JP2008184693A

JP2008184693A - 保温性布帛および繊維製品

Info

Publication number: JP2008184693A
Application number: JP2007016303A
Authority: JP
Inventors: Rei Yasumitsu; 玲安光
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: JP4976148B2

Abstract

【課題】優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛および繊維製品を提供する。
【解決手段】布帛の少なくとも一面に、赤外線吸収剤Ａと、温度２０〜４５℃で液相から固相または固相から液相へと相変化する相変化物質Ｂとが付着していることを特徴とする保温性布帛、および該保温性布帛を用いてなる繊維製品。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛および繊維製品に関するものである。

従来、保温性を呈する保温性布帛としては、繊維中に赤外線吸収剤を練り込んだ赤外線吸収性繊維で布帛を構成したものや、布帛に赤外線吸収剤を付着させたものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、これらの保温布帛を用いて繊維製品を得て使用すると、太陽光にさらされているときは暖かいが、屋内に入るとすぐに冷えてしまうという問題があった。

なお、ｎ−パラフィンなどの相変化物質を用いた蓄熱性繊維構造物は特許文献２において提案されているが、相変化物質のみを繊維構造物に付着させると、相変化物質が固相から液相に相変化する際に吸熱し温度を下げるため、保温目的において逆効果を呈するものであった。

特開２００３−９６６６３号公報特開平５−１５６５７０号公報

本発明は、上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛および繊維製品を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、赤外線吸収剤に加えて特定の相変化温度を有する相変化物質を布帛に付着させることにより、優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明に想到した。

かくして、本発明によれば「布帛の少なくとも一面に、赤外線吸収剤Ａと、温度２０〜４５℃で液相から固相または固相から液相へと相変化する相変化物質Ｂとが付着していることを特徴とする保温性布帛。」が提供される。

その際、前記赤外線吸収剤Ａが金属酸化物系微粒子であることが好ましい。また、前記相変化物質Ｂがｎ−パラフィンであることが好ましい。また、前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂのうち、少なくともどちらか一方がマイクロカプセルに封入されて布帛に付着していることが好ましい。

本発明の保温性布帛において、前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとが、布帛のどちらか一方の面にのみ付着していることが好ましい。また、前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとがバインダー樹脂とともに混合され、布帛の少なくとも一面に塗布されることにより、布帛の少なくとも一面に前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとが付着していることが好ましい。その際、前記の塗布が、塗布部が連続的につながる部分を有するような塗布であることが好ましい。特に、前記塗布部が格子状であることが好ましい。また、本発明の保温性布帛において、布帛がポリエステル繊維で構成されることが好ましい。

また、本発明によれば、前記の保温性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、紳士衣料、および婦人衣料の群より選ばれるいずれかの繊維製品が提供される。

本発明によれば、優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛および繊維製品が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明において、赤外線吸収剤Ａとしては、波長７００〜２０００ｎｍの赤外線領域で１０％以上の吸収率を有する物質であれば特に限定されず、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などが例示される。かかる赤外線吸収剤の中でも、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ（２７℃）以上（より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）であるものが好ましい。かかる熱伝導率を有することにより、赤外線吸収剤が太陽光等の赤外線により暖められた際、極めて迅速に布帛が暖められ、優れた保温性が得られ易い。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）などの平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属酸化物系微粒子が好ましく例示される。かかる金属酸化物系微粒子は可視光線を透過する透明性の高い材料でもあり、布帛本体の色相に変化を与えにくい点でも好ましい。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。また、布帛の色相が黒、ネービーブルー、エンジ色などの濃色品である場合には、カーボンブラックも好適に使用することができ、かかるカーボンブラックの粒子径は、数μｍ程度の粒子径であればよい。なお、淡色の布帛にカーボンブラックを適用すると、布帛表面がグレー化してしまう傾向にある。

一方、温度２０〜４５℃で液相から固相または固相から液相へと相変化する相変化物質Ｂとしては、ｎ−パラフィンが好適に例示される。ここで、相変化温度が２０〜４５℃（好ましくは２５〜３５℃）の範囲内であることが特に重要であり、相変化温度が該範囲から外れる場合は、暖かい状態を長時間保持できず好ましくない。

前記の赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂのうち、少なくともどちらか一方がマイクロカプセルに封入されて布帛に付着していることが好ましい。特に、相変化物質Ｂのみがマイクロカプセルに封入されているか、赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂがマイクロカプセルに封入されていることが好ましい。

かかるマイクロカプセル化法自体は特開平５−１５６５７０号公報に開示されているように公知である。マイクロカプセルの壁材は有機ポリマーであることが好ましく、例えば、尿素−ホルマリン樹脂またはメラミン−ホルマリン樹脂が好ましい。マイクロカプセルの粒径および壁厚としてはそれぞれ粒径５〜２５μｍ、壁厚０．５〜６μｍの範囲内であることが好ましい。また、赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂのうち、少なくともどちらか一方がマイクロカプセルに封入される場合、封入物質の重量比率は、マイクロカプセル全重量に対して５〜９９重量％の範囲内であることが好ましい。

本発明の保温性布帛において、表側表面および裏側表面のうち少なくともどちらか一方表面に前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂが付着している。なお、表側表面とは使用の際に外気側に位置する表面であり、裏側表面とは使用の際に肌側に位置する表面である。

前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂを布帛に固着させる量は、それぞれ布帛に対して赤外線吸収剤Ａが０．０２〜５０ｇ／ｍ^２（より好ましくは０．５〜２０ｇ／ｍ^２）、相変化物質Ｂが０．０２〜５０ｇ／ｍ^２（より好ましくは０．５〜２０ｇ／ｍ^２）の範囲内であることが好ましい。赤外線吸収剤Ａの固着量が該範囲よりも小さいと、布帛に太陽光等の赤外線があたっても、布帛が十分には暖められない恐れがある。逆に赤外線吸収剤Ａの固着量が該範囲よりも大きいと保温効果は十分であるものの経済的でない。また、相変化物質Ｂの固着量が該範囲よりも小さいと、暖かい状態を長時間保持できないおそれがある。前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとの重量比率としては、前者：後者で５：９５〜２５：７５の範囲内であることが好ましい。

本発明の保温性布帛において、布帛の種類は特に限定されない。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、目付け、外観などにも制限はない。また、布帛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を複合したものが使用可能である。特にポリエステル繊維が好ましい。ポリエステル繊維はジカルボン酸成分とジグリコール成分とから製造される。ジカルボン酸成分としては、主としてテレフタル酸が用いられることが好ましく、ジグリコール成分としては主としてエチレングリコール、トリメチレングリコール及びテトラメチレングリコールから選ばれた１種以上のアルキレングリコールを用いることが好ましい。また、ポリエステル樹脂には、前記ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に第３成分を含んでいてもよい。該第３成分としては、カチオン染料可染性アニオン成分、例えば、ナトリウムスルホイソフタル酸；テレフタル酸以外のジカルボン酸、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸；及びアルキレングリコール以外のグリコール化合物、例えばジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルフォンの１種以上を用いることができる。さらには、ポリ乳酸などの生分解性を有するポリエステル繊維でもよい。

繊維を形成する樹脂中には、必要に応じて、艶消し剤（二酸化チタン）、微細孔形成剤（有機スルホン酸金属塩）、着色防止剤、熱安定剤、難燃剤（三酸化二アンチモン）、蛍光増白剤、着色顔料、帯電防止剤（スルホン酸金属塩）、吸湿剤（ポリオキシアルキレングリコール）、抗菌剤、その他の無機粒子の１種以上が含まれていてもよい。

繊維の形状としては、短繊維でもよいし長繊維（マルチフィラメント）でもよい。さらには、通常の仮撚捲縮加工が施された仮撚捲縮加工糸や２種以上の構成糸条を空気混繊加工や複合仮撚加工させた複合糸であってもよい。

繊維の単糸繊維繊度、総繊度、単糸数は、単糸繊維繊度０．１〜１０．０ｄｔｅｘ、総繊度２０〜３００ｄｔｅｘ、単糸数１０〜２００本の範囲であることが好ましい。また、単糸繊維の断面形状には制限はなく、通常の円形断面のほかに三角、扁平、くびれ付扁平、十字形、六様形、あるいは中空形などの異型断面形状であってもよい。特にくびれ付扁平断面形状を採用すると、吸水性が向上するので好ましい。

前記布帛は、通常の方法により製編織された織編物でよく、その織編組織は特に限定されない。例えば、平織、綾織、サテンなどの織組織や、天竺、スムース、フライス、鹿の子、デンビー、トリコットなどの編組織が好適に例示されるが、これらに限定されるものではない。層数は単層が好ましいが、２層以上の多層であってもよい。また、かかる布帛には、染色加工、吸水加工、さらには、常法の起毛加工、紫外線遮蔽あるいは抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤、撥水剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。

本発明の保温性布帛において、かかる布帛に前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂが通常バインダー樹脂により付着している。ここで、用いられるバインダー樹脂としては特に限定されるものではなく、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、ナイロン樹脂などが例示される。バインダー樹脂の固着量は、樹脂固形分基準で、布帛に対して０．０１〜４０ｇ／ｍ^２（より好ましくは５〜３０ｇ／ｍ^２）の範囲内であることが好ましい。

通常、前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂと、バインダー樹脂は、これらの配合組成物として布帛に付与される。その際、かかる配合組成物は水系、溶剤系のいずれで構成してもよいが、加工工程の作業環境上水系の方が好ましい。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、酢酸エチルなどが例示される。この配合組成物には、エポキシ系などの架橋剤を併用してもよい。さらに、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よい。

前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂと、バインダー樹脂（樹脂固形分基準）との配合比率としては前者：後者で１：０．５〜１：５０（好ましくは１：５〜１：４０）の範囲内であることが好ましい。バインダー樹脂の配合比率が該範囲よりも少ないと、布帛を製品となした後、洗濯時に赤外線吸収剤が脱落しやすいため、保温性の洗濯耐久性が低下する恐れがある。逆に、バインダー樹脂の配合比率を該範囲よりも多くしても、洗濯耐久性の効果はあまり変わらず経済的でない。

本発明の保温性布帛において、前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂが、布帛のどちらか一方の面にのみ付着していることが好ましい。特に、裏側表面（肌側表面）にのみ前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂが付着していると、使用時に外観が損われず好ましい。
また、前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとが、塗布部が連続的につながる部分を有するような塗布により布帛に付着していると、ソフトな風合いが損われず好ましい。

ここでいう、連続的につながる部分を有するような塗布とは、例えば縞のように一方向にのみ連続的につながっているもの、縦横または斜線格子状につながっているものなどを意味する。特に格子状パターンであることが好ましく、かかる格子状パターンを採用することにより、赤外線吸収剤が太陽光線等の赤外線により加熱された際、熱が格子状パターンに沿って、迅速に伝わり、布帛が速やかに暖められる。また、パターン内における塗布部面積比率が１０〜８５％（より好ましくは２５〜７０％）であることが好ましい。なお、塗布部面積比率は下記式で示されるものである。
塗布部面積比率＝（塗布部面積）／（塗布部面積＋非塗布部面積）×１００（％）

該塗布部面積比率が１０％よりも小さいと、布帛に赤外線があたっても、布帛が十分には暖められない恐れがある。逆に、塗布部面積比率が８５％よりも大きい場合は、布帛の風合いが低下する恐れがある。また、上記格子状パターンにおいて、格子間の間隔は２〜３０ｍｍ程度が適当である。

布帛への、前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとバインダー樹脂の付与手段として、まず両者を前述のような配合組成物となした後、該配合組成物を、グラビアコーテイング法、スクリーンプリント法などの、公知の付与手段を用いることができる。

かくして得られた保温性布帛において、赤外線吸収剤Ａにより速やかに体温以上に昇温し、また同時に相変化物質Ｂにより温度低下を抑制することにより、暖かい状態を長時間保持することができる。

また、本発明の繊維製品は前記の保温性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、紳士衣料、および婦人衣料の群より選ばれるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品は前記の保温性布帛を用いているので優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる。

以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各物性は下記の方法により測定したものである。
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。

＜保温性＞保温効果を確認するために２０℃、６０％ＲＨの恒温恒湿環境下で、エネルギー源として２００Ｗレフランプ光源を用い、高さ５０ｃｍから６０秒間照射し、ランプ消灯後、３０秒後と６０秒後の繊維構造体裏面の温度を熱電対で測定した。
＜風合い評価＞試験者３名により、ソフト感について官能評価を行い３段階評価した。「優れている」は○、「普通」は△、「劣っている」は×で示した。

［実施例１］
経糸として、総繊度５６ｄｔｅｘ／２０ｆｉｌのポリエチレンテレフタレート繊維、緯糸として、総繊度８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌのポリエチレンテレフタレート繊維を用い、経糸密度７６本／２．５４ｃｍ、緯糸密度９０本／２．５４ｃｍのタフタ織物を得た。
かかるタフタ織物を、常法の精錬、リラックス、染色した後、乾燥、セットして基布とした。

また、保温性付与のために、下記の配合組成物を用意した。
［配合組成物の組成］
・アクリル系バインダー６０．０％
（固形分４０％）
・ＡＴＯ水分散液５．０％
（固形分１５％、ＡＴＯの熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ、ＡＴＯの微粒子径５０ｎｍ以下）
・相変化物質内包マイクロカプセルＰＭＣＤ−３２三木理研工業（株）製
（融点３２℃のｎ−パラフィン内包マイクロカプセル、壁材：メラミン−ホルマリン樹脂、平均粒径：５μｍ）５．０％
・水３０．０％

次いで、１０５メッシュのグラビアロールを使用してタフタ織物の片面に上記配合組成物を付与した（ＡＴＯ分０．８ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂固形分２４．２ｇ／ｍ^２）後、１６０℃で乾燥し、保温性布帛を得た。グラビアロールの転写パターンは、全面が図１に示す縦横格子状パターン（塗布部面積比率５０％、格子間の間隔１０ｍｍ）で形成されるものを採用した。得られた保温性布帛の保温性、織物風合いを表１に示す。保温性、織物風合いともに良好であった。

［比較例１］
実施例１において、ＡＴＯ水分散物を添加しない以外は実施例１と同じにした。（ＡＴＯ分１．６ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂固形分４８．４ｇ／ｍ^２）得られた保温性布帛の保温性、織物風合いは表１に示す。保温性は低いものであった。

［比較例２］
実施例１において、相変化物質内包マイクロカプセルを添加しない以外は実施例１と同じにした。（ＡＴＯ分１．６ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂固形分４８．４ｇ／ｍ^２）得られた保温性布帛の保温性、織物風合いを表１に示す。保温性は低いものであった。

［実施例２］
実施例１において、グラビアロールの転写パターンを、図２に示すような、塗布部面積比率が１００％の全面パターンにした以外は実施例１と同じにした。（ＡＴＯ分１．６ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂固形分４８．４ｇ／ｍ^２）得られた保温性布帛の保温性、織物風合いを表１に示す。保温性は良いものの、やや硬い織物風合いであった。

［実施例３］
実施例１において、グラビアロールの転写パターンを、塗布部面積比率が５０％で、図３に示すような、つながりのないパターンにした以外は実施例１と同じにした。（ＡＴＯ分０．８ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂固形分２４．２ｇ／ｍ^２）得られた保温性布帛の保温性、織物風合いを表１に示す。織物風合いは良いものの保温性がやや不十分であった。

本発明によれば、優れた保温性を呈し、かつ暖かい状態を長時間保持できる保温性布帛および繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。

本発明において、採用することのできる付着パターンの一例（格子パターン）を模式的に示すものであり、黒塗部が付着部である。本発明において、採用することのできる付着パターンの一例を模式的に示すものであり、黒塗部が付着部である。本発明において、採用することのできる付着パターンの一例を模式的に示すものであり、黒塗部が付着部である。

Claims

布帛の少なくとも一面に、赤外線吸収剤Ａと、温度２０〜４５℃で液相から固相または固相から液相へと相変化する相変化物質Ｂとが付着していることを特徴とする保温性布帛。
前記赤外線吸収剤Ａが金属酸化物系微粒子である、請求項１に記載の保温性布帛。
前記相変化物質Ｂがｎ−パラフィンである、請求項１または請求項２に記載の保温性布帛。
前記赤外線吸収剤Ａおよび相変化物質Ｂのうち、少なくともどちらか一方がマイクロカプセルに封入されて布帛に付着している、請求項１〜３のいずれかに記載の保温性布帛。
前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとが、布帛のどちらか一方の面にのみ付着している、請求項１〜４のいずれかに記載の保温性布帛。
前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとがバインダー樹脂とともに混合され、布帛の少なくとも一面に塗布されることにより、布帛の少なくとも一面に前記赤外線吸収剤Ａと相変化物質Ｂとが付着している、請求項１〜５のいずれかに記載の保温性布帛。
前記の塗布が、塗布部が連続的につながる部分を有するような塗布である、請求項６に記載の保温性布帛。
前記塗布部が格子状である、請求項７に記載の保温性布帛。
前記の布帛がポリエステル繊維で構成される、請求項１〜８のいずれかに記載の保温性布帛。
請求項１〜９のいずれかに記載の保温性布帛を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、紳士衣料、および婦人衣料の群より選ばれるいずれかの繊維製品。