説明

皮革様シート

【課題】耐加水分解性が改善され、さらには溶融時等に遊離のイソシアネート化合物が発生しない、脂肪族ポリエステル樹脂組成物から構成された不織布を用いた皮革様シートを提供すること。
【解決手段】カルボジイミド基を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている環状構造を含む化合物(C成分)を含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維から構成される不織布と高分子弾性体とからなる皮革様シート。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不織布と高分子弾性体とからなる皮革様シートに関する。更に詳しくは、本発明は、耐加水分解性が改善された脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維から構成された不織布を基材とし、この基材に高分子弾性体を適用してなる皮革様シートに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球規模での環境に対する意識が高まる中で、植物由来成分より誘導される原料から合成されるポリ乳酸が注目を浴びている。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんやセルロースを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、植物由来ポリマーの中では、力学特性、耐熱性、コストのバランスが優れている。そして、これを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開発が行われている。
【0003】
このうち、ポリ乳酸繊維については、靴、鞄、小物入れ等の雑貨の他、ソファーの上張り材等のインテリア用品、衣料に好適に用いられる、皮革様シートの基材とすることが提案されている(例えば、特許文献1等参照)。
【0004】
しかしながら、この提案は、得られた皮革様シートが土壌中あるいはコンポスト中で分解することを目的としているものである。ポリ乳酸は加水分解を受け易いため製品寿命が短く、そのままでは用途展開に制約があるという問題があり、上記の提案で得られた皮革様シートについても、同様に耐久性に問題があり、特に、皮革様シート製造時には、繊維に高温湿熱条件での処理を施すことがあり、実用性に乏しいものであった。
【0005】
一方、生分解性プラスチック、特に、ポリ乳酸に代表される脂肪族系ポリエステルの耐加水分解性を向上させるため、カルボジイミド化合物等を添加して耐加水分解性を向上させたポリ乳酸も提案されている(例えば、特許文献2等)。しかしながら用いられているカルボジイミド化合物を高分子化合物の末端封止剤として用いると、カルボジイミド化合物がポリ乳酸の末端に結合する反応に伴いイソシアネート基を有する化合物が遊離し、イソシアネート化合物の独特の臭いを発生し、作業環境を悪化させることが問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−214380号公報
【特許文献2】特許第3776578号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は上記従来技術が有していた問題を解決し、耐加水分解性が改善され、さらには溶融時等に遊離のイソシアネート化合物が発生しない、脂肪族ポリエステル樹脂組成物から構成された不織布を用いた皮革様シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、脂肪族ポリエステル樹脂の耐加水分解性の改良、さらには作業環境の向上について鋭意検討した結果、脂肪族ポリエステル樹脂に、当該ポリエステルの高分子鎖末端と反応しても、イソシアネート化合物を遊離しない特定の構造を有するカルボジイミド化合物を含有させたとき、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成した。
【0009】
即ち、本発明の目的は、
カルボジイミド基を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている環状構造を含む化合物(C成分)を含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維から構成される不織布と高分子弾性体とからなる皮革様シートによって達成される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、耐加水分解性が改善された脂肪族ポリエステル樹脂からなる皮革様シートを提供することができる。
さらには、イソシアネート化合物を遊離させずにカルボジイミド化合物により脂肪族ポリエステル樹脂のポリマー末端を封止することができる。その結果、遊離のイソシアネート化合物による悪臭の発生を抑制することができ作業環境を向上させることができる。
【0011】
また、環状カルボジイミド化合物により、脂肪族ポリエステル樹脂の末端を封止すると、脂肪族ポリエステル樹脂の末端にイソシアネート基が形成され、そのイソシアネート基の反応により、ポリエステルの高分子量化が可能となる。また環状カルボジイミド化合物は、脂肪族ポリエステル樹脂中の遊離単量体やその他酸性基を有する化合物を捕捉する作用も有する。さらに本発明によれば、環状カルボジイミド化合物は、環状構造を有することにより、通常用いられる線状カルボジイミド化合物に比較して、より温和な条件で、末端封止できる利点を有する。
【0012】
末端封止の反応機構における、線状カルボジイミド化合物と環状カルボジイミド化合物との相違点は以下に説明する通りである。
線状カルボジイミド化合物(R−N=C=N−R)を、脂肪族ポリエステル樹脂のカルボキシル末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。線状カルボジイミド化合物がカルボキシル基と反応することにより、脂肪族ポリエステル樹脂の末端にはアミド基が形成され、イソシアネート化合物(RNCO)が遊離される。
【0013】
【化1】

(式中、Wはポリエステルの主鎖である。)
【0014】
一方、環状カルボジイミド化合物を、脂肪族ポリエステル樹脂のカルボキシル末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。環状カルボジイミド化合物がカルボキシル基と反応することにより、脂肪族ポリエステル樹脂の末端にはアミド基を介してイソシアネート基(−NCO)が形成され、イソシアネート化合物が遊離されないことが分かる。
【0015】
【化2】

(式中、Wは脂肪族ポリエステル樹脂の主鎖であり、Qは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2〜4価の結合基である。)
【発明を実施するための形態】
【0016】
<環状カルボジイミド化合物(C成分)>
本発明において、環状カルボジイミド化合物(C成分)は環状構造を有する。環状カルボジイミド化合物は、環状構造を複数有していてもよい。
環状構造は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている。一つの環状構造中には、1個のカルボジイミド基のみを有するが、例えば、スピロ環など、分子中に複数の環状構造を有する場合にはスピロ原子に結合するそれぞれの環状構造中に1個のカルボジイミド基を有していれば、化合物として複数のカルボジイミド基を有していてよいことはいうまでもない。環状構造中の原子数は、好ましくは8〜50、より好ましくは10〜30、さらに好ましくは10〜20、特に好ましくは10〜15である。
【0017】
ここで、環状構造中の原子数とは、環構造を直接構成する原子の数を意味し、例えば、8員環であれば8、50員環であれば50である。環状構造中の原子数が8より小さいと、環状カルボジイミド化合物の安定性が低下して、保管、使用が困難となる場合があるためである。また反応性の観点よりは環員数の上限値に関しては特別の制限はないが、50を超える原子数の環状カルボジイミド化合物は合成上困難となり、コストが大きく上昇する場合が発生するためである。かかる観点より環状構造中の原子数は好ましくは、10〜30、より好ましくは10〜20、特に好ましくは10〜15の範囲が選択される。
【0018】
環状構造は、下記式(1)で表される構造であることが好ましい。
【化3】

【0019】
式中、Qは、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2〜4価の結合基である。ヘテロ原子とはこの場合、O、N、S、Pを指す。この結合基の価のうち2つの価は環状構造を形成するために使用される。Qが3価あるいは4価の結合基である場合、単結合、二重結合、原子、原子団を介して、ポリマーあるいは他の環状構造と結合している。
【0020】
結合基は、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基またはこれらの組み合わせであり、上記で規定される環状構造を形成するための必要炭素数を有する結合基が選択される。組み合わせの例としては、アルキレン基とアリーレン基が結合した、アルキレン−アリーレン基のような構造などが挙げられる。
【0021】
結合基(Q)は、下記式(1−1)、(1−2)または(1−3)で表される2〜4価の結合基であることが好ましい。
【化4】

【0022】
式中、ArおよびArは各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基である。
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基(2価)として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0023】
およびRは各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、およびこれらの組み合わせ、またはこれら脂肪族基、脂環族基と2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基の組み合わせである。
【0024】
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂肪族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0025】
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。シクロアルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。シクロアルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂環族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0026】
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これら芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0027】
およびXは各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。
【0028】
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂肪族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0029】
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂環族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0030】
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0031】
式(1−1)、(1−2)においてs、kは0〜10の整数、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0〜1の整数である。sおよびkが10を超えると、環状カルボジイミド化合物は合成上困難となり、コストが大きく上昇する場合が発生するためである。かかる観点より整数は好ましくは0〜3の範囲が選択される。なお、sまたはkが2以上であるとき、繰り返し単位としてのX、あるいはXが、他のX、あるいはXと異なっていてもよい。
【0032】
は、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。
【0033】
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これら脂肪族基は置換基を含んでいてもよく、置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0034】
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これら脂環族基は置換基を含んでいてもよく、置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリーレン基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0035】
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
【0036】
また、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXはヘテロ原子を含有していてもよい、また、Qが2価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXは全て2価の基である。Qが3価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXの内の一つが3価の基である。Qが4価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXの内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。
【0037】
本発明で用いる環状カルボジイミド化合物として、下記式(2)〜(4)で表される化合物が挙げられる。
【0038】
<環状カルボジイミド化合物(2)>
【化5】

【0039】
式中、Qaは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(2)の化合物においては、脂肪族基、脂環族基、芳香族基は全て2価である。Qaは、下記式(2−1)、(2−2)または(2−3)で表される2価の結合基であることが好ましい。
【0040】
【化6】

【0041】
式中、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)中のAr、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。但し、これらは全て2価である。
かかる環状カルボジイミド化合物(2)としては、以下の化合物が挙げられる。
【0042】
【化7】

【0043】
【化8】

【0044】
【化9】

【0045】
【化10】

【0046】
【化11】

【0047】
【化12】

【0048】
【化13】

【0049】
【化14】

【0050】
【化15】

【0051】
【化16】

【0052】
【化17】

【0053】
【化18】

【0054】
【化19】

【0055】
【化20】

【0056】
<環状カルボジイミド化合物(3)>
【化21】

【0057】
式中、Qは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基、またはこれらの組み合わせである3価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。Yは、環状構造を担持する担体である。脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(3)の化合物においては、Qbを構成する基の内一つは3価である。Qは、下記式(3−1)、(3−2)または(3−3)で表される3価の結合基であることが好ましい。
【0058】
【化22】

【0059】
式中、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)のAr、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。但しこれらの内の一つは3価の基である。
【0060】
Yは、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーであることが好ましい。Yは結合部であり、複数の環状構造がYを介して結合し、式(3)で表される構造を形成している。かかる環状カルボジイミド化合物(3)としては、下記化合物が挙げられる。
【0061】
【化23】

【0062】
【化24】

【0063】
【化25】

【0064】
【化26】

【0065】
<環状カルボジイミド化合物(4)>
【化27】

【0066】
式中、Qは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである4価の結合基であり、ヘテロ原子を保有していてもよい。ZおよびZは、環状構造を担持する担体である。ZおよびZは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
【0067】
脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(4)の化合物において、Qは4価である。従って、これらの基の内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。Qは、下記式(4−1)、(4−2)または(4−3)で表される4価の結合基であることが好ましい。
【0068】
【化28】

【0069】
Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)の、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。但し、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXは、これらの内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。
およびZは各々独立に、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーであることが好ましい。ZおよびZは結合部であり、複数の環状構造がZおよびZを介して結合し、式(4)で表される構造を形成している。
かかる環状カルボジイミド化合物(4)としては、下記化合物を挙げることができる。
【0070】
【化29】

【0071】
【化30】

【0072】
【化31】

【0073】
<環状カルボジイミド化合物の製造方法>
環状カルボジイミド化合物は従来公知の方法により製造することができる。例として、アミン体からイソシアネート体を経由して製造する方法、アミン体からイソチオシアネート体を経由して製造する方法、アミン体からトリフェニルホスフィン体を経由して製造する方法、アミン体から尿素体を経由して製造する方法、アミン体からチオ尿素体を経由して製造する方法、カルボン酸体からイソシアネート体を経由して製造する方法、ラクタム体を誘導して製造する方法などが挙げられる。
【0074】
また、本発明の環状カルボジイミド化合物は、以下の文献に記載された方法を組み合わせ及び改変して製造することができ、製造する化合物に応じて適切な方法を採用することができる。
【0075】
Tetrahedron Letters,Vol.34,No.32,515−5158,1993.
Medium−and Large−Membered Rings from Bis(iminophosphoranes):An Efficient Preparation of Cyclic Carbodiimides, Pedro Molina etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.61,No.13,4289−4299,1996.
New Models for the Study of the Racemization Mechanism of Carbodiimides.Synthesis and Structure(X−ray Crystallography and 1H NMR) of Cyclic Carbodiimides, Pedro Molina etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.43,No8,1944−1946,1978.
Macrocyclic Ureas as Masked Isocyanates, Henri Ulrich etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.48,No.10,1694−1700,1983.
Synthesis and Reactions of Cyclic Carbodiimides,
R.Richteretal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.59,No.24,7306−7315,1994.
A New and Efficient Preparation of Cyclic Carbodiimides from Bis(iminophosphoranea)and the System BocO/DMAP,Pedro Molina etal.
【0076】
製造する化合物に応じて、適切な製法を採用すればよいが、例えば、(1)下記式(a−1)で表されるニトロフェノール、下記式(a−2)で表されるニトロフェノールおよび下記式(b)で表される化合物を反応させ、下記式(c)で表されるニトロ体を得る工程、
【化32】

【化33】

(2)得られたニトロ体を還元して下記式(d)で表わされるアミン体を得る工程、
【化34】

(3)得られたアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式(e)で表されるトリフェニルホスフィン体を得る工程、および
【化35】

(4)得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させることによって製造したものは、本願発明に用いる環状カルボジイミド化合物として好適に用いることができる。
【0077】
(上記式中、ArおよびArは各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基で置換されていてもよい芳香族基である。EおよびEは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基およびメタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、p−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。Arは、フェニル基である。Xは、下記式(i−1)から(i−3)の結合基である。)
【0078】
【化36】

(式中、nは1〜6の整数である。)
【0079】
【化37】

(式中、mおよびnは各々独立に0〜3の整数である。)
【0080】
【化38】

(式中、RおよびRは各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基を表す。)
【0081】
<脂肪族ポリエステル樹脂>
本発明において、脂肪族ポリエステル樹脂としては、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体、脂肪族多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族多価アルコールを主成分として重縮合してなる重合体やそれらの共重合体が例示される。
【0082】
脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸などの重縮合体、もしくは共重合体などを例示することができ、なかでもポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ3−ヒドロキシカルボン酪酸、ポリ4−ポリヒドロキシ酪酸、ポリ3−ヒドロキシヘキサン酸またはポリカプロラクトン、ならびにこれらの共重合体などが挙げられ特にポリL−乳酸、ポリD−乳酸および、ステレオコンプレックス結晶を形成しているステレオコンプレックスポリ乳酸、ラセミポリ乳酸に好適に用いることができる。
【0083】
ポリ乳酸としては、L−乳酸及び/又はD−乳酸を主たる繰り返し単位とするものを用いればよいが、とくに融点が150℃以上であるものであることが好ましい(ここで、主たるとは、全体の50%以上を該成分が占めていることを意味する。)。融点が150℃よりも低い場合には、得られる繊維の寸法安定性、高温機械特性等を高いものとすることができない。
【0084】
ポリL一乳酸およびポリD−乳酸は、従来公知の方法で製造することができる。例えば、L−またはD−ラクチドを金属含有触媒の存在下加熱し、開環重合により製造することができる。また、金属含有触媒を含有する低分子量のポリ乳酸を結晶化させた後、減圧下または加圧化、不活性ガス気流下の存在下、あるいは非存在下、加熱.固相重合させ製造することもできる。さらに、有機溶媒の存在/非存在下で、乳酸を脱水縮合させる直接重合法で製造することができる。
【0085】
重合反応は、従来公知の反応容器で実施可能であり、例えばヘリカルリボン翼等、高粘度用撹拝翼を備えた縦型反応器あるいは横型反応器を単独、または並列して使用することができる。また、回分式あるいは連続式あるいは半回分式のいずれでも良いし、これらを組み合わせてもよい。
【0086】
重合開始剤としてアルコールを用いてもよい。かかるアルコールとしては、ポリ乳酸の重合を阻害せず不揮発性であることが好ましく、例えばデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール等を好適に用いることができる。
【0087】
固相重合法では、前述した開環重合法や乳酸の直接重合法によって得られた比較的低分子量(おおよそ15〜200程度)のポリ乳酸をプレポリマーとして使用する。プレポリマーは、そのガラス転移温度以上融点未満の温度範囲で予め結晶化させることが、樹脂ペレット融着防止の面から好ましい。結晶化させたプレポリマーは固定された縦型あるいは横型反応容器、またはタンブラーやキルンの様に容器自身が回転する反応容器(ロータリーキルン等)中に充填され、プレポリマーのガラス転移温度以上融点未満の温度範囲に加熱される。重合温度は、重合の進行に伴い段階的に昇湿させても何ら問題はない。また、固相重合中に生成する水を効率的に除去する目的で前記反応容器類の内部を減圧することや、加熱された不活性ガス気流を流通する方法も好適に併用される。
【0088】
ポリ乳酸の重合時に使用された金属含有触媒は、使用に先立ち従来公知の失活剤で不活性化しておくことが、ポリ乳酸および樹脂組成物の熱、水分に対する安定性を向上できるため好ましい。
かかる失活剤としてはイミノ基を有し且つ重合金属触媒に配位し得るキレート配位子の群からなる有機リガンドが挙げられる。
【0089】
またジヒドリドオキソリン(I)酸、ジヒドリドテトラオキソ二リン(II,II)酸、ヒドリドトリオキソリン(III)酸、ジヒドリドペンタオキソ二リン(III)酸、ヒドリドペンタオキソ二(II,IV)酸、ドデカオキソ六リン(III)酸、ヒドリドオクタオキソ三リン(III,IV,IV)酸、オクタオキソ三リン(IV,III,IV)酸、ヒドリドヘキサオキソ二リン(III,V)酸、ヘキサオキソ二リン(IV)酸、デカオキソ四リン(IV)酸、へンデカオキソ四リン(IV)酸、エネアオキソ三リン(V,IV,IV)酸等の酸価数5以下の低酸化数リン酸が挙げられる。
【0090】
また、式xHO・yPで表され、x/y=3のオルトリン酸、2>x/y>1であり、縮合度より二リン酸、三リン酸、四リン酸、五リン酸等と称せられるポリリン酸およびこれらの混合物が挙げられる。
また、x/y=1で表されるメタリン酸、なかでもトリメタリン酸、テトラメタリン酸、1>x/y>0で表され、五酸化リン構造の一部を残した網目構造を有するウルトラリン酸(これらを総称してメタリン酸系化合物と呼ぶことがある。)が挙げられる。
【0091】
またこれらの酸の酸性塩、一価、多価のアルコール類、あるいはポリアルキレングリコール類の部分エステル、完全エステル、ホスホノ置換低級脂肪族カルボン酸誘導体等が挙げられる。
【0092】
メタリン酸系化合物は、3〜200程度のリン酸単位が縮合した環状のメタリン酸あるいは立体網目状構造を有するウルトラ領域メタリン酸あるいはそれらの(アルカル金属塩、アルカリ土類金属塩、オニウム塩)を包含する。なかでも環状メタリン酸ナトリウムやウルトラ領域メタリン酸ナトリウム、ホスホノ置換低級脂肪族カルボン酸誘導体のジへキシルホスホノエチルアセテート(以下DHPAと略称することがある)等が好適に使用される。
【0093】
好ましくはポリ乳酸の融点は170℃以上であり、さらに好ましくは融点が200℃以上である。ここで融点とは、DSC測定によって得られた溶融ピークのピーク温度を意味する。とくに耐熱性を付与するためにはポリ乳酸がステレオコンプレックス相結晶を形成していることが好ましい。
ここで、ステレオコンプレックスポリ乳酸とは、ポリL乳酸セグメントとポリD乳酸セグメントが形成する共晶である。
【0094】
ステレオコンプレックス相結晶は通常ポリL乳酸やポリD乳酸が単独で形成するホモ相結晶よりも融点が高いので、若干でも含まれることによって耐熱性を上げる効果が期待できるが、特にその効果は全体の結晶量に対するステレオコンプレックス相結晶の量が多い場合に顕著に発揮される。下記式に従うステレオコンプレックス結晶化度(S)において、95%以上であることが好ましく、さらに好ましくは100%である。
S=[ΔHms/(ΔHmh+ΔHms)] × 100
(但し、ΔHmsはステレオコンプレックス相結晶の融解エンタルピー、ΔHmhはホモ相ポリ乳酸結晶の融解エンタルピー。)
【0095】
ステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の形成を安定的且つ高度に進めるために特定の添加物を配合する手法が好ましく適用される。
すなわち、例えば、ステレオコンプレックス結晶化促進剤として下記式で表されるリン酸金属塩を添加する手法が挙げられる。
【0096】
【化39】

【0097】
式中、R11は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、R12、R13はそれぞれ独立に、水素原子、または炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、Mはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表し、pは1または2を表し、qはMがアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子のときは0を、アルミニウム原子の時は1または2を表す。
【0098】
【化40】

【0099】
式中R14、R15およびR16は各々独立に、水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、Mはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表し、pは1または2を表し、qはMがアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子のときは0を、アルミニウム原子の時は1または2を表す。
【0100】
上記二つの式において表されるリン酸金属塩のM、Mは、Na、K、Al、Mg、Ca、Liが好ましく、特に、K、Na、Al、LiなかでもLi、Alが最も好適に用いることができる。
これらのリン酸金属塩は、(株)ADEKA製の商品名、「アデカスタブ」NA−11、NA−71等が好適な剤として例示される。
【0101】
ポリ乳酸に対して、リン酸金属塩は0.001〜2wt%、好ましくは0.005〜1wt%、より好ましくは0.01〜0.5wt%さらに好ましくは0.02〜0.3wt%用いることが好ましい。少なすぎる場合には、ステレオコンプレックス結晶化度(S)を向上する効果が小さく、多すぎるとステレオコンプレックス結晶融点を低下させるので好ましくない。
【0102】
さらに所望により、リン酸金属塩の作用を強化するため、公知の結晶化核剤を併用することができる。なかでも珪酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モンモリロナイトが好ましくは選択される。
結晶化核剤の使用量はポリ乳酸に対し0.05〜5wt%、より好ましくは0.06〜2wt%、さらに好ましくは0.06〜1wt%の範囲が選択される。
【0103】
ポリ乳酸はいずれの製法によって得られたものであってもよい。たとえば、ポリ乳酸の製造方法には、L−乳酸及び/又はD−乳酸を原料として一旦環状二量体であるラクチドを生成せしめ、その後開環重合を行う二段階のラクチド法と、L−乳酸及び/又はD−乳酸を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接重合法など、一般に知られている重合法によって好適に得ることができる。
【0104】
ポリ乳酸にはその製造上、カルボン酸基が含まれてくることがあるが、その含まれるカルボン酸基の量は少ないほどよい。そのような理由から、たとえばラクチドから水以外の開始剤を用いて開環重合したものや、重合後に化学的に処理をしてカルボン酸基を低減したポリマーを用いることは好ましい。
【0105】
ポリ乳酸の重量平均分子量は、通常少なくとも5万、好ましくは少なくとも10万、好ましくは10〜30万である。平均分子量が5万よりも低い場合にはフィルムの強度物性が低下するため好ましくない。30万を越える場合には溶融粘度が高くなりすぎ、溶融製膜が困難になる場合がある。
【0106】
また、本発明におけるポリ乳酸は、L−乳酸、D−乳酸の他にエステル形成能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。共重合可能な成分としては、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。ただし、高い融点を維持するためや繊維強度を損なわないため、この場合繊維の70モル%以上が乳酸単位からなることが望ましい。
【0107】
後述するように本発明の皮革様シートは、脂肪族ポリエステル樹脂と環状カルボジイミドとを混合した脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる不織布を用いるが、環状カルボジイミド化合物は、脂肪族ポリエステル樹脂の末端と反応し末端を封止するが、余剰の環状カルボジイミド化合物が存在する場合には未反応のまま脂肪族ポリエステル樹脂組成物中に残留する。このとき、脂肪族ポリエステル樹脂には、末端が封止された脂肪族ポリエステル樹脂および環状カルボジイミド化合物を含有するが、末端変性の反応の程度により、末端が封止されていない脂肪族織エステルも含有することもある。
【0108】
なお、繊維を構成する脂肪族ポリエステル樹脂組成物中において、未反応のまま組成物中で残留する環状カルボジイミド化合物の含有量は、脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維100重量部あたり、0.001〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部、より好ましくは0.1〜1重量部である。
未反応のまま組成物中で残留する環状カルボジイミド化合物が存在すると、耐加水分解性をさらに向上させることが可能である。
【0109】
<脂肪族ポリエステル樹脂と環状カルボジイミド化合物との混合>
環状カルボジイミド化合物を脂肪族ポリエステル樹脂に添加、混合する方法は特に限定なく、従来公知の方法により、溶液、融液あるいは適用する脂肪族ポリエステル樹脂のマスターバッチとして添加する方法、あるいは環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体に脂肪族ポリエステル樹脂の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法などを採ることができる。
【0110】
溶液、融液あるいは適用する脂肪族ポリエステル樹脂のマスターバッチとして添加する方法を採る場合には、従来公知の混練装置を使用して添加することができる。混練に際しては、溶液状態での混練法あるいは溶融状態での混練法が、均一混練性の観点より好ましい。混練装置としては、とくに限定なく、従来公知の縦型の反応容器、混合槽、混練槽あるいは一軸または多軸の横型混練装置、例えば一軸あるいは多軸のルーダー、ニーダーなどが例示される。混練時間は特に指定はなく、混練装置、混練温度にもよるが、0.1分間から2時間、好ましくは0.2分間から1時間、より好ましくは1分間から30分間が選択される。
【0111】
溶媒としては、脂肪族ポリエステル樹脂および環状カルボジイミド化合物に対し、不活性であるものを用いることができる。特に、両者に親和性を有し、両者を少なくとも部分的に溶解、あるいは両者に少なくとも部分的に溶解より溶媒が好ましい。
このような溶媒としてはたとえば、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒などを用いることができる。
【0112】
炭化水素系溶媒として、ヘキサン、シクロへキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、デカンなどが挙げられる。ケトン系溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロへキサノン、イソホロンなどが挙げられる。エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸メチル、コハク酸エチル、炭酸メチル、安息香酸エチル、ジエチレングリコールジアセテートなどが挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、ジフェニルエーテルなどが挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、1,1’,2,2’−テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどを挙げることができる。アミド系溶媒としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。
これらの溶媒は単一であるいは所望により混合溶媒として使用することができる。
【0113】
本発明において、溶媒は、脂肪族ポリエステル樹脂と環状カルボジイミド化合物との合計、100重量部あたり1〜1,000重量部の範囲で適用される。1重量部より少ないと、溶媒適用に意義がない。また、溶媒使用量の上限値は、特にないが、操作性、反応効率の観点より1,000重量部程度である。
【0114】
環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体に脂肪族ポリエステル樹脂の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法を採る場合には、上記のような溶剤に溶解したカルボジイミドに固体の脂肪族ポリエステル樹脂を接触させる方法や、カルボジイミドのエマルジョン液に固体の脂肪族ポリエステル樹脂を接触させる方法などを採ることができる。接触させる方法としては、脂肪族ポリエステル樹脂を浸漬する方法や、脂肪族ポリエステル樹脂に塗布する方法、散布する方法などを好適にとることができる。
【0115】
環状カルボジイミド化合物による封止反応は、室温(25℃)〜300℃程度の温度で可能であるが、反応効率の観点より50〜250℃、より好ましくは80〜200℃の範囲ではより促進される。脂肪族ポリエステル樹脂が溶融している状態ではより反応が進行しやすいが、環状カルボジイミド化合物の揮散、分解などを抑制するため、300℃より低い温度で反応させることが好ましい。また脂肪族ポリエステル樹脂の溶融温度を低下、攪拌効率を上げるためにも、溶媒を適用することは効果がある。
【0116】
反応は無触媒で十分速やかに進行するが、反応を促進する触媒を使用することもできる。触媒としては、従来の線状カルボジイミド化合物で使用される触媒が適用できる。これらは1種または2種以上使用することができる。触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、脂肪族ポリエステル樹脂と環状カルボジイミド化合物の合計100重量部に対し、0.001〜1重量部が好ましく、また0.01〜0.1重量部がより好ましく、さらには0.02〜0.1重量部が最も好ましい。
【0117】
<皮革様シートの製造方法>
本発明の皮革様シートは、上述の脂肪族ポリエステル樹脂と環状カルボジイミド化合物とを含む脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維からなる不織布と高分子弾性体とからなるが、例えば、以下の工程を組み合わせることにより得られる。
【0118】
すなわち、
(a)上述の脂肪族ポリエステル樹脂組成物を含み極細繊維発生可能な繊維を複合紡糸あるいはブレンド紡糸によって得た後、延伸、捲縮、カットを経て得られる極細繊維発生可能な原綿を製造する工程、
(b)該原綿を必要によりカード処理、クロスラッピング処理を施した後、絡合・交絡処理を施して、不織布を作成する工程、
(c)該極細繊維発生可能な繊維から、皮革様シートの基材として利用する脂肪族ポリエステル樹脂組成物以外を溶解除去するか、あるいは物理的、化学的作用により剥離し、分割し、極細繊維化する前および/または後に、高分子弾性体を該不織布に付与し、該高分子弾性体を実質的に凝固・固化させる工程、
(d)必要に応じて、起毛処理を施し、表面に立毛を形成する工程、
(e)分散染料等で染色する工程
である。
【0119】
本発明において、皮革様シートの基材として用いる不織布は、得られる皮革様シートの風合いを良好なものとする、という観点から、単繊維繊度は3dTex以下であることが好ましく、さらに好ましくは2dTex以下、より好ましくは1.5dTex以下、特に、1dTex以下のいわゆる極細繊維であることが好ましい。
【0120】
さらに、本発明において皮革様シートを構成する繊維成分の主体を0.5dTex以下、好ましくは0.3dTex以下、より好ましくは0.1dTex以下とすることで、皮革様シートとして、ソフト性、触感を向上させることができ、起毛処理を施してスエード調とした場合には外観も良好なものとなる。
【0121】
このような極細繊維を得る方法としては、目的の極細繊維を直接得る方法、一旦太い極細繊維発生可能な繊維を作成し、その後、極細繊維を発生させる方法を採用することができるが、細い繊維が得られやすい点や、得られる皮革様シートの柔軟性の点で、一旦太い極細繊維発生可能な繊維を作成し、その後、極細繊維を発生させる方法が好ましく用いることができる。
【0122】
そのような方法として例えば溶解性の異なる複数のポリマーを複合紡糸、あるいは混合紡糸して、極細繊維発現可能な繊維を得た後、少なくとも1種類のポリマーを除去して極細繊維を形成する方法や、剥離分割型の複合繊維を分割する方法等を用いることができる。
【0123】
かかる極細繊維発現可能な繊維を紡糸する際の複合形態は、ポリマー同士が張り合わされたような状態のサイドバイサイド型、多層貼り合わせ型、芯鞘複合型や、ポリマー中に別のポリマーが島状に存在する海島型や多芯芯鞘型を複合紡糸によって得ることができるし、ポリマーがアロイ状に混合されたブレンド型をブレンド紡糸によって得ることができる。
【0124】
また除去されるポリマーの種類としては、紡糸条件下で脂肪族ポリエステル樹脂組成物より溶融粘度が小さく、かつ表面張力が大きいポリマーが好ましく、また脂肪族ポリエステル樹脂組成物よりも溶解性又は分解性が大きく、さらに、脂肪族ポリエステル樹脂組成物との相溶性の小さいポリマーであればよい。
【0125】
これらの条件を満たすものとしては、例えばポリエチレン、ポリスチレン、共重合ポリエチレン、熱可塑性ポリビニルアルコールなどのポリマーを例示することができる。例えばポリスチレンはトルエンにより、またポリエチレンはトリクロロエチレン等より容易に抽出可能であり、また熱可塑性ポリビニルアルコールは熱水により分解除去可能である。
そして、これらのポリマーを抽出又は分解除去することにより、脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる、極細繊維束を得ることができる。
【0126】
極細繊維発生可能型の繊維を用いた不織布は、上記した繊維の製造方法により得られる繊維を用いて短繊維不織布としたものであっても、スパンボンド法式などにより溶融紡糸後直接不織布化した長繊維不織布であってもよい。
【0127】
特に、短繊維不織布とする場合には延伸された繊維を捲縮して原綿化しカードで開繊し、ウェッバーを通して繊維ウェッブを形成、得られた繊維ウェブは、得ようとする皮革様シートの厚み、重さに応じて、積層し、次いで、公知の方法、例えばニードルパンチ方法や高圧水流絡合処理方法等で絡合処理を行って不織布とすればよく、あるいはこのステープルファイバーまたはカットファイバーを、予め製編織した布に水流やニードル等を使用して絡合させた布帛を、不織布と同様に用いてもよい。
【0128】
なお、必要に応じて上記方法により製造された不織布に、ポリビニルアルコール系の糊剤を付与したり或いは構成繊維の表面を溶融したりして不織布構成繊維間を接着し、不織布を仮固定する処理を行ってもよい。この処理を行うことにより、その後に行う高分子弾性体の付与工程で不織布が張力等により構造破壊することを防ぐことができる。
得られた不織布は、熱処理をすることで繊維が収縮するので、これにより外観を向上させることができる。
収縮方法としては熱風中に入れる方法であっても熱水中に入れる方法であってもよいが、熱水浴の方が均一に不織布内部まで熱が伝わり収縮するので好ましい。
【0129】
次に、この不織布に高分子弾性体の溶剤を含浸させた後、加熱乾燥することでゲル化させるかあるいは、該含浸後に、高分子弾性体の非溶剤を含む液に浸漬して湿式凝固することで高分子弾性体の緻密な発泡体を形成することができる。ここで含浸させる高分子弾性体としては、例えば、平均分子量500〜3000のポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等のジオールあるいはポリエステルポリエーテルジオール等の複合ジオール等から選ばれた少なくとも1種類のポリマージオールと、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートなどから選ばれた少なくとも1種類のジイソシアネートと、エチレングリコール、イソホロンジアミン等の2個以上の活性水素原子を有する少なくとも1種類の低分子化合物(鎖伸長剤)とを所定のモル比で反応させて得たポリウレタンおよびその変性物が挙げられ、その他に、ポリエステルエラストマー、スチレン−イソプレンブロック共重合体の水素添加物等の高分子弾性体およびアクリル系等の樹脂なども挙げられる。またこれらを混合した組成物でもよい。
【0130】
上記の高分子弾性体の中でもより好ましいのはポリエステルジオールを用いたポリウレタンとエステル−エステル系のポリエステルエラストマーであり、さらに好ましいのはポリエチレンプロピレンアジペートグリコール、ポリエチレンアジペートグリコールを用いたポリウレタンとポリブチレンテレフタレートとポリカプロラクトンジオールとからなるポリエステルエラストマーである。
【0131】
柔軟性、弾性回復性、スポンジ形成性、耐久性等の点からは上記のポリウレタンが好ましく用いられる。
上記のような高分子弾性体を溶剤あるいは分散剤に溶解あるいは分散させて得た高分子弾性体液を不織布に含浸させ、樹脂の非溶剤で処理して湿式凝固させスポンジをつくるか、そのまま加熱乾燥し、ゲル化させスポンジをつくるかの方法でシートを得る。
この高分子弾性体液には必要に応じて着色剤、凝固調節剤、酸化防止剤、分散剤等の添加剤が配合されていてもよい。
【0132】
高分子弾性体の比率は固形分としてシート全重量を基準として10%以上、好ましくは30〜50%の範囲である。高分子弾性体の比率が10%未満では不織布を構成する繊維の素抜けが生じやすくなる。
繊維として極細繊維発生型繊維を使用している場合、高分子弾性体を含有させたシートに抽出処理あるいは剥離分割処理を施し、極細繊維を発生させてもよいし、高分子弾性体を含有させる前に極細繊維を発生させてもよいが、取扱上は、高分子弾性体を含有させた後、あるいは同時に極細繊維を発生させることが好ましい。
【0133】
本発明において、皮革様シートは、その表面を毛羽立てることによりスエード調の人工皮革が得られる。毛羽立て方法としてはサンドペーパーや針布等を用いて表面のバフがけを行う方法を用いることができる。
【0134】
また、シート表面に銀面層を有する、いわゆる銀付き調皮革様シートとすることもできる。この銀面層を付与する方法としては不織布に高分子弾性体を含浸させたシートに、銀面層用樹脂液をコーティング、乾燥させた後、型押し加工する方法や、別途離型紙上にコーティングした銀面層用樹脂層を、半乾燥状態のポリウレタン樹脂の接着層を介して、不織布に高分子弾性体を含浸させたシートに接着する離型紙法が知られており、いずれも採用することができる。
【0135】
本発明の皮革様シートは分散染料を用いて染色することができる。耐加水分解性が改善されているので、高温条件下での染色も可能であり、濃色に染めることも可能である。
本発明の皮革様シートは、靴、鞄、小物入れ等の雑貨の他、ソファーの上張り材等のインテリア用品、衣料、車両内装用途、産業資材用途等の、皮革様シートが用いられる各種用途に対して用いることができる。
【実施例】
【0136】
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。なお、本実施例における各値は以下の方法により求めた。
【0137】
(1)耐加水分解性:
耐加水分解性は、組成物のカルボキシル基末端量が0当量/tonである時に良と判定し、10当量/ton以下であるときに、可と判定し、10当量/tonを超える場合には否と判定した。カルボキシル基末端量は、秤量したサンプルを含水率5%に調整したo−クレゾールに溶解し、この溶液にジクロロメタンを適量添加した後、0.02規定の水酸化カリウムメタノール溶液で滴定して求めた。
【0138】
(2)作業環境の良否:
樹脂組成物製造時、作業環境がイソシアネート臭により悪化するかどうかにより判定した。悪化しない場合には良と評価した。
本実施例では環状カルボジイミド化合物として以下の剤を製造、使用した。
【0139】
[製造例1]環状カルボジイミド化合物CC1(MW=252)の合成:
o−ニトロフェノール(0.11mol)と1,2−ジブロモエタン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)200mlを攪拌装置及び加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
【0140】
次に中間生成物A(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。
【0141】
次に攪拌装置及び加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌した。そこに中間生成物B(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下した。滴下終了後、70℃で5時間反応させた。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物C(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
【0142】
次に、攪拌装置及び滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tertブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させた。そこに、25℃で中間生成物C(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させた。滴下後、12時間反応させた。
その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、下記構造式にて示されるCC1を得た。CC1の構造はNMR,IRにより確認した。
【0143】
【化41】

【0144】
[製造例2]環状カルボジイミド化合物CC2(MW=516)の合成:
o−ニトロフェノール(0.11mol)とペンタエリトリチルテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置及び加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物D(ニトロ体)を得た。
【0145】
次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(2g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)400mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなった時点で反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去して中間生成物E(アミン体)が得られた。
【0146】
次に攪拌装置及び加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させた。そこに中間生成物E(0.025mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下した。滴下終了後、70℃で5時間反応させた。
その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物F(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
【0147】
次に、攪拌装置及び滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物F(0.025mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させた。滴下後、12時間反応させた。
その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を、精製することで、下記構造式にて示されるCC2を得た。CC2の構造はNMR、IRにより確認した。
【0148】
【化42】

【0149】
[製造例3](ポリL−乳酸の製造)
Lラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。
得られたL−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
【0150】
[製造例4](ポリD−乳酸の製造)
Dラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリD−乳酸を得た。
得られたポリD−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
【0151】
[製造例5](ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂の製造)
製造例3で得られたポリL−乳酸ならびに製造例4のポリD−乳酸を各50重量部と、リン酸エステル金属塩(燐酸2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)ナトリウム塩、平均粒径5μm、株式会社ADEKA製「アデカスタブ」NA−11)0.1重量部を230℃で溶融混練し水槽中にストランドを取り、チップカッターにてチップ化してステレオコンプレックスポリ乳酸チップを得た。得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂のMwは13.5万、融点(Tm)は217℃、ステレオコンプレックス結晶化度は100%であった。
【0152】
[実施例1]皮革様シートの製造:
製造例3の操作で得られたポリL−乳酸チップと環状カルボジイミド化合物(CC1)とをそれぞれ乾燥させた後、重量比で99:1となるように混合しエクストルーダー型紡糸機にて紡糸温度250℃、紡糸速度1000m/分で溶融紡糸し、これを60℃の温水中で延伸して、単繊維繊度1.5dTexの繊維からなるトウを得た。これを押し込み型クリンパーに供給して捲縮を付与した後、乾燥させ、さらに、ロータリーカッターにてカット長約51mmの原綿を得た。得られた原綿を用いて、カード、クロスラッパーの工程を経て繊維ウェッブと作成し、ニードルパンチを施して、不織布を得た。
得られた不織布を85℃の熱水中で収縮処理し、続いてポリビニルアルコール水溶液に含浸し、さらにカレンダーロールで熱プレスすることで表面が平滑な絡合不織布を得た。
この絡合不織布にポリテトラメチレンエーテル系ポリウレタンを主体とする固型分13%のポリウレタンのジメチルホルムアミド溶液を含浸し、DMF/水混合液の中に浸して湿式凝固して繊維シートを得た。
この繊維シートの表面をサンドペーパーを用いて研削し立毛を形成して皮革様シート(スエード調)とした。皮革様シート中のポリウレタンの質量比率は30%であった。
【0153】
一方、しぼ付き離型紙の上に、銀面層形成用としてポリエーテル系ポリウレタン100部、DMF30部、メチルエチルケトン30部からなるポリウレタン樹脂溶液を乾燥後厚みが50μmになる様に塗布し、100℃で5分間乾燥して、銀面層形成用の被覆層を得た。その上に、2液硬化型ポリエーテル系ポリウレタン溶液を乾燥後厚み30μmとなるように塗布し、50℃で3分間乾燥させ、まだ粘着性を有している状態で前記の繊維シートと貼り合わせ、100℃で2分間乾燥し、その後、40℃で3日間放置したのち離型紙を剥離し皮革様シート(銀付き)を得た。
得られた皮革様シートはスエード調のもの、銀付きのもの、どちらの形態も優れた触感を有するものであった。
また、溶融混練、および紡糸時、加工時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。
さらに、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は0当量/ton、また、得られた皮革様シートから抜き出したポリ乳酸繊維のカルボキシル末端基量は0当量/tonであった。
【0154】
[実施例2]皮革様シートの製造2:
実施例1において、フィラメントとして、製造例5の操作で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸チップと環状カルボジイミド化合物(CC2)とをそれぞれ乾燥させた後、重量比で99:1となるように混合したものを用いたこと以外は同様の操作を実施した。
得られた皮革様シートはスエード調のもの、銀付きのもの、どちらの形態も優れた触感を有するものであった。
また、溶融混練、および紡糸時、加工時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。
さらに、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は0当量/ton、また、得られた皮革様シートから抜き出したポリ乳酸繊維のカルボキシル末端基量は0当量/tonであった。
【0155】
[比較例1]
実施例1において、環状カルボジイミド(CC1)に代えて、線状ポリカルボジイミド化合物[日清紡ケミカル株式会社製;「カルボジライト」HMV−8CA]を使用したこと以外は同様の操作を行った。得られた皮革様シートはスエード調のもの、銀付きのもの、どちらの形態も優れた触感を有するものであった。
紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量1量/ton、得られた皮革様シートから抜き出したポリ乳酸繊維のカルボキシル末端基量は2当量/tonであったが、特に紡糸時時にイソシアネート臭の発生を感じた。
【0156】
[比較例2]
実施例1において、環状カルボジイミド(CC1)を使用しなかったこと以外は同様の操作を行った。得られた皮革様シートはスエード調のもの、銀付きのもの、どちらの形態も優れた触感を有するものであり、溶融混練、および紡糸時、加工時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。
さらに、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は15当量/ton、また、得られた皮革様シートから抜き出したポリ乳酸繊維のカルボキシル末端基量は25当量/tonであり、実施例で得られたものと比べて、耐加水分解性に劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【0157】
本発明によれば、耐加水分解性が改善され、さらには遊離のイソシアネート化合物が発生しない脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維で構成された不織布と高分子弾性体とからなる皮革様シートを提供することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボジイミド基を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている環状構造を含む化合物(C成分)を含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物からなる繊維から構成される不織布と高分子弾性体とからなる皮革様シート。
【請求項2】
C成分の環状構造を形成する原子数が8〜50である請求項1に記載の皮革様シート。
【請求項3】
C成分の環状構造が、下記式(1)で表される請求項1または2に記載の皮革様シート。
【化1】

(式中、Qは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2〜4価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。)
【請求項4】
Qは、下記式(1−1)、(1−2)または(1−3)で表される2〜4価の結合基である請求項3に記載の皮革様シート。
【化2】

(式中、ArおよびArは各々独立に、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基である。RおよびRは各々独立に、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基またはこれらの組み合わせ、またはこれら脂肪族基、脂環族基と2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基の組み合わせである。XおよびXは各々独立に、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。sは0〜10の整数である。kは0〜10の整数である。なお、sまたはkが2以上であるとき、繰り返し単位としてのX、あるいはXが、他のX、あるいはXと異なっていてもよい。Xは、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。但し、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXはヘテロ原子を含有していてもよい、また、Qが2価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXは全て2価の基である。Qが3価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXの内の一つが3価の基である。Qが4価の結合基であるときは、Ar、Ar、R、R、X、XおよびXの内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。)
【請求項5】
C成分の環状構造を含む化合物が、下記式(2)で表される請求項3に記載の皮革様シート。
【化3】

(式中、Qaは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。)
【請求項6】
Qaは、下記式(2−1)、(2−2)または(2−3)で表される2価の結合基である請求項5に記載の皮革様シート。
【化4】

(式中、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)中のAr、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。)
【請求項7】
C成分の環状構造を含む化合物が、下記式(3)で表される請求項3に記載の皮革様シート。
【化5】

(式中、Qは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである3価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。Yは、環状構造を担持する担体である。)
【請求項8】
は、下記式(3−1)、(3−2)または(3−3)で表される3価の結合基である請求項7に記載の皮革様シート。
【化6】

(式中、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)のAr、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。但しこれらの内の一つは3価の基である。)
【請求項9】
Yは、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーである請求項7または8に記載の皮革様シート。
【請求項10】
C成分の環状構造を含む化合物が、下記式(4)で表される請求項3に記載の皮革様シート。
【化7】

(式中、Qは、脂肪族基、芳香族基、脂環族基またはこれらの組み合わせである4価の結合基であり、ヘテロ原子を保有していてもよい。ZおよびZは、環状構造を担持する担体である。)
【請求項11】
は、下記式(4−1)、(4−2)または(4−3)で表される4価の結合基である請求項10に記載の皮革様シート。
【化8】

(式中、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)の、Ar、Ar、R、R、X、X、X、sおよびkと同じである。但し、これらの内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。)
【請求項12】
およびZは各々独立に、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーである請求項11に記載の皮革様シート。
【請求項13】
C成分の含有量が、100重量部の脂肪族ポリエステル樹脂あたり0.001〜10重量部である請求項1〜12のいずれかに記載の皮革様シート。
【請求項14】
脂肪族ポリエステル樹脂がポリ乳酸である、請求項1〜13のいずれかに記載の皮革様シート。
【請求項15】
ポリ乳酸がステレオコンプレックス結晶を形成している、請求項14記載の皮革様シート。

【公開番号】特開2011−241266(P2011−241266A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−113000(P2010−113000)
【出願日】平成22年5月17日(2010.5.17)
【出願人】(000003001)帝人株式会社 (1,209)
【Fターム(参考)】