JP7372257B2 - 透湿防水性布帛およびこれを用いた繊維製品 - Google Patents
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- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
防水性布帛は、繊維布帛の片面あるいは両面あるいは2枚の繊維布帛間に防水性を有する多孔質や無孔質の樹脂膜が積層されている。また、防水性に加え、衣服内の湿気を通過させ、衣服内のムレや汗の結露を抑制する透湿性をも有する樹脂膜が繊維布帛に積層された構成のものも知られている。(特許文献1、特許文献2、特許文献3)
繊維布帛の片面に樹脂膜を有する透湿防水性布帛は、一般的には衣服等に用いられる場合、樹脂膜が身体側(すなわち衣服等の裏側)に用いられている。
樹脂膜が衣服等の表側にある場合には、樹脂膜を染料や顔料で着色したり、樹脂膜表面に意匠を印刷したりして衣服等の意匠性を高めることができる。
また、合成皮革を防水素材として用いた場合では、防水性を有し、水にぬれた際にも膨潤などは発生しないが、透湿性がほとんどなく、透湿性の向上が求められている。
したがって、本発明では、樹脂膜を有する透湿防水性布帛であって、当該樹脂膜を衣服や靴や鞄等の繊維製品の表側として使用することができ、かつ透湿性と防水性にも優れた透湿防水性布帛およびこれを用いた繊維製品を提供することを目的としている。
したがって、本発明の透湿防水性布帛を用いれば、衣服等に雨などが浸入することを抑制し、かつムレを抑え、さらに摩耗に強い、樹脂膜面が表側に用いられている衣服、靴、鞄などの繊維製品を提供することができる。
本発明に係る透湿防水性布帛は、繊維布帛の少なくとも片面に、ウレタン樹脂を含む多孔質の防水層、および前記防水層の表面全面または一部に形成された摩耗保護層を含み、前記ウレタン樹脂がエステル系および/またはポリカーボネート系ウレタン樹脂であるものである。
特に、本実施の形態の透湿防水性布帛を用いて、表面を裏面に裏返して使用するリバーシブル衣服とする場合には、繊維布帛には撥水性を有するものが好ましい。
また、大量に汗や結露が発生する用途に用いる場合には、繊維布帛は、吸水性や吸湿性を有するものを用いるとよく。特に、衣服等として用いる場合に、裏地や中綿を用いない場合であって、肌へのベタツキを抑制したい場合には、繊維布帛の身体側の面を撥水性とし、樹脂膜側の面を親水性とした繊維布帛を用いてもよい。
さらに、ウレタン樹脂溶液中には、顔料等の着色剤、ポリイソシアネート系架橋剤、触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。
次いで、ウレタン樹脂溶液が塗布された繊維布帛を、水、あるいはDMF等の水溶性極性有機溶媒を5~20%程度含んだ水を主成分とする凝固液に浸漬して、ウレタン樹脂を凝固させる。凝固温度は、樹脂膜中に形成される細孔の孔径を適度に調整する観点から、10~50℃の範囲が好ましい。
脱溶媒した後に90~150℃で乾燥処理することにより、繊維布帛上にウレタン樹脂を含むかまたはウレタン樹脂のみからなる多孔質の防水層が形成された透湿防水性布帛を得ることができる。その後、必要に応じて、撥水加工や制電加工、抗菌防臭加工、制菌加工、紫外線遮蔽加工等を行ってもよい。
なお、摩耗保護層に粒状物等を含み、該粒状物等が摩耗保護層から突出している場合には、該突出箇所は摩耗保護層の厚みとはみなさないものとする。
本実施の形態における透湿防水性布帛を用いた繊維製品は、上記透湿防水性布帛を少なくとも一部、好ましくは上記透湿防水性布帛をその表側の少なくとも一部に用いたものであり、例えばウインドブレーカー、コート、ジャケット、ヤッケ、アノラック、スキーウエアー、スノーボードウエアー、合羽、作業服、帽子、手袋などの衣服をはじめ、テント、寝袋、マットレスカバー、靴、鞄などを提供することができる。
したがって、本発明の透湿防水性布帛を用いれば、衣服等に雨などが浸入することを抑制し、かつムレを抑え、さらに摩耗に強い、樹脂膜面が表側に用いられている衣服、靴、鞄などの繊維製品を提供することができる。
[A:耐水圧]
耐水圧は、JIS L1092:2009 耐水度試験B法(高水圧法)に準じた方法で測定した。測定値はmmH2O単位に変換して表示した。
なお、水圧をかけることにより試験片が伸びる場合には、試験片の上にナイロンタフタ(2.54cm当りのタテ糸とヨコ糸の密度の合計が210本程度のもの)を重ねて、試験機に取り付けて測定を行った。
[B:透湿度]
透湿度については、JIS L1099-2012 A-1法(塩化カルシウム法)に基づく透湿度およびJIS L1099-2012 B-1法(酢酸カリウム法)に基づく透湿度の両方を測定した。
なお、接水面は繊維布帛面とし、いずれの透湿度も24時間当りの透湿量に換算した。
[C:耐摩耗性]
耐摩耗性は、JIS L1096:2010 摩耗強さC法(テーバ形法)に準じて試験を行い、防水層に穴が開くまでの回数(100回ごとに樹脂膜面に穴あきが発生したかを確認し、穴あきが確認された直前の回数)を測定することにより評価した。500回の試験後に防水層に穴あきが確認されなかった場合を合格とした。
なお、測定時に使用した摩耗輪はNo.CS-17、荷重4.90Nとした。
[D:摩耗保護層の厚み]
走査型電子顕微鏡(SEMEDX Type H形:株式会社日立サイエンスシステムズ)を用い、透湿防水性布帛の断面を1000倍~4500倍にて観察し、摩耗保護層の任意の5カ所の厚みを測定し、それらの平均値を求め、摩耗保護層の厚みとして決定した。
[E:透湿防水性布帛のpH]
透湿防水性布帛のpHは、JIS L1096:2010 A法にて測定した。
水膨潤は、10cm四方の試料の樹脂膜面に2gの水を滴下して塗り広げ、5分間静置したのちの外観を確認することにより評価した。
[G:実着摩耗試験]
試験用ジャケットの肩部に10cm×10cmにカットした透湿防水性布帛を膜面が表側になるよう縫い付け、重りを入れて合計5kgになるよう調整したリュックサックを背負い、1段18cmの階段を往復しながらのべ1800段ずつ上り下りした。試験後の縫い付けられた試験片の外観を以下の3段階で実着摩耗性を評価した。◎および〇を合格とした。
◎:変化なし
○:撚れが発生するも穴が開いていない
×:穴が開く
<繊維布帛>
ナイロンタフタ(繊維太さ:経糸83デシテックス/72フィラメント、緯糸83デシテックス/72フィラメント。繊維密度:経糸114本/2.54cm、緯糸92本/2.54cm)を酸性染料でネビー色に染色した。
次いで、このナイロンタフタに、フッ素系撥水剤 アサヒガ-ド AG-E081(AGC株式会社製)の5%水溶液を用いて撥水加工を行ってから、170℃、圧力(線圧)128kgf/cmにてカレンダー加工したものを繊維布帛として用いた。
ポリカーボネート系ウレタン樹脂 クリスボン NY-331(DIC株式会社製)100部に、平均粒径2μmの炭酸カルシウム1部、ステアリン酸1部を添加し、ラボプラストミルにて混練した。得られた混合溶液を離型紙上に塗布後、120℃にて熱風乾燥させて厚さ50μmのフィルムを成膜した。離型紙を剥離して得られたフィルムをロール延伸機にて延伸速度6m/分、延伸率300%の条件で延伸処理して、多孔質の防水フィルムを得た。
次に、グラビアコーターを用いて湿気硬化型ホットメルトタイプウレタン樹脂接着剤 タイフォース NH-320(DIC株式会社製)を110℃に加熱し溶融させ、点状に、前記防水フィルムの面に付与した。
次に、前記防水フィルムの接着剤を付与した面と、前記繊維布帛のカレンダー処理面を向き合うように重ね合せ、ニップロールを用いて100℃で熱圧着した。熱圧着したのち、70℃で72時間エージングすることで、繊維布帛に、延伸法により形成されたウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
次に、シリコーン変性ポリカーボネート系ウレタン樹脂 クリスボン NY-373(DIC株式会社製)100部をトルエン60部で希釈した溶液を、上記防水層を積層した透湿防水性布帛の防水層の表面全面にグラビアコーターにて塗工した後、120℃にて熱風乾燥させることにより、防水層の表面に摩耗保護層が設けられた透湿防水性布帛を得た。得られた透湿防水性布帛の性能を表1に記載した。
<延伸法によるPTFEを含む多孔質防水層>
延伸法により多孔質とされた厚さ30μmのPTFEフィルム Tetratex(日本ドナルドソン株式会社製)に、グラビアコーターを用いて湿気硬化型ホットメルトタイプウレタン樹脂接着剤 タイフォース NH-320(DIC株式会社製)を110℃に加熱し溶融させ、点状に、前記PTFEフィルムの面に付与した。
次に、前記PTFEフィルムの接着剤を付与した面と、実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面を向き合うように重ね合せ、ニップロールを用いて100℃で熱圧着した。熱圧着したのち、70℃で72時間エージングすることで、延伸法により形成されたPTFEを含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
<乾式ラミネート法によるウレタン樹脂を含む無孔質防水層>
離型紙上にエステル系ウレタン樹脂 クリスボン S-125(DIC株式会社製)100部を2-ブタノン(MEK)50部で希釈した溶液を塗布後、120℃にて熱風乾燥させて厚さ13μmのウレタン樹脂フィルムを製膜した。
次に、エステル系ウレタン樹脂接着剤 クリスボン 4070(DIC株式会社製)100部、ポリイソシアネート溶液 コロネート L(東ソー株式会社製)12部、N-メチルジエタノールアミン0.2部を調合、トルエン60部で希釈し撹拌した溶剤を、前記防水フィルム上に塗布後、90℃にて熱風乾燥して防水フィルムに接着剤層を付与した。
次に、フィルムの接着剤層に、実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面を向き合うように重ね合せ、ニップロールを用いて120℃で熱圧着した。熱圧着したのち、60℃で24時間エージング後に離型紙を剥離することで、乾式ラミネート法により形成されたウレタン樹脂を含む無孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
離型紙上にエーテル系ウレタン樹脂 クリスボン S-525(DIC株式会社製)100部をMEK50部で希釈した溶液を塗布後、120℃にて熱風乾燥させて厚さ13μmのウレタン樹脂フィルムを製膜した。
次に、エーテル/エステル系ウレタン樹脂接着剤 クリスボン TA-150(DIC株式会社製)100部、ポリイソシアネート溶液 コロネート L(東ソー株式会社製)12部、N-メチルジエタノールアミン0.2部を調合、トルエン60部で希釈し撹拌した溶剤を離型紙上に製膜したフィルム上に塗布後、90℃にて熱風乾燥してフィルムに接着剤層を付与した。
次に、フィルムの接着剤層に、実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面を向き合うように重ね合せ、ニップロールを用いて120℃で熱圧着した。熱圧着したのち、60℃で24時間エージング後に離型紙を剥離することで、乾式ラミネート法により形成されたウレタン樹脂を含む無孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
<湿式凝固法によるウレタン樹脂を含む多孔質防水層>
実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面に、エステル系ウレタン樹脂 クリスボン MP-858(DIC株式会社製)100部をDMF40部で希釈した溶液を塗布後、20℃の水に5分間浸漬してウレタン樹脂を凝固させ、さらに40℃の温水に浸漬して5分間の脱溶媒を行った。さらに、該繊維布帛を120℃にて熱風乾燥して、繊維布帛に、厚さ40μmの湿式凝固法により形成されたウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。得られた透湿防水性布帛の性能を表1に記載した。
実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面に、エステル系ウレタン樹脂 クリスボン MP-858(DIC株式会社製)100部、二酸化チタン系顔料 レザミンCUT-934T(大日精化工業株式会社製)20部を調合、DMF40部で希釈し撹拌した溶液を塗布後、20℃の水に5分間浸漬してウレタン樹脂を凝固させ、さらに40℃の温水に浸漬して5分間の脱溶媒を行った。さらに、該繊維布帛を120℃にて熱風乾燥して、繊維布帛に、厚さ40μmの湿式凝固法により形成されたウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
実施例2に記載した方法により、繊維布帛に防水層を積層し、ウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
実施例2に記載した方法により、繊維布帛に防水層を積層し、ウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
比較例4に記載した方法により、繊維布帛に防水層を積層し、ウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
次に、実施例1に記載した方法により、防水層の表面に摩耗保護層を付与し、防水層の表面に摩耗保護層が設けられた透湿防水性布帛を得た。得られた透湿防水性布帛の性能を表2に記載した。
実施例1に記載した繊維布帛のカレンダー処理面に、エステル系ウレタン樹脂 クリスボン MP-858(DIC株式会社製)100部、炭酸カルシウム系顔料 ダイラック フィラー F-14(DIC株式会社製)20部を調合、DMF40部で希釈し撹拌した溶液を塗布後、20℃の水に5分間浸漬してウレタン樹脂を凝固させ、さらに40℃の温水に浸漬して5分間の脱溶媒を行った。さらに、該繊維布帛を120℃にて熱風乾燥して、繊維布帛に、厚さ40μmの湿式凝固法により形成されたウレタン樹脂を含む多孔質防水層が積層された透湿防水性布帛を得た。
したがって、本発明の透湿防水性布帛を用いれば、衣服等に雨などが侵入することを抑制し、かつ、蒸れを抑え、さらに摩耗に強い、樹脂膜面が表面に用いられている衣服、靴、鞄などの繊維製品を提供することができる。
Claims (8)
- 繊維布帛の少なくとも片面に、ウレタン樹脂を含む多孔質の防水層、および前記防水層の表面全面または一部に形成された摩耗保護層を含み、前記ウレタン樹脂がエステル系および/またはポリカーボネート系ウレタン樹脂であり、前記摩耗保護層がシリコーン変性ウレタン樹脂を含むことを特徴とする透湿防水性布帛。
- 耐水圧が2000mmH2O以上であり、かつJIS L1099:2012 A-1法に基づく透湿度およびB-1法に基づく透湿度がいずれも3500g/m2/24hr以上であることを特徴とする請求項1に記載の透湿防水性布帛。
- 前記透湿防水性布帛に対する、摩耗輪:No.CS-17、荷重:4.9Nを用いたJIS L1096:2010 摩耗強さC法(テーバ形法)に準じた試験で、1000回の試験後に前記防水層に穴あきが確認されないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の透湿防水性布帛。
- 前記摩耗保護層の厚みが6μm以下であることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の透湿防水性布帛。
- 前記摩耗保護層がシリコーン変性ポリカーボネート系ウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の透湿防水性布帛。
- 前記防水層中に無機粒子が含まれていることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の透湿防水性布帛。
- 前記無機粒子が酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタンおよびそれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする請求項6に記載の透湿防水性布帛。
- 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の透湿防水性布帛を少なくとも一部に用いた繊維製品。
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