JP5355983B2 - 蓄熱カ−ペット - Google Patents

Description

本発明は、温かみの感じられるカーペットで、人がカーペットの上に座ったり、横になったりしたとき人体から放出される熱をカーペット内に蓄熱したり、電気カーペットカバーとして使用した時には、発熱体から発せられた熱をカーペット内に蓄熱し、暖かさを保持する、省エネカーペットに関するものである。

日本の住宅において、カーペットは１年を通じて多く使われるようになり、カーペットの上に座ったり、横になったりして寛ぐ家庭は多い。カーペットは、冬季には暖かさを求められ、夏季においては涼しく爽やかな感覚の得られるようなものが好まれる。この相反する性質を兼ね備えたカーペットは未だ存在していないが、冬季と夏季で、それぞれ異なる性質のカーペットを敷きかえるようにしているのが一般的である。夏季においては、夏用のカーペットとして、汗等の吸水性のよい綿カーペットや、イグサや籐の敷物を敷いて夏のムシ暑さを凌ぐようにしていることが多い。また、冬季においては、カーペットの下側に電熱ヒーター等を敷いて、暖房器具の表皮用のカーペットとしても多く使われている。

本発明の、温かみのあるカーペットは、主に夏季以外の季節において敷かれるもので、人体の熱等をカーペット内に蓄熱し、床に逃げる熱を極力少なくして暖かさを保ち、暖房にかかる費用をできるだけ少なくしようとするものである。

カーペットは、もともと含気率が高く、優れた断熱性、保温性を示す繊維の集合体であって、床に敷くだけで室温が上昇し温かみを感じるものであるが、本発明では、さらにこの断熱性、保温性の向上をはかり、電熱ヒーター等のエネルギーを使った場合には、使用電力を極力少なく出来る暖かなカーペットを提供するものである。

特許文献１においては、遠赤外線を有効利用することによって、断熱効果及び保温効果を高めるシートとして、遠赤外線を放射する物質を混入した発泡体と、不織布と、熱反射する機能を持たせたフィルムを積層した融雪用に適した積層シートが提案されている。

また、特許文献２においては、電気カーペットの表面の温度分布を均一にするために、熱伝導材としてアルミニウムのシートをヒーターと一体化した電気カーペットが提案されている。

しかしながら、これらの技術は、熱反射する機能や熱伝導の機能をもつアルミニウムシートを使った融雪用や電気カーペット用の技術であるが、繊維の集合体であるカーペット自体に蓄熱性をもたし、保温性の向上をはかり、人体の熱のみでも十分に暖かなカーペットを得られるような技術は未だ提案されてはいない。
特開２００２−２７３８３３ 特開平１１−１２６６７６

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、カーペット自体に蓄熱性をもたし、保温性の向上をはかり、電熱ヒーター等のエネルギーを使わなくとも十分に暖かな省エネ蓄熱カーペットを提供するものである。

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、ステンレス、チタン、銀、銅、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属をスパッタリングして基布に金属薄膜を形成し、該基布にパイル糸を植設することにより、人がカーペットの上に座ったり、横になったりしたときの人体から放出される熱をカーペットの中の金属薄膜に蓄熱させることによって暖かな省エネカーペットが得られることを確認し本発明に到達した。前記課題を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］パイル糸と基布からなる表皮層と、前記表皮層の下側に積層したバッキング層と、前記バッキング層の下側に積層したセカンド基布とを含むカーペットであって、前記表皮層の前記基布の上側に蓄熱層が積層され、前記基布のパイル側表面が前記蓄熱層となるように前記基布に前記パイル糸を植設し、前記セカンド基布の下側に蓄熱層が積層されたことを特徴とする蓄熱カ−ペット。

［２］前記蓄熱層は、ステンレス、チタン、銀、銅、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属をスパッタリングして形成した極薄膜であることを特徴とする前項１に記載の蓄熱カ−ペット。

［３］前記パイル糸及び／またはバッキング層に遠赤外線放射材料を固着せしめていることに特徴のある前項１または２に記載の蓄熱カ−ペット。

［４］前記遠赤外線放射材料は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウムから選択される１種または複数であって、０．５〜５０．０ｇ／ｍ^２カ−ペットに含まれていることに特徴のある前項３に記載の蓄熱カ−ペット。

［１］の発明では、パイル糸と基布からなる表皮層と、バッキング層とを含むカ−ペットであって、蓄熱層が積層された基布にパイル糸を植設しているので、カーペットの上方から入った人体からの熱の多くは、床方向に逃げることなく蓄熱層に貯えられる。

［１］の発明では、前記蓄熱カ−ペットにおいて、パイル糸を植設した基布のパイル側表面が蓄熱層となるようにパイル糸を植設しているので、人体からの熱は、基布内部に入る前に、基布のパイル側表面の蓄熱層に貯えられる。

［１］の発明では、前記蓄熱カ−ペットにおいて、蓄熱層が積層されたセカンド基布をバッキング層の下側に積層したので、カーペットの上方から入って、基布の蓄熱層で蓄熱されなかった熱がセカンド基布の蓄熱層に貯えられて、ほとんどの熱が床方向に逃げることなく、確実にカ−ペットの中に貯えられる。

［２］の発明では、蓄熱層がステンレス、チタン、銀、銅、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属をスパッタリングして形成した極薄膜であるので、人体からの熱は、効率的に蓄熱層に貯えられる。

［３］の発明では、前記パイル糸及び／またはバッキング層に遠赤外線放射材料を固着せしめているので、人体の熱によって遠赤外線効果を発現したパイル糸やバッキング層の熱は、蓄熱層に貯えられた熱と相まってより暖かなカーペットとすることができる。

［４］の発明では、遠赤外線放射材料は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウムから選択される一種または複数であって、０．５〜５０．０ｇ／ｍ^２カ−ペットに固着しているので、人がカ−ペットに接ししばらくしたときに、ほんのりとした暖かさを持った、クリーンで安全なカーペットとすることができる。

次に、この発明に係る蓄熱カーペットの一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の蓄熱カーペット１は、パイル糸２と基布３からなる表皮層２−３とバッキング層４とを含むカ−ペットであって、例えば基布表面にステンレスをスパッタリングして形成した極薄膜の蓄熱層３−ａを積層した基布３に、パイル糸２を植え、バッキング層４で基布３とパイル糸２を固定し、さらにバッキング層４の下側に、バッキング層４の保護やクッション性を付与するために不織布からなるセカンド基布５を積層している。（図１参照）

蓄熱層３−ａを積層する基布３としては、特に限定されるものではなく、ポリエステル繊維やポリプロピレン繊維、麻、綿等の天然繊維からなる織、編基布、不織布等通常使用される基布でよい。

蓄熱層３−ａとしては、ステンレス、チタン、銀、銅、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属が好適である。例えばポリプロピレン製の織基布にステンレス薄膜を固着したものを挙げられる。ステンレス薄膜を固着をする方法については、常法にしたがって行うことができる。該基布にパイル糸を植設するのは、タフティング機を用いて通常の方法で植設すればよい。このとき、ステンレス薄膜を固着した基布の面を下側に配置し、上側からパイル糸を植設してカーペットとするのが好ましい。こうすることによって、カーペットとなった状態で、ステンレス薄膜を固着した面が基布の最上部となり（図１参照）、人がカーペット上に座ったり横になったりしたときに、人体からの熱は、基布内部に入る前に蓄熱層に蓄熱される。

また、バッキング層４の下側にクッション性能とバッキング層の保護性能を付与すべく、不織布からなるセカンド基布５を積層することが多い。本発明においては、セカンド基布５として蓄熱層５−ａが固着されたものを用い、バッキング層に積層するのがさらに好ましい。セカンド基布としては特に限定しないが、例えば、ポリエステル繊維製ニードルパンチ不織布等にステンレス薄膜を固着したものを挙げられる。蓄熱層を固着されたセカンド基布をバッキング層の下側に積層することによって、カーペットの上方から入って、基布にある蓄熱層で蓄熱しきれなかった熱がセカンド基布の蓄熱層に蓄熱して、床方向に逃げることなく貯えられる。（図２参照）

本発明では、パイル糸２及び／またはバッキング層４に遠赤外線放射材料を固着せしめることが、さらに好ましい。遠赤外線放射材料は、人体の熱によって遠赤外線効果を発現し、新たに発現した熱線が人体やパイル糸及び／またはバッキング層に作用して暖かなパイル糸部と感じられるものと考えられる。遠赤外線放射材料としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム等を挙げることができ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウムから選択される一種または複数がより好ましい。

遠赤外線放射材料を、パイル糸に固着せしめるには、バインダー樹脂を用いる。バインダー樹脂としては、パイル糸に遠赤外線放射材料を強固に固着することができれば限定されないが、一般的には、例えばウレタン樹脂、自己架橋型アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、シリコン樹脂、グリオキザール樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−シリコン共重合体樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂（ＳＢＲ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、イソブチレン無水マレイン酸共重合体樹脂、エチレン−スチレン−アクリレート−メタアクリレート共重合体樹脂等を挙げることができる。

また、遠赤外線放射材料は、バッキング層４の中に含有せしめてもよい。バッキング層としては、パイル糸と基布とを固定できる樹脂組成物やゴム組成物であれば特に限定されず、例えば樹脂組成物の樹脂成分としてはアクリル系、ウレタン系、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の樹脂が挙げられる。ゴム組成物のゴム成分としてはＳＢＲ（スチレン−ブタジエン）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）ＭＢＲ（メチルメタクリレート−ブタジエンゴム）あるいは天然ゴム等が挙げられる。また、充填剤として炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ等を添加してバッキング層として使用するのが一般的で、これら充填剤と同様に遠赤外線放射材料を添加すればよい。

遠赤外線放射材料は、０．５〜５０．０ｇ／ｍ^２バインダー樹脂によってカーペットの基布から上のパイル糸に固着されるか、および／または、バッキング層４中に含有するのが好ましい。０．５ｇ／ｍ^２を下回ると暖かさを感じられない。また、５０．０ｇ／ｍ^２を超えて固着しても、カーペットの風合が硬くなり、コストが上昇するだけで効果が伴わず好ましくない。より好ましくは、１０．０〜２０．０ｇ／ｍ^２の固着量がよい。

遠赤外線放射材料の粒径は１〜５０μｍが好ましい。５０μｍを超えると、パイル糸に固着した場合は、ザラツキ感や硬さが発現しカーペットの好ましい風合にならない。更に好ましい粒径は、５〜２５μｍである。

本発明において、パイル糸２の素材としては特に限定されず、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、レ−ヨン繊維等の合成繊維からなるもの等を好適に使用でき、その他麻、綿、羊毛等の天然繊維からなるもの等も使用できる。パイルの形態としてもカットパイルであっても、ル−プパイルであってもよいが、カットパイルのほうが暖かさは感じやすい。パイル糸２の目付についても、特に限定されないで、カーペットの形態をなすものであればよい。

次に、この発明の実施例として使用したカーペットの材質、構造、加工方法、蓄熱性能測定試験および判定方法は次の通りである。

＜使用材料＞
基布・・・目付１００ｇ／ｍ^２ポリプロピレンテープヤーン織布（１４×１３）にステンレス蒸着を施したもの
パイル糸・・・ポリエステル繊維からなるパイル糸をカットパイル状にタフティング機（１／８Ｇ）で基布に植え込む（パイル長６．５ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ^２）
バッキング層・・・ＳＢＲラテックス（充填剤として炭酸カルシウム）
セカンド基布・・・５デシテックスのポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布（目付３００ｇ／ｍ^２、厚さ６ｍｍ）に厚さ１０μｍのステンレス蒸着を施したもの
バインダー樹脂・・・アクリル−シリコン共重合体樹脂「ライトエポック」（共栄社株式会社製）
遠赤外線放射材料・・・珪酸ジルコニウム「Ａ−ＰＡＸ」（キンセイマテック株式会社製）粒径２０μｍ

＜加工方法＞
バッキング層・・・ＳＢＲラテックスをロールコーターで表皮層裏面に塗布し、乾燥状態で３００ｇ／ｍ^２となるようにした。
遠赤外線放射材料の塗布方法・・・水１００重量部に対してバインダー樹脂２重量部、遠赤外線放射材料８重量部を混合しスプレー法にて、カーペットのパイル糸に塗布し、乾燥状態で遠赤外線放射材料が２０ｇ／ｍ^２となるようにした。

＜蓄熱性能測定試験＞
通常のカーペットと試験カーペット上に手のひらを置き、１分後にカーペットと手のひらをサーモグラフィーで確認し、通常のカーペットよりあきらかに温度上昇を確認できるものを〇、通常のカーペットとあまり変わらないものを×として評価した。（通常のカーペットとは、比較例１のカーペットで、ステンレス蒸着をしていない基布にパイル糸をカットパイル状にタフティング機（１／８Ｇ）で基布に植え込み、バッキング加工したもの。）
官能評価・・・通常のカーペットを基準に暖かいと感じるかどうかを一対比較法で評価し、被験者数を１０人とし、６０％以上の人が暖かいと感じたものを合格とした。（気温２０℃湿度６５％の標準室内にて評価）

＜実施例１＞
基布にステンレス蒸着をした面を下側にしてタフティング機にてパイル糸を植え込んで、カーペット生機を得た。次に、ＳＢＲラテックスでバッキング加工を施し、蓄熱カーペットを得た。蓄熱性能測定試験では、通常のカーペット（比較例１）より暖かな温度の高い部分が多く〇と判定した。また、官能評価においては７人の人が暖かいと感じていた。

＜実施例２＞
実施例１で作成したカーペットのパイル糸にバインダー樹脂、遠赤外線放射材料を混合した処理液をスプレー塗布し、乾燥状態で遠赤外線放射材料が２０ｇ／ｍ^２となるように１２０℃、１０分間乾燥処理して蓄熱カーペットを得た。蓄熱性能測定試験では、実施例１のカーペットよりさらに温度の高い部分が多くなっており〇と判定した。また、官能評価においては８人の人が暖かいと感じていた。

＜比較例１＞
実施例１において、ステンレス蒸着をしていない基布（目付１００ｇ／ｍ^２ポリプロピレンテープヤーン織布（１４×１３））にパイル糸を植え込み、バッキング加工したもので、蓄熱性能測定試験、官能評価において基準となるカーペットとした。

＜実施例３＞
実施例１においてバッキング加工と同時にセカンド基布を積層して、蓄熱カーペットを得た。蓄熱性能測定試験では、実施例１のカーペットより暖かな温度の高い部分が多いと判定し〇とした。また、官能評価においては８人の人が暖かいと感じていた。

＜実施例４＞
実施例３で作成したカーペットのパイル糸にバインダー樹脂、遠赤外線放射材料を混合した処理液をスプレー塗布し、乾燥状態で遠赤外線放射材料が２０ｇ／ｍ^２となるように１２０℃、１０分間乾燥処理して蓄熱カーペットを得た。蓄熱性能測定試験では、実施例３のカーペットよりさらに温度の高い部分が多くなっており〇と判定した。また、官能評価においては１０人の人が暖かいと感じていた。

＜実施例５＞
実施例２において、乾燥状態で遠赤外線放射材料が０．２ｇ／ｍ^２となるようにした以外は実施例１と同様にしてカーペットを得た。蓄熱性能測定試験では、通常のカーペット（比較例１）より温度の高い部分が多く〇と判定したが、実施例２と比較して大差のないものであって、また、官能評価においても、暖かさの向上が感じられず、８人が暖かいと感じただけで実施例２と同等であった。

この発明の一実施形態に係る蓄熱カーペットを示す概略断面図である。 この発明の別の一実施形態に係る蓄熱カーペットを示す概略断面図である。

符号の説明

１・・・蓄熱カーペット
２・・・パイル糸
３・・・基布
２−３・・・表皮層
３−ａ・・・蓄熱層
４・・・バッキング層
５・・・セカンド基布
５−ａ・・・セカンド基布の蓄熱層

Claims (4)

1. パイル糸と基布からなる表皮層と、前記表皮層の下側に積層したバッキング層と、前記バッキング層の下側に積層したセカンド基布とを含むカーペットであって、
   前記表皮層の前記基布の上側に蓄熱層が積層され、前記基布のパイル側表面が前記蓄熱層となるように前記基布に前記パイル糸を植設し、
   前記セカンド基布の下側に蓄熱層が積層された、ことを特徴とする蓄熱カ−ペット。
2. 前記蓄熱層は、ステンレス、チタン、銀、銅、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属をスパッタリングして形成した極薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱カ−ペット。
3. 前記パイル糸及び／またはバッキング層に遠赤外線放射材料を固着せしめていることに特徴のある請求項１または２に記載の蓄熱カ−ペット。
4. 前記遠赤外線放射材料は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウムから選択される１種または複数であって、０．５〜５０．０ｇ／ｍ^２カ−ペットに含まれていることに特徴のある請求項３に記載の蓄熱カ−ペット。