JPH03137214A - 軽量保温繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は中空断面糸を用いた保温性が要求される防寒衣
料やスポーツ、レジャー用衣料に適した太陽熱選択吸収
特性を持つ軽量保温繊維に関するものである。

従来の技術 従来から中空繊維は保温性を向上させるものとしてよく
知られている。

また防寒衣料やスポーツ、レジャー用衣料では保温性を
向上させる目的で種々の手段がとられている。たとえば
、表地と裏地の間に中綿を入れた三層構造を形成し、中
綿の空気層の厚みによって保温性を得てきた。このよう
な三層構造の布帛は特に動き易さを要求するスポーツ衣
料では１重くかさばり自由な動きが阻害されるという欠
点を有していた。近年は、アルミニウムやチタンなどの
金属を蒸着した布帛を裏地として用いることにより、体
からの熱を裏地の表面で反射させ、衣服の外に逃げる熱
を減少させる保温効果を利用することにより、用いる中
綿の量を少なくしたり、あるいは全く用いないようにし
、さらにまた金属、誘電体物質、半導体物質などによる
多層膜を布帛表面に形成することにより、太陽熱を効率
的に吸収しかつ光線の反射を防止するような処置が行な
われている。また特願昭６３−１９５３７５号で可視お
よび近赤外部のエネルギーを吸収し中および遠赤外部の
エネルギーを反射する物質を繊維に練り込むことにより
積極的な保温素材が得られるとの提案を行なった。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような保温効果のある蒸着裏地では、ア
ルミニウムやチタンなどの金属を布帛表面に蒸着加工し
ているので、蒸着加工にともなうコストアップや、蒸着
加工前の準備工程における布帛の微妙な取扱いによる蒸
着班の発生などの問題がある。また金属、誘電体物質、
半導体物質などによる多層膜の形成は、通常太陽熱吸収
材となる物質の微粉末をたとえばポリウレタン、ポリア
クリル酸エステルその他適宜な樹脂系バインダーに混合
して均一に分散させ、この分散混合物を布帛表面に塗布
あるいは印捺することにより行なわれている。しかし多
層膜系の被膜形成は塗布あるいは印捺を反復しなければ
ならないため、工程が複雑化するうえに、形成被膜と布
帛表面との接合密着度合の関係から往々にして屈伸をと
もなう部位から界面剥離を生じるという問題があるので
、上記問題を解決しかつより積極的な保温効果を得るた
め、周期律第■族に属する遷移金属の炭化物を繊維に練
り込む方法を提案し、この方法によれば効率のよい太陽
光の取込みと光熱変換により優れた保温性を得ることが
可能となったが蓄熱という観点からはまだ十分とはいえ
ないという問題がある。

本発明は上記の問題を解決するもので、蒸着加工や被膜
形成のような後加工方法を用いずに良好な保温性を有す
る太陽熱選択吸収特性を持つ軽量保温繊維を提供するこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段 そこで本発明は衣服原料となる繊維そのものに高性能の
太陽熱選択吸収特性を付与しかつ中空断面繊維構造にす
ることによって従来技術の問題点を解消したものである
。

すなわち本発明により提供される軽量保温繊維は中空繊
維であって、この繊維が周期律第■族に属する遷移金属
の炭化物粉末と熱可塑性合成線状重合体との混練組成物
からなる繊維、あるいは上記混練組成物と熱可塑性合成
線状重合体とからなる繊維である。

以下、本発明の詳細な説明する。

３− 本発明でいう中空繊維とは一般公知の中空断面糸をいう
が、中空部が少ないと軽量性、保温蓄熱性の効果があま
り期待できないので繊維糸条断面の空隙を含めた全体積
に対し繊維内の中空部分の占める体積の比が少なくとも
３％以上で５０％以下のものをいう。３％以下では中空
部の空気層が少なすぎ保温蓄熱性で優位性が認められず
、５０％以上の中空部を持つ繊維では糸加工や布帛加工
時に割繊現象が起こり、本発明に使用される中空繊維を
得ることができない。

一方太陽放射スベクトルは０．５μｍの波長近辺にピー
クが存在し、０．３〜２．０μｍの間に全エネルギーの
９５％以上を含んでいる。このため、太陽熱を選択的に
吸収させる物質としては、０．３〜２．０μｍの波長域
で吸収が大きく、また２、０μｍ以上の赤外域では熱の
放射率が小さい（反射率が大きい）ことが材質上の必要
条件となる。

本発明で適用する周期律表第■族に属する遷移金属の炭
化物、ＴｉＣ，、ＺｒＣ，Ｈｆ、、Ｃなどは上記の材質
条件を満足するが、これら物質のうち− ＺｒＣが最も効率的な選択吸収性を有するため有効に用
いられる。Ｔ　ｉ　Ｃ、Ｚ　ｒ　Ｃ、Ｈｆ　Ｃなどの炭
化物は単独の粉末またはこれにアルミニウムを加えた混
合粉末として使用に供される。粉末の状態は可及的に細
かいことが良く、粒径１５μｍ以下の微粉末として用い
ることが望ましい。

熱可塑性合成線状重合体としては、アクリルあるいはナ
イロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１
１、ナイロン１２などのポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエ
ステルおよびポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィンなどから選択されるが、特にナイロン６．６
６のようなポリアミド、ポリエチレンテレフタレートの
ようなポリエステルが有効に用いられる。

ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ粉末と熱可塑性合成線状重合体
との混練組成物は、溶融状態にある重合体に粉末を添加
混合する通常の方法で形成することができる。この場合
、重合体成分に対する炭化物粉末の添加率は、０．１〜
２０重量％に設定するこら ６ とが望ましい。この添加率が０．１重量％を下廻ると太
陽熱吸収性能を十分に付与することができず、また２０
重量％を越える配合状態とすると重合体の流動性が低下
し、紡糸性が悪化すると同時に強度劣化をもたらす。

混練組成物はそのまま常法により中空溶融紡糸するか、
前述したポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性合成
線状重合体と中空溶融複合紡糸する。溶融紡糸法には、
通常のスクリュー型またはプレッシャーメルト型の押出
紡糸装置を用いることができるが、中空複合紡糸する場
合には太陽熱吸収成分を含む混練組成物を糸断面の内側
、熱可塑性合成線状重合体を鞘とする中空芯鞘構造とな
るように行なう。前記混練組成物をそのまま用いた場合
、繊維形成ポリマー中の全てに周期律第■族に属する遷
移金属の炭化物粉末を含有することになり、前記混練組
成物と熱可塑性合成線状重合体を用いて中空芯鞘構造と
した場合、内側の混練組成物からなる繊維形成ポリマー
中のみに周期律第■族に属する遷移金属の炭化物粉末を
含有することになる。

このようにして紡糸したフィラメントは単独あるいは他
の繊維と混用して編織され目的とする用途商品に加工さ
れる。他繊維と混用する場合は、混繊、合糸、合撚、交
織、交編その他あらゆる手段を用いることができる。

また、布帛は必要に応じて染色、樹脂加工などの種々の
加工処理を施して各種の用途に供する。

得られた布帛は優れた保温性を有しているので、軽量保
温性が要求されるスキージャケット、スキー用ワンピー
ス、スキーパンツなどのスキーウェア（表地、裏地のい
ずれにも使用可能）をはじめ、スウェットウェア、スウ
ェットシャツ、シャツ、タイツ、ウィンドブレーカ、ト
レーニングウェア、アンダーウェア、水着、ウェア１〜
スーツ、ウェア１〜スーツの内張すなどのスポーツ衣料
、登山、フィッシング、ハンティングなどのアウトドア
スポーツ用防寒衣料（表地、裏地のいずれにも使用可能
）、ウィンタースポーツ用シューズのライニング・中敷
、帽子や手袋の表地・裏地などのスポーツ用グツズ、日
常使用する防寒衣、作業着、冷え防止肌着、腹巻、ソッ
クスなどの一般衣料品、靴・ブーツ・手袋などの内張り
用材、毛布、電気毛布、シーツ、マツトレス、敷ぶとん
などの寝装具、カーテン、カーペット、ホットカーペッ
ト用生地、こたつ掛け、こたつ敷、膝掛け、座ぶとんな
どのインテリア製品、テント、寝装、農業用保温材、保
温用カバー材、手袋合皮基布などの各種各様の用途に用
いることができる。

作用 本発明の軽量保温繊維は中空繊維であるため、軽量でか
つ保温性が良好であるだけでなく、周期律第■族に属す
るＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣなどは約０．６ｅＶ以」二の
光エネルギーを吸収しそれより低エネルギーの光は反射
する性質があり、これは波長０．３〜２．０μｍの太陽
エネルギーを選択吸収することになる。このような優れ
た太陽熱吸収成分を含有する中空繊維は編織することに
より太陽エネルギーの効率的な吸収と放射損失を防ぐ機
能を持つと共に優れた保温蓄熱性を持つ軽量布帛となる
。

実施例 以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
が、実施例における布帛の性能の測定は次の方法で行な
った。

（１）保温性 ２０℃６０％ＲＨの恒温室内においてエネルギー源とし
て写真用１００Ｗの白色光源を用い、布帛の表面温度を
サーモピュア（赤外線センサー、日本電子■製）にて測
定した。

（２）クロー値 ＡＳＴＭＤ−１５１，８−５７Ｔに記載の保温性試験機
を用い、試験片を通過して放散される熱量Ｑ（Ｋｃａｌ
、７ｍ・ｈ）並びに保温性試験機熱板の表面温度Ｔ、（
℃）、測定室室温Ｔ２（℃）、０．５ｋｇ／ｄ荷重下で
の試験片の厚さｔ（ａｎ）を測定し、下記の式にてクロ
ー値（ＣＬＯ／　ａｎ　）を求めた。

実施例１゜ ナイロン６ＩＩＭ脂中に粒径８μｍ以下のＺｒＣ粉末を
２重量％添加し、溶融混合して均一分散させた混練組成
物とナイロン６Ｉｌ脂を２台のスクリュー型溶融紡糸機
により上記混練組成物が糸断面の内側、ナイロン６樹脂
が糸断面の外側となるよう中空芯鞘糸を吐出し、中空率
が３０％で７０デニール、２４フイラメントとなるよう
延伸した後、経糸１２０本／吋、緯糸９０本／吋の平織
布を製織し、軽量保温繊維からなる布帛を得た。

比較例 本発明との比較のためナイロン６樹脂をスクリュー型溶
融紡糸機により中空糸を吐出、延伸し、実施例１と同様
の中空率、繊度の糸で平織布を製織し、比較用の布帛（
比較例１と称する）を得た。

また、ナイロン６樹脂をスクリュー型溶融紡糸機により
通常糸（中空でない糸）を吐出、延伸し、実施例１と同
様の糸繊度の糸で平織布を製織し、比較用の布帛（比較
例２と称する）を得た。

本発明実施例の軽量保温布帛および比較例１の軽量布帛
、比較例２の通常布帛の性能を測定評価し、その結果を
第１表に示した。

第１表 上記第１表において本発明実施例の性能を比較例１，２
の性能と比較すれば、明らかなごとく本発明実施例の軽
量保温布帛は優れたクロー値を示すと共に良好な保温性
を有していることがわかる。

発明の効果 本発明の軽量保温繊維は中空繊維であって、繊維形成ポ
リマー中の一部または全てに周期律第■族に属する遷移
金属の炭化物粉末を含有する繊維から構成されているも
のであり、かかる構成の本発明の軽量保温繊維において
は炭化ジルコニウムのような太陽熱を選択的に吸収し遠
赤外放射能力１− を有するセラミック微粒子を含有しているので、波長０
．３〜２．０μｍ領域の太陽熱を選択的に吸収し、これ
を波長２〜２０μｍ（遠赤外線）の熱エネルギーに転換
、放射する能力と前記波長２〜２０μｍの熱エネルギー
を反射する能力を有し、かつ中空繊維であるため繊維内
部にデッドエアを有し、この空気が保温蓄熱性の向上に
寄与しており、−旦吸収したエネルギーを内部で効率よ
く放射するとともに身体からの熱エネルギーを遮断して
外部への漏れを抑制するので保温蓄熱性が極めて優れた
ものとなる。また本発明の軽量保温繊維はその優れた性
能から特に防寒、保温を要求する分野に適した素材であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、中空繊維であって、この繊維が周期律第IV族に属す
   る遷移金属の炭化物粉末と熱可塑性合成線状重合体との
   混練組成物からなる繊維、あるいは上記混練組成物と熱
   可塑性合成線状重合体とからなる繊維であることを特徴
   とする軽量保温繊維。