JPH01288439A - 多層ポリウレタンフィルム及びその積層シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂（以下、ポリウレ
タン樹脂と称す）を主材としてなる耐熱性、耐水性等に
優れた、織布、不織布、発泡体シート等の材料とのラミ
ネート用フィルムとして極めて好適な多層ポリウレタン
フィルム及びその積層シートに関する。

［従来の技術］ 近年、熱可塑性ポリウレタンフィルムは柔軟性、弾力性
、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、透湿性、耐寒性、耐油性等
に数多くの優れた特性を有するために、各種防水衣料を
はじめスポーツ用品、断熱材、ベルト、シーツ等の分野
で広く利用されている。

しかしながら、周知の如くポリウレタン樹脂は、その原
料中ポリオール成分の種類によってエステル系とエーテ
ル系に大別され、それぞれ次の如き長所と短所を有して
いる。すなわち、エステル系のボリウレタレ゛樹脂はコ
ストが安く経済的で、しかも耐熱性に優れることから最
も汎用されているが、加水分解を受やすいために耐水、
耐湿、耐カビ性に劣るという問題を有して゛いるのに対
し、ニーデル系のポリウレタン樹脂は耐水、耐湿、耐カ
ビ性に優ねる反面、コストが比較的高゛く、耐熱性にや
や問題があるなど、いずれも一長一短があり決して満足
できるものでなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、機械的強度が強く、しかも耐熱性
、耐水性、耐湿性、耐カビ性等の諸性質を兼備した、コ
スト的にも有利ｔｚ　％層ポリウレタンフィルム及びそ
の積層シートを提（ｊ４する点にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、かかる目的を達成する！こめに鋭意検討
した結果、前記エステル系とエーテル系のポリウレタン
樹脂を多層構造となした土で、更に特定の割合で配向せ
しめると、ポリウレタン樹脂特有の柔軟性、透湿性等の
優れた特性を損なうことなく、シかもエステル系とエー
テル系の両者の：。

特性を兼備した、ラミネート用のフィルムとして極めて
有用なポリウレタンフィルムが得られることを見い出し
、本発明を完成させた。

即ち本発明は、エステル系の熱可塑性ポリウレタン樹脂
よりなるフィルム層の片面あるい（Ｊ両面に、エーテル
系の熱可塑性ポリウレタン樹脂フィルム層を積５ｔ）で
なる多層フィルムであって、■一つ該多層フィルムのヤ
ング率から求めた配向度がｌＯ乃至７０ｔであることを
特徴とする多層ポリウレタンフィルム及び該多層ボリウ
ｌノタンフィルムとシート状物との積層シート・に係る
ものである。

以下、本発明の多層ポリウレタンフィルム及びその積層
シートについて、図面に基づき説明する。

第１図及び第２図は、本発明多層ポリウレタンフィルム
の一例を示す断面図であり、図中の符号１は多層ポリウ
レタンフィルム、２はエステル系のポリウレタン樹脂よ
りなる層、３はエーテル系のポリウレタン樹脂′よりな
る層をそれぞれ示している。また第３図は、請求項２記
載の積層シートの一例を示す断面図であり、１は多層ポ
リウレタンフィルム、４，４ａ、４ｂはシート状物をそ
れぞれ示すものである。

本発明で使用されるポリウレタン樹脂とは、二官能性ポ
リオールとジイソシアネート及びグリコールを主原料と
してなる、分子構造中にウレタン基を含有するゴム状弾
性高分子のうち、熱可塑性を有するものを総称するので
あるが、ここでエステル系のポリウレタン樹脂としては
、ｒＲ記ポリオール成分がポリ（エチレンアジペート）
、ポリ（１，４−ブチレンアジペート・）、ポリ（１，
６−ヘキザンアジベート）、ポリー〇−カプロラクトン
等の一種又はそれ以上からなるものが、またエーテル系
のポリウレタン樹脂としては、ポリオール成分がポリオ
キシテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール等の一種又はそれ以上か
らなるものがそれぞれ例示される。尚、これらエステル
系及びエーテル系のボリウｌノタン樹脂には、必要に応
じて適宜の滑材、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤等
を添加してもよい。

本発明の多層ポリウレタンフィルムは、かかるエステル
系のポリウレタン樹脂よりなるＮ２の片面あるいは両面
に、エーテル系のポリウレタン樹脂層３を積層したもの
であるが、その際両者の厚さ比率は、該多層フィルムの
耐水、耐湿、耐カビ性等の諸性質と経済性を考慮した場
合、エステル系のポリウレタン樹脂フィルムＦＪ２が全
厚さの３０乃至９５零、好ましくは４０乃至８０零を占
めるものが好適である。また、エステル系のポリウレタ
ン樹脂とエーテル系のポリウレタン樹脂を積層する具体
的な方法としては、両者を同一口金に通じる二台の押出
機によって成形する、所謂共押出し法が最も一般的であ
るが、その他エクストルージョンラミネート、ドライラ
ミネート等の方法でラミネートしたり、あるいはエステ
ル系のフィルムにエーテル系のポリウレタン樹脂希釈溶
液をコーティングする方法でもさしつかえない。

本発明の多層ポリウレタンフィルムはまた、該多層フィ
ルムのヤング率から求めた配向度が１０乃至７０！ｋ　
、好ましくは２０乃至６０９６のものでなければならな
い。

なぜなら、ポリウレタンフィルムは通常、柔軟性と弾力
性、耐摩耗性、透湿性、耐寒性、耐屈曲疲労性等に優れ
た特性を有することから、防水衣料、断熱材、シーツ等
の分野に応用されるケースが多いのであるが、フィルム
の配向度が低く強度が不充分な場合は、その強度不足を
補うためにフィルム厚さを必要以上に厚くしなければな
らない関係上、ポリウレタンフィルム特有の前記柔軟性
と透湿性が大幅に損われるという不都合な事態が発生す
るなど、ポリウレタンフィルムにおいて、該フィルムの
配向度すなわち強度は、単に実用上の耐久性を向上させ
るという概念にとどまらず、柔軟性、透湿性、更には経
済性等にも多大な景三σを及ぼすことになるためである
。

従りて本発明の多層ポリウレタンフィルムは、かかる観
点に基づきフィルムに特定の配向性を持たせることを必
須の要件としたものであり、該多層フィルムの配向度が
１０９６未満の場合は、強度不足に起因して前記柔軟性
、透湿性、経済性等の不都合な問題が発生するのに対し
、配向度が７０９６より大きくなると、柔軟性の低下も
さることながら、得られる多層フィルムの熱収縮性が大
きくなって、他の織布、不織布等の材料との熱圧ラミネ
ートの際にシワが発生したり、カールが著しくなるとい
う新たな問題が派生するのである。

尚、本発明において、多層ポリウレタンフィルムの配向
度をヤング率から求めた理由は、ボッウレタン樹脂がそ
れ自体結晶性に乏しく、しかも架橋を件っている関係上
、配向度の尺度として一般的によく知られている複屈折
法、赤外二色法、Ｘ線法等の方法では配向度を正確に評
価するのが困難であることから、本発明では実用上のフ
ィルム強度に直接影響するヤング率によフて配向度を求
める方法を採用したのである。かかる多層ポリウレタン
フィルムに配向性を持たせる具体的な方法としては、押
出し後の管状ポリウレタンフィルムを特定の条件下で膨
′張させる、所謂インフレーション法が最も一般的であ
るが、その他Ｔダイ法あるいはロール間で圧延する方法
でもさしつかえない。

本発明は更に、請求項２に記載の如く、耐熱性、耐水性
等に優れた多層ポリウレタンフィルム１と、織布、不織
布、発泡体シート、合成皮革、プラスチックシート、紙
から選ばれる１種又は２種以上のシート状物４からなる
積層シートを包含する。

即ち、本発明の積層トートは、優れた耐熱性と耐水、耐
湿、耐カビ性を有し、しかも機械的強度の強い多層ポリ
ウレタンフィルムをベースとすることによって、例えば
該積層シートを防水衣料、スポーツ用品、断熱材、シー
ツ等に応用した場合、前記耐熱性、耐水性等の諸性買に
加えて、フィルムの薄肉化によるコストダウンが可能と
なるほか、ポリウレタン樹脂特有の優れた柔軟性、透湿
性の特性が最大限に発揮されるという、これまでのポリ
ウレタンフィルムを用いた積層シートにはみられなかっ
た数々の優れた効果が奏し得られるのである。

しかして、かかる積層シートを構成するシート状物のう
ち織布及び不織布としては、木綿、絹などの天然繊維、
ガラス繊維、石綿などの無気１ｉＬＭ！ｌ維、ビスコー
スレーヨン、キュプラなどの再生繊維、トリアセテート
などの半合成繊維、ナイロン系繊維、ポリエステル系繊
維、アクリル系ｉ＃ｌ維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ
オレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ
ウレタン系繊維などの合成繊維などから選ばれた少くと
も一種のＭＩＩＭ素材よりなる織物、編物及び不織布等
が例示され、その目付けは、通常５乃至１０００ｇ／ｍ
２のものが好ましい。

また、本発明で言うシート状物とは、前記織布及び不織
布のほかに、更にポリウレタン系、ポリ塩化ビニル系、
ポリオレフィン系、ポリスチレン系などの発泡体シート
、ビニル系レザー、ナイロン系レザー、ウレタン系レザ
ーなどの合成皮革、ポリエステル系、ポリカーボネート
系、ポリ塩化ビニル系、ボリスチ″レン系、ポリアミド
系、フッ素系、アクリル系、メラミン系、フェノール系
などの熱可塑性あるいは熱硬化性プラスチックシート、
及び土質紙、クラフト紙、グラジ°ン紙、和紙、板紙、
合成紙、塗工紙などの紙等を包含し、これらを単独ある
いは併用して使用するものである。

尚、かかるンート状物は、必要に応じて防水処理、防炎
処理、難燃処理等を施したものでもさしつかえないこと
は言うまでもなく、また該シート・状物と゛多層ポリウ
レタンフィルムをラミネートする方法は、接着剤による
ドライラミネート法のほか、熱圧ラミネート法、フｌノ
ームラミネー］・法等が一般的である。

［実施例〕 以下、本発明の多層ポリウレタンフィルム及びその積層
シートについて、実施例により更に詳しく説明する、尚
、本発明において行った物性の測定法及び評価方法は次
の如くである。

（１）配向度 フィルムのヤング率から、次式により配向度を求めた。

尚、ヤング率の測定は、ＪＩＳに７３１１−１９８７に
規定する方法で引張試験を行い、引張応力が２０ｇに達
するまでの歪み量（伸び）からヤング率を算出した。ま
た、未配向フィルムとは、配向フィルムをジメチルホル
ムアミド溶液中に溶解せしめ、流延法にて再度フィルム
状に加工ｌノたものを使用した。

（り　引張強度 ＪＩＳ　Ｋ７３１１−１９８７に規定する方法で測定し
た。

尚、引張強度は、実用上の強度を評価するため、その単
位を（ｋｇ１５ｍｎ＋）として表した。

（３）耐水性 供試フィルムを８５℃温水中に１力月間浸漬した後の強
度保持率からその良否を判定したもので、強度保持率が
５０９６以１よものを（０）　、　５０零未満のものを
（Ｘ）と１７た。

（４）　耐熱性 供試フィルムを１２０℃ギヤーオーブン′中に１力月間
放置した後の強度保持率からその良否を判定したもので
、強度保持率が５０零以上のものを（０）　、　５０Ｘ
未満のものを（×）とした。

（５）熱収縮率 供試フィルムを１００℃熱水中に１０秒間浸漬し、その
間の熱収縮率を求めた。尚、ボリウｌ／タンフィルムに
おいては、この熱収縮率が３０１より大きくなると、他
の不織布等の材料と熱圧ラミネートした場合、フィルム
にシワが発生したり、あるいはカールが大きくなって実
用性に乏しくなる。

（６）柔軟性 ＪＩＳに７３１ｉ−１９８７に規定する１００９６伸長
時の引張応力によって柔軟性の良否を評価した。尚、ｉ
ｏｏ’＜伸長時の引張応力は、その単位を（ｋｇ７５ｍ
ｍ）として表した。

（７）透湿性 ＪＩＳ　Ｚ０２０８−１９７６に規定する方法で測定し
た。

（８）総合評価 引張強度、耐水性、耐熱性、熱収縮率、柔軟性、透湿度
等の測定結果をもとに総合評価したもので、ポリウレタ
ンフィルムとして優れた諸性質を兼備しているものを（
○）、フィルム性能上不都合なものを（×）とした。

実施例１、比較例１〜２ 二種三層インフレダイスを装備した多層１′ンフレ装首
を使用し、内、外層を構成する第１及び第３の押出ｍ（
口径４０１１１Ｉａ）にはエーテル系のポリウレタン樹
脂を、中間層を構成する第２の押出機（口径５０ｍｍ）
にはエステル系のポリウレタン樹脂を供給して、１８０
乃至２００℃の温度でそれぞｔ’を溶融混練し、同一口
金を有する三層のインフし・ダイスから押出した。引続
きブローアツプ比２．０、引取速度７ｍ／ｗｉｎの条件
でインフレーション成形することによって、配向度４６
９６で、折径８００ｍｍ　、各層の厚みが内、外層１０
μ、中間層３０μの第２図の如き二種三層の多層ポリウ
レタンフィルムを作成しｔＳ：６ 尚、比較のために前記中間層及び内、外層で用いたと同
じエステル系（比較例１）及びエーテル系（比較例２）
のポリウレタン樹脂より′淳る厚さ５０μの単層フィル
ムを作成した。

これら多層及び単層のポリウレタンフィルムについて、
引張強度、耐水性、耐熱性及び熱収縮率を測定した結果
を第１表に示したが、同表より本発明の多層ポリウレタ
ンフィルムは、耐水性と耐熱性が共に優れ、エステル系
及びエーテル系ポリウレタン樹脂の両者の優れた特性を
兼備していることが確認された。

実施例２〜５、比較例３〜４ 各押出機の押出量を調節すると共に、ブローアツプ比１
．２乃至３，５、引取速度２乃至１５ｍ／ｍｉｎの条件
でそれぞれインフレーション成形する以外は実施例１と
同様の方法によって、配向度が種々異なる、各層の厚み
が内、外層の１５μ、中間層３０μ（全厚さ６０μ）の
多層ポリウレタンフィルムを作成した。

これら多層ポリウレタンフィルムについて、引張強度、
耐水性、耐熱性及び熱収縮率を測定した結果を第２表に
示したが、同表より多層フィルムの配向度が本発明の範
囲にあるもは強度が強く、耐水性、耐熱性、熱寸法安定
性共に良好であることが確認された。

実施例６ エステル系のポリウレタン樹脂よりなる紡出糸に高温気
体流ｆ？、′噴射して細化したフィシメン［・をシート
状に積層し、積層されたフィラメントの接触点を該フィ
ラメント・自体により接合せしめることによって、目付
５Ｊ／ＩＭ２のボリウ１ノタン弾性不織布を作成し）、
！。次に、この不織布の表面に前記実施例４で得た多層
ポリウレタンフィルムを温度１５０℃、圧力Ｑ　、　５
　ｋｇ　／　Ｃｍ　’　、時間２秒の条イ′４で熱圧ラ
ミネートすることによって、不織布と多層ポリウレタン
フィルムよりなる二層の積層シー　］・苓・得た。

この積層シートについて引張強度、柔軟性１、透湿性等
の測定結果を第３表に示したが、同表より本発明の積層
シートは強度が強く、４−軟性、’ｘＢ湿性共に優ｔ１
でいイ】ことが確認δＪまたつ比較例５ 実施例４で得た多層ポリウレタンフィルムの代りに、比
較例３で得た多層ボリウ１．・タンフィルムを用いる以
外は実施′例６と同様の方法によって、不織布ど多層ポ
リウレタンフィルムによりなる：二層の積層シートを得
た。

この積層シー［・について引張強度、柔軟性、透湿度等
の測定値な第３表にボしたが、同表より配向度が本発明
の範囲より低い多層ポリウレタンフィルムを用いた積層
シートは、強度が弱く実用上問題がみられた。

比較例６ 多層ポリウレタンフィルム押出量」１時の押出量を調節
する以外は比較例３と同様の方法によ）て、各層の厚み
が内、外層２５μ中間層６０μ（全厚さ　１１０μ）の
多層ポリウレタンフィルムを作成した。この多層ボリウ
ｌノタンフィルムの配向度は６ｔであった。引続き、こ
の多層ポリウレタンフィルムと前記実施例６で使用した
不織布な温度１５０℃、圧力０．５に３／ｃｍ２．時間
４秒の条件で熱厚ラミネートすることにノーって、不織
布と多層ポリウレタンフィルムよりなる二層の積層シー
１−を得た。

この積層シートについて引張強度、柔軟性、−η湿性等
の測定値を第３表に示しｊコ。

同表より、多層ポリウレタンフィルムの厚さを厚くする
ことにより、得られる積層シートの強度不足の問題は解
消されたものの、反面、柔軟性ど透湿性が大幅に低下し
て、ポリウレタン樹脂の特性が失わわた。

実施例７〜８、比較例７〜８ 市販の軟質ポリ塩化ビニル製発泡体シート（厚さ３　ｍ
ｍ）の表裏両面に、第４表に示すフィルム厚さ及び配向
度の種々異なる多層ポリウレタンフィルムを、エーテル
系ポリウレタン樹脂層を外側にしてフレームラミネート
法により積層一体化せしめることにより、三層構造の積
層シートを作成した。

これら積層シートについて引張強度、柔軟性、透湿度等
の測定値を第４表に示した。同表より、積層シートに使
用した多層ポリウレタンフィルムの配向度が本発明の範
囲にあるものは、引張強度、柔軟性、透湿度共に良好で
あることが確認された。

［発明の効果］ 本発明の多層ボリクレタンフィルムは、コストが安く耐
熱性に優れたエステル系のポリウレタン樹脂をベースと
し、その片面あるいは両面に耐水、耐湿、耐カビ性等に
優れたエーテル系のポリウレタン樹脂を積層したもので
あるため、両者のポリウレタン樹脂のもつ特性、すなわ
ち経済性、耐熱性、耐水性、耐湿性、耐カビ性等を兼備
したものである。

また、本発明は、かかる多層フィルムに更に特定の配向
度を持たせ引張、引裂、衝７等の機械的強度を改善した
ものであるため、該多層ポリウレタンフィルムを他の織
布、不織布等の材料とラミネートした場合でも、フィル
ムの薄肉化が可能であるという経済効果に加えて、柔軟
性、透湿性等のポリウレタン樹脂本来の特性が最大限に
発揮されるという特筆すべき効果をも奏し得るなど、フ
ィルムとしての実用性のみならず、他の材料との積層シ
ートとしても極めて利用価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の多層ボリウレターンフィ
ルムの一実施例を示す断面図である。 また、第３図（イ）乃至（へ）は、請求項２記載の積層
シートの一実施例を示す断面図である。 ［符号の説明］ １・・・・・・・・・・・・・・・多層ポリウレタンフ
ィルム２・・・・・・・・・・・・・・・エステル系の
ポリウレタン樹脂よりなる層 ３・・・・・・・・・・・・・・・エーテル系のポリウ
レタン樹脂よりなる層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エステル系の熱可塑性ポリウレタン樹脂よりなる
   フィルム層の片面あるいは両面に、エーテル系の熱可塑
   性ポリウレタン樹脂フィルム層を積層してなる多層フィ
   ルムであって、且つ該多層フィルムのヤング率から求め
   た配向度が１０乃至７０％であることを特徴とする多層
   ポリウレタンフィルム。
2. （２）エステル系の熱可塑性ポリウレタン樹脂よりなる
   フィルム層の片面あるいは両面にエーテル系の熱可塑性
   ポリウレタン樹脂フィルム層を積層してなる多層フィル
   ムであって、且つ該多層フィルムのヤング率から求めた
   配向度が１０乃至７０％である多層ポリウレタンフィル
   ムと、織布、不織布、発泡体シート、合成皮革、プラス
   チックシート、紙から選ばれる１種又は２種以上のシー
   ト状物とを積層してなる積層シート。