JPH05239716A - 保温性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 融点が 110℃以上の熱可塑性重合体Ａと融点
が15〜50℃、降温結晶化温度が40℃以下、結晶化熱が10
mJ／mg以上である熱可塑性重合体Ｂとから成る複合繊維
であって、繊維重量に対して 0.1〜20重量％の遠赤外線
放射能力を有するセラミック微粒子を含有し、かつ、重
合体Ａが繊維表面を覆っている保温性複合繊維。 【効果】 体温や外気温の変化により発熱性を有すると
同時に太陽光線によりその保温性を持続できる保温性繊
維が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衣料用に適した保温性
複合繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ポリアミド、アクリル繊
維を初めとする合成繊維は、衣料用として広く使用され
ているが、近年、特殊な機能を持った衣料用繊維が要望
されるようになってきた。その一つとして、保温性繊維
がある。

【０００３】従来、蓄熱保温性繊維として、遠赤外線放
射能力を有する物質を含有又は付着させたものが提案さ
れ（例えば特開平１−314715号など）、実用化されてい
る。しかし、この繊維は太陽光線を吸収して初めて保温
効果を示すもので、外界温度の変化に対応して発熱した
りするものではなかった。

【０００４】一方、体温や外気温の変化により発熱する
発熱性繊維も提案されているが、降温結晶化が終了して
しまえば、保温性が持続しなくなるという問題点が残さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、体温や外気
温の変化により発熱性を有すると同時に太陽光線により
その保温性を持続できる保温性繊維を提供しようとする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究の結果、特定の融点と結晶化
特性を有する熱可塑性重合体からなる成分を通常の熱可
塑性重合体からなる成分で被覆した形態の複合繊維に遠
赤外線放射能力を有するセラミック微粒子を含有させる
ことにより、衣料用繊維として必要な特性を保持し、か
つ、保温性を有する繊維が得られることを見出し、本発
明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、融点が 110℃
以上の熱可塑性重合体Ａと、融点が15〜50℃、降温結晶
化温度が40℃以下、結晶化熱が10mJ／mg以上である熱可
塑性重合体Ｂとからなる複合繊維において、繊維重量に
対して 0.1〜20重量％の遠赤外線放射能力を有するセラ
ミック微粒子を含有し、かつ、重合体Ａが繊維表面を覆
っていることを特徴とする保温性複合繊維にある。

【０００８】本発明において、融点及び結晶化特性は、
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を
用い、次の条件で測定する。すなわち、窒素気流中にお
いて、−30℃から昇温速度10℃／分で、 280℃まで昇温
し、5 分間保持した後、降温速度10℃／分で−30℃まで
降温して３分間保持し、再び昇温速度10℃／分で 280℃
まで昇温して測定する。再昇温時の融解温度のピークを
融点Tm、、 降温時の結晶化温度のピークを降温結晶化温
度Tc、結晶化ピーク面積を結晶化熱△Hcとする。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明における重合体Ａは、融点が 110℃以上のものであ
ることが必要であり、好ましくは 170℃以上、最適には
210℃以上のものがよい。融点が 110℃未満のもので
は、繊維が熱湯に耐えられなかったり、アイロンがかけ
られないといった問題があり、実用上不適当である。

【００１０】重合体Ａの具体例としては、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリオレフィンなどが挙げられるが、
最も好ましいものは、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及びこれらを主体とするポリ
エステルである。

【００１１】次に、重合体Ｂは、融点が15〜50℃のもの
であることが必要であり、好ましくは20〜45℃、最適に
は30〜40℃のものがよい。融点があまり低いと室温で融
解状態となり、逆に融点があまり高いと体温や外気温で
は融解しないため、本発明の目的を達成することができ
ない。

【００１２】また、重合体Ｂは、降温結晶化温度が40℃
以下のものであることが必要であり、好ましくは35℃以
下、最適には30℃以下のものがよい。当然のことなが
ら、結晶化は融点より低い温度で起こるのであるが、外
気の温度が高い所から低い所へ移動したときに繊維が発
熱する必要があるため、降温結晶化温度が40℃以下でな
ければならない。

【００１３】さらに、重合体Ｂは、結晶化熱が10mJ／mg
以上のものであることが必要であり、好ましくは30mJ／
mg以上、最適には50mJ／mg以上のものがよい。結晶化熱
が10mJ／mg未満のものでは、実質上保温効果が得られな
い。

【００１４】重合体Ｂの具体例としては、直鎖脂肪族ジ
カルボン酸成分と直鎖脂肪族ジオール成分とから得られ
るものがある。直鎖脂肪族ジカルボン酸成分の具体例と
しては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、セバシン酸など及びこれらのエステル形成性誘導
体が挙げられる。また、直鎖脂肪族ジオール成分の具体
例としては、エチレングリコール、プロパンジオール、
1,４−ブタンジオール、1,５−ペンタンジオール、1,６
−ヘキサンジオール、1,９−ノナンジオールなどが挙げ
られる。

【００１５】また、重合体Ｂのジカルボン酸及びジオー
ル成分は各々2 種以上併用してもよく、繊維の保温効果
を損なわない範囲でテレフタル酸、イソフタル酸、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸、コハク酸、トリメリッ
ト酸、オキシ安息香酸、1,４−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、ジエチレングリコール、1,４−シクロヘキサンジ
メタノールなどを共重合成分として併用してもよい。

【００１６】このような直鎖脂肪族ポリエステルは、常
法により製造することができる。すなわち、ジカルボン
酸成分とジオール成分とをエステル化又はエステル交換
反応させた後、重縮合反応を行うことによって製造する
ことができる。

【００１７】重合体Ｂの降温時の結晶化温度は、結晶核
剤を含有させることによりコントールすることもでき
る。結晶核剤としては、タルク、シリカ、ガラスチョッ
プドストランド、二酸化チタン、珪酸カルシウム、三酸
化アンチモンのような無機化合物の微粒子、ステアリン
酸マグネシウム、安息香酸ナトリウムのような有機酸塩
の微粒子、ジナトリウムスルホビスフェノールＡのエチ
レンオキシド付加物、弗素樹脂、有機シリコーン、ポリ
アクリル酸架橋体、ポリスチレン架橋体、ポリアリレー
トのような有機化合物の微粒子などを用いることがで
き、2 種以上併用してもよい。

【００１８】結晶核剤を含有させる場合、0.01〜3.0 重
量％含有させるのが適当である。この含有量があまり少
なければ結晶化促進剤としての効果が乏しく、逆にあま
り多いと紡糸あるいは延伸時に繊維の切断などが起こり
やすく、また、紡糸口金パックフィルターの寿命が短く
なるなどの問題が起こり、安定して繊維を製造すること
ができない。結晶核剤はエステル化又はエステル交換反
応時に添加してもよいし、重縮合反応の段階で添加して
もよい。

【００１９】一方、本発明の複合繊維を構成する重合体
Ａあるいは重合体Ｂに混合する遠赤外線放射能力を有す
るセラミックとしては、例えばチタン、ジルコニウム、
ハフニウムの如き周期律表第IV族の遷移金属の炭化物
や、珪素、ホウ素、タンタルなどの炭化物、チタン、珪
素、クロム、ジルコニウム、鉄、銅などの酸化物や、雲
母、方解石などの結晶体などを挙げることができる。特
に好ましいものは、遠赤外線放射能力の大きい周期律表
第IV族の遷移金属の炭化物である。

【００２０】本発明で用いられる微粒子は、10μm 以下
の粒度に粉砕した粉末で、より好ましくは１μm 以下の
粒度の微粉末である。粒子が大きすぎると、繊維に含有
させる場合、製糸工程での濾材の目詰まりや、糸切れな
どによる可紡性の低下などの問題が生じ、たとえ紡糸を
行うことができても、延伸工程での糸切れ発生の問題が
ある。

【００２１】遠赤外線放射能力を有するセラミック微粒
子は、常温域での保温性に有効なものであり、その配合
量は、繊維重量に対して、0.1 〜20重量％、好ましくは
１〜10重量％とするのが適当である。この配合量が 0.1
重量％未満では目的とする保温性が得られず、20重量％
を超えると繊維の生産性が悪く、しかも糸質的に十分な
強度が得られない。

【００２２】遠赤外線放射能力を有するセラミック微粒
子を重合体に混合する方法としては、紡糸時にセラミッ
ク微粒子と重合体とを直接混合して溶融紡糸する方法、
予め重合体と遠赤外線放射能力を有するセラミック微粒
子とをニーダなどの混練機や混合機などで混合したもの
を溶融紡糸する方法がある。この場合、セラミック微粒
子を重合体Ａと重合体Ｂのどちらか、あるいは両方に混
合すればよい。

【００２３】本発明の複合繊維は、重合体Ａが繊維表面
を覆うように常法によって複合紡糸することにより製造
することができる。紡糸に際しては、各成分の融点や溶
融粘度を考慮して、最適な条件を採用することが必要で
あるが、通常、紡糸温度 180〜300℃、好ましくは200〜
280℃で紡糸される。

【００２４】複合形態としては、重合体Ａが鞘、重合体
Ｂが芯となった芯鞘型、重合体Ａが海、重合体Ｂが島と
なった海島型、重合体Ａの中に重合体Ｂが層状に配列さ
れた多層型などが挙げられるが、芯鞘型が最も好まし
い。繊維の断面形状は円形に限られるものではなく、三
角形や四角形などの異形断面でもよい。

【００２５】重合体Ａと重合体Ｂとの複合比は、重量比
で１：４〜４：１が適当である。重合体Ａの割合があま
り少ないと重合体Ｂが繊維表面に露出したり、繊維の強
度が低くなったりして好ましくなく、逆に重合体Ｂの割
合があまり少ないと体温や外気温の変化による発熱性能
が劣ったものとなる。

【００２６】なお、本発明の繊維には、必要に応じて、
吸湿剤、湿潤剤、艶消剤、着色剤、安定剤、難燃剤、制
電剤などを含有させることができる。

【００２７】本発明の繊維は、優れた保温性を有してい
るので、保温性の要求されるスキー用ジャケット、スキ
ー用ワンピース、スキー用パンツなどのスキーウエア
（表地、裏地のいずれにも使用可能）を初め、スウェッ
トウエア、スウエットシャツ、シャツ、タイツ、ウイン
ドブレーカー、トレーニングウエア、アンダーウエア、
水着、ウエットスーツ、ウエットスーツの内張りなどの
スポーツ衣料、登山、フイッシング、ハンティング等の
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）、ウイ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
グッズ、日常使用する防寒衣、作業着、冷え防止肌着、
腹巻、腹帯、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、シーツ、マットレス、敷布団な
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、座布団などの
インテリア製品、テント、寝袋、農業保温材、保温用カ
バー剤、手袋合皮基布などの多種、多様の用途に用いら
れる。

【００２８】

【作用】本発明の繊維は、重合体Ｂが結晶化するときに
発する結晶化熱により発熱性を示し、また、セラミック
微粒子を含有するので太陽光線エネルギーを吸収して熱
エネルギーに転換、放射することによりその保温性を持
続するものである。そして、重合体Ｂは繊維表面に露出
せず、繊維表面は高融点の重合体Ａで覆われているた
め、衣料用繊維として必要な特性を保持し、かつ、保温
性能を示すものである。

【００２９】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体例に説明す
る。なお、例中の特性値の測定、評価法は、次のとおり
である。 極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度20℃で測定した。 保温性 試料繊維の平織物とポリエチレンテレフタレート繊維の
平織物とを金属版に貼り、常温より昇温し、60℃で30分
間保持後、自然冷却して、15℃に保持し、写真用100W白
色光源を照射し、織物の表面温度を赤外線映像装置（日
本電子社製サーモビュアＪＴＧ−ＩＢ／ＩＢＴ型）で観
察し、両織物の表面温度差を求めて評価した。

【００３０】実施例１ アジピン酸とエチレングリコールとを常法によりエステ
ル化反応させ、エステル化反応生成物にアジピン酸１モ
ルに対して３×10^-4モルのテトラブチルチタネートを触
媒として加え、 270℃、１トルで３時間重縮合反応を行
い、重合体Ｂ（ポリエステル）を得た。得られた重合体
Ｂは、〔η〕0.58、Tm 48℃、Tc 17℃、△Hc 50mJ／mg
であった。重合体Ｂ96重量部と粒径0.7μmの炭化ジルコ
ニウム微粒子（ＺｒＣ）４重量部とを均一に溶融混合し
てセラミック混合組成物を得た。このセラミック混合組
成物を芯成分、〔η〕0.68のポリエチレンテレフタレー
トを鞘成分とし、通常の芯鞘型複合繊維用溶融紡糸装置
を使用して、ポリエチレンテレフタレート：セラミック
混合組成物の重量比を１：１として紡糸し、延伸して75
ｄ／36ｆのフィラメント糸を得た。得られたフィラメン
ト糸を用いて、平織物を製織し、保温性を評価した。

【００３１】実施例２〜６ 芯成分として、表１に示した組成、特性値の重合体Ｂと
セラミック微粒子を溶融混合したものを用い、実施例１
と同様に試験を行った。ただし、実施例６は複合形態を
海島型にした。その他は実施例１と同じである。

【００３２】比較例１〜３ 芯成分として、表１に示した組成、特性値のセラミック
混合組成物を使用し、実施例１と同様な試験を行った。

【００３３】上記実施例及び比較例の結果をまとめて表
１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例７ 実施例１で用いた重合体Ｂを芯成分、ポリエチレンテレ
フタレート96重量部と粒径0.7μmのＺｒＣ４重量部とを
溶融混合したものを鞘成分とし、実施例１と同様な試験
を行った。織物の表面温度差（保温性）は 4.0℃であっ
た。

【００３６】比較例４ ポリエチレンアジペート75重量部と粒径0.7μmのＺｒＣ
25重量部とを溶融混合したセラミック混合組成物を芯成
分、ポリエチレンテレフタレート75重量部と粒径0.7μm
のＺｒＣ25重量部とを溶融混合したセラミック混合組成
物を鞘成分とし、通常の芯鞘型複合繊維用溶融紡糸装置
を用いて紡糸試験を実施した。紡糸性が悪く、円滑に紡
糸することができなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、衣料用繊維として適し
た、体温や外気温の変化によって発熱し、かつ、太陽光
線によって保温性を維持できる複合繊維が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０１ Ｍ 7199−3Ｂ Ｑ 7199−3Ｂ 8/04 Ｚ 7199−3Ｂ Ｄ０３Ｄ 15/00 Ｅ 7199−3Ｂ １０５ 7199−3Ｂ Ｈ０１Ｂ 3/12 ３３８ 9059−5Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が 110℃以上の熱可塑性重合体Ａ
   と、融点が15〜50℃、降温結晶化温度が40℃以下、結晶
   化熱が10mJ／mg以上である熱可塑性重合体Ｂとからなる
   複合繊維であって、繊維重量に対して 0.1〜20重量％の
   遠赤外線放射能力を有するセラミック微粒子を含有し、
   かつ、重合体Ａが繊維表面を覆っていることを特徴とす
   る保温性複合繊維。
2. 【請求項２】 セラミック微粒子が周期律表第IV族の遷
   移金属炭化物の微粒子である請求項１記載の保温性複合
   繊維。