JP3227914B2 - 吸発熱性を有する布 - Google Patents

吸発熱性を有する布

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍庫内での作業服や
極寒での登山服等、温度変化の著しい環境において着用
される衣服等に用いられる布に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来から
保温性を有する衣服については、種々開発され市場にも
多く出回っている。ところが、これらの多くは単に生地
の厚みを変えたり、蓄熱材を繊維ポリマーに練り込んだ
り、布表面に付着させたりしているだけであり、温度調
節機能を有しておらず、急激な温度変化に対応できなか
った。
【0003】温度調節機能を有する布については、以下
に示す文献や特許等に記載されている。Textile Resear
ch Journal, vol.55, p737-743 (1985) には、温度調節
機能を有する布地について記載されており、これは平均
分子量が600のポリエチレングリコール(PEG60
0)と平均分子量が3350のポリエチレングリコール
(PEG3350)を、ポリエステル、ナイロン66、
綿、羊毛にパッド法で付着させたものである。この布は
温度調節機能を有するが、洗濯耐久性に欠ける。特開昭
62−187782号公報には、相変化材料を含むポリ
オレフィン組成物、熱エネルギー貯蔵材料および前記ポ
リオレフィン組成物の製造方法について記載されている
が、布への応用は記載されていない。また、付着させた
としても、洗濯耐久性に欠ける。特公平1−50363
2号公報には、温度適応性紡績繊維とその製法について
書かれており、ポリエチレングリコール(PEG)を繊
維に架橋させ水に不溶化させることが記載されている。
しかし、洗濯耐久性は向上するが、工程が複雑で付着量
の管理が難しい。特開昭54−42380号公報には、
蓄熱カプセルについて、即ち、融解潜熱を有する物質や
高比熱物質をプラスチックに封入するために、マイクロ
カプセル化させることが記載されているが、このままで
は繊維に適用出来ない。特開昭64−85374号公報
には、熱安定性が優れた繊維について、即ち、エネルギ
ー吸収性、相変化物質またはプラスチック結晶物質のマ
イクロカプセルを繊維に練り込むことが記載されてい
る。しかし、細い糸(細デニール)が作れず、糸の強度
が低下する。
【0004】このように、上記のような布では、温度調
節機能が不足したり、洗濯耐久性に欠けたり、マイクロ
カプセル自体の耐久性が十分でなかったりする。
【0005】本発明の目的は、環境の温度変化に応じて
温度調節が可能であり、且つ洗濯耐久性、着用耐久性等
の耐久性を有する布を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、本発明に
より上記目的が達成されることを見出した。即ち、本発
明は、平均分子量300〜4000のポリエチレングリ
コールを含むマイクロカプセルを、バインダー樹脂を用
いて付着させた布であって、当該マイクロカプセルとバ
インダー樹脂の付着割合が重量比で1:1〜1:3であ
り、且つ当該マイクロカプセルとバインダー樹脂の付着
量の合計が布全体の2〜15重量%である、吸発熱性を
有する布に関する。
【0007】
【作用】本発明は、ポリエチレングリコールが温度によ
って相変化し吸発熱することを利用したもの、即ち、ポ
リエチレングリコールの相変化潜熱を利用したものであ
る。一般に、液体から固体(結晶)に変化する時に発熱
反応、固体(結晶)から液体に変化する時に吸熱反応を
する。本発明においては、ポリエチレングリコールの分
子量により、その相変化が起こる温度が異なることを利
用して、温度調節を行うものである。また、本発明は、
ポリエチレングリコールをマイクロカプセルで被覆し、
これをバインダー樹脂により布表面に略略全面に、且つ
均一に付着させることにより、耐久性(洗濯耐久性等)
を改善したものである。
【0008】本発明において使用されるポリエチレング
リコールは、平均分子量が300〜4000であること
が必要であり、これは、実用的に吸発熱性を有する範囲
である。平均分子量は好ましくは500〜2000、よ
り好ましくは800〜1500である。平均分子量が3
00未満では吸発熱温度が低すぎ、4000を越えると
吸発熱温度が高すぎる。
【0009】表1に、平均分子量が400〜1500で
あるポリエチレングリコール(PEG400〜150
0)の吸発熱温度を例示する。
【0010】
【表1】
【0011】ここで、吸熱温度とは、ポリエチレングリ
コールの固体(結晶)が液体に相変化する温度であり、
衣料の実用上で快適な温度をいう。好ましくは5〜50
℃であり、より好ましくは15〜40℃である。また、
発熱温度とは、ポリエチレングリコールの液体が結晶化
する温度であり、衣料で暖かに感じる温度である。好ま
しくは−50〜30℃であり、より好ましくは−10〜
10℃である。
【0012】吸発熱したポリエチレングリコールの温度
を伝える効率は、マイクロカプセルのセルおよびバイン
ダー樹脂の熱伝導率に大きく左右される。即ち、セルお
よびバインダー樹脂の材料としては、熱伝導率が0.2
Wm-1-1(300K)以上のものが好ましい。
【0013】ここで、マイクロカプセルのセルおよびバ
インダー樹脂の材料として使用されうる樹脂と、その熱
伝導率(化学便覧昭和62年発行を参照)を表2に示
す。なお、熱伝導率は、樹脂の分子量や密度等によって
多少変化させることができる。
【0014】
【表2】
【0015】マイクロカプセルのセルの材料としては、
表2に示したもの(ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル
系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、天然ゴ
ム、合成ゴム等)等が挙げられ、その他にも尿素−ホル
マリン樹脂等が挙げられる。好ましくは、アクリル系樹
脂、尿素−ホルマリン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポ
リアミド系樹脂等である。
【0016】セルの膜厚は、好ましくは0.1〜10μ
m、より好ましくは1〜8μmである。また、マイクロ
カプセルの大きさは、直径が1〜200μmであること
が好ましく、より好ましくは10〜150μmである
が、これに限定されるものではない。さらに、マイクロ
カプセル中のポリエチレングリコールが占める割合は、
十分な吸発熱性とマイクロカプセルの耐久性の点から、
好ましくは30〜80重量%、より好ましくは50〜7
0重量%である。
【0017】マイクロカプセルの製造方法(ポリエチレ
ングリコールをマイクロカプセルで被覆する方法)は特
に限定されず、従来公知の界面重合法、in-situ 重合
法、コアセルベート法等が挙げられる。具体的には、以
下のようにして製造される。例えば、メラミン13.5
部、37%ホルムアルデヒド水溶液33.8部を65部
の水に加え、20%水酸化ナトリウムでpH9.5と
し、80℃で15分間加熱して、メラミン−ホルムアル
デヒド初期縮合物を調整する。次いで、スチレン−無水
マレイン酸樹脂(スクリプセット-520:モンサント社
製)を少量の水酸化ナトリウムと共に溶解させて調整し
たpH4.5の3%水溶液200部の中に、分子量12
00のポリエチレングリコールを加え、ウルトラホモジ
ナイザーにてエマルジョンの粒子径が20μmになるよ
うに乳化する。この乳化物に上記ホルムアルデヒド縮合
物を加え、75℃で2時間撹拌し、ポリエチレングリコ
ールのマイクロカプセル分散液を得る。
【0018】また、マイクロカプセルには、その製造の
際に使用されるポリエチレングリコール用溶剤や分散剤
が含まれる場合があるが、特に吸発熱性を阻害しない程
度であれば支障はない。
【0019】本発明におけるバインダー樹脂としては、
前記表2で挙げられたもの(ポリオレフィン系樹脂、塩
化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、
天然ゴム、合成ゴム等)等の他、シリコーン系樹脂等が
例示される。好ましくは、アクリル系樹脂、シリコーン
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等で
ある。また、柔軟性を有し、布とマイクロカプセルとの
接着性に優れているものがより好ましい。なお、これら
の樹脂は、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよ
い。
【0020】マイクロカプセルとバインダー樹脂の付着
割合は、重量比で1:1〜1:3であることが必要であ
り、好ましくは1:1〜1:2である。上記範囲よりバ
インダー樹脂の量が少ないと、マイクロカプセルの布へ
の接着強度に欠け、耐久性に劣る。また、上記範囲より
バインダー樹脂の量が多いと、風合が硬くなり、且つ吸
発熱性(熱伝導率)が低下する。
【0021】マイクロカプセルとバインダー樹脂の付着
量と吸発熱性の関係は深い。人体が吸発熱を感じ、風合
が良好なのは、マイクロカプセルとバインダー樹脂の付
着量が、合計で布全体の2〜15重量%、より好ましく
は5〜12重量%の範囲にある場合である。付着量が2
重量%未満では吸発熱性に劣り、15重量%を越えると
吸発熱性には優れるが、布表面がマイクロカプセルのた
め粗鋼になり、風合が劣る。
【0022】布の材料としては、ポリエステル、ポリア
ミド、アクリル等の合成繊維、綿、絹、羊毛等の天然繊
維、レーヨン等の半合成繊維等が挙げられる。本発明で
いう布とは、織物、編物、不織布等の、衣服等に用いる
ことができる布であり、織物が好ましい。
【0023】本発明の吸発熱性を有する布の製造方法と
しては、定法に従って染色加工した布に、ポリエチレン
グリコールを被覆したマイクロカプセルとバインダー樹
脂の分散液を、パッド−ドライする方法やスプレーで布
に付着させてからドライする方法等がある。その後、乾
燥させた布を130〜190℃で30〜90秒間加熱
し、マイクロカプセルとバインダー樹脂を布に熱固着さ
せる。
【0024】
【実施例】以下の実施例により本発明をより詳細に説明
するが、これらに限定されるものではない。
【0025】実施例1 布の材料として、定法(190℃×40秒でプレセット
し、15%減量加工した後、液流染色機で染色)に従っ
て染色され、ファイナルセット(180℃×30秒)さ
れたポリエステルサテン織物を使用した。膜材を尿素−
ホルマリン樹脂、芯材をポリエチレングリコールとし、
in-situ 法により、平均分子量600のポリエチレング
リコールを尿素−ホルマリン樹脂(膜厚1μm)で被覆
し、平均粒径5μmのマイクロカプセルとした(マイク
ロカプセル中のポリエチレングリコールの占める割合は
50重量%である)。バインダー樹脂としてアクリル樹
脂(マツミンゾールMR-80:松井色素製、熱伝導率0.2
8Wm-1-1(300K))を用い、パッティング法(100
%ピックアップ、150℃×60秒間熱固着)により、
マイクロカプセルを上記織物へ付着させた。ここで、マ
イクロカプセルとバインダー樹脂の付着割合は重量比で
1:1とし、マイクロカプセルとバインダー樹脂の付着
量の合計は、当該織物全体の2重量%とした。この織物
を乾燥させた後、150℃で1分間ベーキングさせ、本
発明の吸発熱性を有する布を得た。
【0026】実施例2〜10 表3に示した条件で、実施例1と同様にして、本発明の
吸発熱性を有する布を得た。なお、バインダー樹脂とし
てのポリ塩化ビニルは分子量約1000、熱伝導率0.
16Wm-1-1(300K)のものを用いた。
【0027】比較例1〜4 表3に示した条件で、実施例1と同様にして布を得た。
【0028】比較例5 ポリエチレングリコールを含むマイクロカプセルもバイ
ンダー樹脂も使用しない、そのままの布(ポリエステル
サテン織物)である。
【0029】上記実施例および比較例で得られた布の表
面温度、吸発熱温度、洗濯耐久性を以下のようにして測
定し、その結果を表3に示す。 表面温度 布表面に赤外線ランプ500Wのものを50cmの距離よ
り30秒照射し、布表面の温度をサーモビュアー(日本
電子製)を用いて測定した。 吸発熱温度 示差熱計(TA-50 島津製作所製)を用いて測定した。 洗濯耐久性 JIS L 0217 301法に準じて行った。洗濯10回後に表面
温度をと同様にして測定し、洗濯後温度とした。この
温度が、洗濯前に測定した表面温度と差がなければ、マ
イクロカプセルの破損等が生じておらず、洗濯耐久性を
有するものとみなすことができる。
【0030】
【表3】
【0031】上記結果から、PEG600とアクリルバ
インダー使用のものは、洗濯前では37℃〜40℃に温
度調節されており、洗濯後はやや温度低下するものもあ
るが、37℃に温度調節されている。PEG1000を
用いたものは洗濯前後ともに30℃に温度調節されてい
る。また、バインダー樹脂の付着割合が多くなると硬く
なり、風合を損なうことがわかる。
【0032】布表面への温度到達時間(ポリエチレング
リコールの働きによって一定温度になる時間)は、バイ
ンダー樹脂にアクリル樹脂を用いた場合には約30秒後
であったが、塩化ビニル樹脂では約90秒を要した。こ
れから、熱伝導率のより高いアクリル樹脂の方が温度調
節時間が短時間であることがわかる。
【0033】
【発明の効果】本発明の吸発熱性を有する布は、環境の
温度変化に応じて温度調節をすることが可能であり、且
つ洗濯耐久性等の耐久性を有するものである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−85374(JP,A) 特開 平5−51870(JP,A) 特開 平5−16273(JP,A) 特開 平5−156570(JP,A) 特開 平5−247854(JP,A) 実開 平4−40864(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D03D 1/00 - 27/18 D06M 13/00 - 23/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均分子量300〜4000のポリエチ
    レングリコールを含むマイクロカプセルを、バインダー
    樹脂を用いて付着させた布であって、当該マイクロカプ
    セルとバインダー樹脂の付着割合が重量比で1:1〜
    1:3であり、且つ当該マイクロカプセルとバインダー
    樹脂の付着量の合計が布全体の2〜15重量%である
    ともに、当該マイクロカプセルのセル及びバインダー樹
    脂の熱伝導率が0.2Wm -1 -1 (300K)以上であ
    ことを特徴とする吸発熱性を有する布。
  2. 【請求項2】 ポリエチレングリコールの平均分子量が
    800〜1500である請求項1記載の布。
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