JP2021055250A - 防水加工布帛の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.ポリウレタン溶液を繊維布帛の表面に塗布した後、湿式凝固させる。
2.ポリウレタン溶液を前記繊維布帛以外の基材に塗布した後、湿式凝固させポリウレタン樹脂層を作成し、得られたポリウレタン樹脂層を前記繊維布帛の表面に貼り付ける。
本発明で好ましく使用されるポリウレタンは、イソシアネート基と反応性のある水酸基を少なくとも2個以上有するポリオール化合物(A)と、イソシアネート構造を有しイソシアネート基を少なくとも2個有するイソシアネート化合物(B)と、必要に応じて添加される鎖長剤(C)とを水に可溶な極性溶剤(D)中で反応させ、反応停止剤(E)で重合停止することより得られうるポリウレタンである。
なお、イソシアネート化合物(B)は水に可溶な極性溶剤(D)に容易に溶けるものを選ぶべきであり、本発明に用いる水に可溶なアミド系極性溶剤に対してはジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)が比較的容易に溶けるため好ましい。
基材となる繊維布帛は、常法の染色整理を施したものを用いるのが好ましい。また用途がアウトドアなどの屋外での着用が想定される場合には雨滴の衣服内への侵入を防ぐためにも常法の撥水加工を施したものにしたい。この繊維布帛に対して、前述のウレタン樹脂を塗布し、湿式凝固法により成膜することで、繊維布帛上に多孔質のウレタン膜を有する本発明の防水加工布帛を得るに至る。
前記湿式凝固法により多孔質となりえるウレタン樹脂は、必要に応じて、湿式凝固時のウレタンの相分離の際の核(誘起剤)となり得る添加剤を配合することができる。
(1)耐水圧:JIS−L1092(2009)B法にしたがって測定した。
(2)透湿度:JIS−L1099(2012)のA−1法およびB−1法に従って測定した。
(3)加水分解試験(ジャングルテスト):70℃、相対湿度95%の高温高湿槽において5週間加水分解を促進させ、耐水圧の保持率(テスト前の耐水圧に対するテスト後の耐水圧の割合、単位%)を調べた。
(ジイソシアネートの溶解性の確認(1))
水に可溶なアミド系極性溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド(KJケミカル製KJCMPA−100:沸点215℃)を用い、室温下でジフェニルメタンジイソシアネート(以下「MDI」)をMDI濃度が15質量%の溶液となるように添加し、完全に溶けるまでの時間を測定した。さらに溶解直後および1日経過後の外観の様子を確認し、結果を表1に記した。
(ジイソシアネートの溶解性の確認(2))
実施例1と同様に水に可溶な極性溶剤として3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド(KJケミカル製KJCBPA−100:沸点252℃)を用いた場合のMDIが完全に溶けるまでの時間と溶解直後および1日経過後の外観の様子を確認し、結果を表1に記した。
(ジイソシアネートの溶解性の確認(3))
水に可溶な極性溶剤としてウレタン重合に一般的に用いられるN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に対しての実施例1と実施例2と同様の試験を行い、結果を表1に記した。
(ポリウレタン溶液の調製)
ポリカーボネートポリオール(ヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製、“ニッポラン”980R)144.5g、ポリエーテルポリオール(ポリテトラメチレングリコール、三洋化成工業(株)製、PTMG―2000M)36g、及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド280gを2リットルのセパラブルコルベンに入れて溶解させ、50℃に調温しながらジフェニルメタンジイソシアネート97gを添加し、50℃で約1時間反応させ、プレポリマーとした。この後、温度を60℃に昇温し、エチレングリコール15gと3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド45gを添加し、60℃で鎖長延長反応をさせ、粘度上昇に合せて3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド452gを分割添加しながら重合を行った。重合中にイソシアネート残量を分析し、重合終了時にプロピレングリコール9gと3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド120gを添加した。おおよそ12時間で反応が終わり、ウレタン樹脂濃度28.8%、粘度60,000mPa・s(30℃)のポリウレタン溶液が得られた。
50デニールのナイロンフィラメントヤーンで構成されたナイロンリップタフタを、フッ素系撥水剤(ダイキン工業(株)、“ユニダイン”(登録商標。以下同じ。)TG−5521)の30g/lの希釈液に浸漬し、絞り率40%となるようにマングルで絞った後、120℃で乾燥し、130℃で30秒間熱処理し、撥水処理を行った。
得られた布帛は、耐水圧、透湿度(A−1、B−1)を評価した。また、ジャングルテスト(70℃95%5週間)を行った後、耐水圧を測定し、その保持率を求めた。結果を表2に記した。
(ポリウレタン溶液の調製)
ポリカーボネートポリオール(キーモノマーを1,10−デカンカーボネートジオールとした三菱ケミカル(株)製、“ベネビオール”NL2010DB)194.4g、及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド220gを2リットルのセパラブルコルベンに入れて溶解させ、50℃に調温しながらジフェニルメタンジイソシアネート104.5gを添加し、50℃で約1時間反応させ、プレポリマーとした。この後、温度を60℃に昇温し、エチレングリコール16.3gと3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド50gを添加し、60℃で鎖長延長反応をさせ、粘度上昇に合せて3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド570gを分割添加しながら重合を行った。重合中にイソシアネート残量を分析し、重合終了時にプロピレングリコール9gと3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド108gを添加した。おおよそ12時間で反応が終わり、ウレタン樹脂濃度31.1%、粘度57,000mPa・s(30℃)のポリウレタン溶液が得られた。
実施例4のポリウレタン溶液の重合(2)で得たポリウレタン溶液を80重量部にシリカ微粉末((株)トクヤマ製、“レオロシール”MT−10)6重量部を添加し、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド50重量部で充分に浸漬し、ホモミキサーで約15分間分散攪拌した後、攪拌し、ウレタン樹脂の液状組成物を得た。
得られた布帛は、耐水圧、透湿度(A−1、B−1)を評価した。また、ジャングルテスト(70℃95%5週間)を行った後、耐水圧を測定し、その保持率を求めた。結果を表2に記した。
(ポリウレタン溶液の調製)
ポリカーボネートポリオール(ヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製、“ニッポラン”980R)144.5g、ポリエーテルポリオール(ポリテトラメチレングリコール、三洋化成工業(株)製、PTMG―2000M)36g、及びDMF280gを2リットルのセパラブルコルベンに入れて溶解させ、50℃に調温しながらジフェニルメタンジイソシアネート97gを添加し、50℃で約1時間反応させ、プレポリマーとした。この後、温度を60℃に昇温し、エチレングリコール15gとDMF45gを添加し、60℃で鎖長延長反応をさせ、粘度上昇に合せてDMF452gを分割添加しながら重合を行った。重合中にイソシアネート残量を分析し、プロピレングリコール9gとDMF120gを添加した。おおよそ7時間で反応が終わり、ウレタン樹脂濃度24.3%、粘度47,000mPa・s(30℃)のポリウレタン溶液が得られた。
比較例2のポリウレタン溶液の重合(3)で得たポリウレタンを80重量部にシリカ微粉末((株)トクヤマ製、“レオロシール”MT−10)6重量部を添加し、DMF50重量部で充分に浸漬し、ホモミキサーで約15分間分散攪拌した後、攪拌し、ウレタン樹脂の液状組成物を得た。
得られた布帛は、耐水圧、透湿度(A−1、B−1)を評価した。また、ジャングルテスト(70℃95%5週間)を行った後、耐水圧を測定し、その保持率を求めた。結果を表2に記した。
(ポリウレタン重合時間の短縮化)
極性溶剤である3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドの溶剤中におけるアミン量を凡そ2000ppmとなるように調整を行い、以下の重合を実施した。
ポリカーボネートポリオール(ヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製、“ニッポラン”980R)144.5g、ポリエーテルポリオール(ポリテトラメチレングリコール、三洋化成工業(株)製、PTMG―2000M)36g、及びアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド280gを2リットルのセパラブルコルベンに入れて溶解させ、50℃に調温しながらジフェニルメタンジイソシアネート97gを添加し、50℃で約1時間反応させ、プレポリマーとした。この後、温度を60℃に昇温し、エチレングリコール15gとアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド45gを添加し、60℃で鎖長延長反応をさせ、粘度上昇に合せてアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド452gを分割添加しながら重合を行った。重合中にイソシアネート残量を分析し、重合終了時にプロピレングリコール9gと3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド120gを添加した。おおよそ8時間で反応が終わり、ウレタン樹脂濃度24.5%、粘度89,000mPa・s(30℃)のポリウレタン溶液が得られた。
(ポリウレタン重合時間の短縮化)
極性溶剤である3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドの溶剤中におけるアミン量を実施例の半分に相当する1000ppmとなるように調整を行い、以下の重合を実施した。
ポリカーボネートポリオール(ヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製、“ニッポラン”980R)144.5g、ポリエーテルポリオール(ポリテトラメチレングリコール、三洋化成工業(株)製、PTMG―2000M)36g、及びアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド280gを2リットルのセパラブルコルベンに入れて溶解させ、50℃に調温しながらジフェニルメタンジイソシアネート97gを添加し、50℃で約1時間反応させ、プレポリマーとした。この後、温度を60℃に昇温し、エチレングリコール15gとアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド45gを添加し、60℃で鎖長延長反応をさせ、粘度上昇に合せてアミン量を調整した3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド452gを分割添加しながら重合を行った。重合中にイソシアネート残量を分析し、重合終了までにおおよそ12時間かかり、重合時間の短縮は出来なかった。
表3にポリウレタン重合時間に関する検討結果をまとめる。実施例3、実施例5、実施例6は極性溶剤(D)である3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド中のアミン量に違いがあるのみで、その他のイソシアネート基と反応性のある水酸基を少なくとも2個以上有するポリオール化合物(A)と、イソシアネート構造を有しイソシアネート基を少なくとも2個有するイソシアネート化合物(B)と、鎖長剤(C)と反応停止剤(E)の内容および使用量は同じである。
なお、実施例3の3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド中のアミン量は100ppmであった。
Claims (6)
- 1気圧での沸点が200℃以上であり、水に可溶なアミド系極性溶剤のポリウレタン溶液から得られる多孔質ポリウレタン層を、下記いずれかの方法で繊維布帛の表面に設けることを特徴とする防水加工布帛の製造方法。
1.ポリウレタン溶液を繊維布帛の表面に塗布した後、湿式凝固させる。
2.ポリウレタン溶液を前記繊維布帛以外の基材に塗布した後、湿式凝固させポリウレタン樹脂層を作成し、得られたポリウレタン樹脂層を前記繊維布帛の表面に接合させる。 - 前記アミド系極性溶剤が3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドである請求項1に記載の防水加工布帛の製造方法。
- 前記ポリウレタン溶液のポリウレタンがポリエーテル系ポリオールまたはポリカーボネート系ポリオール由来の構造を有するものである防水加工布帛の製造方法。
- 防水加工布帛の耐水圧が29.4kPa以上である請求項1〜3いずれかに記載の防水加工布帛の製造方法。
- 防水加工布帛のJIS L 1099のB−1法による透湿度が200g/m2・hr以上であることを特徴とする請求項1〜4いずれかの防水加工布帛の製造方法。
- 温度70℃、湿度95%の条件下における加水分解性評価試験において、5週間経過後の耐水圧の保持率が80%以上である請求項1〜5いずれかに記載の防水加工布帛の製造方法。
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