JPS6277922A - 無孔の透湿性防水膜の製造方法 - Google Patents

無孔の透湿性防水膜の製造方法

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JPS6277922A
JPS6277922A JP21894485A JP21894485A JPS6277922A JP S6277922 A JPS6277922 A JP S6277922A JP 21894485 A JP21894485 A JP 21894485A JP 21894485 A JP21894485 A JP 21894485A JP S6277922 A JPS6277922 A JP S6277922A
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resin
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、微細孔形成剤を用いずに製造可能なポリアミ
ノ酸ウレタン樹脂よりなる無孔の透湿性防水膜およびそ
の製造方法に関するものである。
(ロ)従来の技術 本発明者らは、先にポリアミノ酸ウレタン樹脂と微細孔
形成剤との組合せにより透湿度?、000g/rd ・
24hrs (JIS−Z−0208)、耐水圧1 、
500mm水柱(JIS−L−1096)以上の性能を
有する透湿性防水布帛を特願昭59−10853号にて
提案したが、これはポリアミノ酸ウレタン樹脂からなる
多孔質膜を繊維布帛の片面に接合したコーティング積層
布帛である。
ところが、最近になってこのような多孔質膜の場合1着
用時の汗や油の付着や洗濯時の洗剤の吸着によって多孔
質膜の親水化が起こり、防水性能の低下を引き起こすこ
とが判明してきた。これらの欠点を改善するために多孔
質膜面に親水性無孔フィルム層を形成して多孔質膜を保
護する方法(特開昭55−7483号)や製膜時のポリ
ウレタン樹脂溶液中に撥水剤を添加することにより膜の
疎水化を図る方法(特開昭55−80583号)等も考
えられるが。
これらの方法は多孔質膜の汚れ付着や洗剤吸着の抑制に
ある程度の効果がみとめられるとはいうものの性能面で
満足すべきものは得られない。
一方、ポリアミノ酸ウレタン樹脂からなる無孔膜は耐水
圧が2,000mm(水柱)以上あってすぐれた防水性
能を有しているが、透湿度のレベルが2,000〜4,
000g/ m ・24hrs程度しかないので、この
ような無孔膜を布帛にはり合わせて衣服に応用しても雨
中での作業時や運動時などにはムレ感が大きくなる。こ
のように無孔膜は防水性の面ではすぐれているが、快適
製の面で不利である。
無孔膜にその防水性能を保持したまま透湿性能を多孔質
膜と同じレベルにまで向上させることができれば透湿性
防水膜として好都合であるが、現在そのような無孔膜は
得られていない。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の現状に鑑みて行われたもので。
無孔のポリアミノ酸ウレタン樹脂膜でありながら従来の
多孔質膜と同程度の透湿性能を有する透湿性防水膜を得
ることを目的とするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は次の構成よりなるものである。すなわち本発明
は「ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる樹脂膜であって
、少なくとも一方向に延伸されていることを特徴とする
ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる無孔の透湿性防水膜
」並びに「ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる未延伸樹
脂膜を60〜150°Cの温度条件にて1.5〜13倍
延伸し1次いで100〜160℃の温度範囲にあって延
伸時の温度より高い温度の気体雰囲気中で0.9〜1.
0の捲取比にて熱処理することを特徴とするポリアミノ
酸ウレタン樹脂よりなる無孔の透湿性防水膜の製造方法
」を要旨とするものである。
以下1本発明について詳細に説明を行う。
本発明で用いられるポリアミノ酸ウレタン樹脂(以下P
All樹脂という。)は、アミノ酸とポリウレタンとか
らなる共重合体であり、アミノ酸としてはOL−アラニ
ン、L−アスパラギン酸、L−シスチン、L−グルタミ
ン酸、グリシン、L−リジン、L−メチオニン、L−ロ
イシン及びそれらの誘導体が挙げられ、ポリアミノ酸を
合成する場合にはアミノ酸とホスゲンから得られるアミ
ノ酸N−カルボン酸無水物(以下、N−カルボン酸無水
物’;:NCAという。)が一般に用いられるが特に皮
膜性能面から光学活性T−アルキルーグルタメート−N
CAが好ましく用いられ、その中でも価格と皮膜物性の
面からT−メチル−し−グルタメート−NCA又はγ−
メチル−D−グルタメート−NCA又がPAtl樹脂の
アミノ酸成分として有利に選択される場合が多い。一方
ポリウレタンとしては末端にインシアネート基を有する
ウレタンプレポリマーで、イソシアネートとポリオール
を当量比NC010H〉■の条件で反応させて得られる
ものが用いられる。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及び脂環族
ジイソシアネートの単独又はこれらの混合物が用いられ
9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。
■・4−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられ
る。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等が使用される。ポリエ
ーテルポリオールとして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
ル等が挙げられ。
またポリエステルポリオールとして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、
セパチン酸等の二塩基酸との反応生成物やカプロラクト
ン等の開環重合物が挙げられる。
なお、アミノ酸とポリウレタンとの共重合で使用される
アミン類としてはヒドラジン、エチレンジアミン、ジエ
チルアミン、トリエチルアミン2エタノールアミン等が
用いられる。このようにPAIJ樹脂は各種アミノ酸N
CAと末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーとの反応系にアミン類を添加して得られるもので
ある。
PAU樹脂の合成時に用いられる重合溶媒としてはアミ
ノ酸NCAの重合溶媒で活性水素を含まないこと、およ
び末端イソシアネ−1・基を有するウレタンプレポリマ
ーを?8解することができることの2点を満足する溶媒
が選択され、かかる溶媒には例えばジクロルメタン2 
ジクロルエタン、クロロホ、・!・ll、 1.1.2
−トリクロルエタン、テトラクロルエタン等の脂肪族ハ
ロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化
水素、ジオキサン。
テトラヒドロフラン等の環状エーテル、酢酸エチル、酢
酸ブチル等の酢酸エステル類、ジメチルホルムアミド、
N−メチルピロリドン等の極性アミド溶媒等を挙げるこ
とができ、これらは単独溶媒として、あるいは混合溶媒
として用いられる。これらの溶媒系のうち、特に好まし
いものは生成する重合体組成物を溶解又は均一分散する
もので。
例えばジメチルホルムアミド単独溶媒、ジメチルホルム
アミドとジオキサンの混合溶媒又はジクロルメタン等の
脂肪族ハロゲン化炭化水素とジメチルホルムアミドとの
混合溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒はコー
ティングによるPAD樹脂膜製造時の樹脂溶液の安定性
および塗工性の面でも)8媒として優れている。
本発明で用いるPAD樹脂膜は、上述の溶媒に溶解した
PAD樹脂の溶液を用いて次の方法で得ることができる
。まずPAIJ樹脂溶液をシート状物に公知のコーティ
ング方法により塗布する。ここで用いるシート状物とは
タフタ織物、フィルム、祇など2表面が平滑でしかもそ
の表面がPAυ樹脂との親和性の乏しい状態のものをい
う。もしシート状物の表面がPAυ樹脂との親和性の高
いものであれば PAυ樹脂膜のシート状物からの剥離
が不可能となり5本発明で用いる未延伸状のPAD樹脂
膜が得られなくなる。通常はシリコン樹脂を塗布したポ
リエチレンテレフタレートフィルムやポリプロピレンラ
ミネートした離型紙などがシート状物として好ましく用
いられる。PAU樹脂溶液の塗布量は得ようとするPA
D樹脂膜の膜厚10〜100μに合わせて適宜決定すれ
ばよい。本発明では未延伸PAD樹脂膜を延伸するため
延伸の操業性の面から膜厚は10〜100μ程度のもの
を作ることが望ましい。PAU樹脂溶液は、予めコーテ
ィング時の作業性を考え、適宜溶媒で希釈し樹脂粘度を
10.000〜25.000cps(25℃)に調整し
、さらに未延伸樹脂膜にピンホールや異物のない均一な
樹脂膜を作製するため20〜200メツシユの濾過布に
よる濾過および脱泡処理を施しておくことが望ましい。
PAU樹脂溶液をシート状物に塗布後50〜140℃の
気体雰囲気中にて乾燥する。乾燥条件については、溶媒
の沸点を考え気泡やスキンコア構造のない均一な無礼膜
を形成するよう温度および時間を選定することが重要で
ある。例えばジクロルエタン単独溶媒からなるPAU樹
脂膜を乾燥する場合には50〜70℃にて0.5〜10
分間の条件で行う如く溶媒の蒸発をできるだけ抑制した
条件での乾燥が望ましい。乾燥後シート状物から未延伸
PAtl樹脂膜を剥離しロール上に捲き取る。
本発明では上述の如き未延伸PAD樹脂膜を用いて。
これに60〜150℃の温度条件にて1.5〜13倍の
延伸を行う。延伸時の延伸倍率についてはPAU樹脂を
構成するアミノ酸とウレタンとの比率やアミノ酸とウレ
タンとの組成によりそれぞれ適切な延伸倍率が異なるが
本発明の目的とする透湿度の高い無孔樹脂膜を得るため
には、少なくとも1.5倍以上延伸することが必要であ
る。一方延伸倍率が13倍を超えると延伸時の切断が多
くなり歩留りが悪くなるため好ましくない。延伸方向は
タテ又はヨコの一軸方向のみでもよく、またタテ・ヨコ
の二輪方向に行ってもよい。
PAD樹脂膜の延伸に用いる延伸機としては公知のポリ
エチレンテレフタレートフィルムやポリプロピレンフィ
ルム製造用の逐次2軸延伸機、あるいはナイロン6フィ
ルム製造用の同時2軸延伸機や一軸延伸機等いずれも使
用することができる。
延伸温度は60〜150 ”C程度の範囲が適当で。
60℃未満ではアミノ酸セグメン゛トのガラス転移温度
(約50°C)よりやや高い程度にすぎないのて分子の
モビリティが低くスムーズに延伸することができず、又
延伸温度を150 ”C以上にすると。
後述のりラックス熱処理温度(これを延伸温度より高く
することによりそのリラックス効果が顕著に現れる。)
を延伸温度より更に高温の160″C以上に設定しなけ
ればならなくなるのでPAU樹脂の熱劣化を起こす原因
となる。このPAD樹脂の熱による劣化をできるだけ抑
えることの必要性から延伸温度を150℃以下に限定し
ているわけである。
本発明では延伸されたPAU樹脂膜に上記延伸温度より
高い100〜160℃の気体雰囲気中にて0.9〜1.
0の捲取比でリラックス熱処理を行う。
このリラックス熱処理により、得られた延伸PAU樹脂
膜は収縮が抑えられ2分子鎖の配向緩和が助長される。
上記リラックス熱処理はPAD樹脂の熱劣化を抑制する
ため160℃以下の範囲で行われる。
本発明は以上の構成よりなるものであり1本発明によれ
ば無孔でありながら透湿性の優れた防水膜を得ることが
できる。
(ホ)作用 本発明のPAυ樹脂膜(ポリアミノ酸ウレタン樹脂膜)
は未延伸状態のPAll樹脂膜に少なくとも一方向の延
伸作用を施すことにより無孔状態のままで高度な透湿性
能を有せしめたものである。このPAU樹脂膜は無孔で
あるから防水性能においても卓越している。何故に延伸
作用のみによって無孔のPAII樹脂膜が高度な透湿性
能を発揮するようになるのか1本発明者等はその理由に
ついて次のように推測している。
PAU樹脂はアミノ酸とウレタンのブロック共重合によ
り構成されているもので、アミノ酸ブロックは主にα−
へリソクス構造を形成しウレタンブロックはランダムコ
イル構造を形成しており、特に前者のアミノ酸ブロック
はα−へリソクス構造に起因して水蒸気の拡散を助長す
る傾向を有している。このような性能と構造を有するP
AU樹脂膜に延伸作用を加えると、水蒸気拡散能のある
α−ヘリックス構造のアミノ酸ブロックとランダムコイ
ル構造のウレタンブロックとの間にルースなバッキング
構造が形成され、このルースなバンキング構造と水蒸気
拡散能のあるα−ヘリックス構造とが隣接して組み合わ
された結果水蒸気の拡散が相乗的に助長され、従って無
孔でありながらPAII樹脂膜の透湿性能が飛躍的に向
上するものと推測される。
(へ)実施例 本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、実施
例における性能の測定、評価は次の方法で行った。
<11透湿度 JISZ−0208による。
(2)耐水圧 JISL−1096低水圧法による。
実施例1 まず始めに1本実施例で用いるPALI樹脂(ポリアミ
ノ酸ウレタン樹脂)の製造を次の方法で行った。
ポリテトラメチレングリコール(OH価56.9)19
70gと1−6−ヘキサメチレンジイソシアネート50
4gを90℃で5時間反応させ、末端にインシアネート
基を有するウレタンプレポリマー(NCO当12340
)を得た。このウレタンプレポリマー85gとγ−メチ
ルーL−グルタメートNCA 85g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666
g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32
.000cps (25℃)の黄褐色乳濁状の流動性の
良好なPAυ樹脂(以下、  PAD樹脂Xという。)
の溶液を得た。
次に片面シリコンコーティングを施した厚さ50μmΦ
ポリエチレンテレフタレートフィルムを用意し、これに
下記処方1に示すPAU樹脂溶液をナイフオーバーロー
ルコータ−を使用して塗布量200g/耐にて塗布した
後60°C910分間の条件で乾燥を行った。
処方I PAU樹脂 X        100部ジメチルホル
ムアミド     10部なお、処方1のPAtl樹脂
溶液は100メツシユのポリエステル濾過布にて減圧濾
過(100mmmm1lを行い、さらに減圧100mm
Hgで20分間脱泡処理を施したものである。
引き続き50℃の水浴中に10分間浸漬して樹脂膜に残
存する微量ジメチルホルムアミドおよびジオキサンを除
去した後乾燥することにより膜厚36μmの未延伸PA
D樹脂膜を得た。ここでポリエチレンテレフタレートフ
ィルムよりPAIII脂膜を剥離し、ロール上に捲取り
1次にビストロン型同時2軸延伸機を用いて上記未延伸
PAU樹脂膜を幅方向および長さ方向にそれぞれ延伸倍
率3倍にて100°Cで延伸を行い、続いて150℃の
気体雰囲気中で捲取比0.9にて30秒間のりラックス
熱処理を行った。
得られた本発明の延伸PAll樹脂膜は、膜厚4.5μ
mにて、耐水圧20001TII11以上、透湿度8.
100g/m24hrsの高透湿性能を有する防水膜で
あった。
なお、参考までに上記実施例における未延伸P A U
樹脂膜と延伸PAU樹脂膜の走査型電子顕微鏡による表
面および断面↑最影を行ったところ、未延伸状態では、
ウレタン部分とアミノ酸部分とがミクロ相分離構造を示
しているのに対して、延伸PAU樹脂膜の場合にはアミ
ノ酸部分の球晶ドメインが引き伸ばされ、筋状組成を形
成するものと上記アミノ酸部分の残存したものの両方の
組織が混在した構造で延伸方向に配向していた。
また、 FT−IRによりα−へリソクス含有量を次式
(但し+DI65゜はアミド■バンド、α−ヘリックス
構造を示す吸光度、D、6□、はアミド■バンド、β−
シート構造を示す吸光度) により求めた結果、未延伸PAU樹脂膜においてα−へ
リソクス含有量が85%あったものが、延伸により74
%に減少しており、このことは減少量(11%)に相当
する部分がルースなパ・7キング構造の形成に関与した
ものと推測される。
(ト)発明の効果 本発明のポリアミノ酸ウレタン樹脂膜は未延伸状態のポ
リアミノ酸ウレタン樹脂膜を1軸方向又は2軸方向に延
伸することにより得られるものであり、かかる本発明に
よれば微細孔形成剤を用いず、従って無孔でありながら
高い透湿性能を有するポリアミノ酸ウレタン樹脂膜を得
ることができる。
本発明の樹脂膜は無孔であるから防水性能をも有してお
り、従って一般の布帛とのラミネートにより透湿性防水
布帛への適用も可能となる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる樹脂膜であっ
    て少なくとも一方向に延伸されていることを特徴とする
    ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる無孔の透湿性防水膜
  2. (2)ポリアミノ酸ウレタン樹脂よりなる未延伸樹脂膜
    を60〜150℃の温度条件にて1.5〜13倍延伸し
    、次いで100〜160℃の温度範囲にあって延伸時の
    温度より高い温度の気体雰囲気中で0.9〜1.0の捲
    取比にて熱処理することを特徴とするポリアミノ酸ウレ
    タン樹脂よりなる無孔の透湿性防水膜及びその製造方法
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US5326632A (en) * 1990-08-07 1994-07-05 Komatsu Seiren Co., Ltd. Moisture-permeable waterproof fabric and process for production thereof
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