JPS60173178A - 透湿性防水布帛の製造方法 - Google Patents

透湿性防水布帛の製造方法

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JPS60173178A
JPS60173178A JP2923384A JP2923384A JPS60173178A JP S60173178 A JPS60173178 A JP S60173178A JP 2923384 A JP2923384 A JP 2923384A JP 2923384 A JP2923384 A JP 2923384A JP S60173178 A JPS60173178 A JP S60173178A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、防水性と透湿性の三機能を同時に有する布帛
の製造方法に関するものである。一般に透湿性と防水性
は互いに相反する機能であるが。
透湿性の優れた防水加工布帛は乾式あるいは湿式コーテ
ィング加工の際にコーティング樹脂皮膜に水蒸気の発散
が可能な程度の連続した微細孔を形成させることにより
得られている。これら乾式あるいは湿式コーティング加
工の際にコーティング樹脂として一般にポリウレタンエ
ラストマーが皮nり強度、ゴム弾性及び柔軟性の点で好
ましく用いられていた。ところがポリウレタンエラスト
マーによる透湿性防水布帛の場合防水性能と透湿性能の
両者のバランスをもとにして作られているため。
防水性能がJIS L−1096の耐水圧測定で1,5
00 IIlm(水柱下)以上の布帛については、透湿
度が4,000〜5,000 g / rd ・24h
rs (JIS Z−0208測定)程度のものしか得
られていないのが現状である。このフィラメントを使用
した高密度織物に18水、カレンダー加工を施しただけ
のノンコーティング布帛とほぼ同程度の透湿性能のもの
となるので、雨中での作業時や運動時の発汗による衣服
内気候の湿度コントロールがスムーズになり、このため
より一層激しい運動や作業を快適に行うことができるよ
うになるが耐水圧が1.50km以上のもので7 、0
00g/rd・24hrs以上の透湿性能を有する布帛
は。
今日に至っても未だ得られていないのが実状である。本
発明はこのような現状に鑑みて行われたもので、耐水圧
が1 、500mm以上ありながらしかも透湿度が7.
000 g / n(・24hrs以上の高透湿性の防
水布帛を得ることを目的とするものである。かかる目的
を達成するために本発明は次の構成を有するものである
すなわち本発明は、ポリアミノ酸ウレタン樹脂。
ポリウレタン樹脂、非イオン界面活性剤及び極性を4!
!溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基材に塗布した後、該繊
維凸材を0℃〜30℃の水中に浸漬し2次いで湯洗し、
乾燥後Ja水剤を付与することを特徴とする透湿性防水
布帛の製造方法を要旨とするものである。
以下9本発明の詳細な説明する。
本発明で使用される繊維基材としては、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さらにはトリアセテート等の半合成
繊維及びナイロン6 / 木綿、ポリエチレンテレフタ
レート/木綿等の混紡繊維から構成された織物1編物等
をあげることができる。
本発明方法ではまず始めにこのような織編物等の繊Il
l 括+4にその片面又は両面に、ポリアミノ酸ウレタ
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、非イオン界面活性剤、極性
有機溶剤よりなる樹脂溶液を塗布する。
ここで用いるポリアミノ酸ウレタン樹脂は、光学活性γ
−アルキルーグルタメート−N−カルボン酸無水物(以
下、N−カルボン酸無水物をNCAと略称する。)と末
端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと
を混合した後、アミン類を添加して反応させたポリアミ
ノ酸ウレタン共重合樹脂(以下PAII樹脂と略称する
。)からなるもので2重合の際の溶媒としては、ジメチ
ルホルムアミドとジオキサンの混合溶媒(重量比95:
5〜30 : 70)が用いられたものである。この溶
媒は水溶性であるため、IIAU樹脂を繊維基材に付与
する際湿式加工を容易に行うことができる。光学活性γ
−アルキルーグルタメート−11G八としては。
L−グルタメートでもD−グルタメートでもよく5具体
的にはγ−メチルーL−グルタメートーNCA 。
T−エチル−し−グルタメー1−−NC八等のγ−アル
キルー 1) − クルタメートーNCへ,γ−エチル−D−グ
ルタメート−NCA等のγーアルキルーDーグルタメー
1−−NCAを単独で又はこれらの混合物として使用す
ることができる。また、γーアルキルーグルタメートー
〇CAを主体としたα−アミノ酸−NCAをPAU樹脂
のアミノ酸成分に使用することも可能であり,さらに光
学活性Tーアルキルーグルタメ−INcAと他のアミノ
酸NCへ,例えばグリシンNCA, L−アスパラギン
酸−βーメチルエステルNC^,LーアラニンNCA,
 D−アラニンNCA等との混合物も使用できる。しか
しながら、物性と価格を考慮すれば,γーメチルーLー
グルクメートーNC^又はγーメチルーDーグルタメー
トーNC^を単独で用いる方が工業的には有利な場合が
多い。
末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー
は,イソシアネートとポリオールを当量比NCO10i
l> 1の条件で反応させて得られるものである。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、脂環式ジイソシアネート等の単
独又はこれらの混合物として用いられる。また、ポリオ
ール成分としては,通常のウレタン製品に使用されるポ
リエーテルグリコールやポリエステルグリコール等が単
独で又は混合物のかたちで使用可能であり.これらのポ
リエーテルやポリエステルの平均分子量は200〜30
0以上のものが好ましく用いられる。共重合で使用され
るアミン類としては,エチレンジアミン等の1級アルキ
ルアミン、エタノールアミン等のアルコールアミン、ト
リエチルアミン等の3級アルキルアミン、ジエチルアミ
ン等の2級アミンが用いられる。
繊維基布に付着せしめるPAD樹脂の量は純分で5g/
/以上あることが望ましく,付着量が5g/d未満でば
1 、 500mm以上の耐水圧を得ることが困難であ
る。
本発明でPAU樹脂を使用する理由は以下のごとくであ
る。すなわちPAD樹脂は通常のポリウレタン樹脂と異
なり、無孔性の皮膜であっても水藩気を通過せしめる能
力を有している。従来の有孔性ウレタン樹脂皮膜を有す
る透湿性防水布帛においては、耐水圧が1 、500m
m以上であると透湿度はたかだか5,000g/m・2
4hrs程度のものしが得られないのに対し1本発明に
おいてはPAU樹脂を使用することにより耐水圧が1 
、500mm以上でかつ透湿度7,000g/n(・2
4hrs以上の透湿性防水布帛が得られるのである。
本発明におけ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重合物であり、
ポリイソシアネートとしては公知の脂肪族並びに芳香族
ポリイソシアネートが使用でき2例えばヘキザメチレン
ジイソシアネート。
トルエンジイソシアネートキシレンジイソシアネート、
及びこれらの過剰と多価アルコールとの反応生成物があ
げられる。ポリオールとしては。
ポリエーテルあるいはポリエステルなど通常のポリウレ
タン樹脂製造に使用される公知のものが使用可能である
。ポリエステルとしては2例えばエチレングリコール、
ジエチレングリコール又は1.4−ブタンジオールなど
の多価アルコールとアジピン酸、シュウ酸又はセバシン
酸などの多塩基性カルボン酸の反応物があげられる。ポ
リエーテルとしては1例えばエチレングリコール、プロ
ピレングリコールなどの多価アルコールにエチレンオキ
シド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどのア
ルキレンオキシドの1種又は2種以上を付加させたもの
があげられる。
ポリウレタン樹脂の使用量としては、PAD樹脂に対し
1%〜200%の割合で使用することが望ましい。使用
量が1%以下では透湿性が不良となり。
200%以上では防水性が不良になる。
本発明方法は耐水圧と透湿性が優れた布帛を得るもので
あるが、その原理は比較的透湿性が良好なPAD樹脂皮
膜中に水が通過できない大きさの細孔を無数に存在せし
めることによるものである。
ポリウレタン樹脂及びPAII樹脂を水中に同時に浸漬
するとPAU樹脂のほうがポリウレタン樹脂より速く凝
固するため、PAtl樹脂とポリウレタン樹脂の境界に
空間が発生し、この空間が樹脂皮膜中の細孔の大きさを
決定する。ポリウレタン樹脂量が少ないと孔は小さくな
り、透湿性が不良となる。
またポリウレタン樹脂量が多いと孔は木きくなり耐水圧
が不良となる。
次に本発明における非イオン活性剤とはポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ポリエチレンアルキル−フェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレン脂肪酸アミドエーテル、多価アルコール
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール−
脂肪酸エステル、脂肪酸ショ糖エステル、アルキロ−ド
アミド等や、あるいはこれらの任意の混合物のことであ
り、PAD樹脂を水中で凝固せしめる際に、樹脂皮膜に
内存する空孔を適正に調節する効果があり。
この作用により優れた防水性及び透湿性を得ることがで
きる。
非イオン活性剤の使用量はPAU樹脂の使用量に対し、
0.1〜IO重量部の範囲にあることが望ましい。
使用量が0.1重量部以下ではPAU樹脂の凝固皮膜中
の細孔が小さくなり過ぎて透湿性が不良になる。
また10重量部以上使用すると細孔が大きくなり過ぎて
l 、 500mm以上の耐水圧が得られない。
本発明では上述のPAD樹脂、ポリウレタン樹脂及び非
イオン界面活性剤と極性有機剤とを混合して使用する。
極性有機溶剤には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、ヘキサメチレンホス
ホンアミドなどがある。
これらの物質は水に非常に溶けやすいものであり。
水不溶性の樹脂の極性有機剤溶液を水中に浸漬すると極
性有41!溶剤のみが水に溶解し、樹脂が水中に凝固し
てくる。かかる方法による樹脂の凝固法は湿式凝固法と
一般によばれている。湿式凝固法で樹脂の凝固を行うと
樹脂中に存在する微量の極性有機溶剤も水に溶出するた
め、無数の細孔を有する樹脂を得ることができる。
PAU樹脂、ポリウレタン樹脂、非イオン界面活\剤及
び極性有機溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基布に塗布する
には通常のコーティング方法などにより行えばよい。一
般的に樹脂の塗布IIは機械の性能上lO〜300μm
である。
樹脂溶液を繊維基材に付与した後、該布帛を水中に浸漬
する。前述したように、この工程により細孔を無数に有
するPAII樹脂皮膜を形成することができ、またポリ
ウレタン樹脂や非イオン界面活性剤の働きにより連結さ
れたミクロセル構造になる細孔を得ることができる。
布帛を水中に浸漬する際、水温は0〜30℃の範囲にあ
るべきで、水温が30℃以上になると樹脂皮膜の孔が5
μmより大きくなり、耐水圧が不良となる。また浸漬時
間は30秒以上必要で30秒未満では樹脂の凝固が不十
分で満足なPAU樹脂皮膜が得られない。
水中でPAtl樹脂を凝固せしめた後、布帛を湯洗し、
残留している溶剤及び界面活性剤を除去する。
湯洗の条件はPAυ樹脂、ポリウレタン樹脂及び界面活
性剤の使用量により異なるが、30〜80℃の温度で3
分間以上、好ましくは10分間以上行えばよい。
湯洗後、乾燥し、さらに撥水剤を布帛に付与する。力水
剤を付与することにより、布帛表面に撥水性を持たせ、
耐水圧1 、500m5以上の透湿性防水布帛を得るこ
とができる。撥水剤にはパラフィン系、シリコン系及び
フッ素系なと各種あるが9本発明においては用途に応じ
適宜選択すればよい。
特に良好な撥水性が必要な場合にはフッ素系撥水剤を使
用し、撥水剤を付与・乾燥後熱処理を行う。
また撥水性の耐久性を高めるため、メラミン樹脂等の樹
脂を併用してもよい。撥水剤の付与方法は通常行われて
いるバンディング法、コーティング法又はスプレー法な
どで行えばよい。
撥水性をより良好にするため、PAD樹脂、非イオン界
面活性剤及び極性有機溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基材
に塗布する前に、ta水剤を繊維基材に塗布してもよい
本発明は以上の構成よりなるものであり本発明によれば
耐水圧が1 、500mm以上ありながらしかも透湿度
が7,000g/イ・24hrs以上の高透湿性の防水
布帛を得ることができる。本発明の透湿性防水布帛はス
ポーツ用衣料等に適した素材である。
以下実施例により本発明をさらに説明するが。
本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 まず始めに2本実施例で用いるポリアミノ酸ウレタン樹
脂の製造を次の方法で行った。
ポリテトラメチレングリコール(01111i56.9
)1970 gと1−6−へキサメチレンジイソシアネ
ート540gを90℃で5時間反応させ、末端にイソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマー(NGO当1
12340)を得た。このウレタンプレポリマー858
とT−メチル−L−グルタメー)−NC八へ5gをジメ
チルボルムアミド/ジオキサン(重量比)=7/3の混
合溶媒666gに溶解し、かきまぜながら2%トリエチ
ルアミン溶液50gを添加し、30℃で5時間反応を行
うと粘度32.000cps (25℃)の黄褐色乳濁
状の流動性の良好なポリアミノ酸ウレタン樹脂溶液を得
た。このポリアミノ酸ウレタン樹脂は後述の処方1にて
用いるものである。ここで経糸にナイロン70デニール
/24フイラメント。
緯糸にナイロン70デニール/34フイラメントを用い
た経糸密度120本/インチ、緯糸密度90本/インチ
の平織物(タフタ)を用意し、これに通常の方法で精練
及び酸性染料による染色を行った後。
フッソ系ID水剤エマルジョンのアサヒガード730(
旭硝子株式会社製品) 1%水溶液でパフディング(絞
り率35%)を行い、160℃にて1分間の熱処理を行
った。次に鏡面ロールを持つカレンダー加工機を用いて
温度170℃、圧力30kg/ca+、速度20m/分
の条件にてカレンダー加工を行い、引き続き下記処方l
に示す樹脂固形分濃度18%の塗布液をナイフオーバー
ロールコータ−を使用して塗布量80 g / tdに
て塗布した後20℃の水浴中に5分間浸漬し、樹脂分を
凝固させた。
処方1 ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 ジメチルホルムアミド23部 ここで60℃の温水中に30分間浸漬しrvEいて乾燥
を行ったあとファン系1a水剤エマルジジンのアサヒガ
ード710 (旭硝子株式会社製品)5%水溶液でバン
ディング(絞り率30%)を行い、16[Cにて1分間
の熱処理を行って本発明の透湿性防水布帛を得た。
本発明方法との比較のため後述の比較例1〜2により比
較試料を作成し1本発明品との性能の比較を行った。そ
の結果を本発明品の性能と合わせて第1表に示した。
なお、性能の測定、評価は次の方法にて行った。
加工布である布帛構造体を走査型電子顕微鏡にて写真に
とり、その写真により微細気孔の直径及び断面方向のミ
クロセルの構造を副べろ。耐水圧はJIS−L−104
1の低水圧法、摩擦漏水テストは掌握型摩擦堅牢度試験
機を使用し、荷重200g/cdで織物表面を湿潤状態
に保ちつつ摩擦回数100回にて漏水の有無により判定
した。透湿度はJIS−Z−0208によりめた。
第1表から明らかなごとく9本発明による透湿性防水布
帛は、耐水圧が2.000w*以上であるにもかかわら
ずその透湿度は9.000 g / rd−hrsを記
録し、抜群の透湿性と防水性の双方の性能を兼ね備えて
いることがわかる。
第1表 比較例1 実施例1と同一規格のナイロンタック織物を用意し、こ
れに実施例1と同一の方法で精練以降カレンダー加工ま
でを行った後、下記処方2に示す塗布液をナイフオーバ
ーロールコータ−を使J7?して塗布180 g / 
m+にて塗布し、Vtいて30℃の水浴中に5分間浸漬
して樹脂分を凝固させた。なお。
処方2におけるポリアミノ酸ウレタン樹脂は実施例1で
用いたものと同一のものを用いた。
処方2 ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 ジメチルホルムアミド 23部 ここで60℃の温水中に30分間浸漬し、続いて乾燥を
行ったあと実施例1の場合と同一の方法で撥水処理を行
った。
得られた布帛構造体は、第1表に示したように透湿性能
は良好であったが、防水性能が劣っていた。
比較例2 実施例1と同一規格のナイロンタフタ織物を用意し、こ
れに実施例1と同一の方法で精練以降カレンダー加工ま
でを行った後、下記処方3に示す塗布液をナイフオーバ
ーロールコーク−を使用して塗布1180g/rrrに
て塗布した。なお、処方3におけるポリアミノ酸ウレタ
ン樹脂は実施例1で用いたものと同一のものを用いた。
処方3 ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 ジメチルホルムアミド 28部 ジオキサン 12部 塗布後80℃にて5分間の乾燥を行い、その後20℃の
水中に投入し皮膜中に残留している溶媒を除去するため
そのまま水中に30分間放置した。続いて乾燥した。得
られた布帛の表面皮膜は、実施例1や比較例1の皮膜と
異なり、半透明の皮膜であった。このあと実施例1の場
合と同一の方法で撥水処理を行った。このようにして得
られた布帛構造体は、第1表に示したように、防水性能
は良好であったが透湿性能が劣っていた。
特許出願人 ユニチカ株式会社 手続ネ■を正置(自発) 1、事件の表示 特願昭59−29233号 2、発明の名称 透湿性防水布帛の製造方法 3、補正をする者 事イL1との関係 特許出願人 イ] 所 兵庫県尼崎市東本町1丁目50番地〒541 住 所 大阪市東区北久太部町4丁目68番地4、補正
の対象 明細書の1発明の01.細な説明」の欄5、?+If正
の内容 (1)明細店第4頁第9行目の「ここで用いるー」から
第6頁第16行目の「−が用いられる。」までを削除し
2次の文章を挿入する。
[本発明で用いるポリアミノ酸ウレタン樹脂(以下P 
A U 4Jl脂という。)は、アミノ酸とポリウレタ
ンとからなる共重合体であり、アミノ酸としてはDL−
アラニン、L−アスパラギンM、L−シスチン、L−グ
ルタミン酸、グリシン、L−リジン、L−メチオニン、
L−ロイシン及びその誘導体が挙げられ、ポリアミノ酸
を合成する場合アミノ酸とホスゲンから+4iられるア
ミノ酸N−カルボン酸無水物(以下、N−カルボン酸無
水物をNCAという。
)が一般に用いられる。ポリウレタンはイソシアネート
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−1・及び脂環族ジイソシアネートの単独又はこれら
の混合物が用いられ9例えばトルエン2・4−ジイソシ
アネ−1・、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、■・4−
シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。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が使用される。ポリエーテルポリ
オールに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が挙げられ
、またポリエステルポリオールとしてはエチレングリコ
ール。
プl」ピレングリコール等のジオールとアジピン酸、セ
パチン酸等の二塩基酸との反応生成物やカプロラクトン
等の開環重合物が挙げられる。八お、アミノ酸とポリウ
レタンとの共重合で使用されるアミン類としてはエチレ
ンジアミン、ジエヂルアミン、トリエチルアミン、エタ
ノールアミン等が用いられる。このようにPAU樹脂は
各種アミノ酸NCAと末端にイソシアネート基を有する
ウレタンプレポリマーとの反応系にアミン類を添加して
得られるものである。該PAD樹脂を構成するアミノ酸
成分として皮膜性能面から光学活性γ−アルキルーグル
タメ−1・−NCAが好ましく用いられ、さらに該光学
活性γ−アルキルーグルタメートの中でも価格と皮膜物
性の面がらγ−メチル−I、−グルタメートNCへ又は
γ−メチルーD−グルタメートがPAD樹脂の′アミノ
酸成分として有利に選択される場合が多い。
本発明の多孔質膜を得るためには、水溶性の溶媒系から
なる均一な樹脂組成物を用いることが塗工性と湿式成膜
性の両面から有利である。かかる樹脂組成物としては、
P A 04i(脂の中でも特に光学活性γ−アルキル
ーグルタメート−NC八とウレタンプレポリマーとの反
応物が好ましく用いられるが、これは上記反応物が極性
有機溶剤を主体とする溶媒系例えばジメチルホルムアミ
ドとジオキサンとの混合溶媒系でそのアミノ酸とウレタ
ンとの重量比率において90 : 10〜10 二90
の広範囲な領域で均一な樹脂溶液となるため要求される
皮膜物性を考慮しながら上記重f3比率を自由に選択す
ることができるからである。」 (2)明細書第7頁第1〜11行目の「本発明で・−の
である。」を削除し2次の文章を挿入する。
「一方、従来の有孔性ウレタン樹脂皮膜を有する透湿性
防水布帛においては、耐水圧が1500m+n以上であ
ると、透湿度がたかだか5000g/m2 ・24hr
s程度のものしか得られないのに対し、PA[I樹脂を
湿式コーティング加工する場合には耐水圧が1500m
m以上でかつ透湿度が7000 g / m 2・24
hrs以上の透湿防水性能を示すという驚くべき結果を
得ることができる。このようにPAU樹脂の湿式コーテ
ィング加工により、高耐水圧と高透湿性を得ることがで
きる理由はさだがでないが、得られた透湿性防水布帛の
皮膜の断面を観察するとポリウレタン皮膜に較べ、PA
D樹脂皮膜の場合にはミクロセルが小さく、かつその個
数が多く均一に分布しており、このことが高透湿性と高
耐水圧を与える要因になっていると思われる。さらにP
AU樹脂自身の水蒸気に対する親和性の高いことも高透
湿性を与えるーっの原動力になっているのかも知れない
。」(3)明細書第11頁第12〜14行目に「樹脂皮
膜の−が不良となる。」とあるのを「ジメチルホルムア
ミドの水中への拡散が早くなり、非イオン系界面活性剤
がジメチルホルムアミドの水中への拡散を促進させるた
め2両者の相互作用により樹脂皮膜の孔が5μmより大
きくなりその結果耐水圧が不良となる。」と補正する。
(4)明細書第14頁第7〜10行目の「フッソ系−を
行った。」を削除する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11ポリアミノ酸ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、
    非イオン界面活性剤、及び極性有機溶剤よりなる樹脂溶
    液を繊維基材に塗布した後。 該繊維基材をO℃〜30℃の水中に浸漬し1次いで湯洗
    し、乾燥後撥水剤を付与することを特徴とする透湿性防
    水布帛の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63145486A (ja) * 1986-12-03 1988-06-17 鐘紡株式会社 コ−テイング布帛の製造方法
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