JP2898639B2 - 多層型伸縮性織物の製造方法 - Google Patents

多層型伸縮性織物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は伸縮性のある織物に関するものであり、特に
防水性あるいは耐水性があり、しかも湿気の蒸気に対し
て通気性のある多層構造をもつ伸縮性織物に関するもの
である。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 耐水性または防水性があり、湿気の蒸気を通過する能
力で表される通気性をもつ種々の多層性織物が知られて
いる。これら多層性織物の多くは伸縮性のものとは言え
ず、辛うじて最低限度の伸縮性を示しているに過ぎな
い。
耐水性、通気性のある多層性織物の一つがアメリカ特
許第4187390号に記載されている。この特許にはポリテ
トラフルオルエチレン（PTFE）重合物薄膜から製作した
多層性物を一つの基体に接着したものが記されている。
このような接着多層性物を用いた衣服用織物が『GORE−
TEX』という商品名で売られている。このような織物は
レインコートやオーバーなどの衣服材料に使われて、耐
水性を与えるとともに、着ている人の汗が蒸発して水蒸
気となって容易に通過できるようになっている。GORE−
TEX織物は伸縮性織物とは考えられず、また衣服材料に
用いて織物の優雅な垂れ具合とよい感触を表すのに役立
つとも思えない。
多層性の織物として通気性と耐水性をもつとともに伸
縮性を増大させようと企てたものがアメリカ特許第4539
285号に開陳されている。この特許の記載するところは
湿気透過性、防水性織物であって、厚さ２乃至20ミクロ
ンのポリアミノ酸修飾のポリウレタン薄膜とその薄膜に
ポリウレタン系接着剤で接着した織物からなるものであ
る。この特許に開陳されている多層物は熱硬化による連
続接着層を用いるものである。しかし、この技法による
製品は垂れ具合、感触および伸縮性において満足できる
ものではない。さらに接着した層というのは織物の通気
性に限界を与えるものである。
［発明の目的］ 上述の理由から、本発明の目的は通気性があり、防水
性あるいは耐水性でまた充分に伸縮性をもつ多層性織物
を提供することである。
本発明の他の目的は、ストレッチ材料の層にポリウレ
タン薄膜を接着したものを基体とする多層性織物で、垂
れ具合のよさと優れた感触とを持ち、ストレッチ材料に
匹敵する伸縮性を全面にもつ多層性織物を提供すること
である。
本発明のさらに他の目的は、通気性、防水性あるいは
耐水性を持つ多層性織物で、機械洗濯やドライクリーニ
ングなどの普通の取り扱いの間に層が剥れて劣化する傾
向がほとんどない多層性織物を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明においては、多層、伸縮性織物は充分に伸縮性
のあるストレッチ材料の層および厚さ約0.1mil.（約0.0
254mm）以下の重合物薄膜層からなっている。この薄膜
は通気性と防水性があり、ストレッチ材料に匹敵する伸
縮性をももっている。接着剤でこの薄膜をストレッチ材
料に接着するが、接着剤はほぼとびとびの（不連続の）
接着部分に付けられる。
また、本発明において通気性と防水性のある多層性織
物を製造する方法は予め決められた厚さが最大1.0mil
（約0.0254mm）までの通気性と防水性のある伸縮性の薄
膜の第１層を製造する操作段階と、ストレッチ材料の第
２層を製造する段階と、第１層を縦方向に予め決められ
た量だけ伸ばす段階と、上述の第１層の伸びにほぼマッ
チするだけ第２層を縦方向に伸ばす段階と、層の一つに
ほぼ離れ離れの（不連続の）場所に接着剤を付けて接着
部分を構成する段階と、接着剤のない層と接着剤を付け
た層の２つの層の伸びが一致したときに前者を後者に圧
着して一つの多層物とする段階と、およびこれらの層に
縦方向の張力を与えながら接着剤を硬化させて多層性織
物を完成させる段階とを含んでいる。
本明細書に用いられた用語、すなわち、“防水性”は
“耐水性”をも含むものと解されたい。また、多層物の
伸長度の“一致”というのは各層が同一％量だけ伸長さ
れることを意味する。これは２つの層が縮れたり皺にな
ったりせずに希望どおり接着されるためである。しか
し、多層物上に意図的に不規則性を作り出すため（例え
ばクレープ的な効果をねらうなど）、各層の伸長度を違
えるという可能性も存在する。
［実 施 例］ 本発明をより良く理解するために、次の記述と添付図
を引用するが、本発明の及ぶ範囲は特許請求の範囲に示
されている。
第１図には、それぞれ伸縮性をもつ２層からなる多層
物として作製された伸縮性織物10が示されている。層の
一つはストレッチ（織ったもの、不織または編んだも
の）の織物基体11の層であり、もう一つはエラストマー
重合物から製造した伸延可能の薄膜13である。２つの層
は以下に記すように接着剤12によって接着されている。
この接着操作によって、きわめて薄い膜層をストレッチ
材料の基体に接着し、それによって使用による多層性織
物の劣化を事実上防止し、しかも作製した織物に垂れ具
合のよさや、優れた感触および服装美を与えるものであ
る。
薄膜層13として望ましいものは、ポリウレタン重合物
から作り、通気性と伸縮性を確保するように予め決めた
厚さを持つものである。この薄膜にはまた水が極めて通
り難いという性質がある。ポリウレタン薄膜として適し
たものはアメリカ合衆国マサチューセッツ州サウス・デ
ァフィールドのデァフィールド・ウレタン社が製造する
種類のもの、特に『DUREFLEX FT6100S』という名称の独
占商品が適している。この薄膜はポリエーテル修飾のポ
リウレタンである。この薄膜の典型的性能としては伸長
度（ASTM 882）450％および引裂き強度（ASTM 1044）40
0ポンド／インチ（約178.6g/cm）がある。
本出願人は、この薄膜で厚さが0.6ないし1.0ミル（約
0.01524ないし0.0254mm）の範囲にあるものは充分な程
度の通気性と伸縮性をもちまた水の浸透を防ぐ性質があ
ることを発見した。薄膜の厚さを約0.8ミル（約0.02032
mm）、にしたときに通気性、伸縮性および防水性が特に
良好に達成された。以下の叙述で、薄膜13については0.
8ミル（約0.02032mm）という望ましい厚さをもつもので
ある。望ましいポリウレタン薄膜は微細孔のある構造物
として振舞う。すなわち、その孔は通気性をあたえるの
に充分なだけ大きく、水を防ぐのに充分なだけ小さいも
のである。この薄膜にはまた優れた伸縮性がある。この
薄膜をストレッチ材料に接着したものをテストすると、
弾性変形が160％に至って始めて裂け目が生じた。
ストレッチ織物の基体11は織ったものでも、編んだも
のあるいは不織のものでもよい。ストレッチ織物は硬繊
維糸とスパンデクス糸で作られたものが典型的である。
特に基体として適したストレッチ織物の例は縦糸編機で
作られたものである。この例での材料に用いられる糸は
ナイロンとスパンデクスのものがよい。
１例について、ストレッチ材料の製造条件の詳細は次
の通りである。
編み上げた後、織物は枠から外し、染色し、標準スト
レッチ織物技法に従って仕上げる。２層を接着して合せ
る技法は多層織物の出来上りの品質に対して大変重要で
ある。層の貼り合せに用いる望ましい接着剤は室温硬化
性の架橋型の２部混合ポリウレタンである。この望まし
い接着剤の第１の部分、言換えれば主な重合物、は遊離
ヒドロキシ基をもつものである。この重合物は出来れば
溶媒を用いるもの、例えば重合物の35乃至40％（重量
で）の固体が溶媒に溶かされているのが望ましい。溶媒
として望ましいのはトリクロルエチレンのような不燃性
の塩素化された溶媒である。
接着剤の第２の部分はイソシアナートで、出来れば溶
媒を用いるもの、例えば重量で65乃至75％の固体が溶媒
に溶解されているのが望ましい。溶媒として推奨される
ものは主重合物の場合のものと同じである。イソシアナ
ートの約11乃至13％（重量で）には活性NCO末端があ
り、それはアダクツ（adduct）として機能するものであ
る。
２部分の混合は主たる重合物の溶液４ないし５部に対
してイソシアナート溶液約１部の割合で行なわれる。出
来上がった混合接着剤は重量で約45％が固体であるのが
望ましい。100％が固体である接着剤も用いられる。
また、単成分ウレタン接着剤で湿気で硬化するものを
用いることも可能である。接着剤として避けるべきは、
ストレッチ基体の糸が傷むおそれがあるような高温で硬
化する接着剤である。
接着に際しては、最小量の接着剤を用いるのが大切で
ある。硬化した接着剤について使用量が１乃至20g/m2と
いう一般的範囲は本発明の範囲内であるが、望ましい範
囲は６乃至10g/m2である。
同等に大切なのは、層に接着剤を付けるときには実際
に飛び飛びの（不連続の）場所に付けるようにし、薄膜
と基体との間に接着剤の固体の層ができるのを避けるこ
とである。連続層ができると、湿気の蒸気が多重層物を
透過するのに障害になり、また、織物の垂れ具合や感触
にもよくない。巧みな方法で接着剤を付けると、比較的
少量で済み、硬化したときに離れ離れの場所に分散して
いる結果になる。
織物または薄膜上の事実離れ離れの場所に接着部分を
作るのに利用される種々の模様がある。その接着模様の
選び方は織物表面の特性によって違ってくる。典型的な
接着模様は点、螺旋、囲み線および交差線であるが、そ
の他にも適当な模様がある。
上述の４種の模様は第4a乃至第4d図に示したように接
着剤を付けるためのローラ上の模様として表されてい
る。第4a図では、ローラ50（長さ６フィート（約1.83
m）が標準）に半球状の凹みあるいは窪みを多数設けて
その中に接着剤を保持するようになっている。ローラ50
は点模様を作り出すだろう。第4b図は尖った隆起付きの
ローラ52を表し、尖った隆起53が螺旋状にローラを取巻
いている。付けた接着剤は隆起の間の谷間に収る。第4c
図には、その上にダイヤモンド形の凹みが多数並んで刻
まれているローラ54が描かれている。各要素55の壁は接
着剤が壁の上部に付くのを防ぐようになっている。第4d
図は角錐形の要素57を使った交差線模様をもつローラ56
を示している。
接着模様を選ぶにあたっては、例えば、ストレッチ基
体に盛り上がった点（うね織などの）があるときはその
点には接着剤が付かないように選ぶ。接着剤は、一つの
層上で、もう一つの層の表面と接触する部分になるべく
付けるのがよい。最もよいのは、なるべく基体の繊維上
に（両層を引伸しつつ、また圧し合わせないうちに）付
けるか、あるいは薄膜の層上で基体の繊維（盛り上がっ
た部分ではなく）と向き合う点または部分に付けるのが
よい。そのためには、接着層が一つの層の上で完全に分
離して模様になっており、その層は基体層の繊維とピッ
タリ一致するか、または薄膜に付けたときは、もう一つ
の層の繊維と向合っているのが望ましい。接着剤を付け
るのに従来のグラビア印刷またはスクリーン印刷の方法
や接着剤の厚さを一定にするため「掻取り用の刃」が用
いる方法を使ってもよい。接着剤が薄膜と基体のどちら
に付けられるかによっても模様が違ってくる。
従来技術の多層物で接着剤を層状に付けて使うのと対
照的に、接着剤を少量ずつ不連続的に使う方法では弾性
のある接着剤を使わなければならないことの重要性を極
めて小さくする。しかし依然として弾性接着剤は望まし
いものである。そして破壊点に至るまでに少なくとも約
150％の伸長を示す接着剤は特に望ましい。しかしなが
ら、強調すべきことは、多層性織物の伸縮性はまず第１
に薄膜とストレッチ基体によって決まるということであ
り、接着剤の弾性は布の良い垂れ具合を満足的に確保し
皺の形成を避けるために有用である。
接着剤はどちらの層に付けてもよいが、伸張に対して
最も抵抗する層に付けるのが普通である。一般に接着剤
を付ける層は、特に縦方向について、予め決められた％
の伸びができるようにされている。一般には、接着剤を
付けた層を他方の層にあてがうときの２つの層の伸張％
または張力を等しくする。これを計算と手で行なうのは
苦労であるが、器械を使って一つの層の他の層に対する
伸張の過不足を制御するのが望ましい。いずれの方法で
も接着剤を付けた層と他方の層に対する伸張度を一致さ
せることができる。器械を使って過不足を調べると、出
来上がった織物がどちら側に歪むかを観察し、それを補
うように操作する人が引っ張る量を加減して布の歪み
（張力あるいは伸張度の不一致で生じたもの）を修正す
ることができる。
第５図には、本発明による多層、伸延性織物製造の典
型的な配置図が示されている。この配置図では接着剤は
薄膜13に付けられているが、接着剤はストレッチされた
織物に付けてもよいと理解すべきである。
ポリウレタン薄膜13のロール30は中間ローラ31,小割
板伸張器32,中間ローラ33,駆動ゴム・ローラ34,中間ロ
ーラ35,塗布用ローラ36および大ローラ37を経て薄膜を
Ｂ点へ供給する。塗布用ローラ36ではローラ上に予め作
ってある模様のとおりに層の片面上に接着剤を塗布す
る。
ストレッチ織物11のロール43は43,42,41,40のローラ
と駆動メンツェル・ローラ39および小ローラ38を経て織
物をＢ点に届ける。ローラ42は上下に動くダンサー・ロ
ーラである。ローラ43はそのダンサーで制御されるモー
タで駆動されている。ある構成では、約11ポンド（約49
9kg）の力がダンサーに懸けられる。これによってスト
レッチ織物がそれぞれに決められた％だけ伸張されるこ
とになる。
Ｂ点では、接着剤が不連続的に塗布されている薄膜層
をストレッチ織物に圧着し、多層物のロール45に供給
し、接着剤が硬化する前に巻き取られる。フィルム（薄
膜）の伸張は駆動ゴム・ローラ上のＡ点とＢ点の間で行
なわれ、ストレッチ織物の回収量に一致するよう、普通
８％と20％の範囲内で行なわれる。
一般に横（幅）方向の張力または幅の伸長は最小限に
止められ、縦方向の皺が現れるのを防ぐだけに止める。
接着に続いて、多層物を滑らかに、かつしっかりと巻
き上げるが、その際できれば２層を一致させるときと同
じ張力をかけるのがよく、意図しない皺や泡が生じない
よう、接着剤が完全に硬化するまでは歪力を与える傾向
が出ないように気を配る。巻上げられた多層物は注意深
く制御された湿度と周囲温度のもとで最小１時間、典型
的には24時間まで、ロールの形で硬化させる。
硬化した接着剤は24時間後には少なくとも75％、望ま
しくは95％、の架橋が起る。さらに24乃至48時間硬化を
続けると多層物は100％硬化するだろう。硬化速度は湿
度と温度に依存するので、上記の値は無理のない推定値
である。架橋度がこのくらいあれば、この接着した織物
を普通の用途（洗濯、ドライ・クリーニングや乱暴な着
方を含む）に使っても織物の多層が崩れることはないだ
ろう。
ある多層、伸縮性織物（ポリウレタン薄膜を編んだス
トレッチ基体に接着したもの）をテストの結果72゜F
（約22.2℃）で湿気蒸気透過度（MVT）が320（g/24hrs
・m2）であった。しかし、温度が上昇して体温（92゜F
（約33.3℃）に近くなるとMVTはほぼ３倍になった。こ
の事実は体に接触して着る織物として薄膜を使う場合に
は特に望ましい特性である。このテストはASTM E96に準
じて行なわれた。
この織物はまた標準ミュレン試験法を用いて静水力学
的抵抗のテストがなされた。その１連のテストの平均は
70.4bs/sq.in（約49.50kg/mm2）であった。MVTと静水力
学的抵抗のテストは縦糸方向に22.5％±2.5％にストレ
ッチされた織物でなされたものである。
第2a図と第2b図は本発明のもう一つの実施例を示して
いる。この例では織物に３つの層があり、出来上がった
織物は３層織物と呼ばれる。３層織物14は第2b図に示す
ように中心薄膜層20の外側に２枚のストレッチ材料19の
層があるか、または第2a図のように中心層がストレッチ
層15で２枚の外側層が薄膜材料からなるかである。３層
織物は２つの接着操作を別々に行なって製作され、各操
作は上記のものと同じである。接着箇所は第2a図と第2b
図では17で示されている。
多層薄膜はまた第３図に示されるやりかたで作製され
る。その場合には、薄膜層22とそれに隣るストレッチ材
料の外層23の間にもう１つのポリウレタン・フォーム層
24が加えられる。ポリウレタン・フォームとして適して
いるのはゼネラル・フォーム社（ニュージャージ州パラ
ムス）製造のもので、特に“4000系”という名の専売品
である。このフォームの代表的性質は多孔度（ASTM D35
74−86 TEST G）が0.4乃至1.0立方フィート／分（約0.0
113乃至0.0283m3/min）である。フォーム層として望ま
しいのはウレタン・ポリエステルまたはポリエーテルの
フォームでもっとも薄く剥がれる厚さが0.25インチ（6.
35mm）以下のものである。望ましい厚さは0.25インチ
（6.35mm）である。最もよい密度は1.71bs/ft3（27.23k
g/m3）である。気泡数は25乃至65の範囲であるが、30乃
至50がよい。異なる種類の層を上述の方法でつぎつぎに
装着する。
伸縮性の薄膜を極く少量の接着剤を離れ離れの場所に
使ってストレッチ材料に接着して最後の伸縮性織物が出
来上がる。一つの層を他方の層に多過ぎず、少な過ぎず
に制御することで歪あるいは変形なしに仕上げることが
できる。使った接着剤は室温に放置して硬化させる。
多層性織物は柔らかくストレッチ可能な織物で垂れ具
合の美しいものであり、極めて薄い層と最小量の接着剤
を用いているためにストレッチ材料の特性に近い特性を
持っている。本発明の薄膜とストレッチ材料の種類およ
び接着技法によって、通気性よく、防水性で伸縮性ある
多層性の織物で、着用具合が極めて優れた特性のものが
製造される。本多層性織物はまた機械洗濯やドライ・ク
リーニングが可能で、それによって織物の状態はなんら
損われない。
上述の記述と図解は本発明の望ましい具体例を示すも
のであるが、本願の真の精神と目的から離れることな
く、種々の変化ないし改変をなしうることはこの技術に
通じた人には明らかなことであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による伸縮性のある多層性織物を断面図
で示したものである。 第2a図と第2b図は本発明によって製作した伸縮性のある
３層多層性織物を断面図で示したものである。 第３図は本発明によって製作した別の伸縮性ある多層性
織物を断面図で示したものである。 第4a,b,cおよびｄ図は多層性織物を作製するに当って接
着剤を塗布するためのローラ上に設ける典型的な模様を
表している。 第５図は本発明の多層性織物を作製するための典型的な
機械的配置を図式的に示したものである。 10……織物 11……織物基体（又はストレッチ織物） 12……接着剤、13……薄膜 14……３層織物、15……ストレッチ層 17……接着箇所、19……ストレッチ材料 20……中心薄膜層、22……薄膜層 23……外層 24……ポリウレタン・フォーム層 30……ポリウレタン薄膜のロール 31……中間ロール、32……小割板伸張器 33……中間ローラ、34……駆動ゴム・ローラ 35……中間ローラ、36……塗布用ローラ 37……大ローラ、38……小ローラ 39……駆動メンツェル・ローラ 40,41,42,43……ローラ 45……多層物のロール、50……ローラ 52……隆起付きローラ、53……尖った隆起 54……凹みが多数並んで刻まれているローラ 55……要素、56……交差線模様をもつローラ 57……角錐形の要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ダニエル エム．ウイナー アメリカ合衆国 マサチューセッツ ボ ストン ホルヨーク ストリート ７ (72)発明者 レオナルド ジェー．ローテンバーグ アメリカ合衆国 ニューヨーク サンズ ポイント ウェスト クリーク ファ ームズ ロード（番地なし) (72)発明者 ミルトン エム．ギルバート アメリカ合衆国 コネチカット ウォー ターフォード スーザン テラス 19 (72)発明者 ジェイムス エッチ．ウイナー アメリカ合衆国 マサチューセッツ ボ ストン ホルヨーク ストリート 24 (72)発明者 ダニエル エム．ウイナー アメリカ合衆国 マサチューセッツ ボ ストン ホルヨーク ストリート ７ (56)参考文献 特開 昭59−76246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−222740（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】通気性があり、防水性である多層性織物を
    製造する方法において、 あらかじめ決められた厚さが約0.0254mm以下で通気性と
    防水性のあるエラストマー薄膜の最初の１膜を製造する
    操作段階と、 ストレッチ材料の２番目の膜を作り、 最初の膜を長さの方向に予め決められた量だけ引延ばす
    操作段階と、 始めの層の引延ばしと事実上一致するように２番目の層
    を長さの方向にある量だけ引延ばし、 それらの層の１つの上の離れ離れの位置に室温硬化性接
    着剤を付着させて層上に接着部分を作る操作段階と、 接着剤のない層と接着剤を付けた層とが多層膜を形成す
    るように２つの層の伸張を一致させたものを圧着する操
    作段階と、 両層上の長さの方向の張力を保ちながら該多層織物に付
    けた接着剤を硬化させる諸操作段階とからなることを特
    徴とする多層型伸縮性織物の製造方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、始めの層
    がポリウレタン薄膜で予め決められた厚さが約0.01524
    ないし約0.0254mmの範囲にある方法。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の方法において、該ストレ
    ッチ材料としてナイロンやスパンデックスの糸を含むも
    のを用いる方法。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の方法において、該接着剤
    が事実上遊離ヒドロキシ基をもつ一次接着重合物および
    活性NCO末端をもつイソシアナートの架橋剤からなる２
    成分混合型のポリウレタン接着剤であることを特徴とす
    る方法。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の方法において、該２成分
    混合型接着剤が溶媒型のものであり、イソシアナート溶
    液１部に対して重合物溶液３ないし４部の範囲で混合す
    る方法。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の方法において、接着剤を
    別々の幾何学的模様の形で付ける段階を含む方法。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の方法において、ストレッ
    チ層の性質と模様に応じて接着剤を付ける模様を選択す
    る段階を含む方法。
  8. 【請求項８】請求項１に記載の方法において、接着剤の
    量が硬化時に１乃至20g/m2の範囲になるように接着剤を
    付ける段階を含む方法。
  9. 【請求項９】請求項１に記載の方法において、接着剤の
    量が硬化時に６乃至10g/m2になるよう接着剤を用いる操
    作段階を含む方法。
  10. 【請求項１０】請求項１に記載の方法において、上記第
    １および第２の層にしわが生じないように、横方向に最
    小限度の張力を加えることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】請求項１に記載の方法において、該層が
    ８乃至20％の範囲内で伸張される方法。
  12. 【請求項１２】請求項１に記載の方法において、硬化が
    室温で行なわれることを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】請求項１に記載の方法において、積層物
    に張力を与えながらロールにかけ、１乃至24時間をかけ
    て硬化させる方法。
  14. 【請求項１４】請求項２に記載の方法において、ポリウ
    レタン薄膜が予め決められた約0.02032mmの厚さをもつ
    ことを特徴とする方法。
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