JPS61679A - 透湿性防水布帛の製造方法 - Google Patents

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無数に形成させること
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麦秋強度、ゴム弾性及び柔軟性の点
で好ましく用いられている。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　＋、Ｌ１ｏ９６の耐水圧測定で１．
５００ｍｍ　（水柱下）以上の布帛については、透湿度
が４，０００〜５．ＯＯｈ　／　ｒｄ　・２４ｈｒｓ　
　（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。この透湿度のレベルを７，
０００ｇ　／　ｒｒｒ・２４ｈｒｓ以上にまで向上する
ことができれば、ただ単に経緯糸に極細フィラメントを
使用した高密度織物に撥水、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　、５００以上のもので
７，０００ｇ　／ｒＪ・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　／　ｒｒｒ　・２４ｈｒｓ以
上の高透湿性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
ウレタン樹脂及び極性機溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基
材の片面又は両面に塗布した後。

該繊維基材を０℃〜３０℃の水中に浸漬し２次いで湯洗
し、乾燥後、撥水剤を付与し、さらにポリシロキサン樹
脂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１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、ポリエチレンテレツクレー
ト／木綿等の混紡繊維から構成された織物２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維基
材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、極性有機溶剤よりなる樹脂溶液を塗
布すや。

本発明で用いるポリアミノ酸ウレタン樹脂（以下ＰＡＵ
樹脂という。）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
−アスパラギン酸、Ｌ−シスチン、Ｌ−グルタミン酸、
グリシン、Ｌ−リジン。

■７−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
から得られるアミノ酸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ート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１例えばトルエン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−シクロヘキ号ンジイソシアネ−１・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。プロピレングリコール等のジオールとアジピン
酸、セバヂ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。なお、アミノ酸と
ボＩＪ　ウＬ／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、ジエチルアミン、　　）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ＰＡＵ
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ート−ＮＣＡが好ましく用
いられ、さらに該光学活性Ｔ−アルキルーグルタメート
の中でも価格と皮膜物性の面からＴ−メチル−し−グル
タメート　ＮＣＡ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、　　ＰＡＵ樹脂の中でも特に光学活性γ−アル
キル〜グルタメート−ＮＣＡ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　：
　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量比率を自由に
選択することができるからである。

繊維基布に付着せしめるＰＡ（Ｉ樹脂の量は純分で５ｇ
／ｒ１以上あることが望ましく、付着量が５ｇ／　Ｊ未
満では１　、５００ｍｍ以上の耐水圧を得ることが困難
である。

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１５０Ｏｎ＋ｍ以上である
と、透湿度がたかだか５０００ｇ／　ｒｄ・２４ｈｒｓ
程度のものしか得られないのに対し、　　ＰＡＵ樹脂を
湿気コーティング加工する場合には耐水圧が１５００ｎ
ｖ以上でかつ透湿度が７０００ｇ／　ｒｒｒ　・２４ｈ
ｒｓ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比べ、　　Ｐ
ＡＵ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
ＰＡＵ樹脂自身の水蒸気に対する親和性の高いことも高
透湿性を与える一つの原動力になっているのかも知れな
い。

次に本発明におり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例えばヘキサメチ
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１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（−１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、　　ＰＡＵ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ＰＡＵ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ＰＡＵ樹脂を水中に同時に浸漬す
ると　ＰＡＩＩ樹脂のほうがポリウレタン樹脂より速く
凝固するため、　　ＰＡＵ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大きくなり耐水圧
が不良となる。

本発明では上述のＰＡＩＩ樹脂及びポリウレタン樹脂と
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熔りやすいものであり、
水不溶性の樹脂の極性有機溶剤溶液を水中に浸漬すると
極性有機溶剤のみが水に熔解し、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
の微細孔を有する樹脂を得ることができる。

１’Ａ［Ｉ樹脂、ポリウレタン樹脂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
ィング法などにより行えばよい。一般的に樹脂の塗布厚
は機械の性能上１０〜３００μｍ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ＰＡＵ樹脂皮膜を形成することができ、またポリウ
レタン樹脂の働きにより透湿性及び耐水圧が良好になる
適度な大きさの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℃以上になるとジメチルホルムア
ミドの水中への拡散が早くなり樹脂皮膜の孔が大きくな
るのでその結果耐水圧が不良となる。また浸漬時間は３
０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ＰＡｔｌ樹脂皮膜が得られない。

水中でＰＡＵ樹脂を凝固せしめた後、布帛を湯洗し、残
留している溶剤を除去する。湯洗の条件はＰＡＵ樹脂及
びポリウレタン樹脂の使用量により異なるが、３０〜８
０℃の温度で３分間以上行えばよい。

湯洗後、乾燥し、撥水剤を布帛に付与し、さらにポリシ
ロキサン樹脂を付与する。撥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　、５００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ど各種あるが１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、
撥水剤をイ」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
いるパッディング法、コーティング法又はスプレー法な
どで行えばよい。撥水処理後に付与するポリシロキサン
としては、ジメチルポリシロキサン、フェニル基含有ポ
リシロキサンアミノ変性やオレフィン変性などの変性シ
リコンオイル、メチル水素ポリシロキサンあるいはジメ
チルポリシロキサンとメチル水素ポリシロキサンとの混
合物などが使用でき、用途により適宜選択すればよいが
１本発明においてジメチルポリシロキサンの分子量５，
０００〜３０．０００のものが好ましく用いられる。こ
のポリシロキサン処理は、先ず第一・に布帛および皮膜
に平滑性を与え、生地間の摩擦による皮膜の摩耗損傷を
低減させることができる。またこの平滑効果により裏地
を使用しなくてもスムーズに着脱できるメリットもある
。第二にシリコン樹脂が織物組織間に付着し、織物を構
成する糸条間の摩擦を減少することにより風合が柔軟に
なることである。このポリシロキサン処理は撥水処理の
後で行われるため水分散液、エマルジョンの形態で付与
してもよいが、処理斑を発生させない目的で　１．１．
１．−）リクロ口エタン、トリクロロエチレン、パーク
ロルエチレンなどの塩素化炭化水素およびトルエン、ヘ
キサンミネラルターぺなどの溶剤での付与が好ましく用
いられる。

ポリシロキサン樹脂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。ポリシロキサンの付着量は繊維重量に対し、固
形分で０．１％以上が望ましい本発明は以上の構成より
なるものであり１本発明によれば耐水圧が１５００　ｍ
ｍ以上ありながらしかも透湿度が７，０００ｇ／ｎ（・
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（０１（価５６．９）１
９７０ｇと１−６−ヘキサメチレンシイソシアネー１−
５０４ｇを９０℃で５時間反応させ、末端にイソシアネ
ー　１・基を有するウレタンプレポリマー（ＮＧＯ当量
２３４０）を得た。このウレタンプレポリマー８５ｇ、
！：ｒ−メチルーＬ−グルタメート−ＮＧ４８５ｇをジ
メチルホルムアミド／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％１−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。

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３０　ｋｇ／　ｃｍ、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１に示す樹
脂固形分濃度２０％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ｆｆ１９０ｇ／ポにて塗布した後
２０℃の水浴中に１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ＣＲＩＳＶ
ＯＮ　ＡＷ−７８１０部 （ポリウレタン樹脂。

大日本インキ化学工業昨製品） ジメチルホルムアミド　　　　　　　２０部ここで６０
℃の温水中に１０分間浸漬し、続いて乾燥を行ったあと
フッソ系撥水剤エマルジョンのアサヒガード７１０（旭
硝子株式会社製品）５％水溶液でパ・ノティング（絞り
率３０％）を行い、１６０℃にて１分間の熱処理を行い
、引続きジメチルポリシロキ号ン系の信越シリコーンオ
イルＫＦ−９６（信越化学工業株式会社製品）を４％含
むミネラルターペン溶液でパンティング（絞り率３０％
）を行い１３０℃にて３分間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。

耐水圧はＪＩＳ−Ｌ−１０４１の低水圧法、透湿度はＪ
ＩＳ−Ｚ−０２０８により求め、耐剥離性は学振型摩擦
堅牢度試験機を用いて荷重２００ｇで１０００回の摩擦
を行い布帛の外観状態を観察して次の二段階評価を行っ
た。

０−−−一剥離は全くなし ×−−−−−一〜・剥離が認められる 第１表から明らかなごとく１本発明方法による透湿性防
水布帛は、耐水圧が２．０００ｍｍ以上であるにもかか
わらずその透湿度は１０，５００ｇ　／　ｒｒｒ・ｈｒ
ｓを記録し抜群の透湿性と防水性の双方の性能を兼ね備
えており、しかも耐剥離性が優れていることがわかる。

第　　１　　表 比較例 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−を使用して塗布量９０ｇ／ボにて塗布
した。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部ジメチルボ
ルムアミド　　　　　　　２０部塗布後、実施例１の場
合と同一の方法で凝固。

洗浄、乾燥およびフッソ素糸撥水剤による撥水処理を行
った。

得られた一布帛構造体は、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。さらに耐
剥離性も悪く、摩擦部分の皮膜が完全に剥離し基布が露
出していた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアミノ酸ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、
   及び極性有機溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基材の片面又
   は両面に塗布した後、該繊維基材を０℃〜３０℃の水中
   に浸漬し、ついで湯洗し乾燥後撥水剤を付与し、さらに
   ポリシロキサン樹脂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。