JP3952526B2 - 防水布用ポリウレタン樹脂組成物及びこれを使用した防水布 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水布用ポリウレタン樹脂組成物及びそれを塗布した防水布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリウレタン樹脂は優れた機械強度、弾性を有することから、コーテイング剤、成形材料、合成皮革、表面処理剤、塗料、フィルム等に使用されたり、布に塗布して防水布として使用されたりしている。
【０００３】
しかし、通常のポリウレタン樹脂を塗布した防水布は透湿性が劣る為に、着用時に蒸れる欠点があった。
これを解決する為にポリウレタン樹脂溶液を湿式凝固させて多孔質にする方法や、ポリウレタン樹脂溶液中に木粉等の吸湿性の粉末を混合して塗布する方法が提案されている。しかし前者では加工工程が煩雑であり、後者では透湿性が不十分であったり、風合いがごわごわしたりする欠点を有していた。
【０００４】
更に、ポリウレタン樹脂のポリオール成分として、吸湿性のあるポリオキシエチレングリコールを用いて主鎖に導入する方法が提案されているが、一般に得られたポリウレタン樹脂は耐水性及び耐溶剤性が低く、耐久性が劣る問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる欠点を解決し、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性等の耐久性が優れたポリウレタン樹脂の製造方法及びポリウレタン樹脂組成物を塗布した防水布を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題について鋭意検討した結果、特定のポリオール成分を変性することによって上記課題を克服可能なポリウレタン樹脂が得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
即ち、本発明は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とから得られるポリウレタン樹脂と有機溶媒とからなる乾式成膜法によってポリウレタン樹脂塗膜を形成する防水布用ポリウレタン樹脂組成物において、ポリオール成分として、数平均分子量が３００〜３０００のポリオキシエチレングリコールに該ポリオキシエチレングリコール１モルに対して０.５〜１０モルのラクトン化合物を付加反応させて得られるブロック共重合体を用いること、ポリオキシエチレン鎖の割合がポリオールの６５０重量部に対して４１０重量部以上であることを特徴とする防水布用ポリウレタン樹脂組成物、好ましくはラクトン化合物として、εーカプロラクトンを用いることを特徴とするポリウレタン樹脂組成物に関する。更に、本発明はこうして得られたポリウレタン樹脂組成物を基材に塗布してなる防水布に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられるポリウレタン樹脂は、通常ポリオ−ルとポリイソシアネ−ト、必要によりこれらにさらにポリアミンとを反応させて得られるものである。
【０００９】
本発明において用いられるポリオ−ルは、高分子ポリオ−ル（数平均分子量約４００〜約６０００）と低分子ポリオ−ル（数平均分子量４００未満）との共重合体が用いられるが、本発明は、高分子ポリオ−ル成分としてポリオキシエチレングリコ−ルにラクトン化合物を付加してなる特定のブロック共重合体を用いることを特徴とする。
【００１０】
ポリオキシエチレングリコールとしては、数平均分子量が３００〜３０００のものである。数平均分子量が３００未満のものは、ポリウレタン樹脂の透湿性の発現が十分ではなく、逆に数平均分子量が３０００を越えるものは、ポリウレタン樹脂の耐久性が本発明による変性方法ではカバーできなくなる。
【００１１】
又、ラクトン化合物としては、例えばバレロラクトン、メチルバレロラクトン、ε−カプロラクトン、トリメチルカプロラクトン等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を使用することができる。ラクトンの代わりには、その開環物であるオキシカプロン酸を用いることも可能である。これらのラクトン化合物のうち、特にε−カプロラクトン又はオキシカプロン酸が好ましい。
【００１２】
そして、ポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物とからのブロック共重合体の製造法としては特に限定はないが、一般に無溶媒下、テトライソプロピルチタネ−ト又はテトラブチルチタネ−ト等の触媒存在下に、ポリオキシエチレングリコ−ルと前述した様な各種ラクトン化合物とを、所定比率で１５０℃〜２２０℃で反応させることにより得る事ができる。
【００１３】
本発明のブロック共重合体は、ポリオキシエチレングリコールの１モルに対して、ラクトン化合物を０.５〜１０モル付加反応させて得られる。付加モル数が０.５モル未満のものは、耐久性の発現が十分ではなく、逆に付加モル数が１０モルを越えるものは、ポリウレタン樹脂が加水分解され易くなる上、透湿性の発現が不十分となる。
【００１４】
何故に、ポリオ−ル成分としてポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物との特定ブロック共重合体を用いて得られるポリウレタン樹脂が、単にポリオキシエチレングリコールを用いて得られたポリウレタン樹脂と比べて、耐久性に優れているのかについては、詳細は不明であるが、一つには、ポリオキシエチレン鎖が両末端でエステル結合により固定される為に、吸湿性が幾分は減少されるものの、オキシエチレン鎖の自由度が束縛される為に、耐水性、耐溶剤性が改良されるものと思われる。又、耐光性については、ポリオキシエチレン鎖末端にエステル結合を導入することにより、ポリオキシエチレン鎖に直接連結したウレタン結合と比べて、ウレタン結合部において光分解で生じたラジカルが安定化される為に、ラジカル発生連鎖が抑制され、ポリマー鎖の切断が抑えられることに基因するものと推測される。
【００１５】
ポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物とを反応させて得られるブロック共重合体の使用量は、ポリウレタン樹脂の１０〜８０重量％、好ましくは２０〜６０重量％が用いられる。使用量が１０重量％未満のものは、透湿性の改善効果が不十分となり、８０重量％を越えるものは、機械的強度の保持が不十分になる。
【００１６】
本発明の高分子ポリオール成分として、ブロック共重合体以外のポリオールを併用することができる。このポリオールとしては、２個のＯＨ基を有する化合物が好ましいが、高官能価を有する化合物を限定量使用することもできる。この場合は、過度の３次元化防止の為、しばしば単官能性反応体の一部を含ませて、製造されるウレタンプレポリマ−がその熱可塑性を保持する様に配慮する必要がある。又、特開平４ー２７２９１７号公報で示された様なポリオキシエチレンモノアルキルエーテル（メタ）アクリレートを主成分として形成される片末端ジオール基を有するマクロモノマーを併用することもできる。
【００１７】
ブロック共重合体以外のその他の高分子ポリオ−ルの例としては、例えばヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステルカ−ボネ−ト、ポリエ−テル、ポリエ−テルカ−ボネ−ト、ポリエステルアミド等が挙げられるが、これらのうちポリエステル、ポリカ−ボネ−ト及びポリエ−テルが好ましい。
【００１８】
ポリエステルポリオ−ルとしては、二価アルコ−ルと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられる。遊離の二塩基性カルボン酸の代わりに、対応の無水物又は低級アルコ−ルのジエステル或いはその混合物もカルボン酸成分としてポリエステルの製造に使用することができる。
【００１９】
二価アルコ−ルとしては、特に限定はしないが、例えばエチレングリコ−ル、１，３−及び１，２−プロピレングリコ−ル、１，４−及び１，３−及び２，３−ブチレングリコ−ル、１，６−ヘキサングリコ−ル、１，８−オクタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、１，４−ビス−（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２−メチル−１，３−プロパンジオ−ル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、トリプロピレングリコ−ル、ジブチレングリコ−ル等が挙げられる。
【００２０】
二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び／又は複素環式のものとすることができ、不飽和であっても或いは例えばハロゲン原子で置換されても良い。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメチン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロイソフタル酸、無水ヘキサヒドロイソフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、ダイマ−脂肪酸、例えばオレイン酸、ジメチルテレフタレ−ト及び混合テレフタレ−トが挙げられる。
【００２１】
これらポリエステルポリオールは、カルボキシル末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。
【００２２】
更にヒドロキシ基を有するポリカ−ボネ−トとしては、例えば、１，３−プロパンジオ−ル、１，４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル及び／又はポリテトラメチレングリコ−ルの様なジオ−ルとホスゲン、ジアリルカ−ボネ−ト（例えばジフェニルカ−ボネ−ト）もしくは環式カ−ボネ−ト（例えばプロピレンカ−ボネ−ト）との反応生成物が挙げられる。
【００２３】
ポリエ−テルポリオ−ルとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。
【００２４】
反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノ−ルＡ並びにポリエステルポリオ−ルを製造するべく上記した二価アルコ−ルが挙げられる。
低分子ポリオ−ルの例としては、前述したポリエステルポリオ−ルを製造するのに用いられる二価アルコ−ル等が挙げられる。
【００２５】
本発明において用いられるポリイソシアネートとしては、式：Ｒ（ＮＣＯ）2（式中、Ｒは任意の二価の有機基）によって示されるジイソシアネ−トが挙げられる。
【００２６】
それらの具体例としては、特に限定はしないが、テトラメチレンジイソシアネ−ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ドデカメチレンジイソシアネ−ト、シクロヘキサン−１，３−及び１，４−ジイソシアネ−ト、１−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン（＝イソホロンジイソシアネ−ト）、ビス−（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤＩ）、２−及び４−イソシアナトシクロヘキシル−２´−イソシアナトシクロヘキシルメタン、１，３−及び１，４−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ビス−（４−イソシアナト−３−メチルシクロヘキシル）メタン、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、２，４−及び／または２，６−ジイソシアナトトルエン、２，２´−、２，４´−及び／または４，４´−ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５−ナフタレンジイソシアネ−ト、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル−４，４´−ジイソシネ−ト等が挙げられる。
【００２７】
ウレタンポリマ−又はウレタンプレポリマ−の製造条件としては、特に限定はないが、通常は０〜１２０℃、好ましくは４０〜１００℃で適当な有機溶媒存在下で、これらのウレタン化原料を、触媒なしで或いは公知のウレタン化触媒を用いるか或いは反応遅延剤を添加して、攪拌混合させて得られる。更に、ポリマー化の場合、反応の終点或いは終点近くで、一官能性の活性水素を有する化合物を加えて未反応のイソシアネート基を実質的に無くすこともできる。
【００２８】
又、ＮＣＯ／ＯＨ当量比は、ポリマー化の場合は、通常０．９５〜１．０５、プレポリマー化の場合は、通常１．０５〜２．５が用いられる。
一方、本発明においては、ウレタンプレポリマーに対して、場合により鎖伸長剤として有機ジアミンが使用される。
【００２９】
それらの有機ジアミンとしては、特に限定はないが、例えばジアミノエタン、１，２−又は１，３−ジアミノプロパン、１，２−又は１，３−又は１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、ピペラジン、Ｎ，Ｎ´−ビス−（２−アミノエチル）ピペラジン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチル−シクロヘキサン（＝イソホロンジアミン）、ビス−（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス−（４−アミノ−３−ブチルシクロヘキシル）メタン、１，２−、１，３−及び１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノプロパン等が挙げられ、さらにヒドラジン、アミノ酸ヒドラジド、セミ−カルバジドカルボン酸のヒドラジド、ビス（ヒドラジド）及びビス（セミカルバジド）等も使用することができる。
【００３０】
有機ジアミンを用いた場合、その鎖伸長反応条件としては、特に限定はしないが、通常８０℃以下、好ましくは０〜７０℃の温度で良好な攪拌条件下で実施される。
【００３１】
本発明のウレタン化反応の際の条件は、特に限定はしない。通常この際有機溶媒が用いられる。
有機溶媒の例としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの有機溶媒は、ウレタン化反応の最初に全量用いても、その一部を分割して反応の途中に用いても良い。
【００３２】
又、ポリウレタン樹脂溶液濃度としては、限定はしないが、通常、経済性及び作業性を考慮して１５〜４０％が適用される。
本発明のポリウレタン樹脂の製造方法には、必要に応じてウレタン化反応の任意の時点で、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、非溶剤、顔料、充填剤、帯電防止剤その他の添加剤を加えることができる。
【００３３】
本発明の防水布は、上記の方法で得られたポリウレタン樹脂を主成分とするポリウレタン樹脂組成物を、基材に塗布することにより得られる。
ポリウレタン樹脂組成物を基材に塗布する方法としては、例えば、直接基材にドクターナイフコーター、ロールコーター等で塗布する方法の他に、離型性を有する支持体上にポリウレタン樹脂組成物の皮膜を形成し、該皮膜を基材と接着することによっても得られる。
【００３４】
基材としては、例えば織物、不織布、編物、合成樹脂発泡体等が挙げられる。本発明に使用される布としては、例えば、セルロース、ポリエステル、ナイロン等の天然あるいは合成繊維の編織布が挙げられる。
【００３５】
塗膜の形成条件としては、本発明では、乾式法が適用される。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明の実施態様を具体的な実施例で説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例中の部及び％は断りのない限り重量に関するものである。
【００３７】
尚、ポリウレタン樹脂皮膜の作成法、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性の試験法は次の通りである。
［ポリウレタン樹脂皮膜の作成法］
ポリウレタン樹脂溶液を離型紙上に流延し８０℃で３０分間乾燥した後、１２０℃で５分間熱処理し、更に約２０℃、相対湿度約６０％の雰囲気中に３日間放置して約３０ミクロンの皮膜を作成した。
【００３８】
［透湿性試験］
上記の方法で作成した皮膜をＪＩＳ Ｚ−０２０８に従って測定した。
［耐水性（水膨潤度）試験］
上記の方法で作成した皮膜を約２５℃の水中に１時間浸漬し、膨潤状態での皮膜の面積増大率α（％）を次式により求めた。
【００３９】
α＝（Ａ−Ａ0）×１００÷Ａ0
但し、Ａは水中浸漬後の表面積、Ａ0は水中浸漬前の表面積である。
［耐溶剤性（パークレン膨潤度）試験］
上記の方法で作成した皮膜を約２５℃のパークロロエチレン中に１時間浸漬し、湿潤状態での皮膜の面積増大率β（％）を次式により求めた。
【００４０】
β＝（Ａ´−Ａ0）×１００÷Ａ0
但し、Ａ´はパークロロエチレン中浸漬後の表面積、Ａ0はパークロロエチレン中浸漬前の表面積である。
【００４１】
［耐光性（フェードメーター）試験］
上記の方法で作成した皮膜から切り出した試験片を６３℃で５０時間フェードメーターにかけ、抗張力と伸びを試験前の試験片と比較し、それぞれの保持率（％）で示した。
【００４２】
［参考例１］
ポリオキシエチレングリコ−ル（以下ＰＥＧと略記する）／ポリカプロラクトン（以下ＰＣＬと略記する）ブロック共重合体（以下ＰＥＧ／ＰＣＬと略記する）−１の製造
攪拌機、温度計、Ｎ2導入管及び空冷コンデンサ−を備えた４つ口フラスコをマントルヒ−タ−内にセットし、フラスコ中にＰＥＧ（数平均分子量１５０４）を１５０４部（１モル）及びε−カプロラクトンモノマ−（以下ε−ＣＬと略記する）を３４２部（３モル）仕込み、Ｎ2ブロ−と攪拌をスタ−トして均一混合させた後、テトラブチルチタネ−トを０．０５５部（対全仕込み量３０ｐｐｍ）添加して加熱をスタ−トさせ、１９０℃まで昇温する。その後、１９０℃で７時間保持してマントルヒ−タ−を取り外し、風冷して約８０℃まで冷却してから生成物を取り出した。生成物のＯＨ価は、６０．６（数平均分子量１８５１）であった。
【００４３】
［参考例２］
ＰＥＧ／δ−バレロラクトン（以下ＰＶＬと略記する）ブロック共重合体（以下ＰＥＧ／ＰＶＬと略記する）−１の製造
参考例１において、ε−ＣＬ ３４２部の代わりに、バレロラクトンモノマ−１００部（１モル）を用い、テトラブチルチタネートを０.０４８部用いた以外は参考例１と全く同様にして、ＰＥＧ／ＰＶＬ−１を製造した。生成物のＯＨ価は６９．８（数平均分子量１６０７）であった。
【００４４】
［参考例３］
ＰＥＧ／ＰＣＬブロック共重合体−２の製造
参考例１において、ε−ＣＬを６９０部（６モル）仕込み、テトラブチルチタネートを０.０６６部添加とした以外は参考例１と全く同様にして、ＰＥＧ／ＰＣＬ−２を製造した。生成物のＯＨ価は５１．０（数平均分子量２２００）であった。
【００４５】
［参考例４〜参考例１１］
参考例１及び参考例３と全く同様の方法で、各種ポリオキシエチレングリコールとその１モル当たり各種ＣＬ付加量からなるブロック共重合体を製造した。
【００４６】
製造した各種ブロック共重合体については、表１及び表２に纏めた。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
［実施例１］
参考例１で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−１を１５０部と１,４ーブタンジオ−ル２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９０.６部をジメチルホルムアミド６１９部中で、８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．０％，粘度４２，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００４９】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４０３０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１３.２％及び２８.３％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３５.２％、伸びで７８.５％であった。
【００５０】
［実施例２］
参考例２で得られたＰＥＧ／ＰＶＬ−１を１５０部と１,４ーブタンジオ−ル２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９３.７部をジメチルホルムアミド６２７部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．１％，粘度３４，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００５１】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９８０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１５.１％及び３２.８％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３２.７％、伸びで６０.３％であった。
【００５２】
［実施例３］
参考例１で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−１を１２０部と分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール３２.４部をトルエン８６部に混合し、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート５０部およびオクチル酸第一スズ０.０１部を加えて１００℃で反応して、イソシアネ−ト末端ウレタンプレポリマ−を得た。次に、このプレポリマー溶液を、トルエン１７０.９部,イソプロパノール２５６.４部及びイソホロンジアミン１７.６部の混合溶液に加えて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．２％、粘度２９，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２１０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１０.４％及び２８.７％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５０.２％、伸びで８８.０％であった。
【００５３】
［実施例４］
参考例３で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−２を１７０部、分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール９.１部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９０.６部をジメチルホルムアミド４１２.６部とメチルエチルケトン２７５.０部中で、８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．０％，粘度３８，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３８７０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１６.４％及び３０.７％であった。
【００５４】
更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４７.５％、伸びで６３.５％であった。
【００５５】
［実施例５］
参考例４で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−３を１２９部と１,４ーブタンジオール２３部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９２部をジメチルホルムアミド３４１.６部とメチルエチルケトン２２７.７部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．１％，粘度３３，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００５６】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９３０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１２.７％及び３０.５％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３８.８％、伸びで８０.１％であった。
【００５７】
［実施例６］
参考例５で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−４を１１８部と１,４ーブタンジオール１６部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.５部をジメチルホルムアミド３１４.３部とメチルエチルケトン２０９.５部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３５,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３４９０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１１.９％及び２６.３％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４３.２％、伸びで８３.１％であった。
【００５８】
［実施例７］
参考例６で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−５を１７５部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール９.５部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.３部をジメチルホル アミド４１９.７部とメチルエチルケトン２７９.８部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３３,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９９０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１４.８％及び３１.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３３.５％、伸びで７３.３％であった。
【００５９】
［比較例５］
参考例７で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−６を１６３部と１,４ーブタンジオール２９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９１.４部をジメチルホルアミド３９６.７部とメチルエチルケトン２６４.５部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３４,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４３６０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ２９.３％及び４０.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５０.２％、伸びで５７.０％であった。
【００６０】
［実施例９］
参考例１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１を６０部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール５６.８部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート８５.５部をジメチルホルムアミド５３０.３部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度４５,５００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６１】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２９００mg/m2・２４hrで,水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ９.２％及び２１.７％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４２.０％、伸びで５０.３％であった。
【００６２】
［実施例１０］
参考例３で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−２を１１０部と１,４ーブタンジオール６.６部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート３６.９部をジメチルホルムアミド３５８.１部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度４１,２００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６３】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２００mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３０.７％及び５０.８％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で２７.２％、伸びで３５.８％であった。
【００６４】
［実施例１１］
参考例１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１を２０５部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール１９９.２部及び１,４ーブタンジオール９部の混合物に、トリレンジイソシアネート（２,４ーと２,６ーの異性体比が８０対２０）５４部をトルエン２３３.６部とメチルエチルケトン２３３.６部中で混合し、オクチル酸第一スズ０.０３部を加えて８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度５０％,粘度７４,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６５】
このポリウレタン溶液１００部にクリスボンＮＸ（大日本インキ化学工業株式会社製 ポリイソシアネート系架橋剤、イソシアネート基含有量約１３％）８部及びクリスボンアクセルＨＭ３部を混合して皮膜を作成した。
【００６６】
この皮膜は、透湿度４５７０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ５.３％及び３７.２％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５７.８％、伸びで５３.０％であった。
【００６７】
［実施例１２］
実施例１で得られたポリウレタン溶液１００部に、ジメチルホルムアミド４０部及びダイラックＬカラー（大日本インキ化学工業株式会社製着色剤）２０部を加えて均一にし、離型紙上に固形分膜厚が０.０１mmになるように塗布し、９０℃で３分間乾燥した。その上に、実施例９で得たポリウレタン溶液１００部にクリスボンＮＸ８部、クリスボンアクセルＨＭ３部、メチルエチルケトン３０部及びジメチルホルムアミド１０部の混合液を、固形分膜厚が０.０２mmになるように塗布し、１２０℃で１分間乾燥して、直ちにナイロントリコット編布を圧着して、更に１２０℃で３分間熱処理した。次いで、離型紙を剥離し、シリコーン系撥水剤で処理して防水布を得た。この防水布は風合いが柔軟で、耐水圧２０００mm水柱以上、撥水度１００点、透湿度４０５０mg/m2・２４hrであった。この防水布をＪＩＳ Ｌ−１０４２ Ｆ−１法に準じた水洗濯を５回繰り返しても、外観損傷は全く無かった。又、ＪＩＳ Ｌ−０８７４に準じたドライクリーニングを５回繰り返しても、外観損傷は全く無かった。
【００６８】
［比較例１］
参考例８で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−７を１６０部と１,４ーブタンジオール３０部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.１部をジメチルホルアミド３９２.１部とメチルエチルケトン２６１.４部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３２,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２８９０mg/m2・２４hrで、 水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ７.８％及び２９.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で６４.５％、伸びで５１.０％であった。
【００６９】
［比較例２］
参考例９で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−８を１３６部と１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９２.２部をジメチルホル アミド３５４.５部とメチルエチルケトン２３６.３部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３６,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７０】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３８５０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３９.８％及び５３.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で９.５％、伸びで１７.１％であった。
【００７１】
［比較例３］
参考例１０で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−９を１１４部と１,４ーブタンジオール９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.２部をジメチルホルアミド２９８.４部とメチルエチルケトン１９９.０部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３１,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７２】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２７５０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ９.２％及び３３.５％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で６７.３％、伸びで５７.１％であった。
【００７３】
［比較例４］
参考例１１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１０を１４９部と１,４ーブタンジオール２９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９１.４部をジメチルホルアミド３７７.２部とメチルエチルケトン２５１.４部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３３,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７４】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２００mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３７.５％及び５１.２％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で１２.５％、伸びで２３.０％であった。
尚、実施例及び比較例で得られた皮膜物性を、一覧表として表３に示した。これらから明きらかな如くに、本発明を構成する特定範囲のポリオール成分の変性により、透湿性及び耐久性に優れたポリウレタン樹脂が得られ、又、この樹脂を主成分としたポリウレタン樹脂組成物を塗布することにより優れた防水布が得られることが判る。
【００７５】
【表３】
【００７６】
* 対ウレタンポリマー
**単位：mg/m2・24hr
【００７７】
【発明の効果】
本発明により得られた乾式成膜法による塗膜形成用ポリウレタン樹脂及びこの樹脂を主成分としたポリウレタン樹脂組成物は、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性に優れており、これを塗布した防水布は透湿性、耐久性に優れているので、防水布として有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水布用ポリウレタン樹脂組成物及びそれを塗布した防水布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリウレタン樹脂は優れた機械強度、弾性を有することから、コーテイング剤、成形材料、合成皮革、表面処理剤、塗料、フィルム等に使用されたり、布に塗布して防水布として使用されたりしている。
【０００３】
しかし、通常のポリウレタン樹脂を塗布した防水布は透湿性が劣る為に、着用時に蒸れる欠点があった。
これを解決する為にポリウレタン樹脂溶液を湿式凝固させて多孔質にする方法や、ポリウレタン樹脂溶液中に木粉等の吸湿性の粉末を混合して塗布する方法が提案されている。しかし前者では加工工程が煩雑であり、後者では透湿性が不十分であったり、風合いがごわごわしたりする欠点を有していた。
【０００４】
更に、ポリウレタン樹脂のポリオール成分として、吸湿性のあるポリオキシエチレングリコールを用いて主鎖に導入する方法が提案されているが、一般に得られたポリウレタン樹脂は耐水性及び耐溶剤性が低く、耐久性が劣る問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる欠点を解決し、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性等の耐久性が優れたポリウレタン樹脂の製造方法及びポリウレタン樹脂組成物を塗布した防水布を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題について鋭意検討した結果、特定のポリオール成分を変性することによって上記課題を克服可能なポリウレタン樹脂が得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
即ち、本発明は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とから得られるポリウレタン樹脂と有機溶媒とからなる乾式成膜法によってポリウレタン樹脂塗膜を形成する防水布用ポリウレタン樹脂組成物において、ポリオール成分として、数平均分子量が３００〜３０００のポリオキシエチレングリコールに該ポリオキシエチレングリコール１モルに対して０.５〜１０モルのラクトン化合物を付加反応させて得られるブロック共重合体を用いること、ポリオキシエチレン鎖の割合がポリオールの６５０重量部に対して４１０重量部以上であることを特徴とする防水布用ポリウレタン樹脂組成物、好ましくはラクトン化合物として、εーカプロラクトンを用いることを特徴とするポリウレタン樹脂組成物に関する。更に、本発明はこうして得られたポリウレタン樹脂組成物を基材に塗布してなる防水布に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられるポリウレタン樹脂は、通常ポリオ−ルとポリイソシアネ−ト、必要によりこれらにさらにポリアミンとを反応させて得られるものである。
【０００９】
本発明において用いられるポリオ−ルは、高分子ポリオ−ル（数平均分子量約４００〜約６０００）と低分子ポリオ−ル（数平均分子量４００未満）との共重合体が用いられるが、本発明は、高分子ポリオ−ル成分としてポリオキシエチレングリコ−ルにラクトン化合物を付加してなる特定のブロック共重合体を用いることを特徴とする。
【００１０】
ポリオキシエチレングリコールとしては、数平均分子量が３００〜３０００のものである。数平均分子量が３００未満のものは、ポリウレタン樹脂の透湿性の発現が十分ではなく、逆に数平均分子量が３０００を越えるものは、ポリウレタン樹脂の耐久性が本発明による変性方法ではカバーできなくなる。
【００１１】
又、ラクトン化合物としては、例えばバレロラクトン、メチルバレロラクトン、ε−カプロラクトン、トリメチルカプロラクトン等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を使用することができる。ラクトンの代わりには、その開環物であるオキシカプロン酸を用いることも可能である。これらのラクトン化合物のうち、特にε−カプロラクトン又はオキシカプロン酸が好ましい。
【００１２】
そして、ポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物とからのブロック共重合体の製造法としては特に限定はないが、一般に無溶媒下、テトライソプロピルチタネ−ト又はテトラブチルチタネ−ト等の触媒存在下に、ポリオキシエチレングリコ−ルと前述した様な各種ラクトン化合物とを、所定比率で１５０℃〜２２０℃で反応させることにより得る事ができる。
【００１３】
本発明のブロック共重合体は、ポリオキシエチレングリコールの１モルに対して、ラクトン化合物を０.５〜１０モル付加反応させて得られる。付加モル数が０.５モル未満のものは、耐久性の発現が十分ではなく、逆に付加モル数が１０モルを越えるものは、ポリウレタン樹脂が加水分解され易くなる上、透湿性の発現が不十分となる。
【００１４】
何故に、ポリオ−ル成分としてポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物との特定ブロック共重合体を用いて得られるポリウレタン樹脂が、単にポリオキシエチレングリコールを用いて得られたポリウレタン樹脂と比べて、耐久性に優れているのかについては、詳細は不明であるが、一つには、ポリオキシエチレン鎖が両末端でエステル結合により固定される為に、吸湿性が幾分は減少されるものの、オキシエチレン鎖の自由度が束縛される為に、耐水性、耐溶剤性が改良されるものと思われる。又、耐光性については、ポリオキシエチレン鎖末端にエステル結合を導入することにより、ポリオキシエチレン鎖に直接連結したウレタン結合と比べて、ウレタン結合部において光分解で生じたラジカルが安定化される為に、ラジカル発生連鎖が抑制され、ポリマー鎖の切断が抑えられることに基因するものと推測される。
【００１５】
ポリオキシエチレングリコ−ルとラクトン化合物とを反応させて得られるブロック共重合体の使用量は、ポリウレタン樹脂の１０〜８０重量％、好ましくは２０〜６０重量％が用いられる。使用量が１０重量％未満のものは、透湿性の改善効果が不十分となり、８０重量％を越えるものは、機械的強度の保持が不十分になる。
【００１６】
本発明の高分子ポリオール成分として、ブロック共重合体以外のポリオールを併用することができる。このポリオールとしては、２個のＯＨ基を有する化合物が好ましいが、高官能価を有する化合物を限定量使用することもできる。この場合は、過度の３次元化防止の為、しばしば単官能性反応体の一部を含ませて、製造されるウレタンプレポリマ−がその熱可塑性を保持する様に配慮する必要がある。又、特開平４ー２７２９１７号公報で示された様なポリオキシエチレンモノアルキルエーテル（メタ）アクリレートを主成分として形成される片末端ジオール基を有するマクロモノマーを併用することもできる。
【００１７】
ブロック共重合体以外のその他の高分子ポリオ−ルの例としては、例えばヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステルカ−ボネ−ト、ポリエ−テル、ポリエ−テルカ−ボネ−ト、ポリエステルアミド等が挙げられるが、これらのうちポリエステル、ポリカ−ボネ−ト及びポリエ−テルが好ましい。
【００１８】
ポリエステルポリオ−ルとしては、二価アルコ−ルと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられる。遊離の二塩基性カルボン酸の代わりに、対応の無水物又は低級アルコ−ルのジエステル或いはその混合物もカルボン酸成分としてポリエステルの製造に使用することができる。
【００１９】
二価アルコ−ルとしては、特に限定はしないが、例えばエチレングリコ−ル、１，３−及び１，２−プロピレングリコ−ル、１，４−及び１，３−及び２，３−ブチレングリコ−ル、１，６−ヘキサングリコ−ル、１，８−オクタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、１，４−ビス−（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２−メチル−１，３−プロパンジオ−ル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、トリプロピレングリコ−ル、ジブチレングリコ−ル等が挙げられる。
【００２０】
二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び／又は複素環式のものとすることができ、不飽和であっても或いは例えばハロゲン原子で置換されても良い。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメチン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロイソフタル酸、無水ヘキサヒドロイソフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、ダイマ−脂肪酸、例えばオレイン酸、ジメチルテレフタレ−ト及び混合テレフタレ−トが挙げられる。
【００２１】
これらポリエステルポリオールは、カルボキシル末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。
【００２２】
更にヒドロキシ基を有するポリカ−ボネ−トとしては、例えば、１，３−プロパンジオ−ル、１，４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル及び／又はポリテトラメチレングリコ−ルの様なジオ−ルとホスゲン、ジアリルカ−ボネ−ト（例えばジフェニルカ−ボネ−ト）もしくは環式カ−ボネ−ト（例えばプロピレンカ−ボネ−ト）との反応生成物が挙げられる。
【００２３】
ポリエ−テルポリオ−ルとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。
【００２４】
反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノ−ルＡ並びにポリエステルポリオ−ルを製造するべく上記した二価アルコ−ルが挙げられる。
低分子ポリオ−ルの例としては、前述したポリエステルポリオ−ルを製造するのに用いられる二価アルコ−ル等が挙げられる。
【００２５】
本発明において用いられるポリイソシアネートとしては、式：Ｒ（ＮＣＯ）2（式中、Ｒは任意の二価の有機基）によって示されるジイソシアネ−トが挙げられる。
【００２６】
それらの具体例としては、特に限定はしないが、テトラメチレンジイソシアネ−ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ドデカメチレンジイソシアネ−ト、シクロヘキサン−１，３−及び１，４−ジイソシアネ−ト、１−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン（＝イソホロンジイソシアネ−ト）、ビス−（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤＩ）、２−及び４−イソシアナトシクロヘキシル−２´−イソシアナトシクロヘキシルメタン、１，３−及び１，４−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ビス−（４−イソシアナト−３−メチルシクロヘキシル）メタン、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、２，４−及び／または２，６−ジイソシアナトトルエン、２，２´−、２，４´−及び／または４，４´−ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５−ナフタレンジイソシアネ−ト、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル−４，４´−ジイソシネ−ト等が挙げられる。
【００２７】
ウレタンポリマ−又はウレタンプレポリマ−の製造条件としては、特に限定はないが、通常は０〜１２０℃、好ましくは４０〜１００℃で適当な有機溶媒存在下で、これらのウレタン化原料を、触媒なしで或いは公知のウレタン化触媒を用いるか或いは反応遅延剤を添加して、攪拌混合させて得られる。更に、ポリマー化の場合、反応の終点或いは終点近くで、一官能性の活性水素を有する化合物を加えて未反応のイソシアネート基を実質的に無くすこともできる。
【００２８】
又、ＮＣＯ／ＯＨ当量比は、ポリマー化の場合は、通常０．９５〜１．０５、プレポリマー化の場合は、通常１．０５〜２．５が用いられる。
一方、本発明においては、ウレタンプレポリマーに対して、場合により鎖伸長剤として有機ジアミンが使用される。
【００２９】
それらの有機ジアミンとしては、特に限定はないが、例えばジアミノエタン、１，２−又は１，３−ジアミノプロパン、１，２−又は１，３−又は１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、ピペラジン、Ｎ，Ｎ´−ビス−（２−アミノエチル）ピペラジン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチル−シクロヘキサン（＝イソホロンジアミン）、ビス−（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス−（４−アミノ−３−ブチルシクロヘキシル）メタン、１，２−、１，３−及び１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノプロパン等が挙げられ、さらにヒドラジン、アミノ酸ヒドラジド、セミ−カルバジドカルボン酸のヒドラジド、ビス（ヒドラジド）及びビス（セミカルバジド）等も使用することができる。
【００３０】
有機ジアミンを用いた場合、その鎖伸長反応条件としては、特に限定はしないが、通常８０℃以下、好ましくは０〜７０℃の温度で良好な攪拌条件下で実施される。
【００３１】
本発明のウレタン化反応の際の条件は、特に限定はしない。通常この際有機溶媒が用いられる。
有機溶媒の例としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの有機溶媒は、ウレタン化反応の最初に全量用いても、その一部を分割して反応の途中に用いても良い。
【００３２】
又、ポリウレタン樹脂溶液濃度としては、限定はしないが、通常、経済性及び作業性を考慮して１５〜４０％が適用される。
本発明のポリウレタン樹脂の製造方法には、必要に応じてウレタン化反応の任意の時点で、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、非溶剤、顔料、充填剤、帯電防止剤その他の添加剤を加えることができる。
【００３３】
本発明の防水布は、上記の方法で得られたポリウレタン樹脂を主成分とするポリウレタン樹脂組成物を、基材に塗布することにより得られる。
ポリウレタン樹脂組成物を基材に塗布する方法としては、例えば、直接基材にドクターナイフコーター、ロールコーター等で塗布する方法の他に、離型性を有する支持体上にポリウレタン樹脂組成物の皮膜を形成し、該皮膜を基材と接着することによっても得られる。
【００３４】
基材としては、例えば織物、不織布、編物、合成樹脂発泡体等が挙げられる。本発明に使用される布としては、例えば、セルロース、ポリエステル、ナイロン等の天然あるいは合成繊維の編織布が挙げられる。
【００３５】
塗膜の形成条件としては、本発明では、乾式法が適用される。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明の実施態様を具体的な実施例で説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例中の部及び％は断りのない限り重量に関するものである。
【００３７】
尚、ポリウレタン樹脂皮膜の作成法、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性の試験法は次の通りである。
［ポリウレタン樹脂皮膜の作成法］
ポリウレタン樹脂溶液を離型紙上に流延し８０℃で３０分間乾燥した後、１２０℃で５分間熱処理し、更に約２０℃、相対湿度約６０％の雰囲気中に３日間放置して約３０ミクロンの皮膜を作成した。
【００３８】
［透湿性試験］
上記の方法で作成した皮膜をＪＩＳ Ｚ−０２０８に従って測定した。
［耐水性（水膨潤度）試験］
上記の方法で作成した皮膜を約２５℃の水中に１時間浸漬し、膨潤状態での皮膜の面積増大率α（％）を次式により求めた。
【００３９】
α＝（Ａ−Ａ0）×１００÷Ａ0
但し、Ａは水中浸漬後の表面積、Ａ0は水中浸漬前の表面積である。
［耐溶剤性（パークレン膨潤度）試験］
上記の方法で作成した皮膜を約２５℃のパークロロエチレン中に１時間浸漬し、湿潤状態での皮膜の面積増大率β（％）を次式により求めた。
【００４０】
β＝（Ａ´−Ａ0）×１００÷Ａ0
但し、Ａ´はパークロロエチレン中浸漬後の表面積、Ａ0はパークロロエチレン中浸漬前の表面積である。
【００４１】
［耐光性（フェードメーター）試験］
上記の方法で作成した皮膜から切り出した試験片を６３℃で５０時間フェードメーターにかけ、抗張力と伸びを試験前の試験片と比較し、それぞれの保持率（％）で示した。
【００４２】
［参考例１］
ポリオキシエチレングリコ−ル（以下ＰＥＧと略記する）／ポリカプロラクトン（以下ＰＣＬと略記する）ブロック共重合体（以下ＰＥＧ／ＰＣＬと略記する）−１の製造
攪拌機、温度計、Ｎ2導入管及び空冷コンデンサ−を備えた４つ口フラスコをマントルヒ−タ−内にセットし、フラスコ中にＰＥＧ（数平均分子量１５０４）を１５０４部（１モル）及びε−カプロラクトンモノマ−（以下ε−ＣＬと略記する）を３４２部（３モル）仕込み、Ｎ2ブロ−と攪拌をスタ−トして均一混合させた後、テトラブチルチタネ−トを０．０５５部（対全仕込み量３０ｐｐｍ）添加して加熱をスタ−トさせ、１９０℃まで昇温する。その後、１９０℃で７時間保持してマントルヒ−タ−を取り外し、風冷して約８０℃まで冷却してから生成物を取り出した。生成物のＯＨ価は、６０．６（数平均分子量１８５１）であった。
【００４３】
［参考例２］
ＰＥＧ／δ−バレロラクトン（以下ＰＶＬと略記する）ブロック共重合体（以下ＰＥＧ／ＰＶＬと略記する）−１の製造
参考例１において、ε−ＣＬ ３４２部の代わりに、バレロラクトンモノマ−１００部（１モル）を用い、テトラブチルチタネートを０.０４８部用いた以外は参考例１と全く同様にして、ＰＥＧ／ＰＶＬ−１を製造した。生成物のＯＨ価は６９．８（数平均分子量１６０７）であった。
【００４４】
［参考例３］
ＰＥＧ／ＰＣＬブロック共重合体−２の製造
参考例１において、ε−ＣＬを６９０部（６モル）仕込み、テトラブチルチタネートを０.０６６部添加とした以外は参考例１と全く同様にして、ＰＥＧ／ＰＣＬ−２を製造した。生成物のＯＨ価は５１．０（数平均分子量２２００）であった。
【００４５】
［参考例４〜参考例１１］
参考例１及び参考例３と全く同様の方法で、各種ポリオキシエチレングリコールとその１モル当たり各種ＣＬ付加量からなるブロック共重合体を製造した。
【００４６】
製造した各種ブロック共重合体については、表１及び表２に纏めた。
【００４７】
【表１】
【表２】
参考例１で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−１を１５０部と１,４ーブタンジオ−ル２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９０.６部をジメチルホルムアミド６１９部中で、８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．０％，粘度４２，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００４９】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４０３０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１３.２％及び２８.３％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３５.２％、伸びで７８.５％であった。
【００５０】
［実施例２］
参考例２で得られたＰＥＧ／ＰＶＬ−１を１５０部と１,４ーブタンジオ−ル２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９３.７部をジメチルホルムアミド６２７部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．１％，粘度３４，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００５１】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９８０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１５.１％及び３２.８％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３２.７％、伸びで６０.３％であった。
【００５２】
［実施例３］
参考例１で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−１を１２０部と分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール３２.４部をトルエン８６部に混合し、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート５０部およびオクチル酸第一スズ０.０１部を加えて１００℃で反応して、イソシアネ−ト末端ウレタンプレポリマ−を得た。次に、このプレポリマー溶液を、トルエン１７０.９部,イソプロパノール２５６.４部及びイソホロンジアミン１７.６部の混合溶液に加えて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．２％、粘度２９，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２１０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１０.４％及び２８.７％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５０.２％、伸びで８８.０％であった。
【００５３】
［実施例４］
参考例３で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−２を１７０部、分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール９.１部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９０.６部をジメチルホルムアミド４１２.６部とメチルエチルケトン２７５.０部中で、８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．０％，粘度３８，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３８７０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１６.４％及び３０.７％であった。
【００５４】
更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４７.５％、伸びで６３.５％であった。
【００５５】
［実施例５］
参考例４で得られたＰＥＧ／ＰＣＬ−３を１２９部と１,４ーブタンジオール２３部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト９２部をジメチルホルムアミド３４１.６部とメチルエチルケトン２２７.７部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０．１％，粘度３３，０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００５６】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９３０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１２.７％及び３０.５％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３８.８％、伸びで８０.１％であった。
【００５７】
［実施例６］
参考例５で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−４を１１８部と１,４ーブタンジオール１６部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.５部をジメチルホルムアミド３１４.３部とメチルエチルケトン２０９.５部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３５,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３４９０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１１.９％及び２６.３％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４３.２％、伸びで８３.１％であった。
【００５８】
［実施例７］
参考例６で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−５を１７５部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール９.５部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.３部をジメチルホル アミド４１９.７部とメチルエチルケトン２７９.８部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３３,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３９９０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ１４.８％及び３１.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で３３.５％、伸びで７３.３％であった。
【００５９】
［比較例５］
参考例７で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−６を１６３部と１,４ーブタンジオール２９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９１.４部をジメチルホルアミド３９６.７部とメチルエチルケトン２６４.５部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３４,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４３６０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ２９.３％及び４０.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５０.２％、伸びで５７.０％であった。
【００６０】
［実施例９］
参考例１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１を６０部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール５６.８部及び１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート８５.５部をジメチルホルムアミド５３０.３部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度４５,５００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６１】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２９００mg/m2・２４hrで,水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ９.２％及び２１.７％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で４２.０％、伸びで５０.３％であった。
【００６２】
［実施例１０］
参考例３で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−２を１１０部と１,４ーブタンジオール６.６部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート３６.９部をジメチルホルムアミド３５８.１部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度４１,２００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６３】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２００mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３０.７％及び５０.８％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で２７.２％、伸びで３５.８％であった。
【００６４】
［実施例１１］
参考例１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１を２０５部、数平均分子量２０００のポリブチレンアジペートジオール１９９.２部及び１,４ーブタンジオール９部の混合物に、トリレンジイソシアネート（２,４ーと２,６ーの異性体比が８０対２０）５４部をトルエン２３３.６部とメチルエチルケトン２３３.６部中で混合し、オクチル酸第一スズ０.０３部を加えて８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度５０％,粘度７４,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００６５】
このポリウレタン溶液１００部にクリスボンＮＸ（大日本インキ化学工業株式会社製 ポリイソシアネート系架橋剤、イソシアネート基含有量約１３％）８部及びクリスボンアクセルＨＭ３部を混合して皮膜を作成した。
【００６６】
この皮膜は、透湿度４５７０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ５.３％及び３７.２％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で５７.８％、伸びで５３.０％であった。
【００６７】
［実施例１２］
実施例１で得られたポリウレタン溶液１００部に、ジメチルホルムアミド４０部及びダイラックＬカラー（大日本インキ化学工業株式会社製着色剤）２０部を加えて均一にし、離型紙上に固形分膜厚が０.０１mmになるように塗布し、９０℃で３分間乾燥した。その上に、実施例９で得たポリウレタン溶液１００部にクリスボンＮＸ８部、クリスボンアクセルＨＭ３部、メチルエチルケトン３０部及びジメチルホルムアミド１０部の混合液を、固形分膜厚が０.０２mmになるように塗布し、１２０℃で１分間乾燥して、直ちにナイロントリコット編布を圧着して、更に１２０℃で３分間熱処理した。次いで、離型紙を剥離し、シリコーン系撥水剤で処理して防水布を得た。この防水布は風合いが柔軟で、耐水圧２０００mm水柱以上、撥水度１００点、透湿度４０５０mg/m2・２４hrであった。この防水布をＪＩＳ Ｌ−１０４２ Ｆ−１法に準じた水洗濯を５回繰り返しても、外観損傷は全く無かった。又、ＪＩＳ Ｌ−０８７４に準じたドライクリーニングを５回繰り返しても、外観損傷は全く無かった。
【００６８】
［比較例１］
参考例８で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−７を１６０部と１,４ーブタンジオール３０部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.１部をジメチルホルアミド３９２.１部とメチルエチルケトン２６１.４部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３２,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２８９０mg/m2・２４hrで、 水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ７.８％及び２９.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で６４.５％、伸びで５１.０％であった。
【００６９】
［比較例２］
参考例９で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−８を１３６部と１,４ーブタンジオール２５部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９２.２部をジメチルホル アミド３５４.５部とメチルエチルケトン２３６.３部中で８０℃で反応させて、ポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.１％,粘度３６,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７０】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度３８５０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３９.８％及び５３.４％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で９.５％、伸びで１７.１％であった。
【００７１】
［比較例３］
参考例１０で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−９を１１４部と１,４ーブタンジオール９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９０.２部をジメチルホルアミド２９８.４部とメチルエチルケトン１９９.０部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３１,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７２】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度２７５０mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ９.２％及び３３.５％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で６７.３％、伸びで５７.１％であった。
【００７３】
［比較例４］
参考例１１で得られたＰＥＧ/ＰＣＬ−１０を１４９部と１,４ーブタンジオール２９部の混合物に、ジフェニルメタンジイソシアネート９１.４部をジメチルホルアミド３７７.２部とメチルエチルケトン２５１.４部中で８０℃で反応させてポリウレタン溶液（樹脂濃度３０.０％,粘度３３,０００ｃｐｓ／２５℃）を得た。
【００７４】
このポリウレタン溶液から作成した皮膜は、透湿度４２００mg/m2・２４hrで、水膨潤度及びパークレン膨潤度はそれぞれ３７.５％及び５１.２％であった。更に、フェードメーター処理後の保持率は、処理前と比べて抗張力で１２.５％、伸びで２３.０％であった。
尚、実施例及び比較例で得られた皮膜物性を、一覧表として表３に示した。これらから明きらかな如くに、本発明を構成する特定範囲のポリオール成分の変性により、透湿性及び耐久性に優れたポリウレタン樹脂が得られ、又、この樹脂を主成分としたポリウレタン樹脂組成物を塗布することにより優れた防水布が得られることが判る。
【００７５】
【表３】
* 対ウレタンポリマー
**単位：mg/m2・24hr
【００７７】
【発明の効果】
本発明により得られた乾式成膜法による塗膜形成用ポリウレタン樹脂及びこの樹脂を主成分としたポリウレタン樹脂組成物は、透湿性及び耐水性、耐溶剤性、耐光性に優れており、これを塗布した防水布は透湿性、耐久性に優れているので、防水布として有用である。
Claims (3)
- ポリオール成分とポリイソシアネート成分とから得られるポリウレタン樹脂と有機溶媒とからなる乾式成膜法によってポリウレタン樹脂塗膜を形成する防水布用ポリウレタン樹脂組成物において、ポリオール成分として、数平均分子量が３００〜３０００のポリオキシエチレングリコールに該ポリオキシエチレングリコール１モルに対して０.５〜１０モルのラクトン化合物を付加反応させて得られるブロック共重合体を用いること、ポリオキシエチレン鎖の割合がポリオールの６５０重量部に対して４１０重量部以上であることを特徴とする防水布用ポリウレタン樹脂組成物。
- ラクトン化合物として、ε−カプロラクトンを用いることを特徴とする請求項１記載の防水布用ポリウレタン樹脂組成物。
- 請求項１又は２記載の防水布用ポリウレタン樹脂組成物を乾式成膜法によって基材に塗布してなる防水布。
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