JP4328552B2 - 制電性透湿防水布帛 - Google Patents
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【産業上の利用分野】
本発明は、制電性に優れた透湿防水布帛に関する。
【0002】
【従来の技術】
透湿防水布帛において備えるべき基本的な性能としては、透湿性と耐水性がまず挙げられるが、近年になってこの相反すると思える2つの性能を高レベルで両立させたものが開発されてきている。
【0003】
引用文献1には、透湿度〔JIS L 1099(B−1法)〕が10,000g/m2/24hr以上、耐水圧が10,000mmH2O以上である透湿防水布帛が開示されている。高透湿、高耐水圧を達成する透湿防水布帛の構造としては、繊維布帛にまず微多孔質膜を積層し、次に無孔質膜を積層する多層構造がよいと考えられている。
【0004】
このように透湿性と耐水性については従来より多くの研究がなされており、高性能の商品も開発されてきているが、近年においては、透湿性と耐水性という基本的な性能にさらに新しい機能を付与させようとする動きが盛んになってきている。
【0005】
そのような動きの中の1つに透湿防水布帛の制電性の向上というものがある。衣類用途において一般的には静電気障害を避ける目標値としては、温度20℃、湿度40%の雰囲気下で1,000V以下が望ましいとされているが、透湿防水布帛の繊維基布がナイロン繊維の様に元々帯電しやすいものである場合には、摩擦帯電圧が2,000V以上となってしまい制電性に優れる透湿防水布帛というものは未だ開発されていない。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−226778号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した現状を鑑み、透湿防水布帛に要求される諸性能を低下させることなく、制電性に優れる透湿防水布帛を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するものであり、その構成は次の通りである。
【0009】
即ち、本発明は(1)繊維布帛に湿式成膜によって積層されたポリウレタン樹脂を主体とする微多孔質膜層上に、ポリウレタン樹脂を主体とする吸湿性無孔質膜層を設けてなる布帛であって、透湿度が10,000g/m2/24hr以上であり、耐水圧が10,000mmH2O以上であり、かつ摩擦耐電圧が1,000V以下であり、さらに該吸湿性無孔質膜が樹脂溶液の乾式成膜によってつくった無孔質膜であって、20℃40%RHでの吸湿率が1.5〜4.0%であり、かつ20℃90%RHでの吸湿率が10〜40%である制電性透湿防水布帛を要旨とするものである。
【0011】
そしてまた、(2)繊維布帛がポリアミド系合成繊維布帛である制電性透湿防水布帛を要旨とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】
本発明は、繊維布帛に積層されたポリウレタン樹脂を主体とする微多孔質膜層上に、ポリウレタン樹脂を主体とする吸湿性無孔質膜層を設けてなる構成であり、透湿度が10,000g/m2/24hr以上であり、耐水圧が10,000mmH2O以上であり、かつ摩擦帯電圧が1,000V以下であることを特徴とする、透湿防水布帛に要求される諸性能を低下させることなく、制電性に優れる透湿防水布帛を提供する。
【0014】
ポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液としては、樹脂成分としてポリウレタン樹脂を50〜100重量%含む合成重合体溶液が好適に用いられる。ポリウレタン樹脂以外の樹脂成分としては、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、ポリカーボネート等やこれらの共重合体を50重量%未満の範囲で含んでいてもよく、勿論、フッ素やシリコン等で変性した重合体を含んでいてもよい。
【0015】
本発明で用いるポリウレタン樹脂とは、イソシアネートとポリオールを反応せしめて得られる重合体である。イソシアネート成分としては、例えば、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を挙げることができ、具体的には、トリレン−2,4−ジイソシアネート、4,4’−ジフェ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を主成分として用いたものであり、3官能以上のイソシアネートを用いてもよい。
【0016】
ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールを挙げることができ、具体的には、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、ポリブチレングリコール等が用いられ、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2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を用いることができ、勿論オキシ酸モノマーやプレポリマーを用いることもできる。
【0017】
本発明で、ポリウレタン樹脂を主体とする吸湿性無孔質膜の吸湿率は、20℃40%RHでの吸湿率が1.5〜4.0%であり、かつ20℃90%RHでの吸湿率が10〜40%である。20℃40%RHとは、温度20℃、相対湿度40%の雰囲気という意味である。ここで20℃40%RHでの吸湿率は、本発明の透湿防水布帛の低湿度環境下での制電性能に大きな影響を及ぼし、20℃90%RHでの吸湿率は、本発明の透湿防水布帛の透湿性能に大きな影響を及ぼす。20℃40%RHでの吸湿率が1.5%より低いと望ましい制電性が得られず、20℃40%RHでの吸湿率が4.0%より大きいと吸湿性無孔質膜の成膜性が悪くなってしまう。また20℃90%RHでの吸湿率が10%より低いと望ましい透湿性が得られず、20℃90%RHでの吸湿率が40%より大きいと吸湿性無孔質膜の湿潤時の物性低下が顕著になり、縫製後の漏水防止に使用されるシームテープとの剥離強度低下等が起こりやすくなる。
【0018】
本発明で用いられる繊維布帛としては、ナイロン6,ナイロン66で代表されるポリアミド系合成繊維や、ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリエステル系合成繊維、ポリアクリルニトリル系合成繊維あるいはポリビニルアルコール系合成繊維、トリアセテート等の半合成繊維あるいはナイロン6/木綿、ポリエチレンテレフタレート/木綿等の混合繊維からなる織物、編物、不織布等を挙げることができるが、特に、ポリアミド系合成繊維のように帯電し易い繊維を含む布帛を基材として用いる場合に対して優れた効果を発揮する。なお、ポリウレタン樹脂の浸透防止ために繊維布帛に予め撥水処理を施しておくことが好ましい。
【0019】
次に、本発明の制電性透湿防水布帛の製造方法について説明する。
まず、上記繊維布帛に、ポリウレタン樹脂を主体とする合成樹脂重合体溶液を塗布し、水中に浸漬して樹脂成分を凝固させた後乾燥させる、所謂湿式成膜を行う。合成樹脂重合体溶液中の溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解する有機溶媒であれば、どのようなものでも用いることができ、一般的には、ジメチルホルムアミド(DMF)等の極性有機溶剤を用いるのが好ましい。
【0020】
ポリウレタン樹脂主体の合成樹脂重合体溶液を繊維布帛に塗布する方法としては、一般的に行われているコーティング法を用いればよく、例えばナイフコータ、コンマコータ、リバースコータ等を用いて適宜コーティングを行えばよい。塗布後、5〜30℃の水中に浸漬して樹脂分を凝固させ、続いて40〜60℃の温水中で湯洗後、乾燥して樹脂膜を形成させる。
【0021】
本発明では、コーティングの際、樹脂層と繊維布帛間の耐剥離性能を向上させる目的で、樹脂溶液に樹脂および繊維布帛との親和性の高い化合物を併用してもよく、その化合物としてイソシアネート化合物が好適に使用できる。イソシアネート化合物としては、トリレン−2,4−ジイソシアネート、4,4’−ジフェ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、イソフォロンジイソシアネートまたは、これらのジイソシアネート類3モルと活性水素を含有する化合物(例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン等)1モルとの付加反応によって得られるトリイソシアネート類が使用できる。上記のイソシアネート類は、イソシアネート基が遊離した形のものであっても、あるいはフェノール、ラクタム、メチルケトンなどで付加ブロック体を形成させ、熱処理によって解離させる形のものであってもよく、作業性や用途などによって適宜使い分ければよい。イソシアネート化合物を使用する際の使用量としては、上記ポリウレタン樹脂主体の合成樹脂重合体混合溶液に対して、0.1〜10重量%の割合で使用することが望ましく、使用量が0.1重量%未満であれば、布帛に対する樹脂層の接着力が低く、また10重量%を超えると風合いが硬くなるので好ましくない。
【0022】
本発明では、このようにしてつくられた微多孔質膜層上に、ポリウレタン樹脂を主体とする吸湿性無孔質膜層を設ける。微多孔質膜層と吸湿性無孔質膜層との積層方法としては、微多孔質膜層に直接コーティングにより作成する方法や、予め離型紙等に塗工して吸湿性無孔質膜を作成し、更に微多孔質膜層と貼り合わせるラミネート方式等適宜な方法で作成すればよいが、吸湿性無孔質膜の透湿性、耐水圧等の安定した性能を得るためには、ラミネート方式が好ましく用いられる。
【0023】
ラミネート方式で用いる離型紙とは、一般的に用いられているもので、例えば、紙にポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムをラミネートした離型紙やさらにシリコン樹脂を塗布した離型紙等を用いればよい。本発明では離型紙上に前述のポリウレタン樹脂主体の合成樹脂重合体溶液を、前述と同様のコーティング装置を用いて塗布して乾燥させ、実質的に無孔の樹脂層を形成させる、いわゆる乾式成膜を行う。塗布量については所望の耐水圧、透湿性により適宜決定すればよいが、好ましくは乾燥樹脂膜重量が1g/m2以上、より好ましくは3g/m2以上になるように塗布量を調節して行えばよい。
【0024】
微多孔質膜面と吸湿性無孔質樹脂膜面を貼合する方法としては、一般的に行われている方法を採用すればよく、例えば、圧着または熱圧着、接着剤を介して両者を接合する方法等が挙げられる。
【0025】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における特性値及び評価値は、下記の測定方法、評価方法によるものである。
(1)透湿性 JIS L−1099(B−1法)
(2)耐水圧 JIS L−1092(高水圧法)
(3)制電性 JIS L−1094(摩擦帯電圧測定法)
(4)吸湿率 製造した無孔質膜を縦20cm×横20cmに切り取り、105℃で5時間熱風乾燥して乾燥後の重量(W0)を測定し、その後各環境下(20℃40%RHまたは20℃90%RH)に24時間放置後の重量(W1)を測定すると、吸湿率は次式で算出される。
吸湿率(%)=(W1−W0)/W0×100
【0026】
〔実施例1〕経糸、緯糸の双方にナイロンマルチフィラメント70デニール/68フィラメントを用い、経糸密度180本/インチ、緯糸密度80本/インチのナイロンタフタを製織し、常法により精練、染色を行った後、アサヒガードLS−317(明成化学工業株式会社製、フッ素系撥水剤)5%水溶液でパッディングし、乾燥後、170℃60秒間の熱処理を行った。そしてさらに温度170℃、圧力30kgf/cm2の条件にてカレンダー加工を行った。
【0027】
次に、下記処方1に示す組成のポリウレタン樹脂溶液を、ナイフオーバーロールコータを用いて、上述のカレンダー面に塗布量150g/m2にて塗布した後、20℃の水中にて120秒間浸漬して樹脂分を凝固させ、続いて50℃の温水中で10分間の洗浄を行った後、130℃にて乾燥し、ナイロンタフタの片面に微多孔質膜層を形成した。
【0028】
処方1(微多孔質膜用混合樹脂)
レザミンCU4550HV 100部
(大日精化(株)製、エステル系ポリウレタン樹脂)
炭酸カルシウム (#400、日東粉化工(株)製) 5部
ダイラック L−1500 (大日本インキ化学工業(株)、白色顔料)5部
レザミン CUT−725 (大日精化(株)、成膜助剤) 3部
レザミン X架橋剤 (HDI系イソシアネート) 2部
DMF 30部
【0029】
次に、下記処方2に示す組成のポリウレタン樹脂溶液を、ナイフオーバーロールコータを用いて離型紙上に塗布、130℃にて乾燥して塗布量10g/m2の吸湿性無孔質樹脂膜を得た。さらに、この吸湿性無孔質樹脂膜と前記の微多孔質膜とを120℃、4kg/cm2にて熱圧着後、離型紙を剥離して透湿防水布帛を得た。得られた布帛に対する各評価をおこない、その結果を表1に示す。
【0030】
処方2(吸湿性無孔質膜用混合樹脂)
ハイムレン Y611−124 100部
(大日精化(株)製、エーテル系ポリウレタン樹脂)
※吸湿率 2.1%(20℃40%RH)/29.2%(20℃90%RH)
DMF 30部
【0031】
〔実施例2〕実施例1で作成した微多孔質膜上に下記処方3に示す組成のポリウレタン樹脂を、ナイフオーバーロールコータを用い塗布量4g/m2で直接塗布して、吸湿性無孔質膜樹脂が積層した透湿防水布帛を得た。得られた布帛に対する各評価をおこない、その結果を表1に示す。
【0032】
処方3(吸湿性無孔質膜用混合樹脂)
ハイムレン Y301−3 100部
(大日精化(株)製、エーテル系ポリウレタン樹脂)
※吸湿率 1.9%(20℃40%RH)/25.9%(20℃90%RH)
IPA 15部
トルエン 15部
【0033】
〔比較例1〕無孔質膜用混合樹脂として下記処方を用いた以外は実施例2と同様にして透湿防水布帛を得た。得られた布帛に対する各評価をおこない、その結果を表1に示す。
【0034】
処方4(無孔質膜用混合樹脂)
ハイムレンNPU5 100部
(大日精化(株)製、エーテル系ポリウレタン樹脂)
※吸湿率 1.1%(20℃40%RH)/4.9%(20℃90%RH)
IPA 15部
トルエン 15部
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、透湿防水布帛に要求される諸性能を低下させることなく、制電性に優れる透湿防水布帛を提供することができ、ウインドブレーカー、スキーウェアー、フィッシングウェアー等のスポーツ衣料、作業服、制服等のユニフォーム、一般衣料等に幅広く利用することができる。
Claims (2)
- 繊維布帛に湿式成膜によって積層されたポリウレタン樹脂を主体とする微多孔質膜層上に、ポリウレタン樹脂を主体とする吸湿性無孔質膜層を設けてなる布帛であって、透湿度が10,000mmH2O以上であり、かつ摩擦耐電圧が1,000V以下であり、
さらに該吸湿性無孔質膜が樹脂溶液の乾式成膜によってつくった無孔質膜であって、20℃40%RHでの吸湿率が1.5〜4.0%であり、かつ20℃90%RHでの吸湿率が10〜40%であることを特徴とする制電性透湿防水布帛。 - 繊維布帛がポリアミド系合成繊維布帛であることを特徴とする請求項1記載の制電性透湿防水布帛。
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