JPH09316784A - 透湿防水性布帛の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた透湿性能と防水性能を兼ね備えたソフ
トな風合を有する透湿防水性布帛の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 繊維布帛を撥水加工する第１工程，浸透
剤を１〜３０重量％含有する水中に布帛を浸漬し，マン
グルにて１０％以下に絞液する第２工程，布帛に平均粒
径が１μｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
の吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無機微
粉末を１〜４０重量％含有するポリウレタン樹脂主体の
合成重合体溶液を塗布し，湿式凝固する第３工程により
ソフトな風合を有する透湿防水性布帛を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，優れた透湿性能と
防水性能を兼ね備えたソフトな風合を有する透湿防水性
布帛の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より，透湿防水性布帛の製造方法と
して，ラミネート法による製造方法とコーティング法に
よる製造方法がよく知られている。そのうちコーティン
グ法により透湿防水性布帛を得る方法としては，湿式法
および乾式法があり，いずれの方法においても，ラミネ
ート法に比べれば比較的優れた透湿性能が得られるが，
乾式法では洗濯による耐水圧低下が大きく，湿式法で
は，コーティング用樹脂として通常Ｎ，Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド等の極性アミド溶媒を主溶剤としているため
揮発性が低く，しかも布帛へコーティング樹脂溶液が浸
透しやすく，風合が硬くなったり，場合によっては，布
帛表面，すなわちコーティング裏面への樹脂洩れが生じ
たりする原因となっており，上記欠点の解消が望まれて
いる。

【０００３】また，湿式あるいは乾式コーティング加工
法により得られるコーティング布帛には，樹脂層が有孔
のものと無孔のものがあり，一般に樹脂層が有孔のと
き，優れた透湿性能は得やすいが，防水性能は不十分と
なりやすく，逆に，樹脂層が無孔のときには，優れた防
水性能は得やすいが，透湿性能は不十分となりやすい。
例えば，ポリウレタン樹脂の湿式コーティング加工法に
より得られるコーティング布帛は，元来防水性能は優れ
ているが，透湿性能が不十分なので，透湿性能を向上さ
せるためにアニオン系界面活性剤，ノニオン系界面活性
剤，親水性高分子等を併用するのが常である。しかし，
得られるコーティング布帛の透湿性能は十分ではなく，
かつ防水性能をかなり低下させ，結果として両者ともに
十分な性能を満足させることができていない。

【０００４】そこで，本発明者らは，先に特開平５−２
２２６７７号公報において，繊維布帛上にポリウレタン
樹脂主体の合成重合体からなる有孔の樹脂層を有し，該
樹脂層中に実質的に無孔で平均粒径が0.１μｍ以下の無
機微粉末を１重量％以上含有させた高透湿，高耐水圧性
能を有する透湿防水性布帛を提案した。この布帛は，透
湿性，防水性については優れた性能を兼ね備えていた
が，無機微粉末を含有させているため，風合がやや硬く
なる欠点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上述の現状
に鑑みて行われたもので，優れた透湿性能と防水性能を
兼ね備えながら，ソフトな風合を有する透湿防水性布帛
をコーティング法で得ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので，次の構成よりなるものである。すなわち本
発明は，繊維布帛を撥水加工する第１工程，浸透剤を１
〜３０重量％含有する水中に布帛を浸漬し，マングルで
１０％以下に絞液する第２工程，布帛に平均粒径が１μ
ｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量
が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無機微粉末を１
〜４０重量％含有するポリウレタン樹脂主体の合成重合
体溶液を塗布し，湿式凝固する第３工程よりなることを
特徴とするソフトな風合を有する透湿防水性布帛の製造
方法を要旨とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下，本発明について詳細に説明
を行う。本発明で用いる繊維布帛としては，ナイロン６
やナイロン６６で代表されるポリアミド系合成繊維，ポ
リエチレンテレフタレートで代表されるポリエステル系
合成繊維，ポリアクリロニトリル系合成繊維 , ポリビ
ニルアルコール系合成繊維，トリアセテート等の半合成
繊維あるいはナイロン６／木綿，ポリエチレンテレフタ
レート／木綿等の混紡繊維から構成された織物，編物，
不織布等を挙げることができる。

【０００８】本発明では，第１工程として，上述の繊維
布帛に撥水加工を行う。ここで用いる撥水剤は，フッ素
系撥水剤，ポリシロキサン系撥水剤等の公知のものでよ
く，その処理も，公知のパッド法やスプレー法等で行え
ばよい。この場合，布帛の撥水性は，ＪＩＳ−１０９６
のスプレー法にて撥水度９０以上であることが好まし
い。

【０００９】本発明では，第２工程として，浸透剤を１
〜３０重量％含有する水中に上述の布帛を浸漬し，マン
グルで１０％以下に絞液する。ここでいう浸透剤とは，
撥水加工した繊維布帛への浸透力を有し，かつ水と完全
に混合するものをいい，このような浸透剤として一般の
界面活性剤も使用できるが，後工程で影響のないイソプ
ロピルアルコールに代表されるアルコール類がより一層
好ましく用いられる。

【００１０】ここで用いる浸透剤の濃度が１重量％未満
であれば，浸透効果が得られにくくなり，撥水加工した
繊維布帛に水が浸透しにくいため好ましくなく，また，
３０重量％を超えると，湿式コーティング後，凝固槽に
入るまでの間でポリウレタン樹脂が凝固しにくくなって
樹脂が繊維布帛の内部にまで浸透してしまい，ソフトな
風合が得られなくなるので好ましくない。

【００１１】マングルの絞り率は，１０％以下であるこ
とが必要である。絞り率が１０％を超えると，湿式コー
ティングを行ったときにポリウレタン樹脂が早く凝固し
すぎるため，繊維布帛への浸透が少なくなりすぎ，コー
ティング樹脂層と繊維布帛との密着力が低下するので不
適当である。

【００１２】本発明では，第３工程として，上述の繊維
布帛上に平均粒径が１μｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドの吸着量が２００ミリリットル／１００
ｇ以上の無機微粉末を１〜４０重量％含有するポリウレ
タン樹脂主体の合成重合体溶液を塗布し，湿式凝固す
る。本発明方法においては，ポリウレタン樹脂主体の合
成重合体の極性有機溶剤溶液中に無機微粉末を均一分散
させて塗布し，次いで，水中に浸漬して樹脂皮膜を形成
する，いわゆる湿式コーティング法により樹脂皮膜を形
成するが，本発明では，特に, 上記無機微粉末として平
均粒径が１μｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミドの吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無
機微粉末を用い，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体に
対して１〜４０重量％用いる。

【００１３】この微粉末は，上記性能を有する無機物で
あればいずれでも使用でき，また，無機物を微粉化する
には，通常の湿式粉砕法やボールミル粉砕法等の公知の
方法を用いればよい。特に，ハロゲン化金属の気相酸化
法あるいは燃焼加水分解法，電弧法等の乾式法によって
得られる金属酸化物の微粉末がよく知られており，中で
も，上記方法により製造される無機微粉末として二酸化
ケイ素微粉末が安価でかつ多量に生産されている。これ
らの方法により得られた微粉末は，一般的に粒径が0.０
５μｍ以下であると同時に，非常に多いＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド吸着量を示し，合成重合体樹脂溶液中に
添加せしめる無機微粉末として好適である。さらに該微
粉末の表面を疎水性に改質したものを用いれば，コーテ
ィング膜の耐漏水性向上の面から見てより一層好適であ
り，また該微粉末は実質的に無孔である方が好ましい。

【００１４】上述のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド吸着
量とは，無機微粉末５ｇをガラス平板上に置き，Ｎ，Ｎ
−ジメチルホルムアミドを１滴滴下するごとにステンレ
ス製のへらを用いて練り合わせる作業を繰り返し，Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドの１滴で急激に軟らかくなる
直前の吸着量を意味している。その測定方法はＪＩＳＫ
−５１０１の吸油量測定法に準じて行うが，その際，煮
あまに油の代わりにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用
いて行い，無機微粉末１００ｇ当たりのＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドの吸着量（単位：ミリリットル）で表
す。

【００１５】本発明で用いる無機微粉末は，その平均粒
径が１μｍ以下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
の吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上であるこ
とが必要であり，無機微粉末の平均粒径が0.１μｍ以下
で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が３０
０ミリリットル／１００ｇ以上のものであれば，本発明
の効果の点でより一層好ましい。平均粒径が１μｍを超
えると，得られるコーティング膜の微細孔の孔径が大き
くなりすぎ，防水性能を低下させるので好ましくなく，
また，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２００
ミリリットル／１００ｇ未満では，コーティング膜の微
細孔の数が少なくなり，透湿性能があまり向上しないの
で好ましくない。

【００１６】本発明で用いる無機微粉末の量は，ポリウ
レタン樹脂主体の合成重合体からなる樹脂層に対し，実
質的に均一に１〜４０重量％含有されていることが必要
であり，さらに好ましくは，３〜３０重量％含有してい
る方がよい。１重量％未満では，得られるコーティング
膜の微細孔の数が少なくなりすぎて透湿性能があまり向
上しない。また，４０重量％を超えると，樹脂膜が弱く
なり，実用に耐えなくなる。無機微粉末は，必ずしも高
純度なものである必要はなく，不純物として他の無機物
質，例えば，顔料，充填剤等が含有されていても何ら差
し支えない。

【００１７】本発明のポリウレタン樹脂主体の合成重合
体とは，ポリウレタン成分を５０〜１００重量％含むも
のをいい，その他の合成重合体としては，例えば，ポリ
アクリル酸，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリブタ
ジエン，ポリアミノ酸等やこれらの共重合体等を５０重
量％未満の範囲で含んでいてもよく，勿論，フッ素やシ
リコン等で変性した化合物も本発明で使用できる。ポリ
ウレタン樹脂はイソシアネートとポリオールを反応せし
めて得られる共重合体であり，イソシアネート成分とし
て芳香族ジイソシアネート，脂肪族ジイソシアネートお
よび脂環族ジイソシアネートの単独またはこれらの混合
物を用い，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，1,４−シクロヘキサンジイソ
シアネート等を用い，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を用
い，ポリエーテルポリオールは，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
リコール等を用い，ポリエステルポリオールは，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，セバチン酸等の２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を用いる。

【００１８】本発明方法では，樹脂層と繊維布帛間の耐
剥離性を向上させる目的で，樹脂や繊維布帛との親和性
の高い化合物を併用してもよく，その化合物としてイソ
シアネート化合物を併用するとよい。イソシアネート化
合物としては，トリレン2,４−ジイソシアネート，ジフ
ェニルメタンジイソシアネート，イソフォロンジイソシ
アネート，ヘキサメチレンジイソシアネートまたはこれ
らのジイソシアネート類３モルと活性水素を含有する化
合物（例えば，トリメチロールプロパン，グリセリン
等）１モルとの付加反応によって得られるトリイソシア
ネート類が使用できる。上記のイソシアネート類は，イ
ソシアネート基が遊離した形のものであっても，あるい
はフェノール，メチルエチルケトオキシム等を付加させ
ることにより安定させ，その後の熱処理によりブロック
を解離させる形のものであってもいずれでも使用でき，
作業性や用途等により適宜使い分ければよい。

【００１９】イソシアネート化合物を使用する際の使用
量としては，ポリウレタン樹脂主体の合成重合体に対し
て0.１〜１０重量％の割合で使用することが望ましい。
使用量が0.１重量％未満であれば，布帛に対する樹脂層
の接着力が低く，また，１０重量％を超えると，風合が
硬化する傾向が認められるようになるので好ましくな
い。

【００２０】上記無機微粉末を含むポリウレタン樹脂主
体の合成重合体溶液は，通常のコーティング法，例え
ば，ナイフコータ，コンマコータ，リバースコータ等を
用いて適宜コーティングを行えばよい。コーティング塗
布量としては，目的とする耐水圧や繊維布帛のコーティ
ング面の平滑性や通気度（ＪＩＳ Ｌ−１０９６法）に
より異なるが，一般的に乾燥樹脂皮膜重量が５ｇ／ｍ²
以上，好ましくは１０ｇ／ｍ² 以上になるように塗布量
を調節してコーティングを行うとよい。この後０〜３０
℃の水中に0.５〜１０分間浸漬して樹脂分の湿式凝固を
行う。以下，４０〜６０℃の温水中で５〜１５分間の洗
浄後，通常の方法で乾燥する。

【００２１】本発明において，防水性をさらに向上させ
る目的で，湿式コーティング後にコーティング布帛に撥
水処理を行ってもよい。撥水処理に際しては，前述のよ
うな一般に実施されている公知の撥水処理方法を採用す
ればよい。また，さらに防水性能を向上させたいとき
は，本発明の湿式コーティング層の上に乾燥膜厚が0.５
〜２μｍ程度の無孔のポリウレタン樹脂層等を形成させ
ればよい。湿式コーティング層が高耐水圧を有している
ため，薄膜でも防水性能が相乗的に向上し，かつ透湿性
能の低下も少ない。本発明は，以上の構成よりなるもの
であり，本発明によれば，優れた透湿性能と防水性能を
有し，しかもソフトな風合を兼ね備えた透湿防水性布帛
を得ることができる。

【００２２】

【作用】本発明のごとく，撥水加工した繊維布帛を予め
浸透剤を含有した水で濡らした後，その繊維布帛表面に
ポリウレタン樹脂を塗布すると，布帛に存在している水
が凝固液として働き，湿式凝固槽に入る前からポリウレ
タン樹脂の凝固が始まるので，繊維布帛内部への樹脂の
浸透が少なくなり，それにより布帛組織の自由度が増し
て動きやすくなるため，組織体全体としての透湿防水性
布帛がソフトな風合を有するものとなる。

【００２３】また，本発明のごとく，平均粒径１μｍ以
下で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２
００ミリリットル／１００ｇ以上の無機微粉末を均一に
分散させたポリウレタン樹脂主体の合成重合体溶液を布
帛にコーティングして湿式凝固を行うと，凝固液である
水と樹脂溶媒であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドが混
和し，樹脂液から溶媒が速やかに離脱していくことによ
り樹脂が凝固するが，その際に，平均粒径が１μｍ以下
で，かつＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの吸着量が２０
０ミリリットル／１００ｇ以上の無機微粉末が該樹脂溶
液中に均一に分散していると，無機微粉末の表面は他の
部分に比べて樹脂溶液中におけるＮ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミドの濃度が高く，言い換えれば，ポリウレタン樹
脂主体の合成重合体の濃度が低い状態にあり，このため
に，湿式凝固過程において，凝固液である水がまず無機
微粉末の表面のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドと置き換
わり，無機微粉末の周囲で速やかに凝固が始まり，その
後に樹脂全体が凝固するので，結果的に凝固速度が速く
なり，ポリウレタン樹脂特有のハニカム構造のほかに，
１μｍ以下の微細孔を無数に有する非常にポーラスな形
態となる。この形成された微細孔の微細性により優れた
防水性能が発揮されるとともに，無数に存在する微細な
有孔により高透湿性能が発揮されるようになる。

【００２４】本発明では，無数に形成された微細孔によ
り透湿性能が向上しているので，高透湿防水性布帛に特
有の着用時に圧力が加わったとき問題が発生しやすい漏
水性に対しても，非常に有効である。さらに，本発明の
無機微粉末は，樹脂層の表層から下層まで全体に均一に
存在しているので，樹脂層表面はポリウレタン樹脂特有
のぬめり感を消し，ドライタッチにするとともに，樹脂
層全体の耐摩耗性と樹脂膜強度が向上する。

【００２５】

【実施例】次に，実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが，実施例におけるコーティング布帛の性能の
測定，評価は，下記の方法で行った。 （１）耐水圧 ＪＩＳ Ｌ−１０９２（高水圧法）により測定 （２）透湿度 ＪＩＳ Ｌ−１０９９（Ａ−１法）により測定 （３）摩耗強力 ＪＩＳ Ｌ−１０８４（Ａ−１法）により測定

【００２６】（４）剥離強力 ＪＩＳ Ｌ−１０８９により測定 （５）撥水度 ＪＩＳ Ｌ−１０９６（スプレー法）により測定 （６）風 合 ＫＥＳ法による曲げ剛性を測定した。 ハンドリングにより相対的に次の３段階評価を行っ
た。 ○ : 柔らかい △ : やや硬い × : 硬
い

【００２７】実施例１ まず，基布として，経糸，緯糸の双方にナイロンマルチ
フィラメント７０デニール／３４フィラメントを用いた
経糸密度１２０本／インチ，緯糸密度９０本／インチの
平織物（タフタ）を用意し，これに通常の方法で精練お
よび酸性染料による染色（三菱化成株式会社製，酸性染
料のDiacid Fast Red ３ＢＬ ２％owf)を行った後，第
１工程としてフッ素系撥水剤エマルジョンのアサヒガー
ド７１０（旭硝子株式会社製）２％水分散液でパディン
グ（絞り率３５％）して乾燥後，１６０℃で１分間の熱
処理を行った。次に，鏡面ロールをもつカレンダー加工
機を用いて，温度１６０℃，圧力３０kg／cm² ，速度２
０ｍ／分の条件でカレンダー加工を行い，コーティング
用の基布を得た。

【００２８】次に，第２工程として，イソプロピルアル
コールを２０重量％含有する１５℃の水中に上記基布を
３分間浸漬し，マングルで絞り率３％にて絞液した。続
いて，第３工程として，下記処方１に示す樹脂固形分２
６％のポリウレタン樹脂溶液を，ナイフオーバーロール
コータを用いて上述の基布のカレンダー面に塗布量１０
０ｇ／ｍ² にて塗布した後，直ちに１５℃の水中に４０
秒間浸漬して樹脂分を凝固せしめ，引き続き，５０℃の
温水中で１０分間の洗浄を行い，乾燥し，無機微粉末を
９重量％含有する樹脂層を形成した。

【００２９】処方１ ラックスキン １７４０−２９Ｂ １００部 （セイコー化成株式会社製，エステル型ポリウレタン樹
脂） レザミン Ｘ−１００ １部 （大日精化工業株式会社製，イソシアネート化合物） Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２５部 アエロジル Ｒ−９７２ ３部 （日本アエロジル株式会社製，平均粒径0.０１６μｍ，
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド吸着量３５０ミリリット
ル／１００ｇの疎水性二酸化ケイ素微粉末）

【００３０】ここで，上記布帛に溶剤型フッ素系撥水剤
ＡＧ−５７０（旭硝子株式会社製）の５％ミネラルター
ペン溶液をパディング（絞り率４０％）し，乾燥後，テ
ンターにて１７０℃で４０秒間の仕上げセットを行い，
本発明の透湿防水性コーティング布帛を得た。

【００３１】本発明との比較のため，本実施例１におい
て処方１のポリウレタン樹脂溶液をコーティングする前
に基布を水中に浸漬する第２工程を省くほかは，本実施
例とまったく同一の方法により比較用の透湿防水性コー
ティング布帛（比較例１とする。）を得た。また，本発
明との比較のため，本実施例１において第２工程で用い
る水中のイソプロピルアルコール濃度を0.５重量％に変
更する他は，本実施例と全く同一の方法により比較用の
透湿防水性コーティング布帛（比較例２とする。）を得
た。

【００３２】さらに，本発明との比較のため，本実施例
１において第２工程で用いる水中のイソプロピルアルコ
ール濃度を４０重量％に変更する他は，本実施例とまっ
たく同一の方法により比較用の透湿防水性コーティング
布帛（比較例３とする。）を得た。

【００３３】本発明および比較用の透湿防水性布帛の性
能を測定，評価し，その結果を合わせて表１に示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１より明らかなように，本発明方法で製
造した透湿防水性布帛は，優れた耐水圧と透湿度を有す
るとともに，非常にソフトな風合を有していた。また，
撥水性，耐摩耗性，剥離強力も良好なものであった。

【００３６】実施例２ 上述の実施例１において，コーティング用基布を第２工
程で水中に浸漬した後のマングルによる絞り率を５％，
１０％に変更する他は，実施例１とまったく同一の方法
により本発明の透湿防水性コーティング布帛を得た。本
発明との比較のため，本実施例において上記マングルに
よる絞り率を１５％に変更する他は，本実施例とまった
く同一の方法により比較用の透湿防水性コーティング布
帛（比較例４とする。）を得た。

【００３７】本発明および比較用の透湿防水性布帛の性
能を測定，評価し，その結果を合わせて表２に示した。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２より明らかなように，本発明方法で製
造した透湿防水性布帛は，優れた耐水圧と透湿度を有す
るとともに，非常にソフトな風合を有していた。また，
撥水性，耐摩耗性，剥離強力も良好なものであった。

【００４０】

【発明の効果】本発明方法によれば，優れた透湿性能と
防水性能を兼ね備え，しかもソフトな風合を有する透湿
防水性布帛を製造することができる。本発明方法では，
湿式コーティング前に撥水性繊維布帛を水中に浸漬する
だけでソフトな風合が得られるため，安価なコストで製
造可能であり，産業上非常に有利である。本発明の透湿
防水性布帛は，その優れた性能から，特に雨衣，アウト
ドアスポーツウェア等の衣料に適した素材となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維布帛を撥水加工する第１工程，浸透
   剤を１〜３０重量％含有する水中に布帛を浸漬して，マ
   ングルで１０％以下に絞液する第２工程，布帛に平均粒
   径が１μｍ以下で，かつ，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
   ドの吸着量が２００ミリリットル／１００ｇ以上の無機
   微粉末を１〜４０重量％含有するポリウレタン樹脂主体
   の合成重合体溶液を塗布し，湿式凝固する第３工程より
   なることを特徴とするソフトな風合を有する透湿防水性
   布帛の製造方法。