JPH05222671A - 耐摩耗性の優れた透湿防水性コーテイング布帛 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性および透湿防水性能の優れたコーテ
ィング布帛を提供する。 【構成】 実質的に無孔で，平均粒径が0.１μｍ以下の
二酸化ケイ素微粉末を１重量％以上およびＬ−リジンと
有機酸の反応物である平板状粉体を0.１重量％以上含有
したポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液を繊維布帛
上に湿式コーティング法によりコーティングすることに
より，優れた耐摩耗性，高透湿性，高耐水圧性の樹脂層
を形成する。 【効果】 コーティング布帛に優れた耐摩耗性および透
湿防水性能を与えるとともに，耐漏水性においても良好
な性能を付与することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，雨衣，外衣等の各種衣
料用は勿論のこと，特にサイクリング，登山等のアウト
ドア用途向けの耐摩耗性の優れた透湿防水性コーティン
グ布帛に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，湿式あるいは乾式コーティン
グ加工法により得られるコーティング布帛については，
樹脂層が有孔のものと無孔のものが知られている。一般
に，樹脂層が有孔のとき，優れた透湿性能は得やすい
が，防水性能および耐摩耗性は不十分となりやすく，例
えば，ポリウレタン等のエマルジヨン樹脂を用いた乾式
コーティング加工法による有孔タイプのコーティング布
帛がその代表例である。また，ポリウレタン樹脂の湿式
コーティング加工法により得られる有孔タイプのコーテ
ィング布帛は，上記布帛より防水性能は優れているが，
透湿性能が不十分なので，透湿性能を向上させるために
アニオン系界面活性剤，ノニオン系界面活性剤，親水性
高分子等を併用し，多孔質化をはかっている。しかし，
得られるコーティング布帛の透湿性能は十分でなく，多
孔質化により防水性能および耐摩耗性をかなり低下さ
せ，結果として十分な性能を得ることができていない。

【０００３】一方，樹脂層が無孔のときには，優れた防
水性能および耐摩耗性は得やすいが，透湿性能は不十分
となりやすく，例えば，ポリウレタン樹脂の乾式コーテ
ィング加工法により得られる無孔タイプのコーティング
布帛は，一般的に耐摩耗性は有孔タイプよりやや優れて
いるが，実際にウィンドブレーカー等を縫製し，着用す
ると，特に激しい運動時，樹脂皮膜がアンダーウェアに
よって摩耗され，皮膜が損傷し，防水性が著しく低下す
るという問題があり，この欠点を改善するために，皮膜
を厚膜化する方法も考えられるが，この方法は，透湿度
が極端に低下するので好ましくなく，耐摩耗性の向上も
十分ではない。

【０００４】また，耐摩耗性向上剤としてシリコン含有
化合物等も用いられているが，その効果は十分ではな
く，さらに耐久性に問題があり，今のところ優れた耐摩
耗性および透湿防水性能を有したコーティング布帛は得
られていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，このような
現状に鑑みて行われたもので，優れた透湿防水性能を有
し，かつ着用時における摩耗損傷を防ぐ優れた耐摩耗性
を有する透湿防水性コーティング布帛を得ることを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記目的を達
成するもので，次の構成よりなるものである。

【０００７】すなわち，本発明は，繊維布帛上にポリウ
レタン樹脂主体の合成重合体からなる有孔の樹脂層を有
し，該樹脂層中に実質的に無孔で，平均粒径が0.１μｍ
以下の二酸化ケイ素微粉末を１重量％以上およびＬ−リ
ジンと有機酸の反応物である平板状粉体を0.１重量％以
上含有し，７０００ｇ／ｍ²・２４hrs 以上の透湿度と
0.６kg／cm² 以上の耐水圧を有することを特徴とする耐
摩耗性の優れた透湿防水性コーティング布帛を要旨とす
るものである。

【０００８】以下，本発明について詳細に説明を行う。

【０００９】本発明におけるコーティング布帛の特徴
は，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体の極性有機溶剤
溶液中に二酸化ケイ素微粉末およびＬ−リジンと有機酸
の反応物である平板状粉体を均一分散させて塗布し，次
いで，水中に浸漬して樹脂皮膜を形成する，いわゆる湿
式コーティング法によって製造し，基布となる繊維布帛
上にポリウレタン樹脂主体の合成重合体が本来もってい
る防水性能を低下させることなく，優れた耐摩耗性を有
する微細で孔数の多い高透湿性の樹脂層を得るところに
ある。

【００１０】本発明で用いられる実質的に無孔の二酸化
ケイ素微粉末は，一般にハロゲン化ケイ素の気相酸化
法，ハロゲン化ケイ素の燃焼加水分解法，電弧法等の乾
式法によって得られる二酸化ケイ素微粉末であり，上記
方法で得られた微粉末は，他の一般的な二酸化ケイ素微
粉末と同様に，粒子表面にシラノール基を多数有してい
るため親水性物質となっている。本発明では，粒子表面
にシラノール基を多数有している二酸化ケイ素微粉末で
十分な効果を有しているが，この親水性二酸化ケイ素微
粉末をポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液に均一分
散させると，樹脂溶液の粘性が強いチクソトロピックと
なりやすく，かつ水分も吸着しやすいので，コーティン
グ操業上注意が必要となり，また，得られた樹脂皮膜は
親水化されているので，漏水性の観点から若干の不利を
生ずる。

【００１１】これらの欠点を補う意味で，上記微粉末に
トリメチルクロロシラン，ジメチルジクロロシラン，エ
チルアルコール，イソプロピルアルコール等の物質でシ
ラノール基と反応させて微粒子表面を疎水性とした二酸
化ケイ素微粉末を使用することが有効であり，この疎水
性の微粉末を使用すると，あまりチクソトロピックとな
らず，水分の吸着量も少ないので，物質自体の安定性に
優れ，操業上有利になる。

【００１２】また，本発明で用いられる微粉末は，主と
して二酸化ケイ素微粉末であればよく，その他に不純物
として，あるいは混合物として酸化アルミニウム，酸化
マグネシウム等や一般的な充填剤，顔料等が含有されて
いても何ら問題はない。

【００１３】本発明で使用する二酸化ケイ素微粉末は，
二酸化ケイ素成分として６０％以上含有しているものを
いう。使用する微粉末の大きさは，平均粒径が0.１μｍ
以下であることが必要であり，0.０５μｍ以下にする
と，効果の点でより一層好ましい。0.１μｍより大きい
と，得られるコーティング布帛の透湿膜の微細孔の孔径
が大きくなりすぎて防水性能を低下させるので，好まし
くない。

【００１４】また，二酸化ケイ素微粉末は，ポリウレタ
ン樹脂主体の合成重合体からなる樹脂層に対し，均一に
１％以上含有していることが必要であり，さらに好まし
くは，３％以上がよい。１％未満では，得られるコーテ
ィング布帛の透湿膜の微細孔数が少なくなり，高透湿性
能が得られない。

【００１５】本発明では，耐摩耗性向上の目的で，二酸
化ケイ素微粉末とともにＬ−リジンと有機酸の反応物で
ある平板状粉体を用いる。本発明で用いるＬ−リジンと
有機酸の反応物とは，Ｌ−リジンと有機酸，例えば，プ
ロピオン酸，酪酸，イソ酪酸，ペンタン酸，ヘキサン
酸，ヘプタン酸，オクタン酸，コハク酸，アジピン酸，
フマル酸，マレイン酸，フタル酸，ミリスチン酸，パル
ミチン酸，ステアリン酸，オレイン酸，リノール酸，ラ
ウリン酸，リノレン酸等との反応物であり，その性能等
より，Ｌ−リジン−アルキル酸系の反応物が好ましい。
その中でも特に，Ｎε−ラウロイル−Ｌ−リジンの効果
が著しい。

【００１６】上記平板状粉体は，長さ方向と厚さ方向の
割合が３：１以下の白色結晶性の粉末であり，粉砕によ
り微粉化が可能であるが，通常，長さ方向に５０μ以
下，厚さ方向に１０μ以下の粉体が好ましく用いられ
る。

【００１７】また，Ｌ−リジンと有機酸の反応物である
平板状粉体の使用量は，布帛の使用用途により適宜決定
すればよいが，通常は，透湿樹脂中に0.１重量％以上均
一に分散させればよい。

【００１８】本発明で用いられる繊維布帛としては，ナ
イロン６やナイロン６６で代表されるポリアミド系合成
繊維，ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリエ
ステル系合成繊維，ポリアクリロニトリル系合成繊維，
ポリビニルアルコール系合成繊維，トリアセテート等の
半合成繊維あるいはナイロン６／木綿，ポリエチレンテ
レフタレート／木綿等の混合繊維からなる織物，編物，
不織布等を挙げることができる。

【００１９】本発明では，上記の繊維布帛に撥水剤処理
を施したものを用いてもよい。これは，樹脂溶液の布帛
内部への浸透を防ぐための一手段である。この場合の撥
水剤としては，パラフィン系撥水剤やポリシロキサン系
撥水剤，フッ素系撥水剤等の公知のものでよく，その処
理も，一般に行われているパディング法，スプレー法等
の公知の方法で行えばよい。特に良好な撥水性を必要と
する場合には，フッ素系撥水剤を使用し，例えば，アサ
ヒガード７３０（旭硝子株式会社製，フッ素系撥水剤エ
マルジョン）を５％の水分散液でパディング（絞り率３
５％）した後，１６０℃で１分間の熱処理を行う方法等
によって行う。

【００２０】本発明のコーティング布帛においては，上
記の繊維布帛上に二酸化ケイ素微粉末およびＬ−リジン
と有機酸の反応物である平板状粉体を含むポリウレタン
樹脂主体の合成重合体溶液を湿式コーティング法により
塗布する。ここでいうポリウレタン樹脂主体の合成重合
体とは，ポリウレタン成分を５０〜１００％含むものを
いい，その他の合成重合体としては，例えば，ポリアク
リル酸，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリブタジエ
ン，ポリアミノ酸等や，これらの共重合体等を５０％未
満の範囲で含んでいればよく，勿論フッ素やシリコン等
で変性した化合物も本発明で使用できる。

【００２１】ポリウレタン樹脂は，ポリイソシアネート
とポリオールを反応せしめて得られる共重合体であり，
イソシアネート成分として，芳香族ジイソシアネート，
脂肪族ジイソシアネートおよび脂環族ジイソシアネート
の単独またはこれらの混合物を用い，例えば，トリレン
2,４−ジイソシアネート，4,4'−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート，1,６−ヘキサンジイソシアネート，1,４
−シクロヘキサンジイソシアネート等を用い，また，ポ
リオール成分としては，ポリエーテルポリオール，ポリ
エステルポリオールを用い，ポリエーテルポリオール
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を用い，ポリエス
テルポリオールは，エチレングリコール，プロピレング
リコール等のジオールとアジピン酸，セバチン酸等の２
塩基酸との反応生成物やカプロラクトン等の開環重合物
を用いる。

【００２２】また，二酸化ケイ素微粉末およびＬ−リジ
ンと有機酸の反応物である平板状粉体を含む上記ポリウ
レタン樹脂主体の合成重合体溶液は，通常のコーティン
グ法，例えば，ナイフコータ，コンマコータ，リバース
コータ等を用いて適宜コーティングを行えばよいが，目
的とする0.６kg／cm² 以上の耐水圧を得るためには，繊
維布帛のコーティング面の平滑性や通気度（ＪＩＳ Ｌ
−１０９６法）により異なるが，一般的には樹脂皮膜重
量が５ｇ／ｍ² 以上，好ましくは１０ｇ／ｍ²以上にな
るように塗布量を調節してコーティングを行うとよい。

【００２３】本発明では，樹脂層と繊維布帛間の耐剥離
性を向上させる目的で，樹脂あるいは繊維布帛との親和
性の高い化合物を併用してもよく，その化合物としてイ
ソシアネート化合物を用いる。イソシアネート化合物と
しては，2,４−トリレ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，イソフォ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またはこれらのジ
イソシアネート類３モルと活性水素を含有する化合物
（例えば，トリメチロールプロパン，グリセリン等）１
モルとの付加反応によって得られるトリイソシアネート
類が使用できる。上記のイソシアネート類は，イソシア
ネート基が遊離した形のものであっても，あるいはフェ
ノール，メチルエチルケトオキシム等を付加させること
により安定させ，その後の熱処理によりブロックを解離
させる形のものであっても，いずれでも使用でき，作業
性や用途等により適宜使い分ければよい。

【００２４】イソシアネート化合物を使用する際の使用
量としては，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体に対し
て0.１〜１０重量％の割合で使用することが望ましい。
使用量が0.１重量％未満であれば，布帛に対する樹脂層
の接着力が低く，また，１０重量％を超えると，風合が
硬化する傾向が認められるようになるので，好ましくな
い。

【００２５】上述のポリウレタン主体の合成重合体から
なる樹脂液を繊維布帛に塗布した後，本発明では，０〜
３０℃の水中に0.５〜１０分間浸漬して，樹脂分の湿式
凝固を行う。以下，４０〜６０℃の温水中で５〜１５分
間の洗浄後，通常の方法で乾燥する。

【００２６】本発明において，防水性をさらに向上させ
る目的で，湿式コーティング後にコーティング布帛に撥
水処理を行ってもよい。撥水処理に際しては，前述のよ
うな一般に実施されている公知の撥水処理方法を採用す
ればよい。

【００２７】

【作 用】本発明の透湿防水性コーティング布帛は，ポ
リウレタン樹脂主体の合成重合体の樹脂層中に，実質的
に無孔で，平均粒径が0.１μｍ以下の二酸化ケイ素微粉
末およびＬ−リジンと有機酸の反応物である平板状粉体
を含有せしめることにより，優れた耐摩耗性と透湿防水
性能を付与せしめたものである。本発明のコーティング
布帛では，なぜ優れた耐摩耗性と透湿防水性能を同時に
得ることができるのか明らかではないが，本発明者らは
その理由を次のように推測している。

【００２８】すなわち，実質的に無孔で，平均粒径が0.
１μｍ以下の二酸化ケイ素微粉末およびＬ−リジンと有
機酸の反応物である平板状粉体を均一分散させたポリウ
レタン樹脂主体の重合体溶液を繊維布帛にコーティング
して湿式凝固を行うと，ポリウレタン樹脂は，その特有
のポーラス構造を形成すると同時に，樹脂中に均一分散
した二酸化ケイ素微粉末と樹脂の界面では微妙な凝固速
度のずれが生じ，その結果，防水性能を低下させずに透
湿性能を大幅に向上させる１μｍ以下の微細孔を多数付
与することができ，しかもＬ−リジンと有機酸の反応物
である平板状粉体は，コーティング方向に可能な限り平
行に，かつ多層に並び，滑性に優れ，かつ壁開しやすい
ため，摩耗に対し極薄く剥離する性質があり，その結
果，優れた耐摩耗性を得るものと推測される。

【００２９】本発明では，滑性に優れるＬ−リジンと有
機酸の反応物である平板状粉体と二酸化ケイ素微粉末
が，ともに樹脂の表層から下層まで全体に均一に存在し
ているので，相乗的に耐摩耗性が向上し，かつ洗濯等に
対する耐久性にも優れており，また，樹脂層表面はポリ
ウレタン樹脂特有のぬめり感が消え，ドライタッチにな
る。さらに，本発明の透湿防水性コーティング布帛は，
優れた耐摩耗性を有すると同時に，１μｍ以下の微細な
有孔により透湿性能が向上しているので，高透湿性防水
布帛に特有の，着用時に圧力が加わったとき，または圧
力とともに激しい運動が加わったとき問題が生じやすい
漏水性に対しても，非常に有効である。

【００３０】

【実施例】以下，実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが，実施例におけるコーティング布帛の性能の
測定は，次の方法で行った。 （１）耐水圧 ＪＩＳ Ｌ−１０９２（高水圧法） （２）透湿度 ＪＩＳ Ｌ−１０９９（Ａ−１法） （３）漏水性 ブンデスマン法（Ｌ−１０９２，参考試験法）に準じ
て，４８０分後の漏水量の測定と水の浸透による樹脂皮
膜面の状況の観察を行った。 （４）摩耗強力 ＪＩＳ Ｌ−１０８４ Ａ−１法の４５Ｒ法に準じて，
１０００回および５０００回の摩擦を行った。

【００３１】実施例１ 経糸，緯糸の双方にナイロンハイマルチフィラメント７
０デニール６８フィラメントを用いた経糸密度１２０本
／インチ，緯糸密度９０本／インチの平織物を製織し，
通常の方法で精練および染色（三菱化成株式会社製，酸
性染料のDiacidFast Red ３ＢＬ ２％owf)を行った
後，フッ素系撥水剤エマルジョンのアサヒガート７１０
（旭硝子株式会社製）５％水溶液でパディング（絞り率
３５％）して乾燥後，１６０℃で１分間の熱処理を行っ
た。次に，鏡面ロールをもつカレンダー加工機を用い
て，温度１７０℃，圧力３０kg／cm² ，速度２０ｍ／分
の条件でカレンダー加工を行い，コーティング用の基布
を得た。

【００３２】ここで，下記処方１に示す組成で，固形分
濃度２５％のポリウレタン樹脂溶液を，ナイフオーバー
ロールコータを用いて上記基布のカレンダー面に塗布量
８０ｇ／ｍ² にて塗布した後，直ちに１５℃の水中に４
０秒間浸漬して樹脂分を凝固させ，続いて，５０℃の温
水中で１０分間の洗浄を行った後，乾燥し，二酸化ケイ
素微粉末を１０重量％，Ｎε−ラウロイル−Ｌ−リジン
粉末を７重量％含有する樹脂層を形成した。 処方１ レザミンＣＵ−４５５０ １００部 （大日精化工業株式会社製，エステル型ポリウレタン樹
脂） レザミンＸ−１００ １部 （大日精化工業株式会社製，イソシアネート化合物） Ｎ・Ｎ−ジメチルホルムアミド ３０部 アエロジルＲ−９７４ ３部 （日本アエロジル株式会社製，平均粒径0.０１２μｍの
疎水性二酸化ケイ素微粉末） Ｎε−ラウロイル−Ｌ−リジン ２部

【００３３】次に，グラビアコータを用いてコーティン
グ面を撥水処理すべく，アサヒガード７１０の５％水溶
液でグラビアコーティングし，乾燥後，１６０℃で１分
間の熱処理を行い，本発明の透湿防水性コーティング布
帛を得た。

【００３４】本発明との比較のため，本実施例において
処方１からＮε−ラウロイル−Ｌ−リジンを省くほか
は，本実施例と全く同一の方法により比較用のコーティ
ング布帛（比較例１とする）を得た。また，本発明との
比較のため，本実施例において処方１からアエロジルＲ
−９７４を省くほかは，本実施例と全く同一の方法によ
り比較用のコーティング布帛（比較例２とする）を得
た。さらに，本発明との比較のため，本実施例において
処方１からＮε−ラウロイル−Ｌ−リジンとアエロジル
Ｒ−９７４をともに省くほかは，本実施例と全く同一の
方法により比較用のコーティング布帛（比較例３とす
る）を得た。

【００３５】本発明および比較例１，２，３のコーティ
ング布帛の性能を測定，評価し，その結果を合わせて表
１に示した。

【表１】

【００３６】表１に示す結果から明らかなように，本発
明のコーティング布帛は，優れた耐摩耗性および透湿防
水性能を有するとともに，疎水性の二酸化ケイ素微粉末
を適用したことにより，高透湿性防水布帛の欠点である
漏水性に対しても非常に有効であることがわかる。

【００３７】実施例２ 前記実施例１の処方１において，アエロジルＲ−９７４
に代えてアエロジル＃２００（日本アエロジル株式会社
製，平均粒径0.０１２μｍの親水性二酸化ケイ素微粉
末）を同量使用するほかは，実施例１と全く同一の方法
により本発明の透湿防水性コーティング布帛を得た。

【００３８】本発明との比較のため，本実施例における
コーティング樹脂処方１からＮε−ラウロイル−Ｌ−リ
ジンを省くほかは，本実施例と全く同一の方法により比
較用のコーティング布帛（比較例４とする）を得た。ま
た，本発明との比較のため，本実施例のコーティング樹
脂処方１においてアエロジル＃２００を省くほかは，本
実施例と全く同一の方法により比較用のコーティング布
帛（比較例５とする）を得た。さらに，本発明との比較
のため，本実施例のコーティング樹脂処方１においてＮ
ε−ラウロイル−Ｌ−リジンとアエロジル＃２００をと
もに省くほかは，本実施例と全く同一の方法により比較
用のコーティング布帛（比較例６とする）を得た。

【００３９】本発明および比較用のコーティング布帛の
性能を測定，評価し，その結果を合わせて表２に示し
た。

【表２】

【００４０】表２より明らかなように，本発明のコーテ
ィング布帛は，優れた耐摩耗性および透湿防水性能を有
するとともに，高透湿性防水布帛でありながら耐漏水性
もほぼ良好であることがわかる。

【００４１】

【発明の効果】本発明方法によれば，優れた耐摩耗性お
よび透湿防水性能を有するコーティング布帛を得ること
ができる。本発明のコーティング布帛は，湿式コーティ
ングのみで耐摩耗性，透湿性，防水性のいずれにおいて
も高性能が得られ，かつコストも安く製造することがで
きるので，産業上非常に有利である。本発明のコーティ
ング布帛は，その優れた性能から，一般の雨衣，外衣等
をはじめ，運動の激しいアウトドアスポーツに適した素
材である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/20 Ｚ 6122−4Ｆ 27/40 Ｄ０６Ｍ 11/79 15/564 // Ｄ０６Ｎ 3/14 １０２ 7141−4Ｆ Ｄ０６Ｍ 15/564

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維布帛上にポリウレタン樹脂主体の合
   成重合体からなる有孔の樹脂層を有し，該樹脂層中に実
   質的に無孔で，平均粒径が0.１μｍ以下の二酸化ケイ素
   微粉末を１重量％以上およびＬ−リジンと有機酸の反応
   物である平板状粉体を0.１重量％以上含有し，７０００
   ｇ／ｍ²・２４hrs 以上の透湿度と，0.６kg／cm² 以上
   の耐水圧を有することを特徴とする耐摩耗性の優れた透
   湿防水性コーティング布帛。