JP2019090139A - 熱応答性布帛 - Google Patents
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Abstract
Description
温度によって状態が変化し得る織物を含む熱応答性布帛であって、
前記織物を構成する複数の経糸又は複数の緯糸のうち、一方の糸の少なくとも一部が温度変化に応じて液晶相と等方相との間で可逆的に伸縮する熱応答性液晶性繊維を含む伸縮性糸で構成され、他方の糸の少なくとも一部が前記熱応答性液晶性繊維を含まない熱伝導性糸で構成され、
前記伸縮性糸の熱伝導率をkL(W/m・K)とし、前記熱伝導性糸の熱伝導率をkR(W/m・K)としたときに、以下の関係式(1)で定義する熱伝導指標値Iが、
(1) I = (kR−kL)/kR × 100 ≧ 10
を満たすように構成されていることにある。
平面視において前記伸縮性糸が前記織物に占める面積をAL(mm2)とし、平面視において前記熱伝導性糸が前記織物に占める面積をAR(mm2)としたときに、以下の関係式(2):
(2) 0.1 ≦ AL/AR ≦ 0.9
を満たすように構成されていることが好ましい。
前記織物の単位面積あたりの前記伸縮性糸の熱容量をCL(J/K)とし、前記織物の単位面積あたりの前記熱伝導性糸の熱容量をCR(J/K)としたときに、以下の関係式(3):
(3) CL/CR ≦ 0.9
を満たすように構成されていることが好ましい。
前記織物を構成する複数の経糸又は複数の緯糸のうち、一方の糸の少なくとも一部が前記伸縮性糸で構成され、他方の糸の全部が前記熱伝導性糸で構成されていることが好ましい。
前記織物を構成する複数の経糸及び複数の緯糸の何れもが、一部が前記伸縮性糸で構成され、残部が熱伝導性糸で構成されていることが好ましい。
前記織物を構成する経糸と緯糸との交点において、全ての前記伸縮性糸は、何れかの前記熱伝導性糸と接触することが好ましい。
前記熱応答性液晶性繊維は、活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、アルキレンオキシド及び/又はスチレンオキシドと、架橋剤との反応物である液晶性ポリウレタンを含むことが好ましい。
前記熱応答性液晶性繊維は、モノフィラメント又はマルチフィラメントとして構成されていることが好ましい。
前記液晶相と前記等方相との境界となる相転移温度(Ti)は、前記熱応答性液晶性繊維のガラス転移温度(Tg)以上かつ100℃以下であることが好ましい。
前記相転移温度(Ti)と前記ガラス転移温度(Tg)との差は、20℃以上であることが好ましい。
初めに、本発明の熱応答性布帛の主要な構成である織物の経糸及び緯糸の素材について説明する。熱応答性布帛を使い勝手の良いものとするためには、特に常温付近において、布帛の強度(耐久性)を一定以上に維持しながら、温度変化に応じて布帛の形態や特性の変位量を任意に変化させることが求められる。このような現象を発現する材料として、本発明では、分子構造内にメソゲン基を有する液晶性ポリマーを紡糸して得られる液晶性繊維を使用した。液晶性繊維は、温度によって液晶相と等方相との間で可逆的に相転移し(すなわち、熱応答性を有し)、液晶相と等方相とでは液晶(メソゲン基)の配向度が異なる。液晶性繊維の配向度が変化すると、当該液晶性繊維を含む経糸又は緯糸の状態が変化し、それが織物の形態に現れ、ひいては熱応答性布帛の特性の変化をもたらす。従って、このような熱応答性を有する液晶性繊維(以下、「熱応答性液晶性繊維」と称する。)は、本発明の熱応答性布帛の原材料として好適に使用することができる。
配向度=(A−B)/(A+2B)
A:0°で測定したときの芳香族エーテルの逆対称伸縮振動の吸光度/0°で測定したときのメチル基の対称変角振動の吸光度
B:90°で測定したときの芳香族エーテルの逆対称伸縮振動の吸光度/90°で測定したときのメチル基の対称変角振動の吸光度
熱応答性布帛は、当該布帛を構成する織物が上述の熱応答性液晶性繊維を含むことで、サイズ、形状、及び特性(通気性、透湿性、吸水性等)の状態を変化させることができる。織物は、複数の経糸と複数の緯糸とを織り込んで構成されるものであるが、使用環境の温度変化に対して優れた応答速度で織物の状態が変化するためには、複数の経糸又は複数の緯糸のうち、一方の糸の少なくとも一部が熱応答性液晶性繊維を含む伸縮性糸で構成され、他方の糸の少なくとも一部が熱応答性液晶性繊維を含まず、熱応答性液晶性繊維よりも高い熱伝導率を有する糸(以下、「熱伝導性糸」と称する。)で構成されることが必要となる。
図1は、第一実施形態に係る熱応答性布帛100の組織(織物)を拡大した模式図である。熱応答性布帛100は、織物を構成する複数の経糸10の全てが熱応答性液晶性繊維を含む伸縮性糸で構成されている。一方、織物を構成する複数の緯糸20については、熱応答性液晶性繊維は一切含まず、全てが熱伝導性糸で構成されている。(a)は経糸10に含まれる熱応答性液晶性繊維が液晶相にあるときの状態を示し、(b)は経糸10に含まれる熱応答性液晶性繊維が等方相にあるときの状態を示している。何れの状態においても、この織組織では、熱応答性布帛100に用いられている全ての伸縮性糸(経糸10)は、交点30において熱伝導性糸(緯糸20)と接触している。
(1) I = (kR−kL)/kR × 100
(2) 0.1 ≦ AL/AR ≦ 0.9
を満たすように構成されることが好ましい。AL/ARが0.1ないし0.9の範囲であれば、熱応答性布帛100は、伸縮性糸及び熱伝導性糸の割合が適切なものとなり、応答速度、及びサイズの変化量の何れにも優れたものとなる。AL/ARが0.1より小さい場合、熱応答性布帛100に占める伸縮性糸の割合が非常に小さくなり、織物のサイズが殆ど変化しなくなる。AL/ARが0.9より大きい場合、熱応答性布帛100に占める熱伝導性糸の割合が非常に小さくなるため、伸縮性糸から熱伝導性糸への僅かな熱の移動で熱平衡に達して、充分な応答速度が得られない場合がある。
(3) CL/CR ≦ 0.9
を満たすように構成されることが好ましい。CL/CRが0.9以下であれば、伸縮性糸から熱伝導性糸へ充分な熱を移動させることができる。そのため、例えば、熱応答性布帛100を、相転移温度(Ti)より高温の環境から低温の環境に移した場合、いち早く環境中に放熱することが可能な熱伝導性糸へ伸縮性糸から充分な熱が移動し、伸縮性糸の温度は周囲の温度変化に速やかに追従して相転移温度(Ti)よりも低温になる。その結果、伸縮性糸に含まれる熱応答性液晶性繊維が、周囲の温度変化に対して優れた応答速度で液晶相と等方相との間で可逆的に伸縮し、熱応答性布帛100のサイズを速やかに変化させることができる。CL/CRが0.9より大きい場合、伸縮性糸から熱伝導性糸への僅かな熱の移動で熱平衡に達するため、例えば、熱応答性布帛100を相転移温度(Ti)より高温の環境から低温の環境に移しても、伸縮性糸に含まれる熱応答性液晶性繊維が速やかに温度変化せず、充分な応答速度が得られない場合がある。
図2は、第二実施形態に係る熱応答性布帛200の組織(織物)を拡大した模式図である。熱応答性布帛200は、織物を構成する複数の経糸10に、伸縮性糸で構成された経糸10aと熱伝導性糸で構成された経糸10bとが交互に配されている。一方、織物を構成する複数の緯糸20には、伸縮性糸で構成された緯糸20aと熱伝導性糸で構成された緯糸20bとが交互に配されている。(a)は経糸10a及び緯糸20aに含まれる熱応答性液晶性繊維が液晶相にあるときの状態を示し、(b)は経糸10a及び緯糸20aに含まれる熱応答性液晶性繊維が等方相にあるときの状態を示している。何れの状態においても、伸縮性糸である経糸10aは、熱伝導性糸である緯糸20bと交点30aで接触し、伸縮性糸である経糸20aは、熱伝導性糸である緯糸10bと交点30bで接触している。
20 緯糸
10a,20a 伸縮性糸
10b,20b 熱伝導性糸
30,30a,30b 交点
100,200 熱応答性布帛
Claims (10)
- 温度によって状態が変化し得る織物を含む熱応答性布帛であって、
前記織物を構成する複数の経糸又は複数の緯糸のうち、一方の糸の少なくとも一部が温度変化に応じて液晶相と等方相との間で可逆的に伸縮する熱応答性液晶性繊維を含む伸縮性糸で構成され、他方の糸の少なくとも一部が前記熱応答性液晶性繊維を含まない熱伝導性糸で構成され、
前記伸縮性糸の熱伝導率をkL(W/m・K)とし、前記熱伝導性糸の熱伝導率をkR(W/m・K)としたときに、以下の関係式(1)で定義する熱伝導指標値Iが、
(1) I = (kR−kL)/kR × 100 ≧ 10
を満たすように構成されている熱応答性布帛。 - 平面視において前記伸縮性糸が前記織物に占める面積をAL(mm2)とし、平面視において前記熱伝導性糸が前記織物に占める面積をAR(mm2)としたときに、以下の関係式(2):
(2) 0.1 ≦ AL/AR ≦ 0.9
を満たすように構成されている請求項1に記載の熱応答性布帛。 - 前記織物の単位面積あたりの前記伸縮性糸の熱容量をCL(J/K)とし、前記織物の単位面積あたりの前記熱伝導性糸の熱容量をCR(J/K)としたときに、以下の関係式(3):
(3) CL/CR ≦ 0.9
を満たすように構成されている請求項1又は2に記載の熱応答性布帛。 - 前記織物を構成する複数の経糸又は複数の緯糸のうち、一方の糸の少なくとも一部が前記伸縮性糸で構成され、他方の糸の全部が前記熱伝導性糸で構成されている請求項1〜3の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記織物を構成する複数の経糸及び複数の緯糸の何れもが、一部が前記伸縮性糸で構成され、残部が熱伝導性糸で構成されている請求項1〜3の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記織物を構成する経糸と緯糸との交点において、全ての前記伸縮性糸は、何れかの前記熱伝導性糸と接触する請求項1〜5の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記熱応答性液晶性繊維は、活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、アルキレンオキシド及び/又はスチレンオキシドと、架橋剤との反応物である液晶性ポリウレタンを含む請求項1〜6の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記熱応答性液晶性繊維は、モノフィラメント又はマルチフィラメントとして構成されている請求項1〜7の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記液晶相と前記等方相との境界となる相転移温度(Ti)は、前記熱応答性液晶性繊維のガラス転移温度(Tg)以上かつ100℃以下である請求項1〜8の何れか一項に記載の熱応答性布帛。
- 前記相転移温度(Ti)と前記ガラス転移温度(Tg)との差は、20℃以上である請求項9に記載の熱応答性布帛。
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---|---|---|---|---|
IT202200011027A1 (it) * | 2022-05-26 | 2023-11-26 | Tecnoverde Garden S R L | Metodo e sistema per la massimizzazione dell’efficienza fotosintetica delle piante mediante tessuto termicamente responsivo |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001214342A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-07 | Toyobo Co Ltd | 伸縮性織編物 |
JP2006291402A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Teijin Fibers Ltd | 感温性合成繊維およびその製造方法 |
JP2010236130A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyobo Co Ltd | 快適性布帛 |
JP2014515293A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-06-30 | カール オットー ブラウン ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 人間または動物の身体に適用するための圧迫包帯 |
JP2017014663A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 東洋ゴム工業株式会社 | 熱応答性液晶エラストマーを含む単繊維、フィラメント糸、繊維製品 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001214342A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-07 | Toyobo Co Ltd | 伸縮性織編物 |
JP2006291402A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Teijin Fibers Ltd | 感温性合成繊維およびその製造方法 |
JP2010236130A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyobo Co Ltd | 快適性布帛 |
JP2014515293A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-06-30 | カール オットー ブラウン ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 人間または動物の身体に適用するための圧迫包帯 |
JP2017014663A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 東洋ゴム工業株式会社 | 熱応答性液晶エラストマーを含む単繊維、フィラメント糸、繊維製品 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT202200011027A1 (it) * | 2022-05-26 | 2023-11-26 | Tecnoverde Garden S R L | Metodo e sistema per la massimizzazione dell’efficienza fotosintetica delle piante mediante tessuto termicamente responsivo |
WO2023227984A1 (en) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | Tecnoverde - Garden S.R.L. | Method and system for maximization of photosynthetic efficiency in plants using a thermally responsive fabric |
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