JP2013256727A - 伸縮性コーティング布帛及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伸縮性コーティング布帛は、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤(C6フッ素系撥水剤)を用いて撥水加工が施されている。これにより、パーフルオロオクタン酸やパーフルオロオクタンスルホン酸等が含まれたC8フッ素系撥水剤を使用しないことから、環境に影響を与えることがない。また、フッ素系撥水剤の撥トルエン性が100秒以上、伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に塗布される合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数が1.4〜2.0の範囲内であり、合成樹脂の100%モジュラスが5kgf/cm2以上である。したがって、合成樹脂の裏漏れなどがなく、製膜性に優れたコーティング樹脂皮膜が形成される。
【選択図】なし
Description
炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に合成樹脂溶液を塗布してなる合成樹脂からなるコーティング樹脂皮膜を有する伸縮性コーティング布帛であって、
前記フッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛の撥トルエン性が100秒以上、前記合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数が1.4〜2.0の範囲内であり、
前記合成樹脂の100%モジュラスが5kgf/cm2以上である。
炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛を用意する工程と、
前記伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に合成樹脂を溶媒に溶解させた合成樹脂溶液を塗布する工程と、
を含む伸縮性コーティング布帛の製造方法であって、
前記フッ素系撥水剤を用いて伸縮性布帛の撥トルエン性を100秒以上にし、前記合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数が1.4〜2.0の範囲内であり、
前記合成樹脂の100%モジュラスが5kgf/cm2以上である。
本実施形態に用いられる伸縮性繊維布帛の形態としては、例えば、織物、編物、不織布などを挙げることができるが、伸縮性の点で編物が好ましい。また、繊維素材としては、例えば、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維、アセテート、トリアセテート等の半合成繊維、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等)、ポリウレタン、ポリアクリル等の合成繊維などを挙げることができ、これらが2種以上組み合わされていてもよい。なかでも、繊維物性の点で合成繊維が好ましく、特にポリアミド繊維やポリエステル繊維からなる布帛が好ましい。これらに伸縮性のある、例えばポリウレタン繊維を組み合わせることにより、例えば織物で用いれば、伸縮性をコントロールすることが可能となり好ましい。さらに、ポリエステル繊維においては分散染料の移行昇華を防ぐため、カチオン可染ポリエステル繊維であることが好ましい。
また、伸縮性繊維布帛の伸長率は、0.5kgfの荷重時で、繊維布帛の経方向の伸長率(JIS L1096 A法)が、45%以下で、さらに2.0kgfの荷重時で、繊維布帛の経方向の伸長率が、75%以下であると好ましい。0.5kgfの荷重時の経方向の伸長率が45%を超えたり、2.0kgfの荷重時の経方向の伸長率が75%を超えると、布帛が経方向に伸びすぎることにより、緯方向の幅入りも大きくなって、コーティング加工を行った際に必要とする耐水圧や通気度等の物性が得られないおそれがある。
本実施形態においては、合成樹脂の塗布前に撥水加工を行う。この撥水加工は防水性を向上させることができるだけでなく、合成樹脂溶液が繊維布帛内部に深く浸透するのを抑制し、風合いが硬くなるのを防止するとともに耐水圧や通気度等の物性を向上させることができる。
本実施形態で用いられる撥水剤は、高い撥水性を付与することができるという点と環境や生体に対して影響が少ないという点から、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤(C6フッ素系撥水剤)を用いて加工を行う。本実施形態においては、C6フッ素系撥水剤を使用する全撥水剤に対し80〜100%含むものが好ましく、その他の撥水剤としてパラフィン系撥水剤やシリコーン系撥水剤などが20%未満の範囲で含まれていてもよい。
本発明に用いられるC6フッ素系撥水剤は、撥水性や撥油性など用途に応じた要求性能を満たすものであれば、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いることもできる。
本実施形態に用いる合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数は、1.4〜2.0の範囲内にあることが必要である。さらに好ましくは、1.45〜1.7である。チクソトロピー指数とは、一定温度において、回転粘度計により測定される低回転時の粘度を高回転時の粘度で除した値である。チクソトロピー指数が1.4より小さいと、繊維布帛上に合成樹脂を所望の厚さにコーティングした後、硬化するまでの間に合成樹脂が流動しやすくなり、コーティング膜を維持することができなくなる。チクソトロピー指数が2.0を超えると、コーティングする場合にせん断応力に対する粘度変化が大きく、コーティング加工にてコーティング形状を制御することが困難となる。
また、これらの合成樹脂だけでは、必要とする透湿性や通気性が得られない場合には、これらの合成樹脂中に、物性に影響を及ぼさない範囲内で、着色用の顔料、透湿性の向上や表面のタッチを改善する目的で無機/有機微粒子を添加したり、皮膜強度を向上させる架橋剤や抗菌剤等を添加することができる。
本実施形態に用いられる伸縮性繊維布帛は、予め常法により精練染色加工を行った後、コーティング加工の前に前処理として、C6フッ素系撥水剤を用いて通常の撥水加工を行うが、加工の手段としては、パディング法、コーティング法、グラビアコーティング法、スプレー法などの手段が適用できる。
また、C6フッ素系撥水剤だけでは、撥水性の洗濯耐久性が得られないおそれがあるため、メラミン系やイソシアネート系の架橋剤及び架橋触媒等を併用した処方にて撥水加工を行うことが好ましい。さらに必要に応じて、耐電防止剤や可縫製向上剤等を併用してもかまわない。そして、撥水加工を行う前や行った後に必要に応じてカレンダー処理を行ってもよい。
さらに、コーティング布帛の引裂強力や風合い、すべり感なども併せて向上させたいときは、撥水剤としてフッ素系撥水剤エマルジョンとポリエチレンエマルジョンとを混合した水分散液を使用するのがよい。また、これらの使用に併せ、例えば、シリコーン樹脂や滑剤などを用いることにより風合い、すべり感などのさらなる向上をさせることができる。
本実施形態における伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に合成樹脂をコーティングする方法としては、通常のナイフコーティングが好ましく採用される。例えば、フローティングナイフコータ、ナイフオーバーロールコータ等の公知のコーティング加工方法によってコーティングすることができる。コーティング加工後の乾燥は、通常の熱風乾燥機にて100〜120℃で、熱処理時間は、1〜5分間であることが好ましい。
本実施形態の伸縮性コーティング布帛の初期撥水性能(JIS L1092)は、初期4級以上、洗濯20回後の撥水性能が3級以上で、さらに耐水圧性能(JIS L1092 A法)は、100〜3000mmH2Oであることが好ましい。特にアウトドアやスポーツ用途であれば、耐水圧性能は、300mmH2O以上が好ましい。
実施例及び比較例における各種物性値の測定や、伸縮性コーティング布帛の性能の評価は、下記の方法で行った。
合成樹脂溶液のチクソトロピー指数は、東機産業(株)製のBM型粘度計にて、ローターNo.4(ガード無し)を用いて、23℃における粘度を測定したときに、回転数6rpmにおける粘度(6rpm)と、回転数30rpmにおける粘度(30rpm)との比を表したもので、一般式(A)で示される。
チクソトロピー指数=粘度(6rpm)/粘度(30rpm) ・・・(A)
合成樹脂溶液粘度は、東機産業(株)製のBM型粘度計にて、ローターNo.4(ガード無し)を用いて、23℃における回転数12rpmの粘度を測定した。
モジュラスとは、試験片に特定の伸びを与えた時の応力であり、以下のようにして測定した。測定する合成樹脂に、コーティング樹脂処方で使用する架橋剤を添加して、そこにコーティング樹脂処方で使用する希釈溶剤を添加して、合成樹脂溶液の粘度が室温で3000〜5000mPa・sになるように希釈した。その合成樹脂溶液を、樹脂皮膜が約0.2mmの厚さになるように型に流し込み、常温で乾燥させ、乾燥後、150℃で3分間熱処理を行い、皮膜を硬化させて合成樹脂のシートを作り、JISの引張2号形ダンベル状の型で合成樹脂のシートをダンベル状に打ち抜き、測定試料とした。そして、合成樹脂のシート厚みを測定し、ダンベルの幅が1cmの部分に1cmの標線を引き、測定温度23℃の環境で、引張速度200mm/分で、縦方向に標線の間隔が2cmになるまで引っぱって、100%モジュラスを測定した。
有機溶剤であるトルエンを、撥水加工を行った伸縮性繊維布帛の上に直径が5mmになるようにスポイトにて滴下し、完全に浸透する時間を測定した。
試料は、5cm幅とし、つかみ間隔は20cm、引張速度は200mm/分で、加重0.5kgfと2.0kgfにて測定を行った。
(6)撥水度
JIS L1092 スプレー法に準じて測定した。
(7)耐水圧
JIS L1092 A法 低水圧法に準じて測定した。
(8)透湿度
JIS L1092 A−1法(塩化カルシウム法)に準じて測定した。
(9)通気度
JIS L1018 フラジール形法に準じて測定した。
試料の風合いについて、以下の基準に従って評価した。
◎:非常に柔らかい。
○:柔らかい。
△:若干硬い。
×:硬い
コーティング面の品位について、樹脂皮膜がコーティング面を覆っている状態を以下の基準に従って評価した。
○:コーティング樹脂が、布帛にあまり浸透しておらず、布帛のコーティング面が樹脂皮膜で覆われている。
△:コーティング樹脂が、わずかに布帛に浸透しているが、ほぼ布帛のコーティング面が樹脂皮膜で覆われている。
×:コーティング樹脂のほとんどが、布帛に浸透して、コーティング面に樹脂皮膜がほとんど形成されていない。
33dtex/36フィラメントのポリエステル糸を用いて、40ゲージのスムース組織の編物を製編し、常法により精練、染色を行った。染色加工後の目付けは74g/m2で、経方向の伸長率は、加重0.5kgfで8.6%、加重2.0kgfで24.9%であった。
1)NUVA 2114LIQ −−−−−−−−−−−−−−− 3.0重量%
(C6フッ素系撥水剤、クラリアントジャパン株式会社製)
2)ARKOPHOB NANO 2605LIQ −−−−−− 3.0重量%
(C6フッ素系撥水剤、クラリアントジャパン株式会社製)
3)ナイスポールFE−26 −−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(帯電防止剤、日華化学株式会社製)
4)メイカネートTP10 −−−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(イソシアネート系架橋剤、明成化学工業株式会社製)
5)イソプロピルアルコール −−−−−−−−−−−−−−−−− 3.0重量%
(浸透助剤)
6)水 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 90.0重量%
1)XE−5573 −−−−−−−−−−−−−−−−−−− 100.0重量部
(アクリル樹脂溶液(100%モジュラス:9kgf/cm2)、株式会社トウペ製)
2)レザミンUD架橋剤 −−−−−−−−−−−−−−−− 2.0重量部
(ウレタン系架橋剤、大日精化工業株式会社製)
3)トルエン −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 17.0重量部
(希釈溶剤)
合成樹脂溶液の粘度は、15900mPa・s(B型粘度計)で、チクソトロピー指数は、23℃で1.44であった。
22dtex/24フィラメントのポリエステル糸を用いて、40ゲージのスムース組織の編物を製編し、常法により精練、染色を行った。染色加工後の目付けは55g/m2で、経方向の伸長率は、加重0.5kgfで9.6%、加重2.0kgfで23.0%であった。
56dtex/48フィラメントの6ナイロン糸を用いて、32ゲージのトリコットの編物を製編し、常法により精練、染色を行った。染色加工後の目付けは178g/m2で、経方向の伸長率は、加重0.5kgfで8.2%、加重2.0kgfで19.3%であった。
次いで、上記の処方2に示す合成樹脂溶液を、ナイフコータを用いて、フローティングナイフコート法にて塗布量として、樹脂固形分が15〜18g/m2となるように前記編物に塗布した後、120℃で1分間熱処理し、その後、150℃で熱セットし、実施例3の伸縮性コーティング布帛を得た。この伸縮性コーティング布帛の目付けは、194g/m2であった。
84dtex/72フィラメントのポリエステル糸を用いて、28ゲージのスムース組織の編物を製編し、常法により精練、染色を行った。染色加工後の目付けは188g/m2で、経方向の伸長率は、加重0.5kgfで5.3%、加重2.0kgfで10.5%であった。
次いで、上記で作製した編物を上記の処方1の性能の異なる2種類のC6フッ素系撥水剤を用いた水溶液に浸漬し、マングルにて絞り(絞り率:54重量%)、120℃で60秒間乾燥した後、160℃で60秒間熱処理を行って撥水加工を行った。撥水加工後に撥水加工布帛の撥トルエン性を評価したところ、163秒であった。
実施例1で用いた編物の撥水加工布帛を使用して、処方3に示す合成樹脂溶液を、ナイフコータを用いて、フローティングナイフコート法にて塗布量として、樹脂固形分が15〜18g/m2となるように前記編物に塗布した後、120℃で1分間熱処理し、その後、150℃で熱セットし、実施例5の伸縮性コーティング布帛を得た。この伸縮性コーティング布帛の目付けは、93g/m2であった。
1)XE−5573 −−−−−−−−−−−−−−−−−−− 100.0重量部
(アクリル樹脂溶液(100%モジュラス:9kgf/cm2)、株式会社トウペ製)
2)レザミンUD架橋剤 −−−−−−−−−−−−−−−− 2.0重量部
(ウレタン系架橋剤、大日精化工業株式会社製)
3)トルエン −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6.0重量部
(希釈溶剤)
合成樹脂溶液の粘度は、24800mPa・s(B型粘度計)で、チクソトロピー指数は、23℃で1.69であった。
実施例1で用いた編物の撥水加工布帛を使用して、処方4に示す合成樹脂溶液を、ナイフコータを用いて、フローティングナイフコート法にて塗布量として、樹脂固形分が15〜18g/m2となるように前記編物に塗布した後、120℃で1分間熱処理し、その後、150℃で熱セットし、比較例1の伸縮性コーティング布帛を得た。この伸縮性コーティング布帛の目付けは、92g/m2であった。
1)SA−6218 −−−−−−−−−−−−−−−−−−− 100.0重量部
(アクリル樹脂溶液(100%モジュラス:4kgf/cm2)、株式会社トウペ製)
2)レザミンUD架橋剤 −−−−−−−−−−−−−−−− 2.0重量部
(ウレタン系架橋剤、大日精化工業株式会社製)
3)トルエン −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 8.0重量部
(希釈溶剤)
合成樹脂溶液の粘度は、15500mPa・s(B型粘度計)で、チクソトロピー指数は、23℃で1.32であった。
比較例1で使用した撥水処方を、以下の処方5のC8フッ素系撥水剤を用いた以外は、比較例1と同様に行って、比較例2の伸縮性コーティング布帛を得た。コーティング加工前に撥水加工布帛の撥トルエン性を評価したところ、600秒以上経ってもトルエンは浸透しなかった。またこの伸縮性コーティング布帛の目付けは、90g/m2であった
1)AG−7000 −−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6.0重量%
(C8フッ素系撥水剤、旭硝子株式会社製)
2)ナイスポールFE−26 −−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(帯電防止剤、日華化学株式会社製)
3)メイカネートTP10 −−−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(イソシアネート系架橋剤、明成化学工業株式会社製)
4)イソプロピルアルコール −−−−−−−−−−−−−−−−− 3.0重量%
(浸透助剤)
5)水 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 90.0重量%
実施例1で用いた編物の撥水加工布帛を使用して、処方6に示す合成樹脂溶液を、ナイフコータを用いて、フローティングナイフコート法にて塗布量として、樹脂固形分が15〜18g/m2となるように前記編物に塗布した後、120℃で1分間熱処理し、その後、150℃で熱セットし、比較例1の伸縮性コーティング布帛を得た。この伸縮性コーティング布帛の目付けは、90g/m2であった。
1)SA−6218 −−−−−−−−−−−−−−−−−−− 100.0重量部
(アクリル樹脂溶液(100%モジュラス:4kgf/cm2)、株式会社トウペ製)
2)レザミンUD架橋剤 −−−−−−−−−−−−−−−− 2.0重量部
(ウレタン系架橋剤、大日精化工業株式会社製)
3)トルエン −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.0重量部
(希釈溶剤)
合成樹脂溶液の粘度は、19400mPa・s(B型粘度計)で、チクソトロピー指数は、23℃で1.42であった。
実施例2で用いた編物に、処方7に示す、1種類のC6フッ素系撥水剤を用いた水溶液に浸漬し、マングルにて絞り(絞り率:53重量%)、120℃で60秒間乾燥した後、160℃で60秒間熱処理を行って撥水加工を行った。撥水加工後に撥水加工布帛の撥トルエン性を評価したところ、36秒であった。
1)NUVA 2114LIQ −−−−−−−−−−−−−−− 6.0重量%
(C6フッ素系撥水剤、クラリアントジャパン株式会社製)
2)ナイスポールFE−26 −−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(帯電防止剤、日華化学株式会社製)
3)メイカネートTP10 −−−−−−−−−−−−−−−−− 0.5重量%
(イソシアネート系架橋剤、明成化学工業株式会社製)
4)イソプロピルアルコール −−−−−−−−−−−−−−−−− 3.0重量%
(浸透助剤)
5)水 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 90.0重量%
Claims (11)
- 炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に合成樹脂溶液を塗布してなる合成樹脂からなるコーティング樹脂皮膜を有する伸縮性コーティング布帛であって、
前記フッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛の撥トルエン性が100秒以上、前記合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数が1.4〜2.0の範囲内であり、
前記合成樹脂の100%モジュラスが5kgf/cm2以上である伸縮性コーティング布帛。 - 前記合成樹脂がアクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂の中から選ばれる少なくとも1種類以上である請求項1に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 初期撥水性能(JIS L1092)が4級以上、洗濯20回後の撥水性能が3級以上である請求項1または2に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 耐水圧性(JIS L1092 A法)が100〜3000mmH2O、透湿性が3000g/m2・24hr(JIS L1092 A−1法)以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 通気度が6cc/cm2・sec(JIS L1018 フラジール形法)以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 前記伸縮性繊維布帛が、28ゲージ以上のハイゲージで編まれている編物である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 前記伸縮性繊維布帛が、総繊度84dtex以下のポリアミド繊維及び/またはポリエステル繊維を主体とした布帛であって、生地目付が200g/m2以下であり、0.5kgf加重時の経方向の伸長率(JIS L1096 A法)が、45%以下で、2.0kgf加重時の経方向の伸長率が、75%以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の伸縮性コーティング布帛。
- 炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を含有する共重合体からなるフッ素系撥水剤を用いて撥水加工を施した伸縮性繊維布帛を用意する工程と、
前記伸縮性繊維布帛の少なくとも片面に合成樹脂を溶媒に溶解させた合成樹脂溶液を塗布する工程と、
を含む伸縮性コーティング布帛の製造方法であって、
前記フッ素系撥水剤を用いて伸縮性布帛の撥トルエン性を100秒以上にし、前記合成樹脂溶液の23℃におけるチクソトロピー指数が1.4〜2.0の範囲内であり、
前記合成樹脂の100%モジュラスが5kgf/cm2以上である伸縮性コーティング布帛の製造方法。 - 前記合成樹脂がアクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂の中から選ばれる少なくとも1種類以上である請求項8に記載の伸縮性コーティング布帛の製造方法。
- 前記伸縮性繊維布帛が、28ゲージ以上のハイゲージで編まれている編物である請求項8または9に記載の伸縮性コーティング布帛の製造方法。
- 前記伸縮性繊維布帛が、総繊度84dtex以下のポリアミド繊維及び/またはポリエステル繊維を主体とした布帛であって、生地目付が200g/m2以下であり、0.5kgf加重時の経方向の伸長率(JIS L1096 A法)が、45%以下で、2.0kgf加重時の経方向の伸長率が、75%以下である請求項8乃至10のいずれか1項に記載の伸縮性コーティング布帛の製造方法。
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