JP2011038192A - 繊維加工用組成物及び該組成物を用いてなる繊維加工製品 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境の大きな温度変化に対して快適な温度を長時間維持することができる繊維加工製品であって、日常の使用において配合物の脱落や折り割れなどが発生しない充分な接着力を有するバインダーを含む繊維加工製品を提供する。
【解決手段】 水系分散媒中に、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとガラス転移温度が−５０〜３５℃の範囲に少なくとも１つ存在するバインダー樹脂を分散して成る組成物であって、該蓄熱材マイクロカプセル１００重量部（固形分換算）に対して該バインダー樹脂が１５〜１００重量部（固形分換算）にあることを特徴とする繊維加工用組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、繊維加工用組成物及び該組成物を用いてなる繊維加工製品に関する。
詳しくは、接触冷感作用に優れた繊維加工製品であって、日常の使用において配合物の脱落や折り割れなどが発生しない充分な接着力を有するバインダーを含む繊維加工製品に関する。

近年、地球温暖化防止が世界各国共通の課題であり、その温暖化の原因といわれている二酸化炭素の削減が急務となっている。特に建物などの生活環境や作業環境、さらには自動車の車内環境を快適に維持するために膨大なエネルギーを要しており、そのエネルギーの削減や有効利用が二酸化炭素を減らすためには必要不可欠であると考えられている。

エネルギーの削減もしくは有効利用するには、環境の温度変化に対して、建物や自動車の車内において外部との熱移動をできるだけ小さくすることが必要となってくる。繊維加工製品は人と接触のある部材へ使用されることが多く、カーペットやマットなどのインテリア内装材、オプションマットやシートなどの自動車用内装材、マットや寝具などの日常生活用品などと多岐にわたっており、人が暑いと感じたり、寒いと感じたりする感覚に大きく影響する。

この熱移動を小さくするための繊維加工製品のひとつとして潜熱蓄熱材を用いた製品が考案されており、ｎ−パラフィン封入マイクロカプセルを繊維に固着させることで蓄熱作用を持つ繊維加工製品（特許文献１：特開平５−１５６５７０号公報）が提案されている。同じく蓄熱材を内包するマイクロカプセルを用いた蓄熱シート（特許文献２：特開２００１−２００２４７号公報）や繊維構造物（特許文献３：特開２００６−１６１２２６号公報）が提案されている。

また近年においては、接触冷感機能を有する繊維加工製品が多く紹介されるようになり、カーペットから寝具まで広範な用途に広がりを見せている。
接触冷感を有する繊維加工製品としては、熱伝導率の高いセラミック微粒子を繊維に固定させて放熱特性を高めた繊維加工製品（特許文献４：特開平６−３１３２６７号公報）や吸湿性の高い繊維を用いて繊維に含まれる水分が蒸発する時の気化熱を利用して接触冷感機能を有する繊維加工製品（特許文献５：特開２００２−６１０４０号公報）などが提案されている。

しかし、これらの様々な提案は、蓄熱作用や製品に人が接触した時の接触冷感が不十分であったり、製品の製造工程や使用環境において蓄熱材であるマイクロカプセルなどの配合物が脱落して経時で性能が低下したり、脱落物による汚れを発生してしまうといった問題があった。

特開平５−１５６５７０号公報

特開２００１−２００２４７号公報

特開２００６−１６１２２６号公報

特開平６−３１３２６７号公報

特開２００２−６１０４０号公報

本発明の目的は、前述の諸事情に鑑み現状の問題点を解決すべく、接触冷感作用に優れた繊維加工製品であって、日常の使用において配合物の脱落や折り割れの発生などが無い充分な接着力を有するバインダーを含む繊維加工製品を提供することにある。

すなわち、本発明は、
（１）水系分散媒中に、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとガラス転移温度が−５０〜３５℃の範囲に少なくとも１つ存在するバインダー樹脂を分散して成る組成物であって、該蓄熱材マイクロカプセル１００重量部（固形分換算）に対して該バインダー樹脂が１５〜１００重量部（固形分換算）にあることを特徴とする繊維加工用組成物、
（２）前記のバインダー樹脂が（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルション、ブタジエン系共重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションおよび天然ゴムラテックスの群より選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の繊維加工用組成物、
（３）前記の繊維加工用組成物を含有することを特徴とする繊維加工製品、
を提供する。

本発明により、接触冷感作用に優れ、日常の使用において配合物の脱落などが無い繊維加工製品を得ることができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明における蓄熱材を内包するマイクロカプセルの製法については、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。マイクロカプセルの壁材についてはウレタン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、アクリル樹脂などが好ましく、特に好ましくはメラミン−ホルマリン樹脂または尿素−ホルマリン樹脂である。

本発明で用いられる蓄熱材の融点は０〜８０℃まで自由に設定できる。ただし、人が快適と感じる温度はおおよそ１０〜３５℃の範囲といわれており、この温度範囲以外では人が不快に感じることから、好ましい範囲は１０〜３５℃である。
本発明で使用できる融点が１０〜３５℃の範囲にある蓄熱材としては、炭素数が約１５〜２０程度のｎ−パラフィン類や、ベンゼン、ｐ−キシレンなどの芳香族炭化水素化合物、パルミチン酸、ミリスチン酸などの脂肪酸類、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチルなどのエステル化合物、アルコール類などが挙げられる。
また、蓄熱材を内包するマイクロカプセルは市販品を用いることもでき、例えばパウダータイプのサーモメモリーＦＰ−３１（商品名、三菱製紙製）、スラリータイプのサーモメモリーＦＳ−３１（商品名、三菱製紙製）などがある。

本発明に用いられるバインダー樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルション、ブタジエン系共重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションおよび天然ゴムラテックスの群より選ばれた少なくとも１種を主成分とする。これらのバインダー樹脂は配合物の固着、繊維の固着、または得られた繊維加工製品の型保持力や折り割れ性を維持する役目を果たす。

本発明に用いられる（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルションは、アクリル酸エステル単量体および／またはメタクリル酸エステル単量体を主単量体成分とする重合体エマルションである。好ましくは炭素数４〜１２のアルキル基を有するアクリル酸エステル単量体および／またはメタクリル酸エステル単量体であり、より好ましくはアクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシルである。

アクリル酸エステル単量体および／またはメタクリル酸エステル単量体と共重合体エマルションを形成し得る他の共重合可能な単量体としては、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和カルボン酸単量体、エチレン系不飽和カルボン酸アミド単量体、エチレン系不飽和カルボン酸ヒドロキシアルキルエステル単量体、エチレン系不飽和スルホン酸エステル単量体、グリシジル基含有ビニル系単量体、エチレン系不飽和エーテル単量体、エチレン系不飽和シラン単量体、エチレン系不飽和アルコールまたはそのエステル単量体、エチレン系不飽和アミン単量体などが挙げられる。
また、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルションには市販品を用いることもでき、ニューコートＦＨ−２５１ＨＮ（商品名、新中村化学工業製）、ウルトラゾールＢ−７５０（商品名、ガンツ化成製）などがある。

また、本発明に用いられるブタジエン系共重合体ラテックスは、例えば単量体合計１００重量部あたりブタジエン２０〜６０重量部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体０〜１５重量部及びその他共重合可能な単量体４０〜８０重量部を共重合して得られる共重合体ラテックスである。ブタジエン系共重合体ラテックスを形成し得る他の共重合可能な単量体としては、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルションに使用できる単量体と同様である。
また、ブタジエン系共重合体ラテックスには市販品を用いることもでき、ナルスターＳＲ−１００（商品名、日本エイアンドエル製）、ナルスターＳＲ−１１７（商品名、日本エイアンドエル製）などがある。

さらに本発明に用いられるエチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションは、例えば単量体合計１００重量部あたりエチレン１０〜４０重量部、酢酸ビニル９０〜６０重量部から成る共重合体エマルションである。エチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションはアクリル酸エステル単量体および／またはメタクリル酸エステル単量体などとの共重合体でも良い。
また、エチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションには市販品を用いることもでき、スミカフレックス７４００ＨＱ（商品名、住化ケムテックス製）、スミカフレックス７５５（商品名、住化ケムテックス製）などがある。

さらに本発明に用いられる天然ゴムラテックスとしては、通常市販されている天然ゴムラテックスのほかメタクリル酸メチルやスチレンなどで変性してあるグラフト重合天然ゴムラテックス、低アンモニア天然ゴムラテックス、低タンパク質天然ゴムラテックスなどが挙げられる。

本発明に用いられるバインダー樹脂のガラス転移温度は−５０〜３５℃の範囲に少なくとも１つが存在することが好ましい。−５０℃未満では繊維加工製品にベタツキが生じてしまい、型保持性にも良くない。一方、３５℃を越えるとバインダーとしての性能が発現しなくなり、配合物の脱落や繊維が飛散したり、繊維加工製品の折り割れが発生しやすくなる。

また、本発明に用いられるバインダー樹脂の配合量は固形分換算で蓄熱材マイクロカプセル１００重量部に対して１５〜１００重量部である。バインダー樹脂の配合量が１５重量部未満ではバインダーが少なすぎて配合物の脱落や繊維の飛散が発生したり、繊維加工製品の折り割れが発生するなどの問題がある。一方、１００重量部を超えると蓄熱材マイクロカプセルが有している接触冷感作用が損なわれたり、繊維加工製品にベタツキが生じる。

本発明の繊維加工用組成物には、その他の添加剤として老化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、防腐剤、消臭剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、分散剤、乳化剤、消泡剤、充填剤、染料、顔料、香料などを配合することも可能である。

本発明の繊維加工用組成物は、特定のマイクロカプセルとバインダー樹脂とを通常の攪拌翼付き混合槽で機械的に攪拌すれば良く、装置の種類など特に限定されない。

本発明の繊維加工製品に用いられる繊維は、綿や麻などの植物繊維、絹や羊毛などの動物繊維、ナイロン繊維やポリエステル繊維などの化学合成繊維、ガラスや金属などの無機繊維である。

本発明の繊維加工製品の種類としては、繊維製品であれば特に限定されないが、例えば、タフテッドカーペットやニードルパンチカーペットなどのカーペット類、ニードルパンチやスパンボンドなどの不織布類などが挙げられ、インテリア内装材、自動車内装材などに使用される。

本発明の繊維加工用組成物を塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、ロールコート法、発泡ダイレクトコート法、含浸法、スプレー法などが挙げられる。塗布後の乾燥については、加熱処理して乾燥する方法が好ましいが、加熱温度は８０〜１６０℃であり、より好ましくは１００〜１４０℃である。

以下、実施例を挙げ本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお実施例中、割合を示す部および％は特に断りのない限り重量基準によるものである。また実施例における諸物性の評価は次の方法に拠った。

〔実施例〕
接触冷感性の評価
繊維加工製品を温度３５℃×湿度６５％の恒温恒湿器に５分間放置し、触感にて接触冷感があるかどうかについて、何も塗布していない不織布原反と相対比較した。２０名の被験者中、接触冷感を感じた被験者の割合（％）を示す。

折り割れ性の評価
繊維加工製品を１ｃｍ幅の短冊状の試験片に加工し、塗布面を谷折りにして１ｃｍ×１ｃｍの面積にプレス機で３０秒間０．２ＭＰａの圧力を掛けた。圧着面を剥離させ、塗布面の折り割れの程度を肉眼で判定し、５級（優：折り割れ少ない）から１級（劣：折り割れ多い）まで相対的に評価した。

粉落ち性の評価
繊維加工製品を１ｃｍ幅の短冊に加工し、塗布面にセロハンテープ（商品名「登録商標セロテープ ＣＴ−１２」、ニチバン製）を貼り合せ、１ｃｍ×１ｃｍの面積にプレス機で３０秒間０．２ＭＰａの圧力を掛けた。セロハンテープをゆっくりと剥がし、セロハンテープの中心部分に粉落ちして付着した配合物の量を肉眼で判定し、５級（優：配合物の脱落が少ない）から１級（劣：配合物の脱落が多い）まで相対的に評価した。

ベタツキ性の評価
繊維加工製品を１ｃｍ幅の短冊に加工し、塗布面を谷折りにして１ｃｍ×１ｃｍの面積にプレス機で５０℃×０．２ＭＰａ×１分間の圧力を掛けた。圧着面を剥離させる時のベタツキ具合を肉眼で判定し、５級（優：ベタツキ少ない）から１級（劣：ベタツキ多い）まで相対的に評価した。

（実施例１）
蓄熱材を内包したマイクロカプセル（商品名「サーモメモリーＦＰ−３１」、三菱製紙製）１００重量部、スチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡ（Ｔｇ＝２７℃、商品名「ナルスターＳＲ−１００」、日本エイアンドエル製）２０重量部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．３重量部を攪拌混合し、調整水を用いて固形分５０％の組成物を調製した。この組成物を乳化機によって発泡倍率１．５倍まで発泡させ、不織布（ポリエステル、ニードルパンチ）にコーティングバーを用いて固形で３７５ｇ/ｍ2となるように塗布し、１３０℃×１５分間乾燥させて、繊維加工製品を得た。

（実施例２）
実施例１でバインダー樹脂として用いたスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡの代わりにスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＢ（Ｔｇ＝−４５℃、商品名「ナルスターＳＲ−１１７」、日本エイアンドエル製）を用い、バインダー樹脂の配合量を８０重量部にした以外は実施例１と同様の操作で繊維加工製品を得た。

（実施例３）
実施例１でバインダー樹脂として用いたスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡの代わりにアクリル酸エステル系共重合体エマルションＡ（Ｔｇ＝−２５℃、商品名「ニューコートＦＨ−２５１ＨＮ」、新中村化学工業製）を用い、バインダー樹脂の配合量を２０重量部にした以外は実施例１と同様の操作で繊維加工製品を得た。

（実施例４）
実施例１でバインダー樹脂として用いたスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡの代わりにエチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションＡ（Ｔｇ＝−１５℃、商品名「スミカフレックス７５５」、住化ケムテックス製）を用い、バインダー樹脂の配合量を９０重量部にした以外は実施例１と同様の操作で繊維加工製品を得た。実施例の結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１でバインダー樹脂として用いたスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡの代わりにアクリル酸エステル系共重合体エマルションＢ（Ｔｇ＝４０℃、商品名「バナテックスＨＧ−９ＨＮ、新中村化学工業製）を用いた以外は実施例１と同様の操作で繊維加工製品を得た。

（比較例２）
実施例２でバインダー樹脂として用いたスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＡの代わりにスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスＤ（Ｔｇ＝−５３℃、商品名「ナルスターＳＲ−１１３」、日本エイアンドエル製）を用いた以外は実施例２と同様の操作で繊維加工製品を得た。

（比較例３）
実施例３のバインダー樹脂配合量を１５０部とした以外は実施例３と同様の操作で繊維加工製品を得た。

（比較例４）
実施例４のバインダー樹脂配合量を１０部とした以外は実施例４と同様の操作で繊維加工製品を得た。比較例の結果を表２に示す。

表２の結果から、比較例１は本発明範囲よりもＴｇの高いバインダーを用いたため、繊維加工製品の折り割れ性が劣り、配合物の脱落も多くなっていた。比較例２は本発明範囲よりＴｇが低いバインダーを用いたため繊維加工製品のベタツキが大きく劣っていた。

比較例３は、本発明範囲よりもバインダー樹脂の配合量を多くしたため、繊維加工製品の接触冷感性が劣り、またベタツキも大きく劣っていた。比較例４からは、バインダー樹脂の配合量が少なすぎると、配合物の脱落が非常に多く、また繊維加工製品の折り割れ性も大幅に低下していることがわかる。

本発明により、接触冷感作用に優れ、日常の使用において配合物の脱落や折り割れなどが発生しない繊維加工製品を得ることができる。

Claims (3)

1. 水系分散媒中に、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとガラス転移温度が−５０〜３５℃の範囲に少なくとも１つ存在するバインダー樹脂を分散して成る組成物であって、該蓄熱材マイクロカプセル１００重量部（固形分換算）に対して該バインダー樹脂が１５〜１００重量部（固形分換算）にあることを特徴とする繊維加工用組成物。
2. 請求項１記載のバインダー樹脂が（メタ）アクリル酸エステル系共重合体エマルション、ブタジエン系共重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル系共重合体エマルションおよび天然ゴムラテックスの群より選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の繊維加工用組成物。
3. 請求項1〜２記載の繊維加工用組成物を含有することを特徴とする繊維加工製品。