JPH04126841A - 遮光性・遮熱性に優れた被覆材 - 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〉 本発明は遮光性、遮熱性に優れた被覆材に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 夏物外衣は直射日光を反射し体温上昇を防ぐ必要性から
その色調は白色がベストである事が知ら】 れている。この白色は、太陽か反射する波長的０５５μ
ｍを中心とした電磁波エネルギーの中で、可視光線（Ｌ
３５〜０７８μｍ）を反射するため白色に見えることも
知られている。したがって、白色の衣服は可視波長範囲
の太陽光電磁波エネルギーを反射し、衣服の温度上昇を
少なくしている。しかし、合成繊維衣料は紫外線、可視
光線、近赤外線域（これらの波長域は０８３〜１．２μ
ｍの範囲にある）の透過か多いため、白色としてら照射
された電磁波エネルギーの約３０％以上は透過し、透過
光は皮膚ぐし。

に収され、皮膚温度および表内温度を上昇させる原因と
なっている。

また、紫外線が衣服を透過するため、衣服を着用してい
ても日焼けを生ずることとなる。

出来上がったヤーンや織編物の表面に、太陽光を遮蔽す
る作用の強いアルミナ粉、酸化チタン、二酸化ケイ素等
の粒子を含有するウレタン樹脂等をコーチインクあるい
はバブインク法て付着さＨ゛る事が行われている。しか
し、この方法では繊維表面に樹脂をコーティングするた
めゴワゴワした堅い風合いとなり、処理布帛の色調はコ
ーテイング材の持つ色調（例えばＡρの銀色等）に限定
されることになる。このため衣服として用いたとしても
、柔軟性、触感、風合い、美観等が著しく損なわれたも
のとなる。また、摩耗に弱い等の欠点を持っており、耐
久性がなく、農業用等の資材用途には不向である。

本発明の目的は、この様な欠点の無い柔軟性、風合い、
美観、耐久性等の優れた遮熱性・遮光性を有する被覆材
を提供し、夏場涼しく、しかも紫外線遮蔽性の良好な、
いわゆる日焼けの少ない被覆材を提供するにある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明はかかる問題点を解決するため、表面被覆材を構
成する繊維あるいは／およびフィルムに太陽光を反射お
よび遮蔽する粒子を練り込む事によって、被覆されるも
のの温度上昇を防ぎ、しかも紫外線透過の少ない、いわ
ゆる日焼けの少ない被覆材を提供するしのである。

く課題を解決するための手段〉 本発明の遮光性、遮熱性に優れた被覆材は、太陽光の放
射波長域で高い反射率と低い透過率を持つ繊維あるいは
フィルム等で構成された表面被覆材であることを特徴と
する。以下、繊維で構成される表面被覆材について詳述
する。本発明において繊維を構成するポリマーとしては
、ポリオレフィン、ナイロン６、ナイロン６６等のポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート等のポリエステル、ポリアクリロニトリル
等、従来より衣料用として多く使用されている繊維形成
性の高いポリマーが最適である。

本発明の反射率の特性を付与する方法としては、反射率
の高い特性と低い透過率を持つ粒子をポリマーに含有さ
せる方法かある。本発明に使用できる反射率が高く透過
率の低い粒子は、太陽光のエネルギーの３／４以上を持
つといわれている波長０．３〜１２μｍ領域で平均分光
反射率（以下、反射率と略）が６５％以上、好ましくは
８０％以上のもので、その平均分光透過率（以下、透過
率と略）は１５％以下特に好ましくは１０％以下のもの
が最適である。

分光特性測定法 測定サンプル１）を島津製作所製分光光度計ＵＶ３６５
を用いて、波長０．０１μｍ間隔で０Ｊ−１，２μｍの
領域の反射率および透過率を測定し、その単純平均を平
均分光反射率および平均分光透過率とする。

〈注〉 １）測定サンプルおよび測定法 ａ）粒子の測定 ポリマーに粒子を１０．０重量％添加して、押出し機で
溶融混合してペレット化した後、０．４ｍｍウェファ−
を熱プレスで作成してサンプルとする。

ｂ）布帛の測定 サンプルを直接測定窓に取り付は測定する。

本発明に使用出来る低い透過率と高い反射率を合せ持つ
粒子としては、酸化チタン（ＴｉＯ＝）、二酸化ケイ素
（ＳｉＯ３）、アルミナ（ＡＣ２０３）、五酸化バナジ
ュウム（ｖ、０５）、酸化亜鉛（２ｎＯ）、硫酸バリュ
ーム（ＢａＳＯ４）等があり、これらの中から１種また
は２種以上の粒子を混合して使用することが出来る。

これらの粒子の粒径は、本発明の繊維の生産に支障の無
い程度に十分に小さい事が好ましい。比較的太い繊維の
場合は粒径５〜２０μｍ程度のものの利用も可能である
が、通常は０．１〜５μＭ程度のもの、特には０．２〜
３μｍ程度のものが好適である。逆に粒径が０．１μｍ
以下の場合には、粒子の凝集が起こり易く、不都合な事
が多い。母体となるポリマーに対する粒子の混合率（重
量）は、使用される素材あるいは加工方法によって異な
るが、２〜３０重量％の範囲が好ましく、特に３〜２０
重量％が好ましい。低い透過率と高い反射率を付与出来
る点で粒子の混合比率は多い方が好ましいが、一方繊維
生産性の点ではその混合率は低い方が好ましい。

本発明に用いられる繊維は、通常の紡糸方法に゛よって
製造出来る。この繊維は捲縮を付与してまたは付与しな
いで、連続フィラメント状またはステープル状で、それ
単独でまたは通常繊維と混合して、従来公知の方法を用
い、目的に応じて織物、編物、不織布、立毛編織物にす
る事が出来る。

本発明に用いる繊維を構成する粒子混合ポリマーは、該
ポリマーを用いて作成したフィルム（厚さ４００μｍ）
の反射率が６５％以上、好ましくは７５％以上か必要で
、その透過率は２５％以下、好ましくは２０％以下が必
要である。フィルムで測定する理由は、布帛にして測定
した場合、所用時間を多く必要とするためであり、また
、綿で測定するには均一な厚さにすることが出来ず、精
度上問題があるためである。また、このフィルム厚さ４
００μｍとした理由は、この厚さであると実際の布帛と
良く相関したデータが得られるためである。

反射率が６５％未満であると、繊維を形成するポリマー
自体が太陽光を吸熱する割合が大きくなり、透過も太き
（なるので、直接皮膚温か上昇し、日焼けを生じさせる
度合が大きくなり好ましくない。

同様の理由で透過率は２５％以下に押さえて置く必要が
ある。

本発明の被覆材の色調は白色とすると前述のように遮光
性が良好となるが、用途によっては着色して使用出来る
。着色した場合、透過率は容易に２５％以下にすること
が出来るが、反射率が著しく低下することになり繊維の
吸熱が大きくなる。しかし、本発明に用いる上記反射率
と透過率を得るように設計された繊維であれば、着色し
ても通常の繊維に比較して、はるかに良好な遮熱性・遮
光性を発揮出来る。

本発明の被覆材を用いた衣服は、前記反射率を高く透過
率を小さくするように構成する事が必要である。一般的
に使用する糸は本発明の繊維を２０Ｍ量％以上、好まし
くは５０重量％以上混入した着色しない白色で７０ｄｒ
以上の太い糸条を用い、織込みあるいは編み込み密度を
６０本／１ｎｃｈ以上と高くすることによって効果的な
遮熱性・遮光性を得る事が出来るが、風合い、外観等の
ファッノヨン的要求の必要な場合には、それ等を考慮し
た企画設計をすればよい。

また本発明の被覆材を用いたカーテンは衣服同様の太い
糸条を用い織込みあるいは編込み密度を高くする事が遮
熱性および遮光性の効果を高める事になる。しかしカー
テンにはレースカーテンから暗幕カーテンに到るまで幅
広い用途が考えられ、一般的に使用される糸は本発明の
繊維を２０重車形以上、好ましくは５０重量％以上混入
した７０ｄｒ以上の太い糸条を織込みあるいは編込み密
度を８本／ｉｎ以上とすれば、効果的な遮熱・遮光性を
得る事が出来る。

また本発明の被覆材を用いた農業用シートとしては、寒
冷紗のようなメツシュのある布帛、不織布およびフィル
ムが上げられる。

寒冷紗のようなメツシュのある布帛に使用される糸は７
０ｄｒ以上の太い糸条を織込みあるいは編込み密度を８
本／ｉｎ以上とすれば効果的な遮熱・遮光性を得る事が
できる。不織布については、本発明の繊維は１〜６０ｄ
ｒでその繊維長が２０〜１００ｍｍで、１インチ当りの
捲縮数は１０〜３０ケのものが好ましく、このような繊
維を２０重量％以上、好ましくは５０重量％以上混入す
る事が好ましい。不織布は通常の方法、たとえばニード
ルパンチング等による絡合、あるいは接着剤、接着性繊
維等による接着等により形成される。特に接着による場
合、近年多く利用されるようになった低融点ポリマーか
らなるか、または、該ポリマーを表面の一部となるよう
に複合したような熱接着性繊維を用いる事が゛望ましい
。不織布の目付量としては８〜２０ｈ／ｍ’が好ましく
、８ｇ／ｍ’未満では薄すぎて実用性がなく、まｆこ２
００ｇ／　ｍ２を越えると取扱い性に劣る。

遮熱性を有するフィルムについては、該繊維に用いられ
るポリマーから通常の方法、例えばＴダイ成形、インフ
レーンヨン成形等の押出成形、ブロー成形、カレンダー
成形等、種々の成形法を用いて用途に応じた所望の形状
に成形する事ができる。当然の事ながらフィルム厚さが
薄いと該粒子の添加割合を多くすることが必要で、要求
特性に合ったフィルム厚さと添加量を決定しなければな
らない。

以上、各種代表的な被覆材について詳述してきたが、こ
れ等製品用途に限定されるものではなく、本発明から類
推される、帽子、笠、テント等にも太陽光遮蔽効果か発
揮できる。

〈作　用〉 大陽光の０．３〜１．２μｍ波長域で透過率が低く反射
率の高い物質をポリマーに混入させた素材を用いて表面
被覆材を構成することによって、被覆物および非被覆物
の温度上昇を防ぎ、日焼けの少ない被覆材が得られる理
由について述べる。

衣服として多く用いられているポリエステルを卑近な例
として取り上げると、遮蔽効果を持つ物質を含まないポ
リエステル繊維で構成された目付１００ｇ／　ｍ’位の
未染色布の場合の波長０．３〜・１２μｍ域での分光特
性は反射率＝６０％、透過率−３５％である。このよう
な布帛を体に着用した場合には、照射された太陽光の３
５％が直接人体を照射することになる。周知のごとく人
体は黒体に近い良好な吸光特性を持っているため、上記
布帛で構成された表地の衣服を着用していると、透過し
た光は人体表面にほとんど吸収されてしまう事になる。

したがって、体表温度を上昇させ、透過してきた紫外線
によって日焼けを生ずる事になる。

一方、着色された衣服では色調によって異なるが、濃色
になればなるｌ−Ｆと透過率か低く反射率も低くなる。

このため衣服自体の吸光性か高くなって衣服内温度を高
くしてしまうが、透過率が小さくなるため日焼けは減少
する事になる。

一般にセラミックス系や金属の放射率は、数μｍ以下の
厚さで飽和に達するといわれており、必然的に透過率（
この場合は０％）と反射率も飽和（キルヒホッフの法則
：反射率＋放射率（−吸収率）十透過率−１）に達して
いる。これらのセラミックス系や金属類の粒子層（大き
い（厚い）粒径を持つ物であれば１粒子、小さい（薄い
）粒径を持つものであればその飽和に達する厚さになる
層）が繊維内にあれば、入射した電磁波エネルギーは粒
子により反射および吸収され、繊維の放射率はセラミッ
クス系や非金属系の粒子の放射率に依存した値になる。

しかし、電磁波エネルギーは繊維を形成しているポリマ
ー内を透過して来るため、そのポリマーの放射率（厚さ
が薄い方か低くなる）に応して吸収され、混入された粒
子の放射率より幾分高い方向に変化はするが、粒子の放
射率を低放射率で高反射率の物を選択してお１ノばほと
んどの電磁波エネルギーは繊維外に反射され、繊維その
ものの吸光性が押さえられる。この様な繊維で作られた
衣服を直射日光下で着用していると、太陽光は反射され
吸収される量が少なくなり、衣服の温度は上昇せずした
がって衣服内の温度上昇もしにくくなり、また透過する
電磁波エネルギーが減少するため直接皮膚温を上昇させ
ず、さらに紫外線域も透過しないため日焼けを少なくす
ることが出来る。

〈発明の効果〉 太陽光電磁波エネルギーのほとんどを占める０３〜１２
μｍの波長域を良く反射し透過を減少させた本発明の表
面被覆材は、種々の用途に利用出来る。本発明の被覆材
を使用すれば、太陽光遮熱性・遮光性を持つ衣服、カー
テン、農業用ソート、帽子、笠、テント等を特別な方法
によらず安価に大量に生産できる。この様な被覆材を例
えば外衣とじ−と利用すれば、夏期にお（プる強い直射
日光から衣服および衣服内の温度上昇を防ぎ、しかも人
体に有害とされる紫外線を遮蔽することが出来るため、
夏場でも日焼けの少ない快適な表内気候を提供できる。

カーテンに利用すれば、室内の温度上昇を抑制し、紫外
線の侵入を減少するため家具、畳み等の変色を防止する
効果がある。農業用ソートとしては、作物の温度上昇を
抑制出来、生産性アップと紫外線による成長阻害、品質
低下等を防止できる。

以下、実施例で本発明の内容について詳細に説明する。

〈実施例〉 実施例１．比較例１ 平均粒径０゜６μｍの酸化チタンを５重量％含有するポ
リエチレンテレフタレートのペレットから、３００°Ｃ
の熱プレスで厚さ４００μｍのフィルムを成型した。比
較例１として、同様に酸化チタンを０．０８重量％含有
したポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを成
型した。この分光特性は表１に示す通りである。

表　　　　　　１ このフィルムの裏面に皮膚温度センサーを張り付け、裏
面から熱が逃げないように断熱材上？こ置き、太陽光下
でその昇温速度および昇温程度について測定した。その
結果を第１図に示す。

この結果のように、酸化チタンを多く混入した実施例１
のフィルムは、昇温速度が遅くしかも最高到達温度（：
１．比較例１よりも１０℃以上も低い事が分かつｆこ。

実施例２．比較例２ ポリエチレンテレフタレートに実施例１と同様の方法で
酸化チタン５重量％を混合し、通常の溶融紡糸で紡糸し
た後、延伸・捲縮工程を経て１．５ｄｒＸ　３２ｍｍカ
ット綿を得た。この綿から通常の紡績および製織工程を
経て、下記特性を持つ布帛を得た。まＬ１比較例として
酸化チタン０．０８重量％の布帛を得ｆ二。これ等はい
ずれもワイシャツ生地である。これらの透過率および反
射率は表２に示すと通りであった。

この布帛について、実施例１と同様に大陽光下て昇温速
度を測定した結果第２図に示す。酸化チタンを多く混入
した実施例２は昇温速度が遅く、最高到達温度ら低し）
。また、日焼は抑制効果を評価するため、上記布帛を東
し製紫外線強度積算計（２６０〜３９０ｎｍ）のセンサ
一部に試料１枚を覆い紫外線積算強度（ＡＪ／ｃｍ’）
を測定し１こ。同時にもう一台の測定器にサンプルを着
けないで（Ｂ　Ｊ／ｃｍ’＞　１す定し、紫外線透過率
（＝（Ａ／Ｂ）Ｘ］［ｌＯ（％））を求めた。この結果
を表３に示す。

二の結果？こ示すように、実施例２は比較例２に比較し
て、約６倍の紫外線を遮蔽することがわかる。

この結果から明らかな様に、実施例２の日焼は抑制効果
が確認出来る。

実施例３．比較例３ 実施例２と同様の東線を用いて、下記特性を持つ暗幕カ
ーテンを得た。また比較例も実施例２と同様にして、下
記暗幕カーテンを得た。

昇温速度を測定しｆ二。その結果を第３図に示す。

このように酸化チタンを多く混入させた実施例３の暗幕
カーテンの昇温速度が遅く、最高到達温度も低い。また
、紫外線透過率を測定した結果を表５に示す。

この結果から明らかなように、実施例３の紫外線透過率
の低い事か確認できる。

実施例４．比較例４ 実施例２と同様の原綿を７５重量％と芯部かポリエチレ
ンテレフタレート、鞘部がイソフタル酸変成ポリエチレ
ンテレフタレートからなる芯鞘構造のバインダー繊維（
クラレ社製ソフィットＮ７２０２ｄｒＸ　５］ｎ＋ｍ）
を２５重量％混綿した後、カーデイングしウェッブを積
層した後、１５０°ＣＸＩ分の熱風処理をし、目付３０
ｇ／ｍ’の農業用不織布ノートを得た。

比較のため、比較例２と同様の原綿を用いて実施例４と
全く同一方法で目付３０ｇ／ｍ”の農業用不織布シート
を得た。実施例４および比較例４の農業用不織布ソート
をそれぞれ用いて実施例■と同様に太陽光下て昇温速度
を測定した結果を第４図に示す。

酸化チタンを多く混入させて実施例４の農業用不織布シ
ートの昇温速度が遅く、最高到達温度も低い。また紫外
線透過率を測定した結果を表６に示す。

この結果から明らかなように、実施例４の紫外線透過率
の低い事が確認できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１および比較例１で得られたフィルム
の裏側と断熱材の間に皮膚温度センサーを挟み、直射日
光下で温度上昇を測定した結果である。曲線の説明は次
の通りである。 実施例１ 比較例Ｉ 外気温度 第２図は、実施例２および比較例２で得られた布帛の裏
側と断熱材の間に皮膚温度センサーを挟み、直射日光下
で温度上昇を測定した結果である。 曲線の説明は次の通りである。 実施例２ 比較例２ 一一−−−−−−−−−：外気温度 第３図は、実施例３および比較例３で得られた暗幕カー
テンの裏側と断熱材の間に皮膚温度センサーを挟み、直
射日光下で温度上昇を測定しに結果である。曲線の説明
は次の通りである。 実施例３ 比較例３ 一−−−−−−−−−−−−−−−−−：外気温度第４
図は、実施例４および比較例４で得られた農業用不織布
シートの裏側と断熱材の間に皮膚温度センサーを挟み、
直射日光下で温度上昇を測定した結果である。 ；実施例４ 比較例４ ；外気温度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長０．３〜１．２μｍ域の平均反射率が６５％
   以上で平均透過率が１５％以下の粒子から選ばれた１種
   または２種以上を２重量％以上含有し、波長０．３〜１
   ．２μｍ域の平均分光反射率が６５％以上で平均分光透
   過率が２５％以下のポリマーからなる被覆材。
2. （２）請求項１に記載の被覆材を用いた衣服。
3. （３）請求項１に記載の被覆材を用いたカーテン。
4. （４）請求項１に記載の被覆材を用いた農業用シート。