JP2002327376A

JP2002327376A - 保温性布帛

Info

Publication number: JP2002327376A
Application number: JP2002056312A
Authority: JP
Inventors: Yasunao Shimano; 泰尚嶋野; Munehide Yamaguchi; 宗英山口
Original assignee: Komatsu Seiren Co Ltd
Current assignee: Komatsu Seiren Co Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】あらゆる布帛に対し保温性を付与できる汎用
性があり、優れた保温効果を示し、この保温効果が公知
の測定法で確実に実証できる、実用性の高い保温性布帛
を提供する。【解決手段】布帛本体と、金属酸化物系微粒子、カー
ボンブラックおよび赤外線吸収色素の中から選ばれた少
なくとも一つからなり、前記布帛本体に付与した赤外線
吸収剤とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保温性布帛に関す
る。さらに詳しくは、保温性が望まれている衣料、イン
テリア、その他の繊維資材などに利用できる保温性布帛
に関する。

【０００２】

【従来の技術】保温性布帛の製造方法については、これ
まで、いろいろ提案されているが、いずれも、以下にの
べるように、種々問題があった。ひとつの方法は、パラ
フィン類などの相変化材料をマイクロカプセル化し樹脂
バインダーで布帛に固着して保温効果を発揮させる方法
（特関平５−１５６５７０）がある。相変化材料は、溶
融するときに吸熱して環境温度を低下させ、固化すると
きに発熱する。この方法はこの原理を利用している。し
かし、この方法で製造した保温性布帛は、相変化材料の
吸熱容量、発熱容量が小さいため、大量に使用する必要
があり、布帛の持つ手触りを硬くして、商品価値を低下
させる。

【０００３】さらに、布帛にデッドエアーを形成するこ
とにより、空気の対流による熱の損失を防ぎ、保温性を
高める方法がある。具体的には、毛布などのように、起
毛、立毛によりデッドエアーを形成する方法、中空繊維
を使用してデッドエアー層を形成する方法がある。保温
効果をもっとも確実に発揮できる方法はデッドエアーを
利用した方法である。しかし、この方法には、布帛の素
材や用途の特性から、起毛、立毛状態を作ることが困難
なものが多く、デッドエアーを形成できる布帛の種類が
かなり限定されてしまうと言う問題がある。中空繊維を
使用する方法は、糸の製造段階から商品設計が必要であ
り、製造コストが高くなり、加工も複雑であって、汎用
的でない。

【０００４】繊維の分野以外で行われているデッドエア
ー形成方法として、ウレタン発泡材などを用いる方法が
ある。発泡構造でデッドエアーを作ることは保温性付与
に有効である。発泡手法には熱で分解する化学発泡剤を
使用する方法、ウレタン反応の際に発生する炭酸ガスを
使用する方法、フレオンガスなどの揮発性ガスを使用す
る方法、熱膨張するマイクロカプセルを使用する方法が
知られている。しかし、ウレタン発泡材を用いる方法で
は、ウレタン発泡材を布帛に積層すると極端に厚みが増
すと言う重大な問題があり、布帛の持つ本来の外観や手
触りが変化してしまうと言う問題もある。すなわち、布
帛は、用途、使用目的に応じて、例えば、タフタ裏地や
シャツ地、ブラウス地などではそれぞれ外観、厚み、手
触りなどに実質的な制限を有している。そのため、布帛
本未の外観、厚み、手触りなどをほとんど変化させるこ
となく保温性布帛を得ることが必要なのである。この方
法は操作が複雑であるという問題も有する。

【０００５】なお、赤外線放射セラミックを繊維に練り
込む方法（特開平９−５９８２７）も提案されている
が、体温に近い低温で赤外線の放射や効果が働くか否か
疑問がある。しかも、前述した、相変化材料を利用する
方法の保温効果は示差熱量計で確認することができ、デ
ッドエアーを利用する方法の保温効果はカトーテック
（株）製のサーモラボＩＩなどの測定機器を使用してカ
ラー写真（サーモグラフ）で簡単に確認することができ
るが、赤外線放射セラミックを利用する方法の保温効果
を実証するのは困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、あらゆる布帛に対し保温性を付与できる汎用性があ
り、優れた保温効果を示し、この保温効果が公知の測定
法で確実に実証できる、実用性の高い保温性布帛を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる保温性布
帛は、布帛本体と、金属酸化物系微粒子、カーボンブラ
ックおよび赤外線吸収色素の中から選ばれた少なくとも
一つからなり、前記布帛本体に付与した赤外線吸収剤と
を備える。

【０００８】

【発明の実施の形態】〔布帛本体〕本発明において、布
帛本体とは、保温性を付与する対象となる布帛を意味
し、布帛でありさえすれば、種類は問わない。布帛本体
を構成する繊維の種類としては、ポリエステル、ナイロ
ンなどの合成繊維、レーヨンなどの再生繊維、綿、ウー
ル、絹などの天然繊維やこれらの複合したものが使用可
能であり、特に限定されるものではない。その形態とし
ては、織物、編物、不織布などであり、布帛の厚み、目
付、外観などに制限はない。

【０００９】〔赤外線吸収剤〕赤外線吸収剤としては、
金属酸化物系微粒子、カーボンブラック、有機化合物の
赤外線吸収色素を用いる。特に、金属酸化物系微粒子
は、赤外線吸収性能と赤外線反射性能を合わせ持つもの
が多く、好ましく用いられる。具体的には、アンチモン
ドープ酸化錫（ＡＴＯ）やスズドープ酸化インジューム
（ＩＴＯ）などの１００ｎｍ以下の金属酸化物系微粒子
が好ましく用いられる。このような金属酸化物系微粒子
は、可視光線を透過する透明な材料でもあり、布帛本体
の色相に変化を与えない点でも好ましい。この種の金属
酸化物系微粒子は、水系の分散品やトルエンなどの溶剤
系分散品として入手することができる。一般に黒顔料と
して使用されるカーボンブラックも、有効な赤外線吸収
剤であり、塗布だけでなく、繊維に練り込むことで、保
温性を向上させることも出来る。カーボンブラックの粒
子径は、特に限定されないが、黒顔料等に用いられてい
る数μｍ程度の粒子径であればよい。カーボンブラック
は、布帛の色相が黒やネービーブルー、エンジ色などの
濃色品である場合に好ましく使用される。カーボンブラ
ックを淡色の薄地布帛本体に付与すると、布帛本体の色
がグレー化する傾向がある。

【００１０】〔中空状粒子〕本発明では、保温性を向上
させるために、赤外線吸収剤に加えて直径１μｍ以下の
中空状粒子をも布帛本体に付着させることができる。中
空状粒子を併用した場合、赤外線吸収剤だけを布帛に付
与したものに比べ、予想をはるかに越えて、保温効果が
向上する。すなわち、太陽光などの比較的強い赤外線を
吸収し、温度が上昇した布帛の温度を維持し続けられる
ことに加え、赤外線吸収剤だけではエネルギーの放出が
速いために確認できなかった、人体から発せられる弱い
赤外線も蓄積することができ、保温性を飛躍的に向上さ
せることができるのである。

【００１１】本発明で使用する中空状粒子は、直径１．
０μｍ以下のものであり、好ましくは直径０．５μｍ程
度のものである。この大きさの中空状微粒子は、布帛本
体を構成する繊維の円周数十ミクロンと比較して十分に
小さく、これを布帛に付着させても、布帛本体が本来持
つ外観、厚み、手触りをほとんど変えることなく、布帛
本体に保温性を付与できる。中空状粒子は一般に、内部
の空孔とシェル部の空気／ポリマー界面での屈折率の差
で光を散乱して、白度や不透明度を増す性質があり、遮
蔽性のある白色顔料ではあるけれども、これを布帛本体
に付着させて何ら問題はない。

【００１２】この中空状粒子は、特に限定はされない
が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、および／また
は、これらの共重合樹脂などからなるものが好ましく用
いられる。具体的には、ポリスチレン、ポリ−α−メチ
ルスチレンなどのスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸イソ
プロピル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリアクリロ
ニトリル、ポリメタクリロニトリルなどのアクリル系樹
脂の他、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリビニルアルコール、ポリ−ｏ−ビニルベンジル
アルコール、ポリ−ｍ−ビニルベンジルアルコール、ポ
リ−ｐ−ビニルベンジルアルコール、ポリビニルホルマ
ール、ポリビニルアセタール、ポリビニルプロピオナー
ル、ポリビニルブチラール、ポリビニルイソブチラー
ル、ポリビニル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ポリビニ
ルピロリドン、ポリビニルカルバゾール、酢酸セルロー
ス、ポリカーボネート、さらにはこれらの共重合体など
があげられる。

【００１３】中空状粒子の中空体積率は、２５容量％以
上のものが好ましく用いられ、その構造は、多数の微細
孔を有するもの、単シェル層を形成するもの、多重シェ
ル層を形成するものなどがあげられる。中空体積率と
は、粒子体積に対する中空部分の体積の割合をいう。中
空部分の体積は、特開昭５６−３２５１３号公報記載の
ように、中空粒子を炭化水素オイル（ｎD １．５１）に
浸漬した後に光学顕微鏡で観察することによって測定で
きる。中空状粒子は、水系の分散状態や乾燥した粉末状
で入手出来る。保温性布帛を溶剤系配合組成物を用いて
製造する場合は、溶剤に対する不溶性を持たせるため、
架橋型の中空状粒子が好ましく用いられる。

【００１４】〔布帛本体への付与〕赤外線吸収剤および
中空状粒子の布帛本体に対する付与量としては、赤外線
吸収剤は１平方メートル当たり０．０１ｇ以上、１０ｇ
以下が好ましい。中空状粒子は布帛の１平方メートル当
たり１ｇ以上、３０ｇ以下が好ましく、１ｇ以上、１０
ｇ以下がより好ましい。カーボンブラックを赤外線吸収
剤として使用する場合は１平方メートル当たり０．１ｇ
以上、１０ｇ以下付与するとよい。本発明では、赤外線
吸収剤や中空状粒子を、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、
ナイロン樹脂などのバインダー樹脂に配合して使用し
て、布帛に付与する。バインダー樹脂の種類は、特に限
定されるものではない。バインダー樹脂の付与量は、樹
脂固形分基準で、１平方メートル当たり０．１ｇ以上、
３０ｇ以下にすることが好ましい。この配合組成物は、
水系、溶剤系のいずれで構成しても良いが、入手出来る
材料の組成を考えると、水系の方が構成しやすい。溶剤
としては、トルエン、イソプロピルアルコール、ジメチ
ルホルムアミド、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど
が好ましく用いられる。この配合組成物には、メラミン
系、イソシア糸、エポキシ系などの架橋剤を併用しても
よい。

【００１５】保温性付与組成物は、上に述べた、バイン
ダー樹脂に赤外線吸収剤または赤外線吸収剤と中空状粒
子とを配合した組成物を言う。布帛本体に対する付着性
を向上させる等の目的で適当な添加剤をさらに配合して
も良い。赤外線吸収剤と中空状粒子の配合量は、例え
ば、バインダー樹脂固形分１００重量部に対し、赤外線
吸収剤１〜２００重量部、中空状粒子１〜２０００重量
部である。布帛本体への樹脂組成物の付与手段として
は、パディングの後マングルロールで絞る方法、グラビ
ヤコーティング法、ナイフコーティング法、キスロール
法、スクリーンプリント法など、公知のあらゆる付与手
段が適用できる。目的とする付着量や付着状態により選
択すれば良い。赤外線吸収剤に加え中空状微粒子を布帛
に付与する場合は、中空状粒子を布帛に付与した後に赤
外線吸収剤を付与したり、その逆の順序にしたり、保温
性付与組成物を用いて赤外線吸収剤と中空状微粒子とを
同時に付与したりする。

【００１６】なお、赤外線吸収剤と中空状粒子とは、繊
維に練り込む等の方法で布帛本体に付与しても良く、付
与する手段に制限はない。

【００１７】

【実施例】以下に実施例により、本発明を具体的に説明
する。（参考例１）この参考例は、本発明の技術的範囲からは
外れる参考技術である。ポリエステル１００％からなる
タフタ織物（密度７６×９０本／インチ）に、分散染料
カヤロンポリエステルイエロー４ＧＥ（日本化薬（株）
製）を１％ｏ．ｗ．ｆ．の濃度で用い、１３０℃でイエ
ローに染色した。ついで、常法により乾燥後、１６０℃
で３０秒間セットした。

【００１８】保温性付与の為に、下記の配合組成物を用
意した。配合組成物インプラニールＤＬＮ６．０％（バイエル社製水系ウレタン樹脂、固形分４０％）アクリル／スチレン共重合微粒子の水分散液８０．０％（中空状粒子径０．４５ミクロン、中空率３３％、固形分４０％）水１４．０％つぎに、１２５メッシュのグラビヤロールを使用して織
物の片面に７ｇ／ｍ²付与した後、１２０℃で乾燥し、
保温性布帛を得た。

【００１９】得られた保温性布帛と末処理布帛の保温率
および赤外線放射温度の測定を行ったところ、保温率：参考例１９％、未処理布１３％赤外線放射温度：参考例３２．０ ℃、未処理布３２．０℃ であり、保温性が向上している。保温性布帛の色相もほ
とんど変化は見られなかった。保温性布帛と末処理布帛
の保温性の測定としての保温率と赤外線放射温度の測定
は以下のように行った。

【００２０】保温性の測定法１．保温率の測定カトーテック（株）製のサーモラボＩＩを測定に用い
た。１５×１５ｃｍの測定試料を３６℃の熱板の上に
置き、試料を乗せた後、同一温度に保つ為の消費電力量
から保温率を計算で求めた。２．赤外線放射温度の測定蓄熱性を確認するため赤外線放射温度の測定を行った。
試料に赤外線を照射するためジェブ電気製の２５０Ｗ赤
外線ランプ、赤外線放射温度分布を測定するため日本電
気三栄（株）製のサーモトレーサー３１０２を用いた。

【００２１】人工気象室内２０℃、６５％ＲＨの環境下
で１５×１５ｃｍの試料を発泡スチロールの上に置き、
赤外線ランプを用い赤外線を照射した。試料周囲の温度
が３１℃になった時、試料表面の赤外線放射温度分布を
温度表示付きのカラー写真として記録し、測定した。〔実施例１〕上記保温性付与組成物から中空状粒子を除
き、カーボンブラックを用いた以外は参考例１と同様に
処理して、保温性布帛を得た。すなわち、下記の配合組
成物を使用して、保温性布帛を得た。

【００２２】配合組成物インプラニールＤＬＮ６．０％（バイエル社製水系ウレタン樹脂、固形分４０％）リューダイＷブラックＲＣ５．０％（カーボンブラック、大日本インキ製、固形分４０％）水８９．０％得られた保温性布帛と未処理布の保温率および赤外線放
射温度の測定を行ったところ、保温率：実施例９％、未処理布１３％赤外線放射温度：実施例３７．２℃、未処理布３２．０℃ であり、赤外線放射温度が上昇することが確認できた。
但し、保温率は低下した。得られた布帛の色相はグレー
にくすんでいた。（実施例２）ポリエステル１００％からなるタフタ織物
（密度７６×９０本／インチ）に、分散染料カヤロンポ
リエステルブラックＥＸ−ＳＦ（日本化薬（株）製）を
１５％ｏ．ｗ．ｆ．の濃度で使用し、１３０℃で黒色に
染色した。ついで、常法により還元洗浄し、乾燥後、１
６０℃で３０秒間セットした。

【００２３】保温性付与の為に、下記の配合組成物を用
意した。配合組成物インプラニールＤＬＮ６．０％（バイエル社製水系ウレタン樹脂、固形分４０％）アクリル／スチレン共重合微粒子の水分散液８０．０％（中空状粒子径０．４５ミクロン、中空率３３％、固形分４０％）リューダイＷブラックＲＣ５．０％（カーボンブラック、大日本インキ製、固形分４０％）水９．０％つぎに、１２５メッシュのグラビヤロールを使用して織
物の片面に７ｇ／ｍ²付与した後、１２０℃で乾燥し、
保温性布帛を得た。

【００２４】得られた保温性布帛と未処理布帛の保温率
および赤外線放射温度の測定を行ったところ、保温率：実施例１９％、未処理布１３％赤外線放射温度：実施例３７．２℃、未処理布３２．０℃ であり、いずれの方法でも保温性の向上が確認できた。（実施例３）ポリエステル１００％からなるタフタ織物
（密度７６×９０本／インチ）に、スミカロンイエロー
Ｅ−ＲＰＤ（住友化学工業（株）製）０．００５％ｏ．
ｗ．ｆ．を用いて、アイボリーに染色した。水洗、乾燥
後、１６０℃で３０秒間セットした。

【００２５】保温性付与の為に、下記の配合組成物を用
意した。配合組成物インプラニールＤＬＮ６．０％（バイエル社製水系ウレタン樹脂、固形分４０％）アクリル／スチレン共重合微粒子の水分散液８０．０％（中空状粒子径０．４５ミクロン、中空率３３％、固形分４０％）ＡＴＯ微粒子水分散液（金属酸化物系微粒子径５０ｎｍ以下、固形分１５％）１０．０％水４．０％つぎに、１２５メッシュのグラビヤロールを使用して織
物の片面に７ｇ／ｍ²塗布した後、１２０℃で乾燥し、
保温性布帛を得た。

【００２６】得られた保温性布帛と未処理布帛の保温率
およぴ赤外線放射温度の測定を行ったところ、保温率：実施例１９％、未処理布１３％赤外線放射温度：実施例３４．５℃、未処理布３２．０℃ であり、いずれの方法でも保温性の向上が確認できた。（実施例４）ポリエステル１００％からなる目付１００
ｇ／ｍ²のスパン織物を常法により蛍光増白したものを
試験に用いた。

【００２７】保温性付与の為に、下記の配合組成物を用
意した。配合組成物ＥＸ６２８７．０％（新中村化学製水系アクリル樹脂、固形分４０％）アクリル／スチレン共重合微粒子の水分散液８５．０％（中空状粒子経０．４５ミクロン、中空率５０％、固形分４０％）ＡＴＯ水分散液（金属酸化物系微粒子径５０ｎｍ以下、固形分１５％）８．０％つぎに、１２５メッシュのグラビヤロールを使用して織
物の片面に７ｇ／ｍ²塗布した後、１２０℃で乾燥し、
保温性布帛を得た。

【００２８】得られた保温性布帛と未処理布帛の保温率
および赤外線放射温度の測定を行ったところ、保温率：実施例２２％、未処理布１５％赤外線放射温度：実施例３７．３℃、未処理布３３．５℃ であり、いずれの方法でも保温性の向上が確認できた。
（実施例５）ポリエステル１００％からなる目付１００
ｇ／ｍ²のスバン織物を常法により蛍光増白したものを
試験に用いた。

【００２９】保温性付与の為に、下記の配合組成物を用
意した。クリスコートＡＣ８０７０．０％（大日本インキ製溶剤系アクリル樹脂、固形分２０％）アクリル／スチレン共重合微粒子粉末１５．０％（中空状粒子径０．５ミクロン、中空率３３％）ＡＴＯ微粒子トルエン分散液５．０％（金属酸化物系微粒子径５０ｎｍ以下、固形分５５％）コロネートＨＬ１．０％（日本ポリウレタン製、ポリイソシアネート）トルエン５．０％ナイフコーティング法により、織物の片面に２０ｇ／ｍ
²塗布した後、１２０℃で乾燥し、得られた保温性布帛
と未処理布帛の保温率およぴ赤外線放射温度の測定を行
ったところ、保温率：実施例２０％、未処理布１５％赤外線放射温度：実施例３６．５℃、未処理布３３．５℃ であり、いずれの方法でも保温性の向上が確認できた。

【００３０】

【発明の効果】本発明にかかる保温性布帛は、布帛の厚
み、目付、外観に制限がないので、あらゆる布帛に適用
することができる。この保温性布帛は、加工前の布帛本
体に比べ、外観、厚み、手触りがほとんど変化しないた
め、用途が限定されず、汎用性に優れている。この保温
性布帛は、保温性にも優れているため、防寒用衣服、保
温カバー、カーテン等に利用すれば、快適な環境の付与
し、省エネルギー化にも役立つ。本発明にかかる保温性
布帛の保温効果は、測定資料に一定の熱量を与え、赤外
線放射温度計で測定し、温度分布のカラー写真を得る方
法により未処理の布帛と比較して、温度が高くなってお
り、蓄熱性を有することを確認できる。このように、本
発明の保温性繊維布帛は、その効果が比較対照布帛との
数値の差として実証できる実用性の高い繊維布帛であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】布帛本体と、金属酸化物系微粒子、カーボンブラックおよび赤外線吸
収色素の中から選ばれた少なくとも一つからなり、前記
布帛本体に付与された赤外線吸収剤とを備える保温性布
帛。
【請求項２】赤外線吸収剤が、粒子径１００ｎｍ以下で
ある請求項１に記載の保温性布帛。
【請求項３】前記赤外線吸収剤が、赤外線吸収性能と赤
外線反射性能を合わせ持つ物質である請求項１または２
に記載の保温性布帛。