JP2007520366A - 防水性および高水蒸気透過性の布帛積層品 - Google Patents
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Abstract
Description
水蒸気透過率試験
水蒸気透過率(MVTR)は、酢酸カリウムを塩として、開気孔ePTFEを防水性水蒸気透過性メンブレン用に使用し、米国特許第4,862,730号に記載の手順により測定した。これらのメンブレンは、名目上75%から80%の細孔度、0.2μmの平均細孔径および約0.04mmの厚さを有した。環境を相対湿度50%に保った。水浴を23±0.5℃に保った。試料を直径3インチ(約7.5cm)のプラスティック製の輪に拘束し、織られたシェルファブリックを上向きにして浴の上に置いた。プラスティック製の輪を使用する目的は、試料の跳ね上がり防止である。試験開始前に約15分間、浴の上で塩のカップを上に載せ試料を調整した。MVTR数は、g/m2/日の単位で報告する。
イオン交換容量および当量
フィルムまたはパウダー試料のイオン交換容量(IEC)は、酸塩基滴定により測定した。酸形態でない場合、150mlの1NのHClに一晩浸漬し、次いで脱塩水で完全にすすいで未反応のHClを除くことにより、まず試料を酸形態に変換した。次いで、試料を約50℃のオーブンで、一定の重量になるまで乾燥した。これを、乾燥試料の質量(m)と呼ぶ。乾燥試料を100mlの0.1NのNaOH溶液に約24時間浸漬した。10mlの試料溶液をデカンテーションし、メチルオレンジを指示薬として0.1NのHClで滴定した。IECを以下の式により計算した。
スルホン化芳香族ポリマーの調製
スルホン化ポリエーテルスルホン(sPES)
Solvay Advanced Polymers,L.L.C.(ジョージア州、アルファレッタ)から得られたPESパウダーから調製したsPESが得られた。スルホン化の手順は、「Influence Of The Nature Of Polymer Matrix And The Degree Of Sulfonation On The Properties Of Membranes」(Komkovaら、Polymer Science、ser A、43巻、3号、2001年、300−307ページ)に記載の方法に実質的にしたがって行い、スルホン化ポリスルホンの調製に利用した。得られたsPESポリマーは、上述の手順にしたがい測定すると約1meq/gのIECを有していた。計算したEWは約1000g/当量であった。スルホン化ポリマーは、以下の構造を有する繰り返し単位で構成されていた。
Entegris Inc.(アメリカ合衆国、ミネソタ州、チャスカ)から得たPEEKパウダーから、「Influence Of The Nature Of Polymer Matrix And The Degree Of Sulfonation On The Properties Of Membranes」(Komkovaら、Polymer Science、ser A、43巻、3号、2001年、300−307ページ)に記載の方法に実質的にしたがいスルホン化して調製したsPEEKを得た。約1.3meq/g、約1.5meq/gおよび約2.52meq/gのIECを有する3種の異なるスルホン化量を持つスルホン化PEEK試料を製造した。計算された当量は、それぞれ約769、667および397g/当量であった。1.5IECポリマーのカリウム塩版も、KOH溶液での中和により調製した。スルホン化ポリマーは、以下の構造を有する繰り返し単位で構成されていた。
「Ion−Conducting Sulfonate Polymeric Materials」という題名のPCT公開WO02/25764A1(McGrathら、2002年3月28日)に記載の方法に実質的にしたがい調製したsBPSHが得られた。約1.52meq/gのIEC(EW:660g/当量)を有するNa/K形態のsBPSHを製造した。sBPSHポリマーは、以下の繰り返し単位を有するコポリマーであった。
スルホン化ポリフタラジノンエーテルケトン(sPPEK)
「Ionomer For Use In Fuel Cells And Method Of Making Same」という題名のPCT公開WO03/005474A2(Guyu Xiaoら、2003年1月16日)に記載の方法に実質的にしたがい調製したsPPEKを得た。約1.67meq/gのIEC(EW:600g/当量)を有するNa/K形態のsPPEKを製造した。sPPEKポリマーは以下の繰り返し単位を有するコポリマーであった。
スルホン化ポリ(2,6−ジメチル−p−フェニレンオキシド)(sPPO)
sPPOは、Polysciences,Inc.(アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ワーリントン)から得たPPOパウダーを利用して調製した。スルホン化手順は、「Influence of the nature of polymer matrix and the degree of sulfonation on the properties of membranes」(Komkovaら、Polymer Science、ser A、43巻、3号、2001年、300−307ページ)に記載の方法に実質的にしたがって行い、スルホン化ポリスルホンの調製に利用した。上述の手順にしたがい測定すると約2.1meq/gのIECを有するsPPOポリマーを製造した。計算したEWは約476g/当量であった。スルホン化ポリマーは、以下の構造を有する繰り返し単位で構成されていた。
ポリアミド織布およびsPES、sPEEKおよびPESとsPEEKブレンドのフィルムから調製した布帛積層品を、水蒸気透過率(MVTR)に関して試験した。
sPPEKフィルムおよびポリアミド織布の布帛積層品を調製し、蒸気透過率(MVTR)に関して試験した。
実施例5−7
ポリアミド織布に積層したsPEEKフィルムの3つの試料から布帛積層品を調製し、水蒸気透過率(MVTR)に関して試験した。
ePTFE/ポリエステルニット積層品のePTFEメンブレン側にsBPSH溶液を塗布し、次いでポリアミド織布に積層して布帛積層品を形成し、水蒸気透過率(MVTR)に関して試験した。
実施例9
ePTFE/ポリエステルニット積層品のePTFEメンブレン側にsPPEK溶液を塗布し、次いでポリアミド織布に積層して布帛積層品を形成し、水蒸気透過率(MVTR)に関して試験した。
実施例10−11
sPEEKポリマーおよびそのカリウム塩版のフィルムを形成し、次いでカルシウム塩形態に変換し、ポリアミド織布に積層して布帛積層品を形成し、MVTRに関して試験した。
ポリアミド織布とsPEEKおよびsPPOフィルムの布帛積層品を調製し、MVTRに関して試験した。
sPPEKとポリアミド布帛の布帛積層品を形成し、MVTRに関して試験した。
Claims (51)
- 少なくともスルホン化芳香族ポリマーを含む層に積層された少なくとも1層の衣類布帛を含んでなる、水蒸気を透過できる布帛積層品であって、
前記スルホン化芳香族ポリマーが、N、OまたはSから選択されるヘテロ原子を0、1、2、3または4有する五員、六員または七員の単環または縮合環から選択される少なくとも1種の繰り返し芳香族基を含んでなり、該芳香族基の少なくとも一部が、スルホン酸またはその塩を含む少なくとも1種の側基を有し、かつ、前記スルホン化芳香族ポリマーが、約400−1000のスルホン酸当量(IEC:1.0−2.5meq/g)を有する、布帛積層品。 - 前記の少なくとも1層の衣類布帛が、ニット、織布または不織布から選択される、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記の少なくとも1層の衣類布帛が、ポリ(脂肪酸アミド)、ポリ(芳香族アミド)、ポリエステル、ポリオレフィン、羊毛、綿糸、レーヨン、亜麻糸、セルロースアセテートおよび他の修飾セルロースなどのセルロース系繊維、ポリウレタン、アクリル、モダクリルおよびそのブレンドから選択されるポリマーの合成または天然繊維を含んでなる、請求項1に記載の布帛積層品。
- 少なくとも2層の衣類布帛を含んでなる、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが、約400−800のスルホン酸当量(IEC:1.25−2.5meq/g)を有する、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記芳香族基の少なくとも一部が、C1-8アルキルおよびハロアルキル、アリール、ケトン、ヒドロキシル、ハロゲン、アミン、シアニド、ニトリル、スルフィド、カルボニル、C1-8エステルおよびC1-8アルコキシル基から選択される置換基を有する、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記芳香族基の少なくとも一部が、ケトン、スルホン、エーテル、スルフィド、アミド、イミド、ウレタン、エステル、置換または非置換の飽和または不飽和C1-5アルキレン、置換または非置換ホスフィンおよびホスフィンオキシド基を含んでなる1つまたは複数の結合により結合している、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが、ケトン、スルホン、イミドおよびエーテルから選択される結合を1つまたは複数を有する、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが架橋している、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーがイオン架橋している、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記のスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる層が少なくとも1種の追加成分をさらに含んでなる、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記のスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる層が、スルホン化芳香族ポリマーと少なくとも1つの支持体の複合体を含んでなる、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが、前記の少なくとも1つの支持体の中に部分的または完全に存する、請求項12に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が防水性である、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が、衣料品またはエンクロージャとして形成されている、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が、外套、下着、ジャケット、ズボン、手袋、フードおよび履物から選択される衣料品である、請求項1に記載の布帛積層品。
- 前記水蒸気透過率が少なくとも600g/m2/日である、
請求項1に記載の布帛積層品。 - 水蒸気を透過できる布帛積層品であって、
少なくとも1つの支持体とスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる複合体であって、前記スルホン化芳香族ポリマーが、N、OまたはSから選択されるヘテロ原子を0、1、2、3または4有する五員、六員または七員の単環または縮合環から選択される少なくとも1種の繰り返し芳香族基を含んでなり、該芳香族基の少なくとも一部が、スルホン酸またはその塩を含む少なくとも1種の側基を有し、
前記スルホン化芳香族ポリマーが400−1000のスルホン酸当量(IEC:1.0−2.5meq/g)を有する複合体
に積層された少なくとも1層の衣類布帛を含んでなる布帛積層品。 - 前記芳香族基の少なくとも一部が、ケトン、スルホン、エーテル、スルフィド、アミド、イミド、ウレタン、エステル、置換または非置換の飽和または不飽和C1-5アルキレン、置換または非置換ホスフィンおよびホスフィンオキシド基を含んでなる1つまたは複数の結合により結合している、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記芳香族の少なくとも一部が、ケトン、スルホン、イミドおよびエーテルから選択される結合により結合している、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが、約400−800のスルホン酸当量(IEC:1.25−2.5meq/g)を有する、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記芳香族基の少なくとも一部が、C1-8アルキルおよびハロアルキル、アリール、ケトン、ヒドロキシル、ハロゲン、アミン、シアニド、ニトリル、スルフィド、カルボニル、C1-8エステルおよびC1-8アルコキシル基から選択される置換基を含む、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記の少なくとも1層の衣類布帛が、ポリ(脂肪酸アミド)、ポリ(芳香族アミド)、ポリエステル、ポリオレフィン、羊毛、綿糸、レーヨン、亜麻糸、セルロースアセテートおよび他の修飾セルロースなどのセルロース系繊維、ポリウレタン、アクリル、モダクリルおよびそのブレンドから選択されるポリマーの繊維を含んでなるニット、織布または不織布から選択される、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記の少なくとも1つの支持体が多孔質または微孔質である、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記の少なくとも1つの支持体が延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が、多孔質または微孔質支持体内に存し、部分的に支持体を満たしている、請求項24に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が、多孔質または微孔質支持体内に存し、実質的に支持体を満たしている、請求項24に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が、延伸ポリテトラフルオロエチレン支持体内に存し、部分的または実質的に支持体を満たしている、請求項24に記載の布帛積層品。
- 少なくとも2つの追加支持体をさらに含んでなり、少なくとも1つの追加支持体が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり少なくとも1つの他の支持体が非多孔質である、請求項28に記載の布帛積層品。
- 少なくとも1つの追加の延伸ポリテトラフルオロエチレン支持体をさらに含んでなり、前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が延伸ポリテトラフルオロエチレン支持体の両方に部分的または完全に存する、請求項28に記載の布帛積層品。
- 少なくとも1つの追加の非多孔質ポリウレタン支持体をさらに含んでなる、請求項28に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が防水性である、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が衣料品またはエンクロージャとして形成されている、請求項18に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が、外套、下着、ジャケット、ズボン、手袋、履物およびフードから選択される衣料品である、請求項18に記載の布帛積層品。
- スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルケトン、スルホン化ビフェニルスルホン、スルホン化ポリフタラジノンエーテルケトン、スルホン化ポリフェニレンオキシド、スルホン化ポリイミドおよびスルホン化ポリベンゾイミダゾールから選択される繰り返し単位を含んでなる少なくとも1種のスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる層および
少なくとも1層の衣類布帛を含んでなる布帛積層品であって、
前記のスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる層が約400−1000のスルホン酸当量(IEC:1.0−2.5meq/g)を有し、前記スルホン酸芳香族ポリマーと衣類布帛が水蒸気を透過できる積層品を形成する布帛積層品。 - 前記スルホン化芳香族ポリマーが、約400−800のスルホン酸当量(IEC:1.25−2.5meq/g)を有する、請求項35に記載の布帛積層品。
- ポリ(脂肪酸アミド)、ポリ(芳香族アミド)、ポリエステル、ポリオレフィン、羊毛、綿糸、レーヨン、亜麻糸、セルロースアセテートおよび他の修飾セルロースなどのセルロース系繊維、ポリウレタン、アクリル、モダクリルおよびそれらのブレンドから選択されるポリマーの繊維を含んでなる織布または不織布から選択される衣類布帛の少なくとも1つの追加層をさらに含んでなる、請求項35に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が防水性である、請求項35に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が衣料品として形成されている、請求項35に記載の布帛積層品。
- 前記布帛積層品が、外套、下着、ジャケット、ズボン、手袋、履物およびフードから選択される衣料品である、請求項35に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーが、芳香族基の少なくとも一部が、C1-C8アルキルおよびハロアルキル、アリール、ケトン、ヒドロキシル、ハロゲン、アミン、シアニド、ニトリル、スルフィド、カルボニル、C1-C8エステルおよびC1-C8アルコキシル基から選択される置換基を含む芳香族基を有する、請求項35に記載の布帛積層品。
- 前記のスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる層が、スルホン化芳香族ポリマーと少なくとも1つの支持体を含んでなる複合体である、請求項35に記載の布帛積層品。
- 少なくとも1つの支持体が延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項42に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が、多孔質または微孔質支持体の内部に存し、前記支持体を部分的に満たしている、請求項42に記載の布帛積層品。
- 前記スルホン化芳香族ポリマーの少なくとも一部が、多孔質または微孔質支持体の内部に存し、前記支持体を実質的に満たしている、請求項42に記載の布帛積層品。
- 水蒸気を透過できる布帛積層品を有する衣料品であって、
少なくとも1つの支持体とスルホン化芳香族ポリマーを含んでなる複合体であって、前記スルホン化芳香族ポリマーが、N、OまたはSから選択されるヘテロ原子を0、1、2、3または4有する五員、六員または七員の単環または縮合環から選択される少なくとも1種の繰り返し芳香族基を含んでなり、該芳香族基の少なくとも一部が、スルホン酸またはその塩を含んでなる少なくとも1種の側基を有し、前記ポリマーが、約400−1000のスルホン酸当量(IEC:1.0−2.5meq/g)を有する複合体
に積層された少なくとも1層の衣類布帛を含んでなる布帛積層品を有する衣料品。 - 前記スルホン化芳香族ポリマーが、スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルケトン、スルホン化ビフェニルスルホン、スルホン化ポリフタラジノンエーテルケトン、スルホン化ポリフェニレンオキシド、スルホン化ポリイミドおよびスルホン化ポリベンゾイミダゾールから選択される繰り返し単位を含んでなる、請求項46に記載の衣料品。
- 前記布帛積層品が、少なくとも600g/m2/日の水蒸気透過率を有する、請求項46に記載の衣料品。
- 少なくとも1つの支持体が延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項46に記載の衣料品。
- 少なくとも2層の衣類布帛を含んでなる、請求項46に記載の衣料品。
- 前記の少なくとも1層の衣類布帛が、木綿、ポリ(脂肪酸アミド)、ポリ(芳香族アミド)、ポリエステル、ポリウレタンおよびそのブレンドから選択される、請求項46に記載の衣料品。
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