JP2023094669A - Heat-shielding black filament, masterbatch for manufacturing heat-shielding black filament, and manufacturing method thereof - Google Patents

Heat-shielding black filament, masterbatch for manufacturing heat-shielding black filament, and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

To provide a heat-shielding black filament capable of realizing both excellent black color and heat-shielding property by incorporating a pigment other than carbon black into the filament, a masterbatch used for manufacturing the filament, a heat-shielding black yarn using the filament, and methods for manufacturing them.SOLUTION: There are provided: a heat shielding black filament that comprises a black pigment contained in an organic polymer in a dispersed state, in which the black pigment is a metal oxide or a metal composite oxide, and a thickness of the filament is 10 denier or less; a masterbatch for manufacturing the filament; a heat-shielding black yarn formed by converging the filaments; and methods for manufacturing them.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、遮熱用黒色フィラメントに関するものであり、特に、カーボンブラック顔料以外の黒色顔料が分散状態で包含されてなる遮熱用黒色フィラメント、該遮熱用黒色フィラメント製造用のマスターバッチ、及び、それらの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat-shielding black filament, and in particular, a heat-shielding black filament containing a black pigment other than carbon black pigment in a dispersed state, a masterbatch for producing the heat-shielding black filament, and , and methods for their production.

通常、黒色の着色にはカーボンブラック顔料が汎用され、カーボンブラック顔料を着色対象物に含有させることによって黒色にしている。
しかしながら、カーボンブラック顔料は、太陽光等に含まれる「近赤外線を含めた赤外線」を吸収する特性を有しており、そのために、日射(太陽光の照射)等により、該着色対象物を昇温させてしまう。すなわち、カーボンブラック顔料を分散させて黒色にした着色対象物は、一般に遮熱性が悪かった。
Generally, a carbon black pigment is widely used for black coloring, and the object to be colored is made black by containing the carbon black pigment.
However, carbon black pigments have the property of absorbing "infrared rays including near-infrared rays" contained in sunlight and the like. It makes me warm. That is, in general, a colored object made black by dispersing a carbon black pigment has poor heat shielding properties.

一方、該着色対象物が、フィラメント(長繊維、ロングファイバー)、それを撚ること等で製糸してなるフィラメント糸(フィラメントヤーン);ステープル(短繊維、ステープルファイバー)、それを紡績してなる紡績糸(スパンヤーン、ステープルヤーン);それらを加工してなる織布、不織布等の布;等の場合は、もととなる着色対象物が細いため、着色顔料の分散が難しく、分散性が悪いと着色対象物である繊維が途中で切れてしまうと言う問題点があった。 On the other hand, the colored object is a filament (long fiber, long fiber), a filament yarn (filament yarn) made by twisting it; a staple (short fiber, staple fiber), made by spinning it. Spun yarns (spun yarns, staple yarns); fabrics such as woven fabrics and non-woven fabrics made by processing them; In the case of such as, the original coloring object is thin, so it is difficult to disperse the coloring pigment and the dispersibility is poor. However, there is a problem that the fiber, which is the object to be colored, is cut in the middle.

カーボンブラック顔料以外の黒色顔料は、一般に分散性が極めて悪いため、繊維に分散させる黒色顔料は、殆どカーボンブラック顔料に限られていた。
しかしながら、カーボンブラック顔料は、前記したように、近赤外線を吸収し、遮熱性が悪いため、黒色顔料を分散させた黒色の繊維や糸や布で、遮熱性を満足するものはなかった。言い換えれば、黒色顔料を内部に分散させ、黒色性(漆黒性)と遮熱性を両立させた繊維や糸や布は存在しなかった。
Black pigments other than carbon black pigments generally have extremely poor dispersibility, and thus black pigments dispersed in fibers have been limited to carbon black pigments.
However, as described above, carbon black pigments absorb near-infrared rays and have poor heat shielding properties. Therefore, no black fiber, thread, or cloth in which a black pigment is dispersed has satisfactory heat shielding properties. In other words, there have been no fibers, yarns, or cloths in which a black pigment is dispersed to achieve both blackness (jet-blackness) and heat-shielding properties.

そこで、優れた遮熱性を有する黒色繊維を問題なく得ようとすれば、「繊維内部への黒色顔料の分散」だけでは不足で(繊維内への分散がし難いので)、それ以外の他の方法を用いるか、他の方法の併用に頼るしかなかった。
該他の方法としては、すなわち既に知られている「遮熱繊維」としては、例えば、微粒子(酸化チタン、特殊セラミックス等)を練り込んだもの、断面形状(十字、扁平、クビレ等の断面形状や芯鞘構造等)を工夫したもの、編み方(高捲縮等)を工夫したもの、特殊セラミックを繊維に固着したもの、近赤外線を反射する膜で繊維を覆ったもの、等がある。
Therefore, in order to obtain a black fiber having excellent heat-shielding properties without problems, "dispersion of the black pigment inside the fiber" alone is insufficient (because it is difficult to disperse it inside the fiber). We had no choice but to use a method or rely on a combination of other methods.
As the other method, that is, as the already known "heat shielding fiber", for example, fine particles (titanium oxide, special ceramics, etc.) are kneaded, cross-sectional shape (cross-shaped, flat, constricted, etc.) , core-sheath structure, etc.), knitting methods (highly crimped, etc.), special ceramics fixed to the fibers, and fibers covered with a film that reflects near-infrared rays.

特許文献1には、金属酸化物微細粒子及び近赤外線吸収性色素から選ばれた少なくとも1種からなる物質が含有された熱制御性物質層を有する「全体として3%以上の透光率(遮光率の補数)を有する採光性遮熱膜材」が記載されている。
そして、該熱制御性物質として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等が挙げられている。
しかしながら、特許文献1発明は、「層」に関する発明であり、繊維中に分散させても該繊維が切れないことを課題・目的とした黒色遮熱顔料については、記載もなければ示唆もない。
In Patent Document 1, there is a thermal control substance layer containing at least one substance selected from metal oxide fine particles and near-infrared absorbing dyes. (Complement of coefficient)” is described.
Titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, indium oxide and the like are mentioned as the thermal control substance.
However, the invention of Patent Document 1 is an invention relating to a "layer", and does not describe or suggest a black heat-shielding pigment whose problem and purpose is that the fibers do not break even when dispersed in the fibers.

特許文献2には、赤外線反射層を有する防水シートの記載があり、該赤外線反射層が中空セラミックバルーンを含有することで、近赤外線の波長域における日射反射率を30%以上にできるとされている。
しかしながら、特許文献2発明は、防水シートに係るものであり、対象が繊維でないことに加え、遮熱の手段が顔料分散によるものでもなかった。
Patent Document 2 describes a waterproof sheet having an infrared reflective layer, and it is said that the solar reflectance in the near-infrared wavelength region can be increased to 30% or more by containing hollow ceramic balloons in the infrared reflective layer. there is
However, the invention of Patent Document 2 relates to a waterproof sheet, and in addition to the fact that the object is not a fiber, the heat shielding means is not based on pigment dispersion.

特許文献3には、赤外線吸収剤が練り込まれ、芯成分と鞘成分の質量比が特定の範囲である芯鞘複合繊維について記載されている。そして、該赤外線吸収剤として、6ホウ化物を用いることが記載されている。
しかしながら、特許文献3発明は、繊維に関する発明ではあるが、芯と鞘からなる複合繊維に関するものであり、繊維の断面形状としては複雑なものであり、コストがかかるものであった。
Patent Document 3 describes a core-sheath composite fiber in which an infrared absorbing agent is kneaded and the mass ratio of the core component and the sheath component is within a specific range. It also describes the use of hexaboride as the infrared absorber.
However, although the invention of Patent Document 3 relates to a fiber, it relates to a composite fiber consisting of a core and a sheath, and the cross-sectional shape of the fiber is complicated and costly.

特許文献4には、無機化合物粒子を含有するポリエステル繊維に、塩化ビニル樹脂を含む処理液を付与する遮熱性ポリエステル繊維の製造方法が記載され、該無機化合物粒子として、二酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸鉛、酸化鉛、硫化亜鉛、酸化亜鉛、二酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、アルミナが記載されている。
しかしながら、特許文献4発明のポリエステル繊維は、断面形状を扁平にして、更にクビレ部を2~5個有することで、遮熱性を実現させている。
Patent Document 4 describes a method for producing a heat-shielding polyester fiber in which a treatment liquid containing a vinyl chloride resin is applied to a polyester fiber containing inorganic compound particles, and the inorganic compound particles include titanium dioxide, potassium titanate, Lead titanate, lead oxide, zinc sulfide, zinc oxide, zirconium dioxide, silicon dioxide, alumina are mentioned.
However, the polyester fiber of the invention of Patent Document 4 has a flat cross-sectional shape and has 2 to 5 constricted portions, thereby realizing heat shielding properties.

特許文献5には、導電性金属酸化物の微粒子と硫酸バリウム粒子とを特定な比率で含有する採光性遮熱膜材が記載され、該導電性金属酸化物として、アンチモンドープ酸化スズ等が挙げられている。
しかしながら、特許文献5発明は、「膜」に関する発明であり、繊維中に分散させても該繊維が切れないことを課題・目的としたものではなかった。
Patent Document 5 describes a light-receiving heat-shielding film material containing fine particles of a conductive metal oxide and barium sulfate particles in a specific ratio, and examples of the conductive metal oxide include antimony-doped tin oxide. It is
However, the invention of Patent Document 5 is an invention relating to a "membrane", and was not aimed at preventing the fiber from being cut even when dispersed in the fiber.

特許文献6には、繊維布帛の少なくとも片面に形成された合成樹脂膜を有する遮熱性繊維布帛が記載され、該合成樹脂膜は、金属粒子及び/又はカーボンブラックを含むとされている。
しかしながら、特許文献6発明も、「膜」に関する発明であり、繊維中に分散させても該繊維が切れないことを課題・目的としたものではなかった。
Patent Document 6 describes a heat-shielding fiber fabric having a synthetic resin film formed on at least one side of the fiber fabric, and the synthetic resin film is said to contain metal particles and/or carbon black.
However, the invention of Patent Document 6 is also an invention relating to a "membrane", and was not aimed at preventing the fiber from being cut even when dispersed in the fiber.

前記した通り、膜や層を遮熱性にした技術は多いが、フィラメントやステープルと言った繊維自体を遮熱性にした技術は多くなく、更には、黒色顔料の分散によって、漆黒性と共に遮熱性をも実現させた「分散性が良いため途中で切れ難い繊維」については知られていなかった。
また、黒色顔料の分散以外の他の方法で遮熱性を出そうとしても、色目の範囲に限界があり、黒色顔料としてカーボンブラックを使用する以外に好適な方法がなく、それでカーボンブラックを使用すれば、良好な遮熱効果は失われてしまっていた。
すなわち、繊維の「優れた黒色」と「優れた遮熱性」の両立については、「繊維の断面形状」や「繊維の複合構造」に依存していない繊維においては、図られていなかった。
As mentioned above, there are many technologies that make films and layers heat-shielding, but there are not many technologies that make the fibers themselves such as filaments and staples heat-shielding. It was not known about the "fiber that is difficult to cut in the middle due to its good dispersibility", which was also realized.
In addition, even if an attempt is made to obtain heat shielding properties by means other than dispersing black pigments, there is a limit to the range of colors, and there is no suitable method other than using carbon black as the black pigment. Otherwise, the good heat shielding effect has been lost.
That is, the compatibility of "excellent black color" and "excellent heat shielding properties" of the fiber has not been achieved in the fiber that does not depend on the "cross-sectional shape of the fiber" or the "composite structure of the fiber".

特開2003-251728号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-251728 特開2004-360332号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-360332 特開2006-161248号公報JP 2006-161248 A 特開2014-101612号公報JP 2014-101612 A 特開2015-101930号公報JP 2015-101930 A 特開2020-059952号公報JP 2020-059952 A

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、「一般に遮熱性に劣るカーボンブラック」以外の顔料をフィラメント自体に含有させることで、優れた黒色性と遮熱性の両立ができる遮熱用黒色フィラメントを提供することにあり、またその製造に用いるマスターバッチ、それを用いた遮熱用黒色糸、及び、それらの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background art, and the problem is that the filament itself contains a pigment other than "carbon black, which generally has poor heat shielding properties", so that both excellent blackness and heat shielding properties can be achieved. It is an object of the present invention to provide a heat-shielding black filament that can be manufactured, a masterbatch used for the production thereof, a heat-shielding black yarn using the masterbatch, and a method for producing them.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、10デニール以下のフィラメントであっても、黒色顔料として、金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物を用いれば、カーボンブラックを用いなくても、分散性を良くでき、粗粉によってフィラメントを切断させることがなく、黒色性と遮熱性の両方を満足する遮熱用黒色フィラメントができることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that, even with filaments of 10 denier or less, if a metal oxide or a metal composite oxide is used as a black pigment, carbon To complete the present invention by discovering that a black filament for heat shielding that satisfies both blackness and heat shielding property can be obtained without using black and having good dispersibility, without cutting the filament by coarse powder. reached.

更に、該黒色顔料に加えて、有機顔料等の色調調節剤を含有(併用)させれば、遮熱性を損なうことなく、黒色性を上げられることを見出して、本発明を完成するに至った。 Furthermore, in addition to the black pigment, if a color tone modifier such as an organic pigment is included (in combination), the blackness can be improved without impairing the heat shielding property, and the present invention has been completed. .

すなわち、本発明は、黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散状態で包含されてなる遮熱用黒色フィラメントであって、
該黒色顔料が金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物であり、
該フィラメントの太さが10デニール以下のものであることを特徴とする遮熱用黒色フィラメントを提供するものである。
That is, the present invention provides a heat-shielding black filament in which a black pigment is contained in an organic polymer in a dispersed state,
The black pigment is a metal oxide or a metal composite oxide,
The present invention provides a black filament for heat shielding, characterized in that the filament has a thickness of 10 denier or less.

また、本発明は、前記黒色顔料が、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)、及び、ビスマス(Bi)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を含有する金属の複合酸化物である前記の遮熱用黒色フィラメントを提供するものである。 In the present invention, the black pigment includes zinc (Zn), chromium (Cr), titanium (Ti), manganese (Mn), antimony (Sb), iron (Fe), and bismuth (Bi). The present invention provides the heat shielding black filament, which is a metal composite oxide containing at least one metal element selected from.

また、本発明は、近赤外光の全波長域における平均反射率が10%以上である前記の遮熱用黒色フィラメントを提供するものである。 The present invention also provides the aforementioned heat-shielding black filament having an average reflectance of 10% or more in the entire wavelength range of near-infrared light.

また、本発明は、前記の遮熱用黒色フィラメントを製造するためのマスターバッチであって、
前記黒色顔料が前記有機ポリマーの内部に、マスターバッチ全体に対して20質量%以上80質量%以下で、分散状態で含有されているものであることを特徴とするマスターバッチを提供するものである。
The present invention also provides a masterbatch for producing the heat-shielding black filament,
The masterbatch is characterized in that the black pigment is contained in the organic polymer in a dispersed state in an amount of 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire masterbatch. .

また、本発明は、前記の遮熱用黒色フィラメントを、5本以上50本以下で、撚って又は纏めてなるものであることを特徴とする遮熱用黒色糸を提供するものである。 The present invention also provides a black heat-insulating yarn obtained by twisting or bundling 5 or more and 50 or less of the black filaments for heat-insulating.

また、本発明は、前記のマスターバッチの製造方法であって、
前記有機ポリマーを加熱して融解させ、該融解した有機ポリマーの内部に、前記黒色顔料を含有させて混錬して分散状態にすることを特徴とするマスターバッチの製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a method for producing the masterbatch,
There is provided a method for producing a masterbatch, characterized by heating and melting the organic polymer, adding the black pigment to the inside of the melted organic polymer, and kneading the black pigment into a dispersed state. .

また、本発明は、前記のマスターバッチの製造方法を用いることを特徴とする遮熱用黒色フィラメントの製造方法を提供するものである。 The present invention also provides a method for producing a heat-shielding black filament, which is characterized by using the above method for producing a masterbatch.

本発明によれば、前記問題点と上記課題を解決し、黒色顔料としてカーボンブラックを用いなくても、優れた黒色性(高い漆黒性)のフィラメントを提供することができる。
更に、カーボンブラックを含め全ての炭素質物(ダイヤモンドを除く)は、近赤外線をも吸収するために、遮熱性に劣ると言う欠点を有するが、本発明によれば、カーボンブラックを必須としないので、近赤外線の反射率が高く近赤外線を吸収し難いため遮熱性に優れた遮熱用黒色フィラメントを提供できる。
本発明において、「近赤外線」とは、780nm~2500nmの範囲の波長の光のことを言う。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the said problem and the said subject are solved, and even if carbon black is not used as a black pigment, the filament of the outstanding blackness (high jet-blackness) can be provided.
Furthermore, all carbonaceous materials (except diamond), including carbon black, absorb near-infrared rays and thus have the disadvantage of being inferior in heat-shielding properties. Since the near-infrared reflectance is high and the near-infrared rays are hardly absorbed, a heat-shielding black filament having excellent heat-shielding properties can be provided.
In the present invention, "near infrared rays" refers to light with a wavelength in the range of 780 nm to 2500 nm.

本発明は、フィラメント(長繊維)と言った繊維に係るものである。なお、ステープル(短繊維)は、フィラメント(長繊維)を短く切断すればできるので、ステープル(短繊維)の製造・使用であっても、一旦フィラメント(長繊維)を製造・使用したならば、本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention relates to fibers called filaments (long fibers). Since staples (short fibers) can be made by cutting filaments (long fibers) into short pieces, even if staples (short fibers) are manufactured and used, once the filaments (long fibers) are manufactured and used, It is included in the technical scope of the present invention.

分散対象が膜や層であれば、黒色顔料の分散性が多少悪くても、使用に耐え得る(通用する)可能性がある。しかしながら、フィラメント(長繊維)と言った繊維の場合には、分散性が極めて良いことが必須となる。
本発明によれば、金属の酸化物や複合酸化物を、好適に有機ポリマーの内部に分散させられるので(分散しているので)、フィラメントと言った繊維であっても、すなわち分散対象が10デニール以下と言うように細くても、途中で繊維が分断されることがない。
また、分散性を良くできるので(分散性が良いので)、分散性の悪さに起因した、繊維(分散対象)の機械的強度等の物性の低下がない。
If the object to be dispersed is a film or layer, even if the dispersibility of the black pigment is somewhat poor, there is a possibility that it can withstand use (acceptable). However, in the case of fibers such as filaments (long fibers), extremely good dispersibility is essential.
According to the present invention, metal oxides and composite oxides can be preferably dispersed (because they are dispersed) inside an organic polymer. Even if the fibers are as thin as denier or less, the fibers will not be split in the middle.
In addition, since the dispersibility can be improved (because the dispersibility is good), there is no decrease in physical properties such as mechanical strength of the fiber (to be dispersed) due to poor dispersibility.

カーボンブラックは、金属の酸化物や複合酸化物に比べて分散性が良い。そのため、繊維のような細いものに対して、分散性、繊維強度、分断抑制等の点からは好適である。しかし、前記した通り、近赤外線を吸収するために遮熱性に劣る。
本発明によれば、「遮熱性」と「分断抑制(繊維強度)」との両立がなされた遮熱用黒色フィラメントを提供できる。
Carbon black has better dispersibility than metal oxides and composite oxides. Therefore, it is suitable for fine materials such as fibers in terms of dispersibility, fiber strength, suppression of splitting, and the like. However, as described above, it absorbs near-infrared rays and is therefore inferior in heat shielding properties.
According to the present invention, it is possible to provide a heat-shielding black filament that achieves both "heat-shielding properties" and "suppression of splitting (fiber strength)".

黒さに関しては、カーボンブラックに勝るものはないとされている。本発明によれば、カーボンブラックを用いなくても、優れた黒色性(高い漆黒性)を有する遮熱用黒色フィラメントを提供することができる。
本発明の「ポリエステル繊維等の有機ポリマー繊維」は、カーボンブラックを使用せずとも、黒色繊維でありながら遮熱効果を持たせることができる。
すなわち、本発明によれば、「遮熱性」と「黒色性(漆黒性)」との両立がなされた遮熱用黒色フィラメントを提供できる。
When it comes to blackness, nothing beats carbon black. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it does not use carbon black, the black filament for thermal insulation which has excellent blackness (high jet-blackness) can be provided.
The "organic polymer fiber such as polyester fiber" of the present invention can have a heat shielding effect even though it is a black fiber without using carbon black.
That is, according to the present invention, it is possible to provide a heat-shielding black filament that achieves both "heat-shielding properties" and "blackness (jet-blackness)".

近赤外光を反射する「金属の複合酸化物」は知られており、それを用いれば遮熱効果が得られることが予想されたとしても、背景技術で前記した通り、フィラメントの形態で、すなわち、糸や更には糸を編んだり織ったりした布の形態で、黒色の遮熱材料を得ようとする課題自体が殆どなかった。特に10デニール以下のフィラメントにおいては尚更なかった。「金属の複合酸化物」の分散性の悪さによる無意識による諦めに起因している可能性が考えられる。 A "metal composite oxide" that reflects near-infrared light is known, and even if it is expected that a heat shielding effect can be obtained by using it, in the form of a filament, as described in Background Art, In other words, there has been almost no problem of obtaining a black heat-shielding material in the form of a yarn or a cloth made by knitting or weaving a yarn. In particular, filaments of 10 denier or less were even less so. It is possible that this is due to unconscious resignation due to the poor dispersibility of the "metal complex oxide".

本発明によれば、黒色顔料を有機ポリマーの内部に高濃度で分散させることができる。
具体的には、例えば、「分散させて得られた遮熱用黒色フィラメント」の全体に対して、黒色顔料を5質量%以上20質量%以下で包含させることができる。
そのことによって、「遮熱性」と「黒色性(漆黒性)」との両立が、更に好適に図られる。
According to the present invention, the black pigment can be dispersed in the interior of the organic polymer at a high concentration.
Specifically, for example, 5% by mass or more and 20% by mass or less of a black pigment can be included in the entire "black filaments for heat shielding obtained by dispersion".
As a result, both "heat shielding properties" and "blackness (jet-blackness)" are more preferably achieved.

フィラメント製造に関しては、分散性を担保する(更に良くする)、高濃度にすることで商品としてユーザー側での汎用性を持たせる、製造の効率を上げる、本発明によれば高濃度のマスターバッチが得られる、等のために、マスターバッチ化が好ましい。
本発明の遮熱用黒色フィラメントの原料として、「黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散されたマスターバッチ」を用いる場合には、黒色顔料を有機ポリマーの内部に、更に高濃度で分散性良く分散させることができる。
Regarding filament production, dispersibility is secured (improved), high concentration gives versatility on the user side as a product, increases production efficiency, and according to the present invention, a high-concentration masterbatch is obtained, and the like, so masterbatching is preferred.
When using a "masterbatch in which a black pigment is dispersed inside an organic polymer" as a raw material for the heat-shielding black filament of the present invention, the black pigment is dispersed inside the organic polymer at a higher concentration and with good dispersibility. can be made

本発明では、黒色顔料が有機ポリマーの内部に、「最終的に得られるマスターバッチ」全体に対して20質量%以上80質量%以下で、分散状態で含有させられるので、こうして得られたマスターバッチは、上記点から更に好ましいものとなる。
ポリエステル繊維等の有機繊維(有機ポリマー)製造用の「本発明の遮熱黒色マスターバッチ」は、カーボンブラックを使用せずとも、黒色繊維でありながら遮熱効果を持たせることができる。
本発明は、「従来はなかった又は到底無理と思われていた前記課題」を解決しようとしたこと自体にも特徴がある。
In the present invention, the black pigment is contained in the organic polymer in a dispersed state at 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire "finally obtained masterbatch", so the masterbatch thus obtained is more preferable from the above points.
The "heat shielding black masterbatch of the present invention" for producing organic fibers (organic polymers) such as polyester fibers can impart a heat shielding effect to black fibers without using carbon black.
The present invention is also characterized in itself that it attempts to solve "the above-described problems that have never existed in the past or that have been thought to be absolutely impossible."

製造例1、2で用いた黒色顔料の可視光領域と近赤外光領域の分光反射率[%]を示すグラフである。4 is a graph showing the spectral reflectance [%] of the black pigments used in Production Examples 1 and 2 in the visible light region and the near-infrared light region. 評価例2の結果であって、本発明の遮熱用黒色フィラメント(糸)と、対照としてカーボンブラック含有フィラメント(糸)の可視光領域と近赤外光領域の分光反射率[%]を示すグラフである。Results of Evaluation Example 2, showing the spectral reflectance [%] of the black filament (thread) for heat shielding of the present invention and the carbon black-containing filament (thread) as a control in the visible light region and the near infrared light region. graph. 評価例3の結果であって、本発明の遮熱用黒色フィラメント(糸)と、対照としてカーボンブラック含有フィラメント(糸)の経時における温度上昇を示す(遮熱性(蓄熱試験の結果)を示す)グラフである。The result of Evaluation Example 3, showing the temperature rise over time of the heat-shielding black filament (thread) of the present invention and the carbon black-containing filament (thread) as a control (heat-shielding property (result of heat storage test)). graph. 製造例2で粗粉をカットした黒色顔料Aの粒径分布である。It is a particle size distribution of black pigment A from which coarse powder was cut in Production Example 2. 製造例7で粗粉をカットし、黒色顔料Aより粒子径を小さくした黒色顔料Bの粒径分布である。It is a particle size distribution of the black pigment B obtained by cutting the coarse powder in Production Example 7 and making the particle size smaller than that of the black pigment A. 製造例7で製造し、評価例6で評価したシートの近赤外光の分光反射率(スペクトル)の図である。「CB」はカーボンブラックを意味する。FIG. 10 is a diagram of near-infrared spectral reflectance (spectrum) of a sheet produced in Production Example 7 and evaluated in Evaluation Example 6; "CB" means carbon black. 製造例7で製造し、評価例6で評価したシートの遮熱性(蓄熱試験の結果)を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the heat shielding properties (results of a heat storage test) of the sheet produced in Production Example 7 and evaluated in Evaluation Example 6; 製造例8で得たシートの近赤外光の分光反射率(スペクトル)を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing near-infrared spectral reflectance (spectrum) of the sheet obtained in Production Example 8;

以下、本発明について説明するが、本発明は以下の具体的実施の形態に限定されるものではなく、技術的範囲内であれば任意に変形して実施することができる。 The present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following specific embodiments, and can be arbitrarily modified within the technical scope.

[遮熱用黒色フィラメント]
本発明の遮熱用黒色フィラメントは、黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散状態で包含されてなる遮熱用黒色フィラメントであって、該黒色顔料が金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物であり、該フィラメントの太さが10デニール以下のものであることを特徴とする。
[Black filament for heat shield]
The heat-shielding black filament of the present invention is a heat-shielding black filament in which a black pigment is contained in an organic polymer in a dispersed state, and the black pigment is a metal oxide or a metal composite oxide. and the thickness of the filament is 10 denier or less.

以下、「本発明の遮熱用黒色フィラメント」を、単に「本発明のフィラメント」と略記することがあり、「金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物」を、単に「金属の複合酸化物等」と略記することがある。
また、「黒色性(漆黒性)」は、フィラメントであっても糸であっても布であっても、目視で、黒色の度合と色味を評価して判断したものとして定義する。フィラメントと糸は、板に緻密に巻き付けて、該板の上から目視で観察して判断したものとして定義する。
Hereinafter, the “black filament for heat shielding of the present invention” may be abbreviated simply as “the filament of the present invention”, and “metal oxide or metal composite oxide” may be simply referred to as “metal composite oxide It may be abbreviated as "things, etc."
In addition, "blackness (jet-blackness)" is defined as what is judged by visually evaluating the degree of blackness and color tone regardless of whether it is a filament, a thread, or a cloth. Filaments and yarns are defined as those that are tightly wound around a plate and visually observed from above the plate.

<黒色顔料>
<<物質、組成、粒径>>
本発明における黒色顔料は、近赤外の波長域における反射率が高く、それらが含有された有機ポリマーに遮熱性を与える「金属の複合酸化物等」であれば、特に限定はないが、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)、及び、ビスマス(Bi)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を含有する「金属の複合酸化物等」が、近赤外の波長域における反射率が高い等の点から好ましい。
特に好ましくは、上記点から、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、及び、ビスマス(Bi)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を含有する「金属の複合酸化物等」である。
<Black pigment>
<<substance, composition, particle size>>
The black pigment in the present invention has a high reflectance in the near-infrared wavelength region and is not particularly limited as long as it is a "metal composite oxide or the like" that provides heat shielding properties to the organic polymer containing them, but zinc (Zn), chromium (Cr), titanium (Ti), manganese (Mn), antimony (Sb), iron (Fe), and at least one metal element selected from the group consisting of bismuth (Bi) "Metal composite oxides, etc." are preferable because they have high reflectance in the near-infrared wavelength region.
From the above points, it is particularly preferable to contain at least one metal element selected from the group consisting of zinc (Zn), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), and bismuth (Bi). It is "composite oxides of metals, etc."

「金属の複合酸化物等」(すなわち、「金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物」)は、金属の複合酸化物であること、更に少なくとも1種の金属、特に少なくとも2種の金属が上記金属であることが、近赤外の波長域(全域)に亘って反射率を高くできるので遮熱性を上げられる、黒色性を調整できる(可視の波長域全域に亘って吸光度を上げられる)、分散性(顔料特性)を上げられる等の点から好ましい。
更に、複合酸化物の金属が全て上記金属であることが、上記理由から特に好ましい。
"Metal composite oxide, etc." is the above metal, the reflectance can be increased over the near-infrared wavelength range (entire range), so the heat shielding property can be improved, and the blackness can be adjusted (absorbance can be increased over the entire visible wavelength range. ) and dispersibility (pigment properties) can be improved.
Furthermore, it is particularly preferable that all the metals in the composite oxide are the above-mentioned metals for the above reasons.

本発明における黒色顔料は、上記群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有すればよいので、該金属元素を、1種でも、2種でも、3種以上でも含有すればよい。好ましくは、2種又は3種の金属の酸化物を含有することである。
また、上記群から選ばれる1種以上の金属を含有する「複合金属酸化物等」であればよいので、本発明の前記効果を奏しさえすれば、上記群に属さない他の金属の酸化物を含有することは排除されない。該「他の金属」としては、例えば、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)等が挙げられる。
黒色顔料の含有量(上限)を一定にして近赤外線の反射率を高めるためには、限定はされないが、該「他の金属」は含有しないことが好ましい。
The black pigment in the present invention may contain at least one metal element selected from the above group, and may contain one, two, or three or more metal elements. Preferably, it contains two or three metal oxides.
In addition, since it is acceptable as long as it is a "composite metal oxide or the like" containing one or more metals selected from the above group, oxides of other metals not belonging to the above group can be used as long as the above effects of the present invention can be achieved. is not excluded. Examples of the "other metals" include aluminum (Al), cobalt (Co), nickel (Ni), and the like.
In order to keep the content (upper limit) of the black pigment constant and increase the reflectance of near-infrared rays, although there is no limitation, it is preferable not to include the "other metals".

複合酸化物の2種以上の金属が何れも前記した金属(好ましくは上記した特に好ましい金属)であることが、上記理由(前記理由)から更に好ましく、複合酸化物の全ての金属が前記した金属(好ましくは上記した特に好ましい金属)であることが特に好ましい。
具体的には、限定はされないが、マンガン(Mn)とビスマス(Bi)の複合酸化物、鉄(Fe)とコバルト(Co)の複合酸化物等が最も好ましい。
It is more preferable that both of the two or more metals in the composite oxide are the above-described metals (preferably the above-described particularly preferable metals) for the above reasons (above-mentioned reasons), and all the metals in the composite oxide are the above-described metals. (preferably the particularly preferred metals described above).
Specifically, although not limited, a composite oxide of manganese (Mn) and bismuth (Bi), a composite oxide of iron (Fe) and cobalt (Co), and the like are most preferable.

「加熱して軟化した有機ポリマーと共に混錬機等で混練する前の黒色顔料」の粒径、すなわち、原料として使用する「混錬前の乾式混合時の黒色顔料」の粒径は、特に限定はないが、レーザー光散乱法で求めた個数平均粒径として、0.10μm以上2.0μm以下が好ましく、0.15μm以上1.0μm以下がより好ましく、0.20μm以上0.7μm以下が特に好ましい。
この範囲の粒径であれば、好適な分散状態のマスターバッチとフィラメントが製造できる。また、同一含有量でも黒色性を高くし易く、フィラメントの途中で切れ難い。
The particle size of "the black pigment before kneading with a kneader or the like with the heated and softened organic polymer", that is, the particle size of the "dry-mixed black pigment before kneading" used as a raw material is particularly limited. However, the number average particle diameter determined by the laser light scattering method is preferably 0.10 μm or more and 2.0 μm or less, more preferably 0.15 μm or more and 1.0 μm or less, and particularly 0.20 μm or more and 0.7 μm or less. preferable.
With a particle size within this range, a masterbatch and filaments with a suitable dispersed state can be produced. In addition, even with the same content, it is easy to increase the blackness, and the filament is difficult to break in the middle.

黒色顔料の粗粉(凝集したものを含む)は、少ない方が好ましく、粗粉がカットされていたり、粒径分布がシャープであったりすると、フィラメントを製造したときに、該粗粉の個所で切れることがなくなる等の場合があるが、一方で、平均粒径が小さ過ぎたり、粒径分布がシャープ過ぎたりすると、マスターバッチの製造時に、2軸押し出し機等の混錬機の中で、再凝集が起り易くなる場合がある。
該再凝集を抑制するには、例えば、2軸押し出し機のスクリューの回転数や周速を調整して、せん断力を最適化することが好ましい。
Coarse powder of black pigment (including aggregated ones) is preferably as small as possible. On the other hand, if the average particle size is too small or the particle size distribution is too sharp, during the production of the masterbatch, in a kneader such as a twin-screw extruder, In some cases, reaggregation tends to occur.
In order to suppress the re-agglomeration, it is preferable to optimize the shearing force by, for example, adjusting the rotation speed and peripheral speed of the screw of the twin-screw extruder.

<<黒色顔料の反射率>>
本発明における黒色顔料は、近赤外領域(780nm~2500nm)の平均反射率が、30%以上が好ましく、36%以上がより好ましく、43%以上が特に好ましい。
また、近赤外線領域(780nm~2500nm)の何れの波長においても、反射率が、6%以上が好ましく、8%以上がより好ましく、10%以上が特に好ましい。
また、近赤外領域のうちの1200nm~2500nmの何れの波長においても、反射率が、20%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、40%以上が更に好ましく、50%以上が特に好ましく、60%以上が最も好ましい。
<<reflectance of black pigment>>
The black pigment in the present invention preferably has an average reflectance in the near infrared region (780 nm to 2500 nm) of 30% or more, more preferably 36% or more, and particularly preferably 43% or more.
Moreover, the reflectance is preferably 6% or more, more preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more at any wavelength in the near infrared region (780 nm to 2500 nm).
In addition, at any wavelength of 1200 nm to 2500 nm in the near infrared region, the reflectance is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, further preferably 40% or more, and particularly preferably 50% or more. 60% or more is most preferred.

本発明における黒色顔料の可視光領域(380nm~780nm)の何れの波長においても反射率が、10%以下が好ましく、7%以下がより好ましく、4%以下が更に好ましく、3%以下が特に好ましい。
上記上限以下であれば、黒色性(漆黒性)が高まる。また、特に色味が付かず純粋な黒色となる。
上記「黒色顔料の近赤外と可視の反射率」は、顔料を樹脂ビヒクルに均一分散させたシート又はフィルムを分光光度計で測定し、そのようなものとして定義される。
The reflectance of the black pigment in the present invention at any wavelength in the visible light region (380 nm to 780 nm) is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, further preferably 4% or less, and particularly preferably 3% or less. .
If it is below the said upper limit, blackness (jet-blackness) will increase. In addition, it becomes pure black with no particular tint.
The above "near-infrared and visible reflectance of black pigment" is defined as a spectrophotometer measurement of a sheet or film in which the pigment is uniformly dispersed in a resin vehicle.

<色調調節剤>
フィラメント又は該フィラメントを束ねて糸にすると、官能的な(目視観察による)黒色性が劣る傾向がある。すなわち、半延伸糸(POY)を再延伸して延伸糸(FDY)とし、板等に巻き付けて目視すると、黒色性が劣る傾向にある。また、黒色顔料のみで高い黒色性を出そうとすると、該黒色顔料を高濃度(例えば50質量%)にする必要があり、それが原因でフィラメントや糸が途中で切れてしまう事象が発生する場合がある。
そこで、黒色顔料の粗粉をカットし、更に粒子径を小さくすることが考えられるが、そうすると、黒色の色味が変化してしまう場合がある。フィラメントや糸の形態で黒色性を上げること、すなわち、黒度を上げ、色味を調整する(着色をなくす)ことは、例えば、糸表面の光沢性が低下するので、フィルム(膜)や塊(構造体)の状態で黒色性を上げることに比べ遥かに難しい。
<Color tone modifier>
When the filaments or the filaments are bundled into a thread, the sensory (by visual observation) blackness tends to be inferior. That is, when the semi-drawn yarn (POY) is re-drawn to form a drawn yarn (FDY), which is wound around a plate or the like and visually observed, the blackness tends to be poor. In addition, when trying to achieve a high blackness with only a black pigment, it is necessary to increase the concentration of the black pigment (for example, 50% by mass), which causes an event in which the filament or thread is cut in the middle. Sometimes.
Therefore, it is conceivable to cut the coarse powder of the black pigment and further reduce the particle size, but this may change the color of the black color. Increasing the blackness in the form of filaments and threads, that is, increasing the blackness and adjusting the color (eliminate coloration), for example, reduces the glossiness of the thread surface, so it can be used as a film (membrane) or clumps. It is far more difficult than increasing the blackness in the (structure) state.

このような事象の改良や、又は、更なる黒色性の向上のために、色調調節剤を含有させることが好ましい。黒色性がより向上すると、更に用途が広がる。
本発明の遮熱用黒色フィラメントには、上記黒色顔料に加えて、更に、色調調節剤が有機ポリマーの内部に包含されていることも好ましい。該色調調節剤は、1種でもよいし、2種以上を混合して用いることができる。
該色調調節剤は、黒色性を更に高める、黒色の中でもその色調を更に調整する、等の目的で含有させる。
In order to improve such phenomena or further improve blackness, it is preferable to incorporate a color tone adjusting agent. If the blackness is further improved, the applications will be further expanded.
In addition to the black pigment, the heat-shielding black filament of the present invention preferably further contains a color tone adjusting agent inside the organic polymer. The color tone adjusting agent may be used alone or in combination of two or more.
The color tone adjusting agent is contained for the purpose of further enhancing blackness and further adjusting the color tone even in black.

また、金属の酸化物又はその複合酸化物のみで目的とする(色調の)黒色性を出そうとすると、その含有量を多くせざるを得ず、そのためフィラメントや糸の強度が低下する場合があるが、そのような場合であっても、色調調節剤を併用すると、フィラメントや糸の強度の低下が抑えられた状態で黒色性(漆黒性)を向上させることができる。
併用する色調調節剤にたとえ近赤外光の吸収があったとしても、意外にも、総太陽光反射率(TSR)が大きくは低下せず、そのため色調調節剤の併用による遮熱性の低下が見られなかった(実施例参照)。
In addition, when trying to achieve the desired blackness (color tone) only with metal oxides or their composite oxides, the content must be increased, which may reduce the strength of the filament or thread. However, even in such a case, if a color tone adjusting agent is used in combination, it is possible to improve the blackness (jet-blackness) while suppressing the decrease in filament or thread strength.
Even if the color tone modifier used in combination absorbs near-infrared light, the total solar reflectance (TSR) does not decrease significantly, so that the combined use of the color tone modifier does not reduce the heat shielding properties. not seen (see Examples).

色調調節剤としては、上記黒色顔料すなわち上記複合金属酸化物等に対して、(可視光波長領域における)補色の関係にある色調を有する物質が、上記目的を達成できる点から好ましい。 As the color tone adjusting agent, a substance having a complementary color tone (in the visible light wavelength region) to the black pigment, that is, the composite metal oxide or the like, is preferable because the above object can be achieved.

色調調節剤は、具体的には、「カーボンブラック等の炭素質物」や「上記複合金属酸化物等」以外であって、上記物性を有する、「有機若しくは無機」の「染料若しくは顔料」が好ましく、「有機顔料又は無機顔料」がより好ましく、有機顔料が特に好ましい。
顔料であればフィラメント表面に析出することがない。また、有機顔料であれば、種類が多いので色調を調整し易い。
Specifically, the color tone modifier is preferably an "organic or inorganic""dye or pigment" other than "a carbonaceous material such as carbon black" or "the above-described composite metal oxide, etc." and having the above physical properties. , “organic pigments or inorganic pigments” are more preferred, and organic pigments are particularly preferred.
Pigments do not deposit on the filament surface. Further, since there are many kinds of organic pigments, it is easy to adjust the color tone.

該有機顔料としては、特定波長にシャープな吸収を有するブルー、イエロー、グリーンレッド等の何れでもよい。また、可視領域の波長に(ブロードな)吸収を有すること;レッド(R)、グリーン(G)又はブルー(B)以外にも吸収があること;等によって、例えば、赤、黄、緑、青等の色調を与えるものでもよい。 The organic pigment may be any one of blue, yellow, green-red, etc. having sharp absorption at a specific wavelength. Also, having (broad) absorption at wavelengths in the visible region; having absorption other than red (R), green (G) or blue (B); or the like may be used.

具体的には、特に限定はないが、PET等の汎用的なフィラメントの材質への分散性の点から、また遮熱性を落とさずに黒色性を上げる点等から、後記する表7に記載の有機顔料が好ましいものとして挙げられる。
また、以下の有機顔料が好ましいものとして挙げられる。以下、ピグメントナンバー、カラーインデックス(C.I.番号)、CAS.NO.を示す。
P.BL-15:3(銅フタロシアニンブルーβ型) (74160) (CAS.NO 147-14-8)、
P.B-60 (69800)(CAS.NO 81-77-6)、
P.G-7 (74260)(CAS.NO 1328-53-6)、
P.Y-95 (20034)(CAS.NO 5280-80-8)、
P.Y-147 (60645)(CAS.NO 4118―16-5)、
P.R-149 (CAS.NO 4948-15-6)、
また、アニリンブラック、ペリレンブラック等も好ましい。
Specifically, there is no particular limitation, but from the viewpoint of dispersibility in general-purpose filament materials such as PET, and from the viewpoint of increasing blackness without reducing heat shielding properties, etc., it is listed in Table 7 below. Organic pigments are preferred.
In addition, the following organic pigments are preferred. Pigment number, color index (C.I. number), CAS. NO. indicates
P. BL-15:3 (copper phthalocyanine blue beta type) (74160) (CAS.NO 147-14-8),
P. B-60 (69800) (CAS.NO 81-77-6),
P. G-7 (74260) (CAS.NO 1328-53-6),
P. Y-95 (20034) (CAS.NO 5280-80-8),
P. Y-147 (60645) (CAS.NO 4118-16-5),
P. R-149 (CAS.NO 4948-15-6),
Aniline black, perylene black and the like are also preferred.

中でも、P.Y-147、P.R-149、P.BL-15:3等が、上記した点、繊維に使用実績がある点、糸切れし難い点等から特に好ましい。 Among them, P. Y-147, P.I. R-149, P.R. BL-15:3 and the like are particularly preferable from the above points, the fact that they have a track record of use in fibers, and the fact that they are less likely to break.

色調調節剤、特に有機顔料を併用することによって、単に「黒色」と言っても、用途によって、黒度や色味に関して好みや要望や性能差があるので、それらに適応させることもできる。
また、目視による黒色の度合いを上げることが、黒色顔料単独よりも実現し易い。すなわち、黒色顔料の含有量を減らしても、その分の黒色性劣化を補うことができる。
By using a color tone adjusting agent, especially an organic pigment, even if it is simply called "black", it is possible to adapt to the preferences, demands, and performance differences in terms of blackness and tint depending on the application.
In addition, it is easier to achieve an increase in the degree of blackness by visual observation than with a black pigment alone. That is, even if the content of the black pigment is reduced, the deterioration of the blackness can be compensated for.

カーボンブラック(CB)を配合して、色調を調整したり、黒色性を向上させたりすると、近赤外光の反射率が低下し、そのため総太陽光反射率(TSR)が低下して遮熱性が低下するが、例えば、製造例8及び評価例7に示した通り、色調調節剤として有機顔料を使用すると、総太陽光反射率(TSR)が、せいぜい2%程度しか低下せず、併用によって意外にも遮熱性が低下しなかった。 When carbon black (CB) is blended to adjust the color tone or improve the blackness, the reflectance of near-infrared light is reduced, so the total solar reflectance (TSR) is reduced and the heat shielding property is improved. However, for example, as shown in Production Example 8 and Evaluation Example 7, when an organic pigment is used as a color tone modifier, the total solar reflectance (TSR) decreases by only about 2% at most, and the combined use Surprisingly, the heat shielding property did not deteriorate.

上記色調調節剤を使用する場合、上記色調調節剤の使用量(有機ポリマーへの分散量)は、特に限定はないが、前記黒色顔料すなわち前記複合金属酸化物等全体に対して、0.2質量%以上45質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましく、2質量%以上35質量%以下が更に好ましく、4質量%以上30質量%以下が特に好ましい。
有機顔料等の色調調節剤が多過ぎると、近赤外線が吸収されて遮熱性が悪くなる場合、フィラメントの強度が落ちる場合、材料コストや製造コストが上がる場合、マスターバッチの加工性が低下する場合、黒色顔料の分散性が低下する場合等がある。
When the color tone modifier is used, the amount of the color tone modifier used (the amount dispersed in the organic polymer) is not particularly limited, but is 0.2% with respect to the black pigment, that is, the composite metal oxide and the like as a whole. It is preferably from 1% by mass to 45% by mass, more preferably from 1% by mass to 40% by mass, still more preferably from 2% by mass to 35% by mass, and particularly preferably from 4% by mass to 30% by mass.
Too much color tone modifiers such as organic pigments may absorb near-infrared rays, resulting in poor heat shielding, reduced filament strength, increased material and manufacturing costs, and decreased processability of the masterbatch. , the dispersibility of the black pigment may decrease.

<有機ポリマー>
本発明の遮熱用黒色フィラメントは、前記黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散状態で包含されてなるものである。
該有機ポリマーとしては、合成繊維用の有機ポリマーとして知られているもの全てが挙げられる。該合成繊維には、天然物に由来した半合成繊維も含まれる。
<Organic polymer>
The heat-shielding black filament of the present invention comprises the black pigment contained in an organic polymer in a dispersed state.
The organic polymers include all known organic polymers for synthetic fibers. The synthetic fibers also include semi-synthetic fibers derived from natural products.

特に限定はされないが、具体的には、例えば、ポリエステル;ナイロン、ナイロン6、ナイロン66、芳香族ナイロン、アラミド等のポリアミド;ポリ(メタ)アクリレート(共重合体)等のアクリル系ポリマー;ポリスチレン(共重合体);酢酸ビニル、ビニルアルコール等の(共)重合体、ビニロン等のビニル系ポリマー;ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の塩素系ポリマー;等が挙げられる。 Although not particularly limited, specifically, for example, polyester; nylon, nylon 6, nylon 66, aromatic nylon, polyamide such as aramid; acrylic polymer such as poly (meth) acrylate (copolymer); polystyrene ( (co)polymers such as vinyl acetate and vinyl alcohol; vinyl polymers such as vinylon; chlorine polymers such as polyvinylidene chloride and polyvinyl chloride;

限定はされないが、中でもポリエステルが本発明の前記した効果を得るために好ましく、該ポリエステルのジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、ブチレングリコール、1、4-ブタンジオール、それらの「ジ体」若しくは「トリ体」、1,4-シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、該ポリエステルのジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。 Although not limited, polyester is particularly preferable for obtaining the above effects of the present invention. Examples of the diol component of the polyester include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, butylene glycol, butanediol, their "di-form" or "tri-form", 1,4-cyclohexanedimethanol and the like, and examples of the dicarboxylic acid component of the polyester include terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and the like. mentioned.

<分散状態で包含>
遮熱用黒色フィラメントは、前記した黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散状態で包含されていることが必須である。「有機ポリマーの内部に」であるから、有機ポリマーの表面に、すなわちフィラメントの表面に頭を出している顔料粒子が特異的に多いような態様は除かれる。このような態様は、フィラメントや糸の強度が劣る場合、表面を擦ると汚れる場合、遮熱効果が低い場合、等がある。
また、フィラメント作製後に、その表面に黒色顔料が塗布されたような態様、すなわち、フィラメントの表面が「黒色顔料を多く含む組成物」で覆われている態様も除かれる。
このような態様は、製造コストが嵩む場合、表面を擦ると汚れる場合、塗布物が剥がれることによって遮熱効果が低下する場合等がある。
<include in distributed state>
It is essential that the heat-shielding black filament contains the black pigment described above in a dispersed state inside the organic polymer. Since it is "inside the organic polymer", it excludes an aspect in which there are a specific number of pigment particles protruding from the surface of the organic polymer, that is, from the surface of the filament. Such aspects include cases where the strength of the filament or thread is inferior, cases where the surface becomes dirty when rubbed, cases where the heat shielding effect is low, and the like.
Moreover, an embodiment in which a black pigment is applied to the surface of the filament after production, that is, an embodiment in which the surface of the filament is covered with a "composition containing a large amount of black pigment" is also excluded.
In such a mode, the manufacturing cost increases, the surface becomes dirty when rubbed, and the heat-shielding effect deteriorates due to peeling of the applied material.

本発明の遮熱用黒色フィラメントの内部に含有されている黒色顔料の体積平均粒径は、得ようとするフィラメントの直径にもよるが、0.10μm以上2.0μm以下が好ましく、0.15μm以上1.0μm以下がより好ましく、0.20μm以上0.7μm以下が特に好ましい。
粒径が小さ過ぎると、分散が難しくなる場合があり、粒径が大き過ぎると、フィラメントが途中で切れる場合、黒色性に劣る場合等がある。
The volume-average particle size of the black pigment contained inside the heat-shielding black filament of the present invention is preferably 0.10 μm or more and 2.0 μm or less, and preferably 0.15 μm, although it depends on the diameter of the filament to be obtained. 1.0 μm or less is more preferable, and 0.20 μm or more and 0.7 μm or less is particularly preferable.
If the particle size is too small, it may become difficult to disperse.

本発明は、フィラメントや繊維のように細い分散対象物(具体的には有機ポリマー)であっても、金属の複合酸化物等が、該有機ポリマーの内部に、意外にも良分散が可能であり、フィラメントの切断抑制・分散性と遮熱性との両立がなされることを見出してなされたものである。
本発明は、また、繊維断面を特殊な形状にしなくても、繊維を被覆構造や芯鞘構造にしなくても、黒色性と遮熱性との両立がなされることを見出してなされたものである。
黒色顔料を有機ポリマーの内部に分散状態で包含させる方法については後述する。
According to the present invention, even in the case of fine dispersion objects (specifically, organic polymers) such as filaments and fibers, metal complex oxides and the like can be dispersed surprisingly well inside the organic polymer. The present inventors have discovered that both filament cut suppression/dispersibility and heat shielding properties can be achieved.
The present invention has also been made based on the discovery that blackness and heat shielding properties can be achieved at the same time without making the cross section of the fiber into a special shape or making the fiber into a covering structure or a core-sheath structure. .
A method for including the black pigment in the organic polymer in a dispersed state will be described later.

なお、フィラメント内に内包される黒色顔料の、粒径分布、粗粉の量等の態様は、後記する<マスターバッチの製造方法>に記載する黒色顔料の態様と同様である The particle size distribution, the amount of coarse powder, etc. of the black pigment contained in the filaments are the same as those of the black pigment described in <Method for producing masterbatch> described later.

<黒色顔料の含有量>
本発明の遮熱用黒色フィラメントは、前記黒色顔料が、前記有機ポリマーの内部に、遮熱用黒色フィラメント全体に対して、30質量%以下で包含されてなるものが好ましい。5質量%以上20質量%以下で包含されてなるものがより好ましく、更に好ましくは4質量%以上15質量%以下であり、特に好ましくは3質量%以上10質量%以下である。
<Black pigment content>
In the heat-shielding black filament of the present invention, the black pigment is preferably contained in the organic polymer in an amount of 30% by mass or less with respect to the entire heat-shielding black filament. More preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 4% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less.

前記黒色顔料の含有率が多過ぎると、分散できない場合、フィラメントの機械的強度が落ちる場合、フィラメント調製が難しくなる場合、フィラメントを製糸して糸(ヤーン)にし難い場合、ステープルヤーンを紡績し難い場合、得られた糸(ヤーン)を織って布にし難い場合、得られた糸(ヤーン)から不織布を製造し難い場合等がある。
一方、前記黒色顔料の含有率が少な過ぎると、黒色性(漆黒性)に劣る場合、近赤外線を十分に反射できず遮熱性に劣る場合、色調調節剤を(多く)含有させなくてはならない場合等がある。
If the content of the black pigment is too high, the black pigment cannot be dispersed, the mechanical strength of the filament is lowered, the preparation of the filament is difficult, the filament is difficult to make into a yarn, and the staple yarn is difficult to spin. In some cases, it may be difficult to weave the obtained threads (yarns) into a cloth, or it may be difficult to produce a non-woven fabric from the obtained threads (yarns).
On the other hand, if the content of the black pigment is too small, the blackness (jet-blackness) is poor, or the near-infrared rays cannot be sufficiently reflected and the heat-shielding property is poor. There are cases, etc.

<フィラメントの太さ等の形状>
本発明のフィラメントは、その太さが10デニール以下であることが必須である。太い「フィラメント等の繊維」の場合や、膜、層若しくは塊の場合には、分散性については悪くても問題にならない場合が多い。また、黒色性は容易に上げられる場合が多い。
本発明は、10デニール以下の細さであっても、一般にカーボンブラックより分散性に劣る「金属の複合酸化物等」が良分散され、該「金属の複合酸化物等」の存在部分で「フィラメント等の繊維」が切断することがない。
<Shape such as filament thickness>
It is essential that the filament of the present invention have a thickness of 10 denier or less. In the case of thick "fibers such as filaments" and in the case of membranes, layers or masses, poor dispersibility is often not a problem. In addition, blackness can be easily increased in many cases.
In the present invention, even if the fineness is 10 denier or less, the "metal composite oxide, etc.", which is generally inferior in dispersibility to carbon black, is well dispersed, and the "metal composite oxide, etc." Fibers such as filaments will not be cut.

本発明のフィラメントの太さの上限は、10デニール(85μm)以下が必須であるが、6デニール(51μm)以下が好ましく、4デニール(34μm)以下がより好ましく、2デニール(17μm)以下が特に好ましい。
太過ぎると、フィラメントを糸に製糸し難い場合があり、フィラメントを短く切ってステープルにした場合でも紡績し難い場合がある。また、太過ぎる場合は、黒色顔料の分散粒径が大きくても(凝集していても)問題になり難く、分散性が良いことに起因した前記本発明の効果が得られない場合等がある。
The upper limit of the thickness of the filament of the present invention is essentially 10 denier (85 μm) or less, preferably 6 denier (51 μm) or less, more preferably 4 denier (34 μm) or less, and particularly 2 denier (17 μm) or less. preferable.
If the filament is too thick, it may be difficult to spin the filament into yarn, and even if the filament is cut into short pieces and stapled, it may be difficult to spin. In addition, if it is too thick, even if the dispersed particle size of the black pigment is large (even if it is aggregated), it is difficult to cause a problem, and the effect of the present invention due to good dispersibility may not be obtained. .

本発明のフィラメントの太さの下限は、特に限定はないが、1デニール(10μm)以上が好ましく、2デニール(15μm)以上が特に好ましい。
細過ぎると、製造が難しくなる、切れ易くなる、黒色顔料の粗粉の直径がフィラメント径に対して無視できなくなる、製糸又は紡績し難くなる等の場合がある。
Although the lower limit of the thickness of the filament of the present invention is not particularly limited, it is preferably 1 denier (10 μm) or more, and particularly preferably 2 denier (15 μm) or more.
If it is too thin, it may be difficult to manufacture, it may be easy to cut, the diameter of the black pigment coarse powder cannot be ignored with respect to the filament diameter, and it may be difficult to reel or spin.

本発明のフィラメントの断面の形状は、特に限定はないが、窪みがある、星型である、芯鞘構造である、等の特殊な工夫をせずとも、通常の正円・楕円であっても、優れた遮熱性が得られる。フィラメントの断面すなわち有機ポリマーの断面の形状を特殊なものにする場合と比べ、フィラメント等の製造コストの削減が可能となる。 The shape of the cross section of the filament of the present invention is not particularly limited, but it can be a normal perfect circle or ellipse without special measures such as having a depression, a star shape, or a core-sheath structure. also provides excellent heat insulation. Compared to the case where the cross section of the filament, that is, the cross section of the organic polymer has a special shape, the manufacturing cost of the filament can be reduced.

本発明のフィラメント(長繊維)は、切断してステープル(短繊維)とすることができ、その場合、該ステープル(短繊維)の長さについては、特に限定はなく、任意の長さにできる(切断可能である)。また、不織布用のスパンボンド、メルトブロ-ン製法も可能である。 The filaments (long fibers) of the present invention can be cut into staples (short fibers), in which case the length of the staples (short fibers) is not particularly limited and can be any length. (can be cut). Spunbond and meltblown processes for nonwoven fabrics are also possible.

<遮熱用黒色フィラメントの平均反射率>
本発明のフィラメントは、近赤外領域(780nm~2500nm)の平均反射率を、10%以上にすることができ、15%以上にもすることができ、20%以上にもすることができ、25%以上にもすることができ、30%以上にもすることができる。従って、本発明のフィラメントは、近赤外領域(780nm~2500nm)の平均反射率が、10%以上が好ましく、15%以上がより好ましく、20%以上が更に好ましく、25%以上が特に好ましく、30%以上が最も好ましい。
<Average reflectance of heat-shielding black filament>
The filament of the present invention can have an average reflectance in the near infrared region (780 nm to 2500 nm) of 10% or more, 15% or more, or 20% or more, It can be 25% or more, it can be 30% or more. Therefore, the filament of the present invention preferably has an average reflectance in the near-infrared region (780 nm to 2500 nm) of 10% or more, more preferably 15% or more, even more preferably 20% or more, and particularly preferably 25% or more. 30% or more is most preferred.

また、近赤外領域のうちの1200nm~2500nmの何れの波長においても反射率が、30%以上が好ましく、35%以上がより好ましく、40%以上が特に好ましい。 Further, the reflectance at any wavelength from 1200 nm to 2500 nm in the near infrared region is preferably 30% or more, more preferably 35% or more, and particularly preferably 40% or more.

本発明のフィラメントの可視光領域(380nm~780nm)の何れの波長においても反射率が、30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、20%以下が更に好ましく、15%以下が特に好ましい。
上記上限以下であれば、黒色性(漆黒性)が高く、特に色味が付かず純粋な黒色(漆黒性)が得られる。
上記「遮熱用黒色フィラメントの近赤外と可視の反射率」は、JIS L1013:2010に準拠し、実施例に記載の方法で測定され、そのように測定されたものとして定義される。
The reflectance of the filament of the present invention at any wavelength in the visible light region (380 nm to 780 nm) is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 20% or less, and particularly preferably 15% or less.
If it is less than the above upper limit, the blackness (jet-blackness) is high, and a pure blackness (jet-blackness) is obtained without being particularly tinted.
The above "near-infrared and visible reflectance of the heat-shielding black filament" is measured according to JIS L1013:2010 by the method described in Examples, and is defined as that measured.

<マスターバッチ>
本発明は、前記の本発明の遮熱用黒色フィラメントを製造するためのマスターバッチであって、前記黒色顔料が前記有機ポリマーの内部に、マスターバッチ全体に対して20質量%以上80質量%以下で、分散状態で含有されているものであることを特徴とするマスターバッチでもある。
<Masterbatch>
The present invention is a masterbatch for producing the heat shielding black filament of the present invention, wherein the black pigment is contained in the organic polymer in an amount of 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire masterbatch. It is also a masterbatch characterized by being contained in a dispersed state.

遮熱用黒色フィラメントを製造するにあたり、汎用性を持たせるために、黒色顔料等の濃度の高いマスターバッチを調製しておくことが好ましい。すなわち、黒色顔料の濃度が高いマスターバッチの状態で、商品として譲渡又は販売することも好ましい。
マスターバッチを入手した人は、有機ポリマーで希釈してフィラメント製造用の組成物を調製する。
In the production of black filaments for heat shielding, it is preferable to prepare a masterbatch having a high concentration of black pigment or the like in order to have versatility. That is, it is also preferable to transfer or sell the masterbatch as a product with a high black pigment concentration.
The person who obtains the masterbatch dilutes it with an organic polymer to prepare a composition for making filaments.

本発明によれば、マスターバッチにおいて、有機ポリマー中の黒色顔料の濃度が高くても分散性が良いので(分散性を良くできるので)、該マスターバッチを有機ポリマーで希釈した組成物を用いてフィラメントを製造しても、該フィラメント内でも分散性が保持され、該フィラメントの途中で切断されることがなく、機械的に強いフィラメントができる。 According to the present invention, in the masterbatch, even if the concentration of the black pigment in the organic polymer is high, the dispersibility is good (because the dispersibility can be improved). Even when a filament is produced, the dispersibility is maintained even within the filament, and a mechanically strong filament can be obtained without being cut in the middle of the filament.

本発明のマスターバッチは、黒色顔料が有機ポリマーの内部に、マスターバッチ全体に対して20質量%以上が分散状態で含有されていることが好ましく、より好ましくは30質量%以上、特に好ましくは40質量%以上が分散状態で含有されていることが望ましい。
上記下限以上であれば、マスターバッチとしての汎用性や用途幅が広がり、使用し易くなり、マスターバッチとしての意味・効果・メリットを奏し易くなる。一方、上記上限以下であれば、黒色顔料の分散(安定)性が得られ、マスターバッチの調製が容易となる。
In the masterbatch of the present invention, the black pigment is preferably contained in the organic polymer in a dispersed state in an amount of 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 40% by mass with respect to the entire masterbatch. It is desirable that at least 10% by mass is contained in a dispersed state.
If it is more than the said lower limit, the versatility and application range as a masterbatch will expand, it will become easy to use, and it will become easy to show a meaning, an effect, and a merit as a masterbatch. On the other hand, if it is not more than the above upper limit, the dispersibility (stability) of the black pigment is obtained, and preparation of the masterbatch is facilitated.

<遮熱用黒色糸>
本発明は、前記した本発明の遮熱用黒色フィラメントを、5本以上50本以下で、収束又は撚って若しくは纏めてなるものであることを特徴とする遮熱用黒色糸でもある。本発明は、フィラメント(長繊維、ロングファイバー)を撚って又は纏めてなるフィラメント糸(フィラメントヤーン)でもある。
5本以上50本以下が好ましいが、10本以上40本以下がより好ましく、15本以上30本以下が特に好ましい。
上記範囲であると、フィラメント糸(フィラメントヤーン)が調製し易い、黒色性や遮熱性を上げ易い、強度が好適となる、用途が広くなる、織って布にし易い、等の効果がある。
<Black thread for thermal insulation>
The present invention also provides a heat-insulating black filament comprising 5 or more and 50 or less heat-insulating black filaments of the present invention, which are bundled, twisted, or bundled together. The present invention is also a filament yarn (filament yarn) formed by twisting or bundling filaments (long fibers, long fibers).
The number is preferably 5 or more and 50 or less, more preferably 10 or more and 40 or less, and particularly preferably 15 or more and 30 or less.
Within the above range, there are effects such as easy preparation of filament yarn, easy improvement of blackness and heat shielding properties, favorable strength, widening of applications, and easy weaving into cloth.

本発明のフィラメントから得られたフィラメント糸(遮熱用黒色糸)、及び、それから得られた布は、黒色の光沢があり、滑らかな質感を有し、近赤外線を好適に反射して遮熱性が高い。 The filament yarn (black yarn for heat shielding) obtained from the filament of the present invention and the cloth obtained from it have a black luster, have a smooth texture, and preferably reflect near infrared rays and have heat shielding properties. is high.

本発明のフィラメント(長繊維、ロングファイバー)は、短く切断して、ステープル(短繊維、ステープルファイバー)とし、それを紡績することで紡績糸(スパンヤーン、ステープルヤーン)である遮熱用黒色糸とすることができる。
紡績糸である遮熱用黒色糸は、織って起毛仕上げの布にしたり、また不織布にしたりすることができる。本発明を用いれば、遮熱性の高い起毛仕上げの布や、不織布(スパンボンド)等が好適に得られる。
The filaments (long fibers, long fibers) of the present invention are cut into short staples (short fibers, staple fibers), which are spun to form spun yarns (spun yarns, staple yarns), which are heat-shielding black yarns. can do.
The heat-insulating black yarn, which is a spun yarn, can be woven into a raised cloth or a non-woven fabric. By using the present invention, it is possible to suitably obtain a cloth with a raised finish, a nonwoven fabric (spunbond), or the like, which has a high heat shielding property.

[製造方法]
<マスターバッチの製造方法>
<<押し出し機(混錬機)の投入する際の黒色顔料と有機ポリマー>>
黒色顔料の濃度が高いマスターバッチを調製しておくためや、フィラメント又は糸が途中で切れないようにするために、黒色顔料から、粗粉をカットしておくことが好ましい。
2.0μm以上の粗粉をカットしておくことが好ましく、1.5μm以上の粗粉をカットしておくことがより好ましく、1.0μm以上の粗粉をカットしておくことが特に好ましい。
[Production method]
<Manufacturing method of masterbatch>
<<Black pigment and organic polymer when feeding extruder (kneader)>>
In order to prepare a masterbatch having a high black pigment concentration and to prevent the filament or thread from being cut in the middle, it is preferable to cut the coarse powder from the black pigment.
It is preferable to cut coarse powder of 2.0 μm or more, more preferably cut coarse powder of 1.5 μm or more, and particularly preferably cut coarse powder of 1.0 μm or more.

マスターバッチ製造に用いる黒色顔料(混錬機に)の個数平均粒径は、上記効果等を得るために、メジアン径(D50)として、0.2μm以上1.0μm以下が好ましく、0.3μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.4μm以上0.5μm以下が特に好ましい。 In order to obtain the above effects, etc., the number average particle diameter of the black pigment (in the kneader) used in the production of the masterbatch is preferably 0.2 μm or more and 1.0 μm or less, more preferably 0.3 μm or more, as a median diameter (D50). 0.8 μm or less is more preferable, and 0.4 μm or more and 0.5 μm or less is particularly preferable.

また、マスターバッチ製造で用いられる有機ポリマーは、予め粉砕して粉状にしておいてから、黒色顔料等と共に押し出し機(混錬機)に投入することが、分散性を向上させ、フィラメントの途中切断を回避するために好ましい。
更に、粉砕した粉状の有機ポリマーとペレット状の有機ポリマーの混合物を、黒色顔料等と共に押し出し機(混錬機)に投入することが、上記理由から特に好ましい。
In addition, the organic polymer used in masterbatch production can be pulverized in advance into powder, and then put into an extruder (kneader) together with a black pigment or the like to improve dispersibility, and Preferred to avoid disconnection.
Furthermore, it is particularly preferable to put a mixture of pulverized powdery organic polymer and pelletized organic polymer into an extruder (kneader) together with a black pigment or the like.

<<混錬条件>>
本発明は、「前記したマスターバッチ」の製造方法であって、前記有機ポリマーを加熱して融解させ、該融解した有機ポリマーの内部に、前記黒色顔料を含有させて混錬して分散状態にすることを特徴とするマスターバッチの製造方法でもある。
<<Kneading conditions>>
The present invention is a method for producing "the above-described masterbatch", wherein the organic polymer is heated and melted, and the black pigment is contained in the melted organic polymer and kneaded to form a dispersed state. It is also a method for producing a masterbatch characterized by

混錬に用いる装置としては、2軸押し出し機(2軸混錬機、ニーダー)、3本ロール、プラネタリーミキサー、バンバリーミキサー等が挙げられる。
中でも、2軸押し出し機が、黒色顔料の分散性が高い、混錬中の温度(変化、勾配)を細かく調整できる、連続混練が可能である、分散の安定及びばらつきがない等のために好ましい。
Apparatus used for kneading includes a twin-screw extruder (twin-screw kneader, kneader), three rolls, a planetary mixer, a Banbury mixer, and the like.
Among them, a twin-screw extruder is preferable because it has high black pigment dispersibility, fine adjustment of the temperature (change, gradient) during kneading, continuous kneading, stable dispersion and no variation, etc. .

混錬中の温度は、用いる有機ポリマーの軟化点に依存するが、150~280℃が好ましく、165~270℃がより好ましく、180~260℃が特に好ましい。 The temperature during kneading depends on the softening point of the organic polymer used, but is preferably 150 to 280°C, more preferably 165 to 270°C, and particularly preferably 180 to 260°C.

スクリュー径28mmの2軸押し出し機を用いた場合、該スクリューの回転数は、200~1200rpmが好ましく、300~1000rpmがより好ましく、500~750rpmが特に好ましい。
スクリュー径28mm以外の2軸押し出し機を用いた場合は、周速(mm/s)が上記(より、特に)好ましい範囲に入るようにすることが望ましい。
When a twin-screw extruder with a screw diameter of 28 mm is used, the screw rotation speed is preferably 200 to 1200 rpm, more preferably 300 to 1000 rpm, and particularly preferably 500 to 750 rpm.
When a twin-screw extruder with a screw diameter other than 28 mm is used, it is desirable that the peripheral speed (mm/s) falls within the above (more particularly) preferable range.

黒色顔料の粗粉がカットされ、粒径分布がシャープであれば、それが分散内包されたフィラメントが、該粗粉の個所で切断することがなくなるが、一方で、マスターバッチの製造時に、混錬機の中で黒色顔料の再凝集が起り易くなる場合がある。
該再凝集を抑制するには、上記回転数や上記周速を調整して、有機ポリマー中の黒色顔料にかかるせん断力を最適化する。
If the coarse powder of the black pigment is cut and the particle size distribution is sharp, the filaments in which the black pigment is dispersed and included will not be cut at the location of the coarse powder. Re-agglomeration of the black pigment may occur easily in the smelting machine.
In order to suppress the reaggregation, the rotational speed and the peripheral speed are adjusted to optimize the shearing force applied to the black pigment in the organic polymer.

本発明のマスターバッチの製造方法においては、前記有機ポリマーを、体積平均径1000μm以下に粉砕してから混錬機に投入して、前記黒色顔料と共に混錬することが、黒色顔料が均一に有機ポリマー中に分散するために好ましい。
体積平均径700μm以下に粉砕することがより好ましく、500μm以下が特に好ましい。
In the method for producing a masterbatch of the present invention, the organic polymer is pulverized to a volume average diameter of 1000 μm or less, put into a kneader, and kneaded with the black pigment. Preferred for dispersion in polymers.
Pulverization to a volume average diameter of 700 µm or less is more preferable, and 500 µm or less is particularly preferable.

乾式粉砕して上記体積平均径にする有機ポリマーは、使用する有機ポリマーの一部でも全部でもよい。
以下、粉砕して上記体積平均径にしたものを「粉末状有機ポリマー」と言い、粉砕する前のものを「ペレット状有機ポリマー」と言う。
特に限定はされないが、「粉末状有機ポリマー」は、全有機ポリマーに対して、20~100質量%が好ましく、25~75質量%がより好ましく、30~50質量%が特に好ましい。
The organic polymer that is dry ground to the above volume average diameter may be part or all of the organic polymer used.
Hereinafter, the material obtained by pulverization to the above volume average diameter is referred to as "powder organic polymer", and the material before pulverization is referred to as "pellet organic polymer".
Although not particularly limited, the "powdered organic polymer" is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 25 to 75% by mass, and particularly preferably 30 to 50% by mass, based on the total organic polymer.

まず、粉末状有機ポリマーと黒色顔料を乾式混合し、均一に混合させた後、ペレット状有機ポリマーを加え、更に乾式混合し、均一に混合させた後、混錬機に投入することが好ましい。こうすることによって、黒色顔料が好適に有機ポリマー中に分散されたマスターバッチが得られる。
そして、該マスターバッチを用いてフィラメントを製造すれば、黒色顔料が有機ポリマーの内部に優れた分散状態で包含されてなる遮熱用黒色フィラメントが得られる。
First, a powdered organic polymer and a black pigment are dry-mixed and uniformly mixed, and then a pellet-shaped organic polymer is added, further dry-mixed, uniformly mixed, and then charged into a kneader. By doing so, a masterbatch is obtained in which the black pigment is suitably dispersed in the organic polymer.
By using the masterbatch to produce filaments, heat-shielding black filaments in which the black pigment is contained in the organic polymer in an excellent dispersed state can be obtained.

<<分散助剤の配合>>
本発明のマスターバッチの製造方法においては、更に、分散助剤として、長鎖脂肪酸アミドを配合して混錬することが好ましい。
該長鎖脂肪酸アミドは、上記した「有機ポリマーと黒色顔料の乾式混合」のどの段階で配合してもよいが、粉末状有機ポリマーと黒色顔料の混合時に配合することが、マスターバッチ中の黒色顔料の分散性に効果が出易いので好ましい。
<<Formulation of dispersing aid>>
In the method for producing the masterbatch of the present invention, it is preferable to mix and knead a long-chain fatty acid amide as a dispersing aid.
The long-chain fatty acid amide may be blended at any stage of the above-described "dry mixing of the organic polymer and the black pigment". It is preferable because it is easy to obtain an effect on the dispersibility of the pigment.

長鎖脂肪酸アミドの長鎖脂肪酸は、炭素数8以上24以下の脂肪酸が好ましく、炭素数12以上22以下の脂肪酸がより好ましく、炭素数16以上20以下の脂肪酸が特に好ましい。二重結合の有無はどちらでもよいが、飽和脂肪酸であることが好ましい。
該長鎖脂肪酸アミドは、1価でも2価でもよいが、2価が好ましく、アルキレンビスカルボン酸アミドであることが、マスターバッチ中の黒色顔料の分散性に良効果が出易いので特に好ましい。
中でも、該アルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基等が好ましい。
上記分散助剤は、1種で使用又は2種以上を併用することができる。
The long-chain fatty acid of the long-chain fatty acid amide is preferably a fatty acid having 8 to 24 carbon atoms, more preferably a fatty acid having 12 to 22 carbon atoms, and particularly preferably a fatty acid having 16 to 20 carbon atoms. Although the presence or absence of a double bond is acceptable, a saturated fatty acid is preferred.
The long-chain fatty acid amide may be monovalent or divalent, but is preferably divalent, and alkylenebiscarboxylic acid amide is particularly preferred because it tends to have a good effect on the dispersibility of the black pigment in the masterbatch.
Among them, the alkylene group is preferably an ethylene group, a propylene group, or the like.
The above dispersing aids can be used singly or in combination of two or more.

分散助剤として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の長鎖脂肪酸の金属塩を用いると、有機ポリマー(特にポリエステル)が分解する場合がある。 When metal salts of long-chain fatty acids such as zinc stearate and calcium stearate are used as dispersing aids, organic polymers (especially polyesters) may decompose.

<<色調調節剤の配合>>
本発明のマスターバッチの製造方法においては、更に、前記した「有機顔料等の色調調節剤」を配合して混錬することも好ましい。
該色調調節剤を配合する場合は、上記した「有機ポリマーと黒色顔料の乾式混合」のどの段階で配合してもよいが、粉末状有機ポリマーと黒色顔料の混合時に配合することが、マスターバッチ中の色調調節剤の分散性が良くなるために好ましい。
<<Formulation of color tone adjusting agent>>
In the method for producing the masterbatch of the present invention, it is also preferable to further mix and knead the aforementioned “color tone modifier such as an organic pigment”.
When blending the color tone modifier, it may be blended at any stage of the above-described "dry mixing of the organic polymer and the black pigment". It is preferable because the dispersibility of the color tone adjusting agent therein is improved.

すなわち、本発明のマスターバッチの製造方法としては、以下の工程(1)ないし(5)を行うものが特に好ましい。以下の工程(1)ないし(5)の幾つかは、例えば2個以下は行わない製造法も好ましい。
このような工程を経ることで、近赤外領域の反射率の高い黒色顔料を、好適な分散状態で、細い繊維に内包できる。
That is, it is particularly preferable that the following steps (1) to (5) are performed as the method for producing the masterbatch of the present invention. A manufacturing method in which some of the following steps (1) to (5), for example two or less, are not performed is also preferred.
Through such a process, a black pigment having a high reflectance in the near-infrared region can be included in fine fibers in a suitable dispersed state.

(1)黒色顔料は、混錬機に投入前に粗粉カットをしておく。
(2)有機ポリマーは、混錬機に投入前に、少なくともその一部を乾式粉砕して体積平均径を小さくしたものを黒色顔料と混合する、又は、混合してから全量の有機ポリマーと混合する。
(3)金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物である黒色顔料、及び、有機ポリマーを、2軸押し出し機等の混錬機で加熱混錬してマスターバッチを製造する。
(4)特定の分散助剤と共に加熱混錬を行う。
(5)2軸押し出し機を使用する場合、スクリュー回転数(せん断力)を最適値に調整する。
(1) The black pigment is coarsely cut before it is put into the kneader.
(2) At least part of the organic polymer is dry pulverized to reduce the volume average diameter before being charged into the kneader, and then mixed with the black pigment, or mixed and then mixed with the total amount of the organic polymer. do.
(3) A black pigment, which is a metal oxide or a metal composite oxide, and an organic polymer are heated and kneaded in a kneader such as a twin-screw extruder to produce a masterbatch.
(4) Perform heat kneading with a specific dispersing aid.
(5) When using a twin-screw extruder, adjust the screw rotation speed (shear force) to an optimum value.

<<製造方法の効果>>
本発明においては、優れた分散性によって黒色顔料を高濃度でフィラメント中に内包でき、黒色性と遮熱性が増し、黒色顔料の粗粉や凝集物によって途中でフィラメントが切れることが抑制される。
本発明は、繊維の周囲に遮熱顔料をコートする、繊維断面形状を特殊なものにする等の工夫をしなくても、前記範囲の直径を有するフィラメントであれば(であっても)、意外にも、「カーボンブラック以外の特定の黒色顔料」が、好ましくは上記混練方法と、好ましくは上記分散助剤によって、好適な分散状態を保ったままで細い繊維に内包できることを見出してなされたものである。
<< Effect of manufacturing method >>
In the present invention, the black pigment can be included in the filament at a high concentration due to its excellent dispersibility, the blackness and heat shielding properties are increased, and the filament is prevented from being broken due to coarse powder or aggregates of the black pigment.
In the present invention, if the filament has a diameter within the above range (even if it is) without devising such as coating the periphery of the fiber with a heat-shielding pigment or making the fiber cross-sectional shape special, Surprisingly, it was found that the "specific black pigment other than carbon black" can be included in fine fibers while maintaining a suitable dispersed state, preferably by the above-mentioned kneading method and preferably by the above-mentioned dispersing aid. is.

<遮熱用黒色フィラメントの製造方法>
本発明は、上記したマスターバッチの製造方法を用いることを特徴とする遮熱用黒色フィラメントの製造方法でもある。
フィラメントの製造方法としては、特に限定はなく、公知の方法が用いられ得る。
<Method for producing black filament for heat shielding>
The present invention also provides a method for producing a heat-shielding black filament, characterized by using the method for producing a masterbatch described above.
The filament manufacturing method is not particularly limited, and known methods can be used.

また、本発明は、上記の遮熱用黒色フィラメントを、5本以上50本以下で、収束する、具体的には、撚って又は纏める遮熱用黒色糸の製造方法でもある。 The present invention also provides a method for producing a black heat-insulating filament, comprising converging, more specifically, twisting or bundling 5 or more and 50 or less of the above-mentioned heat-insulating black filaments.

<用途>
本発明の遮熱用黒色フィラメント;それから得られるステープル(短繊維、ステープルファイバー);それを製糸してなるフィラメント糸(フィラメントヤーン)、それを紡績してなる紡績糸(スパンヤーン、ステープルヤーン)等の遮熱用黒色糸;それから得られる織布、不織布、編布等の布は、遮熱性を必要とするあらゆる用途に用いられる。
直射日光が照射されるが昇温させたくない構造体(の表面材)への適用(構造体自体、そのカバー、それへの貼り付け等)が特に有効である。
<Application>
Black filament for thermal insulation of the present invention; staple obtained therefrom (short fiber, staple fiber); filament yarn obtained by spinning it (filament yarn), spun yarn obtained by spinning it (spun yarn, staple yarn), etc. Heat-insulating black yarn; woven fabrics, non-woven fabrics, knitted fabrics, and other fabrics obtained therefrom are used in all applications requiring heat-shielding properties.
Application to (the surface material of) a structure that is exposed to direct sunlight but whose temperature should not be raised (the structure itself, its cover, attachment to it, etc.) is particularly effective.

限定はされないが、具体的には、例えば、自動車、電車、飛行機、船舶等の内装材;家、ビル、タワー、スタジアム等の建材・内装材;道路、柱、看板等の屋外品;日傘、鞄、機器カバー等の所持品;カーテン、絨毯、椅子等の日用品・家庭品;Tシャツ、スーツ、スカート、帽子等の衣類;等が挙げられる。 Specific examples include, but are not limited to, interior materials for automobiles, trains, airplanes, ships, etc.; building materials and interior materials for houses, buildings, towers, stadiums, etc.; outdoor items such as roads, pillars, signboards; belongings such as bags and equipment covers; daily necessities and household items such as curtains, carpets and chairs; clothing such as T-shirts, suits, skirts and hats;

以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例・製造例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples and Production Examples unless it exceeds the gist of the invention.

製造例1
<遮熱用黒色フィラメント製造に用いるマスターバッチの製造>
<<粗粉カットしていない黒色顔料使用>>
黒色顔料として、図1に示す分光反射率を示す「鉄(Fe)とクロム(Cr)との複合酸化物(Chromium Iron Oxide)」2500g、及び、有機ポリマーとして、IV値0.8±0.02のボトルグレードのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略記する)2500g、及び、分散助剤としてエチレンビスステアリン酸アミド25gとを、高速回転可能な2軸押し出し機を用い、下記する条件で混錬して、遮熱用黒色フィラメントを製造するための「黒色顔料50質量%のマスターバッチ」を製造した。
Production example 1
<Production of masterbatch used for production of black filament for heat shielding>
<<Using black pigment that has not been cut into coarse powder>>
As a black pigment, 2500 g of "composite oxide of iron (Fe) and chromium (Cr) (Chromium Iron Oxide)" exhibiting the spectral reflectance shown in FIG. 02 bottle grade polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as "PET") and 25 g of ethylene bisstearic acid amide as a dispersing aid were mixed under the following conditions using a twin-screw extruder capable of rotating at high speed. It was kneaded to produce a “masterbatch of 50% by mass of black pigment” for producing a black filament for heat shielding.

用いた黒色顔料は、レーザー光散乱法で求めた個数平均粒径が0.7μmであった。粒径分布はブロードであったが、粗粉カットをせずに、そのまま用いた。 The black pigment used had a number average particle size of 0.7 μm as determined by a laser light scattering method. Although the particle size distribution was broad, it was used as it was without cutting the coarse powder.

上記PETとしては、大きさ約7mmの「ペレット状PET」1500gと、該ペレット状PETを、ターボディスクミルを用いて乾式粉砕して、体積平均径500μm(粒径分布400~1000μm)とした「粉末状PET」1000gとを混合し、合計2500gを用いた。
すなわち、マスターバッチ全体に対して、ペレット状PETと粉末状PETを、3:2(質量比)で用いた。
As the PET, 1500 g of "pellet-shaped PET" having a size of about 7 mm, and the pellet-shaped PET were dry pulverized using a turbo disk mill to obtain a volume average diameter of 500 µm (particle size distribution of 400 to 1000 µm). 1000 g of powdered PET" was mixed, and a total of 2500 g was used.
That is, pellet-like PET and powder-like PET were used at a ratio of 3:2 (mass ratio) with respect to the entire masterbatch.

まず、上記で得られた「粉末状PET」1000gと、上記黒色顔料2500gと、上記エチレンビスステアリン酸アミド25gとを、汎用の混合機を用いて乾式混合した。
完全に混合したら、上記「ペレット状PET」1500gを加え、同様の混合機を用いて乾式混合し、完全に混合させた。
First, 1000 g of the "powder PET" obtained above, 2500 g of the black pigment, and 25 g of the ethylenebisstearic acid amide were dry-mixed using a general-purpose mixer.
After complete mixing, 1500 g of the above "pelletized PET" was added and dry-mixed using the same mixer for complete mixing.

使用した黒色顔料と有機ポリマーと分散助剤の各質量を、後記する「粗大粒子をカットした黒色顔料を使用した製造例2」における各質量と合わせて(まとめて)以下の表1に記載する。
Each mass of the used black pigment, organic polymer and dispersion aid is shown in Table 1 below together with each mass in "Production Example 2 using a black pigment from which coarse particles have been cut" described later (collectively). .

Figure 2023094669000002
Figure 2023094669000002

得られた混合粉末を、高速回転が可能な2軸押し出し機を用いて、以下の構成・条件の仕様で混錬して、マスターバッチを製造した。
スクリューの回転数(周速)は、以下の4点に振って混錬した。
The obtained mixed powder was kneaded using a twin-screw extruder capable of rotating at high speed under the following configuration and conditions to produce a masterbatch.
The rotation speed (peripheral speed) of the screw was swung to the following four points for kneading.

Figure 2023094669000003
Figure 2023094669000003

製造例2
<遮熱用黒色フィラメント製造に用いるマスターバッチの製造>
<<粗粉カットをした黒色顔料使用>>
製造例1において用いた黒色顔料は、個数平均粒径が0.7μmであり、粒径分布はブロードであった。
そこで、製造例1において用いた黒色顔料「酸化鉄と酸化クロムとの複合酸化物」を、渦状流(強制渦型)式の気流式分級室回転型分級機を用いて粗粉をカットした。
Production example 2
<Production of masterbatch used for production of black filament for heat shielding>
<<Using black pigment with coarse powder cut>>
The black pigment used in Production Example 1 had a number average particle size of 0.7 μm and a broad particle size distribution.
Therefore, the black pigment "composite oxide of iron oxide and chromium oxide" used in Production Example 1 was cut off from coarse particles using a vortex flow (forced vortex type) airflow classification chamber rotating classifier.

粗粉カットした黒色顔料は、個数平均粒径は0.7μmのままであったが、製造例1において用いた(粗粉カットしていない)黒色顔料より、粒径分布はシャープになり、特に、1.5μm以上の粗粉が大幅にカットされていた。
粗粉カットした黒色顔料の粒径分布を図4に示す。粗粉カットした黒色顔料のメジアン径(D50)は0.750μmであった。
以下、上記のように粗粉カットした黒色顔料を「黒色顔料A」と略記することがある。
Although the number average particle diameter of the black pigment from which coarse particles were cut remained at 0.7 μm, the particle size distribution became sharper than the black pigment (without coarse particles cut) used in Production Example 1, especially , coarse powder of 1.5 μm or more was largely cut.
FIG. 4 shows the particle size distribution of the black pigment cut into coarse particles. The median diameter (D50) of the black pigment cut into coarse particles was 0.750 μm.
Hereinafter, the black pigment from which coarse powder has been cut as described above may be abbreviated as "black pigment A".

上記のように粗粉カットした黒色顔料を用いて、製造例1と同様にしてマスターバッチを製造し、該マスターバッチにおける黒色顔料の分散性を以下のように定量評価した。
結果を製造例1の結果と合わせて、以下の表3に示す。
A masterbatch was produced in the same manner as in Production Example 1 using the black pigment from which coarse particles were cut as described above, and the dispersibility of the black pigment in the masterbatch was quantitatively evaluated as follows.
The results are shown in Table 3 below together with the results of Production Example 1.

評価例1
<マスターバッチ(の製造方法)の評価>
<<混錬前の乾式混合の評価>>
最初に粉末状PETと黒色顔料と分散助剤を乾式混合して偏析(混合ムラ)をなくしておいたので、そこにペレット状PETを加えて乾式混合してなる混合品は、押し出し機に投入時には、完全に混合がなされていた。すなわち、偏析がなく混合ムラがなかった。
そのため、押し出し機で混錬して得られたマスターバッチにも、偏析がなく黒色顔料が均一に分散されたものが得られた。
スクリューの回転数(周速)は、4点振ったが、何れも偏析がなく均一で、フィラメント製造用のマスターバッチとして優れていた。
Evaluation example 1
<Evaluation of masterbatch (manufacturing method)>
<<Evaluation of dry mixing before kneading>>
First, the powdered PET, black pigment, and dispersing aid were dry-mixed to eliminate segregation (mixing unevenness). Sometimes there was complete mixing. That is, there was no segregation and no mixing unevenness.
Therefore, the black pigment was uniformly dispersed without segregation in the masterbatch obtained by kneading with an extruder.
The number of revolutions (peripheral speed) of the screw was set at 4 points, but all of them were uniform with no segregation and excellent as a masterbatch for manufacturing filaments.

<<マスターバッチにおける黒色顔料の分散性の評価>>
上記製造例1及び製造例2で得られたマスターバッチにおける黒色顔料の分散性を、LabTech社製のフィルターテスターを用いて濾圧昇圧試験を行うことによって評価した。フィルターメッシュサイズは、すべて10μmとした。
その結果を以下の表3に記す。濾圧昇圧[MPa]は、小さいほど分散性が良い。
<<Evaluation of dispersibility of black pigment in masterbatch>>
The dispersibility of the black pigment in the masterbatches obtained in Production Examples 1 and 2 was evaluated by performing a filtration pressure increase test using a filter tester manufactured by LabTech. All filter mesh sizes were 10 μm.
The results are shown in Table 3 below. The smaller the filtration pressure rise [MPa], the better the dispersibility.

Figure 2023094669000004
Figure 2023094669000004

顔料分散性は、一般には、せん断力(スクリュー回転数)に比例するが、せん断力(スクリュー回転数)と共に単調に増加するのではなく(スクリューを高速回転させたものが必ずしも良い結果ではなく)、せん断力(スクリュー回転数)に最適値があることが分かった。過度の高速撹拌を与えると、一旦分散した黒色顔料が、再度二次凝集が起きてしまったと考えられる。 Pigment dispersibility is generally proportional to the shear force (screw rotation speed), but it does not monotonically increase with the shear force (screw rotation speed) (high-speed screw rotation is not necessarily a good result). , it was found that there is an optimum value for the shear force (screw rotation speed). It is considered that the black pigment, which had once been dispersed, caused secondary aggregation again when excessively high-speed stirring was applied.

製造例1の粗粉カットをしていない黒色顔料では、750rpmにおいて分散性が最も良く、それ以上の回転数だと、むしろ悪くなった。
製造例2の粗粉カットをした黒色顔料では、500rpmにおいて分散性が最も良く、それ以上の回転数だと、むしろ悪くなった。製造例2の粗粉カットをした黒色顔料は、粗大粒子がカットされていて、粒径分布がそろっている(シャープである)ため、分散はし易いが凝集もし易いと考えられる。
The black pigment of Production Example 1, which was not subjected to coarse powder cutting, had the best dispersibility at 750 rpm, and worsened at higher rotation speeds.
The black pigment of Production Example 2, from which coarse particles were cut, had the best dispersibility at 500 rpm, and worsened at higher rotation speeds. The black pigment in Production Example 2, from which coarse particles have been cut, has a uniform particle size distribution (sharp) due to the removal of coarse particles.

製造例3
<フィラメントの製造>
製造例1の一般の黒色顔料(粗粉カットなし)については、スクリュー回転数750rpmで得られたマスターバッチを使用し、製造例2の黒色顔料A(粗粉カットあり)については、スクリュー回転数500rpmで得られたマスターバッチを使用して、以下でフィラメント(糸)を製造し、製糸試験を実施した。
Production example 3
<Production of filaments>
For the general black pigment of Production Example 1 (without coarse powder cut), a masterbatch obtained at a screw rotation speed of 750 rpm is used, and for the black pigment A of Production Example 2 (with coarse powder cut), the screw rotation speed Using the masterbatch obtained at 500 rpm, filaments (yarns) were produced below and spinning tests were carried out.

製造例1、2で得られたマスターバッチを用いて、太さ2デニールのマルチフィラメント(フィラメント糸)を、以下に示す試料(1)、(2)、(3)の3種類を製造した。
フィラメント(繊維)の製造は、溶融押出紡糸試験機で行った。
すなわち、マスターバッチ、及び、ナチュラル樹脂である有機ポリマーとして、マスターバッチ製造の際用いたペレット状PETを、溶融押出紡糸試験機に投入して加熱して軟化させ、紡糸ダイより押出し半延伸糸を得た。
該フィラメント糸は、フィラメント(長繊維)36本を集めて(撚って又は纏めて)75D36Fに製糸した。
Using the masterbatches obtained in Production Examples 1 and 2, three types of samples (1), (2), and (3) shown below were produced as multifilaments (filament yarns) having a thickness of 2 denier.
Filament (fiber) production was performed on a melt extrusion spinning tester.
That is, as a masterbatch and an organic polymer that is a natural resin, the pellet-shaped PET used in the production of the masterbatch is put into a melt extrusion spinning tester, heated and softened, and extruded from a spinning die to produce a semi-stretched yarn. Obtained.
The filament yarn was made by collecting (twisting or bundling) 36 filaments (long fibers) into a yarn of 75D36F.

(1)製造例1で「粗粉カットしていない黒色顔料」を用いて製造したマスターバッチを用い、黒色顔料3.0質量部(マスターバッチでは6.0質量部)、及び、マスターバッチ製造に用いたものと同一の有機ポリマー(PET)94質量部でフィラメント糸を製糸した。
(2)製造例1で「粗粉カットしていない黒色顔料」を用いて製造したマスターバッチを用い、黒色顔料6.0質量部(マスターバッチでは12.0質量部)、及び、マスターバッチ製造に用いたものと同一の有機ポリマー(PET)88質量部でフィラメント糸を製糸した。
(3)製造例2で「粗粉カットした黒色顔料」(黒色顔料A)を用いて製造したマスターバッチを用い、黒色顔料(黒色顔料A)10.0質量部(マスターバッチでは20.0質量部)、及び、マスターバッチ製造に用いたものと同一の有機ポリマー(PET)80質量部でフィラメント糸を製糸した。
(1) 3.0 parts by mass of black pigment (6.0 parts by mass in masterbatch) and masterbatch production using a masterbatch produced using "black pigment that has not been coarsely cut" in Production Example 1 A filament yarn was spun from 94 parts by mass of the same organic polymer (PET) as that used in the above.
(2) 6.0 parts by mass of black pigment (12.0 parts by mass in masterbatch) and masterbatch production using the masterbatch produced using "black pigment that has not been cut into coarse powder" in Production Example 1 A filament yarn was spun from 88 parts by mass of the same organic polymer (PET) as that used in the above.
(3) Using a masterbatch produced using the "black pigment with coarse powder cut" (black pigment A) in Production Example 2, black pigment (black pigment A) 10.0 parts by mass (20.0 parts by mass in the masterbatch parts) and 80 parts by mass of the same organic polymer (PET) as that used in the masterbatch production.

評価例2
<フィラメント糸の評価>
<<切断(糸切れ)の有無と黒色性の目視評価>>
試料(1)では、フィラメントの切断(糸切れ)がなく、色は「ライトグレー」であった。ほぼ黒色ではあり用途によっては使用可能であるが、黒色性は低かった(表4参照)。
試料(2)では、フィラメントの切断(糸切れ)がなく、色は「ライトグレーから黒」であった。黒色ではあり用途によっては使用可能であるが、黒色性はやや低かった(表4参照)。
Evaluation example 2
<Evaluation of filament yarn>
<<Visual evaluation of the presence or absence of cutting (thread breakage) and blackness>>
In sample (1), there was no filament breakage (thread breakage) and the color was "light gray". It was almost black and could be used depending on the application, but the blackness was low (see Table 4).
Sample (2) had no filament breaks (thread breaks) and was "light gray to black" in color. Although it was black and could be used depending on the application, the blackness was slightly low (see Table 4).

試料(3)では、フィラメントの切断(糸切れ)がなく、色は「黒色」であり、黒色性は高かった(表4参照)。
試料(3)では、上記した通り、黒色顔料の含有量を増大させた。配合量を多くしたので、製糸時の糸切れを懸念し、製造例2で「粗粉カットした黒色顔料」を用いて製造したマスターバッチを使用した。
黒色顔料10.0質量部(マスターバッチで20.0質量部)及びPET80質量部と、黒色顔料が多いのにもかかわらず、糸切れのトラブルもなく、目視で黒色に見える繊維が得られた。
In sample (3), there was no filament breakage (thread breakage), the color was "black", and the blackness was high (see Table 4).
In sample (3), as described above, the black pigment content was increased. Since the blending amount was increased, we were concerned about yarn breakage during spinning, so we used the masterbatch produced using the “black pigment from which coarse powder was cut” in Production Example 2.
10.0 parts by mass of black pigment (20.0 parts by mass in the masterbatch) and 80 parts by mass of PET, despite the large amount of black pigment, there was no problem of yarn breakage, and fibers that looked black to the naked eye were obtained. .

粗粉カットした黒色顔料Aは、フィラメント中に多く含有させても、糸切れが起こり難かったので、多く含有させることで、フィラメント及びフィラメント糸の黒色性を上げることができた。 Even if the black pigment A, which had been cut into coarse particles, was contained in a large amount in the filament, the yarn breakage was less likely to occur.

表4に製糸における、黒色顔料(鉄とクロムの複合酸化物)と、有機ポリマー(PET)の配合割合、及び、評価結果を示す。
表4中の数値は、配合の質量部を示す。括弧内の数値は、50質量%マスターバッチの配合の質量部を示す。図2と図3でも同様である。
Table 4 shows the mixing ratio of the black pigment (composite oxide of iron and chromium) and the organic polymer (PET) and the evaluation results in the spinning.
The numbers in Table 4 indicate parts by weight of the formulation. The numbers in parentheses indicate parts by weight of the 50% by mass masterbatch formulation. The same applies to FIGS. 2 and 3 as well.

表4中、カッコ内の質量部に「*」のないもの(試料(1)(2))は、製造例1で「粗粉カットしていない黒色顔料」を用いて製造したマスターバッチを使用したものであり、カッコ内の質量部に「*」のあるもの(試料(3))は、製造例2で「粗粉カットした黒色顔料」(黒色顔料A)を用いて製造したマスターバッチを使用したものである。 In Table 4, those without "*" in the mass parts in parentheses (Samples (1) and (2)) use the masterbatch manufactured using "black pigment that has not been coarsely cut" in Production Example 1. The one with "*" in the mass part in parentheses (sample (3)) is a masterbatch produced using "coarse powder cut black pigment" (black pigment A) in Production Example 2. It is used.

Figure 2023094669000005
Figure 2023094669000005

製造例1、2のような方法でマスターバッチを製造しなかったマスターバッチでは、黒色顔料の分散性が悪く、フィラメント(糸)としたときに、良好に分散していない黒色顔料や粗粉の黒色顔料が存在する地点で糸切れが起り易かった。
「製造例1、2のような方法」とは、有機ポリマーを予め粉末状にする;有機ポリマーの一部を粉末状にしてペレット状の有機ポリマーと混合する;前記したような押し出し機の条件で混錬する;黒色顔料から粗粉をカットしておく;黒色顔料を過剰に含有させない;等である。
In a masterbatch that was not produced by a method such as Production Examples 1 and 2, the dispersibility of the black pigment was poor, and when it was made into a filament (thread), the black pigment that was not well dispersed or coarse powder was included. Thread breakage was likely to occur at points where the black pigment was present.
"Methods like Production Examples 1 and 2" mean that the organic polymer is powdered in advance; part of the organic polymer is powdered and mixed with the pelletized organic polymer; extruder conditions as described above. coarse powder is cut from the black pigment; the black pigment is not excessively contained; and the like.

評価例3
<フィラメント糸の評価>
<<糸の色調及び分光カーブの測定>>
「JIS L1013:2010 化学繊維フィラメント糸試験方法」に基き、5cm×5cmの試料板に糸を巻き付け、測定試料とした。巻き付け量は、0.8gとした。
また、同一測定試料で、評価例4で蓄熱試験を実施するため、試料板は亜鉛メッキ鋼板を用いた。
Evaluation example 3
<Evaluation of filament yarn>
<<Measurement of color tone and spectral curve of thread>>
Based on "JIS L1013:2010 Chemical fiber filament thread test method", the thread was wound around a sample plate of 5 cm x 5 cm to obtain a measurement sample. The winding amount was 0.8 g.
In order to conduct the heat storage test in Evaluation Example 4 using the same measurement sample, a galvanized steel plate was used as the sample plate.

対照(比較)として、カーボンブラック30質量%マスターバッチを用い、1.2質量部(該マスターバッチ4.0質量部)、及び、0.4質量部(該マスターバッチ1.3%)含有のフィラメント糸を調製した。 As a control (comparison), a 30% by mass carbon black masterbatch was used, and 1.2 parts by mass (4.0 parts by mass of the masterbatch) and 0.4 parts by mass (1.3% of the masterbatch) containing A filament yarn was prepared.

分光光度計を用いて色調及び分光カーブを測定した。結果を表5に示す。
反射率は、値が大きいほど色濃度は低くなり、値が小さいほど色濃度は高くなるが、表5中、「K/S」は、値が高いほど色濃度は高くなり、値が低いほど色濃度は低くなる。
表5中、「TSR」は、総太陽光反射率(Total Solar Reflectance)である。
Color tone and spectral curve were measured using a spectrophotometer. Table 5 shows the results.
In Table 5, the higher the value of "K/S", the higher the color density, and the lower the value, the higher the color density. Color density is low.
In Table 5, "TSR" is Total Solar Reflectance.

表5中の括弧内の数値は、50質量%マスターバッチでの配合の質量部を示す。
カッコ内の質量部に「*」のないもの(試料(1)(2))は、製造例1(粗粉カットなし黒色顔料)のマスターバッチを使用したものであり、カッコ内の質量部に「*」のあるもの(試料(3))は、製造例2(粗粉カットあり黒色顔料)のマスターバッチを使用したものである。
Numerical values in parentheses in Table 5 indicate parts by mass of formulations in a 50% by mass masterbatch.
Those without "*" in the mass parts in parentheses (samples (1) and (2)) use the masterbatch of Production Example 1 (black pigment without coarse powder cut), and the mass parts in parentheses Those with "*" (sample (3)) use the masterbatch of Production Example 2 (black pigment with coarse powder cut).

また、図2に、遮熱用黒色フィラメント糸(1)(2)(3)と、対照としてカーボンブラック含有フィラメント糸の、可視光領域と近赤外光領域の分光反射率[%]を示す。 In addition, FIG. 2 shows the spectral reflectance [%] in the visible light region and the near-infrared light region of the heat-shielding black filament yarns (1), (2), and (3) and the carbon black-containing filament yarn as a control. .

Figure 2023094669000006
Figure 2023094669000006

表5から分かる通り、試料(1)(2)(3)は、何れも「黒色糸」として優れたものであった。また、TSR(総太陽光反射率)が、カーボンブラックを使用したものより大きく、遮熱性に優れていることが示唆された。
特に、試料(3)は、K/Sが、カーボンブラックを使用したものより大きく、色濃度が特に高かった。
なお、カーボンブラックを使用したものは、色相は良くても、図2及び以下の評価例4の図3に示すように、近赤外線の反射率が低く、遮熱性に劣るものであった。
As can be seen from Table 5, samples (1), (2) and (3) were all excellent as "black yarn". In addition, the TSR (total solar reflectance) was higher than that using carbon black, suggesting excellent heat shielding properties.
In particular, sample (3) had a higher K/S than the one using carbon black and a particularly high color density.
In the case of using carbon black, although the hue was good, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 of Evaluation Example 4 below, the near-infrared reflectance was low and the heat shielding property was poor.

図2から分かる通り、試料(1)(2)(3)は、何れも近赤外線の反射率が高かった。一方、カーボンブラックを使用したものは、何れも近赤外線の反射率が低かった。
これにより、本発明の遮熱用黒色フィラメント及び遮熱用黒色フィラメント糸は、カーボンブラックを使用した黒色フィラメント(糸)より、遮熱性に優れることが示唆された。
As can be seen from FIG. 2, the samples (1), (2) and (3) all had high near-infrared reflectance. On the other hand, those using carbon black all had low near-infrared reflectance.
This suggests that the heat-shielding black filament and the heat-shielding black filament yarn of the present invention are superior in heat-shielding properties to the black filament (thread) using carbon black.

また、本発明の遮熱用黒色フィラメント及び遮熱用黒色フィラメント糸は、糸切れもなかった。更に、糸切れが起こり難いので、有機ポリマー中に多量に含有させられ、黒色性を上げることができた。 In addition, the heat-insulating black filament and the heat-insulating black filament yarn of the present invention did not break. Furthermore, since thread breakage is less likely to occur, it can be contained in a large amount in the organic polymer to improve the blackness.

評価例4
評価例3と同様の試料板(亜鉛メッキ鋼板に、巻き付け量0.8gで巻き付けた試料)を用いて、遮熱性を評価した(蓄熱試験を行った)。
評価例3で評価した試料(1)(2)(3)のフィラメント糸、及び、対照として評価例3で評価したカーボンブラック含有フィラメント糸を用いて、光照射を継続して20分間行い、蓄熱試験(温度上昇測定)を行った。温度は、試料板の光照射面とは反対側に、温度センサーを貼り付けて測定した。
Evaluation example 4
Using the same sample plate as in Evaluation Example 3 (a sample wound around a galvanized steel sheet with a winding amount of 0.8 g), the heat shielding properties were evaluated (a heat storage test was performed).
Using the filament yarns of Samples (1), (2) and (3) evaluated in Evaluation Example 3, and the carbon black-containing filament yarn evaluated in Evaluation Example 3 as a control, light irradiation was continued for 20 minutes to accumulate heat. A test (temperature rise measurement) was performed. The temperature was measured by attaching a temperature sensor to the opposite side of the sample plate to the light irradiation surface.

評価は、それぞれ、n=5で行った。20分後の試料温度の「5個の相加平均値」と「標準偏差(SD:standard deviation)」を求めた。
結果を表6と図2に示す。
Each evaluation was performed with n=5. The "five arithmetic mean values" and the "standard deviation (SD)" of the sample temperature after 20 minutes were determined.
The results are shown in Table 6 and FIG.

表6中の括弧内の数値は、50質量%マスターバッチでの配合の質量部を示す。
カッコ内の質量部に「*」のないもの(試料(1)(2))は、製造例1(粗粉カットなし黒色顔料)のマスターバッチを使用したものであり、カッコ内の質量部に「*」のあるもの(試料(3))は、製造例2(粗粉カットあり黒色顔料A)のマスターバッチを使用したものである。
The numbers in parentheses in Table 6 indicate the parts by weight of the formulation in the 50% by weight masterbatch.
Those without "*" in the mass parts in parentheses (samples (1) and (2)) use the masterbatch of Production Example 1 (black pigment without coarse powder cut), and the mass parts in parentheses Those with "*" (sample (3)) use the masterbatch of Production Example 2 (black pigment A with coarse powder cut).

Figure 2023094669000007
Figure 2023094669000007

表6及び図3から分かる通り、本発明の試料(1)(2)(3)のフィラメント糸は、何れも、カーボンブラックを用いたフィラメント糸より、温度の上昇が抑えられ、遮熱性に優れているものであった。
特に、試料(3)のフィラメント糸は、「対照としたカーボンブラックを含有するフィラメント糸」に比べ、20分後の試料温度が9.4℃も低く(表6、図3参照)、遮熱性が極めて優れているものであった。
As can be seen from Table 6 and FIG. 3, the filament yarns of the samples (1), (2) and (3) of the present invention all have a lower temperature rise than the filament yarn using carbon black, and have excellent heat shielding properties. It was a thing.
In particular, the filament yarn of sample (3) had a sample temperature as low as 9.4 ° C. after 20 minutes compared to the “control filament yarn containing carbon black” (see Table 6 and FIG. 3), indicating heat-shielding properties. was extremely excellent.

製造例4
<黒色顔料を変更>
製造例1の黒色顔料「鉄とクロムとの複合酸化物」に代えて、黒色顔料「マンガン(Mn)とビスマス(Bi)との複合酸化物」を用いた以外は、製造例1、2、3と同様にして、マスターバッチ、フィラメント、フィラメント糸を製造し、評価例1ないし4と同様に評価した。
Production example 4
<Change black pigment>
Production Examples 1, 2, A masterbatch, filaments, and filament yarns were produced in the same manner as in 3, and evaluated in the same manner as in Evaluation Examples 1 to 4.

製造例5
<黒色顔料を変更>
黒色顔料として、アサヒ化成工業株式会社製、「Black 6340」(chromium Iron Oxide)(CAS No. 12737-27-8)を用いた以外は、製造例1、2、3と同様にして、マスターバッチ、フィラメント、フィラメント糸を製造し、評価例1ないし4と同様に評価した。
Production example 5
<Change black pigment>
A masterbatch was prepared in the same manner as in Production Examples 1, 2, and 3, except that "Black 6340" (chromium Iron Oxide) (CAS No. 12737-27-8) manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. was used as the black pigment. , filaments and filament yarns were produced and evaluated in the same manner as in Evaluation Examples 1-4.

製造例6
<分散助剤を変更>
製造例1の分散助剤であるエチレンビスステアリン酸アミドに代えて、エチレンビスベヘン酸アミドを用いた以外は、製造例1、2、3と同様にして、マスターバッチ、フィラメント、フィラメント糸を製造し、評価例1ないし4と同様に評価した。
Production example 6
<Change dispersing agent>
A masterbatch, a filament, and a filament yarn are produced in the same manner as in Production Examples 1, 2, and 3, except that ethylenebisbehenamide is used instead of ethylenebisstearicamide, which is a dispersing aid in Production Example 1. and evaluated in the same manner as in Evaluation Examples 1 to 4.

評価例5
製造例4、5、6で得られたマスターバッチ、フィラメント、フィラメント糸を、評価例1ないし4と同様に評価したところ、評価例1ないし4とほぼ同様の結果が得られ、カーボンブラック分散品に比べて、何れも蓄熱試験に優れ、遮熱性に優れることが分かった。また、フィラメントの切断や糸切れもなかった。
Evaluation example 5
The masterbatches, filaments, and filament yarns obtained in Production Examples 4, 5, and 6 were evaluated in the same manner as in Evaluation Examples 1 to 4, and almost the same results as in Evaluation Examples 1 to 4 were obtained. It was found that both of them are excellent in heat storage test and excellent in heat shielding property. In addition, neither filament breakage nor thread breakage occurred.

製造例7
<予備評価用のシートの製造>
製造例3の試料(3)、すなわち、製造例2で「粗粉カットした黒色顔料」(黒色顔料A)(図4参照)を用いて製造したマスターバッチを用いて調製したフィラメント糸は、前記した通り、黒色顔料が多いのにもかかわらず、糸切れのトラブルもなく、目視で黒色に見える繊維が得られた。
ただ、半延伸糸(POY)について再延伸を行い、延伸糸(FDY)の作製を行ったところ、糸の強度が若干低く、途中で糸が切れてしまう事象が発生する場合があった。
この事象は、マスターバッチの配合量を減らして黒色顔料の比率を相対的に下げても同様であった。
Production example 7
<Production of sheet for preliminary evaluation>
The sample (3) of Production Example 3, that is, the filament yarn prepared using the masterbatch produced using the "coarse-cut black pigment" (black pigment A) (see FIG. 4) in Production Example 2, As described above, although the amount of black pigment was large, fibers that looked black to the naked eye were obtained without any trouble of yarn breakage.
However, when the semi-drawn yarn (POY) was re-drawn to produce the drawn yarn (FDY), the strength of the yarn was slightly low, and the yarn was broken in some cases.
This phenomenon was the same even when the blending amount of the masterbatch was reduced to relatively lower the ratio of the black pigment.

この若干の強度不足の原因は、黒色顔料の粒子径にあると考え、黒色顔料の粒子径をより小さくして検討した。
黒色顔料Aと同様に粗粉をカットし、更に粒子径を、製造例2(すなわち、製造例3の試料(3))の黒色顔料Aより小さくした黒色顔料を調製し、「黒色顔料B」として、その粒径分布を図5に示す。
黒色顔料Bのメジアン径(D50)は0.486μmであった(図5)。なお、前記した通り、黒色顔料Aのメジアン径(D50)は0.750μmであった(図4)。
Considering that the cause of this slight lack of strength lies in the particle size of the black pigment, the particle size of the black pigment was made smaller.
Coarse powder is cut in the same manner as black pigment A, and a black pigment having a particle size smaller than that of black pigment A of Production Example 2 (i.e., sample (3) of Production Example 3) is prepared, "black pigment B". , and its particle size distribution is shown in FIG.
The median diameter (D50) of black pigment B was 0.486 µm (Fig. 5). As described above, the median diameter (D50) of black pigment A was 0.750 μm (FIG. 4).

しかし、黒色顔料Bは遮熱顔料Aと比較して色相が赤茶色の方向に移動していたため、及び、更なる黒色性の向上のために色調調節剤を配合した。なお、黒色性がより向上すると、更に用途が広がる。 However, since the hue of the black pigment B shifted toward reddish brown compared to the heat shielding pigment A, a color tone modifier was added to further improve the blackness. In addition, if the blackness is further improved, the application will be further expanded.

色調調整をするにあたり簡便に作業を進めるため、ポリ塩化ビニル(PVC)コンパウンドを用いたシートで事前シミュレーション(予備評価)を行った。なお、チタン入りコンパウンドを併用したのは、糸とPVCシートとの発色差を考慮したためである。 A preliminary simulation (preliminary evaluation) was performed using a sheet using a polyvinyl chloride (PVC) compound in order to proceed with color tone adjustment in a simple manner. The reason why the compound containing titanium was used was that the difference in color development between the yarn and the PVC sheet was considered.

色調調整した際、遮熱性が低下するか否かの確認のため、様々な色調調節剤を組み合わせて試験を行った。
なお、この予備評価では、分散対象のポリマーがPET等の繊維用ポリマーではなく、ポリ塩化ビニル(PVC)である;分散対象の形状がフィラメントや糸ではなくシートである;等の点から異なっているが、近赤外光の反射率スペクトルや、TSR(総太陽光反射率)等は、傾向的に同じであることは技術常識であり、また確かめてある。
従って、かかる物性と相関がある遮熱性に関しても、形状が異なり有機ポリマーが異なっても、フィラメントや糸に対しても、シートの評価結果の転用(類推)が可能である。
In order to confirm whether or not the heat shielding property is lowered when the color tone is adjusted, a test was conducted by combining various color tone adjusting agents.
In this preliminary evaluation, the polymer to be dispersed is not a fiber polymer such as PET but polyvinyl chloride (PVC); the shape to be dispersed is a sheet rather than a filament or thread; However, it is common technical knowledge and has been confirmed that the reflectance spectrum of near-infrared light, TSR (total solar reflectance), etc. tend to be the same.
Therefore, regarding the heat shielding property, which correlates with such physical properties, the evaluation results of the sheet can be applied (analogously) to filaments and threads, even if the shape and the organic polymer are different.

評価例6
<シートでの予備評価(色調、近赤外光の反射率(スペクトル、TSR)>
配合処方を以下の表7に示す。
また、得られたシートを分光光度計で測定し、色調比較をし、TSR値を求めた。結果を以下の表8に示す。
表7中における数値の単位は「質量部」である。
表7と表8において、「遮熱顔料」は「黒色顔料」を意味し、「遮熱A」と「遮熱顔料A」は「黒色顔料A」を意味し、「遮熱顔料B」は「黒色顔料B」を意味し、「CB」はカーボンブラックを意味する。
Evaluation example 6
<Preliminary evaluation on sheet (color tone, reflectance of near-infrared light (spectrum, TSR)>
The formulation is shown in Table 7 below.
Further, the obtained sheet was measured with a spectrophotometer, color tone was compared, and the TSR value was obtained. The results are shown in Table 8 below.
The unit of numerical values in Table 7 is "parts by mass".
In Tables 7 and 8, "heat-shielding pigment" means "black pigment", "heat-shielding A" and "heat-shielding pigment A" mean "black pigment A", and "heat-shielding pigment B" means It means "black pigment B" and "CB" means carbon black.

Figure 2023094669000008
Figure 2023094669000008

Figure 2023094669000009
Figure 2023094669000009

表7、表8から分かる通り、色調調節剤を配合しても、総太陽光反射率(TSR)に大きな影響を与えることがないことが分かった。
すなわち、「黒色顔料Aが5%(5質量部)」のTSRが27.20であり、「黒色顔料Aが10%(10質量部)」のTSRが26.67であるのに対して、「黒色顔料Aを8質量部、P.BL-15:3を2.05質量部、P.Y-95を0.51質量部のNO.8」のTSRが25.56であったことから、TSRは高々2%程度しか減少しなかった。
As can be seen from Tables 7 and 8, it was found that the total solar reflectance (TSR) was not significantly affected even when the color tone modifier was blended.
That is, the TSR of "black pigment A is 5% (5 parts by mass)" is 27.20, and the TSR of "black pigment A is 10% (10 parts by mass)" is 26.67, Since the TSR of "8 parts by mass of black pigment A, 2.05 parts by mass of P.BL-15:3, and 0.51 parts by mass of P.Y-95 NO.8" was 25.56 , the TSR decreased by only about 2% at most.

また、上記シートの全てについて近赤外光の反射率(スペクトル)を測定したが(図6)、「カーボンブラック(CB)1.2%」は、300~2500nmの全波長において、反射率4%~6%であった(図6参照)。
一方、NO.1~8は、何れも、780nm~2500nmの範囲(「近赤外光」の波長範囲)で、14%~81%であり、特に、1100nm~2200nmの範囲で、40%~81%であった(図6参照)。
In addition, the reflectance (spectrum) of near-infrared light was measured for all of the above sheets (Fig. 6). % to 6% (see Figure 6).
On the other hand, NO. 1 to 8 are all 14% to 81% in the range of 780 nm to 2500 nm (wavelength range of "near infrared light"), particularly 40% to 81% in the range of 1100 nm to 2200 nm. (See Figure 6).

なお、図6において、「CB」はカーボンブラックを意味する。 In addition, in FIG. 6, "CB" means carbon black.

「カーボンブラック(CB)以外の顔料」を色調調節剤として配合(混色)すれば、TSRが大きくは減少しないことから、また、近赤外光の波長での反射率が低下しないことから、該色調調節剤の配合(混色)が、遮熱性の低下に悪影響を及ぼす可能性は小さいことが分かった。 If a "pigment other than carbon black (CB)" is blended (mixed) as a color tone modifier, the TSR does not decrease significantly, and the reflectance at the wavelength of near-infrared light does not decrease. It was found that there is little possibility that the blending (mixing of colors) of the color tone adjusting agent has an adverse effect on the deterioration of the heat shielding properties.

また、No7とNo8のシートの比較から、黒色顔料Aに比べて黒色顔料Bを使用したものは、赤味や黄味の色調を出し易く、TSRも高いことが分かった。
黒色顔料の粒度分布を変化させることや、色調調節剤の配合によって、色調を調整できることが分かった。
Also, from a comparison of the No. 7 and No. 8 sheets, it was found that the sheet using the black pigment B was more likely to produce a reddish or yellowish color tone than the black pigment A, and the TSR was also high.
It was found that the color tone can be adjusted by changing the particle size distribution of the black pigment or by adding a color tone adjusting agent.

評価例7
<シートでの予備評価(遮熱性)>
製造例7で調製し、評価例6で色調やTSR等を評価した「CB1.2%」(カーボンブラック1.2質量%)、「遮熱A10%」(黒色顔料A10質量%)、「No.3」、「No.6」及び「No.7」について、遮熱性を評価した。
なお、本予備評価は、ポリ塩化ビニル(PVC)シートでの遮熱性の評価ではあるが、繊維として汎用なPET等のフィラメントや糸での遮熱性の評価と相関があることは明らかである。
Evaluation example 7
<Preliminary evaluation of sheet (heat shielding property)>
"CB 1.2%" (carbon black 1.2% by mass), "heat shielding A 10%" (black pigment A 10% by mass), "No .3”, “No. 6” and “No. 7” were evaluated for heat shielding properties.
Although this preliminary evaluation is an evaluation of the heat-shielding property of a polyvinyl chloride (PVC) sheet, it is clear that there is a correlation with the evaluation of the heat-shielding property of filaments and threads such as PET, which are commonly used as fibers.

300nm~2100nmでのTSRは、
「CB1.2%」(カーボンブラックを1.2質量%)が5.18、
「遮熱A10%」(黒色顔料Aを10質量%)が26.67、
「No.3」が、27.33、
「No.6」が、28.64、
「No.7」が、28.67、であった。
The TSR from 300 nm to 2100 nm is
"CB 1.2%" (1.2% by mass of carbon black) is 5.18,
"Heat shield A 10%" (10% by mass of black pigment A) is 26.67,
"No. 3" is 27.33,
"No. 6" is 28.64,
"No. 7" was 28.67.

評価例4と同様にして遮熱性を評価した(蓄熱試験を行った)。
結果を図7に示す。
The heat shielding property was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4 (a heat storage test was conducted).
The results are shown in FIG.

図7から分かる通り、20分間の蓄熱試験において、No.3、6、7は、「遮熱A10%」(黒色顔料Aを10質量%)と同様、温度の上昇が抑えられている(41℃以下)ことが分かった。
一方、「CB1.2%」(カーボンブラックを1.2質量%)は、温度の上昇が抑えられていない(54℃)ことが分かった。
As can be seen from FIG. 7, in the heat storage test for 20 minutes, No. 3, 6, and 7 were found to suppress the rise in temperature (41° C. or less), similar to “Heat Shielding A 10%” (10% by mass of black pigment A).
On the other hand, it was found that "CB 1.2%" (1.2% by mass of carbon black) did not suppress the temperature rise (54°C).

製造例8
<色調調節剤を含有するフィラメント製造に向けたシートの製造>
評価例6、7で、カーボンブラック(CB)以外の顔料の混色では(有機顔料の含有では)遮熱性を落とさない場合があることが分かったので、そのような有機顔料であって、かつ、ポリエステル繊維に適した顔料を色調調節剤として用いて以下の評価を行った。
使用した有機顔料は、PET樹脂に分散性を考慮し、P.BL-15:3(74160)とP.Y-147(60645)を使用した。
組成を以下の表9に示す。表9中の数値は「質量部」を示す。
Production example 8
<Production of sheet for production of filament containing color tone modifier>
In Evaluation Examples 6 and 7, it was found that the mixed color of pigments other than carbon black (CB) (containing organic pigments) sometimes did not reduce the heat shielding properties. The following evaluations were performed using a pigment suitable for polyester fibers as a color tone modifier.
Considering the dispersibility in the PET resin, the organic pigment used was P.I. BL-15:3 (74160) and P. Y-147 (60645) was used.
The compositions are shown in Table 9 below. Numerical values in Table 9 indicate "mass parts".

Figure 2023094669000010
Figure 2023094669000010

評価例8
<製造例8で得たシートの評価(色調、近赤外光の反射率(スペクトル)、TSR)>
製造例8で得たシートの色調、近赤外光の反射率(スペクトル)、TSRを測定評価した。
色調は以下の表10に示し、近赤外光の反射率(スペクトル)は図8に示す。
Evaluation example 8
<Evaluation of sheet obtained in Production Example 8 (color tone, reflectance of near-infrared light (spectrum), TSR)>
The color tone, near-infrared reflectance (spectrum), and TSR of the sheet obtained in Production Example 8 were measured and evaluated.
The color tone is shown in Table 10 below, and the near infrared reflectance (spectrum) is shown in FIG.

Figure 2023094669000011
Figure 2023094669000011

表10、図8の結果から、何れも色調、黒色性に優れ、また近赤外光反射率に関して優れたものであった。
従って、色調調節剤として有機顔料の含有によって、フィラメント(糸)の黒色性(黒度と色目(色調))を上げつつ、その遮熱性を維持できることが分かった。
From the results in Table 10 and FIG. 8, all of them were excellent in color tone and blackness, and excellent in near-infrared light reflectance.
Therefore, it was found that the inclusion of an organic pigment as a color tone adjusting agent can increase the blackness (blackness and color (color tone)) of the filament (thread) while maintaining its heat shielding properties.

製造例9
<延伸糸(FDY)の製造と評価>
黒色顔料と有機顔料の併用に関し、製造例8・評価例8までは、シートでの代替テストであったが、実際に延伸糸(FDY)を製造し、「糸切れ」と「黒色性」と「遮熱性」を評価した。
Production example 9
<Production and evaluation of drawn yarn (FDY)>
Regarding the combined use of a black pigment and an organic pigment, up to Production Example 8 and Evaluation Example 8, it was an alternative test with a sheet, but actually produced a drawn yarn (FDY) and measured "thread breakage" and "blackness". "Thermal insulation" was evaluated.

<<マスターバッチの作製>>
前記したシートの組成のうち、色調が良く、TSR値から昇温抑制効果が高いことが予想されたNo.12の組成でマスターバッチを作製した。
作製したマスターバッチである「MB(1)」と「MB(2)」の組成を以下の表11に示す。表11中の数字は、質量部を示す。
<<Preparation of masterbatch>>
Among the above-described sheet compositions, No. 1 was expected to have a good color tone and a high temperature rise suppression effect from the TSR value. A masterbatch was made with 12 compositions.
Table 11 below shows the compositions of the prepared masterbatches "MB(1)" and "MB(2)". The numbers in Table 11 indicate parts by mass.

Figure 2023094669000012
Figure 2023094669000012

表11中、「粉末状PET」は、製造例1に記載のように、ペレット状PETを、ターボディスクミルを用いて乾式粉砕して得られたものである。
表11中の「PBT」は、ポリブチレンテレフタレートである。
MB(1)は、先のFDY作成時にける黒色顔料Aと比較するために、黒色顔料単体で作製したものである。
In Table 11, "powder PET" is obtained by dry pulverizing pellet PET using a turbo disk mill as described in Production Example 1.
"PBT" in Table 11 is polybutylene terephthalate.
MB(1) was prepared using a single black pigment for comparison with the black pigment A used in the preparation of the previous FDY.

評価例9
ペレット状のポリマーを使用せず、粉末状PETと粉末状PBTのみを使用することで、更に偏析を抑制できた。
また、PBTを組み合わせ、マスターバッチの溶融粘性を下げることで、更に分散性を向上させられた。また、紡糸時に、ナチュラル樹脂にマスターバッチが融け易くなることで、マスターバッチの拡散性を上げ、糸切れを更に抑制できた。
マスターバッチの拡散性が劣ると、糸中に黒色顔料の濃度が多いところができ、延伸性のバラつき等が原因で、該糸が切れてしまう。
Evaluation example 9
By using only powdered PET and powdered PBT without using pelletized polymer, segregation could be further suppressed.
Moreover, by combining PBT and lowering the melt viscosity of the masterbatch, the dispersibility was further improved. In addition, since the masterbatch is easily melted in the natural resin during spinning, the diffusibility of the masterbatch can be increased, and yarn breakage can be further suppressed.
If the diffusibility of the masterbatch is poor, there will be places in the yarn where the concentration of the black pigment is high, and the yarn will break due to variations in stretchability and the like.

MB(2)で分散助剤を増量した結果、有機顔料を混合しても、黒色顔料の分散性が悪化しなかった。
ただし、紡糸時の押出溶融の際、活性過多による滑り抑制するために、分散助剤(エチレンビスステアリン酸アミト)の含有量を0.7質量%に抑えた。
As a result of increasing the amount of the dispersing aid in MB (2), the dispersibility of the black pigment did not deteriorate even when the organic pigment was mixed.
However, the content of the dispersing agent (ethylene bis-stearic acid amito) was suppressed to 0.7% by mass in order to suppress slippage due to excessive activity during extrusion melting during spinning.

製造例10
<フィラメント(糸)及び織布の調製>
以下の表12の組成で、前記と同様に、2デニールのマルチフィラメント半延伸糸(POY)を調製し、延伸糸を製造し、該糸を用いて織布を製造した。
ナチュラル樹脂としては、マスターバッチ製造時のPETと同じもの(ペレット状のもの)を用いた。
表12中の値は、質量部である。
Production example 10
<Preparation of filament (thread) and woven fabric>
A 2-denier multifilament semi-drawn yarn (POY) was prepared in the same manner as described above with the composition shown in Table 12 below, a drawn yarn was produced, and a woven fabric was produced using the yarn.
As the natural resin, the same PET (pellet-shaped material) as used in the production of the masterbatch was used.
The values in Table 12 are parts by mass.

Figure 2023094669000013
Figure 2023094669000013

評価例10
製造例10で得られたフィラメント、半延伸糸、延伸糸、織布は、優れた色相と黒度を有しており、TSR値から優れた近赤外光の反射率を有しており、昇温抑制効果が高かった。すなわち、フィラメント、半延伸糸、延伸糸、織布としても、優れた黒色性と遮熱性を有していた。
Evaluation example 10
The filament, semi-drawn yarn, drawn yarn, and woven fabric obtained in Production Example 10 have excellent hue and blackness, and have excellent near-infrared reflectance from the TSR value, The effect of suppressing temperature rise was high. That is, the filament, semi-drawn yarn, drawn yarn, and woven fabric exhibited excellent blackness and heat-shielding properties.

フィラメント、半延伸糸、延伸糸、織布の状態にしても、色調調節剤の併用で、遮熱性を保持しながら、黒色性を上げられることが分かった。一般に織布の状態にすると、官能的に黒色性は劣化するが、上記検討では十分な黒色性が得られた。
製造例2(色調調節剤の配合なし)のマスターバッチを使用して得られたフィラメント(糸)に比較して、更なる黒色性(漆黒性)が認められた。
It was found that even in the state of filaments, half-drawn yarns, drawn yarns, and woven fabrics, blackness can be improved while maintaining heat-shielding properties by using a color tone adjusting agent in combination. In general, when a woven fabric is used, the blackness deteriorates sensuously, but in the above study, sufficient blackness was obtained.
Compared to the filament (thread) obtained using the masterbatch of Production Example 2 (no color tone modifier), further blackness (jet-blackness) was observed.

また、黒色顔料Bは、粗粉がカットされており、粒径分布が良好であるため分散性が良好で、フィラメントが途中で切れること(糸切れ)がなかった。 In addition, the black pigment B had coarse powder cut off and had a good particle size distribution, so that it had good dispersibility, and there was no filament breakage (thread breakage).

本発明の「『金属の複合酸化物等』が有機ポリマー内部に分散包含されてなる遮熱用黒色フィラメント」は、近赤外線(780nm~2500nm)の反射率が高く、黒色性(漆黒性)もカーボンブラックに近似しているので、黒色ではあるが、温度の上昇を抑制できる。
従って、温度上昇を抑制したい部材・資材・構造物等の製造分野、応用分野等に対して広く利用されるものである。
The ``black filament for heat shielding in which ``a metal composite oxide, etc.'' is dispersed and included in the organic polymer of the present invention has a high reflectance of near infrared rays (780 nm to 2500 nm) and blackness (jet blackness). Since it is similar to carbon black, although it is black, it can suppress temperature rise.
Therefore, it is widely used in the fields of manufacture and application of members, materials, structures, etc., where it is desired to suppress the temperature rise.

Claims (12)

黒色顔料が有機ポリマーの内部に分散状態で包含されてなる遮熱用黒色フィラメントであって、
該黒色顔料が金属の酸化物、又は、金属の複合酸化物であり、
該フィラメントの太さが10デニール以下のものであることを特徴とする遮熱用黒色フィラメント。
A heat-shielding black filament comprising a black pigment contained in an organic polymer in a dispersed state,
The black pigment is a metal oxide or a metal composite oxide,
A black filament for heat shielding, characterized in that the filament has a thickness of 10 denier or less.
前記有機ポリマーが合成繊維用の有機ポリマーである請求項1に記載の遮熱用黒色フィラメント。 2. The black filament for heat shielding according to claim 1, wherein the organic polymer is an organic polymer for synthetic fibers. 前記黒色顔料が、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)、及び、ビスマス(Bi)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を含有する金属の複合酸化物である請求項1又は請求項2に記載の遮熱用黒色フィラメント。 At least one black pigment selected from the group consisting of zinc (Zn), chromium (Cr), titanium (Ti), manganese (Mn), antimony (Sb), iron (Fe), and bismuth (Bi) 3. The heat-shielding black filament according to claim 1, which is a metal composite oxide containing the above-described metal elements. 前記黒色顔料が、前記有機ポリマーの内部に、遮熱用黒色フィラメント全体に対して、5質量%以上20質量%以下で包含されてなる請求項1ないし請求項3の何れかの請求項に記載の遮熱用黒色フィラメント。 4. The black pigment according to any one of claims 1 to 3, wherein the black pigment is contained in the organic polymer in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the entire heat-shielding black filament. black filament for heat shielding. 近赤外光の全波長域における平均反射率が10%以上である請求項1ないし請求項4の何れかの請求項に記載の遮熱用黒色フィラメント。 5. The heat-shielding black filament according to any one of claims 1 to 4, having an average reflectance of 10% or more in the entire wavelength range of near-infrared light. 前記黒色顔料に加えて、色調調節剤が前記有機ポリマーの内部に包含されてなる請求項1ないし請求項5の何れかの請求項に記載の遮熱用黒色フィラメント。 6. The heat-shielding black filament according to any one of claims 1 to 5, wherein in addition to the black pigment, a color tone adjusting agent is contained inside the organic polymer. 請求項1ないし請求項6の何れかの請求項に記載の遮熱用黒色フィラメントを製造するためのマスターバッチであって、
前記黒色顔料が前記有機ポリマーの内部に、マスターバッチ全体に対して20質量%以上80質量%以下で、分散状態で含有されているものであることを特徴とするマスターバッチ。
A masterbatch for producing the heat shielding black filament according to any one of claims 1 to 6,
The masterbatch, wherein the black pigment is contained in the organic polymer in a dispersed state in an amount of 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire masterbatch.
請求項1ないし請求項6の何れかの請求項に記載の遮熱用黒色フィラメントを、5本以上50本以下で、撚って又は纏めてなるものであることを特徴とする遮熱用黒色糸。 5 or more and 50 or less of the heat-shielding black filaments according to any one of claims 1 to 6 are twisted or bundled. thread. 請求項7に記載のマスターバッチの製造方法であって、
前記有機ポリマーを加熱して融解させ、該融解した有機ポリマーの内部に、前記黒色顔料を含有させて混錬して分散状態にすることを特徴とするマスターバッチの製造方法。
A method for producing a masterbatch according to claim 7,
A method for producing a masterbatch, wherein the organic polymer is heated and melted, and the black pigment is contained in the melted organic polymer and kneaded to form a dispersed state.
前記有機ポリマーを、体積平均径1000μm以下に粉砕してから混錬機に投入して、前記黒色顔料と共に混錬する請求項9に記載のマスターバッチの製造方法。 10. The method for producing a masterbatch according to claim 9, wherein the organic polymer is pulverized to a volume average diameter of 1000 [mu]m or less, put into a kneader, and kneaded together with the black pigment. 更に分散助剤として、長鎖脂肪酸アミドを配合して混錬する請求項9又は請求項10に記載のマスターバッチの製造方法。 11. The method for producing a masterbatch according to claim 9 or 10, further comprising blending and kneading a long-chain fatty acid amide as a dispersing aid. 請求項9ないし請求項11の何れかの請求項に記載のマスターバッチの製造方法を用いることを特徴とする遮熱用黒色フィラメントの製造方法。
12. A method for producing a heat-shielding black filament, wherein the method for producing a masterbatch according to any one of claims 9 to 11 is used.
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