WO2014064739A1 - 涼感性繊維布およびその製造方法 - Google Patents

涼感性繊維布およびその製造方法 Download PDF

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    • Y10T442/2598—Radiation reflective

Definitions

  • the present invention relates to a cool-sensitive fiber cloth that effectively diffuses and reflects ultraviolet rays and infrared rays from sunlight and prevents the entry of heat from the outside, and a method for producing the same.
  • a cooling effect is produced by shielding heat energy from sunlight such as a heat shield roof, a heat shield wall, a heat shield sheet, and a heat shield curtain in a housing-related field.
  • various methods for producing a fiber cloth having a refreshing feeling have been proposed.
  • a method of removing heat from the body by printing a resin containing the resin on the back surface of the fiber cloth and releasing the body heat is known.
  • the reason why it feels hot in the summer is that clothes and the human body absorb sunlight and raise the temperature, and the above method cannot provide an excellent refreshing feeling.
  • the above-mentioned dye itself has a heat shielding effect
  • a very complicated and time-consuming process such as two-bath dyeing and three-bath dyeing is required.
  • variations may occur depending on the concentration of the dye used, and a fabric with a high dye concentration, a so-called dark fiber cloth, will improve the effect, but a light-colored or white fiber cloth, that is, less dye is required.
  • the heat shielding effect is clearly worsened with the thing.
  • the present invention has been researched and developed to solve the above problems, and can be applied to many materials such as cotton, polyester, hair, nylon, rayon, etc.
  • Cool light-sensitive fiber that suppresses absorption of ultraviolet rays and infrared rays from sunlight, efficiently diffuses, and has a refreshing sensation, even for light to medium to dark colors and saturation (red to blue to yellow to green)
  • the purpose is to provide a cloth.
  • another object is to provide a cool-sensitive fiber cloth having antibacterial and deodorant performance and a method for producing the same.
  • the cool-sensitive fiber cloth according to the present invention comprises a binder resin composed of ultrafine particles that reflect electromagnetic waves in the ultraviolet wavelength region and fine particles that reflect electromagnetic waves in the infrared region. It is characterized by being fixed to the fiber cloth.
  • the ultrafine particles that reflect electromagnetic waves in the ultraviolet wavelength region preferably have a particle size of 150 to 200 nm
  • the fine particles that reflect electromagnetic waves in the infrared region preferably have a particle size of 1 to 5 ⁇ m.
  • the ultrafine particles and the fine particles are preferably titanium oxide.
  • a mixed component of the ultrafine titanium oxide and the fine titanium oxide adheres at a rate of 5 to 10% owf with respect to the fiber weight, and silver zeolite is 0.03 to 1% owf with respect to the fiber weight.
  • the binder resin is preferably attached at a rate of 3 to 5% owf with respect to the fiber weight.
  • the present invention relates to a processing agent comprising ultrafine titanium oxide that reflects electromagnetic waves in the ultraviolet wavelength region, a mixed component of fine titanium oxide that reflects electromagnetic waves in the infrared region, silver zeolite, and a binder resin.
  • a step of creating a treatment liquid a step of immersing the fiber cloth in the created processing agent treatment liquid, a step of thermally drying the fiber cloth, and heat-treating the fiber cloth to oxidize the fiber cloth. It can also comprise as a manufacturing method of the cool-sensitive fiber cloth characterized by including the process of adhering the mixed component of titanium and silver zeolite.
  • the present invention provides a binder resin containing a mixed component of ultrafine particles that reflect ultraviolet rays in the ultraviolet region that adversely affect the human skin etc. as electromagnetic waves of sunlight and fine particles that reflect electromagnetic waves in the infrared wavelength region called a heat ray area Therefore, ultraviolet rays and infrared rays can be efficiently diffused and shielded, and an increase in temperature can be suppressed.
  • the electromagnetic wave in the ultraviolet region and the electromagnetic wave in the infrared region can be reflected most effectively, and extremely shielding properties are obtained. It is an excellent cool-sensitive fiber cloth and can be used for various clothing. Furthermore, since the ultrafine particles and the fine particles are titanium oxide, sufficient sunlight can be shielded.
  • the amount of titanium oxide mixed component adhering to the fiber cloth is 5-10% owf, the amount of silver zeolite component adhering is 0.03-1% owf, and the amount of acrylic resin binder component adhering is 3-5% owf.
  • the method for producing a cool-sensitive fiber cloth of the present invention includes a mixture of ultrafine titanium oxide that reflects electromagnetic waves in the ultraviolet wavelength region, and finely divided titanium oxide that reflects electromagnetic waves in the infrared region, silver zeolite, A step of preparing a processing agent treatment liquid containing a binder resin, a step of immersing a fiber cloth in the prepared processing agent treatment liquid, a step of thermally drying the fiber cloth, and a heat treatment of the fiber cloth. And the step of adhering the mixed component of titanium oxide and silver zeolite to the fiber cloth.
  • the particle diameter of the fiber cloth is 1 to 5 ⁇ m.
  • Fine particles and ultrafine particles with a particle size of 150 to 200 nm can be uniformly attached without unevenness, and the adhesion between ultrafine particles and fine particles becomes stronger by heat drying, and the shielding effect is maintained. Coolness fiber cloth further improves can be easily obtained.
  • the sun's light energy is about 50% infrared, 47% visible, and the remaining 3% ultraviolet.
  • heat is related to electromagnetic waves in the infrared wavelength region, and electromagnetic waves in the wavelength region of visible light and ultraviolet rays are not involved in heat.
  • the cool-sensitive fiber cloth according to the present embodiment suppresses absorption of radiation (infrared rays) from sunlight and efficiently reflects it.
  • the electromagnetic wave of sunlight is classified into radiation, X-rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, microwaves, radio waves, etc. from the analysis of the wavelength region, the electromagnetic waves in the ultraviolet region and the heat ray area that adversely affect the human skin etc.
  • titanium oxide which is a mixed component of ultrafine particles and fine particles, for the electromagnetic wave in the infrared wavelength region referred to as a cool-sensitive fiber cloth, it is possible to efficiently diffuse ultraviolet rays and infrared rays.
  • the MIE scattering theory that particles having a diameter about half the wavelength of light (electromagnetic wave) can diffuse the electromagnetic wave having that wavelength most efficiently.
  • infrared shielding effect and ultraviolet shielding effect can be achieved.
  • ultrafine titanium oxide with a particle diameter of 150 to 200 nm is desirable for ultraviolet radiation
  • fine titanium oxide with a particle diameter of 1 to 5 ⁇ m is desirable for infrared radiation. If the particle size is 150 nm or less, the cohesive force increases and dispersion in the liquid becomes very difficult, and the light reflectivity of the electromagnetic wave group in the ultraviolet wavelength region becomes poor and unsuitable.
  • the above range of 150 to 200 nm is suitable because the electromagnetic wave having a wavelength that falls into the visible light wavelength region and the light reflectance decreases.
  • the particle diameter of the titanium oxide is larger than 5 ⁇ m, the texture of the processed fiber cloth becomes rough and feels rough, which is not suitable. Also, from the viewpoint of washing resistance, if the particles are too large, titanium oxide will fall off the fiber cloth due to physical action such as external pressure, and the effect cannot be exhibited. Accordingly, the particle diameter of titanium oxide is preferably in the ranges of 150 to 200 nm and 1 to 5 ⁇ m.
  • Titanium oxide has three types of polymorphs with different crystal structures: rutile type (tetragonal high-temperature type), anatase type (tetragonal low-temperature type), and brookite type (orthorhombic crystal). In view of this, it is optimal to use the most stable rutile type titanium oxide.
  • the mixing ratio of ultrafine particles to fine particles is suitably in the range of 30:70 to 35:65. Exceeding this range is not suitable because the shielding rate of ultraviolet rays and infrared rays deteriorates.
  • the amount of titanium oxide attached to the fiber cloth is suitably 5 to 10% owf.
  • the object of the present invention is an electromagnetic wave group having a wavelength of 290 to 320 nm called B wave and a wavelength of 320 to 380 nm called A wave.
  • B wave a wavelength of 290 to 320 nm
  • a wave a wavelength of 320 to 380 nm
  • infrared rays the relationship between near infrared rays of 780 to 1100 nm and living organisms is considered to be deep, and the electromagnetic waves in the wavelength range of 4 to 14 ⁇ m, which is the biological growth growth wavelength region, are diffusely reflected as a whole. It is something to be made.
  • natural fibers such as cotton, hemp, silk, wool, etc., rayon, cupra, polynosic regenerated fiber, acetate, triacetate, promix semi-synthetic fiber, nylon, etc.
  • Synthetic fibers such as polyester, acrylic, polyurethane, polypropylene, and polyvinyl chloride can be used.
  • the binder resin used in the cool-sensitive fiber cloth according to the present embodiment may be water-resistant, and examples thereof include acrylic resins, urethane resins, vinylon chloride resins, vinyl acetate resins, and the like. Any binder resin may be used as long as it has good film strength and adhesiveness.
  • the binder resin is preferably blended at a blending amount of 30 to 50 g / liter (L), and the amount of the binder attached to the fiber cloth is suitably 3 to 5% owf.
  • the silver zeolite used in the cool-sensitive fiber cloth according to the present embodiment is a fine powder in which silver is supported by zeolite by ion exchange on a zeolite composed of an aminosilicate which is a porous substance of an alkali or alkaline earth element. While attracting odorous components to the pores, the odorous components are neutralized and decomposed inside the fine pores by ion exchange to exert a deodorizing effect.
  • the amount of silver zeolite attached to the fiber cloth is suitably 0.03-1% owf.
  • the infrared shielding measurement of the fiber cloths in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 was performed by the following method.
  • Unitika Garmentec Co., Ltd. is the public inspection organization, and the measuring instrument is UV-3100PC manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the attached light quantity is ISR-3100 integrating sphere attachment, the integrating sphere has an inner diameter of 60 mm, and the measurement wavelength is 780 nm to 10 ⁇ m.
  • the standard white plate was barium sulfate.
  • the measurement apparatus has a hole 2 in an 8 ⁇ 8 ⁇ 0.7 cm heat insulating plate 1 (styrene foam), a fiber cloth sample 3 is adhered, and a thickness t (0.7 cm).
  • a black body (black mount) 4 was pasted on the rear side. Light is irradiated from the surface side of the fiber cloth sample 3 with the infrared light 5.
  • the surface temperature of the rear black body 4 was measured over time by the thermography 6 and measured as a thermography plotting the maximum temperature difference of the average temperature of the fiber cloth on the surface side of the hole.
  • the irradiation time of the infrared light 5 was 8 minutes in Example 1, and 5 minutes in Examples 2 to 4.
  • the distance between the infrared light 5 of the measuring device and the fiber sample cloth 3 was about 50 cm, the infrared light used was an infrared drying bulb (IR100V250WRHE) manufactured by Toshiba Lighting & Technology, and the voltage was 90V.
  • Example 1 7 liters (L) of a processing agent solution containing 25-30% titanium oxide, 0.3% methanol and 0.3% zinc oxide with a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, and acrylic
  • a total processing agent treatment liquid 100L composed of 3.5 L of an acid ester compound binder solution, 0.1 L of silver zeolite, and 89.4 L of water is prepared and charged into a processing bath.
  • a textile fabric knitted with 55% polyester and 45% rayon is dipped in the processing bath, and a processing agent is adhered to the fiber fabric by a padding method, and then dried at 105 ° C. for 2 minutes. Furthermore, the component of the processing agent is fixed to the fiber cloth by performing a heat treatment at 140 ° C. for 2 minutes. In this way, a cool-sensitive fiber cloth was obtained.
  • the textile fabric was processed into white and black ground fabrics with a tempering knitting, and white fabric fabric with the same composition and milling.
  • Example 2 10 L of processing agent solution containing 25-30% titanium oxide, 0.3% methanol and 0.3% zinc oxide with a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, and an acrylic ester compound binder
  • a total processing agent treatment liquid 100L composed of 5 L of solution, 0.1 L of silver zeolite, and 84.9 L of water is prepared and charged into the processing bath.
  • a textile fabric knitted with 55% polyester and 45% rayon is dipped in the processing bath, and a processing agent is adhered to the fiber fabric by a padding method, and then dried at 105 ° C. for 2 minutes. Furthermore, the component of the processing agent is fixed to the fiber cloth by performing a heat treatment at 140 ° C. for 2 minutes.
  • Example 3 7 L of a processing agent solution containing 25-30% titanium oxide, 0.3% methanol and 0.3% zinc oxide with a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, and an acrylic ester compound binder A total processing agent treatment liquid 100L composed of 3.5 L of solution, 0.1 L of silver zeolite and 89.4 L of water is prepared and put into a processing bath.
  • Example 4 7 L of a processing agent solution containing 25-30% titanium oxide, 0.3% methanol and 0.3% zinc oxide with a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, and an acrylic ester compound binder
  • a total processing agent treatment liquid 100L composed of 3.5 L of solution, 0.1 L of silver zeolite and 89.4 L of water is prepared and put into a processing bath.
  • a fiber cloth made of 55% polyester and 45% rayon beige fabric is dipped in the processing bath, and the processing agent is adhered to the fiber cloth by a padding method, and then dried at 105 ° C. for 2 minutes.
  • the component of the processing agent is fixed to the fiber cloth by performing a heat treatment at 140 ° C. for 2 minutes.
  • Comparative Example 2 A milled fiber fabric of 55% polyester and 45% rayon was dyed with the disperse dye of a special dye having thermal insulation performance and a reactive dye so as to be the same as the black color of Example 1, and at the same time The above-mentioned fiber cloth was obtained by using a regular disperse dye and a regular reactive dye to obtain a fiber cloth having the same black background.
  • Example 3 A 55% polyester and 45% rayon needle-knitted fiber cloth is dyed with the disperse dye of a special dye having heat insulation performance and a reactive dye so as to be the same as the black color of Example 1, At the same time, the above-mentioned fiber cloth was obtained using a normal regular disperse dye and a regular reactive dye to obtain a fiber cloth having the same black background.
  • the evaluation method is as follows: ⁇ if the temperature difference between the processed cloth and the unprocessed cloth (blank) is 2 ° C or more, ⁇ if it is less than 1 to 2 ° C, ⁇ if it is less than 0.5 to 1 ° C, and x if it is less than 0.5 Yes.
  • Example 5 ultraviolet shielding measurement was performed in Examples 5 and 6.
  • the measurement method is the same as the above infrared measurement method except that the light source is an ultraviolet light and the measurement wavelength is changed from 280 nm to 380 nm.
  • the results are shown in Table 2.
  • Example 5 25-30% of titanium oxide having a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, A total processing agent treatment of 7 L of a processing agent solution containing 0.3% of methanol and 0.3% of zinc oxide, 3.5 L of an acrylic ester compound binder solution, 0.1 L of silver zeonlite, and 89.4 L of water A liquid 100L is prepared and put into a processing bath.
  • a textile fabric made of white 44% cotton, 39% rayon, and 17% polyester woven with strong twist milling is dipped in the processing bath, and the processing agent is attached to the textile fabric by the padding method, followed by drying at 105 ° C. for 2 minutes. . Furthermore, the component of the processing agent is fixed to the fiber cloth by performing a heat treatment at 140 ° C. for 2 minutes. In this way, a cool-sensitive fiber cloth was obtained.
  • Example 6 25-30% of titanium oxide having a ratio of ultrafine particles to fine particles of 30:70 to 35:65, 7 L of processing agent solution containing 0.3% of methanol and 0.3% of zinc oxide, 3.5 L of acrylic ester compound binder solution, 0.1 L of silver zeon, and 89.4 L of water 100L is made and put into the processing bath.
  • a fiber cloth made of white sheeting of 55% polyester and 45% rayon plating is immersed in the processing bath, and the processing agent is adhered to the fiber cloth by a padding method, and then dried at 105 ° C. for 2 minutes. Furthermore, the component of the processing agent is fixed to the fiber cloth by performing a heat treatment at 140 ° C. for 2 minutes. In this way, a cool-sensitive fiber cloth was obtained.
  • Evaluation shows that the improvement rate of the shielding ratio is 5% or more, ⁇ , 0.5% or more and less than 5% is ⁇ , and less than 0.5% is ⁇ .
  • the fabric with a shielding rate of 90% or more belongs to the category (A rank) with excellent shielding rate.
  • the improvement of the shielding rate is recognized even in the fabric having an excellent shielding rate.
  • the present invention can be applied to fabrics belonging to a category (B rank) with a good shielding rate of 80 to 90% and to a general category (C rank) with a shielding rate of 50 to 80%.
  • B rank a good shielding rate of 80 to 90%
  • C rank a general category
  • FIG. 3 shows an apparatus for measuring the temperature of fiber cloth by passing infrared rays through the inner fiber cloth.
  • three heat insulating plates 11, 11, 11 are set up at predetermined intervals. Are installed at the upper end of the heat insulating plates 12 and 1212 and the temperature sensor 14 is installed in the space 13 surrounded by the heat insulating plates 11 and 12.
  • the temperature of each fiber cloth through which the infrared rays have passed is measured by the temperature sensor 14 provided in. That is, it is intended to measure a temperature difference in an environment close to a state in which the fiber cloth is used as an inner.
  • Table 3 shows the test results.
  • the outside air temperature (indoor temperature) is 27.4 ° C.
  • Table 4 shows the antibacterial and deodorant performance evaluation results of Examples 1 to 6.
  • the antibacterial test of the public inspection organization was conducted by Daiwa Chemical Industry Co., Ltd., and the deodorization test was conducted by the Bowken Quality Evaluation Organization.
  • the antibacterial evaluation was performed by the antibacterial performance test bacterial liquid absorption method (JIS L1902 compliant).
  • a bacteriostatic activity value of 4 or more is ⁇ , 2.2 or more is ⁇ , and 2.2 or less is x, and is rejected.
  • Ma the average value of the common logarithm of the number of viable bacteria immediately after inoculation of the test cloth on the raw cloth
  • Mc 18 of the antibacterial cloth
  • Mo Average value of common logarithm of viable cell count immediately after test inoculation of antibacterial fabric
  • Deodorant evaluation was performed by instrumental analysis evaluation of the JAFET standard detergent method for the deodorization performance test.
  • the reduction rate of 90% or more is ⁇
  • the deodorization rate 80 to 90% is ⁇
  • the deodorization rate 70 to 80% is ⁇
  • the deodorization rate 70% or less is ⁇ .
  • the deodorization rate (decrease rate) is obtained by the following formula.
  • the cool-sensitive fiber cloth of the present invention is not limited to clothing such as shirts, blouses, and dresses, but fashion items such as hats, gloves, and stockings, curtains, laces, blind interior products, canvases, cold chills, industrial sheets, etc. It can also be used effectively for other industrial materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

　本発明に係る涼感性繊維布は、紫外線波長領域の電磁波を反射する、粒子径が１５０～２００ｎｍの超微粒子の酸化チタンと、赤外線領域の電磁波を反射する、粒子径が１～５μｍの微粒子の酸化チタンとが、バインダー樹脂により繊維布に固着されていることを特徴とするものである。

Description

涼感性繊維布およびその製造方法
　本発明は太陽光からの紫外線・赤外線を効果的に乱反射させ、外部からの熱の侵入を阻止する涼感性繊維布およびその製造方法に関するものである。
　近年、地球温暖化の影響によって気温の上昇や海水温の上昇に伴う異常気象による自然災害が多く発生して環境破壊や生態系への悪影響が深刻化し懸念されている。ことに、地震と津波による原子力発電所の事故に端を発して、複数の原子力発電所が運転停止したことによって電力不足が生じ、エネルギー問題が大きな社会問題になり、電気事情による節電対策が最優先課題として捉えられるようになった。そのために、夏季におけるエアコンの運転時間の短縮、就業中の服装を軽装としてエアコンの使用を控える活動（いわゆる「クールビズ」）や家庭内でのエアコンの使用を控えて着用する衣服によって温度調節を促す活動（いわゆる「うちエコ」）が行なわれるようになった。
　従来から、住宅関連分野での遮熱屋根、遮熱壁、遮熱シート、遮熱カーテンなど太陽光からの熱エネルギーを遮蔽することによりクーリング効果を出すことは知られているところである。一方、衣料品分野においても、清涼感を有する繊維布の製法が種々提案されている。例えば、レーヨンや綿などの高吸水率繊維を肌側に用いて人体から発生する汗を衣服外に放出する方法、あるいは高熱伝導率を有する繊維を肌側に用いたり、高熱伝導率を有する物質を含有する樹脂を繊維布の裏面にプリントしたりして体熱を奪い取り、体外へ逃がす方法などが知られている。しかしながら、夏季に暑さを感じるのは、衣服や人体が太陽光を吸収して昇温する原因が大きく、上記方法では優れた清涼感を得ることができなかった。
　また、衣料品における遮熱効果を出す別な方法として、衣類用の繊維を染める染料そのものに遮熱効果を持たせ、それにより染色加工された素材で構成された衣服の遮熱性を高めるというものが提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。
特開２０００－８０３１９号公報 国際公開第２００９－１１８４１９号
　しかしながら、上記の染料自体に遮熱効果を持たせる場合、使用する繊維素材とそれを染める染料の選択を繊維組成に合わせて行う必要がある。特に、使用素材が多種類であれば、２浴染色、３浴染色というような極めて煩雑で、かつ手間のかかる工程を経なければならないという問題がある。さらに、使用する染料濃度によってばらつきが生じることもあり、染料濃度の高い生地、いわゆる濃色繊維布であれば効果が良くなるが、淡色や白色の繊維布のもの、つまり染料をあまり必要としないものでは明らかに遮熱効果が悪くなるという問題がある。
　本発明は、上記のような問題点を解決することを課題として研究開発されたもので、多くの素材、例えば綿、ポリエステル、毛、ナイロン、レーヨンなどに対応できるばかりでなく、あらゆる色目（白～淡色～中色～濃色）、彩度（赤～青～黄～緑）であっても、太陽光からの紫外線・赤外線の吸収を抑え、効率よく乱反射させて清涼感に優れる涼感性繊維布を提供することを目的とする。また、これに加えて、抗菌消臭性能を有する涼感性繊維布およびその製造方法を提供することも目的とする。
　上記の課題を解決し、その目的を達成するために、本発明に係る涼感性繊維布は、紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子と、赤外線領域の電磁波を反射する微粒子とが、バインダー樹脂により繊維布に固着されていることを特徴とする。ここで、前記紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子は、粒子径が１５０～２００ｎｍであり、前記赤外線領域の電磁波を反射する微粒子は、粒子径が１～５μｍであるのが好ましい。
　また、前記超微粒子および前記微粒子は酸化チタンであるのが好ましい。
　これにより、太陽光からの紫外線・赤外線の吸収を抑え、効率よく乱反射させて清涼感に優れる涼感性繊維布が実現される。
　さらに、前記超微粒子の酸化チタンと前記微粒子の酸化チタンとの混合成分が繊維重量に対して５～１０％owfの割合で付着し、銀ゼオライトが繊維重量に対して０．０３～１％owfの割合で付着し、前記バインダー樹脂が繊維重量に対して３～５％owfの割合で付着しているとするのが好ましい。
　これにより、清涼感だけでなく、抗菌消臭性能も有する涼感性繊維布が得られる。
　さらに、本発明は、紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子の酸化チタン、および、赤外線領域の電磁波を反射する微粒子の酸化チタンの混合成分と、銀ゼオライトと、バインダー樹脂とを含有する加工剤処理液を作成する工程と、前記作成された加工剤処理液中に繊維布を浸漬する工程と、前記繊維布を熱乾燥させる工程と、前記繊維布に熱処理を施して、前記繊維布に酸化チタンの混合成分および銀ゼオライトを固着させる工程とからなることを特徴とする涼感性繊維布の製造方法として構成することもできる。
　本発明は太陽光の電磁波として人体の皮膚等への悪影響を与える紫外線領域の電磁波を反射する超微粒子と、熱線エリアと称される赤外線波長領域の電磁波を反射する微粒子との混合成分をバインダー樹脂で固着していることから、効率的に紫外線および赤外線を乱反射させて遮蔽でき温度の上昇を抑えることができる。
　また、粒子径が１５０～２００ｎｍの超微粒子と、粒子径が１～５μｍの微粒子を用いているから、紫外線領域の電磁波および赤外線領域の電磁波を最も効果的に反射することができ、極めて遮蔽性の優れた涼感性繊維布になり各種の衣料品に使用できる。さらに、超微粒子および微粒子は酸化チタンであるから、十分な太陽光を遮蔽することができる。また、繊維布に酸化チタンの混合成分付着量を５～１０％owf、銀ゼオライトの成分付着量を０．０３～１％owf、アクリル樹脂バインダーの成分付着量を３～５％owfとし、臨界的に規定したことにより、相互に関連しあって、紫外線および赤外線を反射すると共に、長期間に亘って、消臭及び抗菌効果を有するばかりでなく、赤外線反射、輻射作用から生じる冬季における人体からの遠赤外線熱反射により衣服内温度を高める効果がある。
　また、本発明の涼感性繊維布の製造方法は、紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子の酸化チタン、および、赤外線領域の電磁波を反射する微粒子の酸化チタンの混合成分と、銀ゼオライトと、バインダー樹脂とを含有する加工剤処理液を作成する工程と、前記作成された加工剤処理液中に繊維布を浸漬する工程と、前記繊維布を熱乾燥させる工程と、前記繊維布に熱処理を施して、前記繊維布に酸化チタンの混合成分および銀ゼオライトを固着させる工程とからなり、超微粒子と微粒子が含まれる加工処理液中に浸漬することにより、繊維布に粒子径が１～５μｍの微粒子と粒子径が１５０～２００ｎｍの超微粒子とを斑なく均一に付着させることができると共に、加熱乾燥で超微粒子と微粒子の固着が強固になり、遮蔽効果の持続性を一段と向上させた涼感性繊維布が容易に得られる。
太陽光の電磁波分析を示す図表である。 赤外線遮熱測定装置の簡略側面図である。 赤外線遮熱測定装置の別の例を示す簡略正面図である。
　以下、本発明に係る涼感性繊維布およびその製造方法の実施形態について説明する。
太陽の光エネルギーは約５０％が赤外線、４７％が可視光線、残り３％が紫外線でなりたっている。特に熱に関係するのは赤外線の波長領域の電磁波であり、可視光線や紫外線の波長領域の電磁波は熱に関与しないとされている。本実施の形態に係る涼感性繊維布は太陽光からの放射線（赤外線）の吸収を抑え、効率よく反射させるものである。
　太陽光の電磁波として波長領域の分析から放射線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、電波等と区分される中で、人体の皮膚等へ悪影響を与える紫外線領域の電磁波と熱線エリアと称される赤外線波長領域の電磁波に対して、超微粒子と微粒子の混合成分の酸化チタンを涼感性繊維布に用いることにより効率的に紫外線および赤外線を乱反射させることができる。
　粒子径と光学特性の関係から推察するに、光（電磁波）の波長の約１／２の径の大きさを持つ粒子がその波長をもつ電磁波を最も効率よく乱反射させることができるというＭＩＥ散乱理論からの応用として赤外線遮蔽効果および紫外線遮蔽効果を出せるという知見を見出した。
　目標の電磁波群と比べ非常に小さいものであればレイリー散乱領域となり光散乱効果はきわめて低く、また非常に大きすぎても幾何学的領域となり同様にその効果はきわめて小さいものとなる。ゆえに紫外線対応としては粒子径１５０～２００ｎｍの超微粒子の酸化チタンが望ましく、赤外線対応としても粒子径１～５μｍの微粒子の酸化チタンが望ましい。粒子径が１５０ｎｍ以下であれば、凝集力が増大して液中での分散が非常に困難になると共に、紫外線波長領域の電磁波群の光反射力が乏しくなり適さず、２００ｎｍを超えると光反射する波長の電磁波が可視光線波長領域となってしまい光反射率が低下することから、上記範囲の１５０～２００ｎｍが適している。
　また、酸化チタンの粒子径を５μｍより大きくすれば、加工された繊維布の生地の風合いがゴワゴワになりざらつき感が出てしまい適さない。また、耐洗濯性の観点からも粒子が大きすぎると外部からの圧力など物理的作用により酸化チタンが繊維布から脱落して効果を発揮できなくなる。したがって、酸化チタンの粒子径は、前述の１５０～２００ｎｍおよび１～５μｍの範囲が好適である。
　酸化チタンとしては、結晶構造の異なる３種類の多形、すなわちルチル型（正方晶高温型）、アナターゼ型（正方晶低温型）、ブルッカイト型（斜方晶）があるが、物理的にも化学的にも最も安定性のあるルチル型の酸化チタンを使用するのが最適である。超微粒子と微粒子との混合比率は、３０：７０～３５：６５の範囲が適している。この範囲を超えると紫外線と赤外線の遮蔽率が悪くなることから適さない。繊維布に酸化チタンを付着させる量は５～１０％owfが適している。
　紫外線の中でＣ波とよばれるものは２００～２９０ｎｍであるが、地球の大気圏上層にあるオゾン層で遮蔽あるいは吸収されてほとんど地球上には到達しない。従って、本発明の対象となるのはＢ波と称される２９０～３２０ｎｍ、Ａ波と称される３２０～３８０ｎｍの波長の電磁波群である。なお、赤外線については７８０～１１００ｎｍの近赤外線と生物との関係が深いとされており、生物育成成長波長領域とされる４～１４μｍの波長領域の電磁波群と総じて熱エネルギーを有する電磁波群を乱反射させるものである。
　本発明に用いる繊維布としては、使用するバインダー樹脂の選択により、綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維、レーヨン、キュプラ、ポリノジックの再生繊維、アセテート、トリアセテート、プロミックスの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの合成繊維を用いることができる。
　本実施の形態に係る涼感性繊維布に用いるバインダー樹脂としては、耐水性のものであれば良く、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニロン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂などを挙げることができ、皮膜強度、接着性が良好のものであればいずれのバインダー樹脂でも良い。バインダー樹脂は３０～５０ｇ／リットル（Ｌ）配合量で配合されるのが好適であり、繊維布にバインダーを付着させる量は、３～５％owfが適している。
　本実施の形態に係る涼感性繊維布に用いる銀ゼオライトは、アルカリまたはアルカリ土類元素の多孔質物質であるアミノケイ酸塩からなる沸石に銀をイオン交換によって担持した微粉末であり、ゼオライトの微細孔に臭気成分を引き寄せると共に、イオン交換によって微細孔内部で臭気成分を中和分解して消臭効果を発揮する。繊維布に銀ゼオライトを付着させる量は、０．０３～１％owfが適している。
　以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。実施例１～４と比較例１～５における繊維布の赤外線遮蔽測定は次の方法で行った。
公的検査機関はユニチカガーメンテック株式会社が行い、測定器は株式会社島津製作所のＵＶ－３１００ＰＣを用い、付属光量は積分球付属装置ＩＳＲ－３１００、積分球は内径６０ｍｍ、測定波長が７８０ｎｍ～１０μｍ、標準白板は硫酸バリウムとした。
　測定装置としては、図２に示すように、８×８×０．７ｃｍの断熱板１（発泡スチロール）に孔２を開口し、繊維布試料３を貼着すると共に、厚さｔ（０．７ｃｍ）の後方に黒体（黒台紙）４を貼り付けた。繊維布試料３の表面側より赤外線ライト５で光を照射する。
　この時に、後方の黒体４の表面温度をサーモグラフィー６で経時的に測定し、孔の表面側における繊維布の平均温度の温度差の最高温度をプロットしたサーモグラフィーとして測定した。なお、赤外線ライト５の照射時間を実施例１では８分とし、実施例２～４では５分とした。
　また測定装置の赤外線ライト５と繊維試料布３の距離は約５０ｃｍ、赤外線ライトは東芝ライテック株式会社製の赤外線乾燥用電球（ＩＲ１００V２５０ＷＲＨＥ）を使用し、電圧は９０Vとした。
（実施例１）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液７リットル（Ｌ）と、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液３．５Ｌと、銀ゼオライト０．１Ｌと、水８９．４Ｌとからなるトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽にポリエステル５５％、レーヨン４５％のプレーティング天竺編みの繊維布を浸漬し、パディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。繊維布はプレーティング天竺編みの白地と黒地、また同一組成でフライス編みの白地の繊維布に加工した。
（実施例２）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液１０Ｌと、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液５Ｌと、銀ゼオライト０．１Ｌと、水８４．９Ｌとからなるトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽にポリエステル５５％、レーヨン４５％のプレーティング天竺編みの繊維布を浸漬し、パディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。繊維布はプレーティング天竺編みのピンク地と黒地、また同一組成でフライス編みの白地の繊維布に加工した。
（実施例３）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液７Ｌと、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液３．５Ｌと、銀ゼオライト０．１Ｌと、水８９．４Ｌとからなるトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽に綿４４％、レーヨン３９％、ポリエステル１７％の強撚フライス編みの白地、グレー地、ネイビー地の繊維布を浸漬し、パディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。
（実施例４）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液７Ｌと、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液３．５Ｌと、銀ゼオライト０．１Ｌと、水８９．４Ｌとからなるトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽にポリエステル５５％、レーヨン４５％の針抜きのベージュ地からなる繊維布を浸漬し、パディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。
（比較例１）
　ポリエステル５５％、レーヨン４５％のプレーティング天竺編みの繊維布を、遮熱性能を有する特殊染料の分散染料、および反応性染料を用いて実施例１の色目の黒色と同一になるように染色し、同時に上記繊維布を通常のレギュラー分散染料、レギュラー反応性染料を用いて同黒地の色合いの繊維布帛を得た。
（比較例２）
　ポリエステル５５％、レーヨン４５％のフライス編みの繊維布を、遮熱性能を有する特殊染料の分散染料、および反応性染料を用いて実施例１の色目の黒色と同一になるように染色し、同時に上記繊維布を通常のレギュラー分散染料、レギュラー反応性染料を用いて同黒地の色合いの繊維布帛を得た。
（比較例３）
　ポリエステル５５％、レーヨン４５％の針抜き編みの繊維布を、遮熱性能を有する特殊染料の分散染料、および反応性染料を用いて実施例１の色目の黒色と同一になるように染色し、同時に上記繊維布を通常のレギュラー分散染料、レギュラー反応性染料を用いて同黒地の色合いの繊維布帛を得た。
（比較例４）
　ポリエステル５５％、レーヨン４５％のプレーティング天竺編みの繊維布を、遮熱性能を有する特殊染料の分散染料、および反応性染料を用いて実施例２の色目のピンク色と同一になるように染色し、同時に上記繊維布を通常のレギュラー分散染料、レギュラー反応性染料を用いて同ピンク色の色合いの繊維布帛を得た。
（比較例５）
　綿４４％、レーヨン３９％、ポリエステル１７％の強撚フライス編みの繊維布を、遮熱性能を有する特殊染料の分散染料と反応性染料を用いて実施例３の色目のグレー色とピンク色に染色する。同時に上記繊維布を通常のレギュラーの分散染料、レギュラー反応性染料を用いてグレー色とピンク色の繊維布帛を得た。
　上述のようにして得られた実施例１～４と比較例１～５の繊維布に赤外線を照射して遮蔽性能を測定し、その結果を表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　評価方法は、加工布と未加工布（ブランク）との温度差が２℃以上は◎、１～２℃未満は○、０．５～１℃未満は△、０．５℃未満は×としている。
　つぎに、実施例５，６で紫外線遮蔽測定を行った。測定方法は、上記の赤外線測定方法と比較して、光源を紫外線ライトとし、測定波長を２８０ｎｍ～３８０ｎｍに変更した点を除いて同じである。その結果を表２に示す。
（実施例５）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、
メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液７Ｌと、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液３．５Ｌと、銀ゼオンライト０．１Ｌと、水８９．４Ｌのトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽に綿４４％、レーヨン３９％、ポリエステル１７％の強撚フライス編みの白地からなる繊維布を浸漬しパディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。
（実施例６）
　超微粒子と微粒子の比率が３０：７０～３５：６５の酸化チタンを２５～３０％、
メタノールを０．３％および酸化亜鉛を０．３％含有の加工剤溶液７Ｌと、アクリル酸エステル化合物バインダー溶液３．５Ｌと、銀ゼオン０．１Ｌと、水８９．４Ｌのトータル加工剤処理液１００Ｌを作成し、加工浴槽に投入する。その加工浴槽にポリエステル５５％、レーヨン４５％のプレーティング天竺の白地からなる繊維布を浸漬しパディング法により加工剤を繊維布に付着させた後、１０５℃で２分間乾燥させる。さらに、１４０℃で２分間熱処理を施すことにより、加工剤の成分を繊維布に固着させる。このようにして、涼感性繊維布を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　評価は遮蔽率の改善率が５％以上を◎、０．５％以上５％未満を○、０．５％未満を△としている。
　なお、遮蔽率が９０％以上の布地は遮蔽率が優れた区分（Ａランク）に属するものである。もともと遮蔽率が優れた布地においても遮蔽率の向上が認められる。このことからみて、遮蔽率８０～９０％の遮蔽率の良い区分（Bランク）に属する布地や、遮蔽率５０～８０％の一般的な区分（Cランク）に属する布地に本発明を適用すれば、より遮蔽率向上の効果が高まるといえる。
　図３はインナー用繊維布に赤外線を通過させて繊維布の温度測定装置を示すものであり、図３に示すように、所定の間隔をあけて３個の断熱板１１，１１，１１を立設し、その上端部に横長の断熱板１２，１２．１２を設け、その断熱版１１と１２で囲まれた空間部１３に温度センサー１４を設置し、横長の断熱板１２，１２．１２に加工布１５と未加工布１６を載置し、市販のブロードシャツ１７で覆い被せ、その上方部の赤外線ライト１８を２０分照射して、加工布１５と未加工布１６の真下約５ｍｍの位置に設けた温度センサー１４により、赤外線が通過した各々の繊維布の温度を測定する。すなわち、繊維布をインナーとして使用した状態に近い環境での温度差を測定しようというものである。表３はその試験結果を示す表である。なお、外気温度（室内温度）２７．４℃である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記の表３から明らかなように、照射時間を延ばして繊維布をインナーとして使用することを仮定した場面では、プレーティング天竺の黒地での加工布と未加工布の温度差Δｔでは４．３℃、プレーティング天竺の白地ではΔｔ２．８℃を確認することができた。
　表４は実施例１～６の抗菌性と消臭性能の評価結果を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
　公的検査機関の抗菌試験は大和化学工業株式会社が行い、消臭試験は一般財団法人ボウケン品質評価機構が行った。
　抗菌性評価は、抗菌性能試験の菌液吸収法（ＪＩＳ　Ｌ１９０２準拠）により行った。ここでは、静菌活性値４以上が◎、２．２以上が○で合格、２．２以下は×で不合格としている。
　静菌活性値は次の計算式で求められる。
静菌活性値＝（Ｍｂ－Ｍａ）－（Ｍｃ－Ｍｏ）≧２．２
　　Ｍｂ＝は未加工布の１８時間培養後の生菌数の常用対数値の平均値
　　Ｍａ＝未加工布の試験菌接種直後の生菌数の常用対数値の平均値
　　Ｍｃ＝抗菌加工布の１８時間培養後の生菌数の常用対数値の平均値
　　Ｍｏ＝抗菌加工布の試験接種直後の生菌数の常用対数値の平均値
　消臭性評価は、消臭性能試験のＪＡＦＥＴ標準洗剤法の機器分析評価により行った。ここでは、減少率９０％以上が◎、消臭率８０～９０％が○、消臭率７０～８０％が△で合格、消臭率７０％以下は×で不合格としている。
　消臭率（減少率）は、次の計算式で求められる。
　　アンモニア・酢酸　減少率（％）＝｛(Ａ－Ｂ)／Ａ｝×１００
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ＝空試験の測定値
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｂ＝試料の測定値
　　イソ吉草酸　　　　減少率（％）＝｛(Ｃ－Ｄ)／Ｃ｝×１００
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ＝空試験のピーク面積
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ＝試料のピーク面積
　以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施例に限らず、本発明の目的を達成でき、かつ本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能であるのは勿論のことである。
　本発明の涼感性繊維布は、シャツ、ブラウス、ワンピースなどの衣料品に限ることなく、帽子、手袋、ストッキングなどのファッション小物，カーテン,レース、ブラインドのインテリア製品、帆布、寒冷紗、工業用シートなどの産業資材品などにも有効に利用できる。

Claims (5)

  1. 紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子と、
    赤外線領域の電磁波を反射する微粒子とが、
    バインダー樹脂により繊維布に固着されている
    ことを特徴とする涼感性繊維布。
  2. 前記紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子は、粒子径が１５０～２００ｎｍであり、
    前記赤外線領域の電磁波を反射する微粒子は、粒子径が１～５μｍである
    ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の涼感性繊維布。
  3. 前記超微粒子および前記微粒子は酸化チタンである
    ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の涼感性繊維布。
  4. 前記超微粒子の酸化チタンと前記微粒子の酸化チタンとの混合成分が繊維重量に対して５～１０％owfの割合で付着し、
    銀ゼオライトが繊維重量に対して０．０３～１％owfの割合で付着し、
    前記バインダー樹脂が繊維重量に対して３～５％owfの割合で付着している
    ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の涼感性繊維布。
  5. 　紫外線波長領域の電磁波を反射する超微粒子の酸化チタン、および、赤外線領域の電磁波を反射する微粒子の酸化チタンの混合成分と、銀ゼオライトと、バインダー樹脂とを含有する加工剤処理液を作成する工程と、
    前記作成された加工剤処理液中に繊維布を浸漬する工程と、
    前記繊維布を熱乾燥させる工程と、
    前記繊維布に熱処理を施して、前記繊維布に酸化チタンの混合成分および銀ゼオライトを固着させる工程と
    からなることを特徴とする涼感性繊維布の製造方法。
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