JP2690778B2 - 耐摩耗性に優れた透湿性防水布帛 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，優れた耐摩耗性を有する透湿性防水布帛に
関するものである。

（従来の技術） 従来より，布帛の表面に透湿膜を有する透湿性防水布
帛は，その透湿膜が多孔質であるものと無孔質であるも
のが知られている。特に無孔の透湿膜を有するものは，
膜表面に孔径１〜３μの水蒸気が発散可能な程度の連続
した微細孔を有する多孔質膜より耐洗濯性，耐摩耗性に
優れた透湿性防止布帛として知られている。しかしなが
ら，このような透湿性防水布帛を用いてウインドブレー
カーを縫製し，着用テストを行った際，皮膜がアンダー
ウエアーによって摩耗され，皮膜が損傷するという欠点
が見出され，その欠点を改善するために皮膜の厚膜化も
試みられたが，この場合，良好な透湿性能が得られず，
耐摩耗性の向上が十分でないことが判明している。ま
た，耐摩耗性向上剤としてシリコン含有化合物等も用い
られるが，その効果も十分ではなく，今のところ優れた
耐摩耗性を有し，かつ良好な透湿，防水性能を有した透
湿性防水布帛は得られていないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は，上述の現状に鑑みて行われたもので，優れ
た透湿，防水性能を有し，かつ着用時における摩耗によ
る皮膜損傷を防ぐ優れた耐摩耗性を有する透湿性防水布
帛を得ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は，上述の目的を達成するもので，次の構成を
有するものである。

すなわち，本発明は，「ウレタン樹脂あるいはポリア
ミノ酸ウレタン樹脂主体の合成重合体よりなる無孔また
は有孔の透湿膜を布帛の表面に有する透湿性防水布帛で
あって，上記透湿膜中にＬ−リジンと有機酸の反応物で
ある平板状粉体を0.1重量％以上有することを特徴とす
る耐摩耗性に優れた透湿性防水布帛」を要旨とするもの
である。

以下，本発明について詳細に説明を行う。

本発明で用いられるポリウレタン樹脂主体の合成重合
体とは，合成重合体としてポリウレタン樹脂を60〜100
％含むもの（勿論，ポリウレタン樹脂100％でもよ
い。）をいい，その他の合成重合体として，例えば，ポ
リアクリル酸，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリブ
タジエン，ポリアミノ酸等の高分子や，これらの共重合
体等を40％未満の範囲で含んでいてもよい。

本発明で用いられるポリウレタン樹脂とは，両末端に
水酸基を有するポリオール，有機ジイソシアネートおよ
び鎖伸長剤を成分とする反応物である。上記ポリオール
成分としては，ポリエーテルポリオール，ポリエステル
ポリオールまたはこれらの混合物もしくは共重合体等を
挙げることができ、ポリエーテルポリオールとしては，
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，ヘキサメチレングリコール等の
ジオールとアジピン酸，セバチン酸，マレイン酸，テレ
フタル酸等の二塩基酸との重縮合物や，カプロラクト
ン，ラクトン酸等の開環重合物が挙げられる。

有機ジイソシアネート成分としては，芳香族ジイソシ
アネート，脂肪族ジイソシアネートおよび脂環族ジイソ
シアネートの単独またはこれらの混合物が用いられ，例
えば，トリレン−２・４−ジイソシアネート,4・４′−
ジフエ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−シクロヘキサンジイソシアネー
ト等が挙げられる。

鎖伸長剤としては，エチレングリコール，プロピレン
グリコール，ヘキサメチレングリコール等のジオール類
や，エチレンジアミン，メタフエニレンジアミン，ナフ
チレンジアミン等のジアミン類等の活性水素を有する化
合物が挙げられる。

本発明で用いられるポリアミノ酸ウレタン樹脂主体の
合成重合体とは，合成重合体としてポリアミノ酸ウレタ
ン樹脂を70〜100％含むもの（勿論，ポリアミノ酸ウレ
タン樹脂100％でもよい。）をいい，その他の合成重合
体として，例えば，ポリ−γ−アルキルグルタメートと
ブタジエンのブロツク共重合体や，ポリ−γ−アルキル
グルタメートとロイシンのブロツク共重合体等を30％未
満の範囲で含んでいてもよい。

本発明で用いられ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,L−メチオニン,L−ロイシンおよび
それらの誘導体が挙げられ，ポリアミノ酸を合成する場
合には，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が，特に皮膜性能面から，
光学活性γ−アルキルグルタメート−NCAが好ましく用
いられ，その中でも，価格と皮膜物性の面から，γ−メ
チル−Ｌ−グルタメート−NCAまたはγ−メチル−Ｄ−
グルタメート−NCAがPAU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。一方，ポリウレタンとして
は，末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリ
マーで，イソシアネートとポリオールを当量比NCO/OH＞
１の条件で反応させて得られるものが用いられる。イソ
シアネート成分としては，芳香族ジイソシアネート，脂
肪族ジイソシアネートおよび脂環族ジイソシアネートの
単独またはこれらの混合物が用いられ，例えば，トリレ
ン２・４−ジイソシアネート,4・４′−ジフエニルメタ
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−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げら
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等が使用される。ポ
リエーテルポリオールとしては，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，セバチ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，アミノ酸とポリウレタンとの共重合で使用され
るアミン類としては，ヒドラジン，エチレンジアミン，
ジエチルアミン，トリエチルアミン，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。

PAU樹脂の合成時に用いられる重合溶媒としては，ア
ミノ酸NCAの重合溶媒で活性水素を含まないこと，およ
び末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマ
ーを溶解することができることの２点を満足する溶媒が
選択され，かかる溶媒には，例えば，ジオキサン，テト
ラヒドロフラン等の環状エーテル，酢酸エチル，酢酸ブ
チル等の酢酸エステル類，アセトン，メチルエチルケト
ン等のケトン類，ジメチルホルムアミド,N−メチルピロ
リドン等の極性アミド溶媒等を挙げることができ，これ
らは単独溶媒として，あるいは混合溶媒として用いられ
る。これらの溶媒系のうち特に好ましいものは，生成す
る重合体組成物を溶解または均一分散するもので，例え
ば，ジメチルホルムアミド単独溶媒，ジメチルホルムア
ミドとジオキサンの混合溶媒またはメチルエチルケトン
とジメチルホルムアミドとの混合溶媒等を挙げることが
できる。これらの溶媒は，コーテイングによるポリウレ
タン樹脂膜あるいはPAU樹脂膜製造時の樹脂溶液の安定
性および塗工性の面でも溶媒として優れている。

本発明では，耐摩耗性向上の目的で，前述のポリウレ
タン樹脂あるいはPAU樹脂にＬ−リジンと有機酸との反
応物である平板状粉体を含有せしめ，湿式法または乾式
法で透湿膜を形成する。

本発明で用いるＬ−リジンと有機酸の反応物とは,L−
リジンと有機酸，例えば，プロピオン酸，酪酸，イソ酪
酸，ペンタン酸，ヘキサン酸，ヘプタン酸，オクタン
酸，コハク酸，アジピン酸，フマル酸，マレイン酸，フ
タル酸，ミリスチン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，
オレイン酸，リノール酸，ラウリン酸，リノレン酸等と
の反応物であり，その性能等より,L−リジン−アルキル
酸系の反応物が好ましい。その中でも特にＮ^ε−ラウロ
イル−Ｌ−リジンの効果が著しい。

上記平板状粉体は，長さ方向と厚さ方向の割合が3:1
以下の白色結晶性の粉末であり，粉砕により微粉化が可
能であるが，通常長さ方向に50μ以下，厚さ方向に10μ
以下の粉体が好ましく用いられる。

また,L−リジンと有機酸の反応物である平板状粉体の
使用量は，布帛の使用用途により適宜選択して用いれば
よく，通常は透湿樹脂中に0.1重量％以上均一に分散さ
せればよい。特に耐摩耗性を効率よく発現させるには，
透湿樹脂膜の表層部に上記平板状粉体を集中させる方が
好ましい。より好ましくは，上記粉体を含有していない
透湿樹脂を布帛上に塗工し，湿式法または乾式法で透湿
膜を形成させた後，その透湿膜上に上記粉体を含有せし
めた透湿樹脂を塗工し，湿式法または乾式法で薄膜を形
成させて２層構造をとる方法がよく，この場合，第２層
形成用の透湿樹脂量の１重量％以上の含有，透湿樹脂全
体量の0.1重量％以上の含有が望ましい。また,L−リジ
ンと有機酸の反応物は，その化学構造より，抗菌性能も
有する。

本発明は以上の構成よりなるものであり，本発明によ
れば，高度な透湿，防水性能と優れた耐摩耗性を有する
透湿性防水布帛を得ることができる。

（作 用） 本発明の透湿性防水布帛は，ポリウレタン樹脂あるい
はPAU樹脂中に,L−リジンと有機酸との反応物である平
板状粉体を含有さしめることにより，優れた耐摩耗性能
を付与せしめたものである。また,L−リジンと有機酸の
反応物である平板状粉体は，透湿膜の性能をほとんど低
下させないため，透湿，防水性能においても卓越してい
る。

何故にＬ−リジンと有機酸の反応物よりなる平板状粉
体を含有せしめることにより優れた耐摩耗性能を得るこ
とができるのか，本発明者らはその理由について次のよ
うに推測している。

上記粉体は，平板状で，かつ壁開しやすいため，透湿
膜用樹脂溶液に分散，混合すると薄く剥離し，樹脂溶液
を塗工すると，塗工面と平行に粉体が並び，かつ多層に
なる。Ｌ−リジンと有機酸の反応物は活性に優れている
ため、これを樹脂膜に含有せしめると，樹脂膜表面の滑
性が良好となり，摩耗抵抗が小さくなる。また，上記平
板状粉体自身は，アミノ酸と有機酸の反応物であるた
め，透湿膜用樹脂，特にPAU樹脂とのなじみが良好であ
ること，およびそれらの相乗効果により，卓越した耐摩
耗性が得られるものと推測される。

（実施例） 次に，本発明を実施例によってさらに具体的に説明す
るが，実施例における布帛の性能の測定，評価は次の方
法で行った。

（１） 透湿度 JIS−Ｚ−0208による。

（２） 耐水圧 JIS−Ｌ−1096（低水圧法）による。

（３） 摩耗強力 JIS−Ｌ−1084（Ａ−１法）による。

実施例１ 本実施例では,L−リジンと有機酸の反応物としてＮ^ε
−ラウロイル−Ｌ−リジンを用い，次の方法により本発
明の透湿性防水布帛を製造した。

まず，基布として経糸，緯糸の双方にナイロン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錬および酸性染料による染色を行っ
た後，フツ素系撥水剤エマルジヨンのアサヒガード710
（旭硝子株式会社製）５％水溶液でパツテイング（絞り
率35％）し,160℃にて１分間の熱処理を行った。次に，
鏡面ロールをもつカレンダー加工機を用いて，温度160
℃，圧力30kg/cm,速度20m/分の条件にてカレンダー加工
を行い，引続き，下記処方１に示す樹脂固形分濃度18％
の樹脂溶液をナイフオーバーロールコーターを使用して
塗布量100g/m²にて塗布した後,70℃にて２分間の乾燥を
行い，本発明の透湿性防水布帛を得た。

実施例2,3 上記実施例１において，その処方１に代えて後記第１
表の処方2,4をそれぞれ用いるほかは，実施例１と全く
同一の方法により本発明の透湿性防水布帛２点（それぞ
れ実施例2,3とする。）を得た。

実施例４ コーテイング用の基布として実施例１で用いたものと
同一の基布を用意し，これに後記第１表の処方３に示す
樹脂固形分濃度20％の樹脂溶液をナイフオーバーロール
コーターを使用して塗布量100g/m²にて塗布した後,15℃
の水溶液中に40秒間浸漬し，樹脂分を凝固させ，続い
て,50℃の温水中で10分間洗浄し，乾燥する湿式法を用
いて本発明の透湿性防水布帛を製造した。

実施例５ 上記実施例４において，その処方３に代えて後記第１
表の処方５を用いるほかは，実施例４と全く同一の方法
により本発明の透湿性防水布帛を得た。

比較例１〜５ 本発明との比較のため，実施例１において，その処方
１に代えて後記第２表の処方6,7,9をそれぞれ用いるほ
かは，実施例１と全く同一の方法により比較用の透湿性
防水布帛３点（それぞれ比較例1,2,4とする。）を得
た。また，本発明との比較のため，実施例４において，
その処方３に代えて後記第２表の処方8,10をそれぞれ用
いる他は，実施例４と全く同一の方法により比較用の透
湿性防水布帛２点（それぞれ比較例3,5とする。）を得
た。

本発明（実施例１〜５）および比較例１〜５の透湿性
防水布帛の性能を測定評価し，その結果を合わせて第３
表に示した。

第３表において本発明（実施例１〜５）の性能を比較
例１〜５の性能と比較すれば明らかなごとく，本発明の
透湿性防水布帛は，いずれも透湿性，防水性を損なうこ
となく良好な耐摩耗性能を有していることがわかる。

実施例６ コーテイング用の基布として実施例１で使用したもの
と同一の基布を用意し，これに前記第２表の処方６に示
す樹脂固形分濃度18％の樹脂溶液をナイフオーバーロー
ルコーターを使用して塗布量300g/m²にて塗布した後,70
℃で２分間乾燥し，第１樹脂層である多孔質膜（膜厚60
μｍ）を形成した。

次に，上述の第１樹脂層の表面に，実施例１における
第１表の処方４に示すPAU樹脂溶液をナイフオーバーロ
ールコーターを使用してPAU樹脂膜の乾燥膜厚が８μｍ
になるように塗布量を適宜調整して塗布した後,60℃,10
分間の条件で乾燥を行い，本発明の透湿性防水布帛を得
た。

本発明の透湿性防水布帛の性能を測定評価したとこ
ろ，摩耗強力はタテ４〜５級，ヨコ４〜５級という優れ
た耐摩耗性を有しており，その他の性能としても，透湿
度6,800g/m²・24hr,耐水圧1,600mmと問題なく，優れた
性能であった。

（発明の効果） 本発明の透湿性防水布帛は，布帛の表面がＬ−リジン
と有機酸との反応物である平板状粉体を含有するウレタ
ン樹脂あるいはPAU樹脂よりなる有孔または無孔の透湿
膜から構成されているものであり，かかる構成の本発明
の透湿性防水布帛によれば，高い透湿性能と防水性能を
満足するのみならず，優れた耐摩耗性をも満足すること
ができる。

また，本発明の透湿性防水布帛は，その優れた性能か
ら，特にスポーツ衣料や雨衣に適した素材である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウレタン樹脂あるいはポリアミノ酸ウレタ
   ン樹脂主体の合成重合体よりなる無孔または有孔の透湿
   膜を布帛の表面に有する透湿性防止布帛であって，上記
   透湿膜中にＬ−リジンと有機酸の反応物である平板状粉
   体を0.1重量％以上有することを特徴とする耐摩耗性に
   優れた透湿性防水布帛。