JPS63182444A - 赤外線放射面状繊維構造物 - 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） 本発明は赤外線放射面状体、すなわち赤外線を　′・効
果的に放射する能力を有する新規な面状のｖｌＡＨＡ構
造物に関する。

（従来の技術及び本発明が解決しようとする問題点） 繊維の面状構造物、すなわち編織物、不織布及びそれら
の類似物の１つの用途は保温である。その保温能力を高
めるため中空糸を利用すること等が行なわれているが、
新しい試みとして赤外線放射粒子を含む樹脂を編織物に
コーティングすることが試みられている。このコーティ
ング法は、保温という而では効果的であるが、繊維が樹
脂によって固められたり、表面に形成された皮膜により
自由度を失ない、繊維本来の柔軟性、触感、風合い、美
観が著しく損なわれるという大きな欠点を有する。本発
明の目的は、このような欠点のないｔａＨＡ本来の柔軟
性、風合い、美観と、すぐれた赤外線放射能力とを共有
する新規な面状繊維構造物を提供するにある。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明の面状
繊維構造物は、赤外線放射粒子を８％重量以上含有する
赤外線放射ｔａ維と通常繊維とからなる面状繊維構造物
において、該赤外線放射ｗＡｍが表面側又は裏面側の一
方に偏って配置されていることを特徴とする。

ここで面状Ｐａｍ構造物とは１織物、不織布及びそれに
類似する面状体を云う。

赤外線放射粒子とは、赤外線を効果的に放射する粒子で
、例えば５０℃に３いて波長４．５−１５μｍの領域の
平均の赤外線放射率が５０％以上のものを云う。赤外線
放射率は、黒体の放射強度を１００％としたときの放射
強度比であり、本発明の目的には、赤外線放射粒子の平
均放射率は６０％以上が好ましく７０％以上が最も好ま
しい。特に、高純度（例えば９５％以上、特に９９％以
上）のアルミナ（１２ｃ）ａ）、ムライト（１〜２ｋ１
２０ｓ−８１０ｚＬ　　ジルコニア（ｚｒＯ２）、マク
ネシア（ＭｇＯ）等の粒子は上記平均放射率が７５％以
上で最も好ましい。

赤外線放射粒子の粒径は、繊維の製造に支障のない程度
に充分小さいことが好ましい。通常の太さの繊維の場合
は、粒子の平均粒径は０．１〜５μｍ程度、特に０．２
〜１μｍの範囲が好適である。

粒子はそのま＼゛で、或いは分散性を改良するために有
機物や界面活性剤で表面処理されてポリマーに混合され
ｖＩ４維が製造される。

本発明の面状構造物は、上記赤外線放射粒子を８重量％
以上含有する赤外線放射！ａ＃！と、通常繊維とからな
る。通常繊維とは、赤外線放射粒子を実質的に含まない
（例えば含有率８％未満、特に１％以下）天然又は人造
の有８１繊維である。

赤外線放射繊維は、赤外線放射粒子を８重１％以上含有
する。ここで含有とは、繊維を形成するポリマー中に該
粒子が分散、混合されていることを意味し、ｍ維表面に
コーティング法等で付着せしめたものは除く。

赤外線放射繊維は、ｆ４４維全体に該粒子が混合されて
いてもよく、該粒子を混合したポリマー（赤外線放射層
）と該粒子を実質的に混合しない層（保護層）とが接合
された複合繊維でもよく、又該粒子の［１又は混合率の
異なる複数のポリマーが接合された複合嘩紬でもよい。

又赤外線放射繊維及び通常繊維は夫々一種に限定されて
使われる必要はなく、夫々２Ｍ以上が混合使用されて本
発明の面状構造物を形成してもよい。

本発明の面状構造物において、赤外線放射繊維は表面又
は裏面の一方に偏ってより多く（他方はより少なく）配
置されている。すなわち表面と裏面とは対称でなく非対
称であり別の１造を宵する。

これに対し通常繊維は表裏対称でもよく非対称配置でも
よいが、多くの場合赤外線放射繊維と逆の非対称配置と
される。例えば、表側は赤外線放射繊維のみからなり、
裏側は通常繊維のみから構成してもよく、裏表を逆にし
てもよく、又表側は赤外線放射ｍ維が主として用いられ
通常ＪＪは少量であり、裏側は通常ｖＡｍが主として用
いられ赤外線放射繊維が少量であってもよい。一方の面
を構成する＆ａｍ中の赤外線放射繊維の比率（重涜％）
Ａと他方の面を構成する赤外線辰射４ａ維の構成比率Ｂ
との差Ｉ　Ａ−Ｂ　ｌ　（絶体値）は、ムに対し２０％
以上が好ましく、５０％以上が特に好ましく、７５〜１
００％が最も好ましい。

織物の場合、平織は多くの場合裏表対称構造であるが、
浚織り例えば２／１，８／１，８／２綾等は非対称構造
を有し本発明に有用であり、同様に朱子織、ループ又は
カットパイル等の立毛織物及び２重織も本発明に応用可
能である。編物の場合両面丸編やサテン、トリコット、
及びループ及びカットパイル編物などの表裏非対称のも
のが本発明に応用し得る。同様に、赤外線放射繊維をよ
り多く含む不織布と、該繊維をより少なく含む又は含ま
ない不織布とを重ねて再度ニードルパンチ法等により一
体化して表裏非対称化することが出来る。これらの編織
物は、製造容易でそのもの自体の美観や風合いを損なわ
ず、しかもかなり広範に非対称性（赤外線放射繊維の偏
り）を目的に応じコントロールし得るので、本発明の目
的に最適である。

一方、赤外線放射繊維をより多く含む編織物や不織布と
該繊維をより少なく含む又は含まない編織物や不織布と
を重ね、その間を接着剤で接着して一体化して本発明の
面状構造物とすることも出来る。しかし、接着により構
造物が固くなる傾向があり、更に薄いものや軽いものを
得想い等の問題がある。接着の場合、接着剤を全面塗布
しないで接着剤を多点状や網状等に配置したり、自己接
着性繊維を利用すると柔軟性が改善され好ましい。

編織物や不織布を複数重ねて縫合し一体化することも可
能であるが、軽量性、製造能率や美観の点でやや劣る。

第１図及び第２図は本発明ｔｒａ維構造物の断面模式図
の例である。第１図は赤外線放射繊維の多い部分（以下
赤外線放射面と記す）（１）と赤外線放射繊維の少ない
（混用率Ｏの場合を含む）部分（以下保温面と記す）（
２）からなる２１１構造物である。

第２図は赤外線放射面（１）と保温ｉ　（２）　（７）
開基２中′間層（３）を有する８層構造物の例である。

第１図及び第２図のような構造は、例えば複数の編織物
、不織布を重ね接着等により一体化した場合に限らず、
表面と裏面が真なる非対称Ｉ！織物をも示す。第２図の
ような中間層を有する例としては２重織物、両面編物な
どがあり、中間層のｍ維は通常糸でも赤外線放射繊維で
も、両者の混合されたものでもよい。

第８図は非対称織物の拡大断面図の例で、経糸（４）は
上面と下面とで露出面積の比が約８７１と偏っている。

逆に緯糸（５）は上面と下面で露出面積比が約１／８と
偏っている。経糸に赤外線放射繊維を用い緯糸に通常繊
維を用いると、上面が赤外線放射面となり下面が保温面
となる。逆に経糸（４）に通常槽維を用い、緯糸（５）
に赤外線放射繊維を用いると、上面が保温面となり下面
が赤外線放射面となる。第４図はカットパイル織物の拡
大断面図の例で、パイル糸（立毛）（６）に赤外線放射
１ａｓａを用い緯糸（５）及び経地糸（７）に通常繊維
を用いるとパイル画（上面）が赤外線放射面となり、裏
面が保温面となる。逆に、緯糸（５）及び又は経地糸（
７）に赤外線放射繊維を用いパイル糸（６）に通常繊維
を用いると、パイル函が保温面となり裏面が赤外線放射
面となる。

本発明の構造物は、表面及び裏面の２つの面の内、一方
が赤外線放射面であり、他方が保温面である。赤外線放
射面は赤外線の放射量が多く、保温面はそれが少ない。

このような非対称構造は。

熱の移動に方向性を与え、保温面側から赤外線放射面側
へは熱の移動が容易で、その逆へは、熱が移動しにくい
という特性を有する。従って本発明の構造物は、保温用
と放熱（冷却）用及び保冷用の８つの用途に利用される
。例えば、衣料の場合赤外線放射面を内側（身体に近い
側）に、保温面を外側（外気側）に用いると、身体から
の熱で赤外線放射繊細が赤外線を内側に放出して身体に
戻すため優れた保温効果が得られ、冬期の保温衣料に適
す。勿論衣料以外にも高温物体を低温雰囲気中で保温す
る用途に利用できる。この目的には、通常ｖＡＭＡは保
温力の高い中空糸、多孔糸、嵩高（巻縮）加工糸、極細
糸、熱伝導率の小さい繊維（例えば塩化ビニル繊細、カ
ーボンブラックを混合した繊維など）が好ましい。

逆に赤外線放射面を外側にし、保温面を内側にして衣料
とした場合は、赤外線放射繊細が身体の熱を外部へ赤外
線として放出し自己冷却するため、放熱性に優れている
。放熱の目的には、通常繊維は熱伝導性の良いものが好
ましく、嵩高性の少ないもの、熱伝導率の大きいポリマ
ーや伝熱性充填剤（金属、金属化合物粒子等）を含むも
のが好ましい。同様に外部雰囲気が高温の場合、外部か
らの熱を赤外線反射性懺細が外部へ赤み線の形で戻すた
め内側に対して保冷効果がある。この場合、通常繊維と
して赤外線反射性の高い酸化チタン、酸化亜鉛などの粒
子を多量に、例えば１〜８０％、特に２〜１５％含むも
のや、曲記のような保温力の高い繊維が好ましい。

第５図〜第１８図は本発明に好適な赤外線放射ｍＭの断
面図の例である。図において（８）は赤外線放射粒子を
多重、例えば８％以上、特に５〜５０％混合したポリマ
ー成分で赤外線放射層と記す。

（９）は赤外線放射粒子を実質的に含まぬか、赤外線放
射層（８）よりも少量しか含まないポリマ成分で保護層
と記す。赤外線放射繊維はその全部を赤外線放射層とし
た場合、接触する金属、磁器などを摩擦によって損傷す
る傾向があり、繊維自体の製造が困難な上に、編織物、
不織布への加工も極めて困難である。これに対し赤外線
放射層の外側を保護層で被覆した、例えば芯鞘複合繊維
は製造、加工が、普通の繊維と同様に容易であり、最も
実用性が高Ｉ１１本発明の目的に最適である。第５図〜
第１８図は赤外線放射層（８）を芯とする複合繊維の具
体例である。第５図は同心円型芯鞘複合の例、第６図は
鞘（９）にも赤外線放射粒子を製造、加工に支障のない
程度の少量、例えば１０％以下、特に１〜５％混合した
例である。第７図は中空部Ｑ、Ｑを有する例である。第
８図は赤外線放射１１（８）である複数の芯を有し、鞘
も少量の粒子を混合した例である。第９図は非円形断面
の例、第１０図〜第１２図は赤外線放射／Ｉ（８）が種
々の形の多芯型複合の例を示す。第１８図は４個の赤外
線放射１（８）が保護層（９）及び分離層（６）によっ
て囲まれている例で、分離層を分解又は溶解除去すれば
４個の扇型セグメントに分割される。同様に物理的処理
による歪の付与、例えば仮撚法、曲げ、摩擦等により成
分（ｆｒ！Ｊ）問に剥離を生ぜしめたり、分ｍ＠を膨潤
により剥離させて繊維を分割することも出来る。このよ
うな分割により％繊維が細くなり柔軟性や緻密性が改善
されるが、編織物、不織布にした上で分割することが好
ましい。

図以外にも、本発明の目的に沿うような芯鞘腹合？繊維
、分割型復合鷹維は無数に応用可能である。

例えば第７図及び第１１図の中空部（ｔｃ）を通常ポリ
マー（保護Ｓ）に置替えることは容易である。

は溶解除去して、赤外線放射成分のみからなる赤外線放
射繊維とすることも出来、本発明の目的に利用出来るが
、そのような鞘の除去は一般にコストの上昇を招き不利
である。そのような赤外線放射成分１００％の繊維は、
赤外線放射粒子の混合率を大きく（例えば１０％以上、
特に２０％以上）した場合、強度が劣る傾向がある。そ
こで、例えば第７図の中空部αＱを強度の優れたポリマ
ーに置替えて補強した繊維を用い鞘（９）を除去するこ
とにより強度を改良することが出来る。同様に第１１図
の放射状ｇ５（ロ）を−補強成分とすることも出来る。

同様に、鞘（９）の厚みを極めて薄く（例えば８μｍ以
下、特に０．５〜２μｍ）した場合、摩耗に対する保護
効果はあるが、補強効果が小さくなるので、内部に補強
層を配置することが好ましい。

赤外線放射繊維の赤外線放射層（成分）、保護層、分離
層及び補強層に用いるポリマーは特に限定されないが、
繊細形成性の優れたものが好ましい。赤外線放射層と他
のＨＩ（成分）とは同一ポリマーでもよく、別のもので
もよい。同−又は同種の場合は接着性が優れ、一方剥離
させたり一方を溶解又は分解除去するには異るものでな
ければならない。

赤外線放射ＩＭを形成するポリマーとしては、例えばポ
リオレフィン、ポリビニル系、ポリアクリル系、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル等の
熱可塑性ポリマーが繊維形成性に擾れ好ましい。更にパ
ラ系及びメタ系その他のアラミド、ポリアクレート、液
晶ポリエステル、ポリイミドその他の耐熱性ポリマーは
高温で使用可能であり、赤外線放射性に優れたものを得
ることが出来る。赤外線放射繊維のポリマーは、特に鞘
成分用ポリマーは４．５〜１５μｍの波長の赤外線透過
性の高いものが好ましい。赤外線透過性の優れたポリマ
ーとしては、ポリエチレンが最も優れている。低密度ポ
リエチレンは軟化点が１０５℃高密度ポリエチレンは融
点が１２８°Ｃで耐熱性の点でや−劣り使用温度が制限
されるが、人体用には充分利用出来る。更に放射線照射
等で架橋したポリエチレンは耐熱性に優れ（軟化点２０
０℃以上）上記目的に最適である。ポリエチレンに続き
赤外線吸収の比較的少ないポリマーとしては、ポリテト
ラフルオロエチレン、ナイロン１２、ナイロン１１％ナ
イロン６１０．ナイロン６１２、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニト
リル、ポリアクリル酸エステル、ナイロン６、ナイロン
６６、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、及びそれらの共重合物などがあげられる。

（発明の効果） 本発明の繊維構造物は、前記の如く非対称の熱特性に由
来する優れた保温性、放熱性又は保冷性を有し、目的に
応じて効果的に使用することが出来る。例えば保温の目
的には、赤外線放射繊維をより多く含む市を内側（人体
側）としてコート、外衣、冬期スポーツ衣料その他の防
寒衣料、ふとん、毛布、敷布、手袋、帽子、靴、スリッ
パその他の用具、カーペット、カーテン等のインテリア
素材等に応用することが出来る。他方、赤外線放射繊維
を多く含む面を外側として、熱帯や砂漠に射ける防暑服
、防暑テント、カーテン等に応用することが出来る。同
様に保温又は防暑の目的で自動車内装材、カーシート等
ｌども応用し帰る。

（実施例） 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

尚、実施例において部、％等は特記しない限り重量比率
を示す。

実施例１ 結晶化度９９％、平均粒径０．５μｍ１６０℃において
波長４〜２５μｍの領域の平均放射率８８％のアルミナ
粒子を８０％混合したナイロン６をＰｌとする。Ｐｌを
芯とし、通常のナイロン６（顔料を含まないもの）を鞘
として複合比（断面積比）２／１で第１図のような芯鞘
型に溶融複合紡糸し、９０℃のビン上で８，８倍延伸し
て得た７０ｄ／１８ｆの延伸糸をＹｌとする。

Ｙｌを仮撚して得た巻縮糸を表糸に、通常のナイロンＢ
ＣＨ料として０．６％の酸化チタン粒子含有）延伸糸７
０　ｄ／１８　ｆを仮撚して得た巻縮糸−ディ）を編立
て、通常の染色仕上加工をして編物Ｎ１を得た。Ｎ１の
表面積の約９０％は赤外線放射１ｉ１ＭＹ１で占められ
約１０％はつなぎ糸で占められている。Ｎ１の裏面の面
積の約７０％は裏糸、約８０％はつなぎ糸で占められて
いる。

比較のため、ナイロン６０通常糸７０ｄ／１８ｆのみを
用いて、以下同様にして得た普通の両面編物をＮ２とし
、Ｙｌのみを用いて得た２両面編物をＮ８とする。

１辺１５　ｃｍの正方形の編物の表面を内側として腕の
皮膚に春着して取付け、その中心の皮膚の表面温度を熱
電対で測定する。各編物を用い、外気温が１０°Ｃの環
境試験室内で測定した実験開始１０分後の皮膚温度は第
１表の通りであり、本発明の編物Ｎ１が保温性に優れる
ことが判った。

第　　１　　表 実施例２ 実施例１の各編物を用いて、２８０”Ｏの熱媒配管（断
熱カバー付）が多数走行している気温４０℃、赤外線輻
射が極めて多い工、場内の空間で、編物の防暑性をテス
トした。編物の表面を外側上し、以下実施例１と同様に
実験開始１ｏ分後の皮膚表面温度を比較し、第２表のよ
うな結果を得た。

第　　２　　表 本発明の編物Ｎ１を赤外線放射面を外側にして使用した
場合、防暑性（保冷性）にすぐれることが判った。

実施例３ 実施例１のアルミナ粒子を８０％混合したポリエチレン
テレフタレート（以下ＰＥＴと記す）を芯とし、通常の
ＰＥＴ（顔料として酸化チタン粒子０．６％含有）を鞘
とし、複合比（断面積比）３／１で第１図のような芯鞘
型に溶融複合紡糸し、９０″Ｃで３．４倍に延伸し１７
０℃で熱処理して１５０ｄ／４８ｆの延伸糸Ｙ２を得た
。Ｙ２を押込法で巻縮加工した糸をＢＹ２とする。

上記通常のＰＥＴを用い、以下ＢＹ２と同様にして得た
巻縮糸をＢＹ８とする。

通常の３ｄのＰＥＴステーブルからなる紡績糸６０番手
双糸を８Ｙ１とし、同じ（中空率２２％のＰＥＴ中空糸
ステープルからなる紡績糸を８Ｙ２とし、同じ（８ｄの
塩化ビニルｗ４維ステープルからなる紡績糸を８Ｙ８と
する。

巻縮糸ＢＹ２をパイル糸に用い、地糸（経糸及び緯糸）
に紡績糸８Ｙ１を用いて、カットパイル□−−２１−−
−１５＋ 一織ＪＬ０Ｊ１−を擾た。ＯＰＩのパイル長は４皿であ
る。ＯＰＩを裏地に用い（パイルを裏表面とする）、Ｐ
ＥＴ中空糸からなる厚み２．６　ｍｍの不織布を中綿に
用い、７０ｄナイロンタフタ（！！！水加工品）を表地
に用いて縫製した防寒上着をＳＷｌとする。ＣＰｌのパ
イル面を裏返して用いて、以下ＯＰＩと同様にして得た
上着を８Ｗ２とする。

同様にして、前記の各種の糸をパイル糸及び地糸に用い
たパイル織物を裏地に用いて、ＳＷｔと同様にして４種
の上着ＳＷ８〜ＳＷ６を得た。肌着の上に各上着を着用
してＯ″Ｃの人工気象室内で、上着の背中部分の表面温
度を赤外線温度計で測定した結果を第８表に示す。本発
明の構造物を適切に用いた上着の表面温度は低く、体温
の外部への放出が少ないことが明らかである。

第　　８　　表

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の赤外線放射面状繊維構構造物
の断面図の例であり、第５図〜第１８図は本発明に好適
な赤外線放射繊維の横所面図の例である。 第１＠１ 第３図 第４図 １：面外９」］気雅ｈ々い部分 ２−を外ｎＭ’ＴＨＲｒ＋ｆｒコ１１箸下イン、７：坏
２啄 第５図　　第６図 第８図　　第９図 第１１図　　　第１２図 ８：４□外才聚方文鼾４ト　　　　　　　　　　　１〇
二９−保輝Ａ１１： 第７図 第１０図 第１３　図 中撃郷 今緘層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線放射粒子を３重量％以上含有する赤外線放
   射繊維と通常繊維とからなる面状繊維構造物において、
   該赤外線放射繊維が表面側又は裏面側の一方に偏って配
   置されていることを特徴とする面状繊維構造物。
2. （２）赤外線放射粒子の５０℃における波長４．５−１
   ５μｍの領域での平均の赤外線放射率が６０％以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載の構造物。
3. （３）赤外線放射繊維が、（イ）赤外線放射粒子を５％
   以合混合したポリマーからなる芯と、該粒子を芯よりも
   少量しか含まぬポリマーからなる鞘とからなる芯鞘複合
   繊維、及び／又は（ロ）赤外線放射粒子を３％以上混合
   したポリマーからなる芯と、該芯を保護する鞘からなる
   芯鞘複合繊維を処理して該鞘を分解、溶解又は分割して
   芯を少なくとも一部露出せしめた繊維である特許請求の
   範囲第１項記載の構造物。
4. （４）繊維構造物が表面と裏面が非対称の構造を有する
   編物、織物又は不織布である特許請求の範囲第１項記載
   の構造物。
5. （５）繊維構造物が、赤外線放射繊維の含有率の異なる
   ２種以上の編物、織物及び不織布が重ね合わせられ一体
   に接着又は縫合されたものである特許請求の範囲第１項
   記載の構造物。
6. （６）赤外線放射粒子が純度９５％以上のアルミナ、ム
   ライト、ジルコニア、マグネシアの群から選ばれた１種
   又は２種以上の無機化合物である特許請求の範囲第１項
   記載の構造物。
7. （７）通常繊維の少なくとも一部が、中空繊維、多孔質
   繊維、極細繊維、巻縮嵩高繊維、低熱伝導率繊維である
   特許請求の範囲第１項記載の構造物。