JPS62117883A - 複合布帛状物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合布帛状物に関する。より詳しくは本発明
は優れた透湿性と防水性を有する微多孔質皮膜と繊維基
布から構成される複合布帛状物に関する。

〔従来の技術〕

従来、繊維基布に微多孔質皮膜を積層してなる複合布帛
状物は、透湿性防水布として、スキーウェア、パーカー
、カッパ、オムツカバーなどの防水衣料として用いられ
ている。この透湿性防水布は、主にポリウレタン系重合
体を繊維基布に塗布して製造される。ポリウレタン系重
合体を微多孔質に形成するには、ポリウレタン系重合体
を溶解する溶媒に溶解した重合体溶液に発泡剤を添加す
る方法、および重合体溶液に微粒子を添加し凝固後微粒
子を重合体の非溶媒で溶解抽出する方法があるが、これ
らの方法で製造した皮膜は、気孔径が数ミクロンから数
１０ミクロン以上の大きな気孔となり透湿性は満足する
が防水性を得ることは困難である。逆に気孔を小さくし
ようとすれば発泡剤や微粒子の抽出不良が生じ気孔が形
成されにくくなり防水性は満足できるが透湿性は著しく
低い。

このように発泡剤や微粒子による方法は、孔径の調整が
困難で品質のバラツキも大きい。

このため、透湿性防水布の製造方法としては、重合体溶
液中の溶媒を、重合体を溶解せず溶媒と自由に混合する
溶媒で抽出し気孔を形成する湿式凝固法が用いられる。

この方法で製造された透湿性防水布は、透湿性１５００
から５０００ｇ／ｍ２４ｈｒ　（ＪＩＳＺ−０２０８法
）、防水性を耐水圧で表わすと５００から５０００　ｓ
璽Ｈ２０（ＪｌＳ　Ｌ１０９２法）となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般的に云って、着用時において耐水圧が５００〜２０
００ｍ）ｌｚＯあれば透湿性防水布として問題はないが
、前述の湿式凝固法で作られた透湿性防水布の如く透湿
性が５０００ｇ／　ｒｒ（２４ｈｒ以下では、着用初期
は快適であるが長時間使用することにより衣服内部にム
レ、ベタツキ又は衣服内部に発汗した水蒸気が結露する
などの欠点がある。本発明は従来からの透湿性防水布の
有する欠点すなわち透湿性が満足できないという欠点を
排除し、重合体を塗布しない繊維基布のみの透湿性（７
０００から８５００ｇ／　ｒｒｒ２４ｈｒ）　と同等の
透湿性ををする複合布帛状物を得るべく鋭意研究の結果
本発明に到達した。

すなわち本発明の目的は優れた透湿性と防水性を併せ有
する複合布帛状物を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は繊維基布に微多孔質皮膜を積層してなる
複合布帛状物において、微多孔質皮膜中に直径０，５か
ら１．５ミクロンの気孔が全気孔の８０％以上を占め微
多孔質皮膜の厚みが５から５０ミクロン、空孔率が７０
から８５％であることを特徴とした複合布帛状物によっ
て達成され、かかる構成を有する複合布帛状物の透湿性
は７０００から８５００ｇ／　ｎ（２４ｈｒであり、耐
水圧は１０００から２０００ｔｍ　）Ｉ　ｚ　Ｏである
。

本発明に係る複合布帛状物の繊維基布である素材は、合
成繊維、天然繊維のいかなるものでもよく、また、織物
、編物、不織布などのすべての組織のものが使用できる
。尚、繊維基布に微多孔質皮膜を塗布した際に、皮膜が
基布内部及び裏面に浸透しやすくなって、風合、品位の
面で好ましくないのであらかじめ繊維基布に前処理を施
すことが好ましい。そのための処理方法としては、繊維
基布にフッ素糸ｔΩ水剤で処理を施す方法、繊維基布を
カレンダーに通して繊維基布のふくらみをつぶし平滑に
する方法があるが、好ましくは前者の方決がよい。撥水
剤の付着量は、繊維基布の密度及び微多孔質皮膜の塗布
時の粘度に影響するが、０．０４から０．１重量％の範
囲が好ましい。０．０４重量％以下では重合体溶液が繊
維基布の裏面に浸透しやすく、０．１重量％以上では繊
維基布・と微多孔質皮膜の剥離強度が著しく低下する。

本発明の微多孔質皮膜は、ポリウレタン系重合体とイソ
シアネートからなる混合溶液を水を用いて湿式凝固する
ことによって形成される。

ポリウレタン系重合体は、エーテル系とエステル系があ
るが任意に使用できる。ポリウレタン系重合体を希釈す
る溶媒としては、湿式凝固浴中の水と置換しゃすいジメ
チルホルムアミドが好ましい。ポリウレタン系重合体と
しては、ジメチルホルムアミドを希釈溶媒として１０が
ら２５重量％に調合して使用するのが好ましい。１０重
量％以下においては、粘度が低く塗布量が一定でなく均
一な皮膜が形成できなく透湿性、耐水圧の性能にバラツ
キが起こる。２５重廿％以上になると希釈溶媒と湿式凝
固浴中の水との置換速度が遅く均一な気孔が形成されに
くく満足できる透湿性が得られない。

イソシアネートは４．４ジフエニルメタンジイソシアネ
ートが使用でき、ポリウレタン系重合体１０から２５重
世％を含有するジメチルホルムアミドに対してイソシア
ネート３から１０重量％の添加量にするのが好ましい。

イソシアネートの含有量が３重量％以下の場合は皮膜中
に直径０．５から１．５ミクロンの気孔が得られにくく
満足いく透湿性、耐水圧が得られない。又、１０重量％
以上になると透湿性、耐水圧とも満足するものが得られ
るが風合が粗硬となる。より好ましくは、ポリウレタン
系重合体の固形分の２程度の添加量がよい。

一般にポリウレタン系重合体を湿式凝固法で製膜した場
合、その皮膜中には皮膜に対し水平方向及び垂直方向に
５μ以上の気孔が形成されやすくどちらかというと垂直
方向に長い楕円形の気孔（以後巨大孔という）ができや
すい構造になるが、高いものを湿式凝固すると、ポリウ
レタン系重合体の希釈溶媒の脱溶媒速度が遅く巨大孔が
皮膜中の半分はどしか形成できず空孔率で表わすと５０
％以下となり耐水圧は満足できるが透湿性が十分でない
。

又、ポリウレタン系重合体の固形分が低いものを湿式凝
固するとポリウレタン系重合体の希釈溶媒の脱溶媒速度
が速く皮膜中の全体に巨大孔が形成されやすく空孔率が
６０から７０％となり透湿性は満足できるが耐水圧が著
しく低下し十分な防水性が得られない。

このため、ポリウレタン系重合体を湿式凝固法にて製膜
する場合は、巨大孔の形成方法を考慮しながらポリウレ
タン系重合体の固形分を設定しており、一般にポリウレ
タン系重合体の固形分を１５から２５％にして製膜し、
透湿性１５００から５０００ｇ／　％　２４ｈｒ、耐水
圧５００から２０００１ｍＨｚｏの性能を得ている。

本発明のイソシアネートを含有するポリウレタン系重合
体の皮膜は、ポリウレタン系重合体単独の皮膜と著しく
異なる構造のものが得られる。すなわち、ポリウレタン
系重合体単独の場合は、皮膜中に巨大孔が形成されやす
くなるが、驚くべきことにイソシアネートを含有したポ
リウレタン系重合体の皮膜は巨大孔が形成されにくく、
５ミクロン以下の気孔が多数形成され、特に直径０．５
から１．５ミクロンの気孔が全体の８０％以上を占める
にもかかわらず空孔率７０から８５％の微多孔質皮膜が
形成され、透湿性７０００から８５００ｇ／　ｇ　２４
ｈｒ、耐水圧１０００から２０００ｍｍＨｚＯの優れた
性能が得られる複合布帛状物となった。微多孔質皮膜は
、気孔径が０．５ミクロン未満では透湿性が満足できず
、１．５ミクロン以上になると耐水圧が低下する傾向に
ある。又、厚みは５から５０ミクロンが必要で５ミクロ
ン以下では耐水圧が低く、５０ミクロン以上では風合が
粗硬になる。

湿式凝固法による製膜において形成される巨大孔は、ポ
リウレタン系重合体の希釈溶媒と湿式凝固浴中の水との
置換で形成されるだけでなく、ポリウレタン系重合体と
希釈溶媒との溶液中の気泡が塗布時に残存してそれが巨
大孔として形成される場合もあり、ポリウレタン系重合
体の固形分が低いほどその傾向にある。

本発明のイソシアネートを含有したポリウレタン系重合
体においても面述の傾向になるものもあり、皮膜中にｉ
数多孔質と巨大孔が形成することがあるが、微多孔質の
厚みが５ミクロン以上あり、なおかつ皮膜全体の空孔率
が７０から８５％あれば優れた透湿性と耐水圧が得られ
る。すなわち、皮膜中に巨大孔が存在しても前述の条件
を充足する限り性能的になんら影響しない。尚、空孔率
が７０％未満では耐水圧は満足できるが透湿性が十分で
なく、８５％より大きいものは湿式凝固法においては製
造できない。

以上述べた、ポリウレタン系重合体を湿式凝固法で製造
した皮膜の断面形態と皮膜に接続する基布中の繊維の形
状を走査型電子顕微鏡を用いて１０００倍に拡大して撮
影した写真を第１図〜第４図に示す。第１図と第２図に
本発明による複合布帛状物の顕微鏡写真を示し、第３図
および第４図は従来公知の複合布帛状物の顕微鏡写真を
示す。すなわち第３図はポリウレタン系重合体の固形分
２０％で製膜したもので皮膜全体に巨大孔が形成してお
らず、透湿性３４００ｇ／　ｒｒｒ　２４ｈｒ、耐水圧
２０００＋ｎ１１□０、空孔率４４．２％であった。第
４図はポリウレタン系重合体の固形分１０％で製膜した
もので皮膜全体に巨大孔が形成しており透湿性７４３０
ｇ／　ｒｒ（２４ｈｒ、耐水圧２００　ｔｍ　Ｈ２０、
空孔率６９．８％であった。

第１図はポリウレタン系重合体に４．４ジフエニルメタ
ンジイソシアネートを添加して製膜したもので皮膜全体
に１ミクロン前後の気孔が多数形成されており、透湿性
７８４０ｇ／　ｒｄ　２４ｈｒ、耐水圧１０００ｍ１０
０Ｏ、空孔率７９．７％であった。第２図は、ポリウレ
タン系重合体に４．４ジフエニルメタンジイソシアネー
トを添加したもので皮膜中には、１ミクロン前後の気孔
が形成されている部分と５ミクロン以上の巨大孔が形成
されている部分に分けられる。

透湿性７３５０ｇ／　ｒｒｒ　２４ｈｒ、耐水圧２００
０龍１ｔ、０　、空几率７２．３％であった。このよう
に第１図および第２図に示す断面形態を有する皮膜が形
成されている本発明による複合布帛状物は優れた透湿性
と耐水性を併せ有する。なお第１図〜第４図において、
Ａは皮膜表面、Ｂは皮膜断面、Ｃは繊維基布断面、Ｄは
巨大孔をそれぞれ示す。

ポリウレタン系重合体の塗布方式は、特に限定されない
が、−Ｃ的には、フローティングナイフコーター、ナイ
フオーバーロールコータ−、リバースロールコータ−、
ロールドクターコーター、クラビアロールコータ−、キ
スロールコーター、ニップロールコータ−などを用いて
コーティングできる。

湿式凝固条件は２０から４０℃の低温の水溶液で凝固後
、６０から８０℃の高温で湯洗し完全に溶媒を除去する
方法が好ましい。低温のみで凝固する場合は凝固が長時
間必要で製造上好ましくない。又、高温のみで凝固する
場合は、凝固速度が速く短時間で凝固するが、発泡しや
すく皮膜中に安定した気孔が形成されに＜＜、性能的に
バラツキの大きなものが得られる。

本発明において、繊維基布が編物のように基布の空隙率
が大きく、直接塗布できない場合は、接着剤を介在させ
たラミネート法を採用することもできる。この製造方法
は、繊維基布（ａ）と微多孔質皮膜からなる複合布帛状
物の皮膜綿を編物などの皮膜と繊維基布山）からなる複
合布帛状物を得るものである。この方法を採用する場合
は、繊維基布（ａｌを前処理として施す１ａ水処理の撥
水剤の付着量を０．１重量％以上で処理し繊維基布（ａ
ｌと微多孔質皮膜の剥離強度を著しく低下させることが
必要である。

ここで使用する接着剤は、ポリウレタン系、ポリアクリ
ル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル
系、ポリ酢酸ビニル系等の重合体が使用できるが、好ま
しくは、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル
系の重合体がよい。

接着剤の塗布方法は、全面接着法、部分接着法があるが
、全面に接着剤を使用すると微多孔質皮膜の透湿仔を損
なうため、点状又は線状に部分接着する方法が好ましい
。接着剤の塗布量は５ｇ／ｒｒ？以上２０ｇ／ｇ以下で
、５ｇ／ｍ以下では接着強力がなく剥離が問題となり、
２０ｇ／イ以上では透湿性が低下し風合が粗硬となる。

本発明では、この′複合布帛状物にｔ８水処理を実施す
るのが好ましい。撥水剤としては、フッ素系、シリコー
ン系などの↑Ω水剤が使用できる。Ｉθ水剤の付着量は
、０．５から１．０重量％の範囲が好ましい。

（実施例〕 以下、本発明の複合布帛状物を実施例で具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例にのみに限定されるもので
はない。尚、実施例に示した特性の定義およびその測定
方法は下記の通りである。

・透湿性　ＪＩＳ　Ｚ−０２０８ ・耐水圧　ＪＩＳ　ｌ、−１０９２ ・空孔率　繊維基布と微多孔質皮膜からなる複合材料を
６０ｍφの円形状に切り出 し、その微多孔質皮膜を繊維基布が ら剥離後真空中で乾燥し、水分率を ０．５％以下とする。乾燥後の微多孔 質皮膜の厚みをｄ（Ｌ：ｍ）、重量をＷ（ｇ）、微多孔
質皮膜の比重を１．１５として空孔率Ｐｒ（％）を下式
で計算 する。

繊維基布を７０デニールナイロン−６６を用いて平織（
経密度１３６本／ｉｎ、緯密度１０４本／ｉｎ）で用意
し、以後■〜■の工程で複合布帛状物を作った。

■　繊維基布の撥水処理 繊維基布を下記水溶液に浸漬後ゴムロールで絞り率４０
％に絞り、１５０”Ｃで２分間熱処理した。

・アサヒガードＬＳ　３１７　　　　　０．８部（明成
化学■製フッ素糸溌水剤） ・水　　　　　　　　　　　９９．２部■　コーティン
グ 下記の組成を■で撥水処理を施した繊維基布の片面にロ
ールコータ−でクリアランス１５０ミクロンに設定しコ
ーティングした。塗布量は３０ｇ／ｍ。

・クリスボン８１６６　　　　　　　　４０部（大日本
インキ■製１液型ポリウレタン）・　４．４ジフ工ニル
メタンジイソシアネートＸ部 ・ジメチルホルムアミド　　　　　６０部その際、４，
４ジフエニルメタンジイソシアネートを下記の如くに添
加し、各組成ごとの性能を後述のように評価する。

以下余日 ■　湿式凝固 ３０℃の水中で５分間浸漬した後、７０℃にて１５分間
脱溶媒を施した。

■　熱処理 ピンテンターを使用し１５０℃で２分間熱処理した。

■　撥水処理 下記水溶液に浸漬後ゴムロールで絞り率４０％に絞った
後、ピンテンターを使用し１５０℃で２分間熱処理した
。

・アサヒガードＬＳ　３１７　　　　　　５部・水　　
　　　　　　　　　９５部 実施例１において４，４ジフエニルメタンジイソシアネ
ートの添加量を変えて製造した複合布帛状物の性能比較
結果を表１に示す。

表　　１ ４．４ジフエニルメタンジイソシアネートの添加量が増
加していくと、空孔率とｉ３　？Ｗ性が向上し、耐水圧
が低下する傾向にあり、添加量５から１０部においては
、皮膜構造が本発明の範囲内にあり満足い（性能が得ら
れた。尚、添加量１５部においては皮膜構造、性能とも
満足できるものであったが、風合粗硬で複合布帛状物の
利用分野では適さない。

実施例２ この実施例では、繊維基布を１１０デニール、ナイロン
６を用いて手織（経密度６０本／ｉｎ、緯密度５８本／
ｉｎ）で用意し、その片面にコーティングし、微多孔質
皮膜表面にポリエステル系ホントメルト接着剤を付着さ
せたポリエステル７５デニールスムースを熱圧着後、平
織と微多孔質皮膜を’ｆｌ１Ｍさせた加工を用いた。

■　ナイロン６平織の撥水処理 ナイロン６平織を下記水溶液に浸漬後ゴムロールで絞り
率４０％に絞り、１５０℃で２分間熱処理した。この処
理は、コーテイング後のナイロン６手織と微多孔質皮膜
を剥離しやすくするためである。

・アサヒガードＬＳ　３１７　　　　　　５部・水　　
　　　　　　　　　９５部 ■　コーティング 下記の組成を■で撥水処理したナイロン６手織の片面に
ロールコータ−でクリアランス２００ミクロンに設定し
コーティングした。塗布１２０ｇノｄ。

・クリスボン８５６６　　　　　　　３３．３部（大日
本インキ■製１液型ポリウレタン）・　４．４ジフ工ニ
ルメタンジイソシアネート５部 ・ジメチルホルムアミド　　　　６１．７部■　湿式凝
固 ３０℃の水中で５分間浸漬した後、７０℃で１５分間脱
溶媒を実施した。

■　熱処理 ピンテンターを使用し、１５０℃で２分間熱処理した。

■　ポリエステル７５デニールスムースと微多孔質皮膜
とのラミネート 旭ピカルディ０菊製ポリエステル系ホットメルト接着剤
ＡＨＭ４４０Ｘ−２を塗布量Ｌｏｇ／ｒ＋（、ポイント
数経２５、緯２５／ｉｎを片面に加工したポリエステル
スムースを■で加工した微多孔質皮膜表面を重ね１６０
℃、３ｋｇ／ｃＩａで熱圧着した。冷却後、ナイロン６
平織と微多孔質皮膜を剥離した。

■　ポリエステルスムースと微多孔質皮膜の撥水処理 ポリエステルスムースと微多孔質皮膜を下記の水溶液に
浸漬後、ゴムロールで絞り率１００％に絞り１５０℃で
２分間熱処理した。

・アサヒガードし３３１７　　　　　　２部・水　　　
　　　　　　　　　９８部 比較例２ 実施例２の■のコーティングを下記の組成で実施した。

それ以外の製造方法は実施例２と同じとした。

・クリスボン８５６６　　　　　　３３．３部・ジメチ
ルホルムアミド　　　　６６．７部実施例２と比較例２
の結果を表２に示す。

表　　　２ 実施例２は空孔率が高く透湿性、耐水圧とも優れた性能
が得られた。比較例２は、巨大孔が多数形成して空孔率
、透湿性が高いが耐水圧が著しく低く、透湿性防水布と
しては満足できるものではない。

人侮炎ユ ナイロン系スパンポンド＝３デニール、目付５０ｇ／ｍ
を繊維基布として片面に加工。

■　繊維基布のＩθ水処理 ｔ６Ｎ維基布を下記水溶液に浸漬後ゴムロールで絞り率
３０％に絞り、１５０℃で２分間熱処理した。

・アサヒガートＬＳ　３＋７　　　　　０．８部・水　
　　　　　　　　　９９．２部 ■　繊維基布のカレンダ処理 ■ｉΩ水処理した繊維基布をペーパーカレンダー１００
℃、５ｋｇ／ｃｄで圧着し繊維基布表面を平滑にした。

■　コーティング ■で処理した繊維基布の片面にナイフオーバーロールコ
ータ−でコーティングした。塗布量は１０ｇ／ｍ。

・クリスボン８１１４　　　　　　　５０部（大日本イ
ンキ■製１液型ポリウレタン）・　４，４ジフ工ニルメ
タンジイソシアネート５部 ・ジメチルホルムアミド　　　　　４５部■　湿式凝固 ４０℃の水中で５分間浸漬した後、８０℃にて１５分間
脱溶媒を施した。

■　熱処理 ピンテンターを使用し、１５０℃×２分間熱処理した。

■　Ｉ８水処理 下記水溶液に浸漬後ゴムロールで絞り率３０％に絞った
後、ピンテンターを使用して１５０°Ｃで２分間熱処理
した。

・アサヒガ−１’　ＡＧ　７１０　　　　　　１０部（
明成化学■製フッ素系撥水剤） ・水　　　　　　　　　　　　９０部 此玉」シー 実施例３の■のコーティングを下記の組成で実施した。

それ以外の製造方法は実施例１と同じとした。

・クリスボン８１１４　　　　　　　　５０部・ジメチ
ルホルムアミド　　　　　　５０部実施例３と比較例３
の結果を表３に示す。

表　　　３ 実施例３は、空孔率が高く透湿性・耐水圧とも優れた性
能が得られた。比較例３は巨大孔が多数形成して空孔率
、透湿性は高いが耐水圧が著しく低く、透湿性防水布と
しては満足できるものではない。

〔発明の効果〕

本発明の複合布帛状物は前述のように構成されているの
で優れた透湿性と耐水圧を有し、その結果ムレ、ベトッ
キ、結露のない複合布帛状物として、スキーウェア、パ
ーカー、カッパ、オムツカバー等のＵ’ｌＷ性防水素材
として幅広く使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は複合布帛状物の断面において、皮膜の
断面形態と皮膜に接続する基布中の繊維の形状を示す走
査型電子顕微鏡（倍率１０００倍）による顕微鏡写真で
あり、第１図および第２図は本発明による複合布帛状物
の顕微鏡写真であり、第３図および第４図はポリウレタ
ン系重合体の固形分を２０％、又は１０％を用いて形成
された皮膜を有する従来公知の複合布帛状物の顕微鏡写
真である。 Ａ・・・皮膜表面、　　Ｂ・・・皮膜断面、Ｃ・・・繊
維基布、　　Ｄ・・・巨大孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維基布に微多孔質皮膜を積層してなる複合布帛状物に
   おいて、微多孔質皮膜中に直径０．５から１．５ミクロ
   ンの気孔が全気孔の８０％以上を占め、微多孔質皮膜の
   厚みが５から５０ミクロン、空孔率７０から８５％であ
   ることを特徴とした複合布帛状物。