JPH0343979B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、防水性と透湿性の二機能を同時に有
する布帛構造体及びその製造方法に関するもので
ある。一般に透湿性と防水性は互いに相反する機
能であるが、透湿性の優れた防水加工布帛は乾式
あるいは湿式コーテイング加工の際にコーテイン
グ樹脂皮膜に水蒸気の発散が可能な程度の連続し
た微細孔を形成させることにより得られている。
これら乾式あるいは湿式コーテイング加工の際に
コーテイング樹脂として一般にポリウレタンエラ
ストマーが皮膜強度、ゴム弾性及び柔軟性の点で
好ましく用いられていた。ところがポリウレタン
エラストマーによる透湿性防水布帛の場合防水性
能と透湿性能の両者のバランスをもとにして作ら
れているため、防水性能がJIS Ｌ−1096の耐水圧
測定で1500mm（水柱下）以上の布帛については、
透湿度が4000〜5000ｇ／m²・24hrs（JIS Ｚ−0208
測定）程度のものしか得られていないのが現状で
ある。この透湿度のレベルを7000ｇ／m²・24hrs
以上にまで向上することができれば、ただ単に経
糸に極細フイラメントを使用した高密度織物に撥
水、カレンダー加工を施しただけのノンコーテイ
ング布帛とほぼ同程度の透湿性能のものとなるの
で、雨中での作業時や運動時の発汗による衣服内
気候の湿度コントロールがスムーズになり、この
ためより一層激しい運動や作業を快適に行うこと
ができるようになるが耐水圧が1500mm以上のもの
で7000ｇ／m²・24hrs以上の透湿性能を有する布
帛は、今日に至つても未だ得られていないのが実
状である。本発明はこのような現状に鑑みて行わ
れたもので、耐水圧が1500mm以上ありながらしか
も透湿度が7000ｇ／m²・24hrs以上の高透湿性の
防水布帛を得ることを目的とするものである。か
かる目的を達成する本発明は次の構成を有するも
のである。 すなわち本発明は、「(1)皮膜の厚さ方向に相互
に細孔で連絡されたミクロセルを有し、かつ皮膜
表面に上記ミクロセルと連絡する表面直径5μｍ
以下の微細孔を無数に有する、ポリアミノ酸ウレ
タン樹脂を主体とした合成重合体からなる多孔質
皮膜を、繊維基材の片面又は両面に有してなる透
湿度7000ｇ／m²・24hrs以上、耐水圧1500mm以上
の透湿性防水布帛」並びに「(2)ポリアミノ酸ウレ
タン樹脂、非イオン界面活性剤及び極性有機溶剤
よりなる樹脂溶液を繊維基材の片面又は両面に塗
布した後、該繊維基材を０℃〜30℃の水中に浸漬
し、次いで湯洗し、乾燥後、撥水剤を賦与するこ
とを特徴とする透湿性防水布帛の製造方法」を要
旨とするものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明で使用される繊維基材としては、ナイロ
ン６やナイロン66で代表されるポリアミド系合成
繊維、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、ポリアクリロニトリル
系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維さ
らにはトリアセテート等の半合成繊維及びナイロ
ン６／木綿、ポリエチレンテレフタレート／木綿
等の混紡繊維から構成された織物、編物等をあげ
ることができる。 本発明方法ではまず始めにこのような織編物等
の繊維基材にその片面又は両面に、ポリアミノ酸
ウレタン樹脂、非イオン界面活性剤、極性有機溶
剤よりなる樹脂溶液を塗布する。 ここで用いるポリアミノ酸ウレタン樹脂は、光
学活性γ−アルキル−グルタメート−Ｎ−カルボ
ン酸無水物（以下、Ｎ−カルボン酸無水物を
NCAと略称する。）と末端にイソシアネート基を
有するウレタンプレポリマーと混合した後、アミ
ン類を添加して反応させたポリアミノ酸ウレタン
共重合体樹脂（以下PAU樹脂と略称する。）から
なるもので、重合の際の溶媒としては、ジメチル
ホルムアミドとジオキサンの混合溶媒（重量比
95：５〜30：70）が用いられたものである。この
溶媒は水溶性であるため、PAU樹脂を繊維基材
に付与する際湿式加工を容易に行うことができ
る。光学活性γ−アルキル−グルタメート−
NCAとしては、Ｌ−グルタメートでもＤ−グル
タメートでもよく、具体的にはγ−メチル−Ｌ−
グルタメート−NCA、γ−エチル−Ｌ−グルタ
メート−NCA等のγ−アルキル−Ｌ−グルタメ
ートNCAや、γ−メチル−Ｄ−グルタメート−
NCA、γ−エチル−Ｄ−グルタメート−NCA等
のγ−アルキル−Ｄ−グルタメート−NCAを単
独で又はこれらの混合物として使用することがで
きる。また、γ−アルキル−グルタメート−
NCAを主体としたα−アミノ酸−NCAをPAU
樹脂のアミノ酸成分に使用することも可能であ
り、さらに光学活性γ−アルキル−グルタメート
−NCAと他のアミノ酸NCA、例えばグリシン
NCA、Ｌ−アスパラギン酸−β−メチルエステ
ルNCA、Ｌ−アラニンNCA、Ｄ−アラニン
NCA等との混合物も使用できる。しかしながら、
物性と価格を考慮すれば、γ−メチル−Ｌ−グル
タメート−NCA又はγ−メチル−Ｄ−グルタメ
ート−NCAを単独で用いる方が工業的には有利
な場合が多い。 末端にイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーは、イソシアネートとポリオールを当量
比NCO／OH＞１の条件で反応させて得られるも
のである。イソシアネート成分としては、芳香族
ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂
環式ジイソシアネート等の単独又はこれらの混合
物として用いられる。また、ポリオール成分とし
ては、通常のウレタン製品に使用されるポリエー
テルグリコールやポリエステルグリコール等が単
独で又は混合物のかたちで使用可能であり、これ
らのポリエーテルやポリエステルの平均分子量は
200〜300以上のものが好ましく用いられる。共重
合で使用されるアミン類としては、エチレンジア
ミン等の１級アルキルアミン、エタノールアミン
等のアルコールアミン、トリエチルアミン等の３
級アルキルアミン、ジエチルアミン等の２級アミ
ンが用いられる。 繊維基布に付着せしめるPAU樹脂の量は純分
で５ｇ／m²以上であることが望ましく、付着量が
５ｇ／m²未満では1500mm以上の耐水圧を得ること
が困難である。 本発明でPAU樹脂を使用する理由は以下のご
とくである。すなわちPAU樹脂は通常のポリウ
レタン樹脂と異なり、無孔性の皮膜であつても水
蒸気を通過せしめる能力を有している。従来の有
孔性ウレタン樹脂皮膜を有する透湿性防水布帛に
おいては、耐水圧が1500mm以上であると透湿度は
たかだか5000ｇ／m²・24hrs程度のものしか得ら
れないのに対し、本発明においてはPAU樹脂を
使用することにより耐水圧が1500mm以上でかつ透
湿度7000ｇ／m²・24hrs以上の透湿性防水布帛が
得られるのである。 次に本発明における非イオン活性剤とはポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレンア
ルキル−フエニルエーテル、ポリオキシエチレン
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミ
ドエーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレン多価アルコール−脂肪酸エステ
ル、脂肪酸シヨ糖エステル、アルキロードアミド
等や、あるいはこれらの任意の混合物のことであ
り、PAU樹脂を水中で凝固せしめる際に、樹脂
皮膜に内存する空孔を適正に調節する効果があ
り、この作用により優れた防水性及び透湿性を得
ることができる。 非イオン活性剤の使用量はPAU樹脂の使用量
に対し、１〜10重量部の範囲にあることが望まし
い。使用量が１重量部以下ではPAU樹脂の凝固
皮膜中の細孔が小さくなり過ぎて連結されたミク
ロセルが得られず、透湿性が不良になる。また10
重量部以上使用すると細孔が大きくなり過ぎて
1500mm以上の耐水圧が得られない。 本発明では上述のPAU樹脂及び非イオン界面
活性剤と極性有機剤とを混合して使用する。極性
有機溶剤にはジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ヘキサメチ
レンホスホンアミドなどがある。これらの物質は
水に非常に溶けやすいものであり、水不溶性の樹
脂の極性有機剤溶液を水中に浸漬すると極性有機
溶剤のみが水に溶解し、樹脂が水中に凝固してく
る。かかる方法による樹脂の凝固法は湿式凝固法
と一般によばれている。湿式凝固法で樹脂の凝固
を行うと樹脂中に存在する微量の極性有機溶剤も
水に溶出するため、無数の細孔を有する樹脂を得
ることができる。 PAU樹脂、非イオン界面活性剤及び極性有機
溶剤よりなる樹脂溶液を繊維基布に塗布するには
通常のコーテイングなどにより行えばよい。一般
的に樹脂の塗布厚は機械の性能上10〜30μｍであ
る。 樹脂溶液を繊維基材に付与した後、該布帛を水
中に浸漬する。前述したように、この工程により
細孔を無数にするPAU樹脂皮膜を形成すること
ができ、また非イオン界面活性剤の働きにより連
結されたミクロセル構造になる細孔を得ることが
できる。 布帛を水中に浸漬する際、水温は０〜30℃の範
囲にあるべきで、水温が30℃以上になると樹脂皮
膜の孔が5μｍより大きくなり、耐水圧が不良と
なる。また浸漬時間は30秒以上必要で30秒未満で
は樹脂の凝固が不十分で満足なPAU樹脂皮膜が
得られない。 水中でPAU樹脂を凝固せしめた後、布帛を湯
洗し、残留している溶剤及び界面活性剤を除去す
る。湯洗の条件はPAU樹脂及び界面活性剤の使
用量により異なるが、30〜80℃の温度で３分間以
上行えばよい。 湯洗後、乾燥し、さらに撥水剤を布帛に付与す
る。撥水剤を付与することにより、布帛表面に撥
水性を持たせ、耐水圧1500mm以上の透湿性防水布
帛を得ることができる。撥水剤にはパラフイン
系、シリコン系及びフツ素系など各種あるが、本
発明においては用途に応じ適宜選択すればよい。
特に良好な撥水性が必要な場合にはフツ素系撥水
剤を使用し、撥水剤を付与・乾燥後熱処理を行
う。 また撥水性の耐久性を高めるため、メラミン樹
脂等の樹脂を併用してもよい。撥水剤の付与方法
は通常行われているパツデイング法、コーテイン
グ法又はスプレー法などで行えばよい。 撥水性をより良好にするため、PAU樹脂、非
イオン界面活性剤及び極性有機溶剤よりなる樹脂
溶液を繊維基材に塗布する前に、撥水剤を繊維基
材に塗布してもよい。 本発明は以上の構成よりなるものであり本発明
によれば耐水圧が1500mm以上ありながらしかも透
湿性が7000ｇ／m²・24hrs以上の高透湿性の防水
布帛を得ることができる。本発明の透湿性防水布
帛はスポーツ用衣料等に適した素材である。 以下実施例により本発明をさらに説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 １ まず始めに、本実施例で用いるポリアミノ酸ウ
レタン樹脂の製造を次の方法で行つた。 ポリテトラメチレングリコール（OH価56.9）
1970ｇと１−６−ヘキサメチレンジイソシアネー
ト540ｇを90℃で５時間反応させ、末端にイソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマー
（NCO当量2340）を得た。このウレタンプレポリ
マー85ｇとγ−メチル−Ｌ−グルタメート−
NCA85ｇをジメチルホルムアミド／ジオキサン
（重量比）＝７／３の混合溶媒666ｇに溶解し、か
きまぜながら２％トリエチルアミン溶液50ｇを添
加し、30℃で５時間反応を行うと粘度32000cps
（25℃）の黄褐色乳濁状の流動性の良好なポリア
ミノ酸ウレタン樹脂溶液を得た。このポリアミノ
酸ウレタン樹脂は後述の処方１にて用いるもので
ある。ここで経糸にナイロン70デニール／24フイ
ラメント、緯糸にナイロン70デニール／34フイラ
メントを用いた経糸密度120本／インチ、緯糸密
度90本／インチの平織物（タフタ）を用意し、こ
れに通常の方法で精練及び酸性染料による染色を
行つた後、フツソ系撥水剤エマルジヨンのアサヒ
ガード730（旭硝子株式会社製品）１％水溶液でパ
ツデイング（絞り率35％）を行い、160℃にて１
分間の熱処理を行つた。次に鏡面ロールを持つカ
レンダー加工機を用いて温度170℃、圧力30Kg／
cm、速度20ｍ／分の条件にてカレンダー加工を行
い、引き続き下記処方１に示す樹脂固形分濃度18
％の塗布液をナイフオーバーロールコーターを使
用して塗布量80ｇ／m²にて塗布した後20℃の水浴
中に５分間浸漬し、樹脂分を凝固させた。 処方１ ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 CRISVON ASSISTOR SD−７（ノニオン界面
活性剤、大日本インキ化学工業(株)製品） １部 ジメチルホルムアミド 23部 ここで60℃の温水中に30分間浸漬し、続いて乾
燥を行つたあとフツソ系撥水剤エマルジヨンのア
サヒガード710（旭硝子株式会社製品）５％水溶液
でパツデイング（絞り率30％）を行い、160℃に
て１分間の熱処理を行つて本発明の透湿性防水布
帛を得た。 本発明方法との比較のため後述の比較例１〜２
より比較試料を作成し、本発明品との性能の比較
を行つた。その結果を本発明品の性能と合わせて
第１表に示した。 なお、性能の測定、評価は次の方法にて行つ
た。加工布である布帛構造体を走査型電子顕微鏡
にて写真にとり、その写真により微細気孔の直径
及び断面方向のミクロセルの構造を調べる。耐水
圧はJIS−Ｌ−1041の低水圧法、摩擦漏水テスト
は学振型摩擦堅牢度試験機を使用し、荷重200
ｇ／m²で織物表面を湿潤状態に保ちつつ摩擦回数
100回にて漏水の有無により判定した。透湿度は
JIS−Ｚ−028により求めた。 第１表から明らかなごとく、本発明による透湿
性防水布帛は、耐水圧が2000mm以上であるにもか
かわらず、透湿度は8500ｇ／m²・hrsを記録し、
抜群の透湿性と防水性の双方の性能が兼ね備えて
いることがわかる。

【表】 比較例 １ 実施例１と同一規格のナイロンタフタ織物を用
意し、これに実施例１と同一の方法で精練以降カ
レンダー加工までを行つた後、下記処方２に示す
塗布液をナイフオーバーロールコーターを使用し
て塗布量80ｇ／m²にて塗布し、続いて30℃の水浴
中に５分間浸漬して脂肪分を凝固させた。なお、
処方２におけるポリアミノ酸ウレタン樹脂は実施
例１で用いたものと同一のものを用いた。 処方２ ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 CRISVON ASSISTOR SD−７（ノニオン界面
活性剤、大日本インキ化学工業(株)製品） ３部 CRISVON ASSISTOR SD−11（アニオン界面
活性剤、大日本インキ化学工業(株)製品） ２部 炭酸カルシウム（粘度400メツシユ） 15部 ジメチルホルムアミド 20部 ここで60℃の温水中に30分間浸漬し、続いて乾
燥を行つたあと実施例１の場合と同一の方法で撥
水処理を行つた。 得られた布帛構造体は、第１表に示したように
透湿性能は良好であつたが、防水性能が劣つてい
た。 比較例 ２ 実施例１と同一規格のナイロンタフタ織物を用
意し、これに実施例１と同一の方法で精練以降カ
レンダー加工までを行つた後、下記処方３に示す
塗布液をナイフオーバーロールコーターを使用し
て塗布量80ｇ／m²にて塗布した。なお、処方３に
おけるポリアミノ酸ウレタン樹脂は実施例１で用
いたものと同一のものを用いた。 処方３ ポリアミノ酸ウレタン樹脂 100部 ジメチルホルムアミド 20部 ジオキサン 12部 塗布後80℃にて５分間の乾燥を行い、その後20
℃の水中に投入し皮膜中に残留している溶媒を除
去するためそのまま水中に30分間放置した。続い
て乾燥した。得られた布帛の表面皮膜は、実施例
１や比較例１の皮膜と異なり、半透明の皮膜であ
つた。このあと実施例１の場合と同一の方法で撥
水処理を行つた。このようにして得られた布帛構
造体は、第１表に示したように、防水性能は良好
であつたが透湿性が劣つていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 皮膜の厚さ方向に相互に細孔で連絡されたミ
   クロセルを有し、かつ皮膜表面に上記ミクロセル
   と連絡する表面直径5μｍ以下の微細孔を無数に
   有する、ポリアミノ酸ウレタン樹脂を主体とした
   合成重合体からなる多孔質皮膜を、繊維基材の片
   面に有してなる透湿度7000ｇ／m²・24hrs以上、
   耐水圧1500mm以上の透湿性防水布帛。 ２ ポリアミノ酸ウレタン樹脂、非イオン界面活
   性剤、及び極性有機溶剤よりなる樹脂溶液を繊維
   基剤の片面又は両面に塗布した後、該繊維基材を
   ０℃〜30℃の水中に浸漬し、次いで湯洗し乾燥後
   撥水剤を賦与することを特徴とする透湿性防水布
   帛の製造方法。