TWI825248B - 合成皮革 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種合成皮革,其係具有:含有具有異氰酸酯基之胺酯(urethane)預聚物(i)之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層者,上述胺酯預聚物(i)為多元醇(A)及多異氰酸酯(B)之反應物,其特徵在於:上述多元醇(A)係含有以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇(a1),且不含有芳香族聚酯多元醇(a'1)者。上述多元醇(A)進而較佳為含有聚醚多元醇(a2)及其他聚酯多元醇(a3)。上述聚醚多元醇(a2)較佳為聚丙二醇、及/或聚伸丁二醇。
Description
本發明係關於一種合成皮革。
濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之機械強度、柔軟性等優異,故廣泛用於合成皮革之製造。其中,具備底革、接著層、及表皮層之貼合皮革(split leather)之外觀或質感與天然皮革近似,故隨著近年來天然皮革之價格高漲,而對該貼合皮革之需求增加。
作為形成上述貼合皮革之樹脂組成物,例如揭示有含有二甲基甲醯胺、胺酯樹脂、及非鹼金屬之長鏈脂肪酸鹽等之樹脂組成物(例如參照專利文獻1)。
然而,考慮到健康有害性,假定上述二甲基甲醯胺受到於歐州之SVHC限制、大服裝製造商之自主限制、及於中國之VOC排出限制,今後的使用變得困難。
[專利文獻1]日本特開平7-292399號公報
本發明所欲解決之課題在於:提供一種固化速度、耐候性及外觀均勻性優異之合成皮革。
本發明提供一種合成皮革,其係具有:含有具有異氰酸酯基之胺酯(urethane)預聚物(i)之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層者,上述胺酯預聚物(i)為多元醇(A)及多異氰酸酯(B)之反應物,其特徵在於:上述多元醇(A)係含有以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇(a1),且不含有芳香族聚酯多元醇(a'1)者。
本發明之合成皮革係固化速度、耐候性及外觀均勻性優異者,可尤佳地用作貼合皮革。
本發明中使用之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物係含有具有異氰酸酯基之胺酯預聚物(i)者,上述胺酯預聚物(i)為特定之多元醇(A)及多異氰酸酯(B)之反應物。
上述多元醇(A)係含有以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇(a1),且不含有芳香族聚酯多元醇(a'1)者。
於將上述芳香族聚酯多元醇(a'1)用作原料之情形時,耐候性變得不良。再者,於本發明中,只要該結構中含有1個芳香環,則構成芳香族聚酯多元醇(a'1)。
上述結晶性聚酯多元醇(a1)必須以己二醇為原料。以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇具有優異之結晶性,故塗佈濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物後即刻可表現出特定以上之硬度,故可獲得優異之固化速度、外觀均勻性(泡之抑制、及即便塗佈於具有凹凸之基底基材亦獲得具有均勻的表面外觀之皮膜,以下相同)、及接著性(具有優異之剝離強度,以下相同)。
再者,於本發明中,「結晶性」係表示可於依據JISK7121:2012之DSC(示差掃描熱量計)測定中確認到結晶熱或熔解熱之峰者,「非晶性」係表示無法確認到上述峰者。
具體而言,上述結晶性聚酯多元醇(a1)例如可使用己二醇與多元酸之反應物。
作為上述己二醇,例如可使用1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、2,3-己二醇、2,4-己二醇、2,5-己二醇、3,4-己二醇、1,6-己二醇等。該等化合物可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就獲得良好的結晶性之方面而言,較佳使用1,6-己二醇。
作為上述多元酸,例如可使用丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十烷二酸、十二烷二羧酸、二十烷二酸、檸康酸、伊康酸、檸康酸酐、伊康酸酐等。該等化合物可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就獲得良好的結晶性之方面而言,較佳為使用選自由己二酸、癸二酸、及十二烷二羧酸所組成之群中之1種以上化合物。
作為上述結晶性聚酯多元醇(a1)之數量平均分子量,就獲得更優異之固化速度、外觀均勻性及接著性之方面而言,較佳為500~100,000之範圍,
更佳為700~50,000之範圍,進而較佳為800~10,000之範圍。再者,上述結晶性聚酯多元醇(a1)之數量平均分子量表示藉由凝膠滲透層析(GPC)法測定之值。
作為上述多元醇(A)中之上述結晶性聚酯多元醇(a1)之含有率,就獲得更優異之柔軟性、耐磨耗性及可撓性之方面而言,較佳為20質量%以上,更佳為20~60質量%之範圍,進而較佳為20~40質量%之範圍。
作為上述多元醇(A),考慮到其他物性,亦可除上述結晶性聚酯多元醇(a1)以外亦併用其他多元醇。
作為上述其他多元醇,例如可使用聚醚多元醇(a2)、除上述結晶性聚酯多元醇以外之其他聚酯多元醇(a3)、聚丁二烯多元醇、氫化聚丁二烯多元醇、二聚醇等。該等多元醇可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳可使用聚醚多元醇(a2)、及/或其他聚酯多元醇(a3),更佳可併用聚醚多元醇(a2)、及其他聚酯多元醇(a3)。
作為上述聚醚多元醇(a2),例如可使用聚乙二醇、聚丙二醇、聚伸丁二醇(polytetramethylene glycol)、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯聚氧伸丁二醇、聚氧丙烯聚氧伸丁二醇等。該等聚醚多元醇可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳使用聚丙二醇、及/或聚伸丁二醇,更佳為聚伸丁二醇。
作為上述聚醚多元醇(a2)之數量平均分子量,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳為500~100,000之範圍,更佳為700~10,000之範圍,進而較佳為800~5,000之範圍。再者,上述聚醚多元醇(a2)之數量平均分子量表示藉由凝膠滲透層析(GPC)法測定之值。
作為於使用上述聚醚多元醇(a2)之情形之上述多元醇(A)中的聚醚多元醇(a2)之含有率,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳為30~70質量%之範圍,更佳為30~50質量%之範圍。
作為上述其他聚酯多元醇(a3),就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳為非結晶性且不為具有脂環結構者,例如可使用具有羥基之化合物與多元酸之反應物。
作為上述具有羥基之化合物,例如可使用乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-戊二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、3-乙基-1,5-戊二醇、新戊二醇、雙酚A、雙酚F、該等之環氧烷(alkylene oxide)加成物等。該等化合物可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就簡便地獲得不具有結晶性之聚酯多元醇之方面而言,較佳為併用具有分支結構之化合物與不具有分支結構之化合物,作為其質量比,較佳為90/10~10/90之範圍,更佳為20/80~80/20之範圍。
作為上述多元酸,例如可使用丁二酸、己二酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、二聚酸、癸二酸、十一烷二羧酸等。該等多元酸可單獨使用亦可併用2種以上。
作為上述聚酯多元醇(a3)之數量平均分子量,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳為500~100,000之範圍,更佳為700~10,000之範圍,進而較佳為800~5,000之範圍。再者,上述聚酯多元醇(a3)之數量平均分子量表示藉由凝膠滲透層析(GPC)法測定之值。
作為於使用上述聚酯多元醇(a3)之情形之上述多元醇(A)中的聚醚多元醇(a3)之含有率,就獲得更優異之柔軟性及可撓性之方面而言,較佳為10~50質量%之範圍,更佳為10~30質量%之範圍。
作為上述多異氰酸酯(B),可使用聚亞甲基聚苯基多異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、碳二亞胺改質二苯基甲烷二異氰酸基異氰酸酯、伸茬基二異氰酸酯、苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯等芳香族多異氰酸
酯;六亞甲基二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、四甲基伸茬基二異氰酸酯等脂肪族或脂環族多異氰酸酯等。該等多異氰酸酯可單獨使用亦可併用2種以上。該等之中,就獲得優異之反應性及接著性之方面而言,較佳使用芳香族多異氰酸酯,更佳為二苯基甲烷二異氰酸酯。
作為上述多異氰酸酯(B)之使用量,較佳為構成熱熔胺酯預聚物(i)之原料之合計質量中5~40質量%之範圍,更佳為10~30質量%之範圍。
上述熱熔胺酯預聚物(i)係使上述多元醇(A)與上述多異氰酸酯(B)反應而獲得者,係具有可與存在於空氣中或塗佈濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之基材中之水分反應而形成交聯結構之異氰酸酯基者。
作為上述熱熔胺酯預聚物(i)之製造方法,例如,可藉由以下方式而製造:向放入有上述多異氰酸酯(B)之反應容器放入上述多元醇(A),並於上述多異氰酸酯(B)具有之異氰酸酯基變得相對於上述多元醇(A)具有之羥基過剩之條件下使其反應。
作為製造上述熱熔胺酯預聚物(i)時之上述多異氰酸酯(B)具有之異氰酸酯基與上述多元醇(A)具有之羥基之當量比(異氰酸酯基/羥基),就獲得更優異之接著性之方面而言,較佳為1.1~5之範圍,更佳為1.5~3之範圍。
作為藉由以上方法獲得之熱熔胺酯預聚物(i)之異氰酸酯基含有率(以下簡稱為「NCO%」),就獲得更優異之接著性之方面而言,較佳為1.7~5之範圍,更佳為1.8~3之範圍。再者,上述熱熔胺酯預聚物(i)之NCO%係依據JISK1603-1:2007藉由電位差滴定法測定之值。
本發明中使用之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物係含有上述胺酯預聚物(i)為必須成分者,但可視需要使用其他添加劑。
作為上述其他添加劑,例如可使用耐光穩定性、硬化觸媒、黏著賦予劑、塑化劑、穩定劑、填充材、染料、顏料、螢光增白劑、矽烷偶合劑、蠟、
熱塑性樹脂等。該等添加劑可單獨使用亦可併用2種以上。
以下針對本發明之合成皮革進行說明。
本發明之合成皮革係具有上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層者。
作為上述合成皮革,例如係至少具有基材、接著層、及表皮層者。
作為上述基材,例如可使用:聚酯纖維、聚乙烯纖維、尼龍纖維、丙烯酸纖維、聚胺酯纖維、乙酸纖維、嫘縈纖維、聚乳酸纖維、棉、麻、蠶絲、羊毛、玻璃纖維、碳纖維、利用該等混紡纖維等所得之不織布、織布、編織物等纖維基材;使聚胺酯樹脂等樹脂含浸於上述不織布者;於上述不織布上進而設置有多孔層者;樹脂基材等。
上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層可形成接著層、及/或表皮層。
作為上述合成皮革之製造方法,例如可列舉於脫模紙上塗佈形成表皮層之材料,並於形成表皮層後,將形成接著層之材料塗佈於上述表皮層上,且於形成接著層後與基材貼合之方法等。
作為上述合成皮革,可視需要另外設置中間層、濕式多孔層、表面處理劑層。於在各層使用除上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物以外之材料之情形時,可使用公知之材料。
本發明之合成皮革係固化速度、耐候性及外觀均勻性優異者,可尤佳地用作貼合皮革。
作為上述貼合皮革,係具備底革、接著層、及表皮層者,上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物可較佳地用作貼合皮革之接著層。以下,針對於在接著層使用上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物的情形之貼合皮革之製造方法進行說明。
作為上述底革,可使用公知者,例如可使用牛、馬、羊、山羊、鹿、袋鼠等之天然皮革之中,由除表皮與乳頭層以外之層構成者。該等底革較佳為使用經過公知之製革步驟、鞣皮步驟、及染色、潤飾步驟者。作為上述底革之厚度,根據使用之用途適當決定,例如為0.1~2mm之範圍。
作為於上述底革上形成上述接著層之方法,例如可列舉:於上述底革上塗佈例如於50~130℃熔融之上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之方法;於脫模紙上塗佈例如於50~130℃熔融之上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物,其後將該硬化物層貼合於上述底革之方法;於形成於脫模紙上之表皮層上塗佈例如於50~130℃熔融之上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物,其後將該硬化物層貼合於上述底革之方法等。
於上述任一方法中,作為塗佈濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之方法,例如可列舉使用輥塗機、刮塗機、噴塗機、凹版塗佈機、缺角輪塗佈機(comma coarter)、T模嘴塗佈機、敷料器(applicator)等之方法。
塗佈上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物後,可藉由公知之方法進行乾燥、硬化。
作為上述濕氣硬化型胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層(接著層)之厚度,例如為5~300μm之範圍。
作為用於形成上述表皮層之樹脂,可使用公知者,例如可使用溶劑系胺酯樹脂、水系胺酯樹脂、無溶劑系胺酯樹脂、溶劑系丙烯酸樹脂、水系丙烯酸樹脂等。該等樹脂可單獨使用亦可併用2種以上。
作為去除用於形成上述表皮層之樹脂中之溶劑時之加熱方法,例如可列舉於50~120℃之溫度進行2~20分鐘之方法。
作為上述表皮層之厚度,例如為5~100μm之範圍。
以下,使用實施例進一步詳細地說明本發明。
[實施例1]
向具備溫度計、攪拌機、不活性氣體導入口及回流冷卻器之四口燒瓶放入150質量份之結晶性聚酯多元醇(使1,6-己二醇及己二酸反應者,數量平均分子量:2,000,以下簡稱為「結晶性PEs1」)、250質量份之聚伸丁二醇(數量平均分子量:1,000,以下簡稱為「PTMG」)、100質量份之聚酯多元醇(使1,6-己二醇、新戊二醇、及己二酸反應者,數量平均分子量:2,000,以下簡稱為「其他PEs1」)並混合,於100℃進行減壓加熱,藉此進行脫水直至燒瓶內之水分成為0.05質量%以下。
繼而,使燒瓶內冷卻至60℃,添加113質量份之4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(以下簡稱為「MDI」),於氮環境下在110℃使其反應約3小時直至異氰酸酯基含量成為特定,藉此,獲得胺酯預聚物。
繼而,以乾燥後之膜厚成為30μm之方式於脫模紙上塗佈溶劑系胺酯樹脂(DIC股份有限公司製造之「Crisvon TF-50P-C」),並於120℃使其乾燥10分鐘,獲得表皮層。接著,使用輥塗機以厚度成為200μm之方式,於該表皮層上塗佈於110℃熔融1小時之上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物後,自牛之天然皮革去除表皮與乳頭層,與被製成革之底革貼合,其後,於溫度23℃、相對濕度50%之條件下放置2天,獲得貼合皮革。
[實施例2~6、比較例1~2]
將使用之多元醇(A)之種類及量、及多異氰酸酯(B)之量改變為如表1~2所示,除此之外,以與實施例1相同之方式獲得胺酯預聚物及貼合皮革。
[數量平均分子量之測定方法]
於實施例及比較例中使用之多元醇之數量平均分子量表示藉由凝膠滲透層
析(GPC)法以下述條件測定之值。
測定裝置:高速GPC裝置(Tosoh股份有限公司製造之「HLC-8220GPC」)
管柱:將Tosoh股份有限公司製造之下述管柱串聯連接而使用。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1根
檢測器:RI(示差折射計)
管柱溫度:40℃
溶離液:四氫呋喃(THF)
流速:1.0mL/分鐘
注入量:100μL(試樣濃度0.4質量%之四氫呋喃溶液)
標準試樣:使用下述標準聚苯乙烯製成校準曲線。
(標準聚苯乙烯)
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 A-500」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 A-1000」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 A-2500」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 A-5000」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-1」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-2」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-4」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-10」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-20」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-40」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-80」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-128」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-288」
Tosoh股份有限公司製造之「TSKgel 標準聚苯乙烯 F-550」
[固化速度之評價方法]
使實施例及比較例中獲得之胺酯預聚物於110℃熔融後,測定以成為200μm之厚度之方式塗佈於脫模紙上後即刻用手指觸診塗膜表面,直至黏著感消失之時間,以如下方式進行評價。
「T」:10分鐘以內
「F」:超過10分鐘。
[耐候性之評價方法]
使實施例及比較例中獲得之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物於110℃熔融1小時後,以100μm塗佈於放置於預先加溫至110℃之加熱板上之脫模紙上。將該塗佈品於25℃、濕度50%保管24小時進行硬化,藉此獲得膜。使用該膜,使用搭載有UVA-340燈泡(UV照射量:0.78W/m2、溫度45℃)之QUV促進耐候性試驗機「QUV/basic」進行UV照射試驗,藉由UV照射前後之變色之差(ΔE)以如下方式評價耐候性之評價。
「T」:ΔE為10以下。
「F」:ΔE超過10。
[外觀均勻性之評價方法]
彎折實施例及比較例中獲得之貼合皮革,藉由目視及指觸以如下方式進行評價。
「T」:未確認到泡且感覺不到底革之凹凸。
「F」:確認到泡或感覺到底革之凹凸。
[可撓性之評價方法]
對實施例及比較例中獲得之貼合皮革進行利用撓度計(安田精機製作所股
份有限公司製造之「附低溫槽之撓度計」)之可撓性試驗(-10℃、100次/每分鐘),測定直至合成皮革之表面產生裂紋之次數,以如下方式進行評價。
「T」:100,000次以上
「F」:未達100,000次
表1~2中之簡稱係以下者。
「結晶性PEs2」:使1,6-己二醇及癸二酸反應者,數量平均分子量:3500
「結晶性PEs3」:使1,6-己二醇及十二烷二羧酸反應者,數量平均分子量:3700
「其他PEs2」:使乙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、及己二酸反應者,數量平均分子量:5500
「其他PEs3」:使3-甲基-1,5-戊二醇及己二酸反應者,數量平均分子量:2000
「芳香族PEs」:使二乙二醇、新戊二醇、及鄰苯二甲酸酐反應者,數量平均分子量:975
已知本發明之合成皮革之實施例1~6之固化速度、耐候性、外觀均勻性及結實性優異。
另一方面,比較例1係未使用以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇(a1)之態樣,固化速度、外觀均勻性不良。
比較例2係使用芳香族聚酯多元醇(a1)之態樣,耐候性、可撓性不良。
Claims (4)
- 一種合成皮革,其係具有:含有具有異氰酸酯基之胺酯(urethane)預聚物(i)之濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層者,上述胺酯預聚物(i)為多元醇(A)及多異氰酸酯(B)之反應物,其特徵在於:上述多元醇(A)係含有以己二醇為原料之結晶性聚酯多元醇(a1)、聚醚多元醇(a2)及聚酯多元醇(a3),且不含有芳香族聚酯多元醇(a'1)者,上述聚醚多元醇(a2)為聚丙二醇、及/或聚伸丁二醇(polytetramethylene glycol),上述聚酯多元醇(a3)為非結晶性且不為具有脂環結構之聚酯多元醇,上述聚酯多元醇(a3)不含聚丁二烯多元醇、氫化聚丁二烯多元醇。
- 如請求項1之合成皮革,其中,上述多元醇(A)中之上述結晶性聚酯多元醇(a1)之含有率為20~60質量%之範圍。
- 如請求項1之合成皮革,其中,上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層為接著層、及/或表皮層。
- 如請求項1之合成皮革,其係於底革上具有上述濕氣硬化型聚胺酯熱熔樹脂組成物之硬化物層的貼合皮革。
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