JPH10258484A

JPH10258484A - フィルムおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10258484A
Application number: JP6622397A
Authority: JP
Inventors: Keiji Takeda; 恵司竹田; Tomoko Miyazaki; 朋子宮崎; Jiro Amano; 慈朗天野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高度な透湿性能を有するとともに、高い防水性
能を有したフィルムを得ること。【解決手段】２種類の非多孔質樹脂層が積層してなり、
樹脂Ｂ層側の結露量に対する樹脂Ａ層側の結露量の比が
２以上であり、かつ、樹脂Ａ層の厚みが０．１〜１０μ
ｍ、樹脂Ｂ層の厚みが５〜５０μｍであることを特徴と
するフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透湿性フィルムに
関する。さらに詳しくは、高度な透湿性能を有するとと
もに、高い防水性能を具備したフィルムとその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被膜を利用した透湿防水素材にお
ける透湿性を向上させる手段として、被膜層の透湿性を
向上させる方法は有効な手段とされていた。

【０００３】非多孔膜の場合、膜自身の親水化、ソフト
セグメント部分への立体ヘリックス構造間隙付与などに
よる高透湿化が行われていた。また、多孔膜の場合、気
孔率を高くすることによる高透湿化などが行なわれてい
た。

【０００４】近年、快適性の観点から衣服内の結露によ
るベタツキ、ムレ感の抑制を目的にさらなる高透湿化が
目指されており、透湿防水膜層のさらなる高透湿化への
アプローチ方法として非多孔膜、多孔膜のいずれの膜形
態においても薄膜化は有効な手段として実施されてい
た。

【０００５】しかし、薄膜化のみでは膜強度の低下から
耐揉み、耐摩擦性の低下を引き起こし、ひいては素材自
身の防水性能を犠牲にしてしまうといった問題点がある
ことから、適応用途範囲の広い透湿性フィルムが望まれ
ているのが現状であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した現
状を鑑み、透湿性、耐水性に優れたフィルムとその製造
方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のフイルムは、前
記した課題を解決するため、次の構成を有する。

【０００８】すなわち、２種類の非多孔質樹脂層が積層
してなり、樹脂Ｂ層側の結露量に対する樹脂Ａ層側の結
露量の比が２以上であり、かつ、樹脂Ａ層の厚みが０．
１〜１０μｍ、樹脂Ｂ層の厚みが５〜５０μｍであるこ
とを特徴とするフィルムである。

【０００９】また、本発明のフィルムの製造方法は、前
記課題を解決するため、以下の構成を有する。

【００１０】すなわち、離型支持体上に被膜時の吸水膨
潤率が１％未満である樹脂Ａと被膜時の吸水膨潤率が１
０％以上である樹脂Ｂを塗布し、前記樹脂に熱処理を施
して製膜後、離型支持体上から樹脂被膜を離型してフィ
ルムを形成することを特徴とするフィルムの製造方法で
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
を行なう。

【００１２】本発明のフィルムは、２種類の非多孔質樹
脂層が積層してなり、樹脂Ｂ層側の結露量に対する樹脂
Ａ層側の結露量の比が２以上であり、かつ、樹脂Ａ層の
厚みが０．１〜１０μｍ、樹脂Ｂ層の厚みが５〜５０μ
ｍである。

【００１３】本発明において、２種の非多孔質樹脂層が
積層されたとは、異なる樹脂膜が接着され重なりあって
いる状態のことをいう。

【００１４】ここでいう非多孔質樹脂層の「非多孔」と
は走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略す）および透過電
子顕微鏡（以下、ＴＥＭと略す）で観察した場合、これ
らの分解能では「孔」が観察不可能な状態のことをい
い、一般的には２０ｎｍ以上の「孔」が非膨潤状態で存
在しない状態をいう。

【００１５】また、この場合の「孔」には製造工程など
で膜中に生じた場合の独立気泡、物理刺激により生じた
ピンホール、欠陥などは含まれない。

【００１６】本発明においては、樹脂Ｂ層側の結露量に
対する樹脂Ａ層側の結露量の比が２以上である。そして
本発明においては、結露量が大きい面側を樹脂Ａ層側と
し、結露量が小さい面側を樹脂Ｂ層側とする。

【００１７】本発明においては、樹脂Ａ層は膜厚が０．
１〜１０μｍの連続層であり、樹脂Ａ層に積層された樹
脂Ｂ層は膜厚が５〜５０μｍの連続層である。

【００１８】本発明においては、樹脂Ａ層側から、ある
いは樹脂Ｂ層側からの膜内部への水分の移動性に差を有
する。

【００１９】具体的には、樹脂Ａ層は水を液相では透過
させないが気相では透過させ得る樹脂層であり、樹脂Ｂ
層は水を液相でも気相でも透過させ得る樹脂層（吸水
膜）であるため水分の移動性に差を生じ得る。

【００２０】樹脂Ｂ層側の結露量とは樹脂Ｂ層が水蒸気
層と接した場合、膜面への吸水量または吸湿量、樹脂Ｂ
層から樹脂Ａ層を経て透過しうる透湿量である水蒸気排
出能力を越えた余剰水蒸気が樹脂Ｂ層面に水滴となった
量のことをいい、樹脂Ａ層側の結露量とは樹脂Ａ層が水
蒸気層と接した場合、膜面への吸水量または吸湿量、樹
脂Ａ層から樹脂Ｂ層を経て透過しうる透湿量である水蒸
気排出能力を越えた余剰水蒸気が樹脂Ａ層面に水滴とな
った量のことをいう。

【００２１】本発明においては、樹脂Ｂ層側からの結露
量に対する樹脂Ａ層側からの結露量が２以上である。そ
して、樹脂Ｂ層側からの結露量に対する樹脂Ａ層側から
の結露量が２以上であるとは、いかなる場合においても
樹脂Ａ層からの結露量が樹脂Ｂ層に対し２倍以上である
ことをいう。

【００２２】本発明においては、樹脂Ａ層の膜厚は０．
１〜１０μｍである。本発明において、膜厚が０．１μ
ｍより薄いと製膜の制御が困難である問題がある。ま
た、１０μｍを越えると透湿性が極端に低下する問題が
ある。

【００２３】水を透過させない疎水性膜であり、かつ、
透湿性を損わない観点から、樹脂Ａ層の膜厚は、０．３
〜８μｍの範囲が好ましく、０．５〜５μｍの範囲がよ
り好ましい。

【００２４】また、本発明においては、樹脂Ｂ層の膜厚
は５〜５０μｍである。本発明において、樹脂Ｂ層の膜
厚が５μｍより薄いとフィルムのハンドリング上の問題
がある。また、５０μｍを越えるとフィルムの透湿性が
低下するといった問題がある。樹脂Ａ層の支持膜となる
必要性の観点から、樹脂Ｂ層の膜厚は１０〜３０μｍの
範囲が好ましい。

【００２５】本発明においては、積層フィルムのストレ
ッチ性を考慮して、膜厚の厚い被膜と積層した場合にお
いても、薄膜時の追随性が非常に優れているといった観
点から、樹脂Ａ層がポリウレタン樹脂であることが好ま
しい。

【００２６】本発明で用いるポリウレタン樹脂とは、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
共重合体のことをいう。

【００２７】イソシアネート成分としては、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肪族ジ
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−ヘキサメチ
レンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソ
シアネートなどを用い、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
グリコールなどを用い、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などのジオー
ルとアジピン酸、セバチン酸などの２塩基酸との反応生
成物やカプロラクトンなどの開環重合物を用いることが
できる。その他、エーテル／エステル系、アミド系、カ
ーボネート系のものも適宜利用できる。

【００２８】また、樹脂Ａ層に用いるウレタン樹脂は、
これらの中でも水と接した場合において膨潤性の低いも
のが好ましい。

【００２９】また、樹脂Ｂ層は水を液相でも気相でも透
過させ得る膜であるのが好ましく、吸水機能を有するエ
ラストマーが用いるのが好ましい。

【００３０】本発明で使用するエラストマーとしては、
スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、
ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、ポ
リアミド系エラストマーなどを使用できる。

【００３１】具体的には、スチレン系エラストマーとし
ては、ポリブタジエンとポリスチレンとの共重合体やポ
リイソプレンとポリスチレンとの共重合体など、オレフ
ィン系エラストマーとしては、エチレン・プロピレン・
メチレンとポリプロピレンとの共重合体、ウレタン系エ
ラストマーとしては、短鎖グリコールが結合したジイソ
シアナートと長鎖ポリオールが結合したジイソシアナー
トとの共重合体、エステル系エラストマーとしては、ポ
リエチレンテレフタレートと高分子量ポリエチレンエー
テルグリコールとの共重合体やポリブチレンテレフタレ
ートと高分子量ポリアルキレンエーテルグリコールとの
共重合体など、ポリアミド系エラストマーとしてはナイ
ロン６とポリエーテルとの共重合体などの親水化された
ものを使用できる。

【００３２】特に、ウレタン系エラストマー、エステル
系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどの水膨
潤性エラストマーを好ましく使用できる。

【００３３】吸水膨潤による構造弛緩、強度低下を考慮
に入れると、吸水性のエラストマーが好ましく、その中
でもウレタン系エラストマーが特に好ましい。

【００３４】本発明において、フィルムに結露した場合
の快適性と広い適応範囲の観点から、樹脂Ｂ面側からの
透湿性が３００００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ以上であるのが
好ましい。

【００３５】本発明における透湿性とは、ＪＩＳＬ１
０９９酢酸カリウム法での透湿性を評価したもののこ
とをいう。

【００３６】この方法は特に発汗量が多く、衣服内が結
露した状態での透湿を想定したものである。

【００３７】通常、汗は水蒸気の形で衣服内から樹脂層
を通して衣服外に排出されるため、衣服内で結露してい
ない状態では、従来素材でも十分に対応できる範囲にあ
る。

【００３８】しかし、発汗量が多くなり、衣服内で結露
が生じるまでの状態になると液体水と接した系となり、
結露した汗をいかに衣服外へ排出するかが大きな問題と
なり、より多く透湿する必要が出てくる。

【００３９】次に、本発明のフィルムの製造方法につい
て説明する。

【００４０】本発明のフィルムの製造方法は離型支持体
上に被膜時の吸水膨潤率が１％未満である樹脂Ａと被膜
時の吸水膨潤率が１０％以上である樹脂Ｂを塗布し、熱
処理、製膜後、離型支持体上から樹脂被膜を離型するも
のである。

【００４１】本発明で用いる離型支持体とは、タフタ織
物、フィルム、紙など、表面が平滑で、しかもその表面
が支持上に形成させる樹脂膜に対し、親和性が低いもの
のことをいう。通常は、シリコーン樹脂を塗布した離型
紙やフィルム、ポリプロピレンをラミネートした離型紙
などを好ましく利用できる。

【００４２】本発明において、被膜時の吸水膨潤率が１
％未満である樹脂とは、膜厚３０μｍの樹脂単独被膜を
水に浸漬した際に、線膨潤率が１％未満であるもののこ
とをいい、樹脂自身の吸水性が非常に低いことを意味す
る。

【００４３】また、被膜時の吸水膨潤率が１０％以上で
ある樹脂とは、膜厚３０μｍの樹脂単独被膜を水に浸漬
した際に、線膨潤率が１０％以上であるもののことをい
い、樹脂自身の吸水性が非常に高いことを意味する。離
型支持体上に樹脂Ａ層と樹脂Ｂ層を塗布させるとは、離
型支持体上に樹脂Ａを被膜化し、ついで積層する形で樹
脂Ｂ被膜を形成させること、または樹脂Ｂを被膜化し、
ついで積層する形で樹脂Ａ層被膜を形成させることをい
う。

【００４４】一般的には、樹脂溶液をナイフオーバーロ
ールコーティング、ダイレクトロールコーティング、リ
バースロールコーティング、グラビアコーティングなど
のコーティング処方を用い、所望の膜厚となるように塗
布量を適宜設定して塗布し、温度５０℃〜１５０℃で、
０．５分〜１０分間の条件で乾燥、被膜化せしめるのが
好ましい。

【００４５】被膜化の際、耐溶剤性、膜強度を向上させ
る目的で適宜、樹脂溶液に架橋剤としてイソシアネート
化合物を併用することが好ましい。

【００４６】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、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などを使用
できる。

【００４７】これら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などを付加させること
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、作業性や用途により適
宜使い分ければよい。

【００４８】以上の方法により、フィルムを作製するこ
とができ、離型支持体から剥離させることでフィルム単
独での利用が可能となる。

【００４９】かかる構成から本発明における作用は疎水
性被膜を薄膜化することにより高透湿性とし、薄膜化に
よる膜強度低下からの耐水圧低下を吸水性樹脂で補い、
吸水性樹脂の低耐水圧を疎水性被膜（耐水薄膜）で補う
相互補完機能により達成されると考えられる。

【００５０】また、結露量の差によって表されるよう
に、フィルムの表裏からの吸水性または吸湿性、透湿性
に異方性を発現させること、結露時を想定した透湿性が
３００００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ以上であることにより、
あらゆる条件下での快適性を得ることができる。

【００５１】本発明は透湿防水用フィルムとして、ま
た、衣料素材に利用すればフィッシング、登山衣などの
アウトドアウェア、スキー関連ウェア、ウインドブレー
カー、アスレチックウェア、ゴルフウェアレインウェ
ア、カジュアルコートなどのほか、屋外作業着、手袋、
靴などにも用いることができる。

【００５２】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００５３】なお、本発明における評価方法について以
下に示す。

【００５４】［透湿性］ＪＩＳＬ１０９９酢酸カリ
ウム法に準じて測定した。

【００５５】［膜面の結露量］１．７０℃を熱湯を５００mlビーカーに満たし、水面と
膜面を一定間隔あけ、片面がビーカー側になるようにし
て、室温で３分放置する。

【００５６】２．放置後、ビーカー側に面した膜面に生
じた液滴重量を測定した。Ａ層側およびＢ層側からの結
露量を測定し、Ｂ層に対するＡ層の結露量比を算出し
た。

【００５７】［膜厚測定］フィルム断面をＳＥＭ観察
し、膜−膜界面から各樹脂層表面までの長さの平均を各
樹脂層の膜厚とした。

【００５８】［吸水膨潤率］１．バットに満たした水（２３℃）中に膜厚３０μmの
樹脂単独膜を２４Ｈｒ浸漬した。

【００５９】２．浸漬後、膜膨潤による直線方向の長さ
変化率（線膨潤率）を吸水膨潤率とした。

【００６０】［実施例１］吸水膨潤率１％の疎水性ポリ
ウレタンエラストマーをＤＭＦ：ＭＥＫ（重量比＝１：
３）に溶解し、１０重量％の樹脂溶液を調整した。樹脂
重量に対し、架橋剤である芳香族系ポリイソシアネート
を９部、反応促進剤であるアミン成分を２部添加し樹脂
Ａ溶液とした。

【００６１】また、吸水膨潤率１７％の吸水性ポリウレ
タンエラストマー１００部にメチルエチルケトン３０部
を加え、樹脂Ｂ溶液を調整した。樹脂Ａ溶液を離型フィ
ルム上に塗布し、１２０℃で５分間乾燥、１５０℃で５
分間硬化し、樹脂Ａ層を形成した。

【００６２】ついで、形成した樹脂Ａ層上に樹脂Ｂ溶液
を塗布し、１２０℃で５分間乾燥することにより被膜を
作製した。

【００６３】離型フィルムから剥離させることで本発明
のフィルムが得られた。樹脂Ａ層の膜厚は２．８μｍ、
樹脂Ｂ層の膜厚は１０．３μｍであった。

【００６４】表１に示すように透湿性は８４、５００ｇ
／ｍ²・２４ｈｒと透湿性に優れ、Ａ層側からの結露量
に対するＢ層側からの結露量比が３．８と表裏差を有し
たフィルムであった。

【００６５】

【表１】［実施例２］樹脂Ｂ層の膜厚が２０μｍとなるよう塗布
する以外は実施例１と同じ方法でフィルムを製造した。

【００６６】樹脂Ａ層の膜厚は２．８μｍ、樹脂Ｂ層の
膜厚は２０．１μｍであった。

【００６７】表１に示すように透湿性は５６、０００ｇ
／ｍ²・２４ｈｒと透湿性に優れ、Ａ層側からの結露量
に対するＢ層側からの結露量比が５．３と表裏差を有し
たフィルムであった。

【００６８】［実施例３］樹脂Ｂ層の膜厚が３０μｍと
なるよう塗布する以外は実施例１と同じ方法でフィルム
を製造した。

【００６９】樹脂Ａ層の膜厚は２．８μｍ、樹脂Ｂ層の
膜厚は３１．０μｍであった。

【００７０】表１に示すように透湿性は３８、０００ｇ
／ｍ²・２４ｈｒと透湿性に優れ、Ａ層側からの結露量
に対するＢ層側からの結露量比が６．０と表裏差を有し
たフィルムであった。

【００７１】［実施例４］樹脂Ａ層の膜厚が６μｍとな
るよう塗布する以外は実施例１と同じ方法でフィルムを
製造した。

【００７２】樹脂Ａ層の膜厚は６．２μｍ、樹脂Ｂ層の
膜厚は１０．１μｍであった。

【００７３】表１に示すように透湿性は５０、１００ｇ
／ｍ²・２４ｈｒと透湿性に優れ、Ａ層側からの結露量
に対するＢ層側からの結露量比が７．６と表裏差を有し
たフィルムであった。［比較例１］樹脂Ａ層の膜厚０．０８μｍとする以外は
実施例１と同じ方法でフィルムを製造した。

【００７４】樹脂Ａ層の膜厚は欠点のため測定不能、樹
脂Ｂ層の膜厚は１０．１μｍであった。

【００７５】表１に示すように透湿性に優れるが、Ａ層
が薄く膜に欠陥が存在するためＡ層側からの結露量に対
するＢ層側からの結露量比が小さく、表裏差がほとんど
ないフィルムであった。

【００７６】［比較例２］樹脂Ａ層の膜厚１２μｍとす
る以外は実施例１と同じ方法でフィルムを製造した。

【００７７】樹脂Ａ層の膜厚は１１．８μｍ、樹脂Ｂ層
の膜厚は１０．３μｍであった。

【００７８】表１に示すように疎水性である樹脂Ａ層が
厚いため透湿性が低く、Ａ層側からの結露量に対するＢ
層側からの結露量比が大きい表裏差があるフィルムであ
った。

【００７９】［比較例３］樹脂Ｂ層の膜厚３μｍとする
以外は実施例１と同じ方法でフィルムを製造した。

【００８０】樹脂Ａ層の膜厚は２．８μｍ、樹脂Ｂ層の
膜厚は２．８μｍであった。

【００８１】表１に示すように透湿性に優れるが、Ｂ層
が薄いため、Ａ層側からの結露量に対するＢ層側からの
結露量比が小さく、また、ハンドリング性の悪い表裏差
がほとんどないフィルムであった。

【００８２】［比較例４］樹脂Ｂ層の膜厚６０μｍとす
る以外は実施例１と同じ方法でフィルムを製造した。

【００８３】樹脂Ａ層の膜厚は６１．０μｍ、樹脂Ｂ層
の膜厚は２．８μｍであった。

【００８４】表２に示すようにで親水性ではあるが樹脂
Ａ層が厚いため透湿性が低く、Ａ層側からの結露量に対
するＢ層側からの結露量比が大きい表裏差があるフィル
ムであった。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、高度な透湿性能を有す
るとともに、高い防水性能を有したフィルムを得ること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類の非多孔質樹脂層が積層してなり、
樹脂Ｂ層側の結露量に対する樹脂Ａ層側の結露量の比が
２以上であり、かつ、樹脂Ａ層の厚みが０．１〜１０μ
ｍ、樹脂Ｂ層の厚みが５〜５０μｍであることを特徴と
するフィルム。
【請求項２】樹脂Ａ層がポリウレタン樹脂、樹脂Ｂ層が
エラストマーから形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のフィルム。
【請求項３】樹脂Ｂ層側からの透湿性が３００００ｇ／
ｍ²・２４ｈｒ以上であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のフィルム。
【請求項４】離型支持体上に被膜時の吸水膨潤率が１％
未満である樹脂Ａと被膜時の吸水膨潤率が１０％以上で
ある樹脂Ｂを塗布し、前記樹脂に熱処理を施して製膜
後、離型支持体上から樹脂被膜を離型してフィルムを形
成することを特徴とするフィルムの製造方法。