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CN102083618A - 透湿防水性布料及其制备方法 - Google Patents

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CN102083618A CN2009801251023A CN200980125102A CN102083618A CN 102083618 A CN102083618 A CN 102083618A CN 2009801251023 A CN2009801251023 A CN 2009801251023A CN 200980125102 A CN200980125102 A CN 200980125102A CN 102083618 A CN102083618 A CN 102083618A
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Abstract

提供一种具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感好、透湿性能以及防水性能优秀的透湿防水性布料。本发明的透湿防水性布料是在织物的至少单面上层叠有2层聚氨酯树脂层而成的，其特征在于，第1聚氨酯树脂层是在织物表面上，以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层；第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。

Description

透湿防水性布料及其制备方法
技术领域
本发明是关于透湿防水性布料及其制备方法的发明。具体而言，是关于具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感好、透湿性能以及防水性能优秀的布料以及其制备方法的发明。
背景技术
在雨衣和滑雪服等防水布料中，经常使用能够减轻穿着时蒸焖感的高透湿性布料。但最近越来越需要的是高性能、轻量、可紧凑收纳、舒适性等更高功能的布料。
在通过湿式或干式涂布加工法在织物表面形成树脂层而得到的透湿防水性布料上，形成的树脂层已知有多孔质和无孔质两种。例如，在专利文献1中记载了一种透湿防水性涂层布料，该布料具有由聚氨酯树脂形成的微多孔层。在树脂层为多孔质的情况下，虽然可容易得到优秀的透湿性能，但有防水性能不充分的倾向，而且当多孔质树脂层的膜厚在20μm以下时，防水性能大幅下降，所以很难将该膜厚设置的更薄。反过来，当树脂层为无孔质的情况下，虽然可容易得到优秀的防水性能，但有透湿性不充分的倾向，而且如果为了提高透湿性而将膜厚设置得较薄的话，耐水压和透湿性等就会变得不稳定从而很难得到均质的性能。
另外，为了获得更优秀的透湿防水性，有人采用下述方法(例如专利文献2)：首先在纤维基材上形成微多孔质皮膜层，然后在该微多孔质皮膜层上形成无孔质皮膜层。然而，在该方法中，无论怎样薄地涂布无孔质皮膜层，都不能很薄地涂布微多孔质皮膜层，从而在降低膜厚方面有一定限度。
另外，为了获得具有轻量感的透湿防水性织物，有人提议了一种如下的透湿防水性织物(例如专利文献3)：该透湿防水性织物是一种覆盖系数(CF)为1900～2500，经线的覆盖系数与纬线的覆盖系数之比为1.25以上的织物，在该织物的经线突出率(日语原文：張り出し率)为6.0％以上的织物单面上层叠有少量树脂。然而，为了提高经线突出率，不得不使用粗纤度且单纤维数多的线而制备成高密度织物，其结果织物变成又重又硬，难以提供真正轻量、柔软的织物。
为了得到满意的薄·轻，有必要使用用细线织成的薄质织物。然而如果这样的话，就有如下问题发生：在层叠树脂层时树脂容易从背面透出，或者透湿防水性布料的扯裂强力达不到实用水平。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平9-158051号公报
专利文献2：日本专利特开昭60-196336号公报
专利文献3：日本专利特开2008-144310号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感柔软、而且透湿性能以及防水性能优秀的布料及其制备方法。
解决上述问题的手段
本发明的发明人对上述问题进行了认真细致的探讨后，完成了本发明。也就是说，本发明的透湿防水性布料是在织物的至少单面上层叠有2层聚氨酯树脂层而成的，其特征在于，第1聚氨酯树脂层是在织物表面上，以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层；第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。由此，通过用第1聚氨酯树脂层只填埋织物表面的凹部来消除织物表面的凹凸，就可以如同在平滑的薄膜上层叠一样比较均一地层叠第2聚氨酯树脂层，从而可以抑制布料的透湿性、防水性的偏差，即使与现有品具有相同水平的平均膜厚，也可大幅提高透湿性和防水性。这意味着可大幅减少为获得与现有品同等的透湿防水性能而使用的亲水性聚氨酯树脂层的厚度。而且，在用具有空洞构造的多孔质第1聚氨酯树脂层填埋织物表面的凹部后，比较均一地层叠了亲水性第2聚氨酯树脂层而成的上述构造，与只层叠了无孔质树脂层的相同厚度的构造相比，对布料柔软性的妨碍小，可以保持非常柔软的手感。
另外，所述第2聚氨酯树脂层的厚度优选为1～30μm，其厚度偏差优选为80％以下。
优选的织物为使用了由相对粘度3.0以上的尼龙6和/或尼龙66形成的总纤度8～25dtex的丝线、覆盖系数CF为1700～2200、织组织为平织、格子或双格子的织物。通过使用相对粘度高的素材、取特定范围的覆盖系数、取特定的织组织，就会以与由来于上述构造的柔软性的相乘效果，实现具有以下优点的透湿防水性布料：即使使用目前为止不能使用的总纤度为22dtex以下的细线，也可防止树脂透过背面，而且轻量薄质、柔软、扯裂强力也耐得起实用。
而且，所述透湿防水性布料优选布料厚度为0.1mm以下，由JIS L 1096 8.15.5 D法测定的扯裂强力在经纬方向均为8.0N以上，由JIS L 1096 8.19.1 A法测定的刚软性在经纬方向均为5～35mm。更优选所述扯裂强力在经纬方向均为10.0N以上。特别优选所述布料的由JIS L 1099A-1法测定的透湿性为4000mm/m2·24hr以上，由JIS L 1092 B法测定的耐水压为50kPa以上。
另外，制备上述透湿防水性布料的方法也包括在本发明中。该制备方法的特征在于包括下述步骤：(1)将用于第1聚氨酯树脂层的第1聚氨酯树脂液以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式涂布于织物表面后，通过湿式凝固法形成第1聚氨酯树脂层的步骤；(2)在所述第1聚氨酯树脂层以及织纹凸部之上，连续地涂布用于第2聚氨酯树脂层的第2聚氨酯树脂液后，通过干式法形成第2聚氨酯树脂层的步骤。
发明的效果
本发明的透湿防水性布料具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感好、透湿性能以及防水性能优秀，特别适用于雨衣、外衣等各种衣料和室外用品等。另外，由于使用本发明的透湿防水性布料得到的产品可非常紧凑地进行收纳而且轻，所以外出携带非常便利。而且，在制成衣物时，由于穿着轻松容易运动，所以舒适并可减轻运动能力的下降。
附图说明
图1表示本发明的多孔质聚氨酯树脂层的SEM截面照片。
图2表示本发明的透湿防水性布料的一个例子的SEM截面照片。
图3表示用于本发明织物的双格子织组织的概略说明图。
图4表示用于本发明织物的格子织组织的概略说明图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行详细说明。但本发明不受下述实施方式的限制，可在不脱离本发明宗旨的范围内作各种变更。
本发明的透湿防水性布料是在织物的至少单面上层叠有2层聚氨酯树脂层而成的，其特征在于，第1聚氨酯树脂层是在织物表面上以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层；第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。
首先，对用于本发明的透湿防水性布料的织物进行具体说明。本发明的透湿防水性布料可以使用由下述纤维而成的织物、编物、无纺布：以尼龙6和尼龙66等为代表的聚酰胺系合成纤维、以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯系合成纤维、聚丙烯腈系合成纤维、聚乙烯醇系合成纤维、三醋酸酯等半合成纤维、或者尼龙6/棉、聚对苯二甲酸乙二醇酯/棉等混合纤维。为了得到轻量薄质且扯裂强力高的布料，优选使用了材质为尼龙6和/或尼龙66的丝线的织物。
当使用尼龙作为丝线材料时，尼龙的相对粘度优选为2.5以上，更优选为3.0以上，优选为4.0以下，更优选为3.8以下。当相对粘度在2.5以上时，得到的布料的扯裂强力可达到实用水平。当相对粘度在3.0以上时，由于布料的扯裂强力达到8.0N以上，所以可以获得足够的强力。而当相对粘度不满2.5时，就容易产生因断裂强度不足而引起的产品扯裂强力下降以及因断裂伸长度不足而引起的加工操作性恶化和产品耐久性恶化等问题。当相对粘度超过4.0时，虽然可以得到韧性高的产品，但是不仅需要与高粘度相对应的聚合设备和纺线设备等，而且由于高粘度化使得生产性显著下降、纺线成本上升，从而不能向消费者提供价廉且性能高的产品。
对丝线的单纤维纤度虽然没有特别限制，但优选为0.4dtex以上，更优选为0.6dtex以上，优选为2.0dtex以下，更优选为1.5dtex以下。将单纤维纤度设定为上述范围内，就可以得到手感和扯裂强力平衡性好的布料。而当单纤维纤度小于0.4dtex时，由于过细，所以用现有的生产技术难以生产出具有足够强度和品质的丝线。另外，当超过2.0dtex时，手感变硬，难以得到轻量薄质的布料。
丝线的总纤度优选为5dtex以上，更优选为8dtex以上，优选为33dtex以下，更优选为25dtex以下。将总纤度设定为上述范围内，就可以得到轻量薄质、具有实用性扯裂强度的布料。而当总纤度小于5dtex时，难以得到必要的强度，当大于33dtex时，由于体积变大，所以难以得到轻量薄质的布料。
虽然对丝线的断裂强度没有特别限制，但优选为4.0cN/dtex以上，更优选为4.5cN/dtex以上，特别优选为5.0cN/dtex以上。线的断裂强度如果在4.0cN/dtex以上，就可以得到具有足够扯裂强力的布料。
织物的覆盖系数(CF)优选为1700以上，更优选为1800以上，特别优选为1900以上。另外，优选为2200以下，更优选为2100以下，特别优选为2000以下。将织物的覆盖系数设定为上述范围内，涂布的树脂就不会从背面透出，且可得到轻量薄质、柔软的布料。而当覆盖系数小于1700时，得到的布料虽然轻量薄质，但涂布的树脂容易从背面透出。当超过2200时，得到的布料的扯裂强力容易下降或者手感容易变硬。此处的织物的覆盖系数(CF)是由下式计算得到的。
CF＝T×(DT)1/2+W×(DW)1/2
式中，T和W分别表示织物的经密度和纬密度(条/英寸)，DT和DW分别表示构成织物的经线和纬线的纤度(dtex)。
对织物的织组织也没有特别限制，除了平织、还可使用斜纹织、缎纹织等任意组织。但从制备轻量薄质布料的目的来讲，优选使用平织。另外，为了提高布料的扯裂强力，则更优选使用格子织，特别优选双格子织。
接下来，具体说明层叠于本发明的透湿防水性布料上的聚氨酯树脂层。
用于形成层叠于本发明的透湿防水性布料上的第1和第2聚氨酯树脂层的聚氨酯树脂是指：聚氨酯树脂成分的含量为50～100质量％，其他的合成聚合物成分的含量不足50质量％的树脂。
所述聚氨酯树脂是由聚异氰酸酯和多元醇进行反应得到的共聚物。作为聚异氰酸酯，可以单独或混合使用芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯，例如可以列举2，4-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，4-环己二异氰酸酯等。作为多元醇，可以使用聚醚多元醇和聚酯多元醇等。作为聚醚多元醇，可以列举聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等。作为聚酯多元醇，可以列举乙二醇、丙二醇等二元醇与己二酸、癸二酸等二元酸的反应产物以及己内酯等的开环聚合物等。
作为其他的合成聚合物成分，例如可以列举聚(甲基)丙烯酸、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚氨基酸等以及这些化合物的共聚物等。
另外，为了改善透湿性、吸湿性以及防止结露等，也可在聚氨酯树脂中添加无机系和有机系的微粒。作为适合使用的无机系微粒，可以列举二氧化硅、碳化硅、氮化硅等硅化合物的微粒、氧化镁、氢氧化镁、硫酸镁等镁化合物或者这些化合物的粒子表面变性物等微粒。作为有机系微粒，适合使用纤维素、胶原蛋白、动物性蛋白质、多糖类、聚(甲基)丙烯酸酯粒子等微粒。
对微粒的大小虽然没有特别限制，但为了提高透湿性，优选的平均粒径为10.0μm以下，更优选为3.0μm以下，特别优选为1.0μm以下。当粒径大于10.0μm时，在得到的布料的聚氨酯树脂层上形成的孔的直径大，防水性能容易下降。对微粒的添加量也没有特别限制，为达到其目的可适当设定必要的量。
而且，在本发明中，为了提高聚氨酯树脂层和织物层间的耐剥离性，也可在聚氨酯树脂中并用与聚氨酯树脂或织物亲和性高的化合物，例如异氰酸酯化合物。作为异氰酸酯化合物，可以使用2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、或者这些二异氰酸酯类与含有活性氢的化合物(例如，三羟甲基丙烷、甘油等)通过加成反应得到的三异氰酸酯类。上述异氰酸酯类可以是异氰酸酯基为游离状态的异氰酸酯类，或者是通过加成苯酚、甲乙基酮肟等使之稳定化后通过热处理使嵌段发生解离的异氰酸酯类，可根据操作性和用途等适当使用。另外，使用异氰酸酯化合物时的添加量优选为，相对于聚氨酯树脂使用0.1～10质量％。如果使用量不足0.1质量％，树脂层相对于织物的粘接力有下降的危险，当超过10质量％时，有手感硬化的倾向。
上述第1聚氨酯树脂层是在织物表面上，以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层。本发明的多孔质聚氨酯树脂层是指：在表面上具有多个微细孔，在层内部具有与这些微细孔相连通的比较粗大的空洞部的聚氨酯树脂层，例如可以列举图1所示的聚氨酯树脂层。图1是为了说明本发明的多孔质聚氨酯树脂层而对在织物表面上只层叠了多孔质聚氨酯树脂层的布料进行拍摄得到的SEM截面照片。这样的多孔质聚氨酯树脂层可通过后述的湿式凝固法形成。由此，通过用第1聚氨酯树脂层只填埋织物表面的凹部，就可以如同在平滑的薄膜上层叠一样比较均一地层叠亲水性的第2聚氨酯树脂层，从而可以抑制布料的透湿性、防水性的偏差，即使与现有品具有相同水平的平均膜厚，也可成功地大幅提高透湿性和防水性。这意味着可以大幅减少为获得与现有品同等的透湿防水性能而使用的亲水性聚氨酯树脂层的厚度。而且，如果用具有上述空洞构造的多孔质第1聚氨酯树脂层填埋织物表面的凹部，得到的透湿防水性布料与只层叠了无孔质树脂层的相同厚度的布料相比，可以保持非常柔软的手感。
上述第1聚氨酯树脂层在织纹凸部顶点处的厚度大概为0μm，在织纹凹部处的厚度虽然依凹部深度而变化，但优选为1μm以上，更优选为3μm以上，特别优选为5μm，另外，优选为20μm以下，更优选为15μm以下，特别优选为10μm以下。将第1聚氨酯树脂层的厚度设定为上述范围，可以得到既具有透湿防水性，又轻量薄质、手感好的布料。而当厚度不足1μm时，填埋效果下降，当超过20μm时，难以得到又薄又软的布料。
为了得到上述厚度而设定的树脂附着量依织物涂布面的凹凸形状和平滑性等而不同，以干燥后的质量计，优选为0.5g/m2以上，更优选为1g/m2以上，特别优选为2g/m2以上。另外，优选为50g/m2以下，更优选为20g/m2以下，特别优选为10g/m2以下。将附着量设定为上述范围，就可得到既具有透湿防水性，又轻量薄质、手感好的布料。而当附着量不足0.5g/m2时，填埋效果下降，当多于50g/m2时，就会涂布到织纹凸部，从而难以实现目标的薄·轻和柔软的手感。
上述第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。本发明的亲水性聚氨酯树脂层是使用挥发性有机溶剂和/或水，主要通过干式法进行制膜得到的树脂层，该树脂层没有起因于溶剂溶出产生的空洞。该亲水性聚氨酯树脂层由于树脂本身具有亲水性，所以可以吸附水分，使湿气成分透过。如上所述，由于第1聚氨酯树脂层以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式进行层叠，从而平整了织物表面的凹凸，所以就可以如同在平滑的薄膜上层叠一样比较均一地层叠第2聚氨酯树脂层。由此得到的透湿防水性布料的透湿性、防水性的偏差得到了抑制，所以即使与现有品具有相同水平的平均膜厚，也可大幅提高透湿性和防水性。
上述第2聚氨酯树脂层的厚度优选为1μm以上，更优选为3μm以上，特别优选为5μm以上。另外，优选为30μm以下，更优选为25μm以下，特别优选为20μm以下。将第2聚氨酯树脂层的厚度设定为上述范围，就可得到薄·轻和透湿防水性二者兼备的布料。而当厚度不足1μm时，有可能得不到足够的耐水压。当厚于30μm时，虽然耐水压得到提高，但透湿性有可能下降。
为得到上述厚度而设定的树脂附着量依目标的透湿性、耐水压等而不同，优选为1g/m2以上，更优选为2g/m2以上，特别优选为3g/m2以上。另外，优选为50g/m2以下，更优选为40g/m2以下，特别优选为30g/m2以下。将附着量设定为上述范围，就可得到薄·轻和透湿防水性二者兼备的布料。而当附着量少于1g/m2时，有可能得不到足够的耐水压。当多于50g/m2时，虽然耐水压得到提高，但透湿性有可能下降。
上述第2聚氨酯树脂层的厚度均一性对得到稳定的透湿防水性很重要。厚度偏差优选为80％以下，更优选为50％以下，特别优选为30％以下。当厚度偏差大于80％时，难以得到稳定的透湿防水性。厚度偏差的计算方法将在后面进行描述。
另外，上述第1聚氨酯树脂层和第2聚氨酯树脂层可层叠于织物单面，也可层叠于织物双面。
如上所述，在本发明中，通过改善透湿防水层，得到了在现有技术中未曾获得的既薄又轻的透湿防水性布料。而且，通过对作为基材的织物构成进行特定，得到的透湿防水性布料的涂布树脂不会透过背面，而且在保持实用水平的布料强度的同时，薄度追求到了极限。
接下来，对本发明的透湿防水性布料作具体说明。
本发明的透湿防水性布料是在织物的至少单面上层叠上述第1聚氨酯树脂层和第2聚氨酯树脂层而成的。图2表示本发明的透湿防水性布料的一个例子的SEM截面照片。在图2中，第1聚氨酯树脂层3在织物1的表面上以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续地进行层叠，第2聚氨酯树脂层5在所述第1聚氨酯树脂层3之上以及织纹凸部之上连续地进行层叠。
本发明的透湿防水性布料的总厚度优选为0.1mm以下，更优选为0.08mm以下。当厚度在0.1mm以下时，得到的布料轻量薄质，可紧凑地进行收纳。
上述透湿防水性布料的扯裂强力优选为在经纬方向均为7.0～20.0N的范围内，更优选为在8.0～20.0N的范围内，特别优选为在10.0～20.0N的范围内。将扯裂强力设定为上述范围，可以得到具有实用性强度的布料。而当扯裂强力不足7.0N时，在使用阶段容易发生破洞等损伤。当超过20.0N时，有必要使用衣料用途中并不通用的超强力线，从而在手感和染色方面具有很多难点。此处的扯裂强力是由JIS L 1096 8.15.5 D法测定得到的。
上述透湿防水性布料的刚软性优选为在经纬方向均为5mm以上，更优选为10mm以上，优选为35mm以下，更优选为30mm以下，特别优选为25mm以下。将刚软性设定为上述范围，就可得到既具有必要的强力和耐水压等，又轻量薄质且柔软的布料。而当刚软性不足5mm时，就有必要减小织物密度或者降低聚氨酯树脂层的厚度，从而难以得到必要的强力和耐水压等。当超过35mm时，难以得到本发明目标的轻量薄质且柔软的布料。此处的刚软性是由JIS L 1096 8.19.1 A法测定得到的。
上述透湿防水性布料的透湿性优选为4000mm/m2·24hr以上，更优选为5000mm/m2·24hr以上。当透湿性在4000mm/m2·24hr以上时，可得到具有实用性透湿性的布料。此处的透湿性是由JIS L 1099 A-1法测定得到的。
上述透湿防水性布料的耐水压优选为35kPa以上，更优选为50kPa以上。如果耐水压在35kPa以上，就可得到满足实用水平耐水压的布料。此处的耐水压是由JIS L 1092 B法测定得到的。
下面，对本发明的透湿防水性布料的制备方法进行具体说明。
本发明的透湿防水性布料的制备方法的特征在于，该方法包括下述步骤：(1)将用于第1聚氨酯树脂层的第1聚氨酯树脂液以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式涂布于织物表面后，通过湿式凝固法形成第1聚氨酯树脂层的步骤；(2)在所述第1聚氨酯树脂层以及织纹凸部之上，连续地涂布用于第2聚氨酯树脂层的第2聚氨酯树脂液后，通过干式法形成第2聚氨酯树脂层的步骤。
所述步骤(1)是用于形成第1聚氨酯树脂层的步骤，该第1聚氨酯树脂层是在织物表面上以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层。
作为第1聚氨酯树脂液，可以使用将上述聚氨酯树脂溶于极性有机溶剂而形成的溶液。作为可以使用的极性有机溶剂，可以列举N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、六亚甲基磷酰胺等。
将上述第1聚氨酯树脂液以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式进行不连续涂布。从本发明的目的来看，仅在织纹凹部涂布第1聚氨酯树脂液是最理想的，但由于这在工业上很困难，所以在一部分织纹凸部的表面上附着第1聚氨酯树脂液也是可以的。作为涂布方法，可以用通常的涂布方法，使用例如刮刀涂布机、逗号涂布机(日语原文：コンマコ一タ一)、逆转涂布机、凹版涂布机等进行适当涂布。为了不损害手感而只填埋织纹凹部以获得填平效果程度的膜厚、附着量，优选使用能够进行较薄涂布的刮刀涂布机。例如，通过使涂布机的刮刀和织物之间不留间隙地将刮刀擦过织物，就可以以填平织纹凹部的方式不连续地进行涂布。
涂布树脂液后，通过湿式凝固法形成多孔质聚氨酯树脂层。作为湿式凝固法，可以使用一般的湿式聚氨酯涂布法，例如在织物上涂布树脂液后，通过在0～30℃的水中浸渍0.5～10分钟进行树脂成分的湿式凝固，然后在40～60℃的温水中清洗5～15分钟后，用通常的方法进行干燥。
上述步骤(2)是用于形成第2聚氨酯树脂层的步骤，该第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。
作为第2聚氨酯树脂液，可以使用将上述聚氨酯树脂与挥发性溶剂和/或水进行混合后均一乳化的乳液。作为可以使用的挥发性溶剂，有酮类溶剂和芳香族烃系溶剂等，代表性的有丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯等。
将上述第2聚氨酯树脂液连续且比较均一地涂布于上述第1聚氨酯树脂层以及织纹凸部之上。作为涂布方法，可以用通常的涂布方法，使用例如刮刀涂布机、逗号涂布机、逆转涂布机、凹版涂布机等进行适当涂布，优选使用能够进行较薄涂布的刮刀涂布机。
涂布树脂液后，通过干式法形成亲水性的第2聚氨酯树脂层。作为干式法，可以使用一般的干式聚氨酯涂布法，代表的方法为涂布树脂液后，通过干燥处理蒸发掉挥发性溶剂和/或水进行成膜。
另外，在本发明中，为了防止聚氨酯树脂浸透到织物内部，优选在形成聚氨酯树脂层以前，在织物上实施防水处理。作为可以使用的防水剂，可列举石蜡系防水剂、聚硅氧烷系防水剂、氟系防水剂等公知的防水剂。作为其处理方法，可采用一般使用的浸轧法(日语原文：パデイング法)、喷涂法等公知的方法进行。特别是在需要良好防水性的情况下，优选使用氟系防水剂，例如可用アサヒガ—ドLS317(氟系防水剂乳液，旭硝子社制)的5质量％左右的水分散液进行浸轧后(轧余率(日语原文：絞り率)35％)，在160℃热处理1分钟。
为了提高透湿防水性，作为另外一个前处理也可进行压延加工(日语原文：カレンダ一加工)。然而，由于压延加工容易损害布料的柔软性，所以在本发明中尽量不用。在进行压延加工的情况下，圆筒的温度优选为100～180℃，更优选为120～170℃，特别优选为140～150℃。当温度不足100℃时，难以得到足够的压延效果，当超过180℃时，压延效果过强，布料丧失了柔软性，从而容易损害柔软的手感。
另外，在本发明中，为了进一步提高防水性，也可在形成透湿防水层之后实施防水处理。使用的防水剂与上述前处理相同，可以使用石蜡系防水剂、聚硅氧烷系防水剂、氟系防水剂等公知的防水剂，通过浸轧法、喷涂法、涂布法等适当方法进行防水处理。
在本发明中，为了使其具有外观设计性、隐蔽涂布条纹等加工缺陷、提高光滑感以改善手感和穿着时的舒适感、或者为了提高聚氨酯树脂层的磨耗耐久性等，优选在透湿防水层上层叠图案层。该图案层主要由合成树脂组成，通过凹版涂布、轮转印刷、平网印刷等非全面且均一地进行涂布而形成。作为所述合成树脂，可以使用聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、氯乙烯系树脂、聚烯系树脂、乙烯·醋酸乙烯树脂等，可单独使用或者混合使用这些树脂。另外，在赋予图案层以光滑感的情况下，优选在其中含有润滑剂。对润滑剂没有特别限定，例如作为有机系润滑剂，可以列举聚二甲基硅氧烷等硅酮系化合物、作为L-赖氨酸与有机酸反应产物的N-月桂酰-L-赖氨酸等平板状粉体、各种耐热性有机填充剂微粉等。作为无机系润滑剂，可以列举通过湿式法(沉降法、凝胶法)得到的微多孔性非晶质硅石(二氧化硅)微粉、各种无机填充剂微粉等。另外，也可根据需要，在图案层中含有染料、颜料、填充剂、珠光颜料等化妆剂、以及蓄热剂、抗菌剂、消臭剂等功能剂。
实施例
下面，通过列举实施例和比较例对本发明进行详细说明。但本发明并不限定于这些实施例和比较例，在不脱离前述·后述宗旨的范围内实施的变更均包括在本发明的技术范围内。另外，使用下述方法对本发明实施例和比较例中的各种性能进行了评价。
[聚合物的相对粘度]
在96.3±0.1质量％的试药特级浓硫酸中溶解聚合物样品调制样品溶液，使聚合物的浓度达到10mg/ml。使用在20℃±0.05℃的温度下水落下秒数为6～7秒的奥式粘度计，在20℃±0.05℃的温度下，分别测定20ml调制的样品溶液的落下时间T1(秒)以及20ml用于溶解样品的96.3±0.1质量％的试药特级浓硫酸的落下时间T0(秒)。聚合物的相对粘度(RV)由下式计算。
RV＝T1/T0
[丝线的纤度]
制作3个由100m长的丝线形成的卷线轴，分别精称各自的质量(g)，求其平均值，然后乘以100倍，求得总纤度(dtex)。
[丝线的强度]
使用インストロンジヤパン社制的4301型万能材料试验机，样品长：20cm、拉伸速度：20cm/分、施加相当于线纤度×1/33g的荷重，测定3回，将断裂时的强度平均值作为断裂强度。
[丝线的伸长度]
测定方法同上述断裂强度，将断裂时的伸长度平均值作为断裂伸长度。
[织物的覆盖系数]
织物的覆盖系数(CF)由下式计算。
CF＝T×(DT)1/2+W×(DW)1/2
式中，T和W分别表示织物的经密度和纬密度(条/英寸)，DT和DW分别表示构成织物的经线和纬线的纤度(dtex)。
[亲水性聚氨酯树脂层的厚度]
使用锐利的安全刮脸刀，借助尺子将刀刃沿着经线放入经线之间，切出透湿防水性布料的纬方向断面。之后，用SEM以500倍的倍率对断面进行拍照。从不同部位任意拍照3张。用尺子测出各个照片中的亲水性聚氨酯树脂层的厚度，从照片上附注的单位标尺算出厚度。测定每张照片中的最大值和最小值，将其中央值的n＝3的平均值作为厚度。另外，在比较例3中，用同样的方法测定了多孔质聚氨酯树脂层的厚度。
[亲水性聚氨酯树脂层的厚度偏差]
将上述中央值的平均值记作a，将上述最大值与中央值的平均值之差记作b，厚度偏差c用下式计算。
c＝100×b/a
[透湿防水性布料的厚度]
依照JIS L 1096织物的厚度法进行测定。测定时的压力为23.5kPa，测定的厚度为加压10秒后的厚度。
[透湿防水性布料的扯裂强力]
依照JIS L 1096 8.15.5 D法(摆锤法)进行测定。经方向和纬方向分别为n＝5的平均值。
[透湿防水性布料的刚软性]
依照JIS L 1096 8.19.1 A法(45°悬臂法)进行测定。经方向和纬方向分别为n＝5的平均值。
[透湿防水性布料的透湿性]
依照JIS L 1099 A-1法(氯化钙法)进行测定。在温度40℃、湿度90％RH的环境下进行测定，取n＝3的平均值。
[透湿防水性布料的耐水压]
依照JIS L 1092 B法(高水压法)进行测定。
[透湿防水性布料的手感]
将尼龙6的56T24F的平织物(经130条·纬116条/英寸)进行染色·固定后，将之作为空白对照物。随意选择5个评价人，将感觉柔软的布料定为5点，将感觉硬的布料定为1点，将评价分为5个级别。
实施例1
使用相对粘度3.5的尼龙6聚合物片，在288℃的纺线温度下进行熔融纺线。在3个导丝辊中，将第1辊的速度设定为2000m/分、第2辊的速度设定为3500m/分、第3辊的速度设定为3500m/分，在第2辊的拉伸温度153℃下进行拉伸。得到了总纤度22dtex、每条丝线中含有20条单纤维、断裂强度5.5cN/dtex、伸长度48％的圆断面丝线。
将该丝线用于经线和纬线，将经密度设定为186条/英寸、纬密度设定为207条/英寸，使用喷水织机，用图3所示的双格子织组织制作织物。使用通常的方法进行精炼和染色(三菱化成社制的酸性染料DiacidFast Red 3B：2％owf)。之后，用アサヒガ一ドLS317(氟系防水剂乳剂，旭硝子社制)的5质量％的水分散液进行浸轧(轧余率35％)，干燥后在160℃下热处理1分钟，得到了用于涂布的织物。该织物的经密度为198条/英寸、纬密度为221条/英寸。
接下来，使用辊式刮刀涂布机，通过使刮刀和织物之间不留间隙地将刮刀擦过织物，将处方1所示的用于第1聚氨酯树脂层的树脂液以填平织纹凹部且挠取织纹凸部表面树脂液的方式进行涂布。其结果在织纹凸部表面没有涂布树脂液。之后，立刻在15℃的水槽中浸渍1分钟凝固树脂后，在50℃的热水槽中浸渍10分钟进行热水洗涤，用热风干燥机进行干燥。接下来，使用辊式刮刀涂布机，将处方2所示的用于第2聚氨酯树脂层的树脂固体成份为19质量％的树脂液进行涂布，调整涂布量以使得干燥后的膜厚为20μm。然后，在80℃干燥2分钟，在150℃热处理1分钟。用上述评价方法对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表1所示。
处方1
レザミンCU-4555(大日精化工业社制，含有30质量％聚酯型聚氨酯树脂的二甲基甲酰胺溶液)：100质量份
レザミンX交联剂(大日精化工业社制，异氰酸酯交联剂)：2质量份
Nipsil E200(日本硅石工业社制，含水型的亲水性二氧化硅微粉：平均粒径2.5μm)：1质量份
二甲基甲酰胺：30质量份
处方2
ハイムレンY-237NS(大日精化工业社制，聚氨酯树脂：不挥发成分25质量％)：100质量份
レザミンX-100(大日精化工业社制，异氰酸酯化合物)：2质量份
甲乙酮：15质量份
甲苯：15质量份
水：40质量份
实施例2
将纬密度变更为220条/英寸、将织物组织变更为图4所示的格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表1所示。
实施例3
将经密度变更为180条/英寸、纬密度变更为212条/英寸、将织物组织变更为平织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表1所示。
实施例4
对处方2所示的用于第2聚氨酯树脂层的树脂液的涂布量进行调整使干燥后的膜厚为5μm、并将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表1所示。
实施例5
使用相对粘度2.5的尼龙6聚合物片、并将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了丝线。得到的丝线为总纤度22dtex、每条丝线中含有20条单纤维、强度4.1cN/dtex、伸长度38％的圆断面丝线。
将该丝线用于经线和纬线，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表1所示。
比较例1
将织物的经密度变更为240条/英寸、纬密度变更为220条/英寸、将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表2所示。
比较例2
将织物的经密度变更为181条/英寸、纬密度变更为134条/英寸、将织物组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表2所示。
比较例3
应用一般的涂布条件对处方1所示的用于第1聚氨酯树脂层的树脂液进行涂布，对其涂布量进行调整以使干燥后的平均膜厚为25μm，另外不涂布处方2的树脂液，并将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表2所示。
比较例4
不涂布用于第1聚氨酯树脂层的树脂液、并将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。与实施例1同样地对得到的透湿防水性布料进行评价，结果如表2所示。
比较例5
通过调整刮刀与织物之间的空隙，调整处方1所示的用于第1聚氨酯树脂层的树脂液的涂布量以使干燥后的平均膜厚为10μm左右，并调整处方2所示的用于第2聚氨酯树脂层的树脂液的涂布量以使干燥后的平均膜厚为3μm左右，另外，将织组织变更为格子织组织，除此之外，与实施例1同样地制备了透湿防水性布料。由于在得到的透湿防水性布料上，硬将多孔质的第1聚氨酯树脂层的膜厚涂布为10μm，所以产生了纹路等涂布斑从而外观品质差。与实施例1同样地对该透湿防水性布料进行评价，结果如表2所示。
Figure BPA00001281332900171
在实施例1-5中制备的透湿防水性布料具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感好、透湿性能以及防水性能优秀。
另一方面，在比较例1中制备的透湿防水性布料由于使用了覆盖系数大于2200的织物，所以具有针状感的强硬度手感，扯裂强力在经方向为6.0N、在纬方向为5.0N，均较低。在比较例2中制备的透湿防水性布料由于使用了覆盖系数小于1700的织物，所以虽然柔软，扯裂强力在经方向为15.0N、在纬方向为14.0N，均得到提高，但为形成第1聚氨酯树脂层而进行湿式涂布时，树脂从织物背面侧浸出，发生了“树脂透过背面”的问题，而且其透湿性为4300mm/m2·24hr、耐水压为26kPa，均比实施例1低。在比较例3中制备的透湿防水性布料由于多孔质第1聚氨酯树脂层形成的厚，所以透湿性为4000mm/m2·24hr、耐水压为105kPa，达到了实用水平的透湿防水性，但亲水性第2聚氨酯树脂层的厚度偏差达到101％，总厚度达到0.11mm有肉厚的感觉，而且手感也差。在比较例4中制备的透湿防水性布料由于没有层叠多孔质第1聚氨酯树脂层，所以亲水性第2聚氨酯树脂层的厚度偏差达到121％，扯裂强力在经方向为7.0N、在纬方向为6.5N，均比实施例1低，而且其透湿性为4500mm/m2·24hr、耐水压为25kPa，均比实施例1低，手感也比较硬。另外，在比较例5中制备的透湿防水性布料由于亲水性聚氨酯树脂层涂的薄，所以虽然加工后该布料很柔软，但耐水压为25kPa，较低。
工业上利用的可能性
本发明的透湿防水性布料具有实用性的扯裂强力，同时轻量薄质、手感好、透湿性能以及防水性能优秀。另外，由于穿着时又轻又柔，所以可以获得良好的穿着舒适感。而且，用本发明的透湿防水性布料制作的产品可以被紧凑地收纳，所以外出携带非常方便。因此，本发明的透湿防水性布料特别适用于雨衣、外衣等各种衣料和室外用品等。
符号说明
1：织物、3：第1聚氨酯树脂层、5：第2聚氨酯树脂层。

Claims (8)

1.一种透湿防水性布料，该布料是在织物的至少单面上层叠有2层聚氨酯树脂层而成的，其特征在于，
第1聚氨酯树脂层是在织物表面上，以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式不连续层叠的多孔质聚氨酯树脂层；
第2聚氨酯树脂层是在所述第1聚氨酯树脂层之上以及织纹凸部之上连续层叠的亲水性聚氨酯树脂层。
2.根据权利要求1所述的透湿防水性布料，其中，所述第2聚氨酯树脂层的厚度为1～30μm。
3.根据权利要求1或2所述的透湿防水性布料，其中，所述第2聚氨酯树脂层的厚度偏差为80％以下。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的透湿防水性布料，其中，所述织物使用了由相对粘度3.0以上的尼龙6和/或尼龙66形成的总纤度8～25dtex的丝线，所述织物的覆盖系数CF为1700～2200，织组织为平织、格子或双格子。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的透湿防水性布料，其中，该布料的厚度为0.1mm以下，由JIS L 10968.15.5D法测定的扯裂强力在经纬方向均为8.0N以上，由JIS L 1096 8.19.1 A法测定的刚软性在经纬方向均为5～35mm。
6.根据权利要求5所述的透湿防水性布料，其中，所述扯裂强力在经纬方向均为10.0N以上。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的透湿防水性布料，其中，所述布料的由JIS L 1099 A-1法测定的透湿性为4000mm/m2·24hr以上，由JIS L 1092 B法测定的耐水压为50kPa以上。
8.一种透湿防水性布料的制备方法，该方法是用于制备权利要求1～7中任意一项所述的透湿防水性布料的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
(1)将用于第1聚氨酯树脂层的第1聚氨酯树脂液以填平织纹凹部且不覆盖至少一部分织纹凸部的方式涂布于织物表面后，通过湿式凝固法形成第1聚氨酯树脂层的步骤；
(2)在所述第1聚氨酯树脂层以及织纹凸部之上，连续地涂布用于第2聚氨酯树脂层的第2聚氨酯树脂液后，通过干式法形成第2聚氨酯树脂层的步骤。
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