬유 직경, 폴리우레탄 수지의 종류 및 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량을, 각각 표 1에 나타낸 것으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 입모조 피혁 유사 시트상물을 제작하였다.

각 실시예와 비교예에 있어서의 피혁 유사 시트상물의 내부의 두께 방향 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰한 바, 폴리우레탄 수지는 미세 구멍을 갖는 다공 구조로 되어 있으며, 폴리우레탄 수지는 부직포 내부에만 존재하고 있었다.

표 1에 각 실시예와 비교예의 극세 섬유의 평균 단섬유 직경, 폴리우레탄 수지의 종류, 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량, 얻어진 시트상물 중의 폴리우레탄의 다공 구조의 평균 구멍 직경, 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율, 유연성 및 내접힘 주름성을 나타내었다.

실시예 1 내지 7 중 어느 입모조 피혁 유사 시트상물도, 폴리우레탄 수지는 미세 구멍을 갖는 다공 구조를 형성하고 있으며, 또한 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량을 조정하고, 다공 구조 중의 구멍의 평균 직경 및 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율, 다공 구조 중의 구멍의 단위 면적당 수를 조정함으로써, 우수한 유연성 및 내접힘 주름성을 양립하였다. 이에 비해, 비교예 1 내지 5의 시트상물은, 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량의 증대에 따라, 폴리우레탄 수지에 다공 구조를 형성하지만, 구멍이 조대하면서 또한 불균일한 것이 되고, 구멍막이 두꺼워짐으로써 유연성이 저하되었으며, 또한 구멍 직경이 불균일함으로써 절곡 변형을 폴리우레탄 수지 전체에서 받을 수 없어, 내접힘 주름성도 떨어지는 것이 되었다.

Claims

평균 단섬유 직경이 0.3 내지 7㎛인 극세 섬유를 포함하는 부직포와 탄성체 수지를 포함하는 시트상물이며, 상기 시트상물의 표면에는 입모를 갖고, 상기 탄성체 수지가 다공 구조를 갖고 있고, 상기 다공 구조의 전체 구멍에서 차지하는 구멍 직경 0.1 내지 20㎛의 미세 구멍의 비율이 60％ 이상인 것을 특징으로 하는 시트상물.
제1항에 있어서, 탄성체 수지가, 부직포의 내부 공간에 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 시트상물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 탄성체 수지가, 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 시트상물.
제3항에 있어서, 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량이 3만 내지 15만인 것을 특징으로 하는 시트상물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성체 수지 중의 다공 구조에 있어서의 구멍의 단위 단면적당 개수가 50개 이상/1600㎛²인 것을 특징으로 하는 시트상물.