JP2012122145A - 遮熱性布帛 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は太陽光等に含まれる赤外線を遮蔽することで衣服内温度の上昇を抑制し、外観、耐久性にすぐれた遮熱布帛を提供する。
【解決手段】繊維布帛の片面に光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料をバインダーを用いて部分的に固着してなる遮熱性布帛であって、その遮熱性布帛の固着面を肌側に使用してなる衣服。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を遮蔽することで衣服内の温度上昇を抑制し、衣服内環境を快適に保つための布帛に関する。

近年、直射日光下で着用しても衣服内の温度上昇を抑制し、衣服内環境を快適に保つための繊維及び布帛に対する要望が強く求められ、種々の技術が検討・開示されている。

特許文献１には、繊維基布上に酸化チタンなどの不定形無機化合物粒子を含む遮熱膜剤が開示されている。しかし、高い遮熱性を求める場合では十分な隠蔽力、赤外線遮蔽性を得るためには多量の不定形無機化合物粒子を必要とするため、風合い、洗濯耐久性、耐摩耗性に影響があるため限界がある。
特許文献２，３には、合成繊維中に赤外線反射性の無機微粒子、セラミックスを練り込んだ繊維及びそれを製織編してなる遮光体が開示されているが、適用されるのは合成繊維のみであり、また、多量の粒子を添加した場合には、染色性に影響を与えたり、糸強度を低下させる等問題が発生する虞があり、十分な遮熱性が得られにくい。

また、特許文献４，５には、熱線反射性の有機微粒子ポリマーをバインダーを用いて繊維表面に固着させた涼感性繊維が提案されているが、熱線の遮蔽能力としては不十分である。

また、特許文献６には、チタン等の熱線反射金属をバインダーで付着させた防暑布帛が開示されているが、その付着面は外側であるため外観、意匠的にも制限されたものであった。

特開昭６２−２４２５２８号公報 特開平３−２１３５３６号公報 特開平７−１８９０１８号公報 特開平９−１７０１７６号公報 特開２００４−３４６４５０号公報 特開２００６−３４８４１４号公報

本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を遮蔽することで衣服内温度の上昇を抑制できる遮熱性布帛を提供する。

本発明は、（１）に、繊維布帛の片面に光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料がバインダー樹脂により部分的に固着されてなる遮熱性布帛である。
また、（２）に、光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を含む樹脂を繊維布帛表面の１０〜８０％の面積で被覆することを特徴とする（１）に記載の遮熱性布帛である。
また、（３）に、光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料が部分的に固着された繊維布帛が未加工布に対して１℃以上の遮熱性を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の遮熱性布帛である。
また、（４）に、光輝性金属微粒子が鱗片状アルミニウムであり、セラミックス系白色顔料が酸化チタンであることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の遮熱性布帛である。
また、（５）に、（１）乃至（４）のいずれかに記載の遮熱性布帛が用いられ、光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料が部分的に固着されてなる面を内側にして構成してなることを特徴とする衣服である。

本発明によれば、真夏の日差しのような強い赤外線を照射された場合であっても衣服内の温度上昇を抑えることができる繊維製品を提供することができる。

本発明でいう繊維布帛としては、ナイロン６，ナイロン６６で代表されるポリアミド系合成繊維、ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリエステル系合成繊維、ポリアクリルニトリル系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維や、トリアセテート等の半合成繊維、あるいは、ナイロン６／木綿、ポリエチレンテレフタレート／木綿等の合成繊維と天然繊維の混合繊維からなる織物、編物、不織布等を挙げることができ特に限定されるものではない。

本発明に用いることのできる光輝性金属微粒子としては、赤外線を反射、遮蔽するものであればよく、金、銀、アルミニウム等の単体微粉末が挙げられるが、重量、コスト、加工性の面からアルミニウムが好ましく用いられる。

光輝性金属微粒子の粒子径は０．１〜１００μｍであることが好ましく、更に、０．１〜６０μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満であると、赤外線が透過しやすくなり、遮蔽性能が低下しやすくなる。１００μｍを超えると洗濯や摩耗により粒子が脱落し易くなる傾向にある。

また、光輝性金属微粒子の形状としては鱗片状であることが好ましく、そのアスペクト比は１．０〜３．０であることが好ましい。鱗片状にした場合は少ない使用量で優れた赤外線遮蔽性を示す。
しかし、鱗片状アルミニウムを単独で使用した場合、繊維布帛表面の凹凸により鱗片状粒子が整列しにくくなることで、反射性能が低下し赤外線を吸収しやすくなる。この場合、繊維布帛の生地表面温度は高くなり易くなるため好ましくない。

また、本発明で用いることのできるセラミックス系白色顔料としては、酸化チタン、酸化マグネシウムや酸化亜鉛などの金属酸化物を単独若しくは混合して使用することができるが、屈折率の点で酸化チタンが好ましい。
セラミックス系白色顔料の粒径は２μｍ以下、特に０．１〜１．５μｍのものを使用することが好ましい。２μｍより大きいと比重が重いことにより樹脂液中で沈降等が発生するとともに、固着表面がざらついたり、洗濯や摩耗による脱落等の問題が発生する虞がある。
更に、その形状は鱗片状、略球状、破砕状や不定形状等のものを用いることができる。球状、破砕状、不定形状のセラミックス系白色顔料を用いた場合、コスト、加工性の点のみならず、素材表面の凹凸に影響を受けずに赤外線を乱反射するため生地温度の上昇は低く抑えられるため好ましい。しかし、充分な遮蔽性能を得る為には多量のセラミックス白色顔料が必要となり、風合いが硬くなる虞がある。

上記の欠点を解決し、より高い遮熱性を得るために、赤外線遮蔽性の高い光輝性金属微粒子と赤外線反射能の高いセラミックス系白色顔料を併用することで、繊維布帛の赤外線吸収を極力抑えつつも、高い遮熱性を得ることが可能となる。

光輝性金属微粒子に対するセラミックス系白色顔料の重量比率については１：０．１〜１０であることが好ましい。１：０．１以下であるとセラミックス系白色顔料に起因する白度や赤外線反射性が十分得られず、赤外線照射時に生地温度が上昇しやすくなる。１：１０以上であると光輝性金属微粒子の赤外線遮蔽性が得らえにくくなるため遮熱性が十分得られない虞がある。

また、本発明においては、光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料の固着面を肌面（内側）に用いて衣服として使用することが好ましい。光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料の複合による高い赤外線遮蔽性と赤外線反射性により、赤外線照射面に対して生地を介した反対面に固着したにも関わらず、高い遮熱性を有し、生地温度の上昇も最小限に抑えることが可能となる。また、固着面を肌側に使用することで繊維布帛素材本来の外観、色目に影響を与えることが少なくなり、意匠性が必要とされる衣服用途に広く使用できる。

光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料は繊維布帛の表面に１０〜８０％の面積比率で固着されることが好ましい。被覆面積が１０％未満であると十分な遮熱効果が得られず、８０％より多いと風合いが堅くなるとともに、特に織物素材の場合では引裂き強度、通気性の低下等の問題が発生する虞がある。

光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料の固着量は乾燥状態で塗布面積あたり０．
５〜５g／ｍ^２の範囲にあることが好ましい。０．５ｇ／ｍ^２未満では十分な遮熱性が得られず、５ｇ／ｍ^２より多い場合には遮熱性については必要量以上となり、性能の向上が見込めないばかりか、コストＵＰ、風合いの硬化、脱落が生じ易くなる等の問題が発生する虞がある。

光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を固着するための樹脂については ポリウレタン、ポリアクリル、ポリエステル、シリコーン樹脂等が用いられ、特に限定されるものではない。これらの樹脂は単独または複合して使用してもよく、密着性、洗濯耐久性を向上させるために架橋剤を併用してもよい。

光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を繊維布帛に固着させるための樹脂量は光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料の重量に対して固形分換算にて２〜２０倍であることが好ましい。２倍未満では十分に固着できず、洗濯耐久性、磨耗に対して十分でない。２０倍より多いと風合いが硬くなる等の問題が発生する虞がある。

本発明の光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を固着させる方法としてはグラビ
アコーティングまたは捺染方式が用いられる。
グラビアコーティング方式の場合には光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料の粉
体または分散体を樹脂液中で分散させ、粘度２００〜２０００ｃｐｓ程度に調整後、２５〜５００メッシュ、深度２０〜２００μｍのグラビアロールを用いてコーティングを行う。
また、捺染方式の場合では、樹脂液粘度を５０００〜５００００ｃｐｓに調整後、５０〜１５０メッシュのスクリーンを用いて捺染を行う。

遮熱機能の他に、繊維布帛に必要とされる機能に応じて撥水加工、吸水加工、防汚加工、
抗菌加工、防炎加工、カレンダー加工、防風加工など任意の加工を遮熱加工の前又は後に
施してもよい。

これらの方法で加工した遮熱性布帛は、特に用途が限定されるものではないが、光輝性
金属微粒子とセラミックス系白色顔料の固着面を肌側（内面）として縫製、着用される衣
服で、スポーツ、アウトドア等屋外で使用されるシャツ、パンツ、帽子等で使用した場合
に遮熱効果が得られる。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

＜遮熱性評価＞
発泡スチロールの台座上に黒画用紙を密着させ、高さ１．５ｃｍ、巾３ｃｍの額縁状にカットした発泡スチロールを設置、黒画用紙上の中央部に温度センサーを固定した後、１２ｃｍ×１２ｃｍに採取した試験布を固着面を下側にしてセットする。２０℃６５％ＲＨ環境下にて６０Ｗのレフランプを試験布の真上１５ｃｍの距離から１５分照射し、１５分後での昇温温度を測定した。
＜蓄熱性評価＞
発泡スチロールの台座上に黒画用紙を密着させ、黒画用紙上の中央部に温度センサーを固定した後、１２ｃｍ×１２ｃｍに採取した試験布の固着面を下側にしてセットする。２０℃６５％ＲＨ環境下にて６０Ｗのレフランプを試験布の真上１５ｃｍの距離から１５分照射し、１５分後での昇温温度を記録した。
＜赤外線遮蔽率＞
（株）島津製作所製 自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて、波長０．４〜１．５μmの時の平均遮蔽率を測定した。

〔実施例１〕
経糸、緯糸の双方にナイロンマルチフィラメント７６ｄｔｅｘ／６８ｆを用い、経糸密度１８０本／インチ、緯糸密度８０本／インチのナイロンタフタを製織し、常法により精練を行った後、アサヒガードＡＧ７０００（明成化学工業（株）製、フッ素系撥水剤）５％水溶液でパディングし、乾燥後、１７０℃で３０秒間の熱処理を行った。そしてさらに温度１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件にてカレンダー加工を行った。
次に、下記の樹脂処方１に示す組成の鱗片状アルミおよび酸化チタンの粘度３５０００ｃｐｓの分散樹脂液を、柄面積４０％の１００メッシュのロータリー捺染機を用いて、上述のカレンダー面に柄状に塗布した後、１２０℃にて乾燥、さらに１５０℃にて９０秒熱処理して遮熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。得られた布帛は光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を使用していない比較例１に対して６℃の高い温度差を有し、生地蓄熱性も０．３℃にとどまるものであった。
＜樹脂処方１＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
アルミペースト ５重量部
（鱗片状アルミ 平均粒径 ２０μｍ 固形分６０％）
チタンペースト ５重量部
（林化学工業（株）製、酸化チタン 平均粒径 ０.３μｍ 固形分５５％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート）
水 ５重量部

〔実施例２〕
樹脂液を下記の樹脂処方２（粘度３５０００ｃｐｓ）に変更した以外は実施例１と同様に加工し、遮熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。得られた布帛は光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を使用していない比較例１に対して３．０℃の温度差を有するものであった。
＜樹脂処方２＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
アルミペースト ２．５重量部
（鱗片状アルミ 平均粒径 ２０μｍ 固形分６０％）
チタンペースト ２．５重量部
（林化学工業（株）製、酸化チタン 平均粒径 ０.３μｍ 固形分５５％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート）
水 ３重量部

〔実施例３〕
樹脂液を下記の樹脂処方３（粘度３５０００ｃｐｓ）に変更した以外は実施例１と同様に加工し、遮熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を使用していない比較例１に対して８．２℃の温度差が有りすぐれた遮熱性を有するものであった。
＜樹脂処方３＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
アルミペースト １５重量部
（鱗片状アルミ 平均粒径 ２０μｍ 固形分６０％）
チタンペースト ２０重量部
（林化学工業（株）製、酸化チタン 平均粒径 ０.３μｍ 固形分５５％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート）
水 １２重量部

〔比較例１〕
光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を固着しない以外は、実施例１と同様に加工し、加工布を得た。評価結果を表１に示す。

〔比較例２〕
樹脂液を下記の樹脂処方４（粘度３５０００ｃｐｓ）に変更した以外は実施例１と同様に加工し、遮熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。アルミを単独で使用した結果、遮熱評価において８．０℃の温度差が得られたが、３．４℃の生地蓄熱効果を有しており、すぐれた遮熱性布帛とは言い難いものであった。
＜樹脂処方４＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
アルミペースト ２０重量部
（鱗片状アルミ 平均粒径 ２０μｍ 固形分６０％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート）
水 ８重量部

〔比較例３〕
樹脂液を下記の樹脂処方５（粘度３５０００ｃｐｓ）に変更した以外は実施例１と同様に加工し、遮熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。酸化チタンを単独で使用した結果、赤外線の遮蔽効果が鱗片状アルミと併用したものに比べて低く、結果として比較例1に対して０．９℃の温度差にとどまり遮熱性布帛として不十分なものであった。
＜樹脂処方５＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
チタンペースト １５重量部
（林化学工業（株）製、酸化チタン 平均粒径 ０.３μｍ 固形分５５％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート）
水 １０重量部

Claims (5)

1. 繊維布帛の片面に光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料がバインダー樹脂により部分的に固着されてなる遮熱性布帛。
2. 光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料を含む樹脂を繊維布帛表面の１０〜８０％の面積で被覆することを特徴とする請求項１に記載の遮熱性布帛。
3. 光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料が部分的に固着された繊維布帛が未加工布に対して１℃以上の遮熱性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の遮熱性布帛。
4. 光輝性金属微粒子が鱗片状アルミニウムであり、セラミックス系白色顔料が酸化チタンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかにに記載の遮熱性布帛。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の遮熱性布帛が用いられ、光輝性金属微粒子とセラミックス系白色顔料が部分的に固着されてなる面を肌側にして構成してなることを特徴とする衣服。