JP2015209617A

JP2015209617A - 電磁波吸収発熱繊維を用いたシート状物および布帛

Info

Publication number: JP2015209617A
Application number: JP2014093279A
Authority: JP
Inventors: 達彦稲垣; Tatsuhiko Inagaki; 透雄小野原; Yukio Onohara
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-11-24

Abstract

【課題】本発明はフレキシブルで導電粉末が均一かつ強固に担持されており、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換するアクリル繊維およびそれを使用した布帛・発熱性シートを提供することにある。
【解決手段】誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲である電磁波吸収発熱性繊維を５〜１００質量％含んだ電磁波吸収発熱性シート状物または誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲である電磁波吸収発熱性繊維を５〜１００質量％含んだ電磁波吸収発熱性布帛。
前記シート状物または前記布帛を含有する電磁波治療器用加熱シート。
【選択図】なし

Description

本発明は幅広い帯域の電磁波を吸収し発熱する導電性系芯鞘繊維、及びそれを使用した布帛・発熱シートに関するものである。

従来、電磁波吸収体としはゴムシートに磁性体粉末やその他の導電帯粉末を練り込んだもの、繊維にカーボンなどの導電性粉末を担持させたものなどが知られている。

しかしながら、ゴムシートに磁性粉末やその他の導電粉末を練り込んだタイプの電磁波吸収材は、周波数帯により厚みなどを変更して設計する必要があるので、フレキシブル性が損なわれる周波数帯が存在し、また一般に周波数に対して特定の吸収ピークが存在するので汎用性に乏しいなどの問題があった。さらには、電磁波吸収体として必ずしも軽量でないという問題もあった。

一方、繊維にカーボンなどの導電粉末を担持させた電磁波吸収繊維材料は、フレキシブルで、一般に周波数に対して特定の吸収ピークを持たないが、繊維にカーボンなどの導電粉末を均一に且つ強固に担持させるのが困難であり、その結果、繊維表面からカーボンなどの導電粉末が脱離し易く、耐久性・環境面で劣るという問題があった。さらには繊維が導電粉末を均一に担持できていない場合、良好な単位体積当たりの電磁波吸収性能が得られないという問題もあった。

また、これらの技術を使用した製品としては携帯電話等の電子機器から発生する電磁波をシールドする電磁波シールド材などが主である（特許文献１）。

物体が電磁波を吸収した際に発生する熱エネルギーを利用した発明としては、誘電体や磁性体をゴムシート状などに加工したタイプのものが、電子レンジなど特定の周波数の電磁波が発生する調理器具に入れて、電磁波による誘電損失または磁気損失の熱を利用し、食品そのものまたは調理容器自体を加熱する技術が提案されている（特許文献２）。

特開２０１０−８０９１１号公報特開２０１３−２３９４５９号公報

本発明はフレキシブルで導電粉末が均一かつ強固に担持されており、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換するアクリル繊維およびそれを使用した布帛・発熱性シートを提供することにある。

本発明の要旨は、以下、評価手法により求めた誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲であるアクリル繊維およびそれを使用した電磁波吸収発熱性シート状物または布帛にある。

本発明はフレキシブルで導電粉末が均一かつ強固に担持されており、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換するアクリル繊維およびそれを使用した布帛・発熱性シートを得ることができる。

本発明の条件を満たす電磁波吸収発熱性能を得るためには、導電性材料を繊維中に含有させなくてはならない。電磁波吸収発熱繊維の製造に使用される導電性材料としては、繊維製造上の理由から導電性微粒子である事が好ましく、使用される導電性微粒子としては一般に、鉄、銅、アルミニウム、鉛、スズ、金、銀、ニッケルなどに代表される金属類およびそれらの酸化物、硫化物、カルボニル塩、またＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＡＴＯ（アンチモン・スズ酸化物）、酸化亜鉛などの導電性金属酸化物及びこれらを硫酸バリウム、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セラミックス系導電性微粒子、ファーネス、チャンネル、サーマル、アセチレンブラックに代表されるカーボンブラック系導電材、及びポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等に代表される導電性高分子化合物、テトラシアノパラキノジメタン（ＴＣＮＱ）とテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）との錯体等に代表される有機導電性化合物が挙げられる。

電磁波吸収発熱繊維については、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、繊維中の導電性材料濃度を高濃度にし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。また、繊維中により高濃度に導電性材料を含有させたい場合には芯鞘繊維であってもよい。繊維中に導電性材料を含有させているので、繊維表面に導電性材料を付着させたものに比べ、繊維一本一本に均一且つ強固に導電性材料が担持されている。その為、繊維中からの導電性材料が脱落するという問題は発生しない。

本発明の電磁波発熱吸収性繊維に関して、電磁波吸収発熱性繊維の誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲であれば良い。上記の範囲であれば電磁波を照射した際に良好な発熱性能が得られる。
導電性材料の含有率は特に規定されるものではないが、好ましくは、繊維中に導電性材料が５〜３０％含有されるものが良い。

請求項１記載の電磁波吸収発熱性繊維の布帛全体に占める割合は、電磁波を照射した際に一定の温度上昇が認められるものが好ましく、より好ましくは上記の電磁波吸収発熱性繊維が布帛全体のうち５〜１００％であれば良い。電磁波吸収発熱性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。

前記電磁波発熱性繊維を含んだ布帛はマイクロ波などを照射して患部を温める温熱治療器などの加熱用シートとして用いられることが好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
（誘電正接Ｔａｎδおよび誘電率εの測定）
誘電特性評価器（アジレントテクノロジー製ＹＨＰ４３４２Ａ）を用いて、周波数１４ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、７０ＭＨｚにおける誘電正接と誘電率を２２℃にて決定した。

（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Ｔ４０２１．７Ｔ５２）と電磁波吸収発熱性繊維を表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／ｍ^２となるように採取した。得られた繊維の積層体をニードルパンチング機で処理を行い、ニードルパンチ不織布とした。

（実施例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）を芯部の質量に対して、濃度３２質量％で芯部に添加し、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５１ｍｍにカットしたものを電磁波吸収発熱性繊維として、表１の割合で不織布を作成し、各評価を行った。

（実施例３）
粒径０．２〜０．３μｍ、導電率０．４Ｓ／ｃｍの粒状導電性酸化チタン（石原産業株式会社製ＥＴ−５００Ｗ）を、芯部に芯部の質量に対して、濃度９０質量％で添加し、芯鞘質量比１０対９０である繊度３．３ｄｔｅｘのアクリル繊維を、長さ５１ｍｍにカットしたもの電磁波吸収発熱性繊維として、表１の割合で不織布を作成し、各評価を行った。

（比較例１）
アクリルステープル（三菱レイヨン株式会社製製品名：ボンネルＶ１７ＢＲＥ３．３Ｔ５１）を表１の割合で不織布を作成し、各評価を行った。

Claims

誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲である電磁波吸収発熱性繊維を５〜１００質量％含んだ電磁波吸収発熱性シート状物。
誘電正接Ｔａｎδが０．１〜１．０であり、且つ誘電率εが１．２５〜４．００の範囲である電磁波吸収発熱性繊維を５〜１００質量％含んだ電磁波吸収発熱性布帛。
請求項１に記載のシート状物または請求項２に記載の布帛を含有する電磁波治療器用加熱シート。