JP2016193569A - 積層シート - Google Patents
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このような問題を避けるために、フィルム全面に接着剤を塗布して貼り合わせたものがあるが(特許文献2)、風合いが硬くなり、また、積層シートの伸縮回復時にフィルムに残留ひずみが生じやすく伸長回復性が悪くなり、外観の品位が大きく低下する問題がある。
また、熱溶融接着性を有する熱可塑性ポリウレタンフィルムを、直接伸縮性の布帛に熱融着してなる積層シートも知られているが(特許文献3)、熱融着時に布帛表面の凹凸の影響を受けやすく、フィルムが溶融変形し、厚みが不均一になり、伸縮後にフィルムに残留歪みが発生し、伸長回復性が悪いものとなるおそれがあった。
すなわち、本発明は、(1)伸縮性を有する布帛に高融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムが、低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムによって熱融着されて接合一体化されている積層シートであって、積層シートの経方向および緯方向の14.7N荷重時の伸度が100%以上であり、50%伸長後の伸長回復率が80%以上であることを特徴とする積層シートである。
(2)低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点が80〜150℃であり、高融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点が低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点より30℃以上高いことを特徴とする(1)記載の積層シートである。
(3)高融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの100%モジュラスが8.0MPa以下であり、低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの100%モジュラスが10.0MPa以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の積層シートである。
(4)布帛がポリウレタン系弾性糸を含み、14.7N荷重時の伸度が経方向、緯方向ともに150%以上であり、80%伸長後の伸長回復率が85%以上であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の積層シートである。
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載の積層シートを用いてなる衣料用繊維製品である。
(6)離型基材上に高融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液を塗布、乾燥後、得られたフィルム上に低融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液を塗布、乾燥してなる離型シートを、布帛に積層し、熱圧着後に離型基材を剥離する積層シートの製造方法である。
また,本発明において、ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂とは、ポリウレタン樹脂成分を50%以上含むものをいう。
また、低融点ポリウレタンフィルムの100%モジュラスは、10MPa以下であることが好ましく、更に好ましくは2.0〜6.0MPaである。10MPaより大きいと、風合いが硬くなり、柔軟性も損なわれる。
また、80%伸長時の伸長回復率が80%以上であることが好ましい。伸長回復率が80%より小さいと、伸長後に残留歪みが生じるおそれがある。
また、積層シートの引張り応力低下率は、積層シートを初期長の80%まで伸長させることを3回繰り返した時の、1回目の30%伸長時の引張り応力に対し3回目の30%伸長時の引張り応力の低下率が、55%未満であることが好ましく、更に好ましくは45%未満である。55%以上であると伸長回復性が不十分となり、残留ひずみが大きくなるおそれがある。
また、ウレタン樹脂には架橋剤として、カルボジイミド系、メラミン系、イソシアネート系、オキサゾリン系、エポキシ系等の樹脂を添加することもできるが、構造上、剛直で、高強度、高弾性が期待できるカルボジイミド系架橋剤が好ましい。
また、ブロッキング防止剤として、アクリル系、シリカ系、シリコン系樹脂を混合することもできるが、タックを防止し、潤滑性を出す目的で、アクリル系樹脂とシリコン系樹脂を混合して使用することが好ましい。
さらに、本発明では、ポリウレタン樹脂にシリカなどの無機微粒子を添加することにより、積層シートに透湿性を付与することも可能である。
ポリウレタン樹脂の皮膜形成時におけるポリウレタン樹脂溶液の粘度としては、5000〜50000cpsが好ましい。粘度が5000cpsより低いと、コーティング加工時に所定の膜厚に制御することが難しくなる。50000cpsより高いと、コーティング加工時に所定の膜厚より大きくなったり、樹脂膜にピンホールが発生しやすくなり、被膜形成が難しくなる。
また、低融点ポリウレタンフィルムのみを用いることも可能であるが、布帛へ熱融着した場合、布帛の凹凸に応じて樹脂が入り込むため、部分的に厚み変化が生じる。そのため伸長した場合に、樹脂の部分的な厚みの違いによる樹脂の伸長歪み(厚みが薄い部分は伸び易く、厚い部分は伸び難くなる)が生じやすく、伸長回復性に必要なフィルムの形成維持が困難となるおそれがある。
本発明はこのような不具合を改善したものであり、低融点ポリウレタンフィルムと高融点ポリウレタンフィルムを積層させることにより、低融点ポリウレタンフィルムが融着する温度においても高融点ポリウレタンフィルムが熱による変形を受けず、高融点ポリウレタンフィルムの膜厚が均一に保てるため積層シート伸長後の伸長回復性が良好に維持されるものである。
さらに高融点ポリウレタンフィルムの物性が大きく損なわれない範囲で、凹凸などの意匠性のある離型基材を使用したり、ラミネート後に、凹凸などの意匠性を有する離型基材を樹脂面と重ねて再度熱プレスすることにより、意匠性を付与することも可能である。
また、高融点ポリウレタンフィルムへ各種機能剤を添加することも可能であり、例えば、カーボンなどの黒顔料の添加による光蓄熱性の付与や吸湿微粒子の添加によるムレ感の軽減や結露防止性の付与などが挙げられる。
通常、通気度は20cc/cm2・ sec以下であれば、一般的な防風性素材として使用可能である。しかし、伸縮性コーティング布帛は、伸長時に通気度が一気に増加する傾向があるため、伸縮性コーティング布帛においては、より小さな通気度が求められている。
また最近は、ニット素材をダウン衣料に用いる例が増えてきており、このような用途であると伸縮性コーティング布帛の通気度は1cc/cm2・sec以下であることが好ましい。
(1)ウレタン樹脂の融点
水性分散性のポリウレタン樹脂溶液を、乾燥被膜の厚さが0.20mmとなるようにバーコーターを用いてガラス板上に塗布し、120℃で20分間乾燥し、得られた厚さ0.20mmのフィルムの融点を熱機械分析装置「EXSTER6000 TMA/SS6100」(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を使用して測定した。
(2)ウレタン樹脂の100%モジュラス
乾燥被膜の厚さが0.20mmのフィルムを20mm幅に切断した試料を、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)を用い、つかみ幅100mm、300mm/分の引張り速度で引張り試験を行い、応力−歪み曲線を求めた。フィルムの100%伸長時における単位面積当りの応力を100%モジュラスとして得た。
(3)ウレタン樹脂の伸長回復率
乾燥被膜の厚さが0.20mmになるように、アプリケーターを用いて樹脂フィルム作成する。得られた樹脂被膜を経15cm×緯2.54cmにカットした試料を、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)で、つかみ幅100mmで、引張り速度300mm/minの条件で、布帛の経方向、緯方向にそれぞれ、つかみ間隔の80%まで伸長させ、直ちに同速度で除重し、記録したヒステリシスカーブから伸長回復率を求めた。
伸長回復率(%)=(β/α)×100
α:80%伸長時の伸び
β:応力が初荷重と等しくなった点までの回復伸び
○:90%以上
△:70%以上90%未満
×:70%未満
(4)布帛の伸度
布帛試料を、経15cm×緯2.54cm、緯15cm×経2.54cmにそれぞれ3枚カットした。その後、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)により、つかみ間隔100mm、引張り速度300mm/分の条件で、カットした布帛の経方向、緯方向にそれぞれ引張り、14.7N荷重時の試料長を測定し、下記式により算出し、下記基準で評価した。
伸度(%)=((14.7N荷重時の試料長−つかみ間隔)/つかみ間隔)×100
○:150%以上
△:100%以上150%未満
×:100%未満
(5)布帛の伸長回復率
布帛試料を、経15cm×緯2.54cm、緯15cm×経2.54cmにそれぞれ3枚カットした。その後、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)で、つかみ間隔100mmで、引張り速度300mm/minの条件で、カットした布帛の経方向、緯方向にそれぞれ、つかみ間隔の80%まで伸長させ、直ちに同速度で除重し、記録したヒステリシスカーブから伸長回復率を求めた。
伸長回復率(%)=(β/α)×100
α:80%伸長時の伸び
β:応力が初荷重と等しくなった点までの回復伸び
○:85%以上
△:75%以上85%未満
×:75%未満
(6)積層シートの伸度
積層シート試料を、布帛の経方向、緯方向に沿って、経15cm×緯2.54cm、緯15cm×経2.54cmにそれぞれ3枚カットした。その後、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)で、つかみ間隔100mm、引張り速度300mm/minの条件で、布帛の経方向、緯方向にそれぞれ引張り、14.7N荷重時の生地長を測定し、下記式により伸度を算出し、3枚の平均値で評価した。
伸度(%)=((14.7N荷重時の試料長−つかみ間隔)/つかみ間隔)×100
○:100%以上
△:80%以上100%未満
×:80%未満
(7)積層シートの伸長回復率
積層シート試料を、経15cm×緯2.54cm、緯15cm×経2.54cmにそれぞれ3枚カットした。その後、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)で、つかみ間隔100mmで、引張り速度300mm/minの条件で、カットした積層シートの経方向、緯方向にそれぞれ、つかみ間隔の80%まで伸長させ、直ちに同速度で除重し、記録したヒステリシスカーブから伸長回復率を求めた。
伸長回復率(%)=(β/α)×100
α:80%伸長時の伸び
β:応力が初荷重と等しくなった点までの回復伸び
○:80%以上
△:70%以上80%未満
×:70%未満
(8)積層シートの引張り応力低下率
積層シート試料を、布帛の経方向、緯方向に沿って、経15cm×緯2.54cmにそれぞれ3枚カットし、オートグラフAG−IS AGS−J(株式会社島津製作所製)で、つかみ間隔100mm、引張速度300mm/minの条件で、積層シートの経方向、緯方向にそれぞれ、つかみ間隔の80%まで伸長させることを3回繰り返し引張り、下記式により応力低下率を算出し、3枚の平均値で評価した。
引張り応力低下率(伸度30%時)(%) =(1− (3rd LD/1stLD))×100
3rdLD:3回目に伸長させたときの、30%伸長時の応力
1stLD:1回目に伸長させたときの、30%伸長時の応力
◎:45%未満
○:45以上55%未満
×:55%以上
(9)風合い
積層シート試料について、初期と高温(60℃×24h)放置後について、ハンドリングにより評価を行った。
○:柔らかい
△:やや硬い
×:硬い
(10)洗濯耐久性
積層シート試料をJIS L0217 103法の条件にて、50回洗濯・すすぎを行い、脱水・風乾させる。その後、試料を経および緯方向に150%引張り、布帛からのフィルムの剥離状態を目視評価した。
○:剥離無し
△:部分的に剥離あり
×:広範囲に剥離あり
布帛としてポリウレタン糸(20dtex/2f)30重量%とナイロン糸(22dtex/20f)70重量%を交編させたスムース(ナイロンベアスムース)を一般的な加工条件により染色、加工し目的とする布帛を作製した。
次に、下記処方1の高融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液(粘度30000cps)を耐熱離型紙上に乾燥後の厚みが20μmとなるようにコンマコーターによりコーティングし、熱風乾燥機により120℃で1分間乾燥し高融点ポリウレタンフィルムを作成した。その後、下記処方2の低融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液(粘度30000cps)を高融点ポリウレタンフィルム上に乾燥後の厚みが30μmとなるようにコンマコーターを用いて重ねてコーティングし、熱風乾燥機により120℃で1分乾燥して目的とする低融点ポリウレタンフィルムを作成し、フィルム積層体を得た。高融点ポリウレタンフィルムの融点は165℃、低融点ポリウレタンフィルムの融点は120℃であった。
次に、布帛とフィルム積層体を150℃、圧力0.4MPaの条件で1分間加熱圧着して低融点ポリウレタンフィルムを熱溶融させてフィルム積層体を布帛に積層することにより目的とする積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
[処方1]
CRISVON S−123 100部
(大日本インキ株式会社製、ポリカーボネート系高融点ポリウレタン樹脂)
CARBODILITE V−07 3部
(日清紡ケミカル株式会社製、カルボジイミド系架橋剤)
CRISVON ASSISTOR NB−60−33 3部
(大日本インキ株式会社製、アクリル系ブロッキング防止剤)
クリスボンアディティブNo.10 3部
(大日本インキ株式会社製、シリコン添加剤)
[処方2]
セイカボンドHS−520S 50部
(大日精化工業株式会社製、ポリカーボネート系低融点ポリウレタン樹脂)
ハイレムンY611−124 50部
(大日精化工業株式会社製、ポリエーテル系低融点ポリウレタン樹脂)
CARBODILITE V−07 3部
(日清紡ケミカル株式会社製、カルボジイミド系架橋剤)
高融点ポリウレタン樹脂をCRISVON S−703(大日本インキ株式会社製、ポリカーボネート系ウレタン樹脂)に変更した以外は、実施例1と同様な処方で樹脂溶液を作製し、同様な方法で、製膜した。高融点ポリウレタンフィルムの融点は200℃であった。その後、実施例1と同様な方法および条件で積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
布帛をポリウレタン糸(20dtex/2f)10重量%とナイロン糸(22dtex/20f)90重量%を交編させたスムース(ナイロンベアスムース)の変更した以外は実施例1と同様に加工し
目的とする布帛を作製した。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
高融点ポリウレタン樹脂としてハイレムンY−611−124(大日精化工業株式会社製、ポリエーテル系ウレタン樹脂)のみを使用した以外は、実施例1と同様な処方で樹脂溶液を作製し、同様な方法で製膜した。高融点ポリウレタンフィルムの融点は140℃であった。その後、実施例1と同様な方法および条件で積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
低融点ポリウレタン樹脂として、セイカボンドHS−530S(大日精化工業株式会社製、ポリカーボネート系ウレタン樹脂)のみを使用した以外は、実施例1と同様な処方で樹脂溶液を作製し、同様な方法で、製膜した。低融点ポリウレタンフィルムの融点は140℃であった。その後、実施例1と同様な方法および条件で積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
低融点ポリウレタン樹脂として、タイフォースAH−407(大日本インキ株式会社製、ポリエステル系ウレタン樹脂)のみを使用した以外は、実施例1と同様な処方で樹脂溶液を作製し、同様な方法で、製膜した。低融点ポリウレタンフィルムの融点は59℃であった。その後、実施例1と、同様な方法および条件で積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
実施例1において、低融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液のみを耐熱離型紙上に乾燥後の厚みが45μmとなるようにコンマコーターを用いてコーティングし、実施例1と同様に110℃で1分間乾燥し、製膜した。
次に、布帛と低融点ポリウレタンフィルムを150℃、圧力0.4MPaで1分間加熱転写して目的とする積層シートを得た。得られた積層シートの評価結果を表1に示す。
実施例1および2に係る積層シートは、伸長性と伸長回復性に優れた防風性を有する積層シートであった。比較例1に係る積層シートは、積層シート中の高融点ポリウレタン樹脂部の融点が低く、表層にポリウレタン被膜を形成できず、生地に浸透する樹脂量が多いため、積層シートの伸度が低く、また伸長回復性が劣ったものであった。比較例2に係る積層シートは、低融点ポリウレタン樹脂のモジュラスが高いため、風合いが硬く、また伸度が低い。さらに積層シート伸長後に残留歪みが発生し、伸長回復性が劣った積層シートであった。また、低融点ポリウレタン樹脂の融点が高いため、生地への樹脂浸透が十分でなく、洗濯耐久性についても劣る結果であった。比較例3に係る積層シートは、低融点ポリウレタン樹脂の融点が低く、生地への樹脂浸透が過多になり、伸長性に劣るものであった。比較例4に係る積層シートは、風合い、伸度は良好であったが、高融点ポリウレタン樹脂被膜が形成されていないため、伸長後に残留歪みが発生し、伸長回復性が劣った積層シートであり、洗濯後の状態も悪いものであった。
Claims (6)
- 伸縮性を有する布帛に高融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムが、低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムによって熱融着されて接合一体化されている積層シートであって、積層シートの経方向および横方向の14.7N荷重時の伸度が100%以上であり、50%伸長後の伸長回復率性が80%以上であることを特徴とする積層シート。
- 低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点が80〜150℃の範囲であり、組み合わせる高融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点が低融点ポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの融点より30℃以上高いことを特徴とする請求項1に記載の積層シート。
- 高融点のポリウレタン樹脂を主体とするフィルムの100%モジュラスが8.0MPa以下であり、低融点のポリウレタンを主体とするフィルムの100%モジュラスが10.0MPa以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層シート。
- 布帛がポリウレタン系弾性糸を含み、14.7N荷重時の伸度が経方向、緯方向ともに150%以上であり、50%伸長後の伸長回復率が85%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層シート。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の積層シートを用いてなる衣料用繊維製品。
- 離型基材上に高融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液を塗布、乾燥製膜後、得られたフィルム上に低融点ポリウレタン樹脂を主体とする樹脂溶液を塗布、乾燥してなる離型シートを、布帛に積層し、熱圧着後に離型基材を剥離する積層シートの製造方法。
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