JP2888504B2 - 紫外線遮蔽性を有する繊維構造体および該構造体を用いた繊維製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体が皮膚に過度の日
焼けするのを防ぐための衣類や帽子などの紫外線遮蔽性
を有する繊維材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽光に曝されると人体は皮膚の日焼け
を起こし、進行するとあざとなること、強い曝露を長時
間受けていると皮膚がんになりやすいことが知られてい
る。これらの多くは太陽光線に含まれている紫外線によ
って引き起こされていることが知られている。紫外線
は、通常、イ）紫外線Ａ（３２０〜４００ｍμ）、ロ）
紫外線Ｂ（２９０〜３２０ｍμ）、ハ）紫外線Ｃ（２０
０〜２９０ｍμ）に３区分される。しかし、紫外線Ｃは
太陽から地球に到達する間に大気に吸収されるので実際
は紫外線ＡとＢ、特に、紫外線作用の強いＢから皮膚を
保護することが重要である。

【０００３】従来から、日焼けを防止する目的で紫外線
を遮蔽するため、二酸化チタンや酸化亜鉛あるいは有機
の紫外線吸収剤を配合分散した化粧品がある。また、繊
維構造体に紫外線遮蔽効果を付与する技術も提案されて
おり、例えば、特開昭６１−１４６８４０号公報には、
極細繊維を用いて作成された通気度が１cc/m↑2/24hr以
下で透湿性が４０００ｇ／ｍ↑2以上で、カバ−ファク
ターが２０００以上の紫外線遮蔽用の織編物が開示され
ている。また、蛍光増白剤などを用いて紫外線をカット
する方法も採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、紫外線遮蔽効果を発現させるため
に織物の組織を緻密なものにしなければならず、その結
果、布帛自体の通気性が悪くなるという欠点を有し、ま
た、効率よく紫外線を吸収しかつ可視光よりも長波長の
光線を反射するような紫外線遮蔽効果と快適さの両方を
満足する繊維構造体は得られていないのが現状である。
また、蛍光増白剤を使用した衣料は紫外線遮蔽効果を有
するが可視光線に対する反射効率が悪いため、日焼けは
防止できても蒸暑くなり衣料としての快適性に欠けるも
のであり、しかも、蛍光増白剤の中には皮膚に対して悪
影響があるものがあるので、肌に直接触れるような衣料
用としては不適で、わが国においても特に乳幼児の衣料
には使用が制限されているのが現状である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな現状に鑑み鋭意検討した結果、人体を太陽光による
被害から保護するためには被覆材の使用によって太陽か
らの紫外線の被爆をできるだけ少なくすることが必須で
あり、また、可視光線より長い波長の太陽光を反射し、
透過・吸収を少なくして皮膚またはその周辺の温度の上
昇を少なくし、さらに温湿度をできるだけ快適な領域に
保つための通気性の確保が必須であることを見出だして
本発明に至った。

【０００６】すなわち、本発明は、紫外線を反射または
吸収する性能を有する成分を１重量％以上含み、波長２
９０〜３２０ｍμの紫外線の透過率が５％以下、波長２
９０〜４００ｍμの紫外線の透過率が１０％以下、波長
４００〜１２００ｍμの可視光線の平均反射率が６０％
以上、通気度が５ml／cm↑2・sec以上であることを特徴
とする繊維構造体並びに該構造体を用いた繊維製品であ
る。本発明の「繊維構造体」は、通常の装置を用いて得
られる織物・編物・不織布およびこれらの任意の組み合
わせによる複合体を総称して指すものであり、その組
織、形態自体は特に限定されるものではないが、上記の
如く、波長２９０〜３２０ｍμの紫外線の透過率が５％
以下、波長２９０〜４００ｍμの紫外線の透過率が１０
％以下、波長４００〜１２００ｍμの可視光線の平均反
射率が６０％以上であるようなものでなければならな
い。

【０００７】このような紫外線および可視光線に対する
遮蔽性を実現するためには、構造体に紫外線を反射また
は吸収する性能を有する成分（Ａ）が１重量％以上含ま
れていることが重要である。ここで、「含まれる」と
は、構成繊維中に成分（Ａ）が存在していてもよいし、
該繊維の表面に成分（Ａ）が付着しているような状態で
あってもよい。しかしながら、洗濯耐久性等経時的に効
果を持続させるためには成分（Ａ）が繊維中に存在して
いるような物を使用するのが好ましい。成分（Ａ）は、
構造体中に１重量％含まれていればよいが、例えば、陽
射しの強い夏季および冬季のスキー場など紫外線が特に
多い時期に効果的に紫外線遮蔽を行なうためには２．５
重量％以上、更には、３．５重量％以上含まれることが
好ましい。上限については特にないが、繊維中に成分
（Ａ）を存在させるような場合は紡糸工程の安定性の面
から２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下で使用
することが好ましい。

【０００８】次に使用される成分（Ａ）については、基
本的には本発明の目的を達成できる成分であれば特に限
定されず、例えば、二酸化チタン（含む表面コートチタ
ン）、酸化亜鉛、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化
マグネシウム、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭
酸ナトリウム等の無機化合物やパラ安息香酸、ベンゾイ
ミダゾール等の有機化合物等の中から少なくとも１つの
化合物の用いることができる。しかしながら、有機系化
合物を練り込んで用いる場合は繊維の着色および繊維の
物性低下を招き易いので無機化合物が好ましく使用さ
れ、紫外線および可視光線に対する遮蔽性能のバランス
がとれた二酸化チタンを主体として用いることが好まし
い。そして、本発明においては、例えば二酸化チタンと
少量の酸化亜鉛を併用すると、酸化亜鉛が有する優れた
紫外線吸収性能によって紫外線遮蔽効果が強調された繊
維構造体とすることができるので好ましい。但し、酸化
亜鉛の比率が多すぎると、ポリエステルが解重合を起こ
すため十分注意しなければならない。さらに、二酸化チ
タンを主体とし少量の酸化アルミニウムを組み合わせて
使用すると可視光線の反射性能を強調することができ、
この様に目的に応じて化合物を選択することができる。
二酸化チタンと他の無機化合物を併用する場合における
両者の配合比率（重量）は、二酸化チタン／他の無機化
合物＝６０／４０〜９８／２、さらに好ましくは、７０
／３０〜９５／５であることが望まれる。

【０００９】本発明の繊維構造体を構成する繊維として
は、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等の合
成繊維、再生繊維および天然繊維を単独または混合して
使用することが可能であるが、それ自体で紫外線遮蔽性
が良好であるポリエステル繊維を用いることが望まし
い。また、使用する繊維の形態としては丸断面の外、偏
平断面、ドッグボーン断面、Ｔ型断面、３〜６角断面、
３〜１４葉断面、中空断面等種々の断面繊維としたり、
サイドバイサイド型、芯鞘型、多層貼合型、ランダム複
合型、海島型等の他成分系繊維としたり様々なバリエー
ションが可能であるが、本発明においては、例えば、特
開昭６３−３１５６０６号に記載されているような偏平
度（繊維断面の長径を短径で除した値）が１．２以上で
あり断面に８〜１４個の凸部を有する偏平多葉断面繊維
とすると隠蔽性が向上するので遮光のからも好ましい。
また、このような断面繊維を使用すると、落ち着いた光
沢が得られ、ドライタッチとすることができるので衣料
用途において好ましい。また、隠蔽力を良好にするとい
う面では、使用される繊維はフィラメントよりもステー
プルであることが望ましい。

【００１０】さらに、本発明の繊維構造体は通気度が５
ml／cm↑2・sec以上、好ましくは１０ml／cm↑2・sec以
上でなければならない。このような通気度の繊維構造体
を得るためには様々な公知の手法が適用可能であるが、
例えば、（イ）単繊維繊度（ロ）繊維長（ハ）糸の撚数
（ニ）糸の太さ（ホ）構造体のカバーファクター、目付
（ヘ）構造体の仕上げ・加工条件等々を適宜選択するこ
とによって達成することができる。かかる通気度を達成
するためには、例えば、織物であれば織密度は経が１２
０本／ｉｎ以下、緯が１００本／ｉｎ以下が好ましい。

【００１１】この様にして得られる本発明の繊維構造体
は、優れた紫外線遮蔽効果と適度な通気性を合せ持つも
のであり、例えば、ブラウス、シャツ、ワンピース、サ
マースーツ、サマーセーター、トーブ、スポーツ衣料
（テニスウエアー、キャディーウエアー、ゴルフウエア
ー、スキーウエアー等）、ヤッケ、ヴェール、下着、冬
用肌着、作業服等の衣類、帽子、日傘、ビーチパラソ
ル、手袋、うで抜き、ストッキング、日よけ用タオル等
のファッション小物、カーテン、レース、障子紙、ブラ
インド用スラット、暗幕等のインテリア用品、テント
地、スクリーン、自動車カバー、帆布、寒冷沙、工事用
シート、農園芸用遮熱ネット、各種機器保護カバー等の
資材など種々の用途に応用できるものである。

【００１２】なお、本発明で規定している平均透過率ま
たは平均反射率とは、分光光度計を用いて所定の波長範
囲にわたって各波長での光の透過または反射する割合
（透過率または反射率）を計測し、その波長範囲での透
過率または反射率の平均値を算出して求めたものであ
る。通気度とは、ＪＩＳＬ１０７９−１９７６「化学繊
維織物試験方法」の６．２９通気度に準じて測定した値
である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明するが
本発明は何等これらに限定されるものではない。 （実施例１、比較例１〜５）二酸化チタンを３．０％
（重量、以下同じ）および酸化亜鉛を１％含有した
〔η〕が０．６２のポリエチレンテレフタレートを用
い、特開昭６３−３１５６０６号に記載された紡糸口金
から２８５℃で溶融紡糸、延伸、捲縮、熱処理、カット
し、偏平率（長径／短径）が１．３の偏平８葉断面形状
のポリエステル短繊維Ａ（単繊維繊度１．３デニール、
繊維長３６mm）を製造した。次いでこのポリエステル短
繊維Ａを単独に１００％使用して綿番手４０番の紡績糸
Ａを作り、この紡績糸Ａを用いて常法に従い目付が約１
００ｇ／ｍ↑2の平織物Ａを作成した（実施例１）。比
較例１として、上記の紡績糸Ａで経糸、緯糸の打ち込み
本数を織物Ａよりも約３割り多くした高密度の平織物Ａ
−Ｈを作成した。比較例２として、二酸化チタンを０．
３％含有したポリエチレンテレフタレート短繊維Ｂを１
００％用いて紡績糸Ｂとし、実施例１と同様にして平織
物Ｂを作成した。比較例３として、上記の織物Ｂを黒色
に染めた織物Ｂ−Ｄを作成した。比較例４として、上記
の織物Ｂを紫外線吸収剤１％owf水溶液中で１３０℃で
処理し、織物Ｂ−Ｆとした。比較例５として、二酸化チ
タンを３重量％含有したポリエチレンテレフタレートを
用いてポリエステルフィラメントヤーンＤ（７５ｄ／３
６ｆ）を作成し、このヤーンＤを用いて目付が約１００
g/m↑2の平織物を作った。 実施例２ 酸化亜鉛３重量％および酸化アルミニウム３重量％を含
有したポリエチレンテレフタレートを用いるほかは実施
例１と同様にしてポリエステル短繊維Ｃ（単繊維繊度
２．０デニール）を製造し、この繊維を用いて紡績糸を
作り、その糸で目付が約１００g/m↑2の平織物Ｃを作成
した。

【００１４】上記で準備した織物について平均透過率、
平均反射率および通気度を測定した。その結果を第１表
に示す。次に、本発明（織物Ａ）と比較例（織物Ａ−
Ｈ，Ｂ，Ｂ−Ｄ，Ｂ−Ｆ，Ｄ）の一つを左右半身づつに
使用した長袖シャツを５つの組合わせについて作成する
と共に、７種類の織物を単独に使用して長袖シャツを作
成し、太陽光のもとで上半身に該長袖シャツのみ着用し
て各々累計２５時間の着用テストを実施した。その結果
を第１表に示す。但し、表中の透過率−１は波長２９０
〜３２０ｍμでの平均透過率を、透過率−２は波長２９
０〜４００ｍμでの平均透過率を示す。遮熱性は１０cm
×１０cm×１cmの空間を有する断熱箱の上部に布帛状の
サンプルを置き、空間の底に黒体塗料を塗ったケント紙
で覆った温度センサーを置いて太陽光に暴露し、サンプ
ルがない状態での温度に対する増減を測定し、それらの
増減温度を比較例２を基準にして表示した。

【００１５】

【表１】

【００１６】上記の結果から明らかなように、紫外線領
域の透過光の多いものは日焼けしやすく（比較例２）、
紫外線の透過光が少なくても布帛密度を上げ過ぎたり、
或いは黒色等に染めて透過光を少なくした場合は、布帛
の通気度が低下したり布帛の熱吸収が増大して衣服内の
温湿度が上昇して着用感が悪かった（比較例１、３）。
また、紫外線吸収剤処理で紫外線を吸収して遮蔽して
も、可視光線の透過が大きい時は暑くて着用感が悪かっ
た（比較例４）。さらに、同じ程度の目付でも布帛のカ
バリング性が劣ると紫外線の遮蔽性が低いものであった
（比較例５）。

【００１７】実施例３ 実施例１で使用した綿番手４０番の紡績糸Ａを用いて、
経１１６本／ｉｎ、緯８０本／ｉｎで平織物を作成し、
これを傘地として日傘を作成した。また、対照例として
二酸化チタンを０．０８％含有するポリエチレンテレフ
タレート繊維から同様にして日傘を作成した。得られた
日傘について透過率および反射率を測定したところ、本
発明の日傘は実施例１の織物Ａとほぼ同等の値を示して
おり、対照例の日傘よりも紫外線に対する遮蔽効率の高
いものであった。また、１０cm×１０cm×１cmの空間を
有する断熱箱の上部に全波長域に亘って９０％以上の透
過率をもつ厚さ１０μｍのポリエチレンフィルムを貼
り、空間の底に黒体塗料を塗ったケント紙で覆った温度
センサーを置いた遮熱性測定装置を該日傘の下において
温度上昇を測定し、サンプルのない状態での温度と比較
したところ、本発明の日傘はサンプルのない状態に比べ
１０．５℃低い温度が測定され極めて遮熱効果に優れた
日傘であることがわかったが、対照例においては６．５
℃低い温度が測定され十分な遮熱効果が得られなかっ
た。

【００１８】実施例４ 実施例１で使用したポリエステル短繊維Ａ８０重量％と
熱バインダー繊維として芯鞘型ポリエステル短繊維２０
重量％を混綿して、常法に従ってカードウエブを作成
し、該ウエブを２枚重ねてニードルパンチを施して目付
２００ｇ／ｍ↑2の不織布とし、次いで、この不織布を
帽子形状の成型機に供給して加圧、加熱処理して熱バイ
ンダー繊維で繊維間が融着固定された不織布製の帽子を
作成した。得られた帽子は、優れた紫外線遮蔽性を有す
ると共に適度な通気性を有しているので、直射日光下で
長時間着用していても頭部の蒸れも少なく従来の帽子に
比べて快適なものであった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の繊維構造物を使用した衣服、帽
子、日傘等の繊維製品は、人体が太陽光に暴露されるよ
うな状態にあるとき、快適に使用できながら、従来の被
覆材に比べて日焼けを大幅に少なくすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１Ｍ ３０１Ｑ (56)参考文献 特開 昭61−146840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−65034（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−90612（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−90611（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−9836（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−147687（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−17712（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−17711（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D03D 15/00 D01F 1/10 D01F 6/92 301 D01F 6/92 301 B32B 27/00 B32B 27/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線を反射または吸収する性能を有す
   る成分を１重量％以上含み、波長２９０〜３２０ｍμの
   紫外線の透過率が５％以下、波長２９０〜４００ｍμの
   紫外線の透過率が１０％以下、波長４００〜１２００ｍ
   μの可視光線の平均反射率が６０％以上、通気度が５ml
   ／cm↑2・sec以上であることを特徴とする繊維構造体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の繊維構造体を用いた衣
   服。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の繊維構造体を用いた帽
   子。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の繊維構造体を用いたヴ
   ェ−ル。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の繊維構造体を用いた日
   傘。