JPH07166479A - 透湿防水性コーティング布帛の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた透湿性能と，洗濯による耐水圧低下の
少ない優れた防水性能を有する透湿防水性コーティング
布帛の製造方法を提供する。 【構成】 撥水剤，並びに，平均粒径が１μｍ以下で
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２００ミリリ
ットル／１００ｇ以上の無機微粉末を１％以上含有する
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。

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
料用として用いられる，透湿性能および防水性能の優れ
た透湿防水性コーティング布帛の製造方法に関するもの
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。一般的に，樹
脂層が有孔のとき，優れた透湿性能は得やすいが，防水
性能は不十分となりやすく，逆に樹脂層が無孔のときに
は，優れた防水性能は得やすいが，透湿性能は不十分と
なりやすい。例えば，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コーティング布帛は，元来防
水性能は優れているが，透湿性能が不十分であるから，
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て，樹脂
層に孔径１〜１０μｍの微多孔を形成させ透湿性能を向
上させている。しかしながら，その結果得られるコーテ
ィング布帛の防水性能がかなり低下してしまい，さらに
１〜１０μｍの微多孔が存在しているため，釣用雨衣と
して使用する場合には防水性能は不十分であり，また，
着用時の汗，油等の汚染物質や洗濯時の洗剤が吸着し
て，微多孔質の樹脂層の親水化が生じ，防水性能が著し
く低下するという問題を有している。

【０００３】

【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，洗濯による耐水圧低下の
少ない優れた防水性能と，透湿性能とを兼ね備えたコー
ティング布帛を得ることを目的とするものである。

【０００４】

【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。すなわ
ち，本発明は，繊維布帛上に撥水剤を含むポリウレタン
樹脂主体の合成重合体溶液を塗布し，湿式コーティング
法にて有孔の樹脂層を形成するに際し，該溶液中に平均
粒径が１μｍ以下で，かつ，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミドの吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無
機微粉末を，上記合成重合体に対して，１重量％以上含
有せしめることを特徴とする防水性能および透湿性能の
優れた透湿防水性コーティング布帛の製造方法を要旨と
するものである。

【０００５】以下，本発明について詳細に説明を行う。

【０００６】本発明方法によるコーティング布帛の特徴
は，撥水剤を混合した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無機微粉末を均一分散して布
帛に塗布し，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
が本来有している防水性を低下させることなく，微細で
孔数の多い高透湿性の樹脂層を形成してなるものであ
る。本発明では，この樹脂層中に平均粒径が１μｍ以下
で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２０
０ミリリットル／１００ｇ以上の無機微粉末を１重量％
以上，並びに，撥水剤を含有している。

【０００７】ここで用いられる無機微粉末としては，通
常の湿式粉砕法やボールミル粉砕法などで微粉化された
無機微粉末や，ハロゲン化金属の気相酸化法，燃焼加水
分解法，電弧法等の乾式法によって得られる金属酸化物
微粉末を挙げることができ，中でもこれらの方法により
製造される二酸化ケイ素微粉末を代表として挙げること
ができる。これらの方法により得られた微粉末は，一般
的に粒径が0.０５μｍ以下であると同時に，非常に多い
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド吸着量を有し，合成重合
体樹脂溶液中に添加せしめる無機微粉末として好適であ
る。さらに，該微粉末の表面を疎水性に改質したものを
用いれば，漏水性の面からみてより一層好適であり，ま
た，該微粉末は実質的に無効である方が好ましい。

【０００８】ここでいうＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
吸着量とは，無機微粉末５ｇをガラス平板上に置き，
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを１滴滴下するごとにス
テンレス製のへらを用いて練り合わせる作業を繰り返
し，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの１滴で急激に軟ら
かくなる直前までに要したＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ドの体積（単位：ミリリットル）を意味しており，ＪＩ
Ｓ Ｋ−５１０１の煮あまに油の代わりにＮ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミドを用いたものである。

【０００９】本発明で用いられる無機微粉末は，その平
均粒径が１μｍ以下であることが必要で，かつＮ，Ｎ−
ジメチルホルムアミド吸着量が２００ミリリットル／１
００ｇ以上であることが必要であり，更には，その平均
粒径が0.１μｍ以下で，かつ２５０ミリリットル／１０
０ｇ以上のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量を有
するものであれば，本発明の効果の点でより一層好まし
い。平均粒径が１μｍを超えると，得られるコーティン
グ布帛の透湿膜の微細孔径が大きくなり過ぎて防水性能
を低下させるので好ましくなく，また，Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドの吸着量が２００ミリリットル／１００
ｇ未満では，透湿膜の微細孔の数が少なくなり，高透湿
性能が得られないので好ましくない。

【００１０】本発明に用いる無機微粉末は，使用するポ
リウレタン樹脂主体の合成重合体に対して均一に１重量
％以上含有するように該重合体溶液に加えることが必要
であり，さらに好ましくは３重量％以上含有せしめるの
がよい。１重量％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。

【００１１】また，無機微粉末は，必ずしも高純度なも
のである必要はなく，不純物として他の無機物質，例え
ば顔料，充填剤等が含有されていても何ら差し支えな
い。

【００１２】本発明で用いる撥水剤としては，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
等の公知のいずれのものでもよいが，コーテイング樹脂
溶液との相溶性および撥水性，撥油性に鑑みて，溶剤型
フッ素系撥水剤が好ましく，例えば，アサヒガードＡＧ
−６５０，アサヒガードＡＧ−５７０等を挙げることが
できる。撥水剤の使用量としては，ポリウレタン樹脂主
体の合成重合体溶液に対して0.５〜１０重量％，好まし
くは１〜５重量％の割合で使用することが望ましい。0.
５重量％未満では得られる樹脂層の撥水性に乏しく，ま
た，１０重量％を越えて使用しても，撥水性の向上はみ
られない。

【００１３】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。

【００１４】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。これは製造時に樹脂溶液
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，前述と同様の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３５％）した後，１６０℃で１分間の熱
処理を行う方法等によって行えばよい。

【００１５】本発明のコーティング布帛においては，上
記の繊維布帛上に撥水剤および無機微粉末を含むポリウ
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重量％
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重量％未満の範囲で含んでいてもよく，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。

【００１６】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。

【００１７】また，撥水剤および無機微粉末を含む上記
の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，優れた防水性を得るためには，繊維布帛のコーテ
ィング面の平滑性や通気度（ＪＩＳＬ−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。

【００１８】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，樹脂や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
ネート化合物を併用するとよい。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よく，作業性や用途等により
適宜使い分ければよい。

【００１９】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。

【００２０】上述のごときポリウレタン樹脂主体の合成
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。

【００２１】本発明において，さらに防水性能を向上さ
せたいときは，本発明の湿式コーティング層の上に乾燥
膜厚が0.５〜３μｍ程度の無孔のポリウレタン樹脂層等
を形成させればよい。湿式コーティング層が高耐水圧を
有しているため，薄膜でも防水性能が相乗的に向上し，
かつ透湿性能の低下も少ない。

【００２２】

【作 用】本発明方法による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，平均粒径が１μｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホ
ルムアミドの吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以
上である無機微粉末，並びに撥水剤を含有せしめること
により，優れた透湿性能と防水性能を付与せしめたもの
である。

【００２３】何故に平均粒径が１μｍ以下で，かつＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２００ミリリット
ル／１００ｇ以上である無機微粉末を含有せしめること
により優れた透湿性能と防水性能を同時に得ることがで
きるのか明確には解明されていないが，本発明者らは次
のよう推測している。

【００２４】すなわち平均粒径が１μｍ以下で，かつ
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２００ミリリ
ットル／１００ｇ以上の無機微粉末を均一に分散させた
ポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液を布帛にコーテ
ィングして湿式凝固を行うと，凝固液である水と樹脂溶
媒であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドが混和し，樹脂
液から溶媒が速やかに離脱していくことにより樹脂が凝
固するが，その際，平均粒径が１μｍ以下で，かつＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２００ミリリット
ル／１００ｇ以上の無機微粉末が該樹脂溶液中に均一に
分散していると，無機微粉末の表面は他の部分に比べて
樹脂溶液中におけるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの濃
度が高く，いい換えれば，ポリウレタン樹脂主体の合成
重合体の濃度が低い状態にあり，このため，湿式凝固過
程において凝固液である水がまず無機微粉末表面のＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドと置き換わり，無機微粉末の
周囲で速やかに凝固がはじまり，その後に樹脂全体が凝
固するので，結果的に凝固速度が速くなり，ウレタン樹
脂特有のハニカム構造の他に１μｍ以下の微細孔を無数
に有する非常にポーラスな形態となるものと推測してい
る。

【００２５】さらに本発明の如く，上述のポリウレタン
樹脂主体の合成重合体溶液に撥水剤を混合すると，微細
孔を含めた樹脂層全体が撥水性および撥油性を呈するよ
うになるので，汚染物質や洗剤中の界面活性剤等の吸着
を抑制して樹脂層の親水化を防ぎ，防水性能がさらに向
上するとともに，洗濯を繰り返しても防水性能の低下が
少ないという効果を発揮するようになる。

【００２６】

【実施例】以下，実施例により本発明の透湿防水性コー
ティング布帛の製造方法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）により，洗濯前の試
料と，ＪＩＳ Ｌ−０８４４（Ａ−２法）による洗濯１
０回後および３０回後の試料の耐水圧を測定。 （２）透湿度 ＪＩＳ Ｌ−１０９９（Ａ−１法） （３）摩耗強力 ＪＩＳ Ｌ−１０８４（Ａ−１法） （４）剥離強度 コーティング面にホットメルトテープを経方向に接着し
て，ＪＩＳ Ｌ−１０８９法に準じて測定。

【００２７】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，通常の方法で精練及び染色（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ド７１０
（旭硝子株式会社製）５％水分散液でパディング（絞り
率３５％）し，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。

【００２８】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述の基布のカレンダー面に塗布量８
０ｇ／ｍ² にて塗布した後，直ちに１５℃の水中に４０
秒間浸漬して樹脂分を凝固させ，続いて５０℃の温水中
で１０分間の洗浄を行って乾燥し，無機微粉末および撥
水剤を含有する本発明の透湿防水性コーティング布帛を
得た。

【００２９】処方１ ラックスキン １７４０−２９Ｂ １００部 （セイコー化成株式会社製，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 ２５部 アエロジル Ｒ−９７２ ３部 （日本アエロジル株式会社製，平均粒径0.０１６μｍ，
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド吸着量３５０ミリリット
ル／１００ｇの疎水性二酸化ケイ素微粉末） アサヒガードＡＧ−６５０ ２部 （旭硝子株式会社製，溶剤型フッ素系撥水剤）

【００３０】本発明との比較のため，本実施例１におい
て，処方１からアサヒガードＡＧ−６５０（溶剤型フッ
素系撥水剤）を省く他は，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加工布帛（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
１において処方１からアエロジルＲ−９７２（二酸化ケ
イ素微粉末）を省く他は，本実施例１と全く同一の方法
により比較用のコーティング加工布帛（比較例１とす
る。）を得た。

【００３１】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，その結果をあわせて表１に示し
た。

【表１】

【００３２】表１より明らかなように，本発明のコーテ
ィング布帛は，優れた耐水圧と透湿度を有するととも
に，洗濯による耐水圧低下が少なく，かつ，耐摩耗性，
耐剥離性も良好であることが分かる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば，優れた透湿性能と，洗
濯による耐水圧低下の少ない優れた防水性能を有する透
湿防水性コーティング布帛を得ることができる。さら
に，本発明のコーティング布帛は，コーティング樹脂層
の耐摩耗性，耐剥離性にも優れている。本発明によれ
ば，湿式コーティングのみで透湿性，防水性のいずれに
おいても高性能が得られるので，安価なコストで製造可
能であり，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，特に雨衣，アウトド
アスポーツウェア等の衣料に適した素材となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維布帛上に撥水剤を含むポリウレタン
   樹脂主体の合成重合体溶液を塗布し，湿式コーティング
   法にて有孔の樹脂層を形成するに際し，該溶液中に平均
   粒径が１μｍ以下で，かつ，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
   ミドの吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無
   機微粉末を，上記合成重合体に対して１重量％以上含有
   せしめることを特徴とする防水性能および透湿性能の優
   れた透湿防水性コーティング布帛の製造方法。