JPS6392720A - 遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は遠赤外線を放射する繊維に関する：ｂのである
。

［発明の背景］ 従来、アルミナ系、ジルコニア系、マグネシア系等、或
いはこれらの複合体より成るセラミックスは遠赤外線を
放射することが広く知られている。

また遠赤外線は人体に温熱作用があることが知られてお
り、人体に遠赤外線を照射することにより充血作用が起
こり、血行を促進し、医療効果や釘康増進効果を得るこ
とも知られており、数百度で遠赤外線を放射する遠赤外
線照射装置等が使用されている。

然るに２００″Ｃ以下、特に２０〜５０’Ｃの低温域で
遠赤外線を放射し、且つ人体の保温効果が得られる様な
放射体を内部に含有せしめた繊維は実用に供されておら
ず、また先行技術文献にも開示されていない。

本発明の目的は低温域で遠赤外線を放射する新規な繊維
を提案するにある。

［発明の構成及び作用］ 本発明の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維は、３０℃にお
ける遠赤外線放射率が波長４．５〜３０μの領域で、平
均６５％以上である遠赤外線ｌＪ々射特性を有する粒子
を含有するポリマーからなる遠赤外線放射層を芯部に配
置することを特徴とする。

本発明に使用できる遠赤外線放射特性を有する粒子は、
３０’Ｃにおける遠赤外線放射率が波長４゜５〜３０μ
の領域で平均６５％以上であることが必要であり、好ま
しくは７５％以上、特に好ましくは９０％以上のもので
ある。低温で人体保温効果を１ｑるには遠赤外線放射率
６５％は必要条件であり、これ以下だと人体保温効果は
少なく本発明の目的は達せられない。

遠赤外線放射特性を有する粒子としては、酸化物系セラ
ミックス、非酸化物系セラミックス、非金属、金属、合
金、結晶等が挙げられる。例えば、酸化物系セラミック
スとしてはアルミナ（Ａ　ｆｔ２’　０３　）系、マグ
ネシア（ＭｇＯ）系、ジルコニア（ＺｒＯｚ＞系の外、
酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（Ｓ！０２）、
酸化クロム（Ｃｒ２０３　＞、フェライト（Ｆｅ０２゜
Ｆｅ５ｏ４）、スピネル（ＭＱＯ・Ａ１２０ａ　＞、セ
リウム（Ｃａ０２）、バリウム（Ｂａｄ）等があり、炭
化物系セラミックスとしては、炭化ホウ素（８４Ｃ）　
、炭化ケイ素（Ｓ　ｉ　Ｃ）　、炭化チタン（ＴｉＣ＞
、炭化モリブデン（ＭＯＣ）、炭化タングステン（ＷＣ
＞等があり、窒化物系セラミックスとしては、窒化ホウ
素（ＢＮ）　、窒化アルミ（ＡｆｔＮ＞、窒化ケイ素（
Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ジルコン（ＺｒＮ）等があり、非金
属としては炭素（Ｃ）、グラファイトがあり、金属とし
てはタングステン（Ｗ）、モリブデン（ＭＯ）、バナジ
ウム（Ｖ）、白金（Ｐｉ）、タンタル（Ｔａ＞、マンガ
ン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、酸化銅（ＣＬ−１２ｏ
＞　、酸化鉄（Ｆｅ２０３　）があり、合金としてはニ
クロム、カンタル、ステンレス、アルメルがあり、また
結晶としては雲母、蛍石、方解石、明ばん、水晶等があ
る。

第１図は遠赤外線放射率分布図である。曲線Ａはアルミ
ナ系、曲線Ｂはマグネシア系、曲線Ｃはジルコニア系の
放射スペクトルであり、波長４゜５〜３０μの領域で平
均放射率はいずれも７５％以上で本発明に採用できる。

また曲線りは非酸化物である炭化物系セラミックスの炭
化ジルコン（ＺｒＣ）の放射スペクトルであり、また曲
線Ｅは同じく非酸化物である窒化系セラミックスの窒化
チタン（ＴｉＮ＞の放射スペクトルである。その平均放
射率は６０％以下であり、本発明には単独では採用でき
ない。曲線Ｆは透明な石英セラミックスの放射スペクト
ルである。その平均放射率は４０％以下であり本発明に
単独では採用できない。

遠赤外線放射率は上記の如くスペクトルを測定すること
によって求まるが、放射率は物質及びその純度、粒子粒
径または結晶体系、正方、六方、重力、立方、三方、斜
方等により決まるものである。

特に有用な遠赤外線放射特性を有するセラミックスとし
ては、アルミナ系、マグネシア系、ジルコニア系がある
。これを更に細かく分類するとアルミナ系ではアルミナ
、ムライト、マグネシア系ではマグネシア、コージライ
ト、ジルコニア系ではジルコンサンド（Ｚｒ０２　　・
５ｉＯ２）、ジルコン（Ｚ！Ｏｚ＞等が挙げられる。ま
た上記の群から選ばれた１種または２種以上のものを混
合使用することも有効であり、上記の群から選ばれた１
種または２種以上のものと他のセラミックス（例えば炭
化物系セラミックス）とを混合使用することも有効であ
る。

複合セラミックスを併用した場合の放射率の例を第２図
に示す。第２図の曲線Ｇはジルコニア（Ｚｒ０２）と酸
化クロム（Ｃｒ０２＞を１／１で混合した複合セラミッ
クスの放射率を示し、また第２図の曲線ト１はアルミナ
（Ａｆ１２０３）とマグネシア（ＭＣＩＯ）を１／１で
混合した複合セラミックスの放射率を示すが、いずれも
本発明に有用である。

上記の如き遠赤外線放射特性を有する粒子の純度は高い
程好ましいことが多く、純度９５％以上で高放射率が得
られることが多い。例えば第３図はアルミナの純度を夫
々９５％（曲線」）と８５％（曲線Ｊ）にした場合の放
射率を示し、また第４図はムライトの純度を夫々９５％
（曲線Ｋ）と８５％（曲線Ｌ）にした場合の放射率を示
し、いずれも純度の高い程放射率が高いことを示してい
る。

遠赤外線放射特性を有する粒子の粒径は、本発明複合繊
維の生産に支障のない程度に充分小さいことが好ましい
。比較的太い繊維の場合は粒径５〜２０μ程度のものの
利用も可能であるが、通常は０．１〜５μ程度のもの、
特に０．２〜１．５μ程度のものが好適である。逆に粒
径が０．１μ以下の場合は粒子の凝集が起り易く、不都
合なことが多い。

遠赤外線放射層のポリマーに対する遠赤外線放射特性を
有する粒子の混合率（重囲）は、１０〜８０％の範囲が
好ましく、２０〜７０％が特に好ましく、３０〜６０％
が最も好ましい。遠赤外線放射性能の点では、遠赤外線
放射特性を有する粒子の混合率が高い程好ましいが、一
方繊維生産の点ではその混合率が低い方が好ましいこと
が多い。

本発明の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維の特徴の一つは
遠赤外線放射層の芯部が鞘部に覆われていることである
。鞘部は遠赤外線放射層を保護したり、本発明繊維の製
造及びそれを用いた繊維構造物（織編物、不織布等）の
製造を容易にするためのものである。すなわち遠赤外線
放射特性を有する粒子を多量に含む遠赤外線放射層が露
出していると、接触する紡糸機、延伸機、編渫、織機等
の金属やガイド類を甚しく摩耗損傷する傾向があり、こ
れを防ぐ為に鞘部で覆うことが必要である。

第５図〜第１１図は本発明複合繊維の横断面の具体例を
示す説明図である。図において、１は遠赤外線放射層の
芯部を示し、２は鞘部を示す。鞘部２のポリマーは遠赤
外線を吸収するから、鞘部２の厚みをできるだけ薄くす
ることが好ましく、通常は１０μ以下、好ましくは５μ
以下、特に２μ以下にすることが望ましい。第７図、第
８図、第１１図は、遠赤外線放射層の芯部１が複数個の
例であり、鞘部２の厚みが薄く、且つ鞘部２によって、
繊維全体の強度も保たれやすいので好ましいことが多い
。第９図〜第１１図は中空部３を有している本発明複合
繊維の例であり、セラミックス層をできるだけ外層に近
づける目的で好ましいことが多い。

遠赤外線放射層の芯部１と鞘部２のポリマーは同一のも
のでも良く、別のものでも良く、ポリオレフィン、ポリ
アマイド、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ポリマーが好適
である。遠赤外線放射層の芯部１及び鞘部２のポリマー
としては、波長４．５〜３０μの領域での遠赤外線の吸
収性が低く透過性の高いものが好ましい。

遠赤外線透過性の高いポリマーとしてはポリエチレンが
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℃であり、耐熱性の
点ではやや劣り使用温度が限定されるが、人体加温用に
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
れており（軟化点２００℃以上）、本発明の目的に好適
である。ポリエチレンに次いで遠赤外線の吸収の少ない
ポリマーとしては、ナイロン１２、ナイロン１１、ナイ
ロン６１０、ナイロン６１２及びポリエチレンの共重合
物がある。またポリプロピレン、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、ポリエチレンテレフタレート及びこ
れらの共重合物等は、その厚みを充分小さくすれば遠赤
外線の吸収を防ぎ放射率を高めることができる。

本発明の複合繊維は、周知の複合紡糸方法によって製造
できる。通常の速度で紡糸、延伸、熱処理等を行なうこ
とができ、高速紡糸により半配向または充分に配向した
繊維を得ることができる。

鞘部を有する複合繊維は、遠赤外線放射層の芯部が直接
紡糸ノズル、ガイド、ローラー、トラベラ−１加熱プレ
ート等へ接触しないから、それらの摩耗が少なく通常の
繊維と同様の工程で生産することが出来る。複合繊維は
巻縮して、または巻縮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＃ａ維と混
合して従来と同様の方法で、目的に応じて織物、編物、
不織布、立毛織編物にすることが出来る。更に肌着、靴
下、セーター、外衣、スポーツウェア、カーテン、手袋
用バット、靴の内張等、保温性の要求される繊維品を従
来と同様の方法で容易に生産することが出来る。

［実施例］ 以下実施例により本発明複合繊維を具体的に説明する。

実施例１ ２５℃のメタクレゾール液での固有粘度が１゜１９の６
ナイロンをポリマーＰ−１とする。ポリマーＰ−１の粉
末６０重量部に平均粒径が０．６μで、純度９９％以上
のγ−アルミナ３０重足部とポリエチレンワックス３０
重量部を混練した混合物を加え、２軸混練機を通し混合
ポリマーＰＣ−１を得た。同様の方法で各種粉末を混練
し、第１表の混合ポリマーＰＣ−２〜ＰＣ−６を１ｑだ
。

次いで、溶融複合紡糸により、混合ポリマーＰＣ−１が
芯に、ポリマーＰ−１が鞘になる様に、すなわち第５図
の様な構造に複合しく体積複合比１／１）、２７０℃で
直径が０．２５＃のオリフィスから紡出して冷却オイリ
ングを経て、８００ｍ／ｍｉｎの速度で巻取った。この
未延伸糸を９Ｏ℃で３．２倍に延伸して延伸糸Ｙ−１を
１ｑだ。

同様の方法で混合ポリマーＰＣ−２〜ＰＣ−６及びポリ
マーＰ−１を使用して紡糸延伸し、それぞれ延伸糸Ｙ−
２〜Ｙ−６を得た。更にポリマーＰ−１のみを使用し延
伸系Ｙ−７を得た。延伸系Ｙ−１〜Ｙ−７の繊度は７０
ｄ／２４ｆである。

比較の為に混合ポリマーＰＣ−１のみを使用し、同じ条
件で紡糸しようとしたが、糸切れが頻発し紡糸不能でめ
った。そこでアルミナ粒子含有率を１０％に低減して紡
糸した処、若干糸切れしたが紡糸は可能であった。しか
しながら次の延撚工程では、トラベラ−摩耗が激しく３
０分も連続して延撚することが出来なかった。トラベラ
−の伯にも混合ポリマーが接する紡糸オリフィス、紡糸
巻取機の糸道ガイドやトラバースガイド等、及び延撚機
の糸道ガイド等の損傷が著しく、工業生産は相当困難で
ある。更に仮撚、整経、織編工程等の後次工程に於いて
もフィラメントが接する個所の損傷、摩耗も著しいもの
であった。これに対し前記延伸糸Ｙ−１〜Ｙ−６は通常
延伸糸Ｙ−７とほぼ同様に紡糸・延伸出来た。

第１表 次いで延伸糸Ｙ−１〜Ｙ−７をそれぞれ仮撚加工し、２
本を揃えた後４０ｄのスパンデックスにカバリング加工
し、綿７０％、アクリル３０％の３２番手混紡糸と組合
せ、２０のソックス編機でカジュアルソックスを試作し
た。延伸糸Ｙ−１〜Ｙ−７を使用したソックスをそれぞ
れＳ−１〜Ｓ−７とする。

通常糸を使用したＳ−７ソツクス１本とソックスＳ−１
〜Ｓ−６中の１本とを組合せて１５０人を対象に着用試
験を行ない、温かさに関して有為差があるかどうかを調
べ第２表の結果を得た。

γ−アルミナ、ムライトを使用したソックスＳ−１、Ｓ
−４では６０％以上の人が有為差を認めており、純度の
良いγ−アルミナ、ムライトを使用した本発明複合繊維
の保温性が優れていることが判る。同じγ−アルミナで
も粘土等の不純物が１５％入ったセラミックスを使用し
たソックスＳ−３では有為差を認めた人は４８％であり
、純度は高い方が好ましいことが判る。α−アルミナを
使用したソックスＳ−２で有為差を認めた人は４５％で
あり、同じアルミナでも物性、構造により保温効果が変
ることが判る。

遠赤外線放射特性を調べ、出来るだけ放射特性の高いセ
ラミックスを選ぶことが好ましい。炭化ジルコンを使用
したソックスＳ−５及び窒化チタンを使用したソックス
Ｓ−６で有為差を認めた着用者は、それぞれ８％と１０
％であり、比較的低温での保温効果がほとんど無いこと
が判る。

第２表 感じた人の割合 実施例２ 実施例１で使用した延伸糸Ｙ−１及びＹ−７を使用し、
それぞれタフタＴ−１、Ｔ−７を得た。

このタフタを酸性染料で同浴で肌色に染色した。

通常のタフタＴ−７に比ベタフタＴ−１はややパステル
調に染っていたが、その差は極くわずかであった。芯鞘
型に複合し、表面近くのポリマーにはセラミックスが含
まれていない本発明の繊維は、染色においても通常品と
大差なく染まるので有利である。

さて、このタフタＴ−１、Ｔ−７の熱放射量（Ｗ／ＴＩ
ｉ＞を３６℃の恒温室で、保温性試験法により遠赤外パ
ワーメーターを用いて測定した。その結果、タフタＴ−
１、Ｔ−７の熱放射量はそれぞれ４１０Ｗ／尻、３８５
Ｗ＃であり、タフタＴ−７の保温効果が充分あることが
判る。タフタＴ−７の様な布を使用したシーツは温かい
ばかりでなく、血行を良くし、極めて好ましいものであ
った。

実施例３ ３０℃オルソクロロフェノール溶液の固有粘度が０．６
９で１．艶消剤として酸化チタンを１．５％含有するポ
リエチレンテレフタレート（Ｊｙ、下ＰＥＴと略称する
）に、マグネシア（ＭｑＯ）とポリエチレンワックスを
１／１（体積比）に混練したものを２軸混練機で混練し
、ＰＥＴ中のマグネシアが３０％（重量）の混合ポリマ
ーＰＭ−１を１ｑた。ＰＭ−１とＰＥＴのペレットを）
捏合して、マグネシアが１５％（重量）の混合ポリマー
ＰＭ−２を得た。この纒合ポリマーが芯になる様にＰＥ
Ｔと第８図の様に接合した後、２９５°Ｃのオリフィス
より押し出し１０００ｍ／ｍｉ　ｎの速度で巻取った。

巻取った未延伸糸を９０℃のホットローラー及び１３０
℃のホットプレートを通し延撚して７５ｄ／２４ｆの延
伸糸を得た。混合ポリマーＰＭ−１、ＰＭ−２が芯にな
っている延伸糸をそれぞれＹＭ−１、ＹＭ−２とする。

次いでＰＥＴのみを用いて同様の方法でＹＭ−３を得た
。これらの延伸糸を用いたツイルを製織し、それぞれＭ
Ｔ−１、ＭＴ−２、ＭＴ−３を得た。得られたツイルの
熱放射量を実施例２と同様の方法で測定し、第３表の結
果を１９だ。第３表の結果より、本発明のｍ維はいずれ
も熱放射量がＭＴ−３の平均熱放射ｆｆ１３８５Ｗ／ｙ
ｄに比べ優れていることが判る。中でもマグネシアの添
加量の多いＭＴ−１で好結果が得られた。接合繊維中の
セラミックスの添加量は１０％（重量）以上が好ましい
ことが多い。ＭＴ−１、ＭＴ−２共に芯部を４ｇにした
為に鞘部の厚みは２μ程度と薄くなり、遠赤外線の吸収
が少なく、且芯鞘の混合比率は１／１なのでフィラメン
トの強度の点でも好ましい。

＊顕微鏡で実測 実施例４ 通常のアクリル紡績糸３２５／２をボア部に、２００ｄ
のナイロン６フィラメントとポリエステル紡績糸３０５
／１を引揃えたものをグランド部にしてアクリルボアを
作り、ブーツの内張つとした。これに対し、芯鞘構造で
芯部に第２図曲線Ｇの放射特性を有するジルコニアと酸
化クロム混合物を４０％（重量）含有（ステーアル中で
は２０％）するアクリル紡績糸３２５／２を使用し、上
記と同様のアクリルボアを作りブーツの内張りとした。

遠赤外放射特性を有するアクリルボアを使用したブーツ
は温かみがあり、寒冷地で好評であった。同様の目的で
、本発明の遠赤外線放射特性を有するボアを外衣の内張
りに使用した処、保温性に於いて優れた結果が得られた
。

［発明の効果コ 本発明は上述のようであるから、本発明の遠赤外線放射
性芯鞘型複合ＩＩｉｗＬによれば、ポリマーに含有され
た遠赤外線放射特性を有する粒子から遠赤外線が放射さ
れるので、本発明複合繊維を肌着、靴下、セーター、外
衣、ブーツの内張り等、人体に被着するものに使用する
と、遠赤外線放射効果により人体に熱分子運動が起きて
人体が自己発熱し、寒冷地に於ける使用に最適であり、
更に充血作用が短時間で起きるので、血液の血流を促進
し、医療効果や健康増進効果を得ることができ、また本
発明複合繊維は前記肌着等の外、部屋の保温を目的とし
たカーテン、絨穂等にも使用できる。更に、本発明複合
繊維は芯部を鞘部で被覆することにより、遠赤外線放射
層の芯部が紡糸ノズル、ガイド、ローラー、トラベラ−
１加熱プレート等へ直接接触しないので、これら機器の
摩耗が少なく、且通常の複合紡糸方法によって製造でき
るので有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠赤外線放射率を示す分布図、第２図は複合セ
ラミックスの放射率を示す分布図、第３図はアルミナの
ｔ／ｉ剣率を示１分布図、第４図はムライト放射率を示
す分布図、第５図〜第１１図は本発明芯鞘型複合繊維の
具体例を示す＠断面図である。 図中、１は芯部、２は鞘部、３は中空部である。 昭和６１年１０月　３日 出願人　　前　　１）　信　　秀 】 第８図　　　　第９図 第１０図　　　　　第１１図 第１図 第２図 ヰＬトセラミックスｆ）さχ針車 波長（μ）− 第３図 アルミナδｊＪＩｌ＋ 第４図 ムライトの放財十 ５Ｌ＆（μ）□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　３０℃における遠赤外線放射率が波長４．５〜３０
   μの領域で、平均６５％以上である遠赤外線放射特性を
   有する粒子を含有するポリマーからなる遠赤外線放射層
   を芯部に配置することを特徴とする遠赤外線放射性芯鞘
   型複合繊維。 ２　遠赤外線放射特性を有する粒子が、純度９５％以上
   のアルミナ、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項記載の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維。 ３　遠赤外線放射特性を有する粒子の平均粒径が０．２
   〜１．５μである特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線
   放射性芯鞘型複合繊維。 ４　遠赤外線放射層が遠赤外線放射特性を有する粒子を
   ２０〜７０重量％含有してなる特許請求の範囲第１項記
   載の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維。 ５　鞘部の厚みが１０μ以下である特許請求の範囲第１
   項記載の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維。 ６　遠赤外線放射層の芯部が複数である特許請求の範囲
   第１項記載の遠赤外線放射性芯鞘型複合繊維。 ７　遠赤外線放射層の芯部、鞘部の他に中空部を有する
   特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線放射性芯鞘型複合
   繊維。 ８　遠赤外線放射層の芯部、鞘部のポリマーが、ポリオ
   レフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニ
   トリルのいずれかである特許請求の範囲第１項記載の遠
   赤外線放射性芯鞘型複合繊維。