JPH09170176A - 涼感性繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線を吸収するとともに可視光線および近
赤外線を反射して、紫外線の皮膚への作用を防止すると
ともに、遮熱作用により涼感効果を有し、且つこれらの
効果の耐洗濯性と風合を持続的に保持した涼感性繊維を
提供する。 【解決手段】 有機ポリマー粒子をバインダーによりそ
の表面に固着させた涼感性繊維。特に有機ポリマー粒子
の平均粒子径が０.５〜１５μｍであることを特徴とす
る涼感性繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は涼感性を有し、且つ
紫外線から皮膚を保護する作用を有する、特に衣料およ
びインテリア用途に好適な涼感性繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】直射日光下で着用しても暑さを抑えるこ
とができ、且つ皮膚に有害な作用を生じる紫外線を遮断
できる繊維に対する要望が最近強く求められて来てい
る。これに応えるひとつの方法として、微粒子による太
陽光線の反射および吸収特性を利用して繊維に遮光・遮
熱機能を付与する技術がいくつか開示されている。

【０００３】特開平３−２１３５３６号公報には、波長
範囲０.４〜２μｍの電磁波の分光反射率が５０％以上
のセラミックスを５〜３５重量％含有する合成繊維を含
む遮光体が開示されている。この発明では遮光性を有す
る合成繊維はセラミックスを紡糸原液中に分散させて紡
糸することによって製造される。

【０００４】特開平７−１８９０１８号公報は合成繊維
製造時に酸化防止剤／紫外線吸収剤／金属酸化物微粒子
／及び顔料酸化チタンを、それぞれ０.００５〜０.８／
０.１〜３／０.５〜５／０.０２〜２.０重量％合成ポリ
マー中に均一に含有させて、紫外線を吸収し、可視光線
および近赤外光線を反射する遮光性合成繊維を開示して
いる。

【０００５】また特開平５−７８９７６号公報にはチタ
ン酸アルカリ金属またはチタン酸アルカリ土類金属のう
ちの少なくとも１種のセラミック微粒子と皮膜形成能を
有する樹脂とを固着せしめた布帛であって、通気度が５
ｃｃ／ｃｍ²／ｓｅｃ以上であることを特徴とする涼感
性を有する繊維布帛が記載されている。

【０００６】しかし、特開平３−２１３５３６号公報お
よび特開平７−１８９０１８号公報の技術はいずれも酸
化チタンや酸化珪素などの無機の微粒子を合成繊維中に
含有するものであり、対象とする繊維は合成繊維に限定
されている。また特開平５−７８９７６号公報に開示さ
れた繊維布帛は、チタン酸アルカリ金属やチタン酸アル
カリ土類金属のセラミック粒子を繊維表面に付着させて
いるので着用した場合、風合が硬くまた洗濯や物理的外
力により脱落しやすい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は紫外線を吸収
するとともに可視光線および近赤外線を反射して、紫外
線の皮膚への作用を防止するとともに、遮熱効果により
涼感作用を有し、且つこれらの効果の耐洗濯性と風合を
持続的に保持した涼感性繊維を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機ポリマー
粒子をバインダーによりその表面に固着させた涼感性繊
維に関する。特に有機ポリマー粒子の平均粒子径が０.
５〜１５μｍであることを特徴とする上記涼感性繊維に
関する。

【０００９】本発明の涼感性繊維は繊維の表面に有機ポ
リマーの粒子をバインダーで固着することにより、繊維
に紫外線を吸収するとともに可視光線および近赤外線を
反射する能力を付与し、もって紫外線の皮膚への作用を
防止するとともに、遮熱効果により涼感作用をもたせた
ところに特徴がある。繊維に太陽光線を遮断する機能を
付与するために、従来は無機の微粒子が利用されてき
た。これは一般に、無機微粒子が太陽光線の透過性がよ
り低く、且つ反射能がより高いためであろうと思われ
る。無機微粒子は合成繊維の製造中に合成ポリマーと均
一に混合して合成繊維中に含有させることもできるし、
天然繊維のような既存の繊維の表面に付着することも可
能である。しかし前者の方法は天然繊維のような既存の
繊維や布帛のごとき繊維製品には適用できない。また後
者の方法により無機微粒子を繊維表面に付着させた場
合、繊維の風合を損なうという重大な欠陥がある。

【００１０】本発明者らは、天然繊維のような既存の繊
維にも適用でき、更に繊維製品である織物や編み物のよ
うな布帛にも適用できる後者の方法により、繊維に涼感
性能を付与するともに、繊維本来の風合を損なわず、し
かも洗濯によっても容易にその性能が低下しない涼感性
繊維の研究を進めてきた。その結果、意外にも有機のポ
リマーからなる微粒子をバインダーにより繊維の表面に
固着させることにより、その目的が達せられることを発
見したものである。しかも驚くべきことに、紫外線吸収
剤の添加を要することなく、波長０.２４〜０.４μｍの
紫外線を吸収して紫外線の透過量を低減できることを発
見した。

【００１１】即ち有機ポリマー粒子を繊維表面に固着す
ることにより、無機粒子を固着する方法とちがって次の
ような特徴を出すことができる。 １．元の繊維と比較して光沢等外観上の見劣りが現れな
い。 ２．風合の低下がほとんど生じない。 ３．洗濯耐久性がよい

【００１２】本発明の効果は、太陽光線の中で、生化学
作用の強い近紫外線（０.２９〜０.４μｍ）を吸収する
と同時に、熱エネルギーの大きい可視光線（０.４〜０.
７μｍ）および近赤外線（０.７〜２μｍ）を反射する
ことによって達成することができる。可視および近赤外
の光を効率良く反射し、紫外線を吸収するためには、有
機ポリマー粒子の平均粒子径は０.５〜１５μｍ、好ま
しくは１〜１０μｍであることが必要である。平均粒子
径が０.５μｍよりも小さくなると光を反射する作用が
低下する。また１５μｍより大きい場合は、反射すべき
波長領域との長さの差が増加することに加えて、繊維へ
の付着均一性が低下することによりやはり反射作用が低
下するとともに、繊維の風合および洗濯耐久性が低下す
る。

【００１３】本発明で使用する有機ポリマー粒子は、ポ
リスチレン類、ポリアミド類、ポリ塩化ビニル、ポリオ
レフィン類、ポリウレタン類、ポリエステル類、ポリア
クリル酸類、ポリアクリル酸エステル類、ポリアクリロ
ニトリル類およびエポキシ樹脂の一種または二種以上の
混合物である有機ポリマーから形成される。ポリスチレ
ン類には例えばポリスチレンホモポリマー、ポリブタジ
エンゴムまたはスチレンブタジエンゴムとポリスチレン
とをブレンドまたはグラフトした衝撃強度改良ポリスチ
レン、ＡＢＳ共重合ポリマーが、ポリアミド類には例え
ばナイロン６、ナイロン６６ポリマーが、ポリオレフィ
ン類には例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが、ま
たポリエステル類には例えばポリエチレンテレフタレー
トが、ポリアクリル酸類にはポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸およびこれらの共重合体、更にはこれらとポリ
アクリル酸エステル類との共重合体等が、ポリアクリル
酸エステル類にはポリメチルメタクリル酸、ポリエチル
メタクリル酸等が、またポリアクリロニトリル類にはポ
リアクリロニトロル、アクリロニトリルとメタクリロニ
トリル、アクリル酸メチル等との共重合体等が含まれ
る。またエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂も使用すること
ができる。粒子表面での反射率を高くするためには有機
ポリマー粒子の屈折率が高い程有利である。また粒子内
部でも反射を生じるためには同じ屈折率であっても粒子
内部に屈折率界面が存在するように結晶性のポリマーで
あることがより好ましい。実際、上記で列挙したポリマ
ー類およびそれらのブレンド物のうち、光の散乱性、微
粒子への成形性および低価格性の面から特にポリウレタ
ン、ポリアクリル酸エステル、ポリアミドが好ましい。

【００１４】有機ポリマー粒子の形状は、球状、円盤
状、破断面や突起を有する形状、その他の不定形状のい
ずれであっても涼感性には差はないが、一定形状で製造
の容易さから、球形が好ましいと言える。

【００１５】このような有機ポリマー粒子は、懸濁重合
法によって直接製造する方法、適当な濃度のポリマー溶
液から適当な条件下で非溶媒により析出させる方法、適
当な濃度の溶液から噴霧乾燥により粒子とする方法等が
使用できる。また市販のポリマー粒子、例えばアートパ
ールＧ−７Ｐ（根上工業社製；平均粒径７μｍ、ポリメ
チルメタクリレート粒子）、アートパールＣ−８００
（根上工業社製；平均粒子５μｍ、ポリウレタン粒子）
等を用いることもできる。

【００１６】有機ポリマー粒子は、繊維の重量に対して
１〜１５重量％、好ましくは２〜８重量％を付着させる
ことでその効果を最も良く発現することができる。１重
量％より少ない付着量では光を反射する効果が低いが、
１５重量％より多くなると光の反射効果が増加しない割
に、むしろ繊維の風合を低下させて不都合である。

【００１７】有機ポリマー粒子には、必要であれば紫外
線吸収剤、着色剤、帯電防止剤その他の添加物を加える
こともできる。

【００１８】有機ポリマー粒子を固着してその涼感を改
良する繊維としては、木綿繊維、麻繊維等の天然繊維、
ビスコース法レーヨン、銅アンモニア法レーヨン等の再
生繊維、アセテートのような半合成繊維、ポリエステル
等の合成繊維のいずれであってもよい。また長繊維、紡
績糸、混紡糸のいずれであってもよい。

【００１９】また本発明の涼感性繊維には、布帛状態に
ある繊維に有機ポリマー粒子を固着してその涼感性を付
与した繊維を含むが、これに使用できる布帛としては上
記の繊維からなる織物、編み物、不織布のいずれであっ
てもよい。更に、本発明は製品形態として仕上がった衣
料、インテリア等に有機ポリマー粒子を固着して涼感性
を付与した繊維製品を含む。

【００２０】繊維への有機ポリマー粒子の固着は次のよ
うにして行うことができる。バインダーを含む溶液に有
機ポリマー粒子を分散した処理液を含む浴に繊維（また
は布帛、繊維製品）を浸漬し、過剰の処理液を絞り取っ
た後、加熱して乾燥するとともにバインダーを硬化させ
て、有機ポリマー粒子を繊維表面に固着させる。未加工
の繊維そのものへの有機ポリマーの固着は、チーズ、コ
ーン等の状態に巻き取られた繊維を連続して引き出しつ
つ処理液に浸漬し、乾燥ゾーンを通して乾燥し、有機ポ
リマー粒子を固着乾燥した繊維を連続して巻き取ること
によって行うことができる。この場合繊維への有機ポリ
マー粒子およびバインダーの付着量は、処理液中の有機
ポリマー粒子の濃度およびバインダーの濃度、および処
理浴中を通る繊維の滞留時間を選択することによって制
御することができる。繊維へのバインダーの付着量は繊
維に対して１〜３重量％、好ましくは１.５〜２.０重量
％である。

【００２１】使用するバインダーは水に溶解しないこ
と、粘着性がないことおよび繊維の風合を損なうような
剛直性がないことを必須用件とするが、それ以外には特
に制限はない。しかし、好ましくは加熱処理前は水溶性
であり、加熱により水不溶性となるものが、処理液媒体
として水が使用できるため最も好ましい。この点で好ま
しいバインダーはポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリ
エステル、ポリアミド、ポリアミノ酸ウレタン共重合体
であり、特に好ましいバインダーはポリウレタン、ポリ
アクリル酸、ポリアミノ酸ウレタン共重合体である。

【００２２】以下、実施例により本発明を説明する。実施例 １ 次の成分を含む水性処理液を調製した。 処理液成分： ＰＭＭＡ粒子（商品名「アートパールＧ−７Ｐ」、 根上工業社製：平均粒径７μｍ） １０ 重量％ バインダー（ポリウレタン系接着剤；商品名「エラストロン ＭＦ-２５」、第１工業製薬社製） ８ 〃 触媒（商品名「エラストロンキャタリスト ６４」、 第１工業製薬社製） ０.３ 〃 この処理液に室温で綿ブロード（糸の太さ；タテ、ヨコ
共５０番手、織密度；タテ１４４本、ヨコ７８本）を浸
漬し、取り出して、絞り率６０％で絞った後、１１０℃
で２分間乾燥、次いで１６０℃で２分間熱固定を行っ
た。これにより綿繊維の表面に繊維に対して５.０重量
％のＰＭＭＡ粒子（球形）を固着させることができた。
処理前後で綿ブロードの風合に変化はなかった。有機ポ
リマー粒子の固着状態を観察した電子顕微鏡写真を図１
に示す。

【００２３】実施例 ２ ＰＭＭＡ粒子の代わりにポリウレタン粒子（根上工業社
製、商品名「アートパールＣ−８００」；平均粒径５μ
ｍ、球形）を使用した以外は、実施例１と同じ方法を用
いて綿繊維の表面にポリウレタン粒子を固定した。ポリ
ウレタン粒子の固着量は繊維に対して６.７重量％であ
った。処理前後で綿ブロードの風合に変化はなかった。

【００２４】実施例 ３ ＰＭＭＡ粒子の代わりにポリウレタン粒子（根上工業社
製、商品名「アートパールＵ−７０２０；平均粒径６.
３μｍ、球形）を使用した以外は、実施例１と同じ方法
を用いて綿繊維の表面にポリウレタン粒子を固定した。
ポリウレタン粒子の固着量は繊維に対して５.０重量％
であった。処理前後で綿ブロードの風合に変化はなかっ
た。

【００２５】実施例 ４ 実施例３において、ポリウレタン粒子の濃度を変えるこ
とによりポリウレタン粒子「アートパールＵ−７０２
０」（根上工業社製；粒径６.３μｍ、球形）の固着量
を１.５から８.１重量％まで変えた綿ブロードを調製し
た。

【００２６】実施例 ５：遮熱効果の評価 実施例１〜３で得た有機ポリマー粒子固着綿ブロードの
遮熱効果を後述の遮熱測定方法で評価した。表１に、太
陽光線下に設置後２０分後の、綿ブロード裏面位置に於
ける温度上昇を未処理の綿ブロードの場合の温度上昇と
の差として示した（裏面位置の温度は設置後約７〜９分
で一定温度になり、その後はほぼ一定温度を保った）。
表面からの太陽光線照射による裏面位置の温度上昇は、
未処理の綿ブロードに較べて４.５〜５．０℃も低く、
優れた遮熱効果が確認された。実施例１〜３で得られた
有機ポリマー粒子固着綿ブロードと未処理綿ブロードの
裏面位置温度の上昇曲線を図２に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例 ６：光遮断効果の評価 実施例４で得られた涼感性繊維である綿ブロードについ
て、有機ポリマー粒子の固着量と光遮断効果の関係を測
定した。結果を表２に示した。４００ｎｍの光の透過率
はこの固着量範囲ではほぼ固着量の増加と共に減少して
おり、光遮断効果が明瞭に確認された。また同じ波長の
光の反射率はポリウレタン粒子の固着量の増加とともに
増加していることが確認された。

【００２９】

【表２】

【００３０】「アートパールＵ−７２００」の固着量
３.８重量％の綿ブロードの透過および反射スペクトル
（実線）を未処理の綿ブロード（破線）と共に図３およ
び図４に示した。

【００３１】〔評価法〕遮熱性測定方法 図５に示すように、たて８ｃｍ×よこ８ｃｍ、深さ１ｃ
ｍに切り込んだ溝を有する断熱材（５）の溝の底に熱セ
ンサー（３）を設置し、その上に綿製の黒布（４）をか
ぶせ、更に上記溝を覆うように断熱材表面に本発明の涼
感性繊維からなる布帛（１）（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を
張り、これを太陽光線下において熱センサー部の温度上
昇を測定する。温度上昇は未処理の布帛（２）との温度
差で評価するため、同じ断熱材上に並べて溝を作り、同
じように温度センサーと黒布および未処理の布帛を設置
して温度上昇を測定する。

【００３２】光遮断効果の測定 本発明の涼感性繊維からなる布帛および未処理の布帛
（６.０ｃｍ×６.０ｃｍ）を用いて、日立製作所製のＵ
−４００形自記分光光度計により０.２４〜２.６μｍの
範囲の透過および反射スペクトルを測定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施例１の有機ポリマー粒子を固着し
た繊維の表面状態を示す走査型電子顕微鏡写真。

【図２】 実施例１〜３の遮熱効果を表す裏面位置温度
上昇曲線。

【図３】 本発明実施例４の有機ポリマー粒子３.８重
量％付着綿ブロードおよび未処理綿ブロードの透過光ス
ペクトル。

【図４】 本発明実施例４の有機ポリマー粒子３.８重
量％付着綿ブロードおよび未処理綿ブロードの反射光ス
ペクトル。

【図５】 遮熱性測定装置の概略図。

【符号の説明】

１．有機ポリマー粒子固着繊維試料、２．比較用未処理
試料、３．熱センサー、４．黒布、５．断熱材、６．太
陽光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝圓 進 大阪府大阪市中央区久太郎町２丁目４番31 号 倉敷紡績株式会社大阪本社内 (72)発明者 西田 武志 石川県能美郡根上町道林町ロ−22 根上工 業株式会社内 (72)発明者 光成 一 大阪府大阪市淀川区宮原４丁目１番43号 オージー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ポリマー粒子をバインダーによりそ
   の表面に固着させた涼感性繊維。
2. 【請求項２】 有機ポリマー粒子の平均粒子径が０.５
   〜１５μｍである請求項１記載の涼感性繊維。
3. 【請求項３】 有機ポリマー粒子がポリスチレン類、ポ
   リアミド類、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン類、ポリ
   ウレタン類、ポリエステル類、ポリ（メタ）アクリル酸
   類、ポリ（メタ）アクリル酸エステル類、ポリアクリロ
   ニトリル類およびエポキシ樹脂の一種または二種以上の
   混合物である有機ポリマーから形成される請求項１また
   は２記載の涼感性繊維。