JP2006342450A

JP2006342450A - 温度によって熱放射率が変化する繊維および繊維構造体および繊維製品

Info

Publication number: JP2006342450A
Application number: JP2005168138A
Authority: JP
Inventors: Rei Yasumitsu; 玲安光
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小である繊維および繊維構造体および繊維製品を提供する。
【解決手段】Ａ_１−ｘＢ_ｘＭｎＯ_３で表されるＭｎを含んだペロブスカイト酸化物などの、高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である微粒子を繊維に含ませる。
ただし、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの希土類イオンの中の少なくとも一つ、ＢはＣａ、Ｓｒ、Ｂａのアルカリ土類金属イオンの中の少なくとも一つである。
【選択図】なし

Description

本発明は、高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小である繊維および繊維構造体および繊維製品に関するものである。

従来、温度によって透湿性などの特性や色が変化する繊維構造体は種々のものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。しかしながら、温度によって赤外線放射率が変化する繊維構造体はあまり提案されていない。
他方、特許文献１では、温度によって赤外線放射率が変化する熱制御装置が提案されているが、繊維構造体に関するものではない。

特開平１−３７０２７６号公報特開平７−１１９０５６号公報特開平１１−４３８６４号公報特許第３２２１４１２号公報

本発明は、上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小である、温度によって熱放射率が変化する繊維および繊維構造体および繊維製品を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小である微粒子を繊維に含ませることにより、所望の繊維が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明に想到した。

その際、前記の微粒子が、Ａ_１−ｘＢ_ｘＭｎＯ_３で表されるＭｎを含んだペロブスカイト酸化物であることが好ましい。ただし、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの希土類イオンの中の少なくとも一つ、ＢはＣａ、Ｓｒ、Ｂａのアルカリ土類金属イオンの中の少なくとも一つである。かかる微粒子が繊維に、繊維重量に対し０．０５〜２０％含まれることが好ましい。また、前記の微粒子が繊維表面に付着していることが好ましい。本発明の繊維において、繊維の種類としては有機系繊維であることが好ましい。

また、本発明によれば、前記の繊維を用いてなり、糸条、織編物、不織布、詰綿からなる群より選択されるいずれか１種の形態を有する、温度によって熱放射率が変化する繊維構造体が提供される。

さらに、本発明によれば、前記の繊維構造体を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、消防服、砂漠用衣料、高温作業服、紳士衣料、婦人衣料、裏地衣料、生活資材、車両資材、産業資材からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。

本発明によれば、高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小である、温度によって熱放射率が変化する繊維および繊維構造体および繊維製品が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の繊維には、高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である微粒子が含まれている。

かかる微粒子としては、高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である微粒子であれば特に限定されないが、温度４５℃の熱放射率が０℃の熱放射率よりも０．１以上大きい微粒子であることが好ましい。かかる微粒子としては特許第３２２１４１２号に開示された微粒子が好適に例示される。すなわち、Ａ_１−ｘＢ_ｘＭｎＯ_３で表されるＭｎを含んだペロブスカイト酸化物である。ただし、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの希土類イオンの中の少なくとも一つ、ＢはＣａ、Ｓｒ、Ｂａのアルカリ土類金属イオンの中の少なくとも一つである。さらに、前記相変化物質はＣｒを含んだコランダムバナジウム酸化物であってもよい。かかる微粒子は、特許第３２２１４１２号の図２に示されるように、転移温度である３００Ｋ〜２８０Ｋで急激な変化があり、低温側では高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である。

前記の微粒子が繊維に含まれる量としては、繊維重量に対し０．０５〜２０重量％（より好ましくは1．０〜５．０重量％）の範囲内であることが好ましい。該含有量が０．０５重量％より小さいと、温度が変化しても熱放射率が十分変化しないおそれがある。逆に、該含有量が２０重量％よりも大きいと風合いが硬くなるおそれがある。
前記の微粒子は、繊維に練りこまれていてもよいが、後記のように後加工により繊維に付着している方が容易に製造でき好ましい。

本発明の繊維において、繊維の種類としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、ポリプロピレン等の合成繊維、レーヨンなどの再生繊維、綿、ウール、絹などの天然繊維、これらを複合したものなどの有機繊維が好ましく例示される。なかでも、ポリエステル繊維が特に好ましく例示される。ポリエステル繊維はジカルボン酸成分とジグリコール成分とから製造される。ジカルボン酸成分としては、主としてテレフタル酸が用いられることが好ましく、ジグリコール成分としては主としてエチレングリコール、トリメチレングリコール及びテトラメチレングリコールから選ばれた１種以上のアルキレングリコールを用いることが好ましい。また、ポリエステル樹脂には、前記ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に第３成分を含んでいてもよい。該第３成分としては、カチオン染料可染性アニオン成分、例えば、ナトリウムスルホイソフタル酸；テレフタル酸以外のジカルボン酸、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸；及びアルキレングリコール以外のグリコール化合物、例えばジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルフォンの１種以上を用いることができる。さらには、ポリ乳酸などの生分解性を有するポリエステル繊維でもよい。

繊維を形成する樹脂中には、必要に応じて、艶消し剤（二酸化チタン）、微細孔形成剤（有機スルホン酸金属塩）、着色防止剤、熱安定剤、難燃剤（三酸化二アンチモン）、蛍光増白剤、着色顔料、帯電防止剤（スルホン酸金属塩）、吸湿剤（ポリオキシアルキレングリコール）、抗菌剤、その他の無機粒子の１種以上が含まれていてもよい。

次に、本発明の繊維構造体は、前記の繊維を用いてなり、糸条、織編物、不織布、詰綿からなる群より選択されるいずれか１種の形態を有するものである。
ここで、糸条の形状としては、短繊維でもよいし長繊維（マルチフィラメント）でもよい。さらには、通常の仮撚捲縮加工が施された仮撚捲縮加工糸や２種以上の構成糸条を空気混繊加工や複合仮撚加工させた複合糸であってもよい。

糸条を構成する繊維の単糸繊維繊度、総繊度、単糸数は、単糸繊維繊度０．１〜１０．０ｄｔｅｘ、総繊度２０〜３００ｄｔｅｘ、単糸数１０〜２００本の範囲であることが好ましい。また、単糸繊維の断面形状には制限はなく、通常の円形断面のほかに三角、扁平、くびれ付扁平、十字形、六様形、あるいは中空形などの異型断面形状であってもよい。

本発明の繊維構造体、前記の微粒子を練りこんだ繊維を用いて繊維構造体を通常の方法により製造するか、または、繊維を用いて繊維構造体を得たのち、下記の方法で前記の微粒子を繊維構造体に付与してもよい。

すなわち、繊維構造体が織編物の場合について以下例示する。まず、前記のような繊維からなる糸条を用いて織編物を織編成する。ここで、織編物の織編組織としては特に限定されない。次いで、該織編物に必要に応じて、染色仕上げ加工や親水化加工（吸水加工）を施した後、前記の微粒子を付着させる。その際、微粒子をバインダー樹脂とともに織編物に付着させることが、熱放射率の温度変化性の耐久性を高める上で好ましい。バインダー樹脂としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル系樹脂などが例示される。

また、前記微粒子とバインダー樹脂の織編物に対する付着量としては、各々樹脂固形分重量基準で、微粒子０．０１〜４０ｇ／ｍ^２（より好ましくは１〜１０ｇ／ｍ^２）、バインダー樹脂０．０１〜４０ｇ／ｍ^２（より好ましくは１〜１０ｇ／ｍ^２）の範囲が適当である。

前記の微粒子とバインダー樹脂とは、通常両者の配合組成物として織編物に付与される。その際、かかる配合組成物は水系、溶剤系のいずれで構成してもよいが、加工工程の作業環境上水系の方が好ましい。なお、溶剤としては、トルエン、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、メチエチルケトン、酢酸エチルなどが例示される。この配合組成物には、エポキシ系などの架橋剤を併用してもよい。さらに、織編物に対する付着性を向上させる等の目的で適当な添加剤をさらに配合してもよい。

前記の微粒子、または微粒子とバインダー樹脂とを織編物に付着させる方法としては、例えばグラビアロール法、キスロール法、泡加工法、ロータリスクリーン捺染法、フラットスクリーン法、ローラー捺染法等が例示される。その際、格子状や線状など所定のパターンで塗布してもさしつかえない。特に前記の微粒子が織編物の片面にのみ付着していると、少量で優れた効果が得られ好ましい。

かくして得られた繊維構造体において、高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である微粒子が含まれているので、高温では熱放射が大きく、逆に低温では熱放射が小さいという特徴を有している。

なお、かかる繊維構造体には、必要に応じて通常のアルカリ減量加工が施されてもよい。さらには、常法の起毛加工、紫外線遮蔽あるいは、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。

次に、本発明によれば、前記の繊維構造体を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、消防服、砂漠用衣料、高温作業服、紳士衣料、婦人衣料、裏地衣料、寝装寝具、傘、かばん、カーテン、携帯ストラップなどの生活資材、カーシートなどの車両資材、テント地などの産業資材からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。かかる繊維製品は、高温では熱放射が大きく、逆に低温では熱放射が小さので、温度を自己調節することができる。

以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各物性は下記の方法により測定したものである。
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
（１）熱放射率
赤外放射率測定装置（日本電子株式会社製）により、温度０℃と４５℃の熱放射率を測定した。
（２）編物の風合い
３０ｃｍ四角の織編物を男女各５名ずつ計１０名のパネラーが目隠しした状態で官能評価を行った。風合いが未加工品対比、変化無し（良好）、ややソフト、ややかたい、かたいの４段階で評価した。

［実施例１］
２４Ｇの丸編機を使用して、総繊度８４ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌの通常のポリエチレンテレフタレート仮撚捲縮加工糸を用いて天竺組織の編地を編成した後、１３０℃３０分間通常の染色加工を施し、乾燥、セットを行った。

次いで、該編物の片面に、下記の処方からなる処理液を約２０ｇ／ｍ^２の塗布量となるよう、塗布し、その後、１３５℃で乾燥した後、１６０℃で４５秒の乾熱処理を行い、編物を得た。
［処理液の組成］
・水４５重量％
・Ｌａ_{０．８２５}Ｓｒ_{０．１７５}ＭｎＯ_３で表されるＭｎを含んだペロブスカイト酸化物５重量％
・メラミン系バインダー樹脂５０重量％
（住友化学（株）製「スミテックスレジンＭ−３」接触角６７．５度）
・触媒０．１重量％
（スミテックスアクセレーターＡＣＸ）

該編物において、熱放射率は、温度０℃で０．４０、温度４５℃で０．５５であった。次いで、該編物を用いて、半そでＴシャツを縫製し着用したところ、風合いは良好であった。

本発明によれば、高温では熱放射率が大であり、低温では熱放射率が小であるので、温度を自己調節することの可能な繊維および繊維構造体および繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。

Claims

高温では熱放射率が大であり、一方低温では熱放射率が小である微粒子が繊維に含まれてなることを特徴とする温度によって熱放射率が変化する繊維。
前記の微粒子が、Ａ_１−ｘＢ_ｘＭｎＯ_３で表されるＭｎを含んだペロブスカイト酸化物である、請求項１に記載の温度によって熱放射率が変化する繊維。
ただし、ＡはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの希土類イオンの中の少なくとも一つ、ＢはＣａ、Ｓｒ、Ｂａのアルカリ土類金属イオンの中の少なくとも一つである。
前記の微粒子が繊維に、繊維重量に対し０．０５〜２０％含まれる、請求項１または請求項２に記載の温度によって熱放射率が変化する繊維。
前記の微粒子が繊維表面に付着してなる、請求項１〜３のいずれかに記載の温度によって熱放射率が変化する繊維。
前記の繊維が有機系繊維である、請求項１〜４のいずれかに記載の温度によって熱放射率が変化する繊維。
請求項１〜５のいずれかに記載の繊維を用いてなり、糸条、織編物、不織布、詰綿からなる群より選択されるいずれか１種の形態を有する、温度によって熱放射率が変化する繊維構造体。
請求項６に記載の繊維構造体を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、消防服、砂漠用衣料、高温作業服、紳士衣料、婦人衣料、裏地衣料、生活資材、車両資材、産業資材からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。