JP2018519196A - 機能性生地及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、基材生地層；及び基材生地層の少なくとも一つの面に接着された断熱軟質シートを含む機能性生地を提供する。また、第１柔軟性基材；及び基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層を含む断熱軟質シートを提供し、断熱軟質シートは、断熱コーティング層上に第２柔軟性基材をさらに含むことができる。従って、本発明に係る機能性生地は、気孔（pore）を有するシリカ粒子を用いることによって、少ない使用量でも効果的な断熱性能を有することができ、シリカ粒子の強度によって優れた強度を有する。また、本発明は、断熱軟質シートと機能性生地の製造方法を提供する。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、機能性生地に関し、さらに詳しくは、断熱性能を有する断熱軟質シートとそれを含む機能性生地及びその製造方法に関するものである。
多様な産業で天然繊維又は合成繊維に多様な機能を与えるための研究が行われてきており、近頃には、省エネルギーに対する認識拡大と異常気温現象とに関連して、発熱や断熱効果の衣類生地に対する関心が一層高くなった。
その例として、市販されている発熱下着が挙げられるが、これは、発熱繊維で製造された衣類であり、その製品を大きく２種類に分けられる。その一つは、人体皮膚から発生する水分を通して繊維そのものが吸湿熱を発生させ、体を温める原理を利用した吸湿発熱製品であり、他の一つは光を吸収して熱を発生させる光発熱製品である。
しかし、前述のような発熱繊維で製造された生地は、その機能性が無条件発揮されるものではなく、以下のような条件が満たされたとき、発熱するという短所がある。吸湿発熱製品は、身体活動が活発であり、且つ汗をかく必要があり、光発熱製品は、長時間、強い日差しに露出しなければ、その機能を発揮することができないという問題があった。
また、特許文献１には、抗菌性を有する体温調節が可能な衣類の製造において、体温調節機能を与えるために、断熱空気空間を形成する中空構造や線状延びた溝状の構造を有する繊維を用いた断熱繊維生地の使用が開示されている。
前述のように、繊維そのものに空の空間を形成して断熱効果を与えた中空糸が存在するが、種類により加工過程で中空の形態が失われることがあり、従来繊維に比べて厚く、断熱効果を考慮しなければならないため、厚さ調節に制限がある問題があった。
本発明は、気孔（pore）を有するシリカ粒子を用いることで、少ない使用量でも効果的な断熱性能を有することができ、シリカ粒子の強度によって優れた強度を有する機能性生地を提供することを目的とする。
また、軟質樹脂と前記シリカ粒子とを混合した断熱性樹脂組成物を硬化し、断熱コーティング層を製造することで、粒子が破壊されなく、損失されない、強度と柔軟性に優れた断熱軟質シート及び機能性生地を製造することを目的とする。
さらに、機能性コーティング層を追加して、断熱性能以外の機能をも有し得る断熱軟質シート及び機能性生地を提供することを目的とする。
また、断熱コーティング層上に柔軟性に優れた基材をさらに積層させることで、柔軟性と洗濯後の耐久性及び断熱性を保持することができる軟質シート及び機能性生地を製造することを目的とする。
本発明は、前述のような本発明の目的を達成するためのものであり、本発明は、基材生地層；及び前記基材生地層の少なくとも一つの面に接着された断熱軟質シート；を含む機能性生地を提供する。
また、前記基材生地層は、天然繊維、合成繊維、人造繊維、再生繊維及び機能性繊維からなる群から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造された生地であることを特徴とする。
また、前記断熱軟質シートは、第１柔軟性基材；及び前記基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層；を含むことを特徴としており、前記断熱コーティング層上に接着された第２柔軟性基材をさらに含む。
一方、前記機能性生地は、機能性コーティング層をさらに含んでもよく、前記機能性コーティング層は、ＵＶ遮断、ＩＲ遮断、光反射、撥水性、透湿防水などの性能を有する。
また、前記第１柔軟性基材及び第２柔軟性基材は、ポリウレタン系（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）フィルムから選ばれる一つであることを特徴とする。
前記断熱コーティング層は、軟質樹脂とシリカ粒子とを主成分として含む断熱性樹脂組成物によって形成されたものであり、前記断熱性樹脂組成物は、粘着剤又は接着剤、発泡樹脂、希釈溶剤をさらに含んでもよい。
また、前記希釈溶剤は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン（Toluene）、キシレン（Xylene）等から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されてもよい。
さらに、前記軟質樹脂は、ポリウレタン系樹脂、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、軟質発泡樹脂から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されたことを特徴とする。
前記断熱コーティング層内のシリカ粒子の充填率は、１〜８０％であることが好ましく、前記シリカ粒子は、中空シリカ粒子、多孔性シリカ粒子、多孔性中空シリカ粒子から選ばれる１種以上又はこれらの混合物であることを特徴とする。
また、前記シリカ粒子は、１０ｎｍ〜１０μｍの大きさを有することが好ましい。
本発明の別の側面は、第１柔軟性基材；及び前記基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層；を含むことを特徴とする断熱軟質シートを提供するものであり、前記断熱コーティング層上に接着された第２柔軟性基材をさらに含むことを特徴とする。
一方、前記断熱軟質シートは、機能性コーティング層をさらに含んでもよく、前記機能性コーティング層は、ＵＶ遮断、ＩＲ遮断、光反射、撥水性、透湿防水などの性能を有する。
また、前記断熱軟質シートは、０．１〜１０００μｍの厚さを有することが好ましい。
また、前記断熱軟質シートは、熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴としており、洗濯後耐久性と柔軟性、断熱性が保持されることを特徴とする。
本発明のまた別の側面は、（ａ）第１柔軟性基材を準備する工程；（ｂ）軟質樹脂とシリカ粒子を主成分として含む断熱性樹脂組成物を製造する工程；（ｃ）前記第１柔軟性基材に、前記断熱性樹脂組成物を塗布する工程；及び（ｄ）前記塗布された断熱性樹脂組成物を硬化させ、断熱コーティング層を形成する工程；を含むことを特徴とする断熱軟質シートの製造方法を提供する。
前記工程（ｂ）において、前記軟質樹脂は、ポリウレタン系樹脂、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、軟質発泡樹脂から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されたことを特徴としており、前記断熱性樹脂組成物内のシリカ粒子の充填率は、１〜８０％であることが好ましい。
また、前記工程（ｂ）において、断熱性樹脂組成物は粘着（接着）剤と希釈溶剤をさらに含んでもよく、前記希釈溶剤は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン（Toluene）等から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されてもよい。
さらに、前記工程（ｂ）の以降において、機能性組成物を塗布し、機能性コーティング層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする。
一方、前記工程（ｃ）の塗布された組成物上に、第２柔軟性基材を積層させる工程をさらに含んでもよく、前記工程（ｄ）の硬化は、１５〜２００℃で行われる熱硬化であることを特徴とする。また、前記熱硬化温度範囲中の硬化が可能な初期温度は、通常、室温という温度範囲であればよい。
本発明のさらに別の側面は、（ａ）第１柔軟性基材を準備する工程；（ｂ）軟質樹脂とシリカ粒子を主成分として含む断熱性樹脂組成物を製造する工程；（ｃ）前記第１柔軟性基材に、前記断熱性樹脂組成物を塗布する工程；（ｄ）前記第１柔軟性基材と同じであるか、異なる種類の第２柔軟性基材を、前記塗布された断熱性樹脂組成物上に、サンドイッチ形態でラミネーション（積層）する工程；及び（ｅ）前記塗布された断熱性樹脂組成物を硬化し、前記第１及び２柔軟性基材の間に断熱コーティング層を形成する工程；を含むことを特徴とする断熱軟質シートの製造方法を提供する。
また、前記工程（ｂ）において、断熱性樹脂組成物は粘着（接着）剤と希釈溶剤をさらに含んでもよく、前記工程（ｂ）の以降において、機能性組成物を塗布し、機能性コーティング層を形成する工程をさらに含んでもよい。
本発明のさらに別の側面は、（ａ）基材生地層を準備する工程；（ｂ）本発明の断熱軟質シートを積層させる工程；及び（ｃ）前記基材生地層と断熱軟質シートとを熱接着させる工程；を含むことを特徴とする機能性生地の製造方法を提供する。
また、前記工程（ｃ）の熱接着温度は、５０〜２００℃であることが好ましい。さらに、前記工程（ｃ）において、前記基材生地層と断熱軟質シートを室温で物理的接着させることができる。
本発明に係る機能性生地は、気孔（pore）を有するシリカ粒子を用いることで、少ない使用量でも効果的な断熱性能を有することができ、シリカ粒子の強度によって優れた強度を有する。
また、微粒子シリカを用いることで、薄膜の断熱軟質シート及び機能性生地を製造することができ、求められる性能に応じて粒子径と粒子を含む組成物の濃度及び使用量の調節が可能であり、厚さの調節が容易になる。
また、軟質樹脂と前記シリカ粒子を混合した断熱性樹脂組成物を硬化させ、断熱コーティング層を製造することで、粒子が破壊されなく、損失されない、強度と柔軟性に優れた断熱軟質シート及び機能性生地を製造することができる。
さらに、前記断熱軟質シート及び機能性生地は、機能性コーティング層を追加して、断熱性能以外の機能をも有することができ、前記断熱コーティング層上に柔軟性に優れた基材をさらに積層させることで、柔軟性と洗濯後の耐久性及び断熱性を保持させることができる。
前述した目的、特徴及び長所は、添付図面を参照して、後記されている詳細な説明を通じてより明確になるだろう。これにより、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が本発明の技術的思想を容易に実施することができるはずである。また、本発明の説明において、本発明に関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曇らせることがあると判断される場合に、その詳細な説明を省略することにする。以下、添付された図面を参照して、本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明する。
Ｉ．機能性生地
図１は、基材生地層１００と前記基材生地層１００の上面に接着された断熱軟質シート２００とで構成されている機能性生地の断面図であり、図４は、基材生地層１００と断熱軟質シート２００と間に機能性コーティング層３００がさらに含まれた機能性生地の断面図を示す。
図１は、基材生地層１００と前記基材生地層１００の上面に接着された断熱軟質シート２００とで構成されている機能性生地の断面図であり、図４は、基材生地層１００と断熱軟質シート２００と間に機能性コーティング層３００がさらに含まれた機能性生地の断面図を示す。
前記機能性生地の用途としては、保温衣類、保温カバー、不織布、包装紙などの製品に活用され、製品そのものでなくても一部分としても使用することができる。また、前記機能性生地を構成する基材生地層１００は、天然繊維、合成繊維、人造繊維、再生繊維及び機能性繊維からなる群から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造された生地である。合成繊維としてポリエステル（ＰＥＴ）系繊維とナイロン（Nylon）、天然繊維としてコットン（Cotton）等が挙げられる。
本発明の機能性生地は、機能性コーティング３００層をさらに含んでもよい。前記機能性コーティング３００層の位置は、機能性生地内基材生地１００層の両側、断熱軟質シート２００の両側又は断熱軟質シート２００の内部にも配置できる。機能性コーティング層３００の数は、一つに限定されない。そして、前記機能性コーティング層３００は、位置に応じてＵＶ遮断、ＩＲ遮断、光反射、撥水性、透湿防水などの性能を付与する。
また、本発明の機能性生地は、洗濯後にも耐久性、柔軟性、断熱性及びその他機能性が保持される長所がある。
ＩＩ．断熱軟質シート
図２及び図３は、断熱軟質シート２００の断面図を示しており、具体的に、図２は第１柔軟性基材２１０と、その上にシリカ粒子２２１と軟質樹脂２２２とを主成分として含む断熱コーティング層２２０とが接着された断熱軟質シートの断面図を、図３は、図２の断熱コーティング層２２０の上に第２柔軟性基材２３０が追加的に接着されたサンドイッチ形態の断熱軟質シートの断面図を示す。
図２及び図３は、断熱軟質シート２００の断面図を示しており、具体的に、図２は第１柔軟性基材２１０と、その上にシリカ粒子２２１と軟質樹脂２２２とを主成分として含む断熱コーティング層２２０とが接着された断熱軟質シートの断面図を、図３は、図２の断熱コーティング層２２０の上に第２柔軟性基材２３０が追加的に接着されたサンドイッチ形態の断熱軟質シートの断面図を示す。
図２と図３に図示されるように、本発明の断熱軟質シート２００は、第１柔軟性基材２１０及び前記基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層２２０を含む。また、前記断熱軟質シート２００は、断熱コーティング層２２０上に接着された第２柔軟性基材２３０をさらに含み、サンドイッチ形態の断熱軟質シートとして製造することができ、構造がこれらに限定されなく、変形が可能である。
前記第１柔軟性基材２１０及び第２柔軟性基材２３０は、ポリウレタン系（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）フィルムから選択されてもよく、これらに限定されるものではない。ポリウレタン系（ＰＵ）フィルムは、他のフィルムに比べて柔軟性が良いという長所があり、特に、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルムは、透湿防水機能を有することで、湿気は含まず、防水され、水を取り扱う産業分野においても使用可能であり、熱伝導度が高い、水がつかない断熱性能保存にも良い。前記ポリ乳酸（ＰＬＡ）フィルムとポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）フィルムもまた柔軟でありながら、０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の低い熱伝導度を有することで断熱性能付与において長所を有している。
一方、断熱軟質シート２００内の断熱コーティング層２２０は、軟質樹脂２２２とシリカ粒子２２１とを主成分として含む断熱性樹脂組成物によって形成され得る。また、軟質樹脂２２２は、ポリウレタン系樹脂、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、軟質発泡樹脂から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造され得る。前記軟質樹脂２２２は、使用量に関係なく硬化されても柔軟性を保持するので、適用される基材の変形を生じさせなく、使用しようとする基材の種類や樹脂の使用量に特に制限されなく使用することができる。また、熱伝導度０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満のポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）等の軟質樹脂を用いることによって断熱性能を付加させることができる。
断熱コーティング層２２０内のシリカ粒子２２１の充填率は、１〜８０％であることが好ましい。充填率が１％未満のとき、断熱性能を十分に達成できなく、８０％を超えると、樹脂の含量が少なくなり、硬化効率が劣る恐れがあるからである。
また、前記シリカ粒子２２１は、中空シリカ粒子、多孔性シリカ粒子、多孔性中空シリカ粒子から選ばれる１種以上又はこれらの混合物であることを特徴とする。シリカは、熱伝導がよくない物質であり、熱伝導度が低く、断熱効果に優れており、前記シリカ粒子は、強度が強く、分散性が良いという長所がある。
さらに、前記シリカ粒子２２１の中空又は多孔性形態は、空気が気孔を介して循環できなく、熱伝達を遮断するという側面から断熱効果付与に卓越する。また、前記中空シリカ粒子の製造において、従来の前駆体を用いた方法以外にテンプレートが必要でない方法で製造することができ、これは長時間と高いエネルギーコストが要される焼成工程を必要としないので、簡単な製造工程で中空シリカ粒子を得ることができるという長所がある。
図６は、シリカ粒子２２１中平均直径１００ｎｍの中空シリカ粒子の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示している。シリカ粒子２２１は、１０ｎｍ〜１０μｍの大きさを有することが好ましい。粒子径が１０ｎｍ未満の場合には、シリカ粒子２２１内の中空又は気孔の大きさが充分に確保することができなく、気孔率が劣ることがある。反面、シリカ粒子２２１の大きさが１０μｍを超える場合には、断熱コーティング層２２０製造時、コーティング層内部に完全に充填することができなくなり、粒子の充填率が低下されるので、目標とする断熱効果を達成することができなくなる。
断熱性樹脂組成物は、粘着剤又は接着剤、発泡樹脂、希釈溶剤をさらに含んでもよく、前記希釈溶剤は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン（Toluene）、キシレン（Xylene）等から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されることができる。また、前記希釈溶剤の粘度は、シリカ粒子２２１の含量に応じて調節が可能である。また、その他に必要な場合、追加的機能を付与する添加剤をさらに含んでもよい。
一方、前記断熱軟質シート２００は、機能性コーティング層３００をさらに含んでもよい。前記機能性コーティング層３００の位置は、断熱軟質シート２００の両側、内部のどこにも配置させることができ、一つに限定されない。また、前記機能性コーティング層３００は、各位置に応じてＵＶ遮断、ＩＲ遮断、光反射、撥水性、透湿防水などの性能を付与することができる。
ＩＩＩ．断熱軟質シートの物性
前記断熱軟質シート２００は、シリカ粒子２２１の大きさに応じて厚さが変わってもよく、０．１〜１０００μｍの厚さを有することが好ましい。０．１μｍ未満の厚さでは、断熱コーティング層２２０を構成する組成物内部のシリカ粒子２２１の充填率やその他の構成要素の含量が不十分になり、必要とされる機能性が劣る恐れがあり、１０００μｍを超える厚さは取扱い性及び加工性が劣る恐れがある。前記のように、０．１〜１０００μｍの薄い厚さを有することで、機能性生地の製造時、基材生地層１００の本来の厚さとの差が少なくなり、生地そのものの触感もそのまま生かすことができる。また軽くて、柔軟性に優れ、加工が容易であることから、活用が多様である。
前記断熱軟質シート２００は、シリカ粒子２２１の大きさに応じて厚さが変わってもよく、０．１〜１０００μｍの厚さを有することが好ましい。０．１μｍ未満の厚さでは、断熱コーティング層２２０を構成する組成物内部のシリカ粒子２２１の充填率やその他の構成要素の含量が不十分になり、必要とされる機能性が劣る恐れがあり、１０００μｍを超える厚さは取扱い性及び加工性が劣る恐れがある。前記のように、０．１〜１０００μｍの薄い厚さを有することで、機能性生地の製造時、基材生地層１００の本来の厚さとの差が少なくなり、生地そのものの触感もそのまま生かすことができる。また軽くて、柔軟性に優れ、加工が容易であることから、活用が多様である。
また、前記断熱軟質シート２００は、熱伝導度が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。０．１Ｗ／ｍ・Ｋを超える熱伝導度の場合には、期待する断熱効果が充分に発現できない恐れがある。
このような断熱軟質シート２００は、生地の構成要素として活用されたとき、洗濯後にも耐久性、柔軟性、断熱性及びその他機能性が維持される長所がある。
ＩＶ．断熱軟質シートの製造方法
図５は、断熱軟質シート２００の製造方法の中からサンドイッチ形態の断熱軟質シート２００の製造方法を示す流れ図である。
図５は、断熱軟質シート２００の製造方法の中からサンドイッチ形態の断熱軟質シート２００の製造方法を示す流れ図である。
図５に示された製造方法に限定されなく、本発明は、（ａ）第１柔軟性基材２１０を準備する工程；（ｂ）軟質樹脂２２２とシリカ粒子２２１とを主成分として含む断熱性樹脂組成物を製造する工程；（ｃ）前記第１柔軟性基材２１０に、前記断熱性樹脂組成物を塗布する工程；及び（ｄ）前記塗布された断熱性樹脂組成物を硬化させ、断熱コーティング層２２０を形成する工程；を含むことを特徴とする断熱軟質シート２００の製造方法を提供する。
前記（ａ）工程と工程（ｂ）において、用いられる第１柔軟性基材２１０と第２柔軟性基材２３０及び軟質樹脂２２２は、断熱軟質シート２００に柔軟性を付与し、シリカ粒子２２１の優れた分散性により確保された柔軟性が維持され、シリカ粒子２２１内の気孔により断熱性が付与され得る。
また、前記工程（ｂ）において、断熱性樹脂組成物は、粘着（接着）剤と希釈溶剤をさらに含んでもよい。このとき、シリカ粒子２２１の含量に応じて希釈溶剤で粘度を調節することができる。前記希釈溶剤は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン（Toluene）、キシレン（Xylene）等から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造され得る。
さらに、前記工程（ｂ）の以降において、機能性組成物を塗布し、機能性コーティング層３００を形成する工程をさらに含んでもよい。前記機能性組成物は、断熱軟質シート２００に断熱性、その他にもＵＶ遮断、ＩＲ遮断、光反射、撥水性、透湿防水などの性能を付与することができる。
一方、前記工程（ｃ）の塗布された組成物上に、第２柔軟性基材２３０を積層させる工程をさらに含み、断熱軟質シート２００を製造することができる。前記断熱コーティング層２２０を、第１柔軟性基材２１０と第２柔軟性基材２３０と間に配置させ、サンドイッチ形態の断熱軟質シート２００を製造することで、断熱コーティング層２２０内のシリカ粒子２２１が損失される恐れがなく、組成物の安定性を一層高めることができる。また、前記工程（ｄ）の硬化は、１５〜２００℃で行われるのが好ましい。前記熱硬化温度範囲のうち、硬化が可能な初期温度は通常、室温という温度範囲であれば関係ない。
一方、図７は、紙基材上に、軟質樹脂２２２と中空シリカ粒子とを主成分として含む断熱性樹脂組成物によって形成された断熱コーティング層２２０写真と紙基材から分離させた断熱コーティング層２２０写真を示す。
図７に示されるように、断熱コーティング層２２０は、軟質樹脂２２２とシリカ粒子２２２とを主成分として含む断熱性樹脂組成物を紙やＰＥＴフィルムのような基材上に塗布し、硬化させ、独立的に製造することができる。このように製造された断熱コーティング層２２０は、基材と分離させた後、物理的方法で第１柔軟性基材２１０上に接着し、断熱軟質シート２００を製造することができる。このような独立的な断熱コーティング層２２０は、用途に応じて接着する基材を変更して、使用できる長所がある。
Ｖ．機能性生地の製造方法
一方、本発明は、（ａ）基材生地層１００を準備する工程；（ｂ）断熱軟質シート２００を積層させる工程；及び（ｃ）前記基材生地層１００と断熱軟質シート２００とを熱接着させる工程；を含むことを特徴とする機能性生地の製造方法を提供する。
一方、本発明は、（ａ）基材生地層１００を準備する工程；（ｂ）断熱軟質シート２００を積層させる工程；及び（ｃ）前記基材生地層１００と断熱軟質シート２００とを熱接着させる工程；を含むことを特徴とする機能性生地の製造方法を提供する。
前記工程（ｃ）の熱接着温度は５０〜２００℃であることが好ましい。より￥好ましくは１００℃以下で、熱接着を行い、一般に７０℃前後の温度で熱接着を行う。熱接着時溶媒が蒸発し、内部に透湿又は断熱機能のための気孔（pore）が生成される。反面、前記工程（ｃ）において、前記基材生地層１００と断熱軟質シート２００を室温で物理的に接着してもよく、アクリルバインダー、ポリウレタンバインダーのようなバインダーを用いてもよい。
ＶＩ．実施例
実施例１：断熱軟質シートの製造
第１柔軟性基材として、４０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、固形分１８％の熱硬化樹脂（ＤＨＣ−１８Ｄ；DNF Co., Ltd.製）を用意（９７ｗｔ％まで使用）、前記熱硬化樹脂を基準としたとき、１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を３ｗｔ％にして添加し、希釈溶剤としてキシレン（Xylene）を添加し、断熱性樹脂組成物を製造した。製造された断熱性樹脂組成物をＴＰＵフィルム上に塗布した後、１４０℃で熱硬化させ、断熱コーティング層を形成させることによって、断熱軟質シートを製造した。
実施例１：断熱軟質シートの製造
第１柔軟性基材として、４０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、固形分１８％の熱硬化樹脂（ＤＨＣ−１８Ｄ；DNF Co., Ltd.製）を用意（９７ｗｔ％まで使用）、前記熱硬化樹脂を基準としたとき、１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を３ｗｔ％にして添加し、希釈溶剤としてキシレン（Xylene）を添加し、断熱性樹脂組成物を製造した。製造された断熱性樹脂組成物をＴＰＵフィルム上に塗布した後、１４０℃で熱硬化させ、断熱コーティング層を形成させることによって、断熱軟質シートを製造した。
実施例２
前記実施例１で１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を２０ｗｔ％にして添加したこと以外には、実施例１と同様にして断熱軟質シートを製造した。
前記実施例１で１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を２０ｗｔ％にして添加したこと以外には、実施例１と同様にして断熱軟質シートを製造した。
実施例３
第１柔軟性基材として２０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、前記実施例１で３００ｎｍ大きさの中空シリカ粒子を用いたこと以外には、実施例１と同様にして断熱軟質シートを製造した。
第１柔軟性基材として２０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、前記実施例１で３００ｎｍ大きさの中空シリカ粒子を用いたこと以外には、実施例１と同様にして断熱軟質シートを製造した。
実施例４
前記実施例３で３００ｎｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を２０ｗｔ％にして添加したこと以外には、実施例３と同様にして断熱軟質シートを製造した。
前記実施例３で３００ｎｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を２０ｗｔ％にして添加したこと以外には、実施例３と同様にして断熱軟質シートを製造した。
比較例１〜２：断熱性樹脂組成物が塗布されない柔軟性基材
断熱性樹脂組成物を塗布しなかった第１柔軟性基材として、２０μｍと４０μｍ厚さを有するＰＵフィルムをそれぞれ用意した。
断熱性樹脂組成物を塗布しなかった第１柔軟性基材として、２０μｍと４０μｍ厚さを有するＰＵフィルムをそれぞれ用意した。
実施例５：サンドイッチ形態の断熱軟質シートの製造
第１柔軟性基材として４０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、固形分１８％の熱硬化樹脂（ＤＨＣ−１８Ｄ、DNF Co., Ltd.製）を用意（９７ｗｔ％まで使用）し、前記熱硬化樹脂を基準としたとき、１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を３ｗｔ％にして添加し、希釈溶剤として、キシレン（Xylene）を添加し、断熱性樹脂組成物を製造した。製造された断熱性樹脂組成物をＴＰＵフィルム上に塗布した後、第２柔軟性基材として第１柔軟性基材のようなＴＰＵフィルムを積層させた。その後、１４０℃で熱硬化させ、２つＴＰＵフィルム間に断熱コーティング層を形成させることによって、サンドイッチ形態の断熱軟質シートを製造した。
第１柔軟性基材として４０μｍ厚さのＰＵフィルムを用意した。その後、固形分１８％の熱硬化樹脂（ＤＨＣ−１８Ｄ、DNF Co., Ltd.製）を用意（９７ｗｔ％まで使用）し、前記熱硬化樹脂を基準としたとき、１μｍ大きさの中空シリカ粒子の充填率を３ｗｔ％にして添加し、希釈溶剤として、キシレン（Xylene）を添加し、断熱性樹脂組成物を製造した。製造された断熱性樹脂組成物をＴＰＵフィルム上に塗布した後、第２柔軟性基材として第１柔軟性基材のようなＴＰＵフィルムを積層させた。その後、１４０℃で熱硬化させ、２つＴＰＵフィルム間に断熱コーティング層を形成させることによって、サンドイッチ形態の断熱軟質シートを製造した。
実施例６：機能性生地の製造
基材生地として、ポリエステル織物を用意した後、ポリウレタンバインダー（ＳＢ−３００、（株）サムジョンコトエク製、生地の１０％）を基材生地層に塗布した。その後、前記実施例１で製造した断熱軟質シートを積層させ７０℃で熱接着して機能性生地を製造した。
基材生地として、ポリエステル織物を用意した後、ポリウレタンバインダー（ＳＢ−３００、（株）サムジョンコトエク製、生地の１０％）を基材生地層に塗布した。その後、前記実施例１で製造した断熱軟質シートを積層させ７０℃で熱接着して機能性生地を製造した。
実施例７：サンドイッチ形態の断熱プルレクシトゥを含んだ機能性生地の製造
基材生地として、ポリエステル織物を用意した後、ポリウレタンバインダー（ＳＢ−３００、（株）サムジョンコトエク製、生地の１０％）を基材生地層に塗布した。その後、前記実施例２で製造したサンドイッチ形態の断熱軟質シートを積層し、７０℃で熱接着して、機能性生地を製造した。
基材生地として、ポリエステル織物を用意した後、ポリウレタンバインダー（ＳＢ−３００、（株）サムジョンコトエク製、生地の１０％）を基材生地層に塗布した。その後、前記実施例２で製造したサンドイッチ形態の断熱軟質シートを積層し、７０℃で熱接着して、機能性生地を製造した。
比較例３：断熱フレキシブルシートを積層しない基材生地層
断熱軟質シートを積層しない基材生地層として、ポリエステル織物を用意した。
断熱軟質シートを積層しない基材生地層として、ポリエステル織物を用意した。
ＶＩＩ．断熱軟質シートの評価
下記のような方法で物性評価を実施して表１に示した。前記実施例１〜４で得られた断熱軟質シートと比較例１〜２で得られたＰＵフィルムに対して、‘実験サンプル’として表現した。また、中空シリカ粒子をＨＳとして表現し、表１に示した。
下記のような方法で物性評価を実施して表１に示した。前記実施例１〜４で得られた断熱軟質シートと比較例１〜２で得られたＰＵフィルムに対して、‘実験サンプル’として表現した。また、中空シリカ粒子をＨＳとして表現し、表１に示した。
１．熱伝導度測定
熱伝導度の測定は、まず、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ５ｃｍの実験サンプルの中心部を縦２４ｃｍ、横２４ｃｍの正方状に切断し、フレームを形成した。フレームの一方に、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍのアルミ箔を接着して凹部を形成し、試料台とした。また、アルミ箔で覆った面を試料台の底面とし、実験サンプルの厚さ方向に対する他方の面を天井面とした。粉体状の断熱材をタブや加圧を行わずに、凹部に充填し、レベリングした後、天井面に縦３０ｃｍ、横３０ｃｍのアルミ箔を載置したものを測定試料とした。測定試料を利用して、３０℃での熱伝導度を、ヒートフローメーターＨＦＭ ４３６ Ｌａｍｂｄａ（ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を使用して、熱伝導度を測定した。較正は、ＪＩＳ Ａ １４１２−２に準じて、密度１６３．１２ｋｇ／ｍ３、厚さ２５．３２ｍｍのＮＩＳＴ ＳＲＭ １４５０ｃ較正用標準板を用いて、高温側と低温側との温度差が２０℃の条件で、１５、２０、２４、３０、４０、５０、６０、６５℃で予め行った。８００℃での熱伝導度は、ＪＩＳ Ａ １４２１−１の方法に準じて測定した。直径３０ｃｍ、厚さ２０ｍｍの円板状にした実験サンプル２枚を測定試料とし、測定装置として保護熱板法熱伝導度測定装置（英弘精機株式会社製）を使用した。
熱伝導度の測定は、まず、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ５ｃｍの実験サンプルの中心部を縦２４ｃｍ、横２４ｃｍの正方状に切断し、フレームを形成した。フレームの一方に、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍのアルミ箔を接着して凹部を形成し、試料台とした。また、アルミ箔で覆った面を試料台の底面とし、実験サンプルの厚さ方向に対する他方の面を天井面とした。粉体状の断熱材をタブや加圧を行わずに、凹部に充填し、レベリングした後、天井面に縦３０ｃｍ、横３０ｃｍのアルミ箔を載置したものを測定試料とした。測定試料を利用して、３０℃での熱伝導度を、ヒートフローメーターＨＦＭ ４３６ Ｌａｍｂｄａ（ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を使用して、熱伝導度を測定した。較正は、ＪＩＳ Ａ １４１２−２に準じて、密度１６３．１２ｋｇ／ｍ３、厚さ２５．３２ｍｍのＮＩＳＴ ＳＲＭ １４５０ｃ較正用標準板を用いて、高温側と低温側との温度差が２０℃の条件で、１５、２０、２４、３０、４０、５０、６０、６５℃で予め行った。８００℃での熱伝導度は、ＪＩＳ Ａ １４２１−１の方法に準じて測定した。直径３０ｃｍ、厚さ２０ｍｍの円板状にした実験サンプル２枚を測定試料とし、測定装置として保護熱板法熱伝導度測定装置（英弘精機株式会社製）を使用した。
２．厚さ測定
厚さ測定装置として、デジタルダイヤルゲージ（ＤＧ−２０５、Peacock社製）を使用して測定した。
厚さ測定装置として、デジタルダイヤルゲージ（ＤＧ−２０５、Peacock社製）を使用して測定した。
３．ミシン部の強度測定
２０×１００ｍｍの実験サンプルを作製し、その下に紙を敷き、工業用ミシンでピッチ＝５ｍｍにミシン孔を穿孔した。その後、紙を除去した後、試験速度＝３００ｍｍ／分で図に示される矢印Ｘ、Ｙ方向に引っ張る引張試験を行い、ミシン部の強度（Ｎ／ｃｍ）を測定し、以下の判定基準で評価し、スコアで示した。
２０×１００ｍｍの実験サンプルを作製し、その下に紙を敷き、工業用ミシンでピッチ＝５ｍｍにミシン孔を穿孔した。その後、紙を除去した後、試験速度＝３００ｍｍ／分で図に示される矢印Ｘ、Ｙ方向に引っ張る引張試験を行い、ミシン部の強度（Ｎ／ｃｍ）を測定し、以下の判定基準で評価し、スコアで示した。
＜判定基準＞
５：ミシン部強度＝４０（Ｎ／ｃｍ）以上、又はミシン部以外で破壊が生じ、その強度が強度＝４０（Ｎ／ｃｍ）以上であり、非常に優れる。
４：ミシン部強度＝２０（Ｎ／ｃｍ）以上４０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、良好である。
３：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）以上２０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、問題が生じやすい。
２：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）以上１５（Ｎ／ｃｍ）未満であり、問題が若干認められる。
１：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、悪い。
５：ミシン部強度＝４０（Ｎ／ｃｍ）以上、又はミシン部以外で破壊が生じ、その強度が強度＝４０（Ｎ／ｃｍ）以上であり、非常に優れる。
４：ミシン部強度＝２０（Ｎ／ｃｍ）以上４０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、良好である。
３：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）以上２０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、問題が生じやすい。
２：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）以上１５（Ｎ／ｃｍ）未満であり、問題が若干認められる。
１：ミシン部強度＝１０（Ｎ／ｃｍ）未満であり、悪い。
４．柔軟性測定
幅１０ｍ×の長さ１００ｍｍの実験サンプルを作製し、その実験サンプルを固定させるための台から５ｃｍの長さで突出させた後、試験片である実験サンプルの突出部が垂れた程度を測定し、以下の判定基準で柔軟性を評価し、スコアで示した。
幅１０ｍ×の長さ１００ｍｍの実験サンプルを作製し、その実験サンプルを固定させるための台から５ｃｍの長さで突出させた後、試験片である実験サンプルの突出部が垂れた程度を測定し、以下の判定基準で柔軟性を評価し、スコアで示した。
＜判定基準＞
５：実験サンプルの‘垂れ’が２ｃｍ以上となり優れる。
４：実験サンプルの‘垂れ’が１ｃｍ〜２ｃｍ未満にとなり良好である。
３：実験サンプルの‘垂れ’が０．４ｃｍ〜１ｃｍ未満となり問題が生じやすい。
２：実験サンプルの‘垂れ’が０．４ｃｍ未満となり悪い。
５：実験サンプルの‘垂れ’が２ｃｍ以上となり優れる。
４：実験サンプルの‘垂れ’が１ｃｍ〜２ｃｍ未満にとなり良好である。
３：実験サンプルの‘垂れ’が０．４ｃｍ〜１ｃｍ未満となり問題が生じやすい。
２：実験サンプルの‘垂れ’が０．４ｃｍ未満となり悪い。
比較例１〜２で得られたＰＵフィルムの熱伝導度と比較したとき、実施例１〜５で得られた断熱軟質シートの熱伝導度は、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ未満と顕著に低くなり、断熱効果を確認することができた。また、断熱軟質シート内の中空シリカ粒子の充填率を３ｗｔ％から２０ｗｔ％へ増加させたときと中空シリカ粒子径をさらに小さくしたとき、断熱軟質シートの熱伝導度がさらに低くなることを確認することができた。
さらに、比較例１と実施例１〜２の厚さ結果を比較すると、μｍ単位としたとき、比較例１のＰＵフィルム厚さと比較して、実施例１〜２の断熱軟質シートの厚さ変化が大きくないことが分かる。これにより、断熱コーティング層を薄く積層して、断熱軟質シートを製造しても断熱性能が十分に付与されるだけでなく、本来基材と厚さの差が殆どなく、加工性や取扱い性が便利に維持されることを確認できた。また、実施例５のサンドイッチ形態の断熱軟質シートの厚さもまた、基材として利用されたＰＵフィルムの厚さにのみ影響されることを確認できた。
一方、前記実施例１〜５で得られた断熱軟質シートのミシンの部強度はスコア５であり、比較例１〜２で得られたＰＵフィルムの強度（スコア３）と比較して、その強度が増大したことが分かった。
また、前記実施例１〜５で得られた断熱軟質シートの柔軟性は、比較例１〜２で得られたＰＵフィルムの柔軟性と比較したとき、優れた柔軟性を示すスコア５が維持される結果を確認することができた。
ＶＩＩＩ．機能性生地の評価
前記実施例６で製造された機能性生地及び実施例７で製造されたサンドイッチ形態の断熱軟質シートを含む機能性生地の保温性を確認するために、以下のように実験した。
前記実施例６で製造された機能性生地及び実施例７で製造されたサンドイッチ形態の断熱軟質シートを含む機能性生地の保温性を確認するために、以下のように実験した。
保温性測定
室内温度２５℃、湿度２８％条件で赤外線熱画像装置を利用して赤外線繊維熱画像を測定し、保温性を３回以上測定してその平均を取った。結果は、下記の内容の通りである。
室内温度２５℃、湿度２８％条件で赤外線熱画像装置を利用して赤外線繊維熱画像を測定し、保温性を３回以上測定してその平均を取った。結果は、下記の内容の通りである。
比較例３で得られた断熱軟質シートを積層しないポリエステル織物に比べて、実施例６で製造された断熱軟質シートを含む機能性生地と実施例７で製造されたサンドイッチ形態の断熱軟質シートを含む機能性生地は、平均的に３〜５℃の温度上昇効果を示した。
以上で説明した本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で色々な置換、変形及び変更が可能であり、前述した実施例及び添付された図面によって限定されるものではない。
Claims (25)
- 基材生地層；及び
前記基材生地層の少なくとも一つの面に接着された断熱軟質シート；
を含む機能性生地。 - 前記基材生地層は、天然繊維、合成繊維、人造繊維、再生繊維及び機能性繊維からなる群から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造された生地であることを特徴とする請求項１に記載の機能性生地。
- 前記断熱軟質シートは、
第１柔軟性基材；及び
前記基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層；
を含むことを特徴とする請求項１に記載の機能性生地。 - 前記断熱コーティング層上に接着された第２柔軟性基材をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の機能性生地。
- 前記機能性生地は、機能性コーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の機能性生地。
- 前記第１柔軟性基材及び第２柔軟性基材は、ポリウレタン系（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）フィルムから選ばれる一つであることを特徴とする請求項３又は４に記載の機能性生地。
- 前記断熱コーティング層は、軟質樹脂とシリカ粒子とを主成分として含む断熱性樹脂組成物によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の機能性生地。
- 前記軟質樹脂は、ポリウレタン系樹脂、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、軟質発泡樹脂から選ばれる一つ以上又はこれらの混合物で製造されたことを特徴とする請求項７に記載の機能性生地。
- 前記断熱コーティング層内のシリカ粒子の充填率が、１〜８０％であることを特徴とする請求項７に記載の機能性生地。
- 前記シリカ粒子は、中空シリカ粒子、多孔性シリカ粒子、多孔性中空シリカ粒子から選ばれる１種以上又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項７に記載の機能性生地。
- 第１柔軟性基材；及び
前記基材の少なくとも一つの面に接着された断熱コーティング層；
を含むことを特徴とする断熱軟質シート。 - 前記断熱コーティング層上に接着された第２柔軟性基材をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の断熱軟質シート。
- 前記断熱軟質シートは、機能性コーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の断熱軟質シート。
- 前記断熱軟質シートの厚さが、０．１〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の断熱軟質シート。
- 前記断熱軟質シートの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の断熱軟質シート。
- （ａ）第１柔軟性基材を準備する工程；
（ｂ）軟質樹脂とシリカ粒子とを主成分として含む断熱性樹脂組成物を製造する工程；
（ｃ）前記第１柔軟性基材上に、前記断熱性樹脂組成物を塗布する工程；及び
（ｄ）前記塗布された断熱性樹脂組成物を硬化させ、断熱コーティング層を形成する工程；
を含む断熱軟質シートの製造方法。 - 前記工程（ｂ）において、断熱性樹脂組成物は、粘着（接着）剤と希釈溶剤とをさらに含むことを特徴とする断熱軟質シートの請求項１６に記載の製造方法。
- 前記工程（ｂ）の以降において、機能性組成物を塗布し、機能性コーティング層を形成する工程を、さらに含むことを特徴とする断熱軟質シートの請求項１６に記載の製造方法。
- 前記工程（ｃ）の塗布された組成物上に、第２柔軟性基材を積層させる工程を、さらに含むことを特徴とする断熱軟質シートの請求項１６に記載の製造方法。
- 前記工程（ｄ）の硬化は、１５〜２００℃で行われる熱硬化であることを特徴とする断熱軟質シートの請求項１６に記載の製造方法。
- （ａ）第１柔軟性基材を準備する工程；
（ｂ）軟質樹脂とシリカ粒子とを主成分として含む断熱性樹脂組成物を製造する工程；
（ｃ）前記第１柔軟性基材上に、前記断熱性樹脂組成物を塗布する工程；
（ｄ）前記第１柔軟性基材と同じであるか、異なる種類の第２柔軟性基材を、前記塗布された断熱性樹脂組成物上に、サンドイッチ形態でラミネーション（積層）させる工程；及び
(ｅ)前記塗布された断熱性樹脂組成物を硬化させ、前記第１及び２柔軟性基材の間に断熱コーティング層を形成する工程；
を含むことを特徴とする断熱軟質シートの製造方法。 - 前記工程（ｂ）において、断熱性樹脂組成物は、粘着（接着）剤と希釈溶剤とをさらに含むことを特徴とする断熱軟質シートの請求項２１に記載の製造方法。
- 前記工程（ｂ）の以降において、機能性組成物を塗布し、機能性コーティング層を形成する工程を、さらに含むことを特徴とする断熱軟質シートの請求項２１に記載の製造方法。
- （ａ）基材生地層を準備する工程；
（ｂ）請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の断熱軟質シートを積層させる工程；及び
（ｃ）前記基材生地層と断熱軟質シートとを熱接着させる工程；
を含むことを特徴とする機能性生地の製造方法。 - 前記工程（ｃ）の熱接着温度は、５０〜２００℃であることを特徴とする機能性生地の請求項２４に記載の製造方法。
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