JPH06123077A - 透湿防水性コーティング布帛 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防水性能，透湿性能および耐剥離性能の優れ
た透湿防水性コーティング布帛を提供する。 【構成】 繊維布帛上に，実質的に無孔で平均粒径が0.
１μｍ以下の二酸化ケイ素微粉末を１重量％以上と繊維
基布に対して親和性の高い化合物を0.１重量％以上含有
させたポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液をコーテ
イングし，湿式製膜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，雨衣，外衣等の各種衣
料用として用いられる耐剥離性の良好な透湿防水性コー
ティング布帛に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】布帛の表面に透湿膜を有する透湿防水性
布帛は，その透湿膜が多孔質であるものと無孔質である
ものが従来から知られている。特に無孔の透湿膜を有す
るものは，膜表面に１〜３μｍの水蒸気が発散可能な程
度の連続した微細孔を有する多孔質膜に比べて，耐洗濯
性，耐摩耗性に優れた透湿防水性布帛として知られてい
るが，布帛に求められる透湿性能が不十分である場合が
多く，透湿防水性布帛としては満足な性能が得られな
い。

【０００３】一方，連続した微細孔をもつ多孔質膜を有
するものの中には，十分な透湿性能と防水性能の双方を
もち合わせているものもあるが，実際にウィンドブレー
カーやその他の衣料として縫製し，着用テストを実施し
てみると，皮膜がアンダーウェアーによって擦られて剥
離したり，長時間の運動による屈曲によって皮膜が剥離
したりして，透湿防水性布帛としての機能が著しく低下
するという問題があった。

【０００４】この欠点を改善するために，樹脂皮膜の形
成前に繊維基布のコーティング面に基布や樹脂皮膜と親
和性の高いイソシアネート化合物等を付与し，基布と樹
脂膜との密着性を向上させる試みも行われたが，皮膜の
十分な剥離強度を得ることができず，また，製造工程的
にも布帛上に薬剤を付与する工程が増加し，加工コスト
もアップする欠点がある。

【０００５】本発明者らは，これらの欠点を改善すべ
く，特願平３−２６０９７１号にて，樹脂膜中に実質的
に無孔で平均粒径が0.１μｍ以下の二酸化ケイ素微粉末
を１％以上含有せしめる方法を提案し，耐剥離性の点で
比較的良好な結果を得たが，未だ十分満足のできる結果
は得られていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，このような
現状に鑑みて行われたもので，樹脂皮膜の耐剥離性に遜
色のない透湿防水性コーティング布帛を得ることを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記目的を達
成するもので，次の構成よりなるものである。すなわ
ち，本発明は，繊維布帛上にポリウレタン樹脂主体の合
成重合体からなる有孔の樹脂層を有し，該樹脂層中に実
質的に無孔で平均粒径が0.１μｍ以下の二酸化ケイ素微
粉末を１重量％以上と，イソシアネート化合物を0.１重
量％以上，およびポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹
脂，ポリエステル系樹脂のうちの少なくとも１種の樹脂
を５重量％以上含有し，７０００ｇ／ｍ²／２４ｈｒｓ
以上の透湿度と0.６kg／cm² 以上の耐水圧並びに２００
０ｇ／インチ以上の剥離強度を有することを特徴とする
透湿防水性コーティング布帛を要旨とするものである。

【０００８】以下，本発明について詳細に説明を行う。

【０００９】本発明のコーティング布帛の製造上の特徴
は，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体の極性有機溶剤
溶液中に二酸化ケイ素微粉末，イソシアネート化合物お
よびポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエス
テル系樹脂のうちの少なくとも１種の樹脂を添加したも
のを塗布し，次いで，水中に浸漬して樹脂皮膜を形成す
る，いわゆる湿式コーティング法によって製造する点に
あり，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体が本来有する
防水性能を低下させることなく，微細で孔数の多い高透
湿性の樹脂層を強い密着力で繊維基布上に形成するとこ
ろにある。

【００１０】本発明で用いられる実質的に無孔の二酸化
ケイ素微粉末は，一般にハロゲン化ケイ素の気相酸化
法，ハロゲン化ケイ素の燃焼加水分解法，電弧法等の乾
式法によって得られる二酸化ケイ素微粉末であり，上記
方法で得られた微粉末は，他の一般的な二酸化ケイ素微
粉末と同様に，粒子表面にシラノール基を多数有してい
るため親水性物質となっている。本発明では，粒子表面
にシラノール基を多数有している二酸化ケイ素微粉末で
十分な効果を有しているが，この親水性二酸化ケイ素微
粉末をポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液に均一分
散させると，樹脂溶液の粘性が強いチクソトロピックと
なりやすく，かつ水分も吸着しやすいので，コーティン
グの操業上注意が必要となり，また，得られた樹脂皮膜
は親水化されているので，漏水性の観点から若干の不利
を生ずる。

【００１１】これらの欠点を補う意味で，上記微粉末に
トリメチルクロロシラン，ジメチルジクロロシラン，エ
チルアルコール，イソプロピルアルコール等の物質でシ
ラノール基と反応させて微粒子表面を疎水性とした二酸
化ケイ素微粉末を使用することが有効であり，この疎水
性の微粉末を使用すると，あまりチクソトロピックとな
らず，水分の吸着量も少ないので，物質自体の安定性に
優れ，操業上有利になる。

【００１２】また，本発明で用いられる微粉末は，主と
して二酸化ケイ素微粉末であればよく，その他に不純物
として，あるいは混合物として酸化アルミニウム，酸化
マグネシウム等や，一般的な充填剤，顔料等が含有され
ていても何ら問題はない。

【００１３】本発明で使用する二酸化ケイ素微粉末は，
二酸化ケイ素成分として６０％以上含有しているものを
いう。使用する微粉末の大きさは，平均粒径が0.１μｍ
以下であることが必要であり，0.０５μｍ以下にする
と，効果の点でより一層好ましい。平均粒径が0.１μｍ
より大きいと，得られるコーティング布帛の透湿膜の微
細孔の孔径が大きくなりすぎて防水性能を低下させるの
で好ましくない。

【００１４】また，二酸化ケイ素微粉末は，ポリウレタ
ン樹脂主体の合成重合体からなる樹脂層に対し，均一に
１％以上含有していることが必要であり，さらに好まし
くは３％以上がよい。１％未満では，得られるコーティ
ング布帛の透湿膜の微細孔数が少なくなり，高透湿性能
が得られない。

【００１５】本発明で用いるイソシアネート化合物とし
ては，2,４−トリレンジイソシアネート，ジフェニルメ
タンジイソシアネート，イソフォロンジイソシアネー
ト，ヘキサメチレ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を
挙げることができる。

【００１６】上述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，メチルエチルケトオキシム等を付加することにより
安定化させ，その後の熱処理によりブロックを解離させ
る形のものであっても，いずれでもよく，作業性や用途
等により適宜使い分ければよい。

【００１７】イソシアネート化合物の使用量としては，
ポリウレタン樹脂を主体とした合成重合体に対して0.１
〜１０重量％，好ましくは0.５〜５重量％の割合で使用
する。使用量が0.１％未満であれば，繊維基布に対する
樹脂の接着力が乏しく，逆に１０％を超えると，風合が
硬化するので好ましくない。

【００１８】ポリアミド系樹脂としては，ナイロン６，
ナイロン６６，ナイロン６１０等，あるいはナイロンの
アミド基の水素をメトキシメチル化したＮ−メトキシメ
チル６６ナイロン等の脂肪族ポリアミドやバーサミド
（ヘンケル日本株式会社商標）で代表されるダイマー酸
系ポリアミド等を挙げることができる。

【００１９】ポリウレタン系樹脂としては，ポリエーテ
ルポリオール，ポリエステルポリオール，各種グラフト
化したポリオール，ハロゲン化ポリオール，ジエン鎖を
有するポリオール，ポリカーボネートポリオール，アク
リルポリオール等のポリオールとトリレンジイソシアネ
ート，ジフェニルメタンジイソシアネート，ポリメリッ
クジフェニルメタンジイソシアネート，ヘキサメチレン
ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合反応物が
挙げられ，場合により架橋剤や鎖長伸長剤としてジアミ
ン等を併用してもよい。

【００２０】ポリエステル系樹脂としては，エチレング
リコール，ジエチレングリコール，プロピレングリコー
ル，１・４ブタンジオール，１・６ヘキサンジオール，
ポリテトラメチレングリコール等のジオールと，イソフ
タル酸，テレフタル酸，アジピン酸，セバシン酸等の芳
香族ジカルボン酸や脂肪族ジカルボン酸との重合反応
物，ラクトン等の開環重合物等を挙げることができ，ジ
オール成分と酸成分は，重合物が非晶質となるように選
択し，かつ極性有機溶剤に溶解するように調製する。例
えば，酸成分としてテレフタル酸とセバシン酸を，ジオ
ール成分としてエチレングリコールとネオペンチルグル
コールを用いて重合した分子量２〜３万のポリエステル
が好適に用いられる。

【００２１】ポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹脂，
ポリエステル系樹脂の使用量としては，ポリウレタン樹
脂を主体とした合成重合体に対して５〜１００重量％，
好ましくは５〜５０重量％の割合で使用することが望ま
しい。使用量が５重量％未満であれば，繊維基布に対す
る樹脂の接着力が乏しく，逆に１００重量％を超える
と，風合が硬化するか，加熱により樹脂皮膜が変形する
か，または透湿性が低下するか，これらいずれかのデメ
リットが生じてくるので好ましくない。

【００２２】本発明では用いる繊維基布の素材に応じ
て，ポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエス
テル系樹脂を適宜選択してポリウレタン合成樹脂溶液中
に加える。

【００２３】本発明で用いられる繊維布帛としては，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，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。

【００２４】本発明では，上記の繊維布帛に撥水剤処理
を施したものを用いてもよい。これは樹脂溶液の布帛内
部への浸透を防ぐための一手段である。この場合の撥水
剤としては，パラフィン系撥水剤やポリシロキサン系撥
水剤，フッ素系撥水剤等の公知のものでよく，その処理
も一般に行われているパディング法，スプレー法等の公
知の方法で行えばよい。特に良好な撥水性を必要とする
場合には，フッ素系撥水剤を使用し，例えばアサヒガー
ド７３０（旭硝子株式会社製，フッ素系撥水剤エマルジ
ョン）を５％の水分散液でパディング（絞り率３５％）
した後，１６０℃で１分間の熱処理を行う方法等によっ
て行えばよい。

【００２５】本発明のコーティング布帛においては，上
記の繊維布帛上に二酸化ケイ素微粉末および繊維布帛と
親和性の高い化合物を含むポリウレタン樹脂主体の合成
重合体溶液を湿式コーティング法により塗布する。ここ
でいうポリウレタン樹脂主体の合成重合体とは，ポリウ
レタン成分を５０〜１００％含むものをいい，その他の
合成重合体としては，例えば，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
酸等やこれらの共重合体等を５０％未満の範囲で含んで
いればよく，勿論フッ素やシリコン等で変性した化合物
も本発明で使用できる。

【００２６】ポリウレタン樹脂は，ポリイソシアネート
とポリオールを反応せしめて得られる共重合体であり，
イソシアネート成分として，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用い，例えば，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用い，また，
ポリオール成分としては，ポリエーテルポリオール，ポ
リエステルポリオールを用い，ポリエーテルポリオール
は，ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコー
ル，ポリテトラメチレングリコール等を用い，ポリエス
テルポリオールは，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，セバシン酸等の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。

【００２７】また，二酸化ケイ素および繊維基布と親和
性の高い化合物を含む上記のポリウレタン樹脂主体の合
成重合体溶液は，通常のコーティング法，例えば，ナイ
フコーター，コンマコーター，リバースコーター等を用
いて適宜コーティングを行うが，目的とする0.６kg／cm
² 以上の耐水圧を得るためには，繊維布帛のコーティン
グ面の平滑性や通気度（ＪＩＳ Ｌ−１０９６法）によ
り異なるが，一般的には樹脂皮膜重量が５ｇ／ｍ² 以
上，好ましくは１０ｇ／ｍ² 以上になるように塗布量を
調節してコーティングを行うとよい。

【００２８】上述のポリウレタン主体の合成重合体から
なる樹脂液を繊維布帛に塗布した後，本発明では，０〜
３０℃の水中に0.５〜１０分間浸漬して樹脂分の湿式凝
固を行う。以下，４０〜６０℃の温水中で５〜１５分間
の洗浄後，通常の方法で乾燥する。

【００２９】本発明において，防水性をさらに向上させ
る目的で，湿式コーティング後にコーティング布帛に撥
水処理を行ってもよい。撥水処理に際しては，前述のよ
うな一般に実施されている公知の撥水処理方法を採用す
ればよい。また，さらに防水性能を向上させたいとき
は，本発明の湿式コーティング層の上に乾燥膜厚が0.５
〜２μｍ程度の無孔のポリウレタン樹脂層等を形成させ
ればよい。湿式コーティング層が高耐水圧を有している
ため，薄膜でも防水性能が相乗的に向上し，かつ透湿性
能の低下も少ない。

【００３０】

【作 用】本発明の透湿防水性コーティング布帛のごと
く，その製造時に，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体
溶液の塗布に際して，実質的に無孔で平均粒径0.１μｍ
以下の二酸化ケイ素微粉末と繊維布帛に対して親和性の
高い化合物であるイソシアネート化合物と，ポリアミド
系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエステル系樹脂のう
ちの少なくとも１種の樹脂を含有させておくと，樹脂皮
膜の湿式凝固時に二酸化ケイ素微粉末と樹脂溶液との境
界に極微細孔が多数形成され，極微細孔ゆえに優れた防
水性が得られるとともに，多数孔ゆえに優れた透湿性能
が得られ，しかも繊維布帛と親和性の高い化合物の存在
によって，樹脂溶液の湿式凝固時に，溶出した上記化合
物やポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエス
テル系樹脂等の樹脂が，樹脂皮膜と繊維基布との界面で
繊維基布を構成する単繊維の各々を被覆するように密着
するため，皮膜の剥離強度が高くなり，優れた耐剥離性
能が得られるようになる。

【００３１】

【実施例】以下，実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが，実施例におけるコーティング布帛の性能の
測定は，次の方法で行った。 （１）耐水圧 ＪＩＳ Ｌ−１０９２（高水圧法） （２）透湿度 ＪＩＳ Ｌ−１０９９（Ａ−１法） （３）剥離強度 コーティング面にホットメルトテープを布帛の経方向に
１５０℃のアイロンで接着して，ＪＩＳ Ｌ−１０８９
法に準じて測定。

【００３２】実施例 １ 経糸，緯糸の双方にナイロンハイマルチフィラメント７
０デニール６８フィラメントを用いた経糸密度１２０本
／インチ，緯糸密度９０本／インチの平織物を製織し，
通常の方法で精練および染色（三菱化成株式会社製，酸
性染料 DiacidFast Red３ＢＬ ２％owf)を行った後，
フッ素系撥水剤エマルジョンのアサヒガードＡＧ−７１
０（旭硝子株式会社製）５％水溶液でパディング（絞り
率３５％）して乾燥後，１６０℃で１分間の熱処理を行
った。次に，鏡面ロールをもつカレンダー加工機を用い
て，温度１７０℃，圧力３０kg／cm² ，速度２０ｍ／分
の条件でカレンダー加工を行い，コーティング用の基布
を得た。

【００３３】ここで，下記処方１に示す組成で固形分濃
度２５％のポリウレタン樹脂溶液を，ナイフオーバーロ
ールコーターを用いて上記基布のカレンダー面に塗布量
８０ｇ／ｍ² にて塗布した後，直ちに１５℃の水中に４
０秒間浸漬して樹脂分を凝固させ，続いて，５０℃の温
水中で１０分間の洗浄を行って乾燥し，樹脂層を形成し
た。

【００３４】〔処方１〕 ラックスキン ＃１７４０ １００部 （セイコー化成株式会社製，ポリウレタン樹脂） レザミン Ｘ−１００ １部 （大日精化工業株式会社製，イソシアネート化合物） アエロジル Ｒ−９７４ ４部 （日本アエロジル株式会社製，平均粒径0.０１２μｍの
疎水性二酸化ケイ素微粉末） Ｎ−メトキシメチル６６ナイロン ５部 Ｎ・Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２部

【００３５】次に，グラビアコーターを用いて，コーテ
ィング面を撥水処理すべく，アサヒガードＡＧ−７１０
の５％水溶液でグラビアコーティングし，乾燥後，１６
０℃で１分間の熱処理を行い，本発明のコーティング布
帛を得た。

【００３６】本発明との比較のため，本実施例において
処方１からＮ−メトキシメチル６６ナイロンを省く他
は，本実施例とまったく同一の方法により比較用のコー
ティング布帛（比較例１とする。）を得た。

【００３７】本発明および比較用のコーティング布帛の
性能を測定，評価し，その結果を合わせて表１に示し
た。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より明らかなように，本発明のコーテ
ィング布帛は，優れた透湿性能と防水性能とともに優れ
た剥離強度を有していることがわかる。

【００４０】実施例 ２〜３ 経糸，緯糸の双方にカチオン可染ポリエステルフィラメ
ント７５デニール４８フィラメントを用いた経糸密度１
１５本／インチ，緯糸密度９５本／インチの平織物を製
織し，通常の方法で精練および染色（三菱化成株式会社
製，カチオン染料Diacryl Navy Blue ＧＬ−ＰＦ ３％
owf)を行った後，フッ素系撥水剤エマルジョンのアサヒ
ガードＡＧ−７１０（旭硝子株式会社製）５％水溶液で
パディング（絞り率３５％）して乾燥後，１６０℃で１
分間の熱処理を行った。次に，鏡面ロールをもつカレン
ダー加工機を用いて，温度１８０℃，圧力３０kg／c
m² ，速度２０ｍ／分の条件でカレンダー加工を行い，
コーティング用の基布を得た。

【００４１】ここで，下記処方２に示す組成で固形分濃
度２５％のポリウレタン樹脂溶液を，ナイフオーバーロ
ールコーターを用いて上記基布のカレンダー面に塗布量
８０ｇ／ｍ² にて塗布した後，直ちに１５℃の水中に４
０秒間浸漬して樹脂分を凝固させ，続いて，５０℃の温
水中で１０分間の洗浄を行って乾燥し，樹脂層を形成し
た。

【００４２】〔処方２〕 ラックスキン ＃１７４０ １００部 （セイコー化成株式会社製，ポリウレタン樹脂） レザミン Ｘ−１００ １部 （大日精化工業株式会社製，イソシアネート化合物） アエロジル Ｒ−９７４ ４部 （日本アエロジル株式会社製，平均粒径0.０１２μｍの
疎水性二酸化ケイ素微粉末） デスモコール４００ ５部 （住友バイエル株式会社製，ポリウレタン樹脂） Ｎ・Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２部

【００４３】次に，グラビアコーターを用いて，コーテ
ィング面を撥水処理すべく，アサヒガードＡＧ−７１０
の５％水溶液でグラビアコーティングし，乾燥後，１６
０℃で１分間の熱処理を行い，本発明のコーティング布
帛（実施例２とする。）を得た。

【００４４】上記実施例２において，処方２のデスモコ
ール４００に代えてポリテトラメチレンイソフタレート
を５部用いるほかは，実施例２と全く同一の方法により
本発明のコーティング布帛（実施例３とする。）を得
た。

【００４５】本発明（実施例２ )との比較のため，実施
例２において処方２からデスモコール４００を省くほか
は，本実施例と全く同一の方法により比較用のコーティ
ング布帛（比較例２とする。）を得た。

【００４６】本発明および比較用のコーティング布帛の
性能を測定，評価し，その結果を合わせて表２に示し
た。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２より明らかなように，本発明のコーテ
ィング布帛は，二酸化ケイ素微粉末および繊維基布と親
和性の高い化合物をポリウレタン合成重合体の樹脂溶液
に加えることにより，優れた透湿性能と防水性能を有す
ると同時に，優れた剥離強度を有していることがわか
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば，優れた透湿性能および
防水性能とともに優れた剥離強度をも有するコーティン
グ布帛を得ることができる。本発明のコーティング布帛
は，その加工工程や原料の面からみても，安価なコスト
で製造できるメリットももち合わせている。本発明のコ
ーティング布帛は，その優れた性能から，雨衣，外衣，
スポーツ用衣料に適した素材である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｄ０６Ｎ 3/14 １０２ 7258−4Ｆ Ｄ０６Ｍ 15/564 7199−3Ｂ 11/12 13/42 15/564

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維布帛上にポリウレタン樹脂主体の合
   成重合体からなる有孔の樹脂層を有し，該樹脂層中に実
   質的に無孔で平均粒径が0.１μｍ以下の二酸化ケイ素微
   粉末を１重量％以上と，イソシアネート化合物を0.１重
   量％以上，およびポリアミド系樹脂，ポリウレタン系樹
   脂，ポリエステル系樹脂のうちの少なくとも１種の樹脂
   を５重量％以上含有し，７０００ｇ／ｍ²／２４ｈｒｓ
   以上の透湿度と0.６kg／cm² 以上の耐水圧並びに２００
   ０ｇ／インチ以上の剥離強度を有することを特徴とする
   透湿防水性コーティング布帛。