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JP7070805B1 - 凝固物の製造方法 - Google Patents

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JP7070805B1 JP2021553860A JP2021553860A JP7070805B1 JP 7070805 B1 JP7070805 B1 JP 7070805B1 JP 2021553860 A JP2021553860 A JP 2021553860A JP 2021553860 A JP2021553860 A JP 2021553860A JP 7070805 B1 JP7070805 B1 JP 7070805B1
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Abstract

本発明は、繊維基材に、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料としたウレタン樹脂（Ｘ）の水分散体を含浸させ、次いで、凝固剤（Ｙ）に浸漬させることを特徴とする凝固物の製造方法を提供するものである。前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）の使用率は、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中５質量％以下であることが好ましい。前記凝固剤（Ｙ）は、金属化合物（Ｙ１）、酸化合物（Ｙ２）、及び、前記酸化合物（Ｙ２）以外の非金属合物（Ｙ３）からなる群より選ばれる１種以上であることが好ましい。本発明の製造方法によれば、風合い、耐アルカリ性、及び、耐染色性に優れる凝固物が得られる。

Description

本発明は、凝固物の製造方法に関する。
ウレタン樹脂は、その機械的強度や風合いの良さから、合成皮革（人工皮革含む。）、コーティング剤、接着剤、手袋、衣料等の製造に広く利用されている。前記ウレタン樹脂は、これまでＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を含有する溶剤系のウレタン樹脂が主流であった。しかしながら、欧州でのＤＭＦ規制、中国や台湾でのＶＯＣ排出規制の強化、大手アパレルメーカーによるＤＭＦ規制などを背景に、弱溶剤化、水系化、無溶剤化等による環境調和策が求められている。
このような環境下、ウレタン樹脂を水中に分散させたウレタン樹脂水分散体（ポリウレタンディスパージョン）は、上記用途に利用され始めている。しかしながら、前記ウレタン樹脂水分散体では、従来の溶剤系ウレタン樹脂と異なり、繊維基材へ含浸させた場合に、繊維基材内部への充填状態が多孔ではないことや、乾燥工程でウレタン樹脂が繊維基材の表面に偏析する（マイグレーション）ことにより、不均一で風合いが劣るとの欠点があった。
また、上記の用途において脱溶剤化する方法としては、微小な繊維間隔にウレタン樹脂を含浸させるため、低粘度のウレタン樹脂水分散体や、ウレタン樹脂を均一に凝固させるため、感熱凝固性を付与したウレタン樹脂水分散体が開発されている（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、係るウレタン樹脂水分散体では、ウレタン樹脂液の粘度が感熱凝固の最中に一旦低下し、繊維の交絡点にウレタン樹脂が付着拘束するため、加工品の風合いが不良となるとの指摘があった。そのため、特殊な海島構造繊維不織布での加工が必要であり、含浸加工後に繊維海部分のアルカリ溶解抽出工程が必要となるが、アルカリ抽出工程は抽出条件が加工量・使用繊維でマチマチであるため抽出不十分となりやすく、実生産ラインでは風合い不良や残留海部による染色不良の問題が発生するとの指摘があった。
特開２０１６－８４４６３号公報
本発明が解決しようとする課題は、風合い、耐アルカリ性、及び、耐染色性に優れる凝固物を製造する方法を提供することである。
本発明は、繊維基材に、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料としたウレタン樹脂（Ｘ）の水分散体を含浸させ、次いで、凝固剤（Ｙ）に浸漬させることを特徴とする凝固物の製造方法を提供するものである。
本発明の製造方法によれば、風合い、耐アルカリ性、及び、耐染色性に優れる凝固物が得られる。
本発明の凝固物の製造方法は、繊維基材に、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料としたウレタン樹脂（Ｘ）の水分散体を含浸させ、次いで、凝固剤（Ｙ）に浸漬させるものである。
前記繊維基材としては、例えば、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリウレタン繊維、アセテート繊維、レーヨン繊維、ポリ乳酸繊維、綿、麻、絹、羊毛、グラスファイバー、炭素繊維、それらの混紡繊維等による不織布、織布、編み物等の繊維基材；前記不織布にポリウレタン樹脂等の樹脂を含浸させたもの；前記不織布に更に多孔質層を設けたもの；熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）等の樹脂基材などを用いることができる。
本発明においては、前記ウレタン樹脂（Ｘ）としては、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料とした、いわゆるノニオン性ウレタン樹脂を用いることが必須である。前記ウレタン樹脂（Ｘ）としては、カチオン性基およびアニオン性基を含まないことが好ましく、これによりより一層優れた耐アルカリ性、及び、耐染色性を有する凝固物を得ることができる。
前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）としては、例えば、オキシエチレン構造を有する化合物が挙げられ、例えば、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等のオキシエチレン構造を有するポリエーテルポリオールを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの中でも、より簡便に親水性を制御できとともに、より一層優れた耐アルカリ性および耐染色性が得られる点から、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、及び、ポリエチレングリコールジメチルエーテルからなる群より選ばれる１種以上の化合物を用いることが好ましく、ポリエチレングリコールが特に好ましい。
前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）の数平均分子量としては、より一層優れた耐アルカリ性、耐染色性、乳化性、及び、水分散安定性が得られる点から、２００～１０，０００の範囲であることが好ましく、３００～３，０００の範囲がより好ましく、３００～２，０００の範囲であることがより好ましい。なお、前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定した値を示す。
前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）の使用割合としては、より一層優れた耐アルカリ性、耐染色性、乳化性、及び、水分散安定性が得られる点から、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下がより好ましく、０．２５～３．５質量％の範囲が更に好ましく、０．５～３質量％の範囲が特に好ましい。
前記ウレタン樹脂（Ｘ）としては、具体的には、例えば、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）、鎖伸長剤（ａ２）、ポリオール（ａ３）、及び、ポリイソシアネート（ａ４）の反応物を用いることができる。
前記鎖伸長剤（ａ２）としては、分子量が５００未満（好ましくは５０～４５０の範囲）のものを用いることができ、具体的には、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、ビスフェノールＡ、４，４’－ジヒドロキシジフェニル、４，４’－ジヒドロキシジフェニルエーテル、トリメチロールプロパン等の水酸基を有する鎖伸長剤；エチレンジアミン、１，２－プロパンジアミン、１，６－ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２，５－ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、１，２－シクロヘキサンジアミン、１，３－シクロヘキサンジアミン、１，４－シクロヘキサンジアミン、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジアミン、３，３’－ジメチル－４，４’－ジシクロヘキシルメタンジアミン、１，４－シクロヘキサンジアミン、ヒドラジン等のアミノ基を有する鎖伸長剤などを用いることができる。これらの鎖伸長剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。なお、前記鎖伸長剤（ａ２）の分子量は、化学式から算出される値を示す。
前記鎖伸長剤（ａ２）としては、３０℃以下の比較的低い温度下でも容易に鎖伸長でき、反応時のエネルギー消費を抑制できる点、及び、ウレア基導入によるより一層優れた機械的強度、造膜性、風合い、及び、剥離強度が得られる点から、アミノ基を有する鎖伸長剤（以下「アミン系鎖伸長剤」と略記する。）を用いることが好ましく、ウレタン樹脂（Ｘ）を高固形分化しても、より一層優れた乳化性、及び、水分散安定性が得られる点から、分子量が３０～２５０の範囲のアミン系鎖伸長剤を用いることがより好ましい。なお、前記鎖伸長剤として２種類以上を併用する場合には、前記分子量はその平均値を示し、平均値が前記好ましい分子量の範囲に包含されればよい。
前記鎖伸長剤（ａ２）の使用割合としては、より一層優れた機械的強度、造膜性、風合い、剥離強度、乳化性、水分散安定性が得られる点、ウレタン樹脂（Ｘ）の高固形分化がより一層容易となる点から、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中０．１～３０質量％の範囲が更に好ましく、０．５～１０質量％の範囲が特に好ましい。
前記ポリオール（ａ３）としては、例えば、前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）以外のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記ポリオール（ａ３）の数平均分子量としては、得られる皮膜の機械的強度の点から、５００～１００，０００の範囲であることが好ましく、８００～１０，０００の範囲であることがより好ましい。なお、前記ポリオール（ａ３）の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定した値を示す。
前記ポリオール（ａ３）の使用割合としては、より一層優れた機械的強度が得られる点から、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中４０～９０質量％の範囲が更に好ましく、５０～８０質量％の範囲が特に好ましい。
前記ポリイソシアネート（ａ４）としては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、カルボジイミド化ジフェニルメタンポリイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートなどを用いることができる。これらのポリイソシアネートは、単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記ポリイソシアネート（ａ４）の使用割合としては、より一層優れた機械的強度が得られる点から、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中５～４０質量％の範囲が更に好ましく、１０～３５質量％の範囲が特に好ましい。
前記ウレタン樹脂（Ｘ）の平均粒子径としては、より一層優れた風合い、水分散安定性、及び、造膜性が得られる点から、０．０１～１μｍの範囲であることが好ましく、０．０５～０．９μｍの範囲がより好ましい。なお、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の平均粒子径の測定方法は、後述する実施例にて記載する。
次に、本発明で用いるウレタン樹脂水分散体の製造方法について説明する。
本発明で用いるウレタン樹脂水分散体の製造方法としては、前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）、前記ポリオール（ａ３）、及び、前記ポリイソシアネート（ａ４）を無溶媒下で反応させて、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー（ｉ）を得（以下、「プレポリマー工程」と略記する。）、次いで、ウレタンプレポリマー（ｉ）を前記水に分散させ（以下、「乳化工程」と略記する。）、その後、前記鎖伸長剤（ａ２）を反応させてウレタン樹脂（Ｘ）を得る工程（以下、「鎖伸長工程」と略記する。）を有することが好ましい。
前記プレポリマー工程は、無溶媒下で行うことが重要である。従来技術では、プレポリマー工程の際に、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶媒中で行うことが一般的であったが、乳化工程後に前記有機溶剤を留去する脱溶剤工程が必要であり、実生産現場では数日の生産日数を要していた。また、前記脱溶剤工程で完全に有機溶剤を留去することも困難であり、若干の有機溶剤を残存しているケースが多く、環境対応に完全に対応することは困難であった。一方、本発明に係る製造方法では、前記プレポリマー工程を無溶媒下で行うことにより、有機溶剤を完全に含まないウレタン樹脂水分散体が得られ、かつ、その生産工程も省力化することが可能である。
前記プレポリマー工程における、前記ノニオン性基を有する化合物（ａ１）、及び前記ポリオール（ａ３）が有する水酸基の合計と、前記ポリイソシアネート（ａ４）が有するイソシアネート基とのモル比［イソシアネート基／（水酸基）］としては、より一層優れた表面平滑性、造膜性、風合い、剥離強度、耐アルカリ性、耐染色性、及び、機械的強度が得られる点から、１．１～３の範囲であることが好ましく、１．２～２の範囲がより好ましい。
前記プレポリマー工程の反応は、例えば、５０～１２０℃で１～１０時間行うことが挙げられる。
前記プレポリマー工程は、撹拌翼を備えた反応釜；ニーダー、コンテイニアスニーダー、テーパーロール、単軸押出機、二軸押出機、三軸押出機、万能混合機、プラストミル、ボデーダ型混練機等の混練機；ＴＫホモミキサー、フィルミックス、エバラマイルダー、クレアミックス、ウルトラターラックス、キャビトロン、バイオミキサー等の回転式分散混合機；超音波式分散装置；インラインミキサー等の可動部がなく、流体自身の流れによって混合できる装置などを使用することにより行うことができる。
前記乳化工程は、水が蒸発しない温度下で行うことが好ましく、例えば、１０～９０℃の範囲が挙げられる、前記乳化工程は、前記プレポリマー工程と同様の設備を使用して行うことができる。その中でも、ウレタン樹脂の含有率が高いウレタン樹脂水分散体が簡便に得られる点から、混練機を使用することが好ましく、二軸押出機がより好ましい。
また、前記乳化工程前の前記プレポリマーの１００℃における粘度としては、より一層優れた風合い、耐久性が得られる点から、１００～１００，００，０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましく、１，０００～１，０００，０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。なお、前記プレポリマーの粘度は、ＡＮＴＯＮ－ＰＡＡＲ社製「ＭＣＲ３０２」を使用して、軸；パラレルプレート治具（ｄ＝０．９４ｍｍ）、周波数；１Ｈｚの条件で測定した値を示す。
前記鎖伸長工程は、前記ウレタンプレポリマー（ｉ）が有するイソシアネート基と、前記鎖伸長剤（ａ１）との反応により、ウレタンプレポリマー（ｉ）を高分子量化させ、ウレタン樹脂（Ｘ）を得る工程である。前記鎖伸長工程の際の温度としては、生産性の点から、５０℃以下で行うことが好ましい。
前記鎖伸長工程における、前記ウレタンプレポリマー（ｉ）が有するイソシアネート基と、前記鎖伸長剤（ａ１）が有する水酸基及びアミノ基の合計とのモル比［（水酸基及びアミノ基）／イソシアネート基］としては、より一層優れた耐アルカリ性、耐染色性、造膜性、及び、機械的強度が得られる点から、０．８～１．１の範囲であることが好ましく、０．９～１の範囲がより好ましい。
前記鎖伸長工程は、前記プレポリマー工程と同様の設備を使用して行うことができる。
本発明で用いるウレタン樹脂水分散体中における前記ウレタン樹脂（Ｘ）の含有率としては、その製造時には５０～８０質量％の範囲であることが好ましい。このように、水分散体中のいわゆるウレタン樹脂（Ｘ）固形分が高いことにより、ウレタン樹脂水分散体の乾燥性が向上するため、より一層優れた風合い、耐樹脂脱落、耐アルカリ性、及び、耐染色性を得ることができる。ただし、製造後は、更に水に希釈してもよい。
本発明で用いる水としては、イオン交換水、蒸留水等を用いることができる。これらの水は単独で用いても２種以上を併用してもよい。
本発明で用いるウレタン樹脂水分散体は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）、及び、前記水を必須成分として含有するが、必要に応じてその他の添加剤を含有してもよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、乳化剤、架橋剤、中和剤、増粘剤、ウレタン化触媒、充填剤、顔料、染料、難燃剤、レベリング剤、ブロッキング防止剤、成膜助剤、発泡剤等を用いることができる。これらの添加剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの添加剤は発泡シートが使用される目的に応じて適宜決定される。なお、本発明で用いるウレタン樹脂水分散体は、その製造工程において、有機溶剤を含まないものであるが、前記添加剤として、有機溶剤が含まれることは許容される。これらの中でも、より一層優れた乳化性、及び、水分散安定性を得るうえで、乳化剤を用いることが好ましい。
前記乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、ポリエチレン・ポリプロピレン共重合体等のノニオン性乳化剤；オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、アルカンスルフォネートナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルフォン酸ナトリウム塩等のアニオン性乳化剤；アルキルアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等のカチオン性乳化剤などを用いることができる。これらの乳化剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ウレタン樹脂の繊維基材への樹脂脱落をより一層停電できる点から、アニオン性乳化剤を用いることが好ましい。
前記乳化剤の使用量としては、より一層優れた樹脂脱落の低減、耐アルカリ性、及び、耐染色性が得られる点から、ウレタン樹脂（Ｘ）（＝固形分）１００質量部に対し、７質量部以下であることが好ましく、０～５質量％の範囲がより好ましい。
前記凝固剤（Ｙ）は、ウレタン樹脂（Ｘ）を凝固するものであり、例えば、金属化合物（Ｙ１）、酸化合物（Ｙ２）、前記酸化合物（Ｙ２）以外の非金属化合物（Ｙ３）などを用いることができる。
前記金属化合物（Ｙ１）としては、例えば、塩化カルシウム、酢酸マグネシウム、塩化ナトリウム等の一価の金属化合物；硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸アルミニウム等の多価の金属化合物などを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記酸化合物（Ｙ２）としては、例えば、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、酒石酸、クエン酸、アコニット酸、グルタミン酸、アスパラギン酸等を用いることができる。これらの酸は単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記非金属化合物（Ｙ３）としては、例えば、塩化アンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラヘキシルアンモニウム、塩化テトラオクチルアンモニウム、塩化テトラフェニルアンモニウム、塩化トリエチルメチルアンモニウム、塩化トリエチルヘキシルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリオクチルブチルアンモニウム、塩化トリオクチルベンジルアンモニウム、塩化トリメチルベンジルアンモニウム、塩化トリブチルベンジルアンモニウム、塩化トリフェニルイソブチルアンモニウム、塩化トリフェニルベンジルアンモニウム、臭化アンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラプロピルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウム、臭化テトラオクチルアンモニウム、臭化テトラフェニルアンモニウム、臭化トリエチルメチルアンモニウム、臭化トリエチルヘキシルアンモニウム、臭化トリオクチルメチルアンモニウム、臭化トリオクチルブチルアンモニウム、臭化トリオクチルベンジルアンモニウム、臭化トリメチルベンジルアンモニウム、臭化トリブチルベンジルアンモニウム、臭化トリフェニルイソブチルアンモニウム、臭化トリフェニルベンジルアンモニウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化テトラヘキシルアンモニウム、ヨウ化テトラオクチルアンモニウム、ヨウ化テトラフェニルアンモニウム、ヨウ化トリエチルメチルアンモニウム、ヨウ化トリエチルヘキシルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルメチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルブチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルベンジルアンモニウム、ヨウ化トリメチルベンジルアンモニウム、ヨウ化トリブチルベンジルアンモニウム、ヨウ化トリフェニルイソブチルアンモニウム、ヨウ化トリフェニルベンジルアンモニウム等のハロゲン化アンモニウム；塩酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、フッ化水素酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、ケイ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸アンモニウム：ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸アンモニウム、リンゴ酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム等の有機酸アンモニウム；塩化テトラフェニルホスホニウム、ヨウ化テトラフェニルホスホニウム、臭化テトラメチルホスホニウム、塩化テトラブチルホスホニウム、臭化テトラブチルホスホニウム、ヨウ化テトラブチルホスホニウム等の無機酸ホスホニウム；酢酸テトラブチルホスホニウム等の有機酸ホスホニウム；エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチル－２－プロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、２－メチル－２－ブタノール、１－ヘキサノール、２－ヘキサノール、シクロヘキサノール、２－メチル－２－ペンタノール、３－メチル－３－ペンタノール等のアルコール溶媒などを用いることができる。これらの非金属凝固剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記凝固剤（Ｙ）としては、前記したものの中でも、より一層優れた凝固性、及び、耐染色性が得られる点から、一価の金属化合物、及び／又は、無機酸アンモニウムが好ましく、塩化ナトリウム、及び／又は、硫酸アンモニウムがより好ましい。
前記凝固剤（Ｙ）は凝固浴として用いることができ、前記凝固浴中の前記凝固剤（Ｙ）のの含有量としては、１～３０質量％の範囲が好ましく、５～２０質量％の範囲がより好ましい。
次に、本発明の凝固物の製造方法について説明する。
本発明の凝固物の製造方法は、前記繊維基材に、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料としたウレタン樹脂（Ｘ）の水分散体を含浸させ、次いで、前記凝固剤（Ｙ）に浸漬させるものである。
前記繊維基材に、前記水性ウレタン樹脂水分散体中を含浸する方法としては、例えば、前記繊維基材を、前記水性ウレタン樹脂水分散体を貯留した槽に直接入れ、その後マングル等で余分なものを絞る方法が挙げられる。前記含浸時間としては、例えば、１～３０分の範囲である。
次いで、この含浸基材を取り出し、更に前記凝固剤（Ｙ）を含む凝固浴に浸漬することで、ウレタン樹脂（Ｘ）が凝固され、繊維基材の表面や内部に凝固物が付着した状態の繊維基材が得られる。この際の含浸・凝固時間としては、例えば１～３０分の範囲である。
ウレタン樹脂の凝固物を有する繊維基材は、必要に応じて、前記凝固後に例えば１０分～２時間の間流水に浸し、不要な凝固剤を洗浄除去することができる。
以上、本発明の製造方法によれば、風合い、耐アルカリ性、及び、耐染色性に優れる凝固物が得られる。
以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
［合成例１］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ポリエーテルポリオール（三菱化学株式会社製「ＰＴＭＧ２０００」、数平均分子量；２，０００、以下「ＰＴＭＧ２０００」と略記する。）１，０００質量部と、ポリエチレングリコール（日油株式会社製「ＰＥＧ６００」、数平均分子量；６００、以下「ＰＥＧ」と略記する。）３８質量部と、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（以下、「ＨＭＤＩ」と略記する。）２６２質量部とをＮＣＯ％が２．８質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＡ１を得た。得られたウレタンプレポリマーＡ１の粘度は、７，２８０ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＡ１と、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２０質量％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ネオゲンＳ－２０Ｆ」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ１：１０ｋｇ／時、乳化剤水溶液：２．０ｋｇ／時、水：６．５ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のピペラジン（以下、「ＰＰ」と略記する。）の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が５０質量％のウレタン樹脂水分散体（１）を得た。
［合成例２］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ＰＴＭＧ２０００を１，０００質量部、ＰＥＧ６００を１９質量部、ＨＭＤＩを２６２質量部を混合し、ＮＣＯ％が３．１質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＡ２を得た。得られたウレタンプレポリマーＡ２の粘度は、７，２８０ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＡ２と、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２０質量％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ネオゲンＳ－２０Ｆ」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ２：１０ｋｇ／時、乳化剤水溶液：２．０ｋｇ／時、水：０．１ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のイソホロンジアミン（以下、「ＩＰＤＡ」と略記する。）の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が６０質量％のウレタン樹脂水分散体（２）を得た。
［合成例３］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ＰＴＭＧ２０００を１，０００質量部、ＰＥＧを１８質量部、ＨＭＤＩを２６２質量部を混合し、ＮＣＯ％が３．１質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＡ３を得た。得られたウレタンプレポリマーＡ３の粘度は、７，２８０ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＡ３と、乳化剤としてポリプロピレンポリエチレン共重合体（株式会社ＡＤＥＫＡ製「プロロニックＬ－６４」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ３：１０ｋｇ／時、乳化剤：０．５ｋｇ／時、水：５．８ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のＩＰＤＡの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が５０質量％のウレタン樹脂水分散体（３）を得た。
［合成例４］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ＰＴＭＧ２０００を１，０００質量部、ＰＥＧを１８質量部、ＨＭＤＩを２６２質量部を混合し、ＮＣＯ％が３．１質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＡ４を得た。得られたウレタンプレポリマーＡ４の粘度は、７，２８０ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＡ４と、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２０質量％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ネオゲンＳ－２０Ｆ」）、ポリプロピレンポリエチレン共重合体（株式会社ＡＤＥＫＡ製「プロロニックＬ－６４」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ５：１０ｋｇ／時、乳化剤水溶液Ｓ－２０Ｆ：１．３ｋｇ／時、乳化剤Ｌ－６４：０．３ｋｇ／時、水：２．４ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のエチレンジアミン（以下「ＥＡ」と略記する。）の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が６０質量％のウレタン樹脂水分散体（４）を得た。
［合成例５］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ポリカーボネートジオールポリオール（宇部興産株式会社製「ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ ＵＨ－２００」、数平均分子量；２，０００）１，０００質量部と、ＰＥＧ３８質量部と、ＨＭＤＩ２６２質量部とをＮＣＯ％が２．８質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＡ５を得た。得られたウレタンプレポリマーＡ５の粘度は、２９，０００ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＡ５と、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２０質量％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ネオゲンＳ－２０Ｆ」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ１：１０ｋｇ／時、乳化剤水溶液：２．０ｋｇ／時、水：６．５ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のＰＰの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が５０質量％のウレタン樹脂水分散体（５）を得た。
［比較合成例１］
オクチル酸第一錫０．１質量部の存在下、ＰＴＭＧ２０００を１，０００質量部、ジメチロールプロピオン酸（以下「ＤＭＰＡ」と略記する。）を１８質量部、ＨＭＤＩを２６２質量部を混合し、ＮＣＯ％が２．４質量％に達するまで１００℃で反応させてウレタンプレポリマーＢ１を得た。得られたウレタンプレポリマーＢ１の粘度は、９４９，０００ｍＰａ・ｓであった。
７０℃に加熱したＢ１と、中和剤としてトリエチルアミン、乳化剤としてポリプロピレンポリエチレン共重合体（株式会社ＡＤＥＫＡ製「プロロニックＬ－６４」）、水を二軸押出機（ＴＥＭ－１８ＳＳ：東芝機械製）に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はＡ５：１０ｋｇ／時、中和剤：０．１ｋｇ／時、乳化剤Ｌ－６４：０．３ｋｇ／時、水：８．５ｋｇ／時、二軸押出機運転条件は５０℃、２６０ｒｐｍであった。
その後、直ちにＮＣＯ基の９５％に相当するアミノ基含量のピペラジン（以下「ＰＰ」と略記する。）の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的に不揮発分の含有率が５０質量％のウレタン樹脂水分散体（Ｒ１）を得た。
［実施例１～３］
得られたウレタン樹脂水分散体（１）～（３）それぞれ１，０００質量部に、イオン交換水を加え、固形分が３０質量％となるように調整し、さらに増粘剤（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ社製「Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ」１０質量部を加え、メカニカルミキサーを２，０００ｒｐｍにて攪拌した配合液を作製した。
次いで、ポリエステル繊維不織布（目付２５０ｇ／ｍ２）を前記配合液に含浸させた後、ゴムローラーマングルを用いて含浸量が２００％となるように不要な配合液を搾り取った。次いで、配合液を含ませた不織布を２５℃の５質量％塩化ナトリウム水溶液の凝固浴（以下「ＮａＣｌ」と略記する。）に３分間浸漬させて、ウレタン樹脂を凝固させた。更に凝固後の加工布に水をかけ流しながら、ゴムローラーマングルで１０回絞り水洗した。最後に、１２０℃の熱風乾燥機にて３０分乾燥させて凝固物を有する繊維基材を得た。
［実施例４～５］
得られたウレタン樹脂水分散体（４）～（５）それぞれ１，０００質量部に、イオン交換水を加え、固形分が３０質量％となるように調整し、さらに増粘剤（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ社製「Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ」１０質量部を加え、メカニカルミキサーを２，０００ｒｐｍにて攪拌した配合液を作製した。
次いで、ポリエステル繊維不織布（目付２５０ｇ／ｍ２）を前記配合液に含浸させた後、ゴムローラーマングルを用いて含浸量が２００％となるように不要な配合液を搾り取った。次いで、配合液を含ませた不織布を２５℃の５質量％の硫酸アンモニウム水溶液の凝固浴（以下「硫酸アンモニウム」と略記する。）に３分間浸漬させて、ウレタン樹脂を凝固させた。更に凝固後の加工布に水をかけ流しながら、ゴムローラーマングルで１０回絞り水洗した。最後に、１２０℃の熱風乾燥機にて３０分乾燥させて凝固物を有する繊維基材を得た。
［比較例１］
得られたウレタン樹脂水分散体（１）１，０００質量部に、イオン交換水を加え、固形分が３０質量％となるように調整し、さらに増粘剤（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ社製「Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ」１０質量部を加え、メカニカルミキサーを２，０００ｒｐｍにて攪拌した配合液を作製した。
次いで、ポリエステル繊維不織布（目付２５０ｇ／ｍ２）を前記配合液に含浸させた後、１２０℃の熱風乾燥機にて３０分加熱乾燥することにより感熱凝固させた繊維基材を得た。
［比較例２］
得られたウレタン樹脂水分散体（Ｒ１）１，０００質量部に、実施例１～４と同様にイオン交換水を加え、固形分が３０質量％となるように調整し、さらに架橋剤（日清紡ケミカル社製「カルボジライトＶ－０２－Ｌ２」）５０質量部、増粘剤（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ社製「Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ」）１０質量部を加え、メカニカルミキサーを２，０００ｒｐｍにて攪拌した配合液を作製した。
次いで、実施例１～４と同様の加工を実施し、凝固物を有する繊維基材を得た。
［数平均分子量等の測定方法］
合成例及び比較合成例で用いたポリオール等の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、下記の条件で測定し得られた値を示す。
測定装置：高速ＧＰＣ装置（東ソー株式会社製「ＨＬＣ－８２２０ＧＰＣ」）
カラム：東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
検出器：ＲＩ（示差屈折計）
カラム温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
流速：１．０ｍＬ／分
注入量：１００μＬ（試料濃度０．４質量％のテトラヒドロフラン溶液）
標準試料：下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
（標準ポリスチレン）
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ａ－５００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ａ－１０００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ａ－２５００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ａ－５０００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－１」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－２」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－４」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－１０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－２０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－４０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－８０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－１２８」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－２８８」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ 標準ポリスチレン Ｆ－５５０」
［ウレタン樹脂（Ｘ）の平均粒子径の測定方法］
実施例及び比較例で得られたウレタン樹脂水分散体をレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製「ＬＡ－９１０」）を使用して、分散液として水を使用し、相対屈折率＝１．１０、粒子径基準が面積の時の平均粒子径を測定した。
［風合いの評価方法］
得られた加工布を触感により以下のように評価した。
「Ａ」；腰感、充実感ともに特に優れている。
「Ｂ」；腰感があり、充実感も感じられる。
「Ｃ」；腰感、充実感にやや劣る。
「Ｄ」；腰感、充実感が全く感じられない。
［耐アルカリ性の評価方法］
攪拌翼を有するＳＵＳ製セパラブルフラスコに１質量％水酸化ナトリウム水溶液を入れ、９５℃に加熱した。フラスコ内に加工布を入れ、３０分、５０ｒｐｍで攪拌した。その後、含浸加工布を取り出し、加工布に水をかけ流しながら、ゴムローラーマングルで１０回絞り水洗した。最後に、１２０℃の熱風乾燥機にて３０分乾燥させた繊維基材を触感により評価した。
「Ａ」；腰感、充実感ともに特に優れている。
「Ｂ」；腰感があり、充実感も感じられる。
「Ｃ」；腰感、充実感にやや劣る。
「Ｄ」；腰感、充実感が全く感じられない。
［耐染色性の評価方法］
ＰＴＦＥ製耐圧容器中に５質量％かつｐＨ４．５の０．５Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液と前記［耐アルカリ性の評価方法］の試験後の加工布を入れ、１２０℃で２４時間加熱した。その後、取り出した加工布に水をかけ流しながら、ゴムローラーマングルで１０回絞り水洗した。最後に、１２０℃の熱風乾燥機にて３０分乾燥させた繊維基材を触感により評価した。
「Ａ」；腰感、充実感ともに特に優れている。
「Ｂ」；腰感があり、充実感も感じられる。
「Ｃ」；腰感、充実感にやや劣る。
「Ｄ」；腰感、充実感が全く感じられない。
Figure 0007070805000001
本発明の製造方法により得られた凝固物を有する加工布は、実施例１～４の通り、優れた風合い、耐アルカリ性、および耐染色性を有することが分かった。
一方、比較例１は、凝固剤（Ｙ）を用いずに、感熱凝固した態様であるが、風合い、耐アルカリ性、および耐染色性が不良であった。比較例２は、ウレタン樹脂（Ｘ）の代わりに、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）を原料としないウレタン樹脂を用い、凝固剤（Ｙ）により凝固している態様であるが、耐染色性が不良であった。

Claims (1)

  1. 繊維基材に、ノニオン性基を有する化合物（ａ１）、ポリオール（ａ３）、及び、ポリイソシアネート（ａ４）を必須原料としたウレタン樹脂（Ｘ）の水分散体を含浸させ、次いで、凝固剤（Ｙ）に浸漬させる凝固物の製造方法であり、前記化合物（ａ１）が、数平均分子量が３００～６００の範囲のポリエチレングリコール（前記ウレタン樹脂（Ｘ）の側鎖として導入されるものを除く。）であり、その使用率が、ウレタン樹脂（Ｘ）を構成する原料の合計質量中０．２５質量％以上５質量％以下であり、前記凝固剤（Ｙ）が、金属化合物（Ｙ１）、酸化合物（Ｙ２）、及び、前記酸化合物（Ｙ２）以外の非金属化合物（Ｙ３）からなる群より選ばれる１種以上であることを特徴とする凝固物の製造方法。
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