JP7322573B2 - Sheet-shaped article and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、シート状物およびその製造方法、特に好適には、立毛層を有するシート状物およびその製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sheet-like article and its manufacturing method, and particularly preferably to a sheet-like article having a napped layer and its manufacturing method.
主として不織布等の繊維質基材とポリウレタンからなるシート状物は、天然皮革にない優れた特徴を有しており、人工皮革等の種々の用途に広く利用されている。とりわけ、ポリエステル系繊維質基材を用いたシート状物は、耐光性に優れているため、衣料や椅子張りおよび自動車内装材用途等にその使用が年々広がってきた。 A sheet-like material mainly composed of a fibrous base material such as a non-woven fabric and polyurethane has excellent characteristics not found in natural leather, and is widely used for various purposes such as artificial leather. In particular, sheet-like materials using polyester-based fibrous base materials are excellent in light resistance, and their use has been expanding year by year for clothing, chair upholstery, automobile interior materials, and the like.
このようなシート状物を製造するにあたっては、繊維質基材にポリウレタンの有機溶剤溶液を含浸せしめた後、得られた繊維質基材をポリウレタンの非溶媒である水または有機溶剤水溶液中に浸漬してポリウレタンを湿式凝固せしめる工程の組み合わせが、一般的に採用されている。この場合、ポリウレタンの溶媒である有機溶剤としては、N,N-ジメチルホルムアミド(以下、「DMF」とも表すことがある。)等の水混和性有機溶剤が用いられる。しかしながら、一般的に有機溶剤は、人体や環境への有害性が高いことから、シート状物の製造に際しては、有機溶剤を使用しない手法が強く求められている。 In producing such a sheet material, the fibrous base material is impregnated with an organic solvent solution of polyurethane, and then the obtained fibrous base material is immersed in water or an aqueous solution of an organic solvent, which is a non-solvent for polyurethane. A combination of steps to wet coagulate the polyurethane is commonly employed. In this case, a water-miscible organic solvent such as N,N-dimethylformamide (hereinafter also referred to as "DMF") is used as the organic solvent for the polyurethane. However, since organic solvents are generally highly harmful to the human body and the environment, there is a strong demand for methods that do not use organic solvents in the production of sheet materials.
具体的な解決手段として、従来の有機溶剤系のポリウレタンに代えて、水中にポリウレタン樹脂を分散させた水分散型ポリウレタンを用いる方法が検討されている。これまでに、水分散型ポリウレタンを用いて柔軟な風合いのシート状物を得るため、例えば、不織布等の布帛からなるシート等の繊維質基材に、発泡剤を含有する水分散型ポリウレタン液を付与し、加熱によってポリウレタン中にガスを生じさせ、繊維質基材内でのポリウレタンの構造を多孔構造とする方法が提案されている(特許文献1参照。)。 As a specific solution, a method of using water-dispersed polyurethane, in which polyurethane resin is dispersed in water, instead of conventional organic solvent-based polyurethane, has been investigated. Until now, in order to obtain a sheet-like material with a soft texture using a water-dispersed polyurethane, for example, a water-dispersed polyurethane liquid containing a foaming agent was applied to a fibrous base material such as a sheet made of a fabric such as a nonwoven fabric. A method has been proposed in which a gas is generated in the polyurethane by applying it and heating to make the structure of the polyurethane in the fibrous base material a porous structure (see Patent Document 1).
また、水分散型ポリウレタンおよび増粘剤を含む溶液中に繊維質基材を含浸させ、熱水に浸すことでポリウレタン樹脂のサイズを縮小化し、水分散型ポリウレタンによる繊維の交絡部分の把持力を低下させる方法が提案されている(特許文献2参照。)。 In addition, a fibrous base material is impregnated in a solution containing a water-dispersed polyurethane and a thickener, and then immersed in hot water to reduce the size of the polyurethane resin and increase the gripping force of the entangled portions of the fibers by the water-dispersed polyurethane. A method for lowering it has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、水分散型ポリウレタンを液中に分散させた水分散型ポリウレタン分散液を繊維質基材に含浸し、ポリウレタンを凝固したシート状物は、風合いが硬くなりやすいという課題がある。 However, there is a problem that a sheet-like material obtained by impregnating a fibrous base material with a water-dispersed polyurethane dispersion in which a water-dispersed polyurethane is dispersed and solidifying the polyurethane tends to have a hard texture.
その主な理由の一つとして、両者の凝固方式の違いがある。すなわち、有機溶剤系ポリウレタン液の凝固方式は、有機溶剤に溶解しているポリウレタン分子を、水で溶媒置換して凝固する、いわゆる湿式凝固方式であり、ポリウレタン膜で見ると、密度が低い多孔膜が形成される。そのため、ポリウレタンが繊維質基材内に含浸され、凝固された場合も繊維とポリウレタンの接着面積が少なくなり、柔らかいシート状物となる。 One of the main reasons for this is the difference in coagulation methods between the two. That is, the coagulation method of the organic solvent-based polyurethane liquid is the so-called wet coagulation method, in which the polyurethane molecules dissolved in the organic solvent are solidified by replacing the solvent with water. is formed. Therefore, even when the polyurethane is impregnated into the fibrous base material and solidified, the adhesive area between the fiber and the polyurethane is reduced, resulting in a soft sheet-like material.
一方、水分散型ポリウレタンは、主に加熱することにより、水分散型ポリウレタン分散液の水和状態を崩壊させ、ポリウレタンエマルジョン同士を凝集させることにより凝固する、いわゆる湿熱凝固方式が主流であり、得られるポリウレタン膜構造は密度が高い無孔膜となる。そのため、繊維質基材とポリウレタンの接着は密になり、繊維の交絡部分が強く把持されるため、風合いが硬くなる。 On the other hand, water-dispersed polyurethane is mainly coagulated by a so-called wet heat coagulation method, in which the water-dispersed polyurethane dispersion is coagulated by heating to collapse the hydration state of the water-dispersed polyurethane dispersion, and the polyurethane emulsion is aggregated. The resulting polyurethane membrane structure results in a dense, non-porous membrane. As a result, the fibrous base material and the polyurethane are tightly adhered to each other, and the entangled portions of the fibers are strongly held, resulting in a hard texture.
特許文献1に開示された方法においては、水分散型ポリウレタンを多孔とすることにより、繊維とポリウレタンとの接着面積が少なくなり、繊維の交絡点の把持力は弱まり、触感が柔軟である良好な風合いを有するシート状物を得ることが可能であるが、有機溶剤系ポリウレタンを付与させた場合と比較すると、まだ柔軟性に乏しい傾向である。
In the method disclosed in
一方、特許文献2に開示された方法においては、水分散型ポリウレタンを多孔とすることにより繊維とポリウレタンとの接着面積が少なくなり、繊維の交絡点の把持力は弱まり、触感が柔軟である良好な風合いを有するシート状物を得ることが可能であるが、2価陽イオン含有無機塩を感熱凝固調整剤として用いているため、含浸液のゲル化による含浸ムラの発生が課題である。
On the other hand, in the method disclosed in
そこで、本発明の目的は、上記の従来技術の背景に鑑み、表面品位、光沢感、風合い良好なシート状物、およびその製造方法を提供する。 Accordingly, in view of the background of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a sheet-like material having good surface quality, glossiness and texture, and a method for producing the same.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有する。すなわち、本発明のシート状物は、繊維質基材と高分子弾性体とを含有するシート状物であって、前記繊維質基材は平均単繊維繊度が0.1μm以上10μm以下の極細繊維からなり、前記高分子弾性体は、親水性基並びにN-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合を有し、シート状物を厚み方向に切断した断面中の極細繊維の断面部500本以上を含む500μm四方の範囲において、極細繊維との接着部分からの長さが10μm以上であり、かつ、極細繊維との接着部分から10μm以内の部分の最大幅が0μmを超えて5μm以下の高分子弾性体の本数が20本以上である。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations. That is, the sheet-like material of the present invention is a sheet-like material containing a fibrous base material and an elastic polymer, and the fibrous base material is ultrafine fibers having an average single fiber fineness of 0.1 μm or more and 10 μm or less. The elastic polymer has a hydrophilic group and an N-acylurea bond and/or an isourea bond, and has a thickness of 500 μm including 500 or more microfiber cross-sections in a cross-section obtained by cutting the sheet-like material in the thickness direction. A macromolecular elastic body having a length of 10 μm or more from the bonding portion with the ultrafine fiber in four directions, and a maximum width of 0 μm or less and 5 μm or less at the portion within 10 μm from the bonding portion with the ultrafine fiber. The number is 20 or more.
また、本発明のシート状物の製造方法は、本発明のシート状物を製造する方法であって、繊維質基材に水分散液を含浸せしめる工程、pHが1以上3以下の凝固溶媒にて凝固処理を行う酸凝固法又は80℃以上100℃以下の熱水中にて凝固処理を行う熱水凝固法により凝固処理を行う工程、100℃以上180℃以下で乾燥する工程を含み、前記繊維質基材は平均単繊維繊度が0.1μm以上10μm以下の極細繊維からなり、前記水分散液は、親水性基を有する高分子弾性体、架橋剤、前記親水性基を有する高分子弾性体固形分質量100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の1価陽イオン含有無機塩、および増粘剤を含有する。 Further, the method for producing the sheet-shaped material of the present invention is a method for producing the sheet-shaped material of the present invention, comprising the step of impregnating a fibrous base material with an aqueous dispersion, a step of performing coagulation treatment by an acid coagulation method in which coagulation treatment is performed with water or a hot water coagulation method in which coagulation treatment is performed in hot water of 80 to 100 ° C., and a step of drying at 100 to 180 ° C., The fibrous base material is made of ultrafine fibers having an average single fiber fineness of 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the aqueous dispersion comprises an elastic polymer having a hydrophilic group, a cross-linking agent, and an elastic polymer having a hydrophilic group. Contains 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less of monovalent cation-containing inorganic salt and a thickener per 100 parts by mass of body solids.
本発明のシート状物の好ましい態様によれば、前記高分子弾性体の本数が30本以上である。 According to a preferred aspect of the sheet-shaped article of the present invention, the number of the polymeric elastic bodies is 30 or more.
本発明のシート状物の好ましい態様によれば、立毛層を有し、前記立毛層における極細繊維の表面被覆率が60%以上90%以下である。 According to a preferred embodiment of the sheet-like article of the present invention, it has a napped layer, and the surface coverage of the ultrafine fibers in the napped layer is 60% or more and 90% or less.
本発明のシート状物の製造方法の好ましい態様によれば、前記架橋剤がカルボジイミド系架橋剤である。 According to a preferred aspect of the method for producing a sheet-shaped article of the present invention, the cross-linking agent is a carbodiimide-based cross-linking agent.
本発明のシート状物の製造方法の好ましい態様によれば、前記増粘剤がノニオン性増粘剤である。 According to a preferred aspect of the method for producing a sheet-like material of the present invention, the thickener is a nonionic thickener.
本発明によれば、優美な表面品位、光沢感と良好な風合いを有するシート状物が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a sheet-like material having an elegant surface quality, glossiness and good texture.
本発明のシート状物は、繊維質基材と高分子弾性体とを含有するシート状物であって、前記繊維質基材は平均単繊維繊度が0.1μm以上10μm以下の極細繊維からなり、前記高分子弾性体は、親水性基並びにN-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合を有し、シート状物を厚み方向に切断した断面中の極細繊維の断面部500本以上を含む500μm四方の範囲において、極細繊維との接着部分からの長さが10μm以上であり、かつ、極細繊維との接着部分から10μm以内の部分の最大幅が0μmを超えて5μm以下の高分子弾性体の本数が20本以上である。以下にこの構成要素について詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する範囲に何ら限定されるものではない。 The sheet-like material of the present invention is a sheet-like material containing a fibrous base material and an elastic polymer, wherein the fibrous base material is made of ultrafine fibers having an average single fiber fineness of 0.1 μm or more and 10 μm or less. , The polymeric elastic body has a hydrophilic group and an N-acylurea bond and/or an isourea bond, and has a 500 μm square area containing 500 or more ultrafine fiber cross-sections in a cross section obtained by cutting the sheet in the thickness direction. In the range, the length from the bonding portion with the ultrafine fiber is 10 μm or more, and the maximum width of the portion within 10 μm from the bonding portion with the ultrafine fiber exceeds 0 μm and the maximum width is 5 μm or less. 20 or more. Although these constituent elements will be described in detail below, the present invention is not limited to the scope described below as long as it does not exceed the gist of the present invention.
[極細繊維]
本発明に用いられる極細繊維には、ジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体とジオールとから得られるポリエステル系樹脂、すなわちポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびポリトリメチレンテレフタレートなどの樹脂を用いることができる。
[Ultrafine fiber]
Polyester-based resins obtained from dicarboxylic acids and/or ester-forming derivatives thereof and diols, that is, resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polytrimethylene terephthalate can be used for the ultrafine fibers used in the present invention. can.
前記ポリエステル系樹脂に用いられるジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニル-4,4’-ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体などが挙げられる。なお、本発明でいうエステル形成性誘導体とは、ジカルボン酸の低級アルキルエステル、酸無水物およびアシル塩化物などである。具体的には、メチルエステル、エチルエステルおよびヒドロキシエチルエステルなどが好ましく用いられる。本発明で用いられるジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体としてより好ましい態様は、テレフタル酸および/またはそのジメチルエステルである。 Dicarboxylic acids and/or ester-forming derivatives thereof used in the polyester resin include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl-4,4'-dicarboxylic acid and ester-forming derivatives thereof. is mentioned. The term "ester-forming derivatives" as used in the present invention includes lower alkyl esters of dicarboxylic acids, acid anhydrides and acyl chlorides. Specifically, methyl ester, ethyl ester, hydroxyethyl ester and the like are preferably used. A more preferred embodiment of the dicarboxylic acid and/or its ester-forming derivative used in the present invention is terephthalic acid and/or its dimethyl ester.
前記ポリエステル系樹脂に用いられるジオールとしては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、およびシクロヘキサンジメタノールなどが挙げられ、中でもエチレングリコールが好ましく用いられる。 Examples of the diol used in the polyester resin include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and cyclohexanedimethanol. Among them, ethylene glycol is preferably used.
また、前記ポリエステル系樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲において、通常用いられる金属酸化物や顔料等の粒子、難燃剤および帯電防止剤等の添加剤を含有させることができる。 In addition, the polyester-based resin can contain additives such as particles such as metal oxides and pigments, flame retardants, and antistatic agents, which are commonly used, as long as the effects of the present invention are not impaired.
極細繊維の断面形状としては、丸断面でよいが、楕円、扁平、三角などの多角形、扇形および十字型などの異形断面のものを採用することができる。 The cross-sectional shape of the ultrafine fibers may be a circular cross-section, but may also be elliptical, flat, polygonal such as triangular, or irregular cross-sections such as fan-shaped or cross-shaped.
本発明において、極細繊維の平均単繊維繊度は、0.1μm以上10μm以下であることが重要である。極細繊維の平均単繊維繊度が10μm以下、好ましくは7μm以下、より好ましくは5μm以下であることによって、シート状物をより柔軟なものとすることができる。また、シート状物が立毛を有する場合は、立毛の表面品位を向上させることができる。一方、極細繊維の平均単繊維繊度が0.1μm以上、好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.7μm以上であることによって、染色後の発色性に優れたシート状物とすることができる。また、シート状物が立毛を有する場合、バフィングによる立毛処理を行う際に、束状に存在する極細繊維の分散しやすさ、さばけやすさを向上させることができる。 In the present invention, it is important that the average single fiber fineness of the ultrafine fibers is 0.1 μm or more and 10 μm or less. When the average single fiber fineness of the ultrafine fibers is 10 µm or less, preferably 7 µm or less, and more preferably 5 µm or less, the sheet-like material can be made more flexible. Moreover, when the sheet-like material has naps, the surface quality of the naps can be improved. On the other hand, when the average single fiber fineness of the ultrafine fibers is 0.1 μm or more, preferably 0.3 μm or more, and more preferably 0.7 μm or more, a sheet-like article having excellent color developability after dyeing can be obtained. . In addition, when the sheet-like material has naps, it is possible to improve the easiness of dispersing and separating the ultrafine fibers present in bundles when performing the nap treatment by buffing.
本発明でいう平均単繊維繊度とは、以下の方法で測定されるものである。すなわち、
(1)シート状物を厚み方向に切断した断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察する。
(2)観察面内の任意の50本の極細繊維の繊維直径を、それぞれの極細繊維断面において3方向で測定する。ただし、異型断面の極細繊維を採用した場合には、まず単繊維の断面積を測定し、当該断面積となる円の直径を以下の式で算出する。これより得られた直径をその単繊維の単繊維直径とする。
・単繊維直径(μm)=(4×(単繊維の断面積(μm2))/π)1/2
(3)得られた合計150点の算術平均値(μm)を算出し、小数点以下第二位で四捨五入する。
The average single fiber fineness referred to in the present invention is measured by the following method. i.e.
(1) Observe a cross section of the sheet material cut in the thickness direction with a scanning electron microscope (SEM).
(2) Measure the fiber diameter of any 50 microfibers in the observation plane in three directions on each microfiber cross section. However, when ultrafine fibers with irregular cross-sections are used, the cross-sectional area of the single fiber is first measured, and the diameter of the circle corresponding to the cross-sectional area is calculated by the following formula. The diameter thus obtained is taken as the single fiber diameter of the single fiber.
・Single fiber diameter (μm)=(4×(cross-sectional area of single fiber (μm 2 ))/π) 1/2
(3) Calculate the arithmetic mean value (μm) of the obtained total of 150 points and round off to the second decimal place.
本発明で用いられる極細繊維を得る手段としては、直接紡糸や極細繊維発現型繊維を用いることができる。中でも極細繊維発現型繊維を用いることが好ましい態様である。極細繊維発現型繊維は、溶剤に対する溶解性が異なる2成分の熱可塑性樹脂を海成分と島成分とし、海成分だけを溶剤などを用いて溶解除去することによって島成分を極細繊維とする海島型複合繊維や、2成分の熱可塑性樹脂を繊維断面放射状あるいは層状に交互に配置し、各成分を剥離分割することによって極細繊維に割繊する剥離型複合繊維や多層型複合繊維などを採用することができるが、シート状物の表面品位を均一にしやすいことから、海島型複合繊維が好ましく用いられる。 As means for obtaining the ultrafine fibers used in the present invention, direct spinning and ultrafine fiber development type fibers can be used. Among them, it is a preferred embodiment to use ultrafine fibers. The ultrafine fiber-developing type fiber is a sea-island type, in which two thermoplastic resins with different solubilities in solvents are used as a sea component and an island component, and only the sea component is dissolved and removed using a solvent or the like to make the island component into an ultrafine fiber. Composite fibers, exfoliation-type conjugate fibers or multi-layer conjugate fibers, etc., in which two-component thermoplastic resins are arranged alternately in a radial or layered fiber cross-section and split into ultrafine fibers by peeling and splitting each component. However, islands-in-the-sea type conjugate fibers are preferably used because the surface quality of the sheet can be easily made uniform.
海島型複合繊維の海成分としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、スルホイソフタル酸ナトリウムやポリエチレングリコールなどを共重合した共重合ポリエステル、ポリ乳酸、ポリビニルアルコールまたはその共重合体などが挙げられる。 Examples of the sea component of the sea-island composite fiber include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene, copolymer polyester obtained by copolymerizing sodium sulfoisophthalate and polyethylene glycol, polylactic acid, polyvinyl alcohol, and copolymers thereof. be done.
海島型複合繊維の繊維極細化処理(脱海処理)は、溶剤中に海島型複合繊維を浸漬し、搾液することによって行うことができる。海成分を溶解する溶剤としては、トルエンやトリクロロエチレンなどの有機溶剤、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液や熱水を用いることができる。 The ultra-fine fiber treatment (sea removal treatment) of the islands-in-the-sea composite fiber can be performed by immersing the islands-in-the-sea composite fiber in a solvent and squeezing the solvent. As the solvent for dissolving the sea component, organic solvents such as toluene and trichlorethylene, alkaline aqueous solutions such as sodium hydroxide, and hot water can be used.
繊維極細化処理には、連続染色機、バイブロウォッシャー型脱海機、液流染色機、ウィンス染色機およびジッガー染色機等の装置を用いることができる。 Apparatuses such as a continuous dyeing machine, a vibrowasher type deseaming machine, a jet dyeing machine, a wince dyeing machine and a jigger dyeing machine can be used for the ultrafine fiber treatment.
海成分の溶解除去は、高分子弾性体の付与前および付与後のいずれのタイミングでも行うことができる。高分子弾性体付与前に脱海処理を行うと、極細繊維に直接高分子弾性体が密着する構造となって極細繊維を強く把持できることから、シート状物の耐摩耗性がより良好となる。一方、高分子弾性体付与後に脱海処理を行うと、高分子弾性体と極細繊維間に、脱海された海成分に起因する空隙が生成することから、極細繊維を直接高分子弾性体が把持せずにシート状物の風合いはより柔軟となる。 The dissolution and removal of the sea component can be performed at any timing before or after application of the elastic polymer. If the sea-removing treatment is performed before imparting the elastic polymer, a structure in which the elastic polymer directly adheres to the ultrafine fibers is formed, and the ultrafine fibers can be strongly gripped, so that the abrasion resistance of the sheet-like article is improved. On the other hand, if the sea component is removed after imparting the elastic polymer, voids are formed between the elastic polymer and the ultrafine fibers due to the sea components that have been removed. The texture of the sheet material becomes softer without being gripped.
本発明で用いられる海島型複合繊維における海成分と島成分の質量割合は、海成分:島成分=10:90~80:20の範囲であることが好ましい。海成分の質量割合が10質量%以上であると、島成分が十分に極細化されやすくなる。また、海成分の質量割合が80質量以下であると、溶出成分の割合が少ないため生産性が向上する。海成分と島成分の質量割合は、より好ましくは、海成分:島成分=20:80~70:30の範囲である。 The mass ratio of the sea component and the island component in the sea-island composite fiber used in the present invention is preferably in the range of sea component:island component=10:90 to 80:20. When the mass ratio of the sea component is 10% by mass or more, the island component tends to be sufficiently ultrafine. Moreover, when the mass ratio of the sea component is 80 mass or less, the productivity is improved because the ratio of the eluted component is small. The mass ratio of the sea component and the island component is more preferably in the range of sea component:island component=20:80 to 70:30.
本発明において、海島型複合繊維で代表される極細繊維発現型繊維を延伸する場合は、未延伸糸を一旦巻取り後、別途延伸を行うか、もしくは未延伸糸を引取りそのまま連続して延伸を行うなど、いずれの方法も採用することができる。延伸は、湿熱または乾熱あるいはその両者によって、1段~3段延伸する方法で適宜行うことができる。次に、延伸された海島型複合繊維に、好ましくは捲縮加工を施し、所定長にカットして不織布の原綿を得ることができる。捲縮加工やカット加工は通常の方法を用いることができる。 In the present invention, when drawing ultrafine fibers represented by sea-island composite fibers, the undrawn yarn is once wound and then drawn separately, or the undrawn yarn is taken off and continuously drawn. Any method can be adopted, such as performing The stretching can be appropriately carried out by a method of one to three stages of stretching with wet heat, dry heat, or both. Next, the stretched islands-in-the-sea composite fiber is preferably crimped and cut into a predetermined length to obtain raw cotton for a nonwoven fabric. A normal method can be used for crimping and cutting.
本発明で用いられる海島型複合繊維等の複合繊維は、座屈捲縮が付与されていることが好ましい。それは、座屈捲縮により、短繊維不織布を形成した場合の繊維間の絡合性が向上し、高密度と高絡合化が可能となるためである。複合繊維に座屈捲縮を付与するためには、通常のスタッフィングボックス型のクリンパーが好ましく用いられるが、本発明において好ましい捲縮保持係数を得るためには、処理繊度、クリンパー温度、クリンパー加重および押込み圧力等を適宜調整することが好ましい態様である。 The conjugate fibers such as the islands-in-the-sea type conjugate fibers used in the present invention are preferably provided with buckling crimps. This is because the buckling crimp improves the entangling property between fibers in the case of forming a short fiber nonwoven fabric, and enables high density and high entangling. A normal stuffing box type crimper is preferably used to impart buckling crimps to the conjugate fiber. It is a preferred embodiment to appropriately adjust the pressing pressure and the like.
座屈捲縮が付与された極細繊維発現型繊維の捲縮保持係数は、3.5以上15以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは4以上10以下の範囲である。捲縮保持係数が3.5以上であることにより、不織布を形成した際に不織布の厚み方向の剛性が向上し、ニードルパンチ等の絡合工程における絡合性を維持することが可能である。また、捲縮保持係数を15以下とすることにより、捲縮がかかりすぎることなく、カーディングにおける繊維ウェッブの開繊性に優れる。 The crimp retention factor of the buckling-crimped ultrafine fibers is preferably in the range of 3.5 to 15, more preferably in the range of 4 to 10. When the crimp retention factor is 3.5 or more, the rigidity in the thickness direction of the nonwoven fabric is improved when the nonwoven fabric is formed, and the entangling property in the entangling process such as needle punching can be maintained. Further, by setting the crimp retention factor to 15 or less, the fiber web is excellent in openability in carding without being excessively crimped.
ここでいう捲縮保持係数とは、次の式で表されるものである。
・捲縮保持係数=(W/L-L0)1/2
・W:捲縮消滅荷重(捲縮が伸びきった時点の荷重:mg/dtex)
・L:捲縮消滅荷重下の繊維長(cm)
・L0:6mg/dtex下での繊維長(cm)。30.0cmをマーキングする。
The crimp retention factor referred to here is represented by the following formula.
・Crimp retention factor = (W/L-L 0 ) 1/2
・W: crimp disappearance load (load when crimp is completely stretched: mg/dtex)
・L: Fiber length (cm) under crimp disappearance load
・L0: Fiber length (cm) under 6 mg/dtex. Mark 30.0 cm.
測定方法としては、まず、試料に100mg/dtexの荷重をかけ、その後、10mg/dtex刻みで荷重を増加させ、捲縮の状態を確認する。捲縮が伸びきるまで荷重を加えていき、捲縮が伸びきった状態における、マーキングの長さ(30.0cmからの伸び)を測定する。 As a measuring method, first, a load of 100 mg/dtex is applied to the sample, and then the load is increased in 10 mg/dtex increments to confirm the crimp state. A load is applied until the crimp is completely stretched, and the length of the marking (elongation from 30.0 cm) is measured when the crimp is completely stretched.
本発明で用いられる複合繊維の単繊維繊度は、ニードルパンチ工程等の絡合性の観点から、2dtex以上10dtex以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは3dtex以上9dtex以下の範囲である。 The single fiber fineness of the conjugate fiber used in the present invention is preferably in the range of 2 dtex or more and 10 dtex or less, more preferably 3 dtex or more and 9 dtex or less, from the viewpoint of entanglement in a needle punching process or the like.
本発明のシート状物の製造方法で用いることができる複合繊維は、98℃の温度における収縮率が5%以上40%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以上35%以下である。収縮率をこの範囲とすることにより、熱水処理によって繊維密度を向上することができ、本革のような充実感を得ることできる。 The conjugate fiber that can be used in the method for producing a sheet-like article of the present invention preferably has a shrinkage rate of 5% to 40% at a temperature of 98° C., more preferably 10% to 35%. By setting the shrinkage ratio within this range, the fiber density can be improved by the hot water treatment, and a feeling of fullness similar to that of genuine leather can be obtained.
収縮率の測定法は、具体的には、まず、複合繊維の束に50mg/dtexの荷重をかけ、30.0cmをマーキングする(L0)。その後、98℃の温度の熱水中で10分間処理し、処理前後の長さ(L1)を測定し、(L0-L1)/L0×100を算出する。測定は3回実施し、その平均値を収縮率とするものである。 Specifically, the contraction rate is measured by first applying a load of 50 mg/dtex to the composite fiber bundle and marking 30.0 cm (L 0 ). Then, it is treated in hot water at a temperature of 98° C. for 10 minutes, the length (L 1 ) before and after treatment is measured, and (L 0 −L 1 )/L 0 ×100 is calculated. The measurement is performed three times, and the average value is taken as the shrinkage rate.
本発明では、極細繊維束内の繊維数は8本/束以上1000本/束以下であることが好ましく、より好ましくは10本/束以上800本/束以下である。繊維数が8本/束以上であると、極細繊維が十分な緻密性を有しやすく、例えば、摩耗等の機械物性が向上しやすくなる傾向がある。また、繊維数1000本/束以下であると、立毛時の開繊性が向上し、立毛面の繊維分布が均一となって、より良好なシート状物の表面品位が得られやすくなる。 In the present invention, the number of fibers in the ultrafine fiber bundle is preferably 8 to 1000/bundle, more preferably 10 to 800/bundle. When the number of fibers is 8 or more per bundle, the ultrafine fibers tend to have sufficient density, and mechanical properties such as wear tend to be improved. Further, when the number of fibers is 1000/bundle or less, the opening property at the time of nap improves, and the fiber distribution on the nap surface becomes uniform, making it easier to obtain a better surface quality of the sheet.
[繊維質基材]
本発明で用いられる繊維質基材は、前記極細繊維からなる。なお、繊維質基材には、異なる原料の極細繊維が混合されていることが許容される。
[Fibrous base material]
The fibrous base material used in the present invention comprises the ultrafine fibers. It should be noted that the fibrous base material may be mixed with ultrafine fibers of different raw materials.
前記繊維質基材の具体的な形態としては、前記極細繊維それぞれが絡合してなる不織布や極細繊維の繊維束が絡合してなる不織布を用いることができる。中でも、極細繊維の繊維束が絡合してなる不織布が、シート状物の強度や風合いの観点から好ましく用いられる。柔軟性や風合いの観点から、特に好ましくは、極細繊維の繊維束を構成する極細繊維同士が適度に離間して空隙を有する不織布が好ましく用いられる。このように、極細繊維の繊維束が絡合してなる不織布は、例えば、極細繊維発現型繊維をあらかじめ絡合した後に極細繊維を発現させることによって得ることができる。また、極細繊維の繊維束を構成する極細繊維同士が適度に離間して空隙を有する不織布は、例えば、海成分を除去することによって島成分の間を空隙とすることができる海島型複合繊維を用いることによって得ることができる。 As a specific form of the fibrous base material, a nonwoven fabric formed by entangling each of the ultrafine fibers or a nonwoven fabric formed by entangling fiber bundles of ultrafine fibers can be used. Among them, a nonwoven fabric in which fiber bundles of ultrafine fibers are entangled is preferably used from the viewpoint of the strength and texture of the sheet-like article. From the viewpoint of softness and texture, it is particularly preferable to use a nonwoven fabric in which the ultrafine fibers constituting the fiber bundle of the ultrafine fibers are appropriately separated from each other to form voids. Thus, a nonwoven fabric in which fiber bundles of ultrafine fibers are entangled can be obtained, for example, by previously entangling ultrafine fiber developing type fibers and then developing ultrafine fibers. In addition, nonwoven fabrics in which microfibers constituting a fiber bundle of ultrafine fibers are spaced apart appropriately to form voids are, for example, sea-island composite fibers in which voids can be formed between island components by removing the sea component. can be obtained by using
前記不織布としては、短繊維不織布、あるいは、長繊維不織布のいずれでもよいが、シート状物の風合いや表面品位の観点から短繊維不織布がより好ましく用いられる。 The nonwoven fabric may be either a short fiber nonwoven fabric or a long fiber nonwoven fabric, but the short fiber nonwoven fabric is more preferably used from the viewpoint of the texture and surface quality of the sheet material.
短繊維不織布を用いた場合における短繊維の繊維長は、25mm以上90mm以下の範囲であることが好ましい態様である。繊維長が25mm以上、より好ましくは35mm以上、さらに好ましくは40mm以上であることにより、絡合により耐摩耗性に優れたシート状物となる。また、繊維長が90mm以下、より好ましくは80mm以下、さらに好ましくは70mm以下であることにより、より風合いや表面品位に優れたシート状物を得ることができる。 In a preferred embodiment, the fiber length of the short fibers in the case of using the short fiber nonwoven fabric is in the range of 25 mm or more and 90 mm or less. When the fiber length is 25 mm or more, preferably 35 mm or more, and even more preferably 40 mm or more, a sheet-like material having excellent abrasion resistance can be obtained by entanglement. Further, when the fiber length is 90 mm or less, more preferably 80 mm or less, and even more preferably 70 mm or less, a sheet-like material having excellent texture and surface quality can be obtained.
本発明において、繊維質基材として不織布を用いる場合、強度を向上させるなどの目的で、不織布の内部に織物や編物を挿入し、または積層し、または裏張りすることもできる。かかる織物や編物を構成する繊維の平均単繊維繊度は、ニードルパンチ時における損傷を抑制し、強度を維持することができるため、0.3μm以上10μm以下であることがより好ましい。 In the present invention, when a nonwoven fabric is used as the fibrous base material, a woven fabric or a knitted fabric may be inserted, laminated, or lined inside the nonwoven fabric for the purpose of improving strength. The average single fiber fineness of the fibers constituting such a woven fabric or knitted fabric is more preferably 0.3 μm or more and 10 μm or less because damage during needle punching can be suppressed and strength can be maintained.
前記織物や編物を構成する繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよびポリ乳酸などのポリエステルや、6-ナイロンや66-ナイロンなどのポリアミド等の合成繊維、セルロース系ポリマー等の再生繊維、および綿や麻等の天然繊維などを用いることができる。 The fibers constituting the woven or knitted fabric include polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate and polylactic acid, synthetic fibers such as polyamides such as 6-nylon and 66-nylon, and cellulose-based polymers. Regenerated fibers and natural fibers such as cotton and hemp can be used.
本発明のシート状物を構成する繊維質基材に用いることができる不織布を得る方法としては、複合繊維ウェブをニードルパンチやウォータジェットパンチにより絡合させる方法、スパンボンド法、メルトブロー法、および抄紙法などを採用することができる。中でも、前述のような極細繊維束の態様とする上で、ニードルパンチやウォータジェットパンチなどの処理を経る方法が好ましく用いられる。 Methods for obtaining a nonwoven fabric that can be used as the fibrous base material constituting the sheet-shaped article of the present invention include a method of entangling a composite fiber web by needle punching or water jet punching, a spunbonding method, a meltblowing method, and a papermaking method. Laws, etc. can be adopted. Among them, a method of undergoing processing such as needle punching or water jet punching is preferably used in order to form the ultrafine fiber bundle as described above.
不織布は、前述のように、不織布と織編物を積層一体化させてもよく、これらをニードルパンチやウォータジェットパンチ等により一体化する方法が好ましく用いられる。 As described above, the nonwoven fabric may be formed by laminating and integrating a nonwoven fabric and a woven or knitted fabric, and a method of integrating these by needle punching, water jet punching, or the like is preferably used.
ニードルパンチ処理に用いられるニードルにおいては、ニードルバーブ(切りかき)の数は好ましくは1本以上9本以下である。ニードルバーブを好ましくは1本以上とすることにより、効率的な繊維の絡合が可能となる。一方、ニードルバーブを好ましくは9本以下とすることにより、繊維損傷を抑えることができる。 In the needle used for needle punching, the number of needle barbs (notches) is preferably 1 or more and 9 or less. Efficient entanglement of fibers becomes possible by preferably using one or more needle barbs. On the other hand, fiber damage can be suppressed by preferably setting the number of needle barbs to 9 or less.
バーブに引っかかる複合繊維の本数は、バーブの形状と複合繊維の直径によって決定される。そのため、ニードルパンチ工程で用いられる針のバーブ形状は、キックアップが0μm以上50μm以下であり、アンダーカットアングルが0°以上40°以下であり、スロートデプスが40μm以上80μm以下であり、そしてスロートレングスが0.5mm以上1.0mm以下のものが好ましく用いられる。 The number of conjugate fibers caught on a barb is determined by the shape of the barb and the diameter of the conjugate fiber. Therefore, the barb shape of the needle used in the needle punching process has a kick-up of 0 μm or more and 50 μm or less, an undercut angle of 0° or more and 40° or less, a throat depth of 40 μm or more and 80 μm or less, and a throat length of 0° or more and 40° or less. is preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
また、パンチング本数は、1000本/cm2以上8000本/cm2以下であることが好ましい。パンチング本数を好ましくは1000本/cm2以上とすることにより、緻密性が得られ高精度の仕上げを得ることができる。一方、パンチング本数を好ましくは8000本/cm2以下とすることにより、加工性の悪化、繊維損傷および強度低下を防ぐことができる。 Moreover, the punching number is preferably 1000/cm 2 or more and 8000/cm 2 or less. By setting the punching number to preferably 1000/cm 2 or more, denseness can be obtained and highly accurate finishing can be obtained. On the other hand, by setting the punching number to preferably 8000/cm 2 or less, it is possible to prevent deterioration of workability, fiber damage, and reduction in strength.
また、ウォータジェットパンチ処理を行う場合には、水は柱状流の状態で行うことが好ましい。具体的には、直径0.05mm以上1.0mm以下のノズルから圧力1MPa以上60MPa以下で水を噴出させることが好ましい態様である。 Further, when water jet punching is performed, it is preferable to use water in the form of a columnar flow. Specifically, in a preferred embodiment, water is ejected from a nozzle having a diameter of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less at a pressure of 1 MPa or more and 60 MPa or less.
ニードルパンチ処理あるいはウォータジェットパンチ処理後の不織布の見掛け密度は、0.15g/cm3以上0.45g/cm3以下であることが好ましい。見掛け密度を好ましくは0.15g/cm3以上とすることにより、シート状物が十分な形態安定性と寸法安定性が得られやすくなる。一方、見掛け密度を好ましくは0.45g/cm3以下とすることにより、ポリウレタンを付与するための十分な空間を維持しやすくすることができる。 The apparent density of the nonwoven fabric after needle punching or water jet punching is preferably 0.15 g/cm 3 or more and 0.45 g/cm 3 or less. By setting the apparent density to preferably 0.15 g/cm 3 or more, the sheet-like material can easily obtain sufficient shape stability and dimensional stability. On the other hand, when the apparent density is preferably 0.45 g/cm 3 or less, a sufficient space for applying polyurethane can be easily maintained.
このようにして得られた不織布は、緻密化の観点から、乾熱もしくは湿熱またはその両者によって収縮させ、さらに高密度化することが好ましい態様である。また、不織布はカレンダー処理等により、厚み方向に圧縮することもできる。 From the viewpoint of densification, the nonwoven fabric thus obtained is preferably shrunk by dry heat, wet heat, or both, and further densified. The nonwoven fabric can also be compressed in the thickness direction by calendering or the like.
海島型複合繊維を用いた場合の当該繊維の海成分を除去するための脱海処理は、繊維質基材への親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液の付与前または/および付与後に行うことができる。水分散液付与前に脱海処理を行うと、極細繊維に直接高分子弾性体が密着する構造となりやすく、極細繊維を強く把持できることから、シート状物の耐摩耗性が良好となる。 When sea-island composite fibers are used, the sea removal treatment for removing the sea component of the fibers is performed before applying an aqueous dispersion containing an elastic polymer having a hydrophilic group to the fibrous base material and/or Can be done after giving. If the sea removal treatment is performed before applying the aqueous dispersion, the structure in which the polymer elastic body is likely to adhere directly to the ultrafine fibers is likely to be formed, and the ultrafine fibers can be strongly gripped, thereby improving the abrasion resistance of the sheet-like material.
一方、前記水分散液付与前に極細繊維とセルロース誘導体やポリビニルアルコール(以下、PVAと略記することがある。)等の阻害剤を付与した後に水分散液を付与することにより、極細繊維と高分子弾性体樹脂の密着性を下げることができ、さらに柔軟な風合いを達成することもできる。 On the other hand, by applying an inhibitor such as a cellulose derivative or polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as PVA) to the ultrafine fibers before applying the aqueous dispersion, and then applying the aqueous dispersion, the ultrafine fibers and the high The adhesiveness of the molecular elastic resin can be lowered, and a softer touch can be achieved.
前記阻害剤付与は、海島構造の繊維の脱海処理前または後のいずれでも行うことができる。脱海処理前に阻害剤を付与することにより、繊維の目付が下がりシートの抗張力が低下した場合においても、繊維質基材の形態保持力を高めることができる。このため、薄物のシートも安定して加工できる他に、脱海処理工程での繊維質基材の厚み保持率を高めることができ、繊維質基材の高密度化を抑制することができる。一方、前記阻害剤付与を脱海処理後に行うことにより、繊維質基材の高密度化を実現することができるため、目的に応じ適宜調整することが好ましい態様である。 The inhibitor may be applied either before or after the sea-island structure fiber is treated to remove the sea. By adding the inhibitor before the sea removal treatment, the shape retention force of the fibrous base material can be increased even when the basis weight of the fibers is lowered and the tensile strength of the sheet is lowered. Therefore, thin sheets can be stably processed, and the thickness retention rate of the fibrous base material in the sea removal process can be increased, thereby suppressing an increase in the density of the fibrous base material. On the other hand, by applying the inhibitor after the sea removal treatment, it is possible to increase the density of the fibrous base material.
前記阻害剤としては、繊維質基材の補強効果が高く、水に溶出にしにくいことから、
PVAが好ましく用いられる。PVAの中でも、親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液付与時に阻害剤を溶出しにくくでき、かつより極細繊維と高分子弾性体の密着を阻害できるという観点から、より水難性である高ケン化度PVAを適用することが、より好ましい態様である。
As the inhibitor, since the reinforcing effect of the fibrous base material is high and it is difficult to dissolve in water,
PVA is preferably used. Among PVA, PVA is more resistant to water from the viewpoint that inhibitors are less likely to be eluted when an aqueous dispersion containing an elastic polymer having a hydrophilic group is applied, and adhesion between ultrafine fibers and the elastic polymer can be further inhibited. Applying a certain high degree of saponification PVA is a more preferred embodiment.
高ケン化度PVAは、ケン化度が95%以上100%以下であることが好ましく、より好ましくは98%以上100%以下である。ケン化度を95%以上にすることにより、親水性基を有する高分子弾性体分散液付与時の溶出を抑制することができる。 The high saponification degree PVA preferably has a saponification degree of 95% or more and 100% or less, more preferably 98% or more and 100% or less. By adjusting the degree of saponification to 95% or more, it is possible to suppress elution at the time of application of the elastic polymer dispersion having a hydrophilic group.
PVAの重合度は、500以上3500以下であることが好ましく、さらに好ましくは500以上2000以下である。PVAの重合度を500以上にすることにより、高分子弾性体分散液付与時の高ケン化度PVAの溶出を抑制することができる。また、PVAの重合度を3500以下にすることにより、高ケン化度PVA液の粘度が高くなりすぎず、安定して繊維質基材に高ケン化度PVAを付与することができる。 The degree of polymerization of PVA is preferably 500 or more and 3500 or less, more preferably 500 or more and 2000 or less. By setting the degree of polymerization of PVA to 500 or more, it is possible to suppress the elution of PVA with a high degree of saponification when the elastic polymer dispersion is applied. Further, by setting the degree of polymerization of PVA to 3500 or less, the viscosity of the high saponification degree PVA liquid does not become too high, and the high saponification degree PVA can be stably applied to the fibrous base material.
繊維質基材へのPVAの付与量は、繊維質基材の繊維質量に対し、0.1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは1質量%以上45質量%以下である。PVAの付与量を0.1質量%以上とすることにより、柔軟性と風合いの良好なシート状物が得られ、PVAの付与量を50質量%以下とすることにより、加工性が良く、耐摩耗性等の物理特性が良好なシート状物が得られる。 The amount of PVA applied to the fibrous base material is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 45% by mass or less based on the fiber mass of the fibrous base material. When the amount of PVA added is 0.1% by mass or more, a sheet-like material with good flexibility and texture can be obtained. A sheet having good physical properties such as abrasion resistance can be obtained.
[高分子弾性体]
本発明のシート状物において、親水性基を有する高分子弾性体としては、水分散型シリコーン樹脂、水分散型アクリル樹脂、および水分散型ウレタン樹脂やそれらの共重合体が挙げられる。それらの中でも風合いの面から、水分散型ポリウレタン樹脂が好ましく用いられる。
[Polymer elastic body]
In the sheet material of the present invention, the hydrophilic group-containing polymeric elastomer includes water-dispersible silicone resins, water-dispersible acrylic resins, water-dispersible urethane resins, and copolymers thereof. Among them, a water-dispersed polyurethane resin is preferably used in terms of texture.
水分散型ポリウレタン樹脂としては、高分子ポリオールと、有機ジイソシアネートと、鎖伸長剤との反応により得られる樹脂が好ましく用いられる。また、水分散型ポリウレタン樹脂の水分散液(以下、水分散型ポリウレタン分散液)の安定性を高めるために、親水性基を有する活性水素成分含有化合物を併用することが好ましい。以下に高分子弾性体として、水分散型ポリウレタン樹脂を用いた場合について説明する。 As the water-dispersible polyurethane resin, a resin obtained by reacting a polymer polyol, an organic diisocyanate, and a chain extender is preferably used. In order to increase the stability of the aqueous dispersion of the water-dispersed polyurethane resin (hereinafter referred to as the water-dispersed polyurethane dispersion), it is preferable to use an active hydrogen component-containing compound having a hydrophilic group. A case of using a water-dispersed polyurethane resin as the elastic polymer will be described below.
(1)水分散型ポリウレタン樹脂の各反応成分
まず、水分散型ポリウレタン樹脂の各反応成分について説明する。
(1) Reactive components of water-dispersed polyurethane resin First, each reactive component of the water-dispersed polyurethane resin will be described.
(1-1)高分子ポリオール
本発明のシート状物において用いることができる高分子ポリオールとして、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等を挙げることができる。
(1-1) Polymeric Polyol Examples of polymeric polyols that can be used in the sheet material of the present invention include polyether-based polyols, polyester-based polyols, and polycarbonate-based polyols.
ポリエーテル系ポリオールとしては、多価アルコールやポリアミンを開始剤として、エチレンオキシド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリン、およびシクロヘキシレン等のモノマーを付加・重合して得られるポリオール、および、前記モノマーをプロトン酸、ルイス酸およびカチオン触媒等を触媒として開環重合して得られるポリオールが挙げられる。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等およびそれらを組み合わせた共重合ポリオールを挙げることができる。 Polyether-based polyols include polyols obtained by adding and polymerizing monomers such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrahydrofuran, epichlorohydrin, and cyclohexylene using a polyhydric alcohol or polyamine as an initiator, and Examples thereof include polyols obtained by ring-opening polymerization of the above monomers using a protonic acid, a Lewis acid, a cationic catalyst, or the like as a catalyst. Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, etc., and copolymer polyols combining them.
ポリエステル系ポリオールとしては、各種低分子量ポリオールと多塩基酸とを縮合させて得られるポリエステルポリオールやラクトンを開重合することによって得られるポリオール等を挙げることができる。 Polyester-based polyols include polyester polyols obtained by condensing various low-molecular-weight polyols with polybasic acids, polyols obtained by opening polymerization of lactones, and the like.
低分子量ポリオールとしては、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-デカンジオール等の直鎖アルキレングリコールや、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の分岐アルキレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオールなどの脂環式ジオール、および1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の芳香族2価アルコール等から選ばれる1種または2種以上が挙げられる。また、ビスフェノールAに各種アルキレンオキサイドを付加させて得られる付加物も、低分子量ポリオールとして使用可能である。 Examples of low molecular weight polyols include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1.8- Linear alkylene glycols such as octanediol, 1,9-nonanediol and 1,10-decanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol and 2,4-diethyl-1,5-pentane Diols, branched alkylene glycols such as 2-methyl-1,8-octanediol, alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, and divalent aromatics such as 1,4-bis(β-hydroxyethoxy)benzene One or two or more selected from alcohols and the like can be mentioned. Adducts obtained by adding various alkylene oxides to bisphenol A can also be used as low-molecular-weight polyols.
また、多塩基酸としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびヘキサヒドロイソフタル酸等からなる群から選ばれる1種または2種以上が挙げられる。 Examples of polybasic acids include succinic acid, maleic acid, adipic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and hexahydro One or two or more selected from the group consisting of isophthalic acid and the like can be mentioned.
ポリカーボネート系ポリオールとしては、ポリオールとジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物との反応によって得られる化合物を挙げることができる。 Examples of polycarbonate-based polyols include compounds obtained by reacting polyols with carbonate compounds such as dialkyl carbonates and diaryl carbonates.
ポリカーボネートポリオールの製造原料のポリオールとしては、ポリエステルポリオールの製造原料で挙げたポリオールを用いることができる。ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネートやジエチルカーボネート等を用いることができ、ジアリールカーボネートとしてはジフェニルカーボネート等を挙げることができる。 As the polyol used as the raw material for producing the polycarbonate polyol, the polyol mentioned in the raw material for producing the polyester polyol can be used. Examples of dialkyl carbonate include dimethyl carbonate and diethyl carbonate, and examples of diaryl carbonate include diphenyl carbonate.
本発明のシート状物において、前記高分子弾性体がポリエーテルジオールを構成成分として含有することが好ましい。なお、本明細書において、「構成成分として含有する」とは、高分子弾性体を構成するモノマー成分、オリゴマー成分として含有することをいう。ポリエーテルジオールは、そのエーテル結合の自由度が高いことでガラス転移温度が低く、且つ凝集力も弱い為に柔軟性に優れるポリウレタンが得られやすくなる。 In the sheet material of the present invention, it is preferable that the elastic polymer contains polyetherdiol as a constituent component. In the present specification, "contained as a constituent" means contained as a monomer component or an oligomer component that constitutes the elastic polymer. Polyether diol has a low glass transition temperature due to the high degree of freedom of the ether bond, and also has a weak cohesive force, so that a polyurethane having excellent flexibility can be easily obtained.
本発明のシート状物において、前記高分子弾性体が、構成成分としてポリエーテルジオールを含む、親水性基を有する高分子弾性体Aと、構成成分としてポリカーボネートジオールを含む、親水性基を有する高分子弾性体Bとからなることが好ましい。柔軟性に優れる構成成分としてポリエーテルジオールを含む、親水性基を有する高分子弾性体Aと、光や熱などの外的刺激に対する耐久性に優れる構成成分としてポリカーボネートジオールを含む、親水性基を有する高分子弾性体Bの両者をシート状物内部に含むことで、柔軟かつ耐久性に優れるシート状物が得られやすくなる。 In the sheet-like article of the present invention, the polymeric elastic body comprises a hydrophilic group-containing polymeric elastic body A containing polyether diol as a constituent component, and a hydrophilic group-containing hydrophilic group containing polycarbonate diol as a constituent component. It is preferably composed of a molecular elastic body B. A polymer elastomer A having hydrophilic groups, which contains polyether diol as a component with excellent flexibility, and a hydrophilic group, which contains polycarbonate diol, as a component with excellent durability against external stimuli such as light and heat. By including both of the polymeric elastic bodies B in the inside of the sheet-like material, it becomes easy to obtain a flexible and durable sheet-like material.
高分子ポリオールの数平均分子量は、500以上5000以下であることが好ましい。高分子ポリオールの数平均分子量を500以上、より好ましくは1500以上とすることにより、風合いが硬くなるのを防ぎやすくすることができる。また、数平均分子量を5000以下、より好ましくは4000以下とすることにより、バインダーとしてのポリウレタンの強度を維持しやすくすることができる。 The number average molecular weight of the polymer polyol is preferably 500 or more and 5000 or less. By setting the number average molecular weight of the polymer polyol to 500 or more, more preferably 1500 or more, it is possible to easily prevent the texture from becoming hard. Further, by setting the number average molecular weight to 5,000 or less, more preferably 4,000 or less, the strength of the polyurethane as a binder can be easily maintained.
(1-2)有機ジイソシアネート
本発明で用いられる有機ジイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様。)が6以上20以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数が2以上18以下の脂肪族ジイソシアネート、炭素数が4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、炭素数が8以上15以下の芳香脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートの変性体(カーボジイミド変性体、ウレタン変性体、ウレトジオン変性体など。)およびこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
(1-2) Organic Diisocyanate The organic diisocyanate used in the present invention includes an aromatic diisocyanate having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon in the NCO group, hereinafter the same), and an aromatic diisocyanate having 2 to 18 carbon atoms. Aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, araliphatic diisocyanates having 8 to 15 carbon atoms, modified products of these diisocyanates (carbodiimide modified products, urethane modified products, uretdione modified products, etc.). ) and mixtures of two or more thereof.
前記炭素数が6以上20以下の芳香族ジイソシアネートの具体例としては、1,3-および/または1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-および/または2,6-トリレンジイソシアネート、2,4’-および/または4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと略記)、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、および1,5-ナフチレンジイソシアネートなどが挙げられる。 Specific examples of the aromatic diisocyanate having 6 to 20 carbon atoms include 1,3- and/or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4 '- and/or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as MDI), 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3' -dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, and 1,5-naphthylene diisocyanate.
前記炭素数が2以上18以下の脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチル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、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート、および2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサエートなどが挙げられる。 Specific examples of the aliphatic diisocyanate having 2 to 18 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6 -diisocyanatomethylcaproate, bis(2-isocyanatoethyl)carbonate, and 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexaate.
前記炭素数が4以上15以下の脂環式ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキシレン-1,2-ジカルボキシレート、および2,5-および/または2,6-ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。 Specific examples of the alicyclic diisocyanate having 4 to 15 carbon atoms include isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, bis(2-isocyanatoethyl)- 4-cyclohexylene-1,2-dicarboxylate, 2,5- and/or 2,6-norbornane diisocyanate, and the like.
前記炭素数が8以上15以下の芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、m-および/またはp-キシリレンジイソシアネートや、α、α、α’、α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。 Specific examples of the araliphatic diisocyanate having 8 to 15 carbon atoms include m- and/or p-xylylene diisocyanate and α, α, α', α'-tetramethylxylylene diisocyanate. .
これらのうち、好ましい有機ジイソシアネートは、脂環式ジイソシアネートである。また、特に好ましい有機ジイソシアネートは、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートである。 Among these, preferred organic diisocyanates are alicyclic diisocyanates. A particularly preferred organic diisocyanate is dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate.
(1-3)鎖伸長剤
本発明に用いられる鎖伸長剤としては、水、「エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコールおよびネオペンチルグリコールなど」の低分子ジオール、「1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンなど」の脂環式ジオール、「1,4-ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼンなど」の芳香族ジオール、「エチレンジアミンなど」の脂肪族ジアミン、「イソホロンジアミンなど」の脂環式ジアミン、「4,4-ジアミノジフェニルメタンなど」の芳香族ジアミン、「キシレンジアミンなど」の芳香脂肪族ジアミン、「エタノールアミンなど」のアルカノールアミン、ヒドラジン、「アジピン酸ジヒドラジドなど」のジヒドラジド、および、これらの2種以上の混合物が挙げられる。
(1-3) Chain Extender The chain extender used in the present invention includes water, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and diethylene glycol. and neopentyl glycol”, alicyclic diols such as “1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexane”, aromatic diols such as “1,4-bis(hydroxyethyl)benzene”, “ethylenediamine Aliphatic diamines such as "isophoronediamine", alicyclic diamines such as "isophoronediamine", aromatic diamines such as "4,4-diaminodiphenylmethane", araliphatic diamines such as "xylenediamine", alkanols such as "ethanolamine" Amines, hydrazines, dihydrazides such as "adipic acid dihydrazide", and mixtures of two or more thereof.
これらのうち好ましい鎖伸長剤は、水、低分子ジオール、芳香族ジアミンであり、更に好ましくは水、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、4,4’-ジアミノジフェニルメタンおよびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Among these, preferred chain extenders are water, low-molecular-weight diols and aromatic diamines, and more preferred are water, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 4,4'-diaminodiphenylmethane and two or more of these. mixtures.
(2)水分散型ポリウレタン樹脂の添加剤
本発明では後述する理由により、水分散型ポリウレタンを含む水分散液中に、1価陽イオン含有無機塩、増粘剤を含有することが重要である。
(2) Additives for water-dispersed polyurethane resin In the present invention, it is important for the reason described later that an inorganic salt containing a monovalent cation and a thickener are contained in the aqueous dispersion containing the water-dispersed polyurethane. .
またその他にも、必要により酸化チタンなどの着色剤、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系など)や酸化防止剤[4,4-ブチリデンービス(3-メチル-6-1-ブチルフェノール)などのヒンダードフェノール;トリフェニルホスファイト、トリクロルエチルホスファイトなどの有機ホスファイトなど]などの各種安定剤、無機充填剤(炭酸カルシウムなど)などを含有させることができる。 In addition, if necessary, colorants such as titanium oxide, ultraviolet absorbers (benzophenone, benzotriazole, etc.) and antioxidants [4,4-butylidene-bis(3-methyl-6-1-butylphenol) and other hinder organic phosphites such as triphenyl phosphite and trichloroethyl phosphite], inorganic fillers (such as calcium carbonate), and the like.
(3)水分散型ポリウレタン樹脂の構成
本発明で用いられる水分散型ポリウレタンにおいて、ポリウレタンに親水性基を含有させる成分として、例えば、親水性基含有活性水素成分が挙げられる。親水性基含有活性水素成分としては、ノニオン性基および/またはアニオン性基および/またはカチオン性基と活性水素とを含有する化合物等が挙げられる。
(3) Structure of water-dispersible polyurethane resin In the water-dispersible polyurethane used in the present invention, examples of the component that makes the polyurethane contain a hydrophilic group include a hydrophilic group-containing active hydrogen component. Examples of hydrophilic group-containing active hydrogen components include compounds containing nonionic groups and/or anionic groups and/or cationic groups and active hydrogen.
ノニオン性基と活性水素を有する化合物としては、2つ以上の活性水素成分または2つ以上のイソシアネート基を含み、側鎖に分子量250~9000のポリオキシエチレングリコール基等を有している化合物、および、トリメチロールプロパンやトリメチロールブタン等のトリオール等が挙げられる。 Compounds having a nonionic group and active hydrogen include compounds containing two or more active hydrogen components or two or more isocyanate groups and having a polyoxyethylene glycol group having a molecular weight of 250 to 9000 in the side chain, and triols such as trimethylolpropane and trimethylolbutane.
アニオン性基と活性水素を有する化合物としては、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-ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基含有化合物およびそれらの誘導体や、1,3-フェニレンジアミン-4,6-ジスルホン酸、3-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)-1-プロパンスルホン酸等のスルホン酸基を含有する化合物およびそれらの誘導体、並びにこれらの化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。 Examples of compounds having an anionic group and active hydrogen include carboxyl group-containing compounds such as 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, and 2,2-dimethylolvaleric acid, derivatives thereof, and 1 ,3-phenylenediamine-4,6-disulfonic acid, 3-(2,3-dihydroxypropoxy)-1-propanesulfonic acid and other compounds containing a sulfonic acid group and their derivatives, and neutralization of these compounds and salts neutralized with agents.
カチオン性基と活性水素を含有する化合物としては、3-ジメチルアミノプロパノール、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等の3級アミノ基含有化合物およびそれらの誘導体が挙げられる。 Compounds containing a cationic group and active hydrogen include tertiary amino group-containing compounds such as 3-dimethylaminopropanol, N-methyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, and derivatives thereof.
前記親水性基含有活性水素成分は、中和剤で中和した塩の状態でも用いることができる。 The hydrophilic group-containing active hydrogen component can also be used in the form of a salt neutralized with a neutralizing agent.
ポリウレタン分子内に用いられる親水性基含有活性水素成分は、水分散型ポリウレタン樹脂の機械的強度および分散安定性の観点から、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およびこれらの中和塩を用いることが好ましい。 Hydrophilic group-containing active hydrogen components used in polyurethane molecules are 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid and It is preferred to use these neutralized salts.
本発明において、親水性基を有する高分子弾性体における親水性基とは、活性水素を有する基である。親水性基の具体例としては、水酸基やカルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基等が挙げられる。 In the present invention, the hydrophilic group in the elastic polymer having a hydrophilic group is a group having active hydrogen. Specific examples of hydrophilic groups include hydroxyl groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, amino groups, and the like.
本発明のシート状物において、親水性基を有する高分子弾性体は、N-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合を有する。すなわち、本発明のシート状物において、高分子弾性体は、親水性基並びにN-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合を有する。 In the sheet material of the present invention, the hydrophilic group-containing polymeric elastomer has an N-acylurea bond and/or an isourea bond. That is, in the sheet material of the present invention, the elastic polymer has hydrophilic groups and N-acylurea bonds and/or isourea bonds.
親水性基を有する高分子弾性体として、水分散型ポリウレタン樹脂を用いる場合、N-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合は、例えば、前述の親水性基含有活性水素成分として存在する水酸基および/またはカルボキシル基とカルボジイミド系架橋剤とを反応させて形成することができる。これにより親水性基を有する高分子弾性体の分子内に、耐光性や耐熱性、耐摩耗性等の物性、および柔軟性に優れるN-アシルウレア結合および/またはイソウレア結合による3次元架橋構造を付与し、シート状物の柔軟性を保持しながら、耐摩耗性等の物性を飛躍的に向上させることが出来る。なお、高分子弾性体に上記N-アシルウレア基やイソウレア基が存在することは、シート状物の断面に対して、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS分析)等のマッピング処理を行えば分析可能である。 When a water-dispersible polyurethane resin is used as the polymeric elastomer having a hydrophilic group, the N-acylurea bond and/or isourea bond are, for example, hydroxyl groups and/or carboxyl groups present as the hydrophilic group-containing active hydrogen component. It can be formed by reacting a group with a carbodiimide-based cross-linking agent. As a result, a three-dimensional crosslinked structure with N-acyl urea bonds and/or isourea bonds, which has excellent physical properties such as light resistance, heat resistance, and abrasion resistance, and flexibility, is imparted to the molecules of the elastic polymer having hydrophilic groups. In addition, physical properties such as abrasion resistance can be dramatically improved while maintaining the flexibility of the sheet material. The presence of the N-acylurea group or the isourea group in the elastic polymer is determined by mapping the cross section of the sheet-like material, for example, by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS analysis). can be analyzed by
本発明に用いられる親水性基を有する高分子弾性体の数平均分子量は、樹脂強度の観点から20000以上であることが好ましく、また、粘度安定性と作業性の観点から500000以下であることが好ましい。数平均分子量は、更に好ましくは30000以上150000以下である。 The number average molecular weight of the elastic polymer having a hydrophilic group used in the present invention is preferably 20,000 or more from the viewpoint of resin strength, and is preferably 500,000 or less from the viewpoint of viscosity stability and workability. preferable. The number average molecular weight is more preferably 30,000 or more and 150,000 or less.
前記親水性基を有する高分子弾性体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより求めることができ、例えば次の条件で測定される。
・機器:東ソー(株)社製HLC-8220
・カラム:東ソーTSKgel α-M
・溶媒:N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)
・温度:40℃
・校正:ポリスチレン
本発明で用いられる親水性基を有する高分子弾性体は、シート状物中で繊維同士を適度に把持しており、好ましくはシート状物の少なくとも片面に立毛を有する観点から、繊維質基材の内部に存在していることが好ましい態様である。
The number average molecular weight of the elastic polymer having hydrophilic groups can be determined by gel permeation chromatography, and is measured under the following conditions, for example.
・Equipment: HLC-8220 manufactured by Tosoh Corporation
・Column: Tosoh TSKgel α-M
・Solvent: N,N-dimethylformamide (DMF)
・Temperature: 40℃
Proofreading: Polystyrene The elastic polymer having a hydrophilic group used in the present invention moderately holds the fibers in the sheet, and preferably has naps on at least one side of the sheet. It is a preferred embodiment that it exists inside the fibrous base material.
[シート状物]
本発明のシート状物は、シート状物を厚み方向に切断した断面中の極細繊維の断面部500本以上を含む500μm四方の範囲において、極細繊維との接着部分からの長さが10μm以上であり、かつ、極細繊維との接着部分から10μm以内の部分の最大幅が0μmを超えて5μm以下である高分子弾性体の本数が20本以上である。本明細書において、「極細繊維との接着部分からの長さが10μm以上であり、かつ、極細繊維との接着部分から10μm以内の部分の最大幅が0μmを超えて5μm以下である高分子弾性体」を「糸状の高分子弾性体」と称する場合がある。
[Sheet]
The sheet material of the present invention has a length of 10 μm or more from the bonding portion with the ultrafine fibers in a 500 μm square range including 500 or more ultrafine fiber cross-sections in the cross section of the sheet material cut in the thickness direction. and the maximum width of the portion within 10 μm from the bonding portion with the ultrafine fiber is more than 0 μm and 5 μm or less, and the number of the elastic macromolecules is 20 or more. In the present specification, "polymer elasticity having a length of 10 μm or more from the bonding portion with the ultrafine fiber and a maximum width of 0 μm or less and 5 μm or less at the portion within 10 μm from the bonding portion with the ultrafine fiber "Body" is sometimes referred to as "thread-like polymeric elastic body".
糸状の高分子弾性体は、極細繊維を拘束する力が弱いためシート状物の柔軟化、すなわち、風合い向上に寄与する。また、シート状物が立毛層を有する場合、糸状の高分子弾性体は、高分子弾性体のドメインサイズが小さいため、立毛発現性に優れることから光沢感が生じる。 The filamentous polymeric elastic material has a weak force to bind the ultrafine fibers, and thus contributes to the softening of the sheet-like material, that is, to the improvement of the texture. In addition, when the sheet-like material has a napped layer, the filamentous elastic polymer has a small domain size, so that the filamentous elastic polymer is excellent in raising the nap, thereby giving a glossy feeling.
前記糸状の高分子弾性体の本数としては、30本以上が好ましい。 The number of the thread-like polymeric elastic bodies is preferably 30 or more.
糸状の高分子弾性体は、シート状物の厚み方向に切断した断面を、走査型電子顕微鏡(SEM キーエンス社製VE-7800型)を用いて500倍で観察した5枚における極細繊維の断面部500本以上を含む500μm四方の範囲に存在する糸状の高分子弾性体の本数の1枚あたりの平均を算出する。ここで、極細繊維の断面部500本以上とは、シート状物の上記断面において、切断された断面を観測することができる極細繊維の本数が500本以上であることを表す。 The filamentous elastic polymer is the cross section of the ultrafine fibers in five sheets obtained by observing the cross section cut in the thickness direction of the sheet material at a magnification of 500 using a scanning electron microscope (SEM VE-7800 manufactured by Keyence Corporation). The average number of filamentous polymeric elastomers existing in a 500 μm square area including 500 or more per sheet is calculated. Here, 500 or more ultrafine fibers in a cross section means that the number of ultrafine fibers whose cut cross section can be observed is 500 or more in the cross section of the sheet material.
高分子弾性体が同時に3本以上の極細繊維と接着している場合、高分子弾性体の極細繊維との接着部分から枝分かれ部分までの長さが10μm以上であり、極細繊維との接着部分から10μm以内の部分の最大幅が0μmを超えて5μm以下であるとき、糸状の高分子弾性体と規定する。また、ここでの最大幅は奥行きを無視した観察断面での最大の幅を指す。 When the elastic polymer is bonded to three or more ultrafine fibers at the same time, the length from the bonding portion of the elastic polymer to the ultrafine fibers to the branched portion is 10 μm or more, and When the maximum width of the portion within 10 μm exceeds 0 μm and is 5 μm or less, it is defined as a thread-like elastic polymer. Also, the maximum width here refers to the maximum width in the observed cross section ignoring the depth.
図2に本発明のシート状物における、糸状の高分子弾性体の規定方法の一例を示す。図2において、極細繊維3、4と接着する高分子弾性体1は最大幅0.6μmであり、長さaつまり極細繊維との接着部Aから極細繊維との接着部Bまでは14μmである。そのため、高分子弾性体1は、糸状の高分子弾性体とみなすことができる。また、極細繊維3、4、5と接着する高分子弾性体2の長さbの部分は最大幅0.6μmであり、極細繊維接着部分から枝分かれ部分までの長さbは14μmであり糸状の高分子弾性体とみなすことができる。また、長さcの部分も同様に最大幅0.6μm、長さcは16μmであり糸状の高分子弾性体とみなすことができる。一方、長さdの部分においては、最大幅2μmであり、極細繊維接着部分から枝分かれ部分までの長さdは8μmであり10μmに満たない。そのため、長さdの部分の高分子弾性体は糸状の高分子弾性体とみなすことができない。高分子弾性体2からは、2本の糸状の高分子弾性体が存在する。
FIG. 2 shows an example of a method for defining the thread-like elastic polymer in the sheet-like material of the present invention. In FIG. 2, the
また、図3に、本発明のシート状物における、糸状の高分子弾性体の規定方法の別の一例を示す。図3の高分子弾性体は、枝分かれしている高分子弾性体の別の一例を示している。極細繊維7、8、9と接着する高分子弾性体6において、長さe部分は最大幅0.6μmであり、極細繊維接着部分から枝分かれ部分までの長さeの部分は15μmであり糸状の高分子弾性体とみなすことができる。長さfの部分は25μmであり糸状の高分子弾性体とみなすことができる。一方で、長さgの部分においては、最大幅0.6μmであり、極細繊維接着部分から枝分かれ部分までの長さgは6μmであり10μmに満たない。そのため、糸状の高分子弾性体とみなすことはできない。また、最大幅hの部分は最大幅が10μm以上あり、糸状の高分子弾性体とみなすことはできない。最大幅i、jの部分は最大幅が4μmであるものの、枝分かれ部分までの長さkが1μmと10μm未満であるため、どちらも糸状の高分子弾性体とみなすことはできない。つまり、高分子弾性体6は2本の糸状の高分子弾性体を含む。
Further, FIG. 3 shows another example of a method for defining the thread-like elastic polymer in the sheet-like material of the present invention. The elastic polymer in FIG. 3 shows another example of a branched elastic polymer. In the polymer
糸状の高分子弾性体の本数を20本以上とする方法としては、例えば後述の、1価陽イオン含有無機塩等を含む水分散液を繊維質基材に含浸させ、凝固処理、乾燥を行ってシート状物を得る方法が挙げられる。 As a method for increasing the number of filamentous polymeric elastic bodies to 20 or more, for example, the fibrous base material is impregnated with an aqueous dispersion containing a monovalent cation-containing inorganic salt or the like, which will be described later, and then coagulation treatment and drying are performed. and a method of obtaining a sheet-like material.
本発明において、シート状物が立毛層を有し、立毛層における極細繊維の表面被覆率が60%以上100%以下であることが好ましい。表面被覆率を60%以上、好ましくは65%以上とすることにより、より優雅な表面外観で、かつ光沢感のあるシート状物を得ることができる。光沢感が向上する原理としては、表面被覆率を上記範囲とすることにより、立毛層表面が平滑になりやすくなり、光の鏡面反射率が高い表面が得られやすくなるものと推測される。つまり、表面の繊維部分が密であれば光の反射率が上がり、光沢感が生じる。 In the present invention, it is preferable that the sheet has a napped layer, and the surface coverage of the ultrafine fibers in the napped layer is 60% or more and 100% or less. By setting the surface coverage to 60% or more, preferably 65% or more, it is possible to obtain a sheet-like material with a more elegant surface appearance and a glossy feel. As a principle for improving glossiness, it is presumed that by setting the surface coverage within the above range, the surface of the napped layer is easily smoothed, and a surface with high specular reflectance of light is easily obtained. In other words, if the fiber portion on the surface is dense, the reflectance of light increases and glossiness is produced.
表面被覆率は、立毛面について、SEMにより立毛繊維の存在がわかるように観察倍率30倍~70倍に拡大し、画像分析ソフトを用いて合計面積4mm2あたりの立毛部分の総面積の比率を算出し、SEM画像5枚について、数値の平均値を立毛被覆率とした。総面積の比率は、撮影したSEM画像について、画像分析ソフトウェア「ImageJ」を用い、立毛部分と非立毛部分を閾値100に設定して2値化処理することで算出できる。また、立毛被覆率の算出において、立毛ではない物質が立毛として算出され立毛被覆率に大きく影響している場合、手動で画像を編集しその部分を非立毛部分として算出する。 The surface coverage rate is measured by SEM at an observation magnification of 30 to 70 times so that the presence of napped fibers can be seen on the napped surface, and using image analysis software, the ratio of the total area of the napped portion per total area of 4 mm The average value of the numerical values for the five SEM images was taken as the nap coverage. The ratio of the total area can be calculated by binarizing the photographed SEM image using the image analysis software "ImageJ" and setting the threshold value of 100 for the napped portion and the non-piped portion. In addition, in the calculation of the napped hair coverage, if a substance other than the napped hair is calculated as the napped hair and greatly affects the napped hair coverage ratio, the image is edited manually and the portion is calculated as the non-piped portion.
画像分析システムとしては、前記の画像分析ソフトウェア「ImageJ」が例示されるが、画像分析システムは、規定の画素の面積比率を計算する機能を有する画像処理ソフトウェアからなることであれば、画像分析ソフトウェア「ImageJ」に限らない。なお、画像処理ソフトウェア「ImageJ ver. 1.8.0_112」は通用のソフトウェアであり、アメリカ国立衛生研究所により開発された。該画像処理ソフトウェア「ImageJ」は、取り込んだ画像に対し、必要な領域を特定し、画素分析を行う機能を有している。 As an image analysis system, the image analysis software "ImageJ" is exemplified. It is not limited to "ImageJ". The image processing software “ImageJ ver. 1.8.0 — 112” is commonly used software developed by the National Institutes of Health. The image processing software "ImageJ" has a function of specifying a necessary area in the captured image and performing pixel analysis.
[シート状物の製造方法]
次に、本発明のシート状物の製造方法について述べる。
[Manufacturing method of sheet]
Next, the method for manufacturing the sheet-like material of the present invention will be described.
本発明のシート状物の製造方法は、本発明のシート状物を製造する方法であって、繊維質基材に水分散液を含浸せしめる工程、pHが1以上3以下の凝固溶媒にて凝固処理を行う酸凝固法又は80℃以上100℃以下の熱水中にて凝固処理を行う熱水凝固法により凝固処理を行う工程、100℃以上180℃以下で乾燥する工程を含み、前記繊維質基材は平均単繊維繊度が0.1μm以上10μm以下の極細繊維からなり、前記水分散液は、親水性基を有する高分子弾性体、架橋剤、前記親水性基を有する高分子弾性体固形分質量100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の1価陽イオン含有無機塩、および増粘剤を含有する。 The method for producing the sheet-shaped material of the present invention is a method for producing the sheet-shaped material of the present invention, comprising a step of impregnating a fibrous base material with an aqueous dispersion, and coagulating with a coagulating solvent having a pH of 1 or more and 3 or less. A step of coagulating by an acid coagulation method in which the treatment is performed or a hot water coagulation method in which coagulation is performed in hot water at 80 ° C or higher and 100 ° C or lower, and a step of drying at 100 ° C or higher and 180 ° C or lower. The base material is made of ultrafine fibers having an average single fiber fineness of 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the aqueous dispersion comprises an elastic polymer having a hydrophilic group, a cross-linking agent, and a solid polymer elastic material having a hydrophilic group. It contains 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less of a monovalent cation-containing inorganic salt and a thickener per 100 parts by mass.
本発明のシート状物の製造方法では、繊維質基材に親水性基を有する高分子弾性体樹脂を付与するため、繊維質基材に水分散液を含浸せしめる工程を含む。繊維質基材として不織布を用いる場合、複合繊維からなる不織布、極細繊維化された不織布のいずれでも用いることができる。 The method for producing a sheet of the present invention includes a step of impregnating a fibrous base material with an aqueous dispersion in order to impart an elastomeric polymer resin having a hydrophilic group to the fibrous base material. When a nonwoven fabric is used as the fibrous base material, either a nonwoven fabric made of composite fibers or a nonwoven fabric made into ultrafine fibers can be used.
親水性基を有する高分子弾性体の水分散液中の濃度(水分散液に対する、親水性基を有する高分子弾性体の含有率)は、水分散液の貯蔵安定性の観点から、水分散液全体の質量を100質量%として、10質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは15質量%以上40質量%以下である。 From the viewpoint of the storage stability of the aqueous dispersion, the concentration of the elastomer having a hydrophilic group in the aqueous dispersion (the content of the elastomer having a hydrophilic group relative to the aqueous dispersion) Taking the mass of the entire liquid as 100% by mass, the content is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less.
また、水分散液は、貯蔵安定性や製膜性向上のために、水溶性有機溶剤を、水分散液に対して40質量%以下含有していてもよいが、製膜環境の保全等の点から、水溶性有機溶剤の含有量は1質量%以下とすることが好ましい。 In addition, the aqueous dispersion may contain a water-soluble organic solvent in an amount of 40% by mass or less in order to improve storage stability and film-forming properties. From this point of view, the content of the water-soluble organic solvent is preferably 1% by mass or less.
本発明のシート状物の製造方法では、水分散液中に、親水性基を有する高分子弾性体固形分質量100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の1価陽イオン含有無機塩を含有する。1価陽イオン含有無機塩を含有することで、水分散液に感熱凝固性を付与することが出来る。本発明において、感熱凝固性とは、水分散液を加熱した際に、ある温度(感熱凝固温度)に達すると水分散液の流動性が減少し、凝固する性質のことをいう。 In the method for producing a sheet-like material of the present invention, 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less of a monovalent cation-containing inorganic material is added to the aqueous dispersion with respect to 100 parts by mass of the solid content of the elastic polymer having a hydrophilic group. Contains salt. By including the monovalent cation-containing inorganic salt, the aqueous dispersion can be imparted with heat-sensitive coagulability. In the present invention, the heat-sensitive coagulability refers to the property that when the water dispersion is heated and reaches a certain temperature (heat-sensitive coagulation temperature), the fluidity of the water dispersion is reduced and it solidifies.
本発明のシート状物の製造方法においては、水分散液を繊維質基材に含浸後、凝固処理、乾燥を行う。親水性基を持つ高分子弾性体は水溶液中で膨潤しやすいため、凝固処理後では完全に凝固が完了していない。そこで、親水性基を有する高分子弾性体が感熱凝固性を有していない場合、高分子弾性体がシート乾燥時に極細繊維に凝固が完了していない高分子弾性体が繊維周囲を覆い、その動きを強く拘束した構造となる。これは、水分の蒸発とともにシート表面に移行する、マイグレーションの発生と水分の蒸発とともに繊維の周囲に高分子弾性体が偏在した状態で凝固が進行するためである。これらによって、シート状物の風合いは硬化する。 In the method for producing a sheet-like material of the present invention, after the fibrous base material is impregnated with the aqueous dispersion, coagulation treatment and drying are performed. Since a polymer elastomer having hydrophilic groups tends to swell in an aqueous solution, coagulation is not completely completed after the coagulation treatment. Therefore, when the elastic polymer having a hydrophilic group does not have heat-sensitive coagulability, the elastic polymer, which has not completely coagulated into ultrafine fibers when the sheet is dried, covers the periphery of the fibers. The structure strongly constrains movement. This is because coagulation progresses in a state in which the elastic polymer is unevenly distributed around the fibers due to the occurrence of migration, which migrates to the sheet surface as the water evaporates, and as the water evaporates. These harden the texture of the sheet material.
水分散液の感熱凝固温度は、55℃以上80℃以下であることが好ましく、60℃以上70℃以下がさらに好ましい。感熱凝固温度を55℃以上とすることにより、水分散液の貯蔵時の安定性が良好となり、操業時のマシンへの高分子弾性体の付着等を抑制しやすくなる。また、感熱凝固温度を80℃以下とすることにより、繊維質基材の表層への高分子弾性体のマイグレーション現象を抑制することができ、さらに繊維質基材からの水分蒸発前に高分子弾性体の凝固が進行することで、溶剤系高分子弾性体を湿式凝固させて得られる場合と類似した構造、すなわち高分子弾性体が強く繊維を拘束しない構造を形成することが出来、良好な柔軟性、反発感を達成することが可能である。 The thermal solidification temperature of the aqueous dispersion is preferably 55° C. or higher and 80° C. or lower, more preferably 60° C. or higher and 70° C. or lower. By setting the heat-sensitive coagulation temperature to 55° C. or higher, the stability of the aqueous dispersion during storage is improved, and adhesion of the elastic polymer to the machine during operation can be easily suppressed. In addition, by setting the heat-sensitive coagulation temperature to 80° C. or lower, it is possible to suppress the phenomenon of migration of the elastic polymer to the surface layer of the fibrous base material. As the coagulation of the body progresses, a structure similar to that obtained by wet-coagulating a solvent-based elastic polymer, that is, a structure in which the elastic polymer does not strongly constrain the fibers, can be formed. It is possible to achieve a feeling of resilience, resilience.
1価陽イオン含有無機塩は、好ましくは塩化ナトリウムおよび/または、硫酸ナトリウムである。従来手法においては、感熱凝固剤としては硫酸マグネシウムや塩化カルシウムといった2価陽イオンを有する無機塩が好適に用いられてきたが、これらの無機塩は少量の添加によっても水分散液の安定性に大きく影響するため、高分子弾性体種によっては、その添加量調整による感熱ゲル化温度の厳密な制御が困難であり、また、親水性基を有する高分子弾性体の水分散液の調整時や貯蔵時におけるゲル化の懸念など課題があった。一方で、イオン価数が小さい1価陽イオン含有無機塩は、水分散液の安定性への影響が小さく、添加量を調整することで水分散液の安定性を担保しながらにして、感熱凝固温度を厳密に制御することが出来る。 The monovalent cation-containing inorganic salt is preferably sodium chloride and/or sodium sulfate. In conventional methods, inorganic salts having divalent cations such as magnesium sulfate and calcium chloride have been suitably used as heat-sensitive coagulants. Therefore, it is difficult to strictly control the heat-sensitive gelation temperature by adjusting the amount of the elastic polymer added. There were problems such as concerns about gelation during storage. On the other hand, the monovalent cation-containing inorganic salt with a small ionic valence has little effect on the stability of the aqueous dispersion, and by adjusting the amount added, the stability of the aqueous dispersion can be ensured. Solidification temperature can be strictly controlled.
本発明のシート状物の製造方法では、1価陽イオン含有無機塩を、親水性基を有する高分子弾性体固形分質量100質量部に対して10質量部以上50質量部以下含有する。含有量を10質量部以上とすることで、親水性基を有する高分子弾性体の水分散液中に多量に存在するイオンが、高分子弾性体粒子に均一に作用することで、特定の感熱凝固温度において速やかに凝固を完了させることが出来る。これにより、前述のような、繊維質基材中に多量の水分を含有した状態で高分子弾性体凝固を進行させることにおいて、より顕著な効果を得ることが出来る。結果、溶剤系高分子弾性体を湿式凝固させて得られる場合に非常に類似した構造を形成し、良好な柔軟性、反発感を達成することが可能である。一方で、含有量を50質量部以下とすることで、適度な高分子弾性体の連続被膜構造を残存させ、物性の低下を抑えることが出来る。また、水分散液の安定性も保持することが出来る。 In the method for producing a sheet of the present invention, the monovalent cation-containing inorganic salt is contained in an amount of 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the solid content of the elastic polymer having a hydrophilic group. By setting the content to 10 parts by mass or more, a large amount of ions present in the aqueous dispersion of the elastic polymer having a hydrophilic group uniformly act on the particles of the elastic polymer, resulting in a specific heat sensitivity. Solidification can be quickly completed at the solidification temperature. As a result, a more remarkable effect can be obtained in promoting coagulation of the elastic polymer while the fibrous base material contains a large amount of water, as described above. As a result, it is possible to form a structure very similar to that obtained by wet-coagulating a solvent-based elastic polymer, and to achieve good flexibility and resilience. On the other hand, by setting the content to 50 parts by mass or less, it is possible to leave an appropriate continuous film structure of the elastic polymer and suppress deterioration of physical properties. Also, the stability of the aqueous dispersion can be maintained.
本発明のシート状物の製造方法では、水分散液は架橋剤を含有する。架橋剤によって高分子弾性体に3次元網目構造を導入することで、耐摩耗性等の物性を向上させることが出来る。さらに前述の1価陽イオン含有無機塩と併用することで、高分子弾性体と繊維の接着構造制御によってシート状物を柔軟化すると同時に、シート状物の高物性化も達成可能となる。 In the method for producing a sheet-shaped article of the present invention, the aqueous dispersion contains a cross-linking agent. Physical properties such as abrasion resistance can be improved by introducing a three-dimensional network structure into the polymeric elastomer using a cross-linking agent. Furthermore, by using the monovalent cation-containing inorganic salt together, it becomes possible to soften the sheet-like material by controlling the bonding structure between the elastic polymer and the fiber, and at the same time achieve high physical properties of the sheet-like material.
反応後に得られる高分子弾性体が耐光性や耐熱性、耐摩耗性に優れ、かつ柔軟性も良好であることから、前記架橋剤がカルボジイミド系架橋剤であることが好ましい。 The cross-linking agent is preferably a carbodiimide-based cross-linking agent because the elastic polymer obtained after the reaction has excellent light resistance, heat resistance and abrasion resistance, and also has good flexibility.
さらに、水分散型ポリウレタン分散液に増粘剤を併用することにより、繊維質基材に含浸された水分散型ポリウレタン分散液はその液の粘度の影響で、液浴中に拡散せず、ポリウレタンの凝固工程時の脱落を抑制でき、生産性にも非常に優れた凝固プロセスを達成できる。 Furthermore, by using a thickener together with the water-dispersed polyurethane dispersion, the water-dispersed polyurethane dispersion impregnated into the fibrous base material does not diffuse in the liquid bath due to the viscosity of the liquid, and the polyurethane drop-off during the solidification process can be suppressed, and a solidification process with excellent productivity can be achieved.
水分散液に含有される増粘剤は、ノニオン系、アニオン系、カチオン系および両イオン系の増粘剤を適用することができる。中でも、水分散液の安定性に影響を及ぼしにくいことから、前記増粘剤がノニオン性増粘剤であることが好ましい。 Nonionic, anionic, cationic and amphoteric thickeners can be applied as the thickener contained in the aqueous dispersion. Among them, it is preferable that the thickener is a nonionic thickener because it hardly affects the stability of the aqueous dispersion.
増粘剤の種類としては、会合型増粘剤と水溶性高分子型増粘剤の中から選択できる。 The type of thickener can be selected from associative thickeners and water-soluble polymer thickeners.
会合型増粘剤としては、ウレタン変性化合物やアクリル変性化合物やそれらの共重合化合物等を適用することができる。 A urethane-modified compound, an acrylic-modified compound, a copolymer compound thereof, or the like can be used as the associative thickener.
水溶性高分子型増粘剤としては、天然高分子化合物、半合成高分子化合物および合成高分子化合物等が挙げられる。 Examples of water-soluble polymeric thickeners include natural polymeric compounds, semi-synthetic polymeric compounds and synthetic polymeric compounds.
天然高分子化合物としては、タマリンドガム、グァーガム、ローストビーンガム、トラガントガム、デンプン、デキストリン、ゼラチン、アガロース、カゼイン、カードラン等のノニオン性のものや、キサンタンガム、カラギーナン、アラビアガム、ペクチン、コラーゲン、コンドロイチン硫酸ソーダ、ヒアルロン酸ソーダ、カルボキシメチルデンプン、リン酸デンプン等のアニオン性のものや、カチオンデンプン、キトサン等のカチオン性のものが挙げられる。 Natural polymer compounds include nonionic compounds such as tamarind gum, guar gum, roasted bean gum, tragacanth gum, starch, dextrin, gelatin, agarose, casein, and curdlan, as well as xanthan gum, carrageenan, gum arabic, pectin, collagen, and chondroitin. Anionic agents such as sodium sulfate, sodium hyaluronate, carboxymethyl starch and starch phosphate, and cationic agents such as cationic starch and chitosan can be used.
半合成高分子としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、可溶性デンプン、メチルデンプン等のノニオン性のものや、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、およびアルギン酸塩等のアニオン性の化合物が挙げられる。 Semi-synthetic polymers include nonionic ones such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, soluble starch and methylstarch, and anionic ones such as carboxymethylcellulose, carboxymethylstarch and alginate. and the compound of
合成高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリメチルビニルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリイソプロピルアクリルアミド等のノニオン性のものやカルボキシビニルポリマ-やポリアクリル酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ソーダ等のアニオン性のものや、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリアミジン、ポリビニルイミダゾリン、およびポリエチレンイミン等のカチオン性の化合物が挙げられる。 Synthetic polymer compounds include nonionic compounds such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polymethylvinyl ether, polyethylene glycol, and polyisopropylacrylamide, and anions such as carboxyvinyl polymer, sodium polyacrylate, and sodium polystyrene sulfonate. and cationic compounds such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate quaternary salt, dimethyldiallylammonium chloride, polyamidine, polyvinylimidazoline, and polyethyleneimine.
増粘剤を含む水分散液の粘度は、200mPa・s~100000mPa・sであることが好ましい。前記水分散液の粘度を200mPa・s以上にすることにより、熱水凝固工程でのポリウレタンの脱落を抑制しやすくなり、また、粘度を100000mPa・s以下とすることにより、水分散液を繊維質基材内に均一に含浸させやすくなる。 The viscosity of the aqueous dispersion containing the thickener is preferably 200 mPa·s to 100000 mPa·s. By setting the viscosity of the aqueous dispersion to 200 mPa s or more, it becomes easy to suppress the polyurethane from falling off in the hot water coagulation step, and by setting the viscosity to 100,000 mPa s or less, the aqueous dispersion becomes fibrous. It becomes easier to uniformly impregnate the base material.
本発明のシート状物の製造方法では、親水性基を有する高分子弾性体付与後の凝固は、pH1以上3以下の凝固溶媒にて凝固処理を行う酸凝固法又は80℃以上100℃以下の熱水にて凝固処理を行う熱水凝固法を用いる。他の凝固方法、例えば乾熱凝固法は、親水性基を有する高分子弾性体を含浸したシートを熱風乾燥機等で加熱処理するという手法であり、シート状物から水が蒸発する過程を経て高分子弾性体の凝固が進行する。そのため、高分子弾性体同士が凝集しやすく、ドメインサイズが大きくなる。一方で本発明は液浴中で凝固処理を行うため、シート内部に高分子弾性体が拡散しながら凝固が進行する。そのため、高分子弾性体のドメインサイズは小さくなり、シートが光沢感をより持ちやすい。 In the method for producing a sheet-like material of the present invention, the coagulation after imparting the elastic polymer having a hydrophilic group is performed by an acid coagulation method in which a coagulation treatment is performed with a coagulation solvent having a pH of 1 or more and 3 or less, or a temperature of 80° C. or more and 100° C. or less. A hot water coagulation method is used in which coagulation is performed with hot water. Another coagulation method, for example, a dry heat coagulation method, is a technique in which a sheet impregnated with an elastic polymer having a hydrophilic group is heat-treated using a hot air dryer or the like. Solidification of the elastic polymer progresses. As a result, the elastic macromolecules tend to agglomerate with each other, increasing the domain size. On the other hand, in the present invention, since the coagulation treatment is performed in a liquid bath, the coagulation progresses while the polymeric elastomer diffuses inside the sheet. Therefore, the domain size of the elastic polymer becomes smaller, and the sheet tends to have a glossy feeling.
本発明のシート状物の製造方法において、酸凝固法における凝固溶媒はpH1以上3以下である。前記pHは、pH1.5以上2.5以下であることが好ましい。pHを3以下とすることで、高分子弾性体の凝固を進行させやすくなる。また、pHを1以上とすることで、高分子弾性体の劣化を防ぎやすくなる。 In the method for producing a sheet material of the present invention, the coagulation solvent used in the acid coagulation method has a pH of 1 or more and 3 or less. The pH is preferably pH 1.5 or more and 2.5 or less. By setting the pH to 3 or less, the coagulation of the elastic polymer is facilitated. Further, by setting the pH to 1 or higher, deterioration of the elastic polymer can be easily prevented.
酸凝固法における凝固溶媒の液温は、液温20℃以上95℃以下であることが好ましい。 The liquid temperature of the coagulating solvent in the acid coagulation method is preferably 20° C. or higher and 95° C. or lower.
また、熱水凝固法における凝固溶媒の温度は80℃以上100℃以下が好ましく、より好ましくは、85℃以上95℃以下で凝固させることにより、多孔構造化を達成することができる。 In addition, the temperature of the solidifying solvent in the hydrothermal coagulation method is preferably 80° C. or higher and 100° C. or lower, more preferably 85° C. or higher and 95° C. or lower, thereby achieving a porous structure.
さらに、本発明のシート状物の製造方法では、水分散液は架橋剤を含有するが、上記凝固処理後に好ましくは100℃以上180℃以下、より好ましくは120℃以上160℃以下の温度で乾燥処理をすることで、架橋反応を十分に促進させ、物性を向上させることが出来る。また、加熱温度を180℃以下とすることで、高分子弾性体の熱劣化を抑制することが出来る。 Furthermore, in the method for producing a sheet-like material of the present invention, the aqueous dispersion contains a cross-linking agent, and after the coagulation treatment, it is preferably dried at a temperature of 100° C. or higher and 180° C. or lower, more preferably 120° C. or higher and 160° C. or lower. The treatment can sufficiently promote the cross-linking reaction and improve the physical properties. Further, by setting the heating temperature to 180° C. or less, thermal deterioration of the elastic polymer can be suppressed.
また、本発明のシート状物の製造方法は、必要に応じてさらに、親水性基を有する高分子弾性体を付与した繊維質基材からPVAを除去する工程を含んでも良い。親水性基を有する高分子弾性体付与後の繊維質基材から、PVAを除去することにより、柔軟なシート状物が得られやすくなる。PVAを除去する方法は特に限定されないが、例えば、60℃以上100℃以下の熱水にシートを浸漬し、必要に応じてマングル等で搾液することにより、溶解除去することが好ましい一態様である。 In addition, the method for producing a sheet-like material of the present invention may optionally further include a step of removing PVA from the fibrous base material to which the elastic polymer having hydrophilic groups has been applied. By removing the PVA from the fibrous base material to which the elastic polymer having hydrophilic groups has been imparted, it becomes easier to obtain a flexible sheet-like material. Although the method for removing PVA is not particularly limited, for example, the sheet is immersed in hot water of 60° C. or higher and 100° C. or lower, and if necessary, it is dissolved and removed by squeezing with a mangle or the like. be.
本発明では、シート状物の少なくとも一面を起毛処理して表面に立毛を形成させてもよい。立毛を形成する方法は、特に限定されず、サンドペーパー等によるバフィング等、当分野で通常行われる各種方法を用いることができる。立毛長は短すぎると優美な外観が得られにくく、長すぎると、ピリングが発生しやすくなる傾向にあることから、立毛長は0.2mm以上1mm以下とすることが好ましい。 In the present invention, at least one surface of the sheet-like material may be raised to form naps on the surface. The method for forming naps is not particularly limited, and various methods commonly used in the art, such as buffing with sandpaper or the like, can be used. If the nap length is too short, it is difficult to obtain an elegant appearance, and if it is too long, pilling tends to occur easily.
本発明のひとつの態様において、シート状物は、染色することができる。染色方法としては、当分野で通常用いられる各種方法を採用することができる。シート状物の染色と同時に揉み効果を与えてシート状物を柔軟化することができることから、液流染色機を用いる方法が好ましい。 In one aspect of the present invention, the sheet can be dyed. As the dyeing method, various methods commonly used in the art can be adopted. A method using a jet dyeing machine is preferable because the sheet-like material can be softened by applying a kneading effect at the same time as the sheet-like material is dyed.
染色温度は、繊維の種類にもよるが、80℃以上150℃以下とすることが好ましい。染色温度を80℃以上、より好ましくは110℃以上とすることにより、繊維への染着を効率良く行わせることができる。一方、染色温度を150℃以下、より好ましくは130℃以下とすることにより、高分子弾性体の劣化を防ぐことができる。 The dyeing temperature is preferably 80° C. or higher and 150° C. or lower, although it depends on the type of fiber. By setting the dyeing temperature to 80° C. or higher, more preferably 110° C. or higher, the fibers can be efficiently dyed. On the other hand, by setting the dyeing temperature to 150° C. or lower, more preferably 130° C. or lower, deterioration of the elastic polymer can be prevented.
本発明で用いられる染料は、繊維質基材を構成する繊維の種類にあわせて選択すればよく、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系繊維であれば分散染料を用いることができ、ポリアミド系繊維であれば酸性染料や含金染料を用いることができ、更にそれらの組み合わせを用いることができる。分散染料で染色した場合は、染色後に還元洗浄を行ってもよい。 The dye used in the present invention may be selected according to the type of fiber constituting the fibrous base material, and is not particularly limited. For example, disperse dyes can be used for polyester fibers, and polyamide fibers Acid dyes and metallized dyes can be used, and combinations thereof can be used. In the case of dyeing with a disperse dye, reduction cleaning may be performed after dyeing.
また、染色時に染色助剤を使用することも好ましい態様である。染色助剤を用いることにより、染色の均一性や再現性を向上させることができる。また、染色と同浴または染色後に、例えば、シリコーン等の柔軟剤、帯電防止剤、撥水剤、難燃剤、耐光剤および抗菌剤等を用いた仕上げ剤処理を施すことができる。 It is also a preferred embodiment to use a dyeing assistant during dyeing. By using a dyeing aid, the uniformity and reproducibility of dyeing can be improved. In addition, in the same bath as dyeing or after dyeing, for example, a finishing treatment using a softening agent such as silicone, an antistatic agent, a water repellent, a flame retardant, a light fastness agent, an antibacterial agent, or the like can be applied.
本発明のシート状物は、家具、椅子および壁材や、自動車、電車および航空機などの車輛室内における座席、天井および内装などの表皮材として非常に優美な外観を有する内装材、シャツ、ジャケット、カジュアルシューズ、スポーツシューズ、紳士靴および婦人靴等の靴のアッパー、トリム等、鞄、ベルト、財布等、およびそれらの一部に使用した衣料用資材、ワイピングクロス、研磨布およびCDカーテン等の工業用資材として好適に用いることができる。 The sheet-like material of the present invention can be used as interior materials, shirts, jackets, etc., having a very elegant appearance as furniture, chairs and wall materials, and covering materials such as seats, ceilings and interiors in vehicle interiors such as automobiles, trains and aircraft. Casual shoes, sports shoes, men's and women's shoe uppers, trims, etc., bags, belts, wallets, etc., and clothing materials used for some of them, wiping cloths, polishing cloths, CD curtains, etc. It can be suitably used as a material.
次に、実施例により、本発明のシート状物、およびその製造方法について、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the sheet-like article and the method for producing the same of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited only to these examples.
[評価方法]
(1)シート状物の平均単繊維繊度:
シート状物の繊維を含む厚さ方向に垂直な断面を、走査型電子顕微鏡(SEM キーエンス社製VE-7800型)を用いて3000倍で観察し、30μm×30μmの視野内で無作為に抽出した50本の単繊維直径をμm単位で、小数第1位まで測定した。ただし、これを3ヶ所で行い、合計150本の単繊維の直径を測定し、平均値を小数第1位までで算出した。繊維直径が50μmを超える繊維が混在している場合には、当該繊維は極細繊維に該当しないものとして平均繊維直径の測定対象から除外するものとする。また、極細繊維が異形断面の場合、前記したように、まず単繊維の断面積を測定し、当該断面を円形と見立てた場合の直径を算出することによって単繊維の直径を求めた。これを母集団とした平均値を算出し、平均単繊維繊度とした。
[Evaluation method]
(1) Average single fiber fineness of sheet:
A cross-section perpendicular to the thickness direction of the sheet containing fibers is observed at a magnification of 3000 using a scanning electron microscope (SEM VE-7800 manufactured by Keyence Corporation), and randomly extracted within a field of view of 30 μm × 30 μm. The 50 single fiber diameters were measured in μm to one decimal place. However, this was done at three locations, the diameters of a total of 150 single fibers were measured, and the average value was calculated to one decimal place. If fibers with a fiber diameter of more than 50 μm are mixed, the fibers are considered not to be ultrafine fibers and are excluded from measurement of the average fiber diameter. When the ultrafine fibers had an irregular cross section, the cross-sectional area of the single fiber was first measured as described above, and the diameter of the single fiber was obtained by calculating the diameter when the cross section was assumed to be circular. An average value was calculated using this population as the average single fiber fineness.
(2)シート状物の柔軟性:
JIS L 1096:2010「織物および編物の生地試験方法」の8.21「剛軟度」の、8.21.1に記載のA法(45°カンチレバー法)に基づき、タテ方向とヨコ方向へそれぞれ2×35cmの試験片を5枚作成し、45°の角度の斜面を有する水平台へ置き、試験片を滑らせて試験片の一端の中央点が斜面と接したときのスケールを読み、5枚の平均値を求めた。
(2) Flexibility of sheet material:
JIS L 1096: Based on 8.21 "Bending resistance" of JIS L 1096: 2010 "Fabric test method for woven and knitted fabrics", A method (45 ° cantilever method) described in 8.21.1 In the vertical and horizontal directions Five test pieces of 2 × 35 cm each are prepared, placed on a horizontal table having a slope at an angle of 45 °, the test piece is slid, and the scale is read when the center point of one end of the test piece contacts the slope, An average value of 5 sheets was obtained.
(3)親水性基を有する高分子弾性体の水分散液の凝固温度
各実施例、比較例で調製される、親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液20gを内径12mmの試験管に入れ、温度計を先端が液面よりも下になるように差し込んだ後、試験管を封止し、95℃の温度の温水浴に親水性基を有する高分子弾性体の水分散液の液面が温水浴の液面よりも下になるように浸漬した。温度計により試験管内の温度の上昇を確認しつつ、適宜1回あたり5秒以内の時間、試験管を引き上げて親水性基を有する高分子弾性体の水分散液の液面の流動性の有無を確認できる程度に揺すり、親水性基を有する高分子弾性体の水分散液の液面が流動性を失った温度を凝固温度とした。この測定を、親水性基を有する高分子弾性体の水分散液1種につき3回ずつ行い、平均値を算出した。
(3) Solidification temperature of aqueous dispersion of elastic polymer having hydrophilic group Test 20 g of the aqueous dispersion containing the elastic polymer having hydrophilic group prepared in each example and comparative example with an inner diameter of 12 mm After inserting the thermometer so that the tip is below the liquid surface, the test tube is sealed and placed in a hot water bath at a temperature of 95°C. It was immersed so that the liquid level of the hot water bath was lower than the liquid level of the hot water bath. While confirming the temperature rise in the test tube with a thermometer, the test tube is pulled up for a period of 5 seconds or less each time, and the presence or absence of fluidity of the liquid surface of the aqueous dispersion of the polymeric elastomer having a hydrophilic group. The solidification temperature was defined as the temperature at which the liquid surface of the aqueous dispersion of the elastic polymer having a hydrophilic group lost its fluidity. This measurement was performed three times for each type of aqueous dispersion of the elastic polymer having a hydrophilic group, and the average value was calculated.
(4)高分子弾性体中の結合種の同定
上記シート状物より分離した高分子弾性体について、日本分光(株)社製FT/IR 4000 seriesを用いて、赤外分光分析により結合種を同定した。
(4) Identification of binding species in the elastic polymer The binding species of the elastic polymer separated from the sheet material was identified by infrared spectroscopic analysis using FT/IR 4000 series manufactured by JASCO Corporation. identified.
(5)シート状物の外観品位:
得られたシート状物の表面品位は10人のパネラーによる評価で行い、下記の基準で評価して、最も人数の多かった評価結果を採用した。なお、表面品位の評価は、図4に示すように床面10と平行の位置にある検査台11の上にシート状物12を置き、目視確認する位置とシート状物とを結ぶ線13の距離が50cmとなるように、シート状物14に対して検査台平面から45°の角度でシート状物14を目視確認して判断した。また、検査台には、検査台上面から垂直方向に150cm上部に32Wの蛍光灯15が設置されていた。その蛍光灯15の真下、すなわち、シート状物から蛍光灯への垂線16を引くことができる位置にシート状物12を置いて表面品位評価を実施した。外観品位は、4級~5級を良好とした。
5級:繊維の分散状態は良好でかつ光沢感を持つ外観は良好である。シート状物が立毛層を有する場合、均一な繊維の立毛がある。
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、外観はまずまず良好であるものの光沢感はない。シート状物が立毛層を有する場合、均一ではないが、繊維の立毛がある。
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。シート状物が立毛層を有する場合、ムラが多く立毛が発現しない部分が多く存在する。
(5) Appearance quality of sheet:
The surface quality of the obtained sheet-like material was evaluated by a panel of 10 people and evaluated according to the following criteria. The surface quality is evaluated by placing a
Grade 5: The fibers are well dispersed and the appearance with glossiness is good. When the sheet has a napped layer, there is a uniform nap of fibers.
Grade 4: A rating between
Grade 3: Although the fiber dispersion state is somewhat poor in some areas, the appearance is reasonably good, but there is no glossiness. When the sheet-like material has a napped layer, there is napped fibers, though not uniformly.
Grade 2: An evaluation between
Grade 1: Overall, the state of dispersion of fibers is very poor, and the appearance is poor. When the sheet-like material has a napped layer, there are many portions where there is a lot of unevenness and where naps do not appear.
[参考例1: 親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの調製]
ポリオールに数平均分子量(Mn)が2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(表ではPTMGと記載)、イソシアネートにMDI、親水性基を含有させる成分として、2,2-ジメチロールプロピオン酸を用い、トルエン溶媒中でプレポリマーを作成した。鎖伸長剤としてエチレングリコールとエチレンジアミン、外部乳化剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルと水を添加して、攪拌した。減圧化でトルエンを除去して親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waを得た。なお、高分子弾性体aは、高分子弾性体Aに該当する高分子弾性体である。
[Reference Example 1: Preparation of aqueous dispersion Wa of elastic polymer a having hydrophilic groups]
Polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight (Mn) of 2,000 as a polyol (described as PTMG in the table), MDI as an isocyanate, and 2,2-dimethylolpropionic acid as a component containing a hydrophilic group, A prepolymer was made in toluene solvent. Ethylene glycol and ethylenediamine as chain extenders, and polyoxyethylene nonylphenyl ether and water as external emulsifiers were added and stirred. Toluene was removed under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion Wa of an elastic polymer a having a hydrophilic group. In addition, the polymeric elastic body a is a polymeric elastic body corresponding to the polymeric elastic body A.
[参考例2:親水性基を有する高分子弾性体bの水分散液Wbの調製]
ポリオールにMnが2,000のポリヘキサメチレンカーボネート(表ではPHCと記載)、イソシアネートに水添MDI、親水性基を含有させる成分として、側鎖にポリエチレングリコールを有するジオール化合物および2,2-ジメチロールプロピオン酸を用い、アセトン溶媒中でプレポリマーを作成した。鎖伸長剤としてエチレングリコールとエチレンジアミンと水を添加して、攪拌した。減圧化でアセトンを除去して親水性基を有する高分子弾性体bの水分散液Wbを得た。なお、高分子弾性体bは、高分子弾性体Bに該当する高分子弾性体である。
[Reference Example 2: Preparation of aqueous dispersion Wb of elastic polymer b having hydrophilic group]
Polyhexamethylene carbonate with an Mn of 2,000 (described as PHC in the table) as a polyol, hydrogenated MDI as an isocyanate, and a diol compound having polyethylene glycol in its side chain and a 2,2-diol compound as a component containing a hydrophilic group. A prepolymer was made in acetone solvent using methylolpropionic acid. Ethylene glycol, ethylenediamine and water were added as chain extenders and stirred. Acetone was removed under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion Wb of an elastic polymer b having a hydrophilic group. Note that the elastic polymer b is a polymer elastic body corresponding to the elastic polymer B. FIG.
[実施例1]
(不織布)
海成分として、5-スルホイソフタル酸ナトリウムを8モル%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、海成分が43質量%で島成分が57質量%の複合比率で、島数16島/1フィラメント、平均繊維直径が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を通して繊維ウェブを形成し、ニードルパンチ処理により不織布とした。このようにして得られた不織布を、97℃の温度の湯中に2分間浸漬させて収縮させ、100℃の温度で5分間乾燥させた。
[Example 1]
(non-woven fabric)
Polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing 8 mol% sodium 5-sulfoisophthalate was used as the sea component, and polyethylene terephthalate was used as the island component. A sea-island composite fiber having 16 islands/1 filament and an average fiber diameter of 20 μm was obtained. The islands-in-the-sea composite fiber thus obtained was cut into a fiber length of 51 mm, stapled, passed through a card and a cross wrapper to form a fiber web, and needle-punched to form a non-woven fabric. The nonwoven fabric thus obtained was immersed in hot water at a temperature of 97° C. for 2 minutes to shrink, and dried at a temperature of 100° C. for 5 minutes.
(繊維補強)
上記の繊維質基材用不織布にケン化度99%、重合度1400のPVA(日本合成化学株式会社製NM-14)の10質量%水溶液を含浸させ、140℃の温度で10分間加熱乾燥を行い、繊維質基材用不織布の繊維質量に対するPVAの付着量が30質量%のPVA付与シートを得た。
(fiber reinforcement)
The above nonwoven fabric for fibrous base materials is impregnated with a 10% by mass aqueous solution of PVA (NM-14 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) having a degree of saponification of 99% and a degree of polymerization of 1400, and dried by heating at a temperature of 140 ° C. for 10 minutes. As a result, a PVA-imparted sheet having a PVA adhesion amount of 30% by mass relative to the fiber mass of the nonwoven fabric for fibrous base material was obtained.
(繊維極細化)
得られたPVA付与シートを、95℃の温度に加熱した濃度8g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して30分間処理を行い、海島型複合繊維の海成分を除去した極細繊維からなるシート(PVA付与極細繊維不織布)を得た。
(ultrafine fibers)
The resulting PVA-imparted sheet was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 8 g/L heated to a temperature of 95° C. for 30 minutes to obtain a sheet made of ultrafine fibers from which the sea component of the sea-island composite fiber was removed ( A PVA-imparted ultrafine fiber nonwoven fabric) was obtained.
(高分子弾性体樹脂の付与)
親水性基を有する高分子弾性体aの固形分100質量%に対して、ポリウレタン固形分濃度を20%に調製した水分散型ポリウレタン分散液Waに、ノニオン性増粘剤(グアーガム) [太陽化学(株)製「ネオソフトG」]の有効成分をポリウレタン固形分対比1質量%、感熱凝固剤として硫酸ナトリウム(表1では「Na2SO4」と記載)を30質量%添加し、カルボジイミド系架橋剤3質量%加え、水によって全体を固形分17質量%に調製し、親水性基を有する高分子弾性体aを含む水分散液を得た。感熱凝固温度は、65℃であった。得られたPVA付与極細繊維不織布を、前記水分散液に浸漬し、次いで酸凝固処理つまりpH2の液中で10分間処理後、乾燥温度120℃で30分間熱風乾燥させ、不織布の島成分質量に対するポリウレタン質量が45質量%付与された厚みが2.0mmの高分子弾性体樹脂付与シートを得た。
(Applying elastic polymer resin)
A nonionic thickener (guar gum) [Taiyo Kagaku Co., Ltd. "Neosoft G"] 1% by mass of the active ingredient of the polyurethane solid content, 30% by mass of sodium sulfate (described as "Na 2 SO 4 " in Table 1) as a heat-sensitive coagulant, and a carbodiimide-based 3% by mass of a cross-linking agent was added and water was added to adjust the solid content to 17% by mass, thereby obtaining an aqueous dispersion containing the elastic polymer a having a hydrophilic group. The thermal solidification temperature was 65°C. The resulting PVA-imparted ultrafine fiber nonwoven fabric is immersed in the aqueous dispersion, followed by an acid coagulation treatment, i.e., treatment in a
(補強樹脂の除去)
得られた高分子弾性体樹脂付与シートを、95℃に加熱した水中に浸漬して10分処理を行い、付与したPVAを除去してシート状物を得た。
(Removal of reinforcing resin)
The resulting elastic polymer resin-applied sheet was immersed in water heated to 95° C. for 10 minutes to remove the applied PVA to obtain a sheet-like product.
(半裁と起毛)
得られたPVA除去後の高分子弾性体樹脂付与シートを厚さ方向に垂直に半裁し、半裁面の反対側をサンドペーパー番手240番のエンドレスサンドペーパーで研削することにより、厚みが0.7mmの立毛を有するシート状物を得た。
(Half-cut and brushed)
The obtained elastic polymer resin-imparted sheet after removal of PVA was cut in half perpendicularly to the thickness direction, and the opposite side of the cut surface was ground with endless sandpaper of No. 240 sandpaper count to a thickness of 0.7 mm. to obtain a sheet-like material having a nap of .
(染色と仕上げ)
得られた立毛を有するシート状物を、液流染色機を用いて120℃の温度条件下で黒色染料を用いて染色を行った。次いで乾燥機で乾燥を行い、極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が49本であり、表面被覆率は72%であった。
(dyeing and finishing)
The obtained sheet-like material having nap was dyed with a black dye at a temperature of 120° C. using a jet dyeing machine. Then, it was dried in a drier to obtain a sheet-like material having ultrafine fibers with an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of thread-like elastic polymer was 49, and the surface coverage was 72%.
[実施例2]
(不織布)
実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
(non-woven fabric)
It was carried out in the same manner as in Example 1.
(極細繊維化)
実施例1と同様に実施した。
(ultrafine fibers)
It was carried out in the same manner as in Example 1.
(高分子弾性体樹脂の付与)
親水性基を有する高分子弾性体aの固形分100質量%に対して、ポリウレタン固形分濃度を20%に調製した水分散型ポリウレタン分散液Waに、ノニオン性増粘剤(グアーガム)の有効成分をポリウレタン固形分対比1質量%、感熱凝固剤として硫酸ナトリウムを30質量%添加し、カルボジイミド系架橋剤3質量%加え、水によって全体を固形分17質量%に調製し、親水性基を有する高分子弾性体aを含む水分散液を得た。感熱凝固温度は、65℃であった。得られたPVA付与極細繊維不織布を、前記水分散液に浸漬し、次いで温度90℃の熱水中で3分間処理後、乾燥温度120℃で30分間熱風乾燥させ、不織布の島成分質量に対するポリウレタン質量が45質量%付与された厚みが2.0mmの高分子弾性体樹脂付与シートを得た。
(Applying elastic polymer resin)
An active ingredient of a nonionic thickener (guar gum) was added to a water-dispersible polyurethane dispersion Wa prepared to have a polyurethane solid content concentration of 20% with respect to a solid content of 100% by mass of the elastic polymer a having hydrophilic groups. is added to 1% by mass of the polyurethane solid content, 30% by mass of sodium sulfate is added as a heat-sensitive coagulant, 3% by mass of a carbodiimide-based cross-linking agent is added, and the whole is adjusted to a solid content of 17% by mass with water. An aqueous dispersion containing the molecular elastic body a was obtained. The thermal solidification temperature was 65°C. The resulting PVA-imparted ultrafine fiber nonwoven fabric was immersed in the aqueous dispersion, then treated in hot water at a temperature of 90°C for 3 minutes, and then dried with hot air at a drying temperature of 120°C for 30 minutes. A 2.0 mm-thick elastic polymer resin-imparted sheet to which 45% by mass was imparted was obtained.
半裁から仕上げまでは、実施例1と同様に行い、極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が38本であり、表面被覆率は69%であった。 The process from cutting in half to finishing was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet-like material having ultrafine fibers with an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of thread-like elastic polymer was 38, and the surface coverage was 69%.
[実施例3]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液を変更した(具体的には、親水性基を有する高分子弾性体bの水分散液Wbに変更した)以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が44本であり、表面被覆率は66%であった。
[Example 3]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), the aqueous dispersion containing the elastic polymer having a hydrophilic group was changed (specifically, the aqueous dispersion of the elastic polymer b having a hydrophilic group A sheet-like product having an average single fiber fineness of 4.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the dispersion liquid Wb was changed. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of thread-like elastic polymer was 44, and the surface coverage was 66%.
[実施例4]
実施例2の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液を変更した(具体的には、親水性基を有する高分子弾性体bの水分散液Wbに変更した)以外は、実施例2と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が40本であり、表面被覆率は67%であった。
[Example 4]
In Example 2 (application of elastic polymer resin), the aqueous dispersion containing the elastic polymer having a hydrophilic group was changed (specifically, the aqueous dispersion of the elastic polymer b having a hydrophilic group In the same manner as in Example 2 except that the dispersion was changed to the dispersion Wb), a sheet-like material having an average single fiber fineness of ultrafine fibers of 4.4 μm was obtained. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of thread-like elastic polymer was 40, and the surface coverage was 67%.
[実施例5]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として塩化ナトリウム(表1では「NaCl」と記載)を25質量%添加し、感熱凝固温度を60℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が46本であり、表面被覆率は70であった
[実施例6]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として硫酸ナトリウムを45質量%添加し、感熱凝固温度を60℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が51本であり、表面被覆率は68%であった。
[Example 5]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), sodium chloride (Table 1 25% by mass of NaCl) was added and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 60° C., in the same manner as in Example 1 to prepare a sheet-like material having an average single fiber fineness of 4.4 μm of ultrafine fibers. Obtained. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of filamentous elastic polymers was 46, and the surface coverage was 70. [Example 6]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 45 mass of sodium sulfate as a heat-sensitive gelling agent was added to 100 mass% of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. %, and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 60° C., in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet material having an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of filamentous elastic polymers was 51, and the surface coverage was 68%.
[実施例7]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として硫酸ナトリウムを18質量%添加し、感熱凝固温度を70℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、図1と同様、繊維と高分子弾性体が部分的に接着する構造を形成し、表層繊維の長さが均一でかつ、光沢感を有していた。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合が存在しており、糸状の高分子弾性体が33本であり、表面被覆率は66%であった。
[Example 7]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 18 mass of sodium sulfate as a heat-sensitive gelling agent was added to 100 mass% of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. %, and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 70° C., in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet-like material having an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a structure in which the fibers and the elastic polymer were partially adhered to each other, and the length of the fibers in the surface layer was uniform, and it had a glossy feel, as in FIG. 1 . In addition, N-acyl urea bonds and isourea bonds were present in the elastic polymer, the number of thread-like elastic polymer was 33, and the surface coverage was 66%.
[比較例1]
親水性基を有する高分子弾性体aの固形分100質量%に対して、感熱凝固剤として硫酸ナトリウムを30質量%添加し、カルボジイミド系架橋剤3質量%加え、水によって全体を固形分17質量%に調製し、親水性基を有する高分子弾性体aを含む水分散液を得た。感熱凝固温度は、65℃であった。得られたPVA付与極細繊維不織布を、前記水分散液に浸漬し、次いで120℃の温度の熱風で30分間乾燥することにより、繊維重量に対して高分子弾性体Aが45質量%付与された、厚みが1.9mmの高分子弾性体樹脂付与シートを得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、外観品位が3級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有しており、表面被覆率は67%であったが、糸状の高分子弾性体の本数は、14本であった。
[Comparative Example 1]
30% by mass of sodium sulfate as a heat-sensitive coagulant and 3% by mass of a carbodiimide-based cross-linking agent are added to 100% by mass of the solid content of the elastic polymer a having hydrophilic groups, and the solid content is reduced to 17% by mass with water. % to obtain an aqueous dispersion containing the elastic polymer a having a hydrophilic group. The thermal solidification temperature was 65°C. The resulting PVA-added ultrafine fiber nonwoven fabric was immersed in the aqueous dispersion and then dried with hot air at 120°C for 30 minutes to impart 45% by mass of elastic polymer A to the weight of the fibers. , to obtain a polymer elastic resin-imparted sheet having a thickness of 1.9 mm. The obtained sheet-like material had a soft texture, but the appearance quality was
[比較例2]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、感熱凝固剤として硫酸マグネシウムを用いたこと以外は実施例1と同様にしておこなったところ、親水性基を有する高分子弾性体を含む水分散液が加工中にゲル化し、高分子弾性体樹脂付与シートを得ることは出来なかった。
[Comparative Example 2]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), the procedure of Example 1 was repeated except that magnesium sulfate was used as the heat-sensitive coagulant. The dispersion liquid gelled during processing, and it was not possible to obtain a polymer elastic resin-applied sheet.
[比較例3]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として硫酸マグネシウムを1.2質量%添加し、感熱凝固温度を60℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、含浸ムラが生じ、外観品位が3級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有しており、表面被覆率は63%であったが、糸状の高分子弾性体の本数は、17本であることを確認した。
[Comparative Example 3]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 1.0% of magnesium sulfate as a heat-sensitive gelling agent was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. A sheet having an average single fiber fineness of 4.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2% by mass was added and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 60°C. The obtained sheet-like material had a soft texture, but uneven impregnation occurred, and the appearance quality was
[比較例4]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として硫酸ナトリウムを1.2質量%添加し、感熱凝固温度を95℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、硬い風合いであり、外観品位が2級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有していたが、糸状の高分子弾性体の本数は、11本であり、表面被覆率は55%であったことを確認した。
[Comparative Example 4]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 1.0% of sodium sulfate as a heat-sensitive gelling agent was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. A sheet-like material having an average single fiber fineness of 4.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2% by mass was added and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 95°C. The obtained sheet material had a hard texture and an appearance quality of
[比較例5]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱ゲル化剤として硫酸ナトリウムを60質量%添加し、感熱凝固温度を60℃に調整したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、外観品位が3級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有しており、表面被覆率は69%であったが、糸状の高分子弾性体の本数は、14本であることを確認した。
[Comparative Example 5]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 60 mass of sodium sulfate as a heat-sensitive gelling agent was added to 100 mass% of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. %, and the heat-sensitive coagulation temperature was adjusted to 60° C., in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet material having an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a soft texture, but the appearance quality was
[比較例6]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、架橋剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、外観品位が2級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有していたが、糸状の高分子弾性体の本数は26本であり、表面被覆率は58%であったことを確認した。
[Comparative Example 6]
Except that in Example 1 (application of elastic polymer resin), no cross-linking agent was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. A sheet material having an average single fiber fineness of 4.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained sheet-like material had a soft texture, but the appearance quality was second grade. It was also confirmed that the elastic polymer had N-acyl urea bonds and isourea bonds, the number of thread-like elastic polymers was 26, and the surface coverage was 58%.
[比較例7]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、増粘剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、外観品位が3級であった。また、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を有していたが、糸状の高分子弾性体の本数は8本であり、表面被覆率は58%であったことを確認した。
[Comparative Example 7]
Except that in Example 1 (application of elastic polymer resin), no thickening agent was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet-like material having ultrafine fibers with an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet-like material had a soft texture, but the appearance quality was
[比較例8]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、オキサゾリン系架橋剤を3質量%添加したこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、柔軟な風合いであったものの、外観品位が3級であった。また、糸状の高分子弾性体の本数が、39本であり、表面被覆率は63%であったが、高分子弾性体にN‐アシルウレア結合とイソウレア結合を確認することはできなかった。
[Comparative Example 8]
In Example 1 (application of elastic polymer resin), 3% by mass of an oxazoline cross-linking agent was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. Except for this, in the same manner as in Example 1, a sheet-like material having an average single fiber fineness of ultrafine fibers of 4.4 μm was obtained. The obtained sheet-like material had a soft texture, but the appearance quality was
[比較例9]
実施例1の(高分子弾性体樹脂の付与)において、親水性基を有する高分子弾性体aの水分散液Waの固形分100質量%に対して、感熱凝固剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして極細繊維の平均単繊維繊度が4.4μmのシート状物を得た。得られたシート状物は、硬い風合いであり、外観品位が2級であった。また、高分子弾性体にN-アシルウレア結合とイソウレア結合を有していたが、糸状の高分子弾性体の本数は10本であり、表面被覆率は54%であったことを確認した。
[Comparative Example 9]
Except that in Example 1 (application of elastic polymer resin), no heat-sensitive coagulant was added to 100% by mass of the solid content of the aqueous dispersion Wa of the elastic polymer a having a hydrophilic group. was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a sheet-like material having ultrafine fibers with an average single fiber fineness of 4.4 μm. The obtained sheet material had a hard texture and an appearance quality of
上記の実施例1~7および比較例1~9の結果を、表1、2にまとめて示す。 The results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 are summarized in Tables 1 and 2.
本発明のシート状物は、家具、椅子および壁装や、自動車、電車および航空機などの車輛室内における座席、天井や内装などの表皮材、非常に優美な外観を有する内装材、および衣料や工業材料等として好適に用いることができる。 The sheet-like material of the present invention can be used for furniture, chairs and wall coverings, seats in vehicle interiors such as automobiles, trains and aircraft, surface materials for ceilings and interiors, interior materials having a very elegant appearance, and clothing and industrial materials. It can be suitably used as a material or the like.
1: 高分子弾性体
2: 高分子弾性体
3: 極細繊維
4: 極細繊維
5: 極細繊維
6: 高分子弾性体
7: 極細繊維
8: 極細繊維
9: 極細繊維
10: 床面
11: 検査台
12: シート状物
13: 目視確認する位置とシート状物とを結ぶ線
14: 目視確認する位置
15: 蛍光灯
16: シート状物から蛍光灯への垂線
1: elastic polymer 2: elastic polymer 3: ultrafine fiber 4: ultrafine fiber 5: ultrafine fiber 6: polymer elastic body 7: ultrafine fiber 8: ultrafine fiber 9: ultrafine fiber 10: floor surface 11: examination table 12: Sheet 13: Line connecting the position to be visually confirmed and the sheet 14: Position to be visually confirmed 15: Fluorescent lamp 16: Vertical line from the sheet to the fluorescent lamp
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