JPS63170426A - 無孔透湿性防水膜 - 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、ポリウレタンを主体とすることにより他の素
材では得られない柔軟性、機械・的強度を有し、かつ高
い透湿性と防水性を兼ねそなえるため、各種透湿性防水
衣料、医療用資材、透湿性包装材料として利用される、
無孔透湿性防水膜に関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

透湿性防水素材としては、微多孔性高分子膜が一般に用
いられており、その組成より四弗化エチレン系とウレタ
ン系に大別される。

四弗化エチレン系透湿性防水膜は、商品名ボアテックス
に代表されるもので、四弗化エチレン樹脂パウダーの成
型条件に従い未焼成（融点３２７　’Ｃ以上の温度に加
熱されていない状態）のフィルムを作成し、これを急速
に延伸すると、フィブリル状の構造体ができる０次に、
これを収縮しないように固定して融点３２７℃以上に加
熱し安定化させた微多孔性透湿性防水膜であり、最大孔
径０．２　μの孔が９０億個／１ｎｃｈ”あると言われ
ている。

一方、ウレタン系透湿性防水膜は一般に湿式成膜法によ
り製造され、直鎖状ウレタン樹脂をジメチルホルムアミ
ド等の水溶性溶媒に溶解し、次に溶媒とは親和性がある
がウレタン樹脂とは非親和性の水等に浸漬処理して溶媒
を抽出することにより、湿式成膜させる。そして溶媒が
抽出される過程で連続気孔が形成され多孔質皮膜が形成
される。

これら微多孔透湿性防水膜はその主な用途である衣料用
に用いる場合、ナイロン、ポリエステル又は木綿等の布
と積層化し透湿性防水布として使用されておりその透湿
性防水能はメーカーカタログ値によれば透湿度４０００
ｇ／ｒｒｆ−ｄａｙ以上、耐水圧１５００ｍｍＨｚＯ以
上とされており、むれない防水衣料として多用されてい
る。

しかしながら、これら従来の透湿性防水膜は、非常に微
細な孔を均一に形成する必要があり、その為特殊な加工
技術、加工設備が必要で製造コストが高く、透湿性防水
膜自体のコストも高くなり、用途的にも高級品に限定さ
れている。

また、防水膜が、微細多孔質構造の為、機械的強度が弱
く、他の素材との複合化が必要であり、透湿性防水膜単
体での使用には限度があった。

また、微細ではあっても多孔質構造の為、高圧の水、例
えば強風時の雨等では透湿性防水膜を通して水が浸入す
ることがあり改良が望まれていた。

さらには、従来の透湿性防水膜はウレタン系であっても
柔軟性が不充分であり、布等と複合化した場合、布本来
の風合を損なうという欠点があつた。その為、衣料用途
として使われる場合、登山用雨具、スキーウェアーに代
表されるスポーツ衣料等の風合よりも機能性重視の用途
に限定されており、より広い範囲へ展開出来る素材が望
まれていた。

また、ポリウレタン樹脂の透湿度は疎水性高分子中では
大きい部類に入るので、薄膜化することにより無孔透湿
性防水膜、又は無孔透湿性防水膜複合材を得ることも提
案されている。

これは、ポリウレタン樹脂の柔軟性、機械的強度を保持
し、薄膜の為複合化する布等の風合を損なわないものの
、従来の微細多孔質透湿性、防水膜に比べ、透湿性の点
で劣り、実用上改善が望まれていた。〔発明が解決しよ
うとする問題点〕本発明は前記のような従来の透湿性防
水膜の問題点に対処するためになされたもので、その問
題点を要約すると以下の通りである。

■　従来の微細多孔質透湿性防水膜はコストが高く、用
途が限定される。

■　従来の微細多孔質透湿性防水膜は風合が硬く、用途
が限定される。

■　従来のポリウレタン無孔透湿性防水膜は、透湿度が
微細多孔質透湿性防水膜に比べ低く、実用上問題がある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来のポリウレタン無孔透湿性防水膜が風合
、機械的強度において非常に優れており、また薄膜化も
可能であり、さらにはその製造コストも微細多孔質透湿
性防水膜に比べ低いことに着目し、その透湿度を増大さ
せるべく鋭意研究した結果得られたものであり、すなわ
ち、ポリウレタンに対し相溶性を有する吸水性樹脂を一
定量配合し薄膜化することにより、ポリウレタン単体膜
に比べ大巾に透湿度が大きくなることを見い出したこと
により完成した。

すなわち、本発明は、ポリウレタン樹脂を主体とし、ポ
リウレタン樹脂に対して相溶性を有するポリエチレンオ
キサイド系の吸水性樹脂を５〜３０重量％配合し、厚さ
３〜１００μの無孔透湿性防水膜である。

以下本発明をより詳細に説明する。

本発明で用いるポリウレタン樹脂は基本的には分子量１
０００〜３０００のＯＨ基末端長鎖ポリオール、ジイソ
シアネートと分子量５００以下の短鎖ポリオール等の鎖
延長剤を主原料として、長鎖ポリオールに由来するソフ
トセグメントと短鎖ジオールとジイソシアネートからの
ポリウレタンのハードセグメントからなる線状ランダム
交互ブロック共重合体である。

長鎖ポリオールとしてポリエチレンアジペート、ポリジ
エチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリ
テトラメチレンアジペート、ポリへキサメチレンアジペ
ート、ポリネオベンチレンアジベート、及びこれらの共
重合体等のポリエステル系ポリオール、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコール、及びこれらの共重合体等のポリエーテ
ル系ポリオール、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリへキ
サメチレンカーボネート等であり、ジイソシアネートと
してはトリレンジイソシアネート、４Ｉ４−ジフェニル
メタンジイソシアネート、１．５−ナフタレンジイソシ
アネート、３．３−ジメチル−４，４−ジフェニレンジ
イソシアネート等であり、短鎖ポリオールとしてはエチ
レングリコール、１，４．ブタンジオール、トリメチロ
ールプロパントリイソプロパノールアミン等である。

このうち、長鎖ポリオールとして、ポリエーテル系ポリ
オールを用いたポリエーテル系ポリウレタン樹脂は他の
ポリウレタン樹脂に比べ本来透湿度が大きい為、本発明
で用いる熱可塑性ポリウレタン樹脂として特に好ましい
、　　。

次に、本発明ではポリウレタン膜の透湿性を増大させる
為の添加剤としてポリ立チレンオキサイド系の吸水性樹
脂を用いる。具体的には、スミカゲルＲ−３０Ｆ、スミ
カゲルＲ−３ＯＲ（いずれも住友化学工業社製）、アク
アプレンＰ−８１０（明成化学社製）、ビｆう（ＶＩＴ
ＥＲＲＡ）（Ｎｅｐｅｒａ社製）が上げられる。

本発明における透湿性防水膜とは、耐水圧１０００閣、
透湿度２０００ｇ／　ｒｒｆ・２４ｈｒ以上、抗張力２
００　ｋｇ／ｃｄ　　上伸度３００％以上の特性値を満
足し、かつ衣料用途としては柔軟な風合を有することが
必要であり、より好ましくは、透湿度４０００ｇ／　ｒ
ｒｒ・２４ｈｒ以上、耐水圧１５００ｍ＋＋ｇＨｓＯ以
上のものである。

ここで、透湿度は、ＪＩＳ　Ｚ０２０Ｂ　（ＡＳＴ？Ｉ
　Ｅ９６−６６Ｅ法）で測定され、防水性の指標である
耐水圧は静的な水圧をかけて評価する低水圧用ＪＩＳ　
Ｌ１９０２Ａ法（ＡＳＴ？Ｉ　０−７５１Ｂ法）により
測定される。

ここで、本発明におけるポリウレタン樹脂へのポリエチ
レンオキサイド系の吸水性樹脂の配合率は５〜３０重量
％、好ましくは１０〜２０重量％であり、その膜厚は３
〜１００μ、好ましくは５〜３０μである。配合率が５
重量％以下ではポリウレタン樹脂の透湿性を増大させる
効果が実用上不十分であり、３０重量％以上では透湿性
の増加率が小さくなり、逆に製膜が困難となり、また得
られたポリウレタン樹脂膜の強度も小さく阻害要因が大
きく適当でない。

また本発明の無孔性の透湿性防水膜の場合、膜厚が薄い
程透湿度は大きくなり有利であるが、膜厚が３μ以下で
は膜強度が弱く、他の素材、例えば布、不織布等と積層
化し補強したとしても、耐水圧が低く実際的でない、ま
た１００　μ以上では機械的強度は優れているが、透湿
度が透湿性防水膜用途としては不充分であり、風合の面
でも実用上遺さない。

一次に本発明の無孔透湿性防水膜の製造方法について述
べる。

第１の方法はポリエチレンオキサイド系の吸水性樹脂を
配合したポリウレタン樹脂をＤＭＦ　（ジメチルホルム
アミド）、メチルエチルケトン、トルエン等の有機溶媒
により溶液化し、離型性基材上にロールコーティング、
ブレードコーティング等により塗工後、溶媒を揮散させ
ることにより製膜する溶液法である。この方法では膜厚
が非常に薄い場合にはピンホールが発生し易（、逆に厚
い場合には溶媒を均一に揮散させることが難しく安定性
が劣るので、５〜３０μ程度の膜厚の無孔透湿防水膜の
製造に適する。

第２の方法は、ポリエチレンオキサイド系の吸水性樹脂
を配合したポリウレタン樹脂を押出機にて、加熱溶融押
出し製膜する押出し法である。ポリウレタン樹脂は、汎
用押出樹脂であるポリエチレン、ポリプロピエレン等の
ポリオレフィン樹脂と比べると温度変化に伴う溶融粘度
変化が大きく、押出し加工性はあまり良くない、その為
、ポリウレタン樹脂の単層押出し製膜では、５０μ以下
のポリウレタン膜を安定して製造することは難しいが、
特公昭６０−５２９５０号公報に示される通りポリウレ
タン樹脂とこれに対して剥離性のあるポリオレフィン樹
脂を共押出し法により製膜し、その後剥離することによ
り１μ程度までのポリウレタン膜を得ることが出来る０
本発明においても共押出し法により３μから１００　μ
の膜厚の無孔ｉ３湿性防水膜の製造が可能である。

以下本発明を実施例により説明する。

〔実施例−１〕 長鎖ポリオールとしてポリプロピレングリコール、ジイ
ソシアネートとして４．４−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、短鎖ポリオールとして１．４．ブタンジオー
ルを用いたポリウレタン重合時に、ポリエチレンオキサ
イド系吸水性樹脂（スミカゲルＲ−３ＯＲ住友化学工業
社製）を０〜３５重量％の範囲で配合し、ポリウレタン
樹脂を得た。

これらのポリウレタン樹脂とポリプロピレンを共押出し
法により製膜した後、ポリプロピレンを剥離し、９種類
の、厚さ２０μの無孔ポリウレタン膜を得た。

また、比較として湿式製膜法による膜ｗ、２０μの微多
孔性ウレタン系透湿性防水膜を用い、透湿度、耐水圧、
抗張力、伸度、風合いを評価し、表−１に示す。

表＝１ 表−１の結果より、ポリウレタン樹脂にポリエチレンオ
キサイド系吸水性樹脂を配合することにより透湿度は増
大し、配合率１０　ｗｔχで未配合のポリウレタン膜に
比べ約２倍、配合率２０＠ｔＸで約３倍の透湿度を示し
、従来の微多孔性ウレタン系透湿性防水膜より高い透湿
度を示した。

また、本発明の無孔透湿性防水膜の耐水圧は全て２００
０ｍｍＨｘＯ以上と無孔であるがための完全なる防水性
を示す、さらには、ポリウレタン樹脂を主体とし、無孔
であるため抗張力、伸度等の機械的強度はポリウレタン
膜が本来持つ高い値を保持し特に、抗張力の値かられか
る通り、従来の微多孔性ウレタン系透湿性防水膜に比べ
格段の膜強度を有する。

さらには、膜の風合を比較すると、ポリエチレンオキサ
イド系吸水性樹脂未配台のポリウレタン膜、及び本発明
の無孔透湿性防水膜は、柔軟で、ドレープ性が良く、優
れた風合が得られるのに対し、微多孔性ウレタン系透湿
性防水膜ではやや柔軟性に劣り、幾分ゴワゴワした感じ
であった。これらの風合は、布、不織布等と積層化した
場合、より大きな差として現れ、本発明の無孔透湿性防
水膜では、基布の風合を損なうことが少ないので、従来
登山用防水衣料、またはスポーツ、衣料に限られいた用
途が、風合を重視するファション性の高い街着等の透湿
性防水衣料への利用も可能となった。

〔発明の効果〕

（１）、本発明によりポリウレタン樹脂に一定量のポリ
エチレンオキサイド系樹脂を配合することにより高い透
湿性と完全な防水性を兼ね備えた、従来にない無孔の透
湿性防水膜かえられる。

（２）、本発明の透湿性防水膜は無孔であるため、従来
の微多孔透湿性防水膜に比べ、膜の機械的強度が大巾に
向上し、薄膜化しても十分な強度をもつ。

（３）、本発明の透湿性防水膜は、ポリウレタン樹脂を
主体とし、無孔であり、ｆｉ膜化できるので、柔軟で風
合が格段に優れ、利用範囲か大巾に広がる。

（４）、本発明の透湿性防水膜は、一般的な押出製膜法
、または溶液製膜法により製造できるので、従来の微多
孔透湿性防水膜に比べ、大巾に製造価格を低減化できる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリウレタン樹脂を主体とし、該ポリウレタン樹
   脂に対して相溶性を有する吸水性樹脂を５〜３０重量％
   配合した厚さ３〜１００μの無孔透湿性防水膜。
2. （２）吸水性樹脂が、ポリエチレンオキサイド系樹脂で
   ある特許請求の範囲第１項記載の無孔透湿性防水膜。