JP2024073381A - 繊維積層構造体および防水透湿性衣料 - Google Patents

繊維積層構造体および防水透湿性衣料 Download PDF

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Abstract

【課題】 耐光性に優れるとともにリサイクル効率の優れた実用性の高い防水透湿機能を有する繊維積層構造体および防水透湿性衣料を提供する。【解決手段】本発明の繊維積層構造体は、ポリエステル繊維からなる織物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体であって、前記ポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤をそれぞれ0.05~1.0質量%、バンドギャップが3.1(eV)以上である酸化チタンを0.1~1.0質量%含む。上記繊維積層構造体は、防水透湿性衣料に好適に用いることができる。【選択図】 なし

Description

本発明は、繊維積層構造体および防水透湿性衣料に関する。
従来、透湿性と防水性に優れる繊維積層構造体を得るためには、ポリウレタンをジメチルホルムアミド溶剤など用いて溶解し、コーティング等により織物に積層した後に水中に導き凝固させ、微多孔質皮膜にすることで透湿性と防水性を合わせ有する皮膜を形成する所謂ポリウレタンの湿式コーティングやポリマー鎖中に親水性部分を導入したポリマーを用いた、高透湿性を有する親水性樹脂をブレンドした樹脂皮膜を織物にラミネートするといった方法、もしくは、延伸膨張させた微多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜を織物に張り合わせる方法がとられている。
しかしながら、近年の石油資源の枯渇化や環境保全のための省資源化から衣料品のリサイクル使用が重要視されている。従来の防水透湿素材においては、表地や裏地に用いられている繊維製品の素材と上述した防水透湿機能を有する膜の素材が異なっているのが一般的であった。例えば、表地にナイロンもしくはポリエステル織物を用いて防水透湿機能膜にポリウレタンやポリテトラフルオロエチレン膜を積層し、さらに裏地としてポリエステル編物を積層した3層積層品などがあった。これらの素材は使用され、廃棄された後にケミカルリサイクル処理する場合は、表地と防水透湿機能膜および裏地を個別に分類採集する必要があった。
素材分類採集のコストを抑えリサイクルし易くする試みとして防水透湿機能を有する膜をポリエステル素材にしたものが提案されている(特許文献1および2)。
特開平11-170461号公報 特開2007-296797号公報
しかしながら、特許文献1,2に開示されるような透湿性を有するポリエステル樹脂膜は耐光性が低く衣料用素材として満足できるものではなかった。
本発明では、上記問題を解決し、耐光性に優れるとともにリサイクル効率の優れた実用性の高い防水透湿機能を有する繊維積層構造体および防水透湿性衣料を提供することを目的とする。
本発明は、前記した課題を解消するために、次の構成を有する。
(1)ポリエステル繊維からなる織編物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体であって、前記ポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤をそれぞれ0.05~1.0質量%、バンドギャップが3.1(eV)以上である酸化チタンを0.1~1.0質量%含む繊維積層構造体。
(2)ポリエステル繊維からなる織編物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体であって、前記ポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤をそれぞれ0.05~1.0質量%、アナターゼ型の酸化チタンを0.1~1.0質量%含む繊維積層構造体。
(3)前記ポリエステルフィルムが、結晶性ポリエステル単位からなるハードセグメントと脂肪族ポリエーテル単位および/または脂肪族ポリエステル単位からなるソフトセグメントを構成成分とするポリエステルブロック共重合体を含む(1)または(2)に記載の繊維積層構造体。
(4)前記織編物が織物である(1)~(3)のいずれかに記載の繊維積層構造体
(5)前記ポリエステルフィルムからなる無孔質フィルム上に、さらにポリエステルフィラメントからなる編物を有する(1)~(4)のいずれかに記載の繊維積層構造体。
(6)前記ポリエステル繊維からなる織編物の紫外線遮蔽率が80%以上である(1)~(5)のいずれかに記載の繊維積層構造体。
(7)JIS L-1099A-1透湿度が4000g/m・24h以上であり、かつJIS L-1099B-1透湿度が10000g/m・24h以上である(1)~(6)のいずれかに記載の繊維積層構造体。
(8)前記織編物が、経方向および緯方向の少なくとも一方にストレッチ性を有し、JIS L1096-2010伸び率A法(定速伸長法)における伸び率が10%以上である(1)~(7)のいずれかに記載の繊維積層構造体。
(9)(1)~(8)のいずれかに記載の繊維積層構造体を用いてなる防水透湿性衣料。
本発明によれば、耐光性に優れるとともにリサイクル効率の優れた実用性の高い防水透湿機能を有する繊維積層構造体および防水透湿性衣料を提供することができる。本発明の繊維積層構造体および防水透湿性衣料は、スポーツ用衣類やユニフォーム用衣類および雨衣などに実用的かつ好適に使用でき、使用後のリサイクル効率にも優れる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の繊維積層構造体は、ポリエステル繊維からなる織編物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体である。上記本発明の繊維積層構造体はスポーツ用衣類やユニフォーム用衣類および雨衣などの衣料等に好適に用いられるが、その場合上記織編物側を表地として用いることが好ましい。
[ポリエステル繊維からなる織物]
ポリエステル繊維を構成するポリマーとしては、エステル結合を有するポリマーであり具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートが好ましい。また、これらポリアルキレンテレフタレートを改質するために5-ナトリウムスルホイソフタル酸等およびその他の共重合成分を共重合した共重合体であってもよい。
繊維形態としてはマルチフィラメントが好ましく、マルチフィラメントの単独糸、もしくはサイドバイサイドや芯鞘複合のマルチフィラメントであっても問題ない。ここでいう単独糸とは、繊維を構成する素材としては単一の素材(ポリマー単体であっても、2以上の成分を含む組成物であってもよい)で構成される繊維をいう。
上記において芯鞘型としては偏心芯鞘であっても同心芯鞘であってもよい。
サイドバイサイドや芯鞘型の複合マルチフィラメントの場合、ポリマーの組み合わせによって繊維に三次元コイル状(らせん状)捲縮が発現する複合形態であるサイドバイサイド型や偏心芯鞘型が好ましい。複合形態としてサイドバイサイド型、偏心芯鞘を用いた場合、ポリマーの組み合わせの例としては、粘度の異なる同種のポリエステル系ポリマーの組み合わせや、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートのように種類の異なるポリエステル系ポリマーの組み合わせなどが好適に用いられる。
サイドバイサイドや芯鞘複合マルチフィラメントを構成する素材の具体的な2成分の組合せとしては、ポリトリメチレンテレフタレートとポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートなどが例示される。
ポリエステル繊維を用いることにより、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルなどのリサイクル性に優れる。使用するポリエステルの種類が少ないほど、マテリアルリサイクル性に優れ、モノマー成分の種類が少ないほど、ケミカルリサイクル性に優れるが、実用上求められる機能とリサイクル性を鑑み、使用する素材を適宜選択すればよい。
ポリエステル繊維として仮より加工糸や異ポリマーのサイドバイサイド糸を用いることでストレッチ性が得られる。また、スパンデックス糸等の弾性糸を用いたカバリング糸を用いてもよい。ただし、スパンデックス糸混率が高くなると他素材のコンタミ率が高くなりリサイクル効率が減少する点に注意が必要である。
本発明において、リサイクル効率を上げるためには、織物中の繊維成分として、ポリエステル繊維100質量%であることが好ましい。上記したように、非ポリエステル系の弾性糸を用いる場合等において、織物を構成する繊維中のポリエステル繊維の含有量は高い方が望ましく、ポリエステル繊維の比率が少なくとも、80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
繊維の断面形状は、特に限定されず、丸、三角、中空等のものを広く用いることができる。また、制電性等を付与する添加物や酸化チタン等の艶消し剤を糸に含んでも何ら差し支えない。
織物の形態としては特に限定されるものでなく、平、ツイル、サテンおよびリップ組織、二重組織、オックス、タッサー等の織物が好ましい。
織物に使用する糸の総繊度は150dtex以下であることが好ましい。織物の厚さを薄くすることで透湿性が高くなる。細すぎると引裂強力や破裂強力が低下するため11dtex以上であることが好ましい。より好ましくは、20dtex以上75dtex以下である。
さらに、織物の密度も可能な限り粗くした方が透湿度を向上させる観点から好ましいが、繊度を細くして織物の密度を少なくすると紫外線遮蔽率が低下傾向にある。例えば、織物を表地として用い、屋外において紫外線に晒される場合、織物を透して紫外線がポリエステルフィルムに照射されることになる。織物を透してポリエステルフィルムに紫外線が照射される量が多くなると、一般にポリエステルフィルムは紫外線照射により劣化が生じやすくなる。
より高いレベルで、紫外線照射による強度劣化防止機能が必要な時は、実用レベルで問題にならない程度で織物のカバーファクターを高くすることが好ましい。
織物のカバーファクターにより紫外線遮蔽率を向上する方法は、次式のカバーファクターが1600から3200程度の織物を好ましく用いることができる。
カバーファクターが小さいほどJIS L1099(B-1法)透湿度が高くなるので、透湿性という観点からはカバーファクターが小さいほど好ましい。一方、カバーファクターが小さすぎると織糸間の隙間が大きくなり防水透湿膜が露出し、摩擦等により傷がつき防水性が低下する。また、繊維積層構造体の風合いも考慮すると1600から2800が好ましく、より好ましいのは2000から2600の範囲である。
CF={(D1)1/2×M}+{(D2)1/2×N}
ここで、CF:カバーファクター、
D1:経糸の繊度(dtex)、
M:経糸密度(本/2.54cm)、
D2:緯糸の繊度(dtex)、
N:緯糸密度(本/2.54cm)
なお、このカバーファクターは、ラミネート後の最終仕上げ品の繊度と密度から算出する。
さらに表地の色を濃色にしたり、繊維中に紫外線吸収剤や酸化チタンなどの紫外線遮蔽効果のある添加物を混入することでポリエステルフィルムに紫外線が到達しにくくすることで、より高い紫外線照射による強度劣化防止機能が得られる。
表地の織物による紫外線遮蔽率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは85%以上である。紫外線遮蔽率が低いほど織物に使用する繊度や織組織および密度の自由度が大きくなり、かつ色や繊維中の酸化チタン含有量や紫外線吸収剤の添加量の制限がなくなり、織物側を表地として使用する場合、織物の選び代が大きくなる。しかし、その結果織物を透して紫外線がポリエステルフィルムに到達しやすくなる。そのためJIS L0842耐光堅牢度試験に準ずるフェードメーターによるブルースケール4級照射後の耐水度が低くなる傾向にある。
表地の織物による紫外線遮蔽率は80%以上とするためには、特に織物のカバーファクターを大きくすることや表地を濃色にすることが有効である。
また、織物の染色により紫外線遮蔽率を向上する方法としては、染料を用いた染色加工が一般的である。そのような染料として、分散染料、カチオン性染料、蛍光増白剤など特に限定はされないが、カチオン性染料はカチオン性染料で染色可能な繊維を選択する必要があるため、より汎用性が高い分散染料を染色に用いるほうが好適である。
また、本発明においてさらに望ましくは、少なくとも、経方向、または緯方向のいずれかにストレッチ性を有する織物を用いることであり、なかでもJIS L1096-2010伸び率A法(定速伸長法)における伸び率が10%以上であることが好ましい。なお、ストレッチ性を有する織物とするには、ポリエステル繊維として、ストレッチ性の繊維を用いればよい。
ストレッチ性があることで着用感が向上し、かつ適応用途が増え、さらに縫製パターンの自由度もいっそう大きくなるので好ましい。
[ポリエステル繊維からなる編物]
ポリエステル繊維を構成するポリマー、繊維形態、断面形状、添加剤、ポリエステル繊維の含有量等、好ましい繊維の態様については、上記[ポリエステル繊維からなる織物]の項で説明したのと同様である。
編物の形態としては特に限定されるものでなく、ハイゲージで高密度の編物が好ましい。
編物に使用する糸の総繊度は150dtex以下であることが好ましい。編物の厚さを薄くすることで透湿性が高くなる。細すぎると引裂強力や破裂強力が低下するため11dtex以上であることが好ましい。より好ましくは、20dtex以上75dtex以下である。
さらに、編物の紫外線遮蔽率の考え方についても、密度も可能な限り粗くした方が透湿度を向上させる観点から好ましいが、繊度を細くして編物の密度を少なくすると紫外線遮蔽率が低下傾向にある点は織物と同様である。
表地の編物による紫外線遮蔽率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは85%以上である。紫外線遮蔽率が低いほど編物に使用する繊度や編組織および密度の自由度が大きくなり、かつ色や繊維中の酸化チタン含有量や紫外線吸収剤の添加量の制限がなくなり、編物側を表地として使用する場合、編物の選び代が大きくなる。しかし、その結果編物を透して紫外線がポリエステルフィルムに到達しやすくなる。そのためJIS L0842耐光堅牢度試験に準ずるフェードメーターによるブルースケール4級照射後の耐水度が低くなる傾向にある。
表地の編物による紫外線遮蔽率は80%以上とするためには、特に編物の密度を大きくすることや表地を濃色にすることが有効である。
その他編物の染色により紫外線遮蔽率を向上する方法としては、上記[ポリエステル繊維からなる織物]の項およびその他織物で説明したのと同様の考え方が適用できる。
また、本発明においてさらに望ましくは、少なくとも、経方向、または緯方向のいずれかにストレッチ性を有する編物を用いることであり、なかでもJIS L1096-2010伸び率A法(定速伸長法)における伸び率が10%以上であることが好ましい。なお、ストレッチ性を有する編物とする一例としては、ポリエステル繊維として、ストレッチ性の繊維を用いることがあげられる。尚、ここでいう経方向とはウェール方向を指し、緯方向とはコース方向を指す。
ストレッチ性があることで着用感が向上し、かつ適応用途が増え、さらに縫製パターンの自由度もいっそう大きくなるので好ましい。
[無孔質フィルム]
以下、上記無孔質フィルムについて説明する。
防水透湿素材は、アウトドア用途で用いられることが多く、屋外での着用中の日光暴露が多く、かつ衣料用途であり洗濯後の日光干しの頻度も多くなる。実用耐久性を向上させるため耐光性の改善、改良が必須となる。
そのためには、前記したように織編物を表地に使用するとともに織編物の紫外線遮蔽率を向上させ、防水透湿膜であるポリエステルフィルムに紫外線が届かないようにすればよい。
しかしながら、本発明の繊維積層構造体を衣料用途として用いる場合、紫外線がポリエステルフィルムに届かないように機能付与すべく、表地の素材を選択するということは、風合いやタッチ、さらに色や柄を特定することを意味する。そのような特定は、衣料の用塗展開の障害となる。したがって、表地の選択自由度は可能な限り高くしておくことが望まれる。表地の選択自由度を向上させるためには、可能な限りポリエステルフィルムに紫外線照射による強度劣化防止機能を付与することが望ましい。
よって、本発明においては、厚さが10~30μmの無孔質フィルムを構成するポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤、酸化チタンを含むことが必要である。本発明において上記無孔質フィルムは、防水透湿機能膜として機能し得る。また、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化チタンは耐光性改良剤として機能し得る。
前記の三つの成分の添加結果として、紫外線に晒されてもポリエステルフィルムの劣化が抑制され、結果としても紫外線照射後の耐水度の低下も抑制され、結果として白色でかつ耐久性の高い防水透湿機能フィルムが得られる。
なお、本発明における無孔質とは、電子顕微鏡でフィルム断面を観察した場合に表面と裏面で連通孔がなく、JIS L1096-2010 A法(フラジール法)通気性試験においてフィルムを測定した場合に通気性が認められない、すなわち通気度0cm/(cm・s)のものである。
[紫外線吸収剤]
本発明においては、用いるポリエステルフィルムの耐光性を向上させるために紫外線吸収剤を用いる。紫外線吸収剤を例示すると、ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類などが好ましく挙げられる。ベンゾトリアゾール類としては、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-[5-クロロ-(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル]-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノールなど、ベンゾフェノン類としては、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。ポリエステルフィルム中、紫外線吸収剤を0.05~1.0質量%含むことが必要であり、好ましい添加量としては0.1~0.5質量%であり、0.2~0.5質量%がより好ましい。
[光安定剤]
本発明においては、用いるポリエステルフィルムの耐光性を向上させるために、さらに光安定剤を用いる。光安定剤を例示すると、N-R型ヒンダードアミン類などが好ましい。N-R型ヒンダードアミン類としては、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)-[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、N-OR型アミンの2,4-ビス[N-ブチル-N-(1-シクロヘキシロイル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジック-4-イル)アミノ]-6-(2-ヒドロキシエチルアミン)-1,3,5-テトラジンなどが挙げられる。ポリエステルフィルム中、光安定剤を0.05~1.0質量%含むことが必要であり、好ましい添加量としては0.1~0.5質量%であり、0.2~0.5質量%がより好ましい。
[酸化チタン]
本発明において用いられる酸化チタンは、バンドギャップが3.1(eV)以上である酸化チタンである。
本発明における酸化チタンの吸収波長は紫外可視分光光度計を用いて、拡散反射スペクトルから求めることができる。本発明において用いる酸化チタンのバンドギャップは3.1(eV)以上であるが、その吸収波長は紫外線領域である波長400nm以下に相当する。酸化チタンのバンドギャップは3.2(eV)以上であることが好ましい。これは吸収波長で波長388nm以下に相当する。このような酸化チタンとしては、アナターゼ型の酸化チタンが相当し、好ましく適用することができる。
波長および光のエネルギーを変換する計算式は、バンドギャップをE(eV)、励起時の吸収波長(励起波長)をλ(nm)として以下の通りで換算される。
E[eV]=1240/λ[nm]
本発明における酸化チタンの吸収波長は(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計 UV-2600及びISR-2600Plusを用いて求めることができる。
一般に酸化チタンは結晶構造にアナターゼ型(正方晶)、ルチル型(正方晶)、ブルッカイト型(斜方晶)をとることができるが、本発明では、上記範囲に含まれる酸化チタンを用いる必要がある。
一般的な耐光性の観点からは光触媒活性の低いルチル型の結晶構造のものを好ましく用いるのが通常である。しかしながら、このルチル型の結晶構造を有する酸化チタンを用いても、紫外線に晒されることによる劣化を抑制することは困難である。本発明においては、ポリエステルフィルムの紫外線による強度劣化を抑制する観点から上記特定の酸化チタンを用いるものである。その機構は定かではないが、バンドギャップが3.1(eV)以上である酸化チタンの励起波長は、400nm以下の波長であり、紫外線吸収剤と光安定剤を併存させることにより、紫外線吸収剤に紫外線を吸収させて酸化チタンの光励起を抑制するとともに、活性化した酸化チタンによる反応については、光安定剤で安定化させることで、紫外線による劣化を抑制し得るものと推察される。
用いる酸化チタンの平均粒子径は0.01~1μmであることが好ましく、0.1~0.5μmであることがより好ましく、0.1~0.3μmであることが特に好ましい。これは分散系中の酸化チタンの平均粒子径は0.18~0.24μmにおいて光散乱が大きく、白色顔料としての発色性および隠蔽性が最も優れることから好ましい。なお、上記平均粒子径は(株)島津製作所製のレーザー回折式粒子径分布測定装置SALD-2300を用い、レーザーによる散乱光の光強度分布から粒子径分布に変換する方法で決定される平均粒子径をいう。
酸化チタンの平均粒子径を1μm以下とすることで、酸化チタンの分散不良によるフィルム表面での凝集が生じることが抑制され、凝集に起因するフィルム表面の凹凸発生も抑制され優れた外観が得られる。また透湿防水性を悪化させることもないため好ましい。また、平均粒子径を0.1μm以上とすることで、フィルム製膜時の作業性が良好となり好ましい。適用する用途によっては、紫外線吸収剤および光安定剤および、異なる結晶構造および平均粒子径が異なる酸化チタンを2種類以上含んで使用してもよい。
上記好ましい酸化チタンとしては、市販品を用いることも可能であり、バンドギャップが3.1(eV)以上である市販品の具体例としては、堺化学社製アナターゼ型の酸化チタンSA-1L、テイカ社製アナターゼ型酸化チタンJA-C、富士チタン工業社製アナターゼ型酸化チタンTA100などが挙げられる。なお、石原産業社製ルチル型の酸化チタンCR-63はバンドギャップが3.1(eV)未満であり、本発明での使用には適さない。
上記酸化チタンは、白色顔料としても機能する。上記酸化チタンを含有することにより、他の白色顔料に比較して、ポリエステルフィルムの発色性および隠蔽性が良好である点で好ましい。
酸化チタンは、ポリエステルフィルム中0.1~1.0質量%含むことが必要であり、好ましい添加量としては0.3~1.0質量%であり、0.5~0.8質量%がより好ましい。酸化チタンの添加量が0.1質量%未満である場合は、紫外線に晒されることによる劣化が抑制できず、また、良好な白色を呈する膜面が得られない。一方、1.0質量%を超える場合はポリエステルフィルムの柔軟性および耐水性が低下する。
[ポリエステルフィルムを構成するポリエステル]
繊維積層構造体の透湿度を向上させるために、ポリエステルフィルムを構成するポリエステルとしては、結晶性ポリエステル単位からなるハードセグメントと脂肪族ポリエーテル単位および/または脂肪族ポリエステル単位からなるソフトセグメントを構成成分とするポリエステルブロック共重合体を用いることが好ましい。この共重合体は、結晶性ポリエステル単位からなるハードセグメント単体で使用する場合よりもソフトセグメントを共重合する事により紫外線照射による強度劣化が大きい。すなわち、透湿性を向上すればするほど紫外線照射による強度劣化が大きくなる。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体のハードセグメントは、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸および/またはジメチルテレフタレートと1,4-ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートであるが、この他に、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、ジフェニル-4,4-ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、5-スルホイソフタル酸、あるいはこれらのエステル形成性誘導体などのジカルボン酸成分と、分子量300以下のジオール、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪酸ジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどの脂環式ジオール、キシリレングリコール、ビス(p-ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(2-ヒドロキシ)フェニル]スルホン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシ-p-ターフェニル、4,4’-ジヒドロキシ-p-クォーターフェニルなどの芳香族ジオールなどから誘導されるポリエステル、あるいはこれらのジカルボン酸成分およびジオール成分を2種以上併用した共重合ポリエステルであってもよい。また、3官能以上の多官能カルボン酸成分、多官能オキシ酸成分および多官能ヒドロキシ成分などを5モル%以下の範囲で共重合することも可能である。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体のソフトセグメントは、脂肪族ポリエーテルおよび/または脂肪族ポリエステルである。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、エチレンオキシドとポリ(プロピレンオキシド)グリコールの付加重合体、エチレンオキシドとテトラメチレンオキシドの共重合体などが挙げられる。また、脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエーテルおよび/または脂肪族ポリエステルのなかで得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性からポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが好ましい。
さらに、透湿度を向上させるためには、ポリエステルフィルムがポリブチレンテレフタレートとポリエーテルの共重合体であることが好ましい。
本発明において、ポリエステルフィルムに好ましく用いられるポリエステルブロック共重合体は、通常の方法で製造することができる。例えば、ジカルボン酸の低級アルコールジエステル、過剰量の低分子量グリコール、およびソフトセグメント成分を触媒の存在下エステル交換反応せしめ、得られる反応生成物を重縮合する方法、あるいはジカルボン酸と過剰量のグリコールおよびソフトセグメント成分を触媒の存在下エステル交換反応せしめ、得られる反応生成物を重縮合する方法、また、あらかじめハードセグメントを作っておき、これにソフトセグメント成分を添加してエステル交換反応によりランダム化せしめる方法、ハードセグメントとソフトセグメントを鎖連結剤でつなぐ方法、さらにポリ(ε-カプロラクトン)をソフトセグメントに用いる場合は、ハードセグメントにε-カプロラクトンモノマーを付加反応させるなど、いずれの方法をとってもよい。
上記好ましいポリエーテルエステルブロック共重合体としては市販品を用いることも可能であり、具体的にはDuPont社“ハイトレル(登録商標)”HTR8206、“ハイトレル(登録商標)”G3548が好ましく挙げられる。
[ポリエステルフィルム]
また、本発明においては、ポリエステルフィルムの厚さは防水性(耐水度)と透湿度の観点から前記のとおり10~30μmとする。厚さが10μmより薄いと必要な防水性が得られない。また厚さが30μmより厚いと透湿度が低くなる。好ましくは15~20μmである。
本発明に用いられるポリエステルフィルムは透湿性能の観点から、JIS K6253-3;2012により求められるD硬度が55D以下であることが好ましい。D硬度が55Dより低いほど透湿性および柔軟性は高まるが、低すぎるとフィルム製膜時の生産安定性や水に対する膨潤性が大きくなるため着用時のラミネートフィルム剥離の問題が生じやすくなる。このため透湿性能と膜剥離強度の点から、特に好ましくはD硬度で30D以上50D以下であることがより好ましい。
本発明に用いるポリエステルフィルムの伸び率は、フィルム製膜後の延伸処理によらず100%以上800%未満であることが好ましく、200%以上、600%未満であることがより好ましい。ポリエステルフィルムの伸び率を100%以上とすることにより、フィルムのラミネート後における柔軟性の維持と、積層体の変型時における透湿性および耐水性の低下を抑制できることから好ましい。また、ポリエステルフィルムの伸び率を800%未満とすることにより、積層体変形時の過剰なフィルムの伸長変形を抑制でき、透湿性および耐水性の低下を抑制できることから好ましい。
本発明におけるポリエステルフィルムのストレッチ性としては前述の伸び率に加えて伸長回復率に優れることが望ましい。ポリエステルフィルムの伸長回復率は80%以上が好ましく、90%以上であることがより好ましい。フィルムの伸長回復率が前述の数値であることにより、ウェアとして着用した際に、繊維積層構造体が身体の動きに追従してフィット性に優れることで、動きやすく疲れにくい効果をもたらす。
また、ポリエステルフィルムについては、共重合するソフトセグメントの割合に準じてストレッチ性が発現する。透湿度との兼ね合いや水膨潤性との兼ね合いから実用性や用途に応じた共重合率を選定する、あるいは市販品からも選定することが可能である。
[ポリエステルフィルムの製造方法]
本発明に用いられるポリエステルフィルムは、従来から知られているT-ダイ法、インフレーション法などの製膜方法で製造することができる。例えば、T-ダイ法において、上述した紫外線吸収剤と光安定剤および特定の酸化チタンを含有させたポリエステルブロック共重合体を押出し機に供給する。次に、押出し機中の重合体をその融点以上に加熱し、口金からフィルムとして押出し、これを支持体物質、例えば軽量ポリエステルや離型紙などに溶融被覆し、巻き取り、使用のために貯蔵する。
[繊維積層構造体の製造方法]
本発明の繊維積層構造体を製造する方法は、かかるポリエステルフィルムを、織編物からなる基布上にラミネートして製造する。かかるラミネート加工法には、次の方法などを採用することができるが何ら限定されるものではない。
すなわち、接着剤を用いてラミネートする方法である。接着剤としては、通常のホットメルトタイプの接着剤、熱接着性繊維など熱溶融型の接着剤が好ましく挙げられる。また、溶剤系接着剤も用いることができる。熱溶融型の接着剤を用いる場合は加熱装置を用い、熱圧着させることにより行うことができる。通常のホットメルト型接着剤を用い、その実質的な使用面積が大きいと、しばしば布帛の透湿性を低下させることがあるので、接着剤自体、透湿性の樹脂からなる接着剤を用いるのが好ましい。
本発明においては、織編物とポリエステルフィルムの間に介在する接着剤が、面方向に関して、0.1~100.0mmの面積の点状のものであることが好ましい。面積の大きい方が剥離強力は高くなるが、風合いが粗硬になることから、好ましくは、0.5~50.0mmであり、1.0~25.0mmの面積の点状がさらに好ましい。また、面方向において線状でもよく、0.1~10.0mmの太さの線状または格子状のものであることが好ましい。上記同様に、さらに好ましくは1.0~10.0mmであり、最も好ましくは1.0~5.0mmの範囲である。なお、「面方向」とは繊維積層構造体の面方向を意味する。したがって、ここでいう接着剤Aの面積や太さとは、例えば繊維積層構造体を水平方向に配置した際の、接着剤Aの水平面への投影面における面積や太さを意味する。
また、接着剤は、面方向において、織物に対して面積比率で70%以下の割合で設けることが、剥離強力の制御の精度を上げることや繊維積層構造体の透湿度や通気度および耐水度を高度なレベルで安定させるために好ましい。10~70%であることがより好ましく、30~70%であることがさらに好ましい。
接着剤の点や線の面積を小さくし、かつ接着剤の面積比率を小さくすることが好ましいが、剥離強力や耐水度が小さくなる。一方で剥離強力や耐水度を向上させるためには、接着剤の点や線の面積を大きくし、かつ面積比率を大きくすることが好ましく、最も好ましいのは全面接着層とするのが好ましいが、透湿度が低下する。この相反する機能性を程良く維持させるためには、接着剤を0.1~100.0mmの面積の点状、または0.1~10.0mmの太さの線状もしくは格子状に、面積比率で10~70%で付与することが好ましい。
点状とは円形、四角形、菱形、楕円形、三角形等いかなる形状でもよく、それらを組み合わせて配列し、図柄や文字状にしても、商標のロゴマーク状に配列する等してもよい。また、連続的なパターンを形成するように配列しても、ランダムに配置してもよい。また、線状とは、直線であっても、曲線であってもよい。面積比率とは接着剤による被覆率のことである。
点状で付与する場合、接着剤Aの各点の塗布面積が0.1mmより小さいと接着性が低く、100.0mmより大きいと織編物の拘束点が大きくなるため風合いが粗硬になり、かつ透湿度も低くなる傾向がある。線状および格子状の太さも0.1mmより小さくなると接着性が低く、10.0mmの太さより大きくなると織編物の拘束点が大きくなるため風合いが粗硬になる場合がある。さらに接着剤による被覆面積比率が10%より小さいと接着性が低く、70%より大きいと織編物の拘束点が多くなり、風合いが粗硬になる場合がある。
本発明において、接着剤としては、有機溶媒を用いないホットメルトタイプの接着剤が好ましい。ホットメルト接着性を有する樹脂の例としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリアミド系等が挙げられるが、接着性、可撓性、風合い、伸縮性等を考慮すると、ポリウレタン系樹脂が好ましい。また、溶剤系接着剤も好適に用いることができる。
接着剤の塗布方法としては、ナイフコーター、バーコーター、グラビアコーター等を用いることができ、特にグラビアコーターは、比較的容易に点状または線状や格子状に塗布することができ、透湿性や観点で好ましいが、これらに限定されるものではない。
また、接着方式はウェットラミネート方式、ドライラミネート方式等、所望の特性により使い分ければよいが、好ましくは、風合いと接着性の観点から織物上に接着剤を塗布しドライラミネート方式とすることが好ましい。
[繊維積層構造体]
本発明の繊維積層構造体は、上記のとおりポリエステル繊維からなる織編物の片面に無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体(以下便宜上2層の繊維積層構造体と称する場合もある)であるが、さらにこの繊維積層構造体の無孔質フィルム上にポリエステルフィラメントからなる編物(以下3層目の編物と称する場合もある)を有することも可能である。
上記3層目の編物を有する繊維積層構造体を衣服等に用いる場合においては、この3層目の編物側を裏地(肌に近い側)に、織編物側を表地に用いることが好ましい。
本発明の繊維積層構造体は、3層目の編物を取り付けることなく織編物と無孔質フィルムの2層品として用いることも可能であるが、無孔質フィルムの摩擦などによる損傷防止や高級感を付与する意味でも3層目の編物を取り付け、裏地として機能させることが望ましい。
3層目の編物には、ポリエステルマルチフィラメント100質量%からなる編物が適している。
このようなポリエステルマルチフィラメントとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートで構成されるマルチフィラメントが好ましい。フィラメントの形態としては、マルチフィラメントの単独糸、もしくはサイドバイサイドや芯鞘複合のマルチフィラメントであっても問題ない。
ポリエステルマルチフィラメントとして仮より加工糸や異ポリマーのサイドバイサイド糸を用いることでストレッチ性が得られる。また、スパンデックス糸径の弾性糸を用いたカバリング糸を用いてもよい。ただし、スパンデックス糸混率が高くなると他素材のコンタミ率が高くなりリサイクル効率が減少する点に注意が必要である。
本発明において、リサイクル効率を上げるためには、編物中の繊維成分として、ポリエステルマルチフィラメントを含むポリエステル繊維100質量%であることが好ましい。上記したように、非ポリエステル系の弾性糸を用いる場合等において、編物を構成する繊維中のポリエステル繊維の含有量は高い方が望ましく、ポリエステル繊維の比率が少なくとも、80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることがより好ましく90質量%以上であることがさらに好ましい。
編物においても織物同様ポリエステルマルチフィラメントを用いることにより、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルなどのリサイクル性に優れる。繊維積層構造体を構成する繊維中、使用するポリエステルの種類が少ないほど、マテリアルリサイクル性に優れ、モノマー成分の種類が少ないほど、ケミカルリサイクル性に優れるが、実用上求められる機能とリサイクル性を鑑み、使用する素材を適宜選択すればよい。
また、編物には、撥水加工、制電加工、制菌加工、紫外線吸収加工、近赤外線吸収加工等必要に応じた加工を施してあってもよい。
縫い目の防水性維持のため目止めテープを用いる場合には、目止めテープは溶融樹脂により裏地に接着されるが、この溶融樹脂が裏地を通り越え防水透湿フィルムまで届き易くなるよう、裏地には密度の粗い編物を用いることが好ましい。薄くて、粗いという観点からトリコットや丸編地が好ましい。
上記3層目の編物は接着剤により、2層の繊維積層構造体の無孔フィルム上にラミネートすることが好ましい。
3層目の編物をラミネートする接着剤としては、上述の織物の接着剤と同様、有機溶媒を用いないホットメルトタイプの接着剤が好ましい。ホットメルト接着性を有する樹脂の例としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリアミド系等が挙げられるが、接着性、可撓性、風合い、伸縮性等を考慮すると、ポリウレタン系樹脂が好ましい。また、溶剤系接着剤も好適に用いることができる。また、接着剤の塗布方法やラミネート条件は上述の織物の接着条件と同様に行うことができる。
本発明の繊維積層構造体は透湿度に優れることが好ましい。JIS L-1099A-1透湿度が4000g/m・24h以上であり、かつJIS L-1099B-1透湿度が10000g/m・24h以上であることが好ましい。
本発明の繊維積層構造体は、高い防水性を有するので雨水の浸入を防ぐ性質、すなわち耐水度が少なくとも150kPa以上という優れた性能を有するものであることが好ましい。より好ましくは200kPa以上である。上記範囲にあることで、着用時に衣服内に雨水の侵入も抑制できる。
また、実着用の耐久性を担保する観点から紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度が150kPa以上であることが好ましい。さらに好ましくは200kPa以上である。上記範囲にあることで、日光暴露による耐久性に優れ、着用時に衣服内に雨水の侵入も抑制できる。
紫外線フェードメーター4級照射後というのは、JIS L0842-2004耐光堅牢度試験に準ずるフェードメーターによるブルースケール4級照射後という意味である。一般的に衣料用途では、4級照射後の耐光堅牢度がグレースケール判定で4級以上の変退色以上が問題ない合格値として判定している。すなわち、フェードメーターによる紫外線4級照射後において、耐水度が大きく変化していないことが望まれている。
一方、防水透湿機能加工品において最も大切な機能性の一つである耐水度の耐久性においては、耐久性を判断する代表的な特性として洗濯耐久性を確認していることが多い。しかしながら、特にアウトドア用途においては日光暴露下の紫外線照射による耐水度の低下も重要な要件であることを確認した。上述の耐光堅牢度試験に準じた4級照射後の耐水度が150kPa以上あれば一般的な実用耐久性が得られる点で好ましい。また、さらに過酷な条件、例えば紫外線照射エネルギーの高い高山や雪山、もしくは海上などの場合は、4級照射後の耐水度が200kPa以上あることが望ましい。
紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度を向上させるためには、前述のとおりポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤、光安定剤および酸化チタンを好ましい態様で併用することで達成できる。
また、本発明の繊維積層構造体には、撥水加工が施されることが好ましい。撥水加工を施すことにより、防水透湿素材として、より実用性の高い商品となり洗濯耐久性や摩擦耐久性の高い撥水加工が望ましい。撥水剤としては、フッ素系、シリコーン系、パラフィン系など公知の撥水加工剤を用いることができる。加工法としては、パッド-ドライ-キュアなどの通常の加工方法を用いることができる。加工に際しては、ポリエステルフィルムのラミネート前および後など任意のタイミングで、任意の加工手法が適用できる。
さらに、制電加工、制菌加工、紫外線吸収加工、近赤外線吸収加工等、必要に応じた加工が施されていてもよい。
本発明の繊維積層構造体を用いてなる防水透湿性衣料は、かかる高い防水性と透湿性によりムレを防ぐ効果が高く、着用快適性に優れると同時に日光暴露による紫外線照射の耐久性が高いので激しい運動である登山やスキー用のアウトドアウェアやウインドブレーカー、激しい作業向けの雨衣などに好適に採用することができる。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。なお、本発明における各種測定法は下記の通りである。
(1)フィルムの厚さ
荷重を与えないフリーな状態のフィルムの任意の10箇所において片刃カミソリで切断し、その断面を電子顕微鏡で観察して厚さを測定し、平均値を厚さとした。
(2)紫外線フェードメーター照射
JIS L0842-2021 紫外線カーボンアーク灯光法に対する染色堅牢度試験方法第5露光法の4等級(20時間)に準じて15cm×15cmの繊維積層構造体サンプルの織物面に紫外線を照射した。
(3)耐水度
JIS L1092-2009 耐水度B法(高水圧法)に準じて測定した。
フィルム単体で測定する場合やストレッチ性のあるサンプルの測定の場合は、ストレッチ性のないタフタを裏側(水のあたらない方)に重ねてサンプルが伸びない様にして測定した。1水準のサンプル数を5点とし、平均値を耐水度とした。
また、上記紫外線フェードメーター照射4級照射後のサンプルを用いて測定し、同様にして耐水度を求めた。
(4)紫外線遮蔽率
JIS L1925-2019 紫外線遮蔽率 に準じて測定した。
すなわち、織物任意の箇所(無作為に選択した箇所)を切断しサンプリングした。波長範囲290~400nmの紫外線に対する透過率を測定して次式により算出した。
紫外線遮蔽率(%)=100-紫外線に対する平均透過率(%)
1水準のサンプル数4点(経方向2点、緯方向2点)とし、平均値を平均透過率とした。
なお、繊維積層構造体を用いて測定する場合は、織物以外の層を可能な限り除去し、測定するものとする。
(5)透湿度
JIS L1099-2021 塩化カルシウム法(A-1法)、および、
JIS L1099-2021 酢酸カリウム法(B-1法)に基づいて測定した。
具体的には、繊維積層構造体の織物面とは反対側の面から水蒸気が当たるようにし、セットし、測定した。
ただし、両試験法とも24時間あたりの透湿量に換算した。なお、1水準のサンプル数3点として測定し、その平均値を透湿度とした。
(6)伸び率
JIS L1096-2010伸び率A法(定速伸長法)に準じて測定した。
織物サンプルを、つかみ間隔200mm、幅50mmのストリップ法にて14.7N応力時の伸び率をストレッチ率として緯方向のストレッチ率を測定した。1水準のサンプル数3点で測定を行い、伸び率を測定し、その平均値を伸び率とした。
(7)明度
織物の明度(L*値)の測定は、無孔質フィルムをラミネートする面とは反対側の面を測定対象として、KONICA MINOLTA社製 CM-3700Aを使用して測定した。
1水準のサンプル数3点として測定し、その平均値をL*値とした。
(8)無孔質フィルムの確認
(8-1)フィルム断面の確認
電子顕微鏡(日立ハイテク社製SU3800、倍率:2000倍)でフィルム断面を観察した場合に表面と裏面で連通孔の有無を測定した。
(8-2)通気度
織編物を接着していないフィルム単体をJIS L1096-2010通気度A法(フラジール形法)に準じて、5箇所測定して平均値を測定した。
繊維積層構造体を用いて通気度を測定する場合は、測定中に繊維積層構造体サンプルの層間から気体が漏れることにより、通気度が高く測定される結果となりやすいので、層間からの気体漏れ防止策を施した上で、測定すればよい。
(9)酸化チタンのバンドギャップ
酸化チタン粉末を測定試料として、(株)島津製作所製積分球式分光光度計UV-2600を用いて、吸収波長とバンドギャップの関係を測定した。積分球を用いて、硫酸バリウムの標準白板を標準試料として酸化チタン粉末の拡散反射スペクトルを測定し、Kubelka-Munk表示によって酸化チタンの吸収スペクトルを求めた。吸収波長およびバンドギャップを変換する計算式は、バンドギャップをE(eV)、吸収波長をλ(nm)として以下の通りで換算される。
E[eV]=1240/λ[nm]
ここで用いる励起波長λは、間接遷移におけるバンド間の吸収波長であり、吸収スペクトルからバンドギャップを求める際においても、間接遷移より求められるスペクトルを用いて算出する。上記機器による測定の結果得られた酸化チタンの吸収スペクトルからバンドギャップを求める際は、以下の式を用いた。
(hνα)1/n = A(hν-E)
hν:光子のエネルギー、α:吸収係数、Eg:バンドギャップ、A:定数
直接遷移の場合、n=1/2であり、間接遷移の場合はn=2である。本発明においては間接遷移としてn=2を用いる。エネルギーの単位はeVで表し、hνに対して(hνα)1/2でプロットしたものをバンドギャップの算出に用いた。なお、吸収係数αにはそれに近似的に比例する値としてKubelka-Munkの値を用いた。バンドギャップを求めるため、バンド間遷移に由来すると考えられる吸収の立ち上がりに相当する曲線の変曲点で接線を引き、上記接線と1.5~2.3eV付近の近似直線との交点の値をバンドギャップとした。なお、酸化チタンに他の添加剤由来の吸収が無い場合は通常1.5~2.3eV付近の近似直線はx切片(縦軸=0との交点)となる。
(10)無孔質フィルムの硬度
無孔質フィルムと同じ組成で厚み6mmの射出形成板を作成し、JIS K6253-3:2012 デュロメーター硬さ(タイプD)に準じて、5箇所測定して平均値を測定した。
[実施例1]
経糸、56dtex-42フィラメント、緯糸、94dtex-48フィラメントのポリエチレンテレフタレートセミダル丸断面マルチフィラメントにストレッチ性を有するよう仮撚加工を施した。続いて該加工糸を経糸および緯糸に使用し、密度が経×緯 111本×77本/2.54cmになる様にウォータージェットルームで製織した。ついで精練・リラックス処理した後、プレセットして常法にて液流染色機で白色に染色した後、パッド-ドライ-キュア法にて織物面に、“アサヒガード(登録商標)”AG710(フッ素系撥水剤、旭硝子(株)製)の5%水溶液を付着率60%になる様に付与し、120℃で1分間乾燥した後、170℃で40秒間熱処理し、次いでファイナルセットして仕上げ密度が経×緯 154本×122本/2.54cmで仕上げ、白色の織物を得た。
一方、実施例および比較例におけるポリエステルフィルムを製膜するためのポリエステルブロック共重合体組成物の調製方法として、ポリエステルブロック共重合体(DuPont社製“ハイトレル(登録商標)”HTR8206)、表1に示す比率で紫外線吸収剤(BASF社製ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤“TinuVin(登録商標)”326)、光安定剤(BASF社製ヒンダードアミン系光安定剤“Tinuvin(登録商標)”144)および酸化チタン(堺化学社製アナターゼ型の酸化チタンSA-1L、平均粒子径0.18μm)をドライブレンドし、45mmφで3条ネジタイプのスクリューを有する二軸押出機を用いて、シリンダー温度設定が210℃として溶融混練した後、ストランド状に吐出して水浴中で冷却した後、続いてペレタイザーにてφ3mm、長さ3mmサイズにペレット化した。
得られたポリエステルブロック共重合体組成物のペレットを80℃で4時間の乾燥後、押出機により、樹脂温度230℃でT-スリットダイより溶融押出し、厚さ20μm(目付19g/m)の無延伸ポリエステルフィルム(白色)を作製した。
湿気硬化型のポリウレタンホットメルト接着剤を110℃に加熱溶解し、上記の白色に仕上げた織物の上に、0.40mm×0.40mmの正方形(深さ20μm)が織物の進行方向に対し45°の角度で、かつ、40メッシュで彫刻されたグラビアロールを備えたグラビアコーターにて塗布し、120℃で1分間乾燥した。その結果、接着剤は、布帛に対して点状に塗布され、各点は一辺0.40mmの正方形であり、長さ方向に対し45°の角度で配置された。また、接着剤の布帛に対する面積比率(被覆率)は40%であり、接着剤塗布量は15g/mであった。
次いで、上記接着剤を塗布した織物の接着剤面側に、上記で得た無延伸ポリエステルフィルムを重ね、温度110℃の金属ロールとゴムロールとの間を通して線圧49N/cmを負荷した後、48時間室温でエージングを行ない、織物とポリエステルフィルムをラミネートした2層の繊維積層構造体を得た。
次いで、22dtex-20フィラメントのポリエチレンテレフタレートセミダル丸断面マルチフィラメントを用いグレーに染色したハーフトリコットのシンカー面に、前記織物に接着剤を塗布したのと同様に湿気硬化型のポリウレタンホットメルト接着剤を塗布し、その上に(面積比40%、付着樹脂量10g/m)、前記2層の繊維積層構造体のポリエステルフィルム側の面が接着するように編物をラミネートして3層の繊維積層構造体を作製した。
得られた繊維積層構造体は、A-1法透湿度4500g/m・24時間、B-1法透湿度25000g/m・24時間、耐水度250kPa、緯方向の伸び率15%、と優れた透湿防水性能を有していた。また、紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は230kPaと優れた耐光性を有していた。
また、ラミネート前の白色で仕上げた織物の紫外線遮蔽率は83%であった。
得られた測定値を表1に示す。
[実施例2]
実施例1の織物を表1のL*値となるように黒色に染色した以外は、実施例1と同様の方法で製造した織物を用いて、ポリエステルフィルム製膜時の紫外線吸収剤と光安定剤の添加量をポリエステルフィルム中の含有量としてそれぞれ0.2質量%となるように変更し製造し、実施例1と同様の方法で3層に積層した繊維積層構造体を得た。
得られた繊維積層構造体は、良好な耐水性を紫外線フェードメーター照射後も保持していた。また、ラミネート前の黒色で仕上げた織物の紫外線遮蔽率は93%であった。
得られた測定値を表1に示す。
[実施例3]
実施例1の織物を表1のL*値となるように黄色に染色した以外は、実施例1と同様の方法で製造した織物を用いて、ポリエステルフィルム製膜時の紫外線吸収剤と光安定剤の添加量をポリエステルフィルム中それぞれ0.4質量%の含有量となるように変更した以外は実施例1と同様に製造し、実施例1と同様の方法で3層に積層した繊維積層構造体を得た。
得られた繊維積層構造体は、良好な耐水性を紫外線フェードメーター照射後も保持していた。また、ラミネート前の黄色で仕上げた織物の紫外線遮蔽率は85%であった。得られた測定値を表1に示す。
[実施例4]
実施例1の織物を表1のL*値となるように青色に染色した以外は、実施例1と同様の方法で製造した織物を用いて、ポリエステルフィルム製膜時の紫外線吸収剤と光安定剤の添加量をポリエステルフィルム中それぞれ0.3質量%の含有量となるように変更し製造し、実施例1と同様の方法で3層に積層した繊維積層構造体を得た。
得られた繊維積層構造体は、良好な耐水性を紫外線フェードメーター照射後も保持していた。また、ラミネート前の青色で仕上げた織物の紫外線遮蔽率は89%であった。得られた測定値を表1に示す。
[比較例1]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤を添加しない場合、紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は120kPaと紫外線により耐水度が低下した。測定値を表1に示す。
[比較例2]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに光安定剤を添加しない場合、紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は105kPaと紫外線により耐水度が低下した。測定値を表1に示す。
[比較例3]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤および光安定剤を添加しない場合、紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は60kPaと、紫外線により耐水度が低下した。測定値を表1に示す。
[比較例4]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤、光安定剤、白色顔料を添加しない場合、紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は20kPaと紫外線により耐水度が低下した測定値を表1に示す。
[比較例5]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤、光安定剤を添加せず、酸化チタンとして石原産業社製ルチル型の酸化チタンCR-63(平均粒子径0.21μm)を添加した。
紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は40kPaと紫外線により耐水度が低下した。測定値を表1に示す。
[比較例6]
次の点を変更した以外は実施例1と同様に繊維積層構造体を得て、評価した。すなわち、ポリエステルフィルムに酸化チタンとして石原産業社製ルチル型の酸化チタンCR-63(平均粒子径0.21μm)を添加した。
紫外線フェードメーター4級照射後の耐水度は50kPaと紫外線により耐水度が低下した。測定値を表1に示す。
Figure 2024073381000001
上記に示されるとおり、実施例1~4で製造された繊維積層構造体は、耐光性に優れるとともに実用性の高い防水透湿機能の高いものであった。また、この繊維積層構造体は、実質的にポリエステルで構成され、また、構成するジカルボン酸成分、ジオール成分のモノマーとしても共通するものが多く、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルいずれの面においてもリサイクル効率の高いものであった。
本発明の繊維積層構造体は、高度な透湿性と防水性を有し、耐久性に優れるため、フィッシングや登山衣等のアウトドアウェア、スキー・スノーボードウェア、ウインドブレーカー、アスレチックウェア、ゴルフウェア、テニスウェア、レインウェア、カジュアルウェア、作業衣、手袋や靴等といった衣料、グローブインサートやブーツインサート等の衣料資材分野に好適に用いることができる。また、本発明の繊維積層構造体は、上記用途として機能したのち、好適にリサイクルに供することができ、リサイクル効率にも優れるのである。

Claims (9)

  1. ポリエステル繊維からなる織編物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体であって、前記ポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤をそれぞれ0.05~1.0質量%、バンドギャップが3.1(eV)以上である酸化チタンを0.1~1.0質量%含む繊維積層構造体。
  2. ポリエステル繊維からなる織編物の片面にポリエステルフィルムからなる厚さが10~30μmの無孔質フィルムをラミネートした繊維積層構造体であって、前記ポリエステルフィルム中に紫外線吸収剤および光安定剤をそれぞれ0.05~1.0質量%、アナターゼ型の酸化チタンを0.1~1.0質量%含む繊維積層構造体。
  3. 前記ポリエステルフィルムが、結晶性ポリエステル単位からなるハードセグメントと脂肪族ポリエーテル単位および/または脂肪族ポリエステル単位からなるソフトセグメントを構成成分とするポリエステルブロック共重合体を含む請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  4. 前記織編物が織物である請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  5. 前記ポリエステルフィルムからなる無孔質フィルム上に、さらにポリエステルフィラメントからなる編物を有する請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  6. 前記ポリエステル繊維からなる織編物の紫外線遮蔽率が80%以上である請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  7. JIS L-1099A-1透湿度が4000g/m・24h以上であり、かつJIS L-1099B-1透湿度が10000g/m・24h以上である請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  8. 前記織編物が、経方向および緯方向の少なくとも一方にストレッチ性を有し、JIS L1096-2010伸び率A法(定速伸長法)における伸び率が10%以上である請求項1または2に記載の繊維積層構造体。
  9. 請求項1または2に記載の繊維積層構造体を用いてなる防水透湿性衣料。
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