JP2009280947A - 蓄熱性布帛および中綿用不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外で使用するスポーツ衣料や防寒衣料において、太陽光により効率的に発熱及び蓄熱することができる布帛に関するもので、太陽光を効率的に吸収できる添加剤ができる限り高い濃度で含有した繊維を、布帛を構成する原糸の一部として使用することで、十分な蓄熱性能を持ちながら、濃色であれば任意に染色できる布帛、及び中綿として使用した際には表地に透けることなく意匠性に富む衣料を提供する。
【解決手段】以下の要件を満たす芯鞘複合繊維を含む蓄熱性布帛。・芯部または鞘部にカーボンブラックを含有する。・芯部または鞘部のカーボンブラックの濃度が３０質量％以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、屋外で使用するスポーツ衣料や防寒衣料において、太陽光により効率的に発熱及び蓄熱することができる布帛、および黒い色が表地に透けることない意匠性のよい中綿用不織布に関する。

従来から、衣料素材はその用途に合わせて、吸汗や防汚、防寒など様々な機能を付与されてきた。これら機能の中で、発熱機能に関しても鋭意検討がなされてきた。

特許文献１では炭化ジルコニウムに代表される金属炭化物を芯部に含有した芯鞘複合熱可塑性繊維により、太陽光エネルギーを吸収して発熱することを特徴とする保温繊維が提案されている。しかしながら、金属炭化物は一般的に粒度が大きく、粗大粒子を含むことから、繊維中に高濃度で添加することが困難で、繊維そのものの蓄熱性能を高めるには限界があり、このため布帛として十分な蓄熱性能を得るためには、布帛を構成する原綿中の保温繊維の割合を高くする必要があり、このため黒色に近い外観しか得られないと言う欠点があった。

また特許文献２でも同じようにカーボンブラック、炭化ジルコニムなどの蓄熱剤を含有した繊維糸条を含む芯地が提案されている。カーボンブラックなど蓄熱性能の高い粒子を用いているものの、カーボンブラックの添加濃度が十分に高められておらず、繊維全体に分散しているために、十分な発熱性能を得ようとした場合、芯地そのものが黒色となり、芯地を包む表地を通して透けることが問題となっていた。
一方で、特許文献３では、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素など遠赤外線放射特性のある粒子を含むアクリル系合成繊維が提案されている。添加される微粉末が黒色粒子でない場合、染色が自由にでき、意匠性のある布帛が得られるものの、太陽光を黒色粒子ほど有効に吸収することができず、布帛としては十分な蓄熱性能を得ることができないと言う問題があった。
特公平３−９２０２号公報 特開２００７−１８６８１１号公報 特開２００２−２７５７４４号公報

本発明は、太陽光を効率的に吸収できる添加剤ができる限り高い濃度で含有した繊維を、布帛を構成する原糸の一部として使用することで、十分な蓄熱性能を持ちながら、濃色であれば任意に染色できる布帛、および表地と中綿、裏地から構成される防寒衣料などにおいて、表地から中綿が透け意匠性を損なうことなく、太陽光を効率的に蓄熱できる中綿用不織布を提供することにある。

本発明の要旨は、以下の要件を満たす芯鞘複合繊維を含む蓄熱性布帛にある。
・芯部または鞘部にカーボンブラックを含有する。
・芯部または鞘部のカーボンブラックの濃度が３０質量％以上である。

本発明により、濃色であれば任意の色に染色ができ、太陽光を吸収して十分な蓄熱性能を有する布帛を得ることができ、冬期の屋外で暖かく快適に使用できるスポーツ衣料や防寒着を得ることができるようになる。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明の蓄熱性布帛に蓄熱性を付与するために、蓄熱性能を有する繊維が含まれてなければならない。蓄熱性繊維の製造に使用される蓄熱剤としては、炭化ジルコニウム、及び炭化チタン、炭化ハフニウム等の金属炭化物や、鉄、銅、アルミニウム、鉛、錫、金、銀、ニッケルなどに代表される金属類及びそれらの酸化物、硫化物、カルボニル塩、またはインジウム・スズ酸化物、アンチモン・スズ酸化物、酸化亜鉛の導電性金属酸化物及びこれらの硫酸バリウム、酸化チタン、チタン酸カリ、アルミニウムの担体微粒子にコーティングした非金属系微粒子、またはファーネスブラック、チャネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックのカーボンブラックが挙げられるが、経済的に安価で粗大粒子の少ない微粒子の製造技術が工業的に確立されており、発熱性に優れるカーボンブラックを使用することが好ましい。
カーボンブラックの添加ついては、布帛全体に均一となるように添加すると、布帛全体にカーボンブラックによる黒色が発現するために、後から所望の色に染色することが困難となる。染色性能を改善するために、カーボンブラックは、十分な蓄熱性能が得られる量を、布帛中に局在化させて添加することが必要である。

本発明では、蓄熱性布帛を構成するカーボンブラックを含有する芯鞘複合繊維中の芯部又は鞘部のカーボンブラックの濃度は３０質量％以上であることが必要である。３０質量％未満の場合には、十分な蓄熱性能を得るために布帛中に添加しなければならないカーボンブラック含有芯鞘複合繊維の量が増えるために、後から布帛を染色する場合に、色相が限定されるために好ましくない。また、中綿として使用する際にも表地からカーボンブラックを添加した繊維が容易に確認でき意匠性を損なうために好ましくない。

カーボンブラック濃度の上限は紡糸可能な範囲で高いことが望ましいが、繊維の製造段階での紡糸安定性の点から、６０質量％以下の範囲が特に望ましい。
カーボンブラックを含有する繊維については、ポリエステル繊維やナイロン繊維或いはポリプロピレン繊維などの一般的な溶融紡糸に製造される合成繊維、或いはアクリル繊維やビニロン繊維など湿式紡糸により製造される合成繊維など、一般的合成繊維を挙げることができるが、湿式紡糸方法では、芯部又は鞘部のカーボンブラック濃度を３０質量％以上の濃度に上げた場合にも工業的に繊維の製造が可能である。さらに耐熱性、耐候性などの点から、アクリル繊維であることが特に好ましい。アクリル繊維の形態については特に限定されず、長繊維であっても、短繊維であってもよい。
カーボンブラックを含有する部位については、芯鞘複合繊維の芯部又は鞘部であればよく、芯鞘複合繊維はどのような繊維断面の形状であってもよいが、繊維の表面にカーボンブラックの露出がないか、または露出が少ない芯鞘複合断面の芯部分への添加が脱落やガイドなどの磨耗が少ないことから好ましい。

前記蓄熱繊維の布帛全体に占める割合は、十分な蓄熱性能が得られ、かつ濃色系で任意染色できる範囲に設定されなければならない。十分な蓄熱性能とは実施例記載の蓄熱温度評価方法にて、４０℃以上の温度が得られる範囲いい、カーボンブラックを添加した蓄熱性繊維のカーボンブラック濃度と芯鞘比率の割合からその下限値が変動する。
濃色系で任意に染色ができる範囲とは、染色後の外観にカーボンブラック含有芯鞘複合繊維が目視で判定し難い範囲を指し、そのような外観が得られる範囲は、染色前の布帛が示す明度の測定により限定される。
布帛を構成する原糸の形態や組織に係わらず、カーボンブラック含有芯鞘複合繊維の添加量の範囲は、布帛全体の明度Ｌ＊値が４０以下となるの範囲でなければならない。Ｌ＊値が４０より小さい値となる場合には、濃色に染色する場合においても、染色後の外観や中綿として使用した際に表地を通して見られる外観にカーボンブラック含有芯鞘複合繊維が、容易に目視で確認できるために好ましくない。
カーボンブラックを含有する芯鞘複合繊維と混合して使用される繊維としては、綿、麻の植物繊維、絹、羊毛、モヘア等の動物繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維の合成繊維が挙げられる。

また混合方法は、混紡、混繊、交織、交編の任意の方法があってよい。

蓄熱性布帛において、形状が布帛状であればその織編組織は特に限定されない。例えば、平織、綾織、朱子織の織組織、トリコット編地、横編地の編組織、不織布などが挙げられる。

以下、実施例をあげて本発明を説明する。
（布帛の調整方法）
ポリエステルステープル（東レ株式会社製 製品名：テトロンＴ４０２ １．７Ｔ５２）とカーボンブラック含有芯鞘複合繊維を表１の割合で十分に混合した後、ミニチュアカード（大和機工株式会社製 型式Ｓ８Ｄ）を２回通し、３回目にカードから出てきた繊維を積層しながら、目付け１００ｇ／ｍ２となるように採取した。
得られた繊維の積層体を日本フィルコン株式会社製スパンレース用ＦＯＰ７６上に置き、ウォータージェットで不織布に加工し、１３０℃で５分間プレス乾燥した。
（Ｌ＊値の測定）
染色をしていない不織布を、分光色彩計（株式会社島津製作所製 製品名：ＣＬＲ−７１００Ｆ）を使用して測定した。布帛は２枚重ねとした。
（蓄熱温度の測定）
サーモトレーサ（ＮＥＣ三栄株式会社製、製品名：ＴＨ７１０２ＭＶ）を使用して図１のようにレフランプ（松下電器産業（株）製、製品名：ＰＲＦ−５００Ｗ）と布帛サンプルを設置し、ランプを点灯してから３０秒後のレフランプ直下の布帛表面温度を測定した。

（表地からの外観）
８４ｄｔｅｘ３６フィラメントのポリエステル繊維を経糸及び緯糸に使用した平織生地を２枚重ねで不織布を包み、外観を目視で確認し、芯鞘複合繊維が目立つかどうか判定した。芯鞘複合繊維が目視で容易に確認できる場合は外観不良とし、確認できない場合には外観良好とした。
染色後、カーボンブラック含有芯鞘複合繊維が目視で容易に確認でき、色相に影響が大きい場合は外観不良とし、色相への影響が小さい場合には外観良好とした。
（実施例１〜３、比較例１〜２）
カーボンブラック（三菱化学株式会社製、製品名：ファーネスブラックＭＡ１００Ｂ）を、芯部に芯部の質量に対して、濃度３２質量％で添加し、芯鞘質量比１５対８５である繊度３．３ｄｔｅｘのアクリル繊維を、長さ３８ｍｍにカットしたものをカーボンブラック含有した芯鞘複合繊維として、表１の割合で不織布を作成し、各評価を行った。実施例１から３では、いずれもＬ＊値が４０以上の値が得られ、外観についても、良好であった。蓄熱温度についても、４０℃以上の値が得られた。
一方、比較例１及び２では、カーボンブラックを含有した芯鞘複合繊維の割合を、５０質量％及び１００質量％としたが、Ｌ＊値が４０より小さい値となり、外観評価でもカーボンブラックを含有した芯鞘複合繊維が外観に強い影響を与えることが目視で判断できた。
（実施例４及び５）
カーボンブラック（三菱化学株式会社製、製品名：ファーネスブラックＭＡ１００Ｂ）を芯部に芯部の質量に対して、濃度４０質量％添加し、芯鞘質量比１５対８５で、繊度が３．３ｄｔｅｘ、長さ３８ｍｍであるカーボンブラックを含有した芯鞘複合繊維を使用して、表１の割合で不織布を作成し、各評価を行った。Ｌ＊値、及び外観でも十分な評価が得られ、蓄熱温度についても４５℃以上と高い値が得られた。
（比較例３〜５）
カーボンブラック（三菱化学株式会社製、製品名：ファーネスブラックＭＡ１００Ｂ）を芯部に芯部の質量に対して、濃度２０質量％添加し、芯鞘質量比１５対８５で、繊度が３．３ｄｔｅｘ、長さ３８ｍｍであるカーボンブラックを含有した芯鞘複合繊維を使用して、表１の割合で不織布を作成し各評価を行った。比較例３ではＬ＊値と染色後の外観では良好な結果が得られたが、蓄熱温度が４０℃以下となり、十分な蓄熱性能が得られなかった。比較例４及び５では、Ｌ＊値が４０以下の値となり、外観についても、カーボンブラックを含有した芯鞘複合繊維が目立ち不良となった。
（比較例６及び７）
カーボンブラック（三菱化学株式会社製、製品名：ファーネスブラックＭＡ１００Ｂ）を繊維全体に２質量％の濃度で添加した繊度３．３ｄｔｅｘ、長さ３８ｍｍであるアクリル繊維を使用して、表１の割合に従い不織布を作成し各評価を行った。いずれの場合においても、Ｌ＊値が４０より小さい値となり、外観が不良であった。

蓄熱温度を測定する際の布帛サンプルとレフランプの位置関係を示す。布帛は水平な台上に設置し、垂直方向からレフランプを照射した。

Claims (5)

1. 以下の要件を満たす芯鞘複合繊維を含む蓄熱性布帛。
   ・芯部または鞘部にカーボンブラックを含有する。
   ・芯部または鞘部のカーボンブラックの濃度が３０質量％以上である。
2. 請求項１の芯鞘複合繊維が、芯部にカーボンブラックを含有する芯鞘複合繊維である中綿用蓄熱性布帛。
3. 請求項２に記載の布帛が不織布である中綿用蓄熱性不織布。
4. 以下の要件を満たす請求項３に記載のある中綿用蓄熱性不織布。
   ・芯鞘複合繊維を１質量％以上４０質量％以下の範囲で含む
   ・中綿表面のＬ＊値が４５以上。
   なお、Ｌ＊値の測定は、染色をしていない不織布を、分光色彩計（株式会社島津製作所製 製品名：ＣＬＲ−７１００Ｆ）を使用して測定した。
5. 芯鞘複合繊維が芯鞘複合アクリル繊維で、芯部にカーボンブラックを含有する請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱性布帛。

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