(57)【要約】  【課題】  弾性シートとＰＴＦＥ多孔質シートとを積層した複合材料において、透湿性および柔軟性を保持する。  【解決手段】  ポリウレタンまたはポリウレタン誘導体からなる弾性シートと、延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性の多孔質シートとを積層し、前記積層状態で加熱圧着し、前記弾性シートで前記多孔質シートの孔を塞くことなく、前記弾性シートと多孔質シートとを接着して一体化し、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上である透湿性を有する複合材料を製造している。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンまたはポリウレタン誘導体からなる弾性シートと、延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性の多孔質シートとを積層し、
前記積層状態で加熱圧着し、前記弾性シートで前記多孔質シートの孔を塞ぐことなく、前記弾性シートと多孔質シートとを接着して一体化し、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上である透湿性を有する複合材料の製造方法。
【請求項２】
ポリウレタンまたはポリウレタン誘導体からなる弾性シートと、延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性の多孔質シートとを、
前記弾性シートとは別のポリウレタンまたは其の誘導体からなる透湿性を有する接着層を挟んで積層し、
前記積層状態で圧着して、前記弾性シートで前記多孔質シートの孔を塞ぐことなく、前記弾性シートと多孔質シートとを接着して一体化し、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上である透湿性を有する複合材料の製造方法。
【請求項３】
前記接着層は、透湿性を有するポリウレタンまたは其の誘導体を含む液状の接着剤を部分的に塗布して形成している請求項２に記載の複合材料の製造方法。
【請求項４】
延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性を有する多孔質シートと、
ポリウレタン樹脂またはその誘導体からなる弾性シートとを備え、
前記多孔質シートと弾性シートとが積層状態で接着されて一体化され、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上とされている透湿性を有する複合材料。
【請求項５】
前記多孔質シート内に、前記弾性シートのポリウレタン樹脂またはその誘導体が充填されていない請求項４に記載の複合材料。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法で製造された請求項４に記載の複合材料。
【請求項７】
前記多孔質シートの気孔率が３０％〜９０％、厚さが５μｍ以上１００μｍ以下である請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の複合材料。
【請求項８】
前記弾性シートは透湿性を有し、厚みが１〜４０μｍである請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の複合材料。
【請求項９】
請求項４乃至請求項８に記載の複合材料を用いて作製された防水衣料、スポーツ衣料を含む製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合材料の製造方法および複合材料に関し、詳しくは、ポリウレタンからなる弾性シートとＰＴＦＥ多孔質シートとを積層した透湿性、防水性、柔軟性に優れた複合材料に関し、特に、防水衣料やスポーツ衣料等の衣料用材料として好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の複合製品として、従来、特許第２５４８７７１号（特許文献１）が提供されている。前記特許文献１では、延伸ＰＴＦＥからなる連続気泡構造で、気孔率４０％以上の基材となる厚さ２０μｍの多孔質シートの一表面に、ポリウレタンまたはポリウレタン（メタ）アクリレートから選ばれた液状の樹脂をコーテイングし、該樹脂を多孔質シートの気孔空間に充填して充満させ、この気孔中に高充填させた液状樹脂を凝固、硬化、乾燥させて、最終的に基材となる多孔質シートの被覆層を形成し、少なくとも１２００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒの水蒸気透過度を有する最終製品を得ている。
【０００３】
前記特許文献１の製品は、多孔質シートの気孔に液状樹脂を確実に充満させていることによりピンホールの無い製品となり、防水−通気性製品や防水−通気性衣料を得ることが出来ると、されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２５４８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記製品では、ＰＴＦＥ多孔質シートの連続気孔の内部にポリウレタン樹脂を確実に充満され、気孔を完全に塞いだ状態で硬化されるため、柔軟性がなく、堅いものとなる。よって、衣料用素材とした場合に、最も要求される「しなやかさ」、「風合い」が損なわれる問題がある。
さらに、多孔質シートの気孔に液状樹脂が充満され、該液状樹脂が硬化されるため、最終製品の透湿性も低いものとなり、衣料用材料として用いた場合に蒸れが発生しやすい不具合もある。
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、柔軟性を確保して衣料用素材として好適なものとすると共に、汗をかいた場合に除湿できる透湿性を保持し、さらに防水性、耐摩耗性、難熱性も有すると共に軽量化も図れ、レインコート等の防水衣料、特に、ゴルフやスキー等のスポーツ用の衣料として好適に用いられる複合素材を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、第一に、ポリウレタンまたはポリウレタン誘導体からなる弾性シートと、延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性の多孔質シートとを積層し、
前記積層状態で加熱圧着し、前記弾性シートで前記多孔質シートの孔を塞ぐことなく、前記弾性シートと多孔質シートとを接着して一体化し、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上である透湿性を有する複合材料の製造方法を提供している。
【０００８】
具体的には、前記弾性シートは、予め透湿性を有するポリウレタンを離型紙上にコーティングして乾燥させ、乾燥後に離型紙を剥離して作製している。
この状態で、予め作製している前記多孔質シートに弾性シートを重ね合わせて積層し、加熱温度は２０℃〜１６０℃、加圧力は２ｋｇｆ／ｃｍ２以下として、加熱圧着している。
【０００９】
前記のように、本発明では、延伸ＰＴＦＥからなる多孔質シートと、ポリウレタン又はポリウレタン誘導体からなる弾性シートとを完全に独立させて積層した構造とし、該積層される多孔質シートと弾性シートとを加熱圧着して結合させている。其の際、加熱温度は弾性シートが完全に溶融することはなく、その表面が多孔質シートに対して溶着する程度の温度に設定している。これにより、多孔質シートの気孔が前記特許文献１のようにポリウレタン樹脂で充満されて完全に塞がれることが無いため、多孔質シートの特性である柔軟性を保持でき、衣料用複合材料として好適なものとなる。また、気孔が樹脂で完全に塞がれないため、透湿性も高められ、本発明では前記した３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上となり、特許文献１の１２００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒと比較して２倍以上とすることが出来る。
【００１０】
また、本発明では、第２の製造方法として、前記弾性シートと多孔質シートとを積層する際に、前記弾性シートとは別のポリウレタンまたは其の誘導体からなる透湿性を有する接着層を挟んで積層し、
該積層状態で、所要の加圧力で圧着を行い、ポリウレタンまたはポリウレタン誘導体で多孔質シートの孔を塞ぐことなく接着して一体化している複合材料の製造方法を提供している。
前記接着層を介在させた場合においても、前記方法と同様に、弾性シートおよび接着層のポリウレタンを多孔質シートの気孔に、完全に充填させることなく多孔質シートと弾性シートを確実に一体化させることができる。
【００１１】
前記接着層は、透湿性を有するポリウレタンまたは其の誘導体を含む液状の接着剤を部分的に塗布して形成している。
なお、液状の接着剤を塗布して接着層を形成する代わりに、透湿性を有するポリウレタンまたは其の誘導体からなる接着フィルムを用いてもよい。この場合、接着フィルムが溶融しない程度の加熱条件下で圧着をおこなっている。
【００１２】
本発明は、第二に、延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる可撓性を有する多孔質シートと、ポリウレタン樹脂またはその誘導体からなる弾性シートとを備え、
前記多孔質シートと弾性シートとが積層状態で接着されて一体化され、水蒸気透過度（ＭＶＴＲ）が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上とされている透湿性を有する複合材料を提供している。
【００１３】
本発明の複合材料は、例えば、前記した製造方法により製造し、前記多孔質シート内に、前記弾性シートのポリウレタン樹脂またはその誘導体が充填されていない構造としている。
なお、本発明の複合材料は、必ずしも前記製造方法に限定されず、多孔質シートの気孔内に弾性シートの樹脂が殆ど充満されず、気孔が完全に塞がれない構造で接着結合されている構成であれば良い。
【００１４】
前記多孔質シートは、例えば、柔軟な繊維構造体とし、水蒸気透過度が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上、気孔率が３０％〜９０％、厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、前記気孔率は６０％〜８５％、厚さは１０μｍ〜５０μｍである。
【００１５】
具体的には、前記多孔質シートは、ＰＴＦＥの繊維構造体を一軸延伸あるいは二軸延伸で延伸率を５倍〜１５０倍とし、延伸により繊維構造体の網目を広げて、０．０５μｍ〜１０μｍ程度の気孔を連続的あるいは／および部分的に形成している。
前記素材となるＰＴＦＥは、通気性、撥水性、柔軟性、難燃性を有すると共に強い引張強度を有し、衣料用素材としても好適な物性を有する。
【００１６】
前記弾性シートは、その厚さは１μｍ以上４０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下として、非発泡構造あるいは独立発泡構造として防水機能を持たせている。
かつ、該弾性シートは発泡ポリウレタンあるいは透湿性を有するポリウレタンから形成することが好ましい。
【００１７】
前記弾性シートと多孔質シートとの積層体からなる本発明の複合材料は、その全体厚さを１０μｍ以上１４０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上〜６０μｍ以下としている。
該複合材料は柔軟性を有すると共に透湿性を有し、衣料とした場合に蒸れの発生を無くしている。
【００１８】
前記したように、本発明の複合素材は透湿性を保持しながら防水性を備え、かつ柔軟であるため衣料用素材として好適に用いられる。
よって、本発明は、前記複合材料を用いたレインコート、ゴルフやスキー等のスポーツ用衣料からなる衣料品等の製品も提供している。
前記製品としては、前記衣料品の他に防水性、透湿性、耐久性等が要求されるテント、自動車用カバー、女性用衛生用品、靴、手袋、シュラフ、布団等の各種製品の素材としても好適に用いられる。
なお、本発明の複合材料は前記に列挙した製品に限定されるものではなく、難燃性、耐熱性、耐摩耗性、強度等も兼ね備えているため、これらの機能が要求される各種の製品に適用できる。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、本発明は、ポリウレタンあるいはその誘導体から形成される弾性シートと、延伸ＰＴＦＥからなる多孔質シートとを積層状態に一体化した複合材料において、多孔質シートの孔が弾性シートの樹脂で塞がれず、気孔を残存させているため、柔軟性を有すると共に透湿性が優れた複合材料とすることができる。
【００２０】
また、多孔質シートとして延伸ＰＴＦＥを用いているため、其の特性である柔軟性を有すると共に、撥水性、高強度、難燃性も有する。
一方、弾性シートはポリウレタンあるいはその誘導体から形成しているため、透湿性に優れ、加工性もよく、かつ、防水機能も簡単に付与することができる。
【００２１】
上記構成からなる本発明の複合材料は、透湿性、柔軟性、防水性を有するため、防水衣料品として好適な素材となり、特に、汗をかくスポーツ用衣料とした場合に除湿機能が優れているため、蒸れを発生させず好適なものとなる。
さらに、多孔質シートとしてＰＴＦＥを用いているため、ＰＴＦＥの特性である高強度、難燃性、耐摩耗性等が要求される製品の素材としても有効となる。
【００２２】
さらに、本発明の複合材料の製造方法によれば、積層する弾性シートと延伸ＰＴＦＥ多孔質シートをそれぞれ別個に設けているため、各シートを安定して精度よく形成することができる。また、これら予め作製した多孔質シートと弾性シートとを設けているため、予め大量生産しておくことができる。また、前記多孔質シートと弾性シートとを積層して加熱圧着、あるいは透湿性を有する接着剤を塗布して形成した接着層を介して圧着させるだけで接着一体化しているため、ＰＴＦＥの多孔質材料の特徴である柔軟性を維持したままで複合化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明の第１実施形態の複合素材１を示し、該複合材料１は延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の多孔質シート２とポリウレタンあるいはポリウレタン（メタ）アクリレートから形成した弾性シート３とを積層し、それらの界面を直接接着させて一体化した布帛状の連続シートからなる。
【００２４】
前記多孔質シート２はＰＴＦＥの繊維構造体を延伸することにより網目を引き伸ばして気孔２ａを設けたもので、気孔率は３０〜９０％の範囲とし、本実施形態では７５％としている。又、該多孔質シート２の水蒸気透過度は３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上とし、本実施形態では１０００００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒとしている。その厚さは５〜１００μｍの範囲とし、本実施形態では３０μｍとしている。
【００２５】
前記弾性シート３は、透湿性を有するが、気孔のない非発泡構造とし、その厚さを１〜４０μｍとし、本実施形態では１０μｍとしている。
該弾性シート３の透湿性は、前記多孔質シートと同様の水蒸気透過度が３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上とし、本実施形態では１０００００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒとしている。
【００２６】
前記多孔質シート２と弾性シート３との積層構造からなる複合材料１の全体厚さが１０μｍ〜１４０μｍで、本実施形態では、４０μｍとしている。
【００２７】
前記構成からなる複合材料は、大きい気孔率を有する延伸ＰＴＦＥからなる多孔質シート２にポリウレタンまたは其の誘導体からなる弾性シート３を接着一体化し、かつ、多孔質シート２の気孔２ａには弾性シート３側のポリウリタンを充満させずに気孔を残存させているため、複合材料の水蒸気透過度を多孔質シートの有する水蒸気透過度に対して著しく低下されることがない。したがって、防水性を有するが、透湿性も備えているため衣料とした場合に蒸れを生じさせない。
さらに、堅くならず柔軟性を保持し、衣料用材料とした場合に要求される「しなやかさ」および「風合い」を持たせることができる。よって、特に、汗をかくスポーツ用衣類、例えば、ゴルフ用、スキー用等の衣料として好適な素材となる。
【００２８】
次に、本発明の複合材料１の製造方法を図２を参照して説明する。
図２（Ａ）に示すように、離型紙５上に溶融させた透湿性を有するポリウレタン３’を塗布し、その後、乾燥固化させ、離型紙５を剥離して弾性シート３を作製する。
一方、多孔質シート２は、繊維構造としたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を延伸して網目を広げて気孔を設け、前記のように気孔率３０〜９０％の範囲とし、本実施形態では７５％としている。
該多孔質シート２の水蒸気透過度は３０００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上とし、本実施形態では１０００００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒとしている。
また、多孔質シート２は、その厚さを５〜１００μｍの範囲としている。
このように、本発明では予め、積層する多孔質シート２と弾性シート３とを個別に作製している。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、前記多孔質シート２と弾性シートとを積層し、該状態で、加熱温度１００℃〜２５０℃としている。加圧力は０．０２ｋｇｆ〜２ｋｇｆ／ｃｍ２とし、本実施形態では０．２ｋｇｆ／ｃｍ２としている。
加熱温度を前記多孔質シート２および前記弾性シート３の溶融温度以下に設定していることにより、弾性シート３は溶融せず、弾性シート３の界面が多孔質シート２に溶着できる程度であり、該状態で加圧力で互いに接着させている。
具体的には、図２（Ｃ）に示すように、上下ローラ１１の少なくとも一方を前記温度に加熱し、該ロール間に前記積層したシートを通過されて前記圧力で加圧している。
【００３０】
前記加熱圧着により、多孔質シート２と弾性シート３とは、その界面においてミクロ的には完全に連続した線状に固着されるのではなく不連続に形成され、かつ、弾性シート３に透湿性を予め付与しているため、接着面においても水蒸気を透過できる。
【００３１】
前記製造方法で製造して得られた最終製品が、前記第１図に示す複合材料１となる。
このように、複合材料１は多孔質シート２と弾性シート３とが界面において透湿性を有する状態で一体的に接着結合され、該結合力は強度の高いものとなる。かつ、該界面において、多孔質シート２の気孔２ａには弾性シート３のポリウレタンが充満されておらず、気孔を残存しているため、多孔質シート２の特性を維持して、複合材料１は柔軟性を保持し、かつ、透湿性も大きく損なわれない。
【００３２】
前記第１実施例の複合材料１として、厚さ３０μｍの多孔質シートと厚さ６μｍの弾性シートとからなる複合材料を作製した。
該複合材料は下記の測定試験より、防水性、耐摩耗性、難燃性も保持していることが確認されている。
防水性の測定はＪＩＳ  Ｌ  １０９２  Ｂ法を用いて測定し、その結果、防水性の点では合格であった。
耐摩耗性の測定は、洗濯試験  ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  Ｆ−３法を用いて測定し、その結果、耐摩耗性も合格であった。 
なお、透湿性の測定は、ＪＩＳ  １０９９  Ｂ−１法を用いて測定した。
【００３３】
図３は第１実施形態の変形例を示し、該複合材料１は弾性シート３’として発泡ポリウレタンを用いている点が第１実施形態と相違している。
該弾性シート３’も第１実施形態と同様に、離型紙上に発泡剤を添加したポリウレタン溶液を塗布し、その後、加熱して溶剤を焼き飛ばし、その後、乾燥固化させ、離型紙を剥離して弾性シート３’を作製している。該弾性シート３’の発泡は連続発泡でも独立発泡でもいずれでもよい。
前記弾性シート３’を多孔質シート２と積層し、該積層状態で加熱加圧して、弾性シート３’のポリウレタンが多孔質シート２の気孔２ａを塞がない状態で、多孔質シート２と弾性シート３’を接着して一体化している点は第１実施形態と同様である。
【００３４】
前記第１実施形態の変形例の複合材料１として、厚さ３０μｍの多孔質シートと厚さ６μｍの弾性シートとからなる複合材料を作製した。
該複合材料も、ＪＩＳ  Ｌ  １０９２  Ｂ法を用いて防水性を測定した結果、防水性の点で合格であった。また、洗濯試験  ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  Ｆ−３法を用いて測定した結果、耐摩耗性も合格であった。
【００３５】
図４は第２実施形態を示し、第１実施形態と同様の弾性シート３と多孔質シート２との間に透湿性を有する別のポリウレタン又は其の誘導体からなる接着層５を介在させて一体化した複合材料１’としている。他の点は第１実施形態と同様である。
【００３６】
前記接着層５は、多孔質シート２の表面（孔部分は除く）にポリウレタンまたは其の誘導体を含む液状の接着剤を塗布して、接着層５を設けている。
この多孔質シート２の接着層５側に弾性シート３を積層し、この状態で加圧して、弾性シート３および接着層５のポリウレタンが多孔質シート２の気孔を塞がない状態で一体化している。
【００３７】
図５は第３実施形態を示し、液状の接着剤を塗布する代わりに、ポリウレタンあるいは其の誘導体から形成した接着フォルム１０を弾性シート３と多孔質シート２との間に介在させて積層している。この状態で加圧して、弾性シート３および接着フィルム１０のポリウレタンが多孔質シート２の気孔を塞がない状態で一体化し、複合材１”を形成している。
前記複合材料１”においても、多孔質シート２の気孔２ａがポリウレタンで塞がれないようにしているため、柔軟性を保持させ、かつ、所要の透湿性も保持させることができる。
【００３８】
「実施例」
前記第２実施形態の構成とした実施例１〜実施例３、前記第１実施形態の変形例の構成とした実施例４の複合材料を下記の表１に示す条件で作製した。
作製した実施例１〜実施例４の複合材料の透湿性、耐水圧、剥離強度を測定した。
剥離強度の測定は、複合材料の幅を１０ｍｍとし、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定した。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１に示したように、実施例１〜４はいずれも水蒸気透過度が１０００００ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ以上であるため、蒸れの発生がないことが確認できた。また、剥離強度は２５ｇ／ｃｍ以上で高強度であることも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係わる複合材料は、透湿性、防水性、柔軟性に優れているため、蒸れを発生させない防水用の衣料素材、特に、汗をかくスポーツ用衣類の素材として好適なものとなる。さらに、高強度、撥水性、難燃性等を備えるため、衣料用素材に限らず、自動車用カバーなどの防水用カバー、テント、靴、シュラフ、布団等の素材としても好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の複合材料の断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は複合材料の製造方法を示す図面である。
【図３】第１実施形態の変形例の複合材料の断面図である。
【図４】第２実施形態の複合材料を示す分解断面図である。
【図５】第３実施形態の複合材料を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１’  複合材料
２  多孔質シート
３  弾性シート
５  接着層
１０  接着フィルム
【図１】
2006305937.tif 000004
【図２】
2006305937.tif 000005
【図３】
2006305937.tif 000006
【図４】
2006305937.tif 000007
【図５】
2006305937.tif 000008