JP2000508979A - 洗濯耐久性のある布帛ラミネート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 透湿性ポリウレタンフィルムのような無孔質で親水性の有機ポリマーフィルムにラミネートされた布帛からなる布帛におけるラミネート剥離の問題は、ポリマーの親水性によって生じることが分った。このラミネート剥離の問題を解決するため、特殊な接着剤パターンを立案した。より詳しくは、連続した無孔質で親水性のポリマーの例えば透湿性ポリウレタン層と布帛層の洗濯耐久性のある布帛ラミネートが、不連続であるが互いに連結した接着剤層のパターンで一緒に結合される。この布帛ラミネートは、水蒸気透過性で空気不透過性で液体水不透過性である。

Description

【発明の詳細な説明】 洗濯耐久性のある布帛ラミネート 発明の分野 本発明は、無孔質で親水性の有機ポリマー層に接着剤によって接着された布帛 材のラミネートに関する。 発明の背景 親水性で無孔質の有機ポリマーの例えばポリウレタンは、分子輸送メカニズム によってそれらを通して水蒸気分子を輸送する。つまり、これらのポリマーは、 「透湿性」であり、即ち、多孔質でなくても、即ち、一方の面から他方の面に走 る気孔を含まなくても、汗のような水蒸気がそれらを通過することを可能にする 。それらは無孔質であるため、液体水を浸透させずに空気を通さない（風防性で 耐汚染性）。 これらの特質は、綿、ウール、ナイロン、ポリエステルなどの布帛上の連続コ ーティングとしてそれらを有用なものにし、それらは衣服の構造に使用される。 あるいは、このような「透湿性」ポリマーの連続フィルムは、接着によってこれ らの布帛に結合され、衣類品の製造に有用な布帛ラミネートを形成する。これら の布帛ラミネートは、透湿することによって着用者の着心地を維持すると同時に 、雨、風、雪、ウィルス、微粒子を寄せ付けないことによって環境からの保護を 与える。 当該技術において、不連続で互いに連結されていないパターンで堆積された疎 水性接着剤を用い、親水性ポリマーの連続フィルムを布帛基材に結合させること によって透湿性布帛ラミネートが形成さ れることは周知である。例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎの米国特許第４９３５２８７号 とＲａｕｔｅｎｂｅｒｇの米国特許第４７６１３２４号はこのようなラミネーシ ョン法を記載している。 このような不連続で互いに連結されていない接着剤パターンを基材に堆積させ るのに、彫刻グラビアロールを使用することが一般に行われている。このような パターンの詳細は、「Modern Coating and Drying Technology，103頁、E．D．C ohenand E．B．Gutoff（編集）、VCH Publishers社、ニューヨーク、1992年」や 「Handbook of Pressure Sensituie Adhesive Technology，789頁、D．Satas（ 編集）、Van Nostrand Reinhold,ニューヨーク、1989年」のような基本書、及び Ｒａｕｔｅｎｂｅｒｇの米国特許第４７６１３２４号に見ることができる。しか しながら、不連続であるが互いに連結されている接着剤パターンを堆積させるた めに彫刻グラビアロールを使用し、親水性ポリマーフィルムを布帛層にラミネー トし、透湿性布帛ラミネートを作成することに関する文献は見られない。 これらの透湿性布帛ラミネートの問題は、洗濯の際のそれらの乏しい耐久性で ある。透湿性ポリマーフィルムの親水性のため、連続した洗濯の間にフィルムを 布帛に結合させたままにすることが困難である。クリーニングに供される衣服を 作成するのに使用されためには、このことは、これらのラミネートにおける重大 な欠点である。 発明の要旨 現在、この低い耐洗濯性は、無孔質で新水性のポリマー層の親水性によるもの であることが見出されている。洗濯の間、洗い水がポリマーにある程度吸収され 、ポリマーを膨潤・変形させ、それによって、ラミネートの接着に悪影響を及ぼ す応力を生じさせる。本発 明の第１の局面は、このラミネート剥離の問題が、ポリマーを布帛に有用なもの にするまさにその特性であるポリマーの親水性によって引き起こされることが見 出されたことである。 また、親水性ポリマー層の厚さが増すにつれ、洗濯サイクルの間のラミネート 剥離の問題が大きくなることが観察されている。このことは、ポリマーの体積が 増すと、洗い水をより多く吸収し、洗濯の際の内部応力を大きくするためと思わ れる。 本発明の第２の局面は、問題の原因を見出し、ラミネート剥離の問題を克服す る特定の接着剤パターンを立案したことである。 このように、本発明は、 （ａ）透湿性ポリウレタン層のような連続的な無孔質の親水性ポリマー層、及 び （ｂ）布帛層、 を含んでなる耐洗濯性のある布帛ラミネートであって、 ポリマー層は、介在する不連続であるが互いに連結するパターンの接着剤層に よって布帛層に結合され、 その布帛ラミネートは、水蒸気透過性で空気不透過性で液体水透過性である。 図面の簡単な説明 図１は、従来技術で使用される「ドット」接着剤パターンを示す。 図２は、本発明で使用される不連続であるが相互に連結したパターンを示す。 発明の詳細な説明 本願における用語「連続」とは、親水性ポリマーが布帛表面を連 続的に覆うことを意味する。 本願における用語「無孔質」とは、親水性ポリマーの中に層の一方の面から他 方まで延びる空隙が存在しないことを意味する。 本願における用語「親水性」とは、ポリマーが、分子拡散によって個々の水分 子をその中を通して輸送する性能を有することを意味する。この現象を呈するポ リマーは、場合により「透湿性」ポリマーと称される。ポリウレタンにおいて、 このようなポリマーは、その中に繰り返しの（−ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ−）のエチレ ンオキサイド単位を有する。 不連続であるが互いに連結した接着剤パターン20は、図２に示されたように、 接着剤21の格子形態で描かれている。これは、表面を完全には覆っていないため 不連続である。しかし、理解されるように、この形態は互いに連結している。こ れに対し、図１の従来技術の形態10は接着剤パターンが不連続であるが互いに連 結していない「ドット」形態の接着剤11を示す。「ドット」はそれらが接合する 箇所まで延びることができ、その場合、図２の格子パターンが得られることを理 解すべきである。したがって、本発明は、このような中間的な接着剤形態を包含 するものである。どの段階でこれらの中間的な形態が本発明の一部に至るかは、 下記の洗濯サイクルの耐久性テストで容易に判断することができる。 洗濯耐久性は、水道水を用いて自動洗濯機（ＡＡＴＣＣ承認のＫｅｎｍｏｒｅ 洗濯機）で、ラミネートされた布帛／親水性ポリマーの片を連続的に洗濯し、肉 眼で観察して幅が０．５インチ以上のラミネート剥離領域がラミネートに生じる までの時間を測定することによって行われる。 問題の原因の把握 図１に示したような分離したドットパターンを堆積させる彫刻グラビアロール を用い、「ドット」形態で施された接着剤によって層が接着結合されたラミネー トにラミネート破壊が生じる理由を把握した。２つのグラビアパターンを使用し たが、いずれも図１の接着剤ドットパターンを与えた。この差異は、一方のグラ ビアパターンは１３０μｍのセル深さで１インチあたり３５のピラミッド形セル を有するのに対し、もう一方のパターンは１６０μｍのセル深さで１インチあた り３５のピラミッド形セルを有した。増加された深さのため、１６０μｍのパタ ーンは約７〜９ｇ／平方ヤードの接着剤を堆積したが、１３０μｍのパターンは ３〜４ｇ／平方ヤードを堆積した。使用した透湿性ポリマーフィルムは、４：１ ：３のモル比の4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリオキシエチレン グリコール１４５０、1,4-ブタンジオールから作成された熱可塑性ポリウレタン ポリマーの押出成形によって得られたいろいろな厚さのものであった。これらの フィルムは、連続的な無孔質の親水性ポリマー層を形成した。 具体的には、使用した接着剤は、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリテ トラメチレンエーテルグリコール１０００、及びペンタンジオールのプレポリマ ーであった。このタイプの接着剤は、Ｈｅｎｎの米国特許第４５３２３１６号に より詳しく記載されており、この特許は本願でも参考にして取り入れられている 。これらの接着剤は、それらの中を有意な量の水蒸気を透過せず、疎水性と考え られる。 接着剤を予め１０５℃まで加熱し、１０５℃に加熱されたグラビアロールを用 い、「ドット」パターンでそれを親水性ポリウレタンフィルムに施すことによっ てラミネートを調製した。次いで織物布帛、具体的には織物ナイロン（２．８オ ンス／平方ヤード、スープベルトにそって供給し、４０℃に保った２本のロールの間でその布帛をプレスす ることにより、その布帛を適用した。同じ方法を用い、１．５オンス／平方ヤー ドのナイロンＴｒｉｃｏｔ編物と５．３ な布帛を用いてラミネートを作成した。 このようにして調製した布帛ラミネートを、前述のようにして洗濯耐久性につ いてテストした。結果は次の通りであった。 ^* Tricot編物の分解のため停止 ^** グラビアパターンは線分１インチあたり３５のピラミッド形 セルからなる これらのデータは、他が全て同じならば、ラミネートの洗濯耐久性は透湿性ポ リマーのフィルム厚さによって決まり、この厚さが増 すと耐久性が低下することを証明している。このことは、フィルムの親水性によ るものと考えられる。親水性ではない通常のポリウレタンフィルムと異なり、こ れらのフィルムは、水に接触すると膨れ、次にそれが分離した接着剤ドットに応 力を発生させ、連続的な洗濯の間にラミネート剥離をもたらす。厚さが増すにつ れ、これらの応力の大きさもまた増加し、これがより早期のラミネート剥離又は 低下した洗濯耐久性をもたらす。このデータは、１６０μｍの深さのパターンが １３０μｍの深さのパターンよりも、フィルム上に印刷される接着剤の量が多い ため、より良好な洗濯耐久性を与えることを証明している。 ＭＶＴＲは水蒸気透過速度（Moistore Vapor Transmission Rate）であり、元 のサンプル（即ち、洗濯前）が水蒸気を透過する程度を表わす。 −ＭＶＴＲは次のようにして測定した− 酢酸カリウムと蒸留水により、ペースト状の稠度を有する酢酸カリウム溶液を 調製した。（このようなペーストは、例えば２３０ｇの酢酸カリウムに１００ｇ の水を混ぜることによって得ることができる。）この溶液を、口で６．５cmの内 径を有する１３３mlのポリプロピレンカップの中に入れた。Ｃｒｏｓｂｙの米国 特許第４８６２７３０号に記載の方法でテストして約８５００ｇ／ｍ²・２４ｈ の最少ＭＶＴＲを有する延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜 を用意した。カップの縁にｅＰＴＦＥをヒートシールし、その溶液を含んだピン と張った漏れのない微細多孔質バリヤを作成した。 同様なｅＰＴＦＥ膜を水槽の表面に取り付けた。温度コントロール室と水循環 槽を用い、水槽アセンブリを２３℃±０．２℃に調節した。 ＭＶＴＲテストを行う前に、テストするサンプルを２３℃の温度と５０％の相 対湿度の条件に慣らした。テストするサンプルを、水槽の表面に張り付けたｅＰ ＴＦＥ膜の上に直接置き、カップアセンブリを導入する前に１５分間にわたって 平衡にさせた。 このカップアセンブリを１／１０００ｇの最少単位で秤量し、テストサンプル の中央に逆さにして置いた。 水の輸送は、水槽中の水と逆さにしたカップアセンブリの飽和塩溶液の間に存 在する相対湿度の差によって定まる駆動力で与えられる。サンプルを１０分間テ ストし、カップアセンブリを取り出し、再度１／１０００ｇの単位で秤量した。 サンプルのＭＶＴＲは、カップアセンブリの重量増加から計算され、２４時間 あたりのサンプル表面積１平方メートルあたりの水のグラム数で表わされる。サ ンプル中の５箇所でテストし、平均値をここで示した。 −問題の解決− 洗濯の際の２ミルのラミネートの破壊メカニズムを理解した後、依然として不 連続（透湿性のため）であるが互いに連結した（上記のドットのような分離した ものと対比される）接着剤パターンを使用した。このパターンは、ラミネート剥 離をもたらす応力を分散させると考えられる。図２に示すような格子パターンを 彫刻したグラビアロールを用いて実験を行った。接着剤を格子パターンで印刷す ることに加え、ロールがより多くの接着剤を堆積した（１６〜１８ｇ／平方ヤー ド）。結果は次の通りであった。 テストは、表中の時間数で終えた。ラミネート剥離は全く生じなかった。 上記データは、このグラビアパターンの使用によって、洗濯耐久性に１桁の増 加があることを示す。洗濯耐久性におけるこの顕著な改良は、主として不連続で 互いに連結した接着剤パターンによるものであり、それが親水性ポリマーフィル ムの膨れによって生じた応力のより均一な分散を可能にするためと考えられるこ とに留意すべきである。この技術的思想を実証するために本願では格子パターン を用いたが、不連続で互いに連結するといったこの要件を満たすその他の任意の 接着剤パターンも、洗濯耐久性に同様な改良を与えるものと考えられる。 無孔質で親水性のフィルムの例には、エチレンオキサイド単位を 入手可能なポリエーテルエステルアミドなどが挙げられる。 適切な布帛には、綿、ウール、ポリアミド、ポリエステル、などから、又はこ れらの材料の配合物からなるものが挙げられる。これらの布帛は、織物、不織布 、編物などであることができる。 上記のデータは、親水性ポリマーフィルムと布帛基材の接着結合のラミネート について得られた。本新規な接着剤パターンを用いて このような洗濯耐久性のあるラミネートが得られると、同じラミネート法を繰り 返し、もう１つの布帛層をポリマーフィルムの他の面に取り付け、３層ラミネー トを形成することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０６Ｍ 23/16 Ｄ０６Ｍ 23/16 Ｄ０６Ｎ 7/00 Ｄ０６Ｎ 7/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（a）連続した無孔質で親水性のポリマー層、 （b）布帛層、 を含んでなる布帛ラミネートであって、 ポリマー層が布帛層に、介在する不連続であるが互いに連結した接着剤層 のパターンによって結合され、 前記布帛ラミネートが水蒸気透過性で空気不透過性で且つ液体水不透過性 である、 洗濯耐久性のある布帛ラミネート。 ２．無孔質で親水性のポリマーがポリウレタンである請求項１に記載の布帛ラ ミネート。 ３．布帛層が、織物、編物又は不織布である請求項２に記載の布帛ラミネート 。 ４．無孔質で親水性のポリマー層が１ミル以上の厚さである請求項１に記載の 布帛ラミネート。 ５．無孔質で親水性のポリマー層が１ミル以上の厚さである請求項２に記載の 布帛ラミネート。 ６．請求項１に記載の布帛ラミネートを取り入れた衣類物品。