JP2014091002A

JP2014091002A - 涼感カ−ペット

Info

Publication number: JP2014091002A
Application number: JP2012244924A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yonezawa; 修一米澤; Kazuya Nishihara; 和也西原
Original assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Current assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-19

Abstract

【課題】本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、人がカーペットの表面に触れたときに、確実に冷感を感じられるようにしたカーペットを提供することを目的とする。
【解決手段】パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによってフッ素系化合物が固着した前記パイル糸に融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルが固着され、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きいことに特徴のある涼感カ−ペット。
【選択図】なし

Description

本発明は、人がカーペットの表面に触れたときに冷やりとした涼しさを感じるようにした、涼感カーペットに関するものである。

日本の住宅において、カーペットは１年を通じて多く使われるようになり、カーペットの上に座ったり、横になったりして寛ぐ家庭は多い。カーペットは、冬季には暖かさを求められ、夏季においては涼しく爽やかな感覚の得られるようなものが好まれる。冬季と夏季で、それぞれ異なる性質のカーペットを敷きかえるようにしているのが一般的である。特に夏季においては、夏用のカーペットとして、汗等の吸水性のよい綿カーペットや、イグサや籐の敷物を敷いて夏の暑さを凌ぐようにしていることが多い。

特許文献１においては、さらさらとした清涼感のあるカーペットを得るべく、単繊維断面の扁平率が３〜８で、該単繊維の繊度が５〜２５ｄｔｅｘのポリ乳酸繊維で構成されるポリ乳酸扁平捲縮糸を用いたカーペットが提案されている。

また、特許文献２においては、水和熱が負である物質と特定の無機化合物との複合体を布帛に担持させたものは清涼性に優れ、夏用の衣服やタオルなどに有用な技術として提案されている。

また、特許文献３においては、繊維製品に優れた接触冷感を付与すべく、融点が２５〜３７℃であり、潜熱の放出・吸収を伴って可逆的に固液相転移する潜熱蓄熱材を封入してなるマイクロカプセルを固着することによって、皮膚との接触時に心地よい冷感を与え、暑さによる不快感を低減する技術を開示している。

また、特許文献４において、出願人は、カーペットの基布の表面側と、基布から上のパイル糸全体に相転移材料を封入したマイクロカプセルを固着させることにより、人がカーペットの表面に触れたときに、確実に冷やりとした涼しさを感じられる技術を開示している。

特開２００５−０４８３０３号公報特開２００４−１１５９６４号公報特開２００６−１６１２２６号公報特開２００８−２８５８０３号公報

しかしながら、これらの技術は、繊維形態を特殊な扁平形態にしてさらさら感を付与するカーペットの技術であったり、潜熱蓄熱材を利用して衣料用等の薄物の繊維表面に清涼感を与える技術ではある。これらの技術によって清涼感や冷感は得られるものの、さらに性能向上が求められていた。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、人がカーペットの表面に触れたときに、確実に冷感を感じられるようにしたカーペットを提供することを目的とする。

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによってフッ素系化合物が固着した前記パイル糸に融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルを固着させることにより、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きく、人がカーペットの表面に触れたときに、確実に冷やりとした涼しさを感じられるようにしたカーペットが得られることを見出し本発明に到達した。前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによってフッ素系化合物が固着した前記パイル糸に融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルが固着され、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きいことに特徴のある涼感カ−ペット。

［２］前記カーペットは、横方向におけるパイル密度が５／３２〜５／６４ゲージ、かつ縦方向のパイル密度が３０〜４５ステッチ／１０ｃｍであることに特徴のある前項１に記載の涼感カ−ペット。

［３］前記相転移材料を封入したマイクロカプセルが０．５０〜５０．０ｇ／ｍ^２バインダー樹脂によってカ−ペットに固着していることを特徴とする前項１または２に記載の涼感カ−ペット。

［１］の発明では、パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによって前記パイル糸にはフッ素系化合物が固着しているので、融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルは前記パイル糸の根元側に向けて浸透しづらいことから、カーペット表面側に多く固着し、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きくなり、人がカーペット表面のパイル糸に触れたとき、一段と冷やりとした涼しさを感じることができる。

［２］の発明では、前記カーペットは、横方向におけるパイル密度が５／３２〜５／６４ゲージ、かつ縦方向のパイル密度が３０〜４５ステッチ／１０ｃｍであるので、カーペット表面のパイル密度が高くなり、フッ素系化合物の効果に加え、融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点を持つ相転移材料を封入したマイクロカプセルの浸透が妨げられ、カーペット表面に多く固着することから、人がカーペット表面のパイル糸に触れたとき、より冷たく感じることができる。また、ボリューム感があり、一見暖かく感じるように見えるがゆえに意外に冷やりとした涼しさを感じるカーペットにすることができる。

［３］の発明では、前記相転移材料を封入したマイクロカプセルが０．５０〜５０．０ｇ／ｍ^２バインダー樹脂によってカ−ペットに固着しているので、優れた涼感能力を持ったカーペットとすることができる。

次に、この発明に係る涼感カーペットについて説明する。この実施形態の涼感カーペットは、パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによって前記パイル糸にはフッ素系化合物が固着しており、前記パイル糸に融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルがバインダー樹脂により固着され、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きい値のカーペットである。

前記涼感カーペットは、横方向におけるパイル密度が５／３２〜５／６４ゲージ、かつ縦方向のパイル密度が３０〜４５ステッチ／１０ｃｍのカーペットが好ましい。このような構成を採用することで、カーペット表面のパイル密度が高くなり、フッ素系化合物の効果に加え、融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点を持つ相転移材料を封入したマイクロカプセルの浸透が妨げられ、カーペット表面に多く固着することから、人がカーペット表面のパイル糸に触れたとき、より冷たく感じることができる。また、ボリューム感があり、一見暖かく感じるように見えるがゆえに意外に冷やりとした涼しさを感じるカーペットにすることができる。このように、夏用のパイル長が低く、ステッチが粗く目付の軽いカーペットに限らず、涼しさを感じるカーペットにすることができる。

本発明で使用するフッ素系化合物としては、パーフルオロアクリレート系ポリマー、パーフルオロスルホンアミドアクリレート系ポリマー、パーフルオロアルキルポリエーテル、低分子パーフルオロアルキルウレタン系オリゴマー、パーフルオロアルキル芳香族エステル系化合物等をあげることができる。中でも、フッ素系化合物は、パーフルオロアクリレート系ポリマーまたはパーフルオロアルキルウレタン系オリゴマーが好ましい。またフッ素系化合物の繊維布帛への塗布量は、０．１〜１０．０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）が好ましく、０．１ｇ／ｍ^２未満では布帛の防汚性が不十分で、また、１０．０ｇ／ｍ^２を超える塗布量にしても防汚性を大きく向上するわけでも無く不経済である。より好ましくは１．０〜３．０ｇ／ｍ^２が好ましい。

相転移材料（ＰＣＭ）は、固相と液相との間で反復転換する材料で、融解、凝固するときに発現する熱を利用して、熱を蓄積、あるいは放出させて、相転移材料周辺の温度を制御するものである。相転移材料としては、パラフィンやワックス等の炭化水素化合物が好適に使用されるが特に限定しない。該相転移材料を封入したマイクロカプセルは市販されており、大和化学工業株式会社製プレサーモ、三木理研工業株式会社製蓄熱蓄冷マイクロカプセル等を挙げることができ、マイクロカプセルの組成としても、特に限定されなくて、一般に市販されているものでよい。

本発明で使用する相転移材料を封入したマイクロカプセルは、熱吸収のピーク温度（融点ともいう）または熱放散のピーク温度（凝固点ともいう）が２０〜３５℃の範囲内である。人の体温は、３６〜３７℃であるが、手や足の表面温度はこれよりも低く３２〜３４℃といわれているので、２０〜３５℃で熱吸収のピーク温度（融点）となる相転移材料が好ましい。より好ましいピーク温度（融点）は、２５〜３２℃である。

熱吸収のピーク温度が低すぎる場合では、人体が接触する前に既に相転移材料が溶けてしまっており、人体が接触しても涼感効果を得ることはできない。また、熱吸収のピーク温度が高すぎる場合には、人体が接触しても、相転移材料が溶けないため、涼感効果を得ることはできない。

室温の高い部屋で本発明のカーペットを使用する場合は、二種類以上の融点をもつ相転移材料が必要である。例えば、融点が２５℃と３２℃の二種類の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルを５０対５０の割合でパイル糸と基布に固着させた場合、夏の日の朝の室温が２０℃のときは、融点２５℃の相転移材料が有効に働き涼感効果を得ることができる。午後になって室温が上昇し、３０℃となった場合は、融点の低い相転移材料は、既に溶けてしまっており、３２℃の融点をもつ相転移材料の効果しか得ることができない。２５℃の融点をもつ相転移材料で全てを構成した場合、午前中は、涼感を感じられるが、午後は全く感じられない状況となる。また、３２℃の融点をもつ相転移材料で全てを構成した場合は、室温と融点の温度差が大きく、ほとんど涼感効果が得られないが、室温と融点の温度差が小さくなる午後には涼感を感じられるようになる。

相転移材料を封入したマイクロカプセルは、０．５０〜５０．０ｇ／ｍ^２バインダー樹脂によってカーペットの基布表面と基布から上のパイル糸に固着されるのが好ましい。０．５０ｇ／ｍ^２を下回ると涼感効果を感じられない。また、５０．０ｇ／ｍ^２を超えて固着しても、カーペットの風合が硬くなり、コストが上昇するだけで効果が伴わず好ましくない。より好ましくは、１〜２０．０ｇ／ｍ^２の固着量がよい。

また相転移材料を封入したマイクロカプセルの粒径は１〜５０μｍが好ましい。５０μｍを超えると、ザラツキ感や硬さが発現しカーペットの好ましい風合にならない。更に好ましい粒径は、５〜２５μｍである。

バインダー樹脂としては、パイル糸と基布表面に相転移材料を封入したマイクロカプセルを強固に固着することが出来ればよいが、一般的には、例えばウレタン樹脂、自己架橋型アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、シリコン樹脂、グリオキザール樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−シリコン共重合体樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂（ＳＢＲ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、イソブチレン無水マレイン酸共重合体樹脂、エチレン−スチレン−アクリレート−メタアクリレート共重合体樹脂等を挙げることができる。

パイル糸にフッ素系化合物を固着するには、フッ素系化合物を水で例えば、１〜８質量％に希釈し、スプレー法によりカーペット表面側から噴霧し、１５０〜２５０ｇ／ｍ^２塗布し、乾燥後、１５０〜１７０℃の温度で加熱処理するのが好ましい。

フッ素系化合物が固着しているパイル糸と基布表面に相転移材料を封入したマイクロカプセルを固着する方法は、バインダー樹脂溶液に、相転移材料を封入したマイクロカプセル等を均一に分散させればよい。そして、スプレー法やコーティング法など従来からある方法でカーペットのパイル糸側にパイル糸の上側から十分塗布し、乾燥処理してパイル糸と基布の表面に固着する。バインダー樹脂の乾燥手段は、加熱処理により乾燥させる方が望ましく、バッキング層の乾燥工程と同時に行うと効率的である。この時の加熱処理温度は、パイル糸と基布とバッキング層の素材や規格にもよるが、１００〜１８０℃とするのが好ましい。この温度での加熱処理によりパイル糸への固着性がより高まり、耐久性が一段と向上する。

また、前記相転移材料を封入したマイクロカプセルバインダー樹脂とは、水に分散した水分散液として使用することができる。バインダー樹脂については水との間でエマルジョン状態を形成させるのがより好ましい。なお、分散媒としては、水が好適である。水に分散させる順序としては、相転移材料を封入したマイクロカプセルを水に分散させておいてから、バインダー樹脂を分散せしめるのが、マイクロカプセルとバインダー樹脂をより均一に分散させる観点から好ましい。また、この水分散液に、分散剤、増粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。

本発明において、パイル糸の素材としては特に限定されず、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、レ−ヨン繊維等の合成繊維からなるもの等を好適に使用でき、その他麻、綿、羊毛等の天然繊維からなるもの等も使用できる。中でも、綿は吸水性に優れていることから夏用のカーペットに多く使われており、本発明においても吸湿性のよい綿繊維が相転移材料を封入したマイクロカプセルの効果と相俟って、サラッとした涼感のあるカーペットとすることができる。パイルの形態としてもカットパイルであっても、ル−プパイルであってもよいが、ル−プパイルのほうが涼感は感じやすい。パイル糸２の目付についても、特に限定されないで、カーペットの形態をなすものであればよい。

また、基布としても、特に限定されるものではなく、ポリエステル繊維やポリプロピレン繊維、麻、綿等の天然繊維からなる織、編基布、不織布等通常使用される基布でよい。

本発明において、カーペットは公知のタフティング機にて、横方向におけるパイル密度が５／３２〜５／６４ゲージ、かつ縦方向のパイル密度が３０〜４５ステッチ／１０ｃｍのカーペットが好ましい。さらに好ましくは、１／８〜１／１０ゲージである。このような構成を採用することで、カーペット表面のパイル密度が高くなり、フッ素系化合物の効果に加え、さらに融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点を持つ相転移材料を封入したマイクロカプセルの浸透が妨げることができる。

ＱＭＡＸは、一定面積、一定質量の純銅板（熱容量０．４１８５５ｊ／℃）に熱を蓄え、これが試料表面に接触した直後に、蓄えられた熱量が低温側の試料物体に移動する熱量のピーク値を測定した値をいうもので、ＱＭＡＸが大きいほど接触したときに冷たく感じ、小さいほど温かく感じる。

次に、バッキング層としては、パイル糸と基布とを固定できる樹脂組成物やゴム組成物であれば特に限定されず、例えば樹脂組成物の樹脂成分としてはアクリル系、ウレタン系、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の樹脂が挙げられる。ゴム組成物のゴム成分としてはＳＢＲ（スチレン−ブタジエン）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）ＭＢＲ（メチルメタクリレート−ブタジエンゴム）あるいは天然ゴム等が挙げられる。また、充填剤として炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ等を添加してバッキング層として使用するのが一般的である。

また、バッキング層の下側にクッション性能とバッキング層の保護性能を付与すべく、不織布からなるセカンド基布を設けてもよい。セカンド基布としては、特に限定されず、ニ−ドルパンチ不織布、スパンボント不織布等を例示できる。セカンド基布の目付は５０〜１０００ｇ／ｍ^２、その厚さを０．５〜１５ｍｍ、構成繊維の繊度を０．１〜３０デシテックスの範囲に設定するのが好ましい。セカンド基布の目付が、５０ｇ／ｍ^２未満ではカ−ペットとしての機能や品位の劣ったものとなり、好ましくない。１０００ｇ／ｍ^２を超えると徒にコスト増大となるだけで好ましくない。素材としては、パイル糸、基布と同様に特に限定されない。また、セカンド基布の最下部表面に、樹脂組成物やゴム組成物で滑り止め層を形成してもよい。

次に、この発明の実施例として使用したカーペットの材質、構造、フッ素系化合物、相転移材料を封入したマイクロカプセルの種類、加工方法、涼感性能測定試験および判定方法は次の通りである。

＜使用材料＞
基布・・・目付１００ｇ／ｍ^２ポリプロピレンテープヤーン織布（１４×１３）
パイル糸・・・ポリエステル繊維からなるパイル糸をループ状にタフティング機（パイル密度が、横１／８ゲージ、縦３５ステッチ／１０ｃｍ）で基布に植え込む（パイル長５．０ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ^２）
バッキング層・・・ＳＢＲラテックス（充填剤として炭酸カルシウム）
セカンド基布・・・５デシテックスのポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布（目付３００ｇ／ｍ^２、厚さ６ｍｍ）
相転移材料を封入したマイクロカプセル・・・パラフィンをメラミン樹脂からなるマイクロカプセルに封入。（パラフィンは融点２０℃と融点３１℃の二種類）
バインダー樹脂・・・ウレタン系樹脂

＜涼感性能測定試験＞
ＱＭＡＸ・・・カトーテック株式会社製ＴＨＥＲＭＯＬＡＢＯＩＩＴＹＰＥを用い、純銅板の初期温度３６℃、カーペット温度２８℃、接触圧０．９８ｋＰａで測定した。０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きいものを合格とした。ただし、カーペットをあらかじめ接触圧３．９２ＭＰａ、温度６０℃で２分間プレスして表面を整えたのち、室温２８℃の環境下に２時間放置してから測定した。

官能評価・・・カーペットの上に裸足で乗り、１０分後に冷たいと感じるかどうかを一対比較法で評価し、被験者数を１０人とし、８０％以上の人が冷たいと感じたものを合格とした（気温３５℃、湿度５０％の標準室内にて評価）。なお、未加工のカーペット（比較例１）を基準とした。

＜実施例１＞
フッ素系化合物１質量％を水で希釈し、スプレー法によりカーペット表面側から噴霧し、２５０ｇ／ｍ^２塗布し、１１０℃の温度で２分間乾燥した後、１５０℃の温度で３分間加熱処理した。そして、水１００重量部に相転移材料を封入したマイクロカプセル分散液（パラフィン封入、融点２０℃と３１℃を１：２の割合、固形分４０％）３０重量部を分散させておいてから、バインダー樹脂を６重量部分散した水溶液をスプレーにてカーペット表面に２５０ｇ／ｍ^２塗布し、１２０℃、１０分間乾燥処理して、カーペット上に相転移材料を封入したマイクロカプセルが３０ｇ／ｍ^２固着した涼感カーペットを得た。涼感性能測定試験でＱＭＡＸは０．０９９ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃであった。官能評価の結果は、１０人の人が冷たいと感じていた。合格であった。

＜比較例１＞
実施例１において、フッ素系化合物水溶液を、カーペット表面側にスプレー塗布せず、かつ相転移材料を封入したマイクロカプセルも用いなかった以外は実施例１と同様にしてカーペットを得た。涼感性能測定試験でＱＭＡＸは０．０７０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃであった。官能評価における基準となるカーペットとした。

＜実施例２＞
実施例１において、パイル密度が、横１／８ゲージ、縦３５ステッチ／１０ｃｍに替えてパイル密度が、横１／４ゲージ、縦２５ステッチ／１０ｃｍを用いた以外は、実施例１と同様にしてカーペット上に相転移材料を封入したマイクロカプセルが３０ｇ／ｍ^２固着した涼感カーペットを得た。涼感性能測定試験でＱＭＡＸは０．０９３ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃであった。官能評価の結果は、１０人の人が冷たいと感じていた。合格であった。

＜比較例２＞
実施例１において、フッ素系化合物水溶液を、カーペット表面側にスプレー塗布しなかった以外は実施例１と同様にしてカーペットを得た。涼感性能測定試験でＱＭＡＸは０．０８５ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃであった。官能評価の結果は、６人の人が冷たいと感じていた。

上述のように実施例１及び２の涼感カーペットは、比較例１、２のカーペットと比較して、明らかに涼しさの感じられるカーペットであった。

Claims

パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットにおいて、カーペット表面側からスプレーによってフッ素系化合物が固着した前記パイル糸に融点が２０〜３５℃の範囲の二種類以上の融点をもつ相転移材料を封入したマイクロカプセルが固着され、ＱＭＡＸ（接触温冷感値）が０．０９０ｊ／ｃｍ^２・ｓｅｃより大きいことに特徴のある涼感カ−ペット。
前記カーペットは、横方向におけるパイル密度が５／３２〜５／６４ゲージ、かつ縦方向のパイル密度が３０〜４５ステッチ／１０ｃｍであることに特徴のある請求項１に記載の涼感カ−ペット。
前記相転移材料を封入したマイクロカプセルが０．５０〜５０．０ｇ／ｍ^２バインダー樹脂によってカ−ペットに固着していることを特徴とする請求項１または２に記載の涼感カ−ペット。