JP2021079549A - Aerogel-containing laminated layer sheet and manufacturing method of aerogel-containing laminated layer sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄くて軽量で嵩張らず、高い断熱特性を有するエアロゲル含有シート及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an airgel-containing sheet which is thin, lightweight, not bulky, and has high heat insulating properties, and a method for producing the same.
保温性が求められる衣料品や寝装具には、アヒルやガチョウなどの鳥のダウン（羽毛）やフェザー（羽根）（以下、「羽毛」とする。）が広く使われている。羽毛は軽量で保温性が高く吸湿発散性に優れ、羽毛を詰めた衣服や布団はとても温かいという特徴を備える。
一般に、羽毛を使った衣料品や寝装品などの羽毛製品は、側生地の間に羽毛が詰められ、その羽毛の膨らみにより嵩高となり空気の層ができ、保温性を高めている。
Down (feathers) and feathers (hereinafter referred to as "feathers") of birds such as ducks and geese are widely used for clothing and bedding that require heat retention. Feathers are lightweight, have high heat retention, and have excellent moisture absorption and wicking properties, and clothes and duvets filled with feathers are very warm.
In general, feather products such as clothing and bedding using feathers are filled with feathers between the side fabrics, and the swelling of the feathers makes them bulky to form an air layer, which enhances heat retention.
一方、羽毛以外の衣料品や寝装具に用いられる材料として、エアロゲルが挙げられる。エアロゲルは、極めて軽量の固体であり、熱伝導率が、空気の熱伝導率よりも低いため、高い断熱特性を有するものである。 On the other hand, as a material used for clothing and bedding other than feathers, airgel can be mentioned. Airgel is an extremely lightweight solid and has a high thermal conductivity because it has a lower thermal conductivity than that of air.
エアロゲルを衣料品や寝装具に用いられる例としては、羽毛に比べて多くはないものの、特許６５８４０４６号などにエアロゲルを用いた衣料品が記載されており、具体的には、「表生地と、羽毛繊維層と、裏生地とが積層されてなる高保温性衣服品用積層生地であって、前記裏生地の上面に熱可塑性樹脂層が積層され、その上面に上方に向かって順にエアロゲル混合体層、蜘蛛の巣状の樹脂層、羽毛繊維層が積層され、前記羽毛繊維層の上面に、裏面に起毛組織を備えた表生地が積層されてなり、前記裏生地と、前記表生地が、前記熱可塑性樹脂層の熱可塑性樹脂材料を介して接着され、前記羽毛繊維層が前記表生地及び前記裏生地と一体化してなることを特徴とする高保温性衣服品用積層生地。」が記載されている（特許文献１） Although there are not many examples of using aerogel for clothing and bedding, clothing using aerogel is described in Patent No. 6584046, etc., specifically, "Outer fabric and A highly heat-retaining garment laminated fabric in which a feather fiber layer and a backing fabric are laminated. A thermoplastic resin layer is laminated on the upper surface of the backing fabric, and an aerogel mixture is sequentially applied upward on the upper surface thereof. A layer, a spider web-shaped resin layer, and a feather fiber layer are laminated, and a front fabric having a brushed structure on the back surface is laminated on the upper surface of the feather fiber layer, and the back fabric and the front fabric are formed. A laminated fabric for highly heat-retaining garments, which is adhered via a thermoplastic resin material of the thermoplastic resin layer, and the feather fiber layer is integrated with the front fabric and the back fabric. " (Patent Document 1)
これは、エアロゲルと樹脂発泡体が混合一体化されたものを用いており、斑点状に配置することにより、保温性のみならず、通気性も担保している。 This uses a mixture of airgel and resin foam, and by arranging them in a speckled pattern, not only heat retention but also breathability is ensured.
しかし、特許文献１は、生地に近いものを製造する発明であるため、本発明のような衣類や寝装具の中に組み込むようなエアロゲル含有積層シートとは異なり、また、特許文献１のものだと、エアロゲルが偏ったところでは、第二中綿層と第一中綿層の接着量が低下する恐れがあり、本発明のようなシートにするとさらなる接着力向上が期待される。 However, since Patent Document 1 is an invention for producing a material close to a cloth, it is different from the airgel-containing laminated sheet that is incorporated into clothing or bedding as in the present invention, and is also that of Patent Document 1. If the airgel is biased, the amount of adhesion between the second batting layer and the first batting layer may decrease, and a sheet like the present invention is expected to further improve the adhesive strength.
そこで、本願発明者は、鋭意研究の結果、ポリエステル複合繊維にエアロゲルを含ませたものとエアロゲル含有中間層とし、かつ、エアロゲル含有中間層の上下それぞれに熱可塑性樹脂フィルム層を配置したエアロゲル含有積層シートは、薄くて軽量で嵩張らず、高い断熱特性を有しながら、第二中綿層と第一中綿層との高い接着性で接着されることを見出し、本発明に到達した。 Therefore, as a result of diligent research, the inventor of the present application has made an airgel-containing intermediate layer of a polyester composite fiber containing airgel, and an airgel-containing laminate in which thermoplastic resin film layers are arranged above and below the airgel-containing intermediate layer. We have found that the sheet is thin, lightweight, not bulky, has high heat insulating properties, and is adhered with high adhesiveness between the second batting layer and the first batting layer, and has reached the present invention.
すなわち、本発明者は上記課題を下記の手段により解決した。
［１］ 化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層と、
第一熱可塑性樹脂フィルム層と、
エアロゲル含有中間層と、
第二熱可塑性樹脂フィルム層と、
化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層とが、この順で配置されて一体化してなるエアロゲル含有積層シートであって、
前記エアロゲル含有中間層は、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層と、エアロゲル層とを含む、エアロゲル含有積層シート。
［２］ 前記エアロゲル含有積層シートの全体の厚さが、２．０〜２０．０ｍｍである、［１］に記載のエアロゲル含有積層シート。
［３］ 前記ポリエステル複合繊維層は、さらに羽毛を含む［１］に記載のエアロゲル含有積層シート。
［４］ 前記ポリエステル複合繊維層は、さらにキュプラ繊維を含む［１］に記載のエアロゲル含有積層シート。
［５］ 前記ポリエステル複合繊維層は、さらに羽毛及びキュプラ繊維を含む［１］に記載のエアロゲル含有積層シート。
［６］ ［１］乃至［５］のいずれか一項に記載のエアロゲル含有積層シートを、少なくとも一部に用いてなる、衣料品。
［７］ ［１］乃至［５］のいずれか一項に記載のエアロゲル含有積層シートを、少なくとも一部に用いてなる、寝装品。
［８］ エアロゲル含有積層シートの製造方法であって、
（１）基台上に化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層を配置する工程と、
（２）前記第一中綿層に第一熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（３）前記第一熱可塑性樹脂フィルム層の上に、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層を形成する工程と、
（４）前記ポリエステル複合繊維層の上に、エアロゲルからなる粉を噴射し、前記ポリエステル複合繊維層に固着したエアロゲル層を形成することにより、前記ポリエステル複合繊維層と前記エアロゲル層とを含むエアロゲル含有中間層を形成する工程と、
（５）前記エアロゲル含有中間層の上に、第二熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（６）前記第二熱可塑性樹脂フィルム層の上に、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層を配置する工程と、
（７）前記第二中綿層を配置した積層体を加熱し、前記積層体を一体化する工程と、
を含む、前記方法。
That is, the present inventor has solved the above problems by the following means.
[1] A first batting layer composed of batting formed from chemical fiber cotton in a sheet shape, and
With the first thermoplastic resin film layer,
Airgel-containing intermediate layer and
With the second thermoplastic resin film layer,
An airgel-containing laminated sheet in which a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in the form of a sheet is arranged in this order and integrated.
The airgel-containing intermediate layer is an airgel-containing laminated sheet containing a polyester composite fiber layer containing polyester composite fibers and an airgel layer.
[2] The airgel-containing laminated sheet according to [1], wherein the overall thickness of the airgel-containing laminated sheet is 2.0 to 20.0 mm.
[3] The airgel-containing laminated sheet according to [1], wherein the polyester composite fiber layer further contains feathers.
[4] The airgel-containing laminated sheet according to [1], wherein the polyester composite fiber layer further contains cupra fibers.
[5] The airgel-containing laminated sheet according to [1], wherein the polyester composite fiber layer further contains feathers and cupra fibers.
[6] A clothing product comprising at least a part of the airgel-containing laminated sheet according to any one of [1] to [5].
[7] A bedding product comprising at least a part of the airgel-containing laminated sheet according to any one of [1] to [5].
[8] A method for producing an airgel-containing laminated sheet.
(1) A step of arranging a first batting layer composed of batting in which chemical fiber cotton is formed in a sheet shape on a base, and
(2) A step of forming the first thermoplastic resin film layer on the first batting layer and
(3) A step of forming a polyester composite fiber layer containing a polyester composite fiber on the first thermoplastic resin film layer, and a step of forming the polyester composite fiber layer.
(4) An airgel containing the polyester composite fiber layer and the airgel layer is contained by injecting powder made of airgel onto the polyester composite fiber layer to form an airgel layer fixed to the polyester composite fiber layer. The process of forming the intermediate layer and
(5) A step of forming a second thermoplastic resin film layer on the airgel-containing intermediate layer, and
(6) A step of arranging a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in a sheet shape on the second thermoplastic resin film layer.
(7) A step of heating the laminate on which the second batting layer is arranged and integrating the laminate.
The method described above.
本発明によれば、下記の効果が発揮される。
本発明のエアロゲル含有積層シートは、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層と、第一熱可塑性樹脂フィルム層と、エアロゲル含有中間層と、第二熱可塑性樹脂フィルム層と、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層とが、この順で配置されて一体化してなるエアロゲル含有積層シートであって、前記エアロゲル含有中間層は、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層と、エアロゲル層とを含むため、混合繊維層内の羽毛繊維は他の繊維に固着され縫い目からの吹き出しや偏りがなく、かつ、羽毛繊維により羽毛の保温性が発揮され軽量で暖かい。
According to the present invention, the following effects are exhibited.
The aerogel-containing laminated sheet of the present invention includes a first batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in the form of a sheet, a first thermoplastic resin film layer, an aerogel-containing intermediate layer, and a second thermoplastic resin film. An aerogel-containing laminated sheet in which a layer and a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in a sheet shape are arranged in this order and integrated, and the aerogel-containing intermediate layer is polyester. Since the polyester composite fiber layer containing the composite fiber and the aerogel layer are included, the feather fibers in the mixed fiber layer are fixed to other fibers, there is no blowout or bias from the seams, and the feather fibers keep the feathers warm. Demonstrated, lightweight and warm.
さらに本発明にかかるエアロゲル含有積層シートは、エアロゲル含有中間層が化学繊維綿の中綿層で覆われた構造となっていているので湿気や水気に強く、衣料品や寝装具の充填素材に好適である。
また極めて薄いシート状に一体化されているので加工もしやすい。
Further, the airgel-containing laminated sheet according to the present invention has a structure in which the airgel-containing intermediate layer is covered with a batting layer of chemical fiber cotton, so that it is resistant to moisture and water and is suitable as a filling material for clothing and bedding. is there.
In addition, it is easy to process because it is integrated into an extremely thin sheet.
さらに本発明にかかるエアロゲル含有積層シートは、第一中綿層、エアロゲル含有中間層、第二中綿層が順に積層され熱融着によって接着され一体化してなり、エアロゲル含有積層シート全体の厚さが２〜２０ｍｍ程度で構成されるので、あたかも一枚の生地のように扱え、衣料品や寝装具の中綿として使いやすく、そのまま裁断、縫製でき、製造作業もしやすく、裁断時や縫製時に含有物が飛び散ることもなく、作業環境を良好に維持することができる。 Further, in the airgel-containing laminated sheet according to the present invention, the first batting layer, the airgel-containing intermediate layer, and the second batting layer are laminated in this order and adhered and integrated by heat fusion, and the total thickness of the airgel-containing laminated sheet is 2. Since it is composed of about 20 mm, it can be treated as if it were a single piece of fabric, it is easy to use as a batting for clothing and bedding, it can be cut and sewn as it is, it is easy to manufacture, and the contents are scattered during cutting and sewing. It is possible to maintain a good working environment without any problems.
そして、厚さ２〜２０ｍｍ程度という薄さにより、エアロゲル含有積層シートは嵩張ることがなく、コンパクトに畳むことができ、流通においては運搬しやすく保管もしやすい。
また、各層を熱溶着で一体化したことで、上下方向にも左右方向にも弾力性を備え、衣料品に使用した場合には高い保温性だけでなく、着やすく動きやすくなる。
そして、含有されているエアロゲルは、極めて軽量で、かつ高い断熱特性を有するため、本発明のエアロゲル含有積層シートも、軽く、断熱性が高い。
Due to the thinness of about 2 to 20 mm, the airgel-containing laminated sheet is not bulky and can be folded compactly, and is easy to carry and store in distribution.
In addition, by integrating each layer by heat welding, it has elasticity in both the vertical and horizontal directions, and when used for clothing, it not only has high heat retention, but is also easy to wear and move.
Since the contained airgel is extremely lightweight and has high heat insulating properties, the airgel-containing laminated sheet of the present invention is also light and has high heat insulating properties.
エアロゲル含有中間層に羽毛が含まれている場合は、さらに暖かくなり、風合いが柔らかくなるという利点もある。エアロゲル含有中間層にキュプラを含む場合は、水に濡らした時の強度である湿潤強度が高くなり、エアロゲル含有積層シートに吸水性、吸湿性に優れる特性を与えることができる。 If the airgel-containing intermediate layer contains feathers, it also has the advantage of being warmer and softer in texture. When the airgel-containing intermediate layer contains cupra, the wet strength, which is the strength when wet with water, becomes high, and the aerogel-containing laminated sheet can be provided with excellent water absorption and hygroscopic properties.
さらに、本発明にかかるエアロゲル含有積層シートの製造は、
（１）基台上に化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層を配置する工程と、
（２）前記第一中綿層に第一熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（３）前記第一熱可塑性樹脂フィルム層の上に、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層を形成する工程と、
（４）前記ポリエステル複合繊維層の上に、エアロゲルからなる粉を噴射することにより、前記ポリエステル複合繊維層に固着したエアロゲル層を形成することにより、前記ポリエステル複合繊維層と前記エアロゲル層とを含むエアロゲル含有中間層を形成する工程と、
（５）前記エアロゲル含有中間層の上に、第二熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（６）前記第二熱可塑性樹脂フィルム層の上に、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層を配置する工程と、
（７）前記第二中綿層を配置した積層体を加熱し、前記積層体を一体化する工程と、
を含むが、簡易な方法で非常に接着力が高く、またダウンプルーフ加工やキルティング加工など特殊な縫製や加工を必要とせず製造が容易である。
そして、第一中綿層と第二中綿層をポリエステルの綿とした場合は、第一中綿層、エアロゲル中間層に含まれるポリエステル、第二中綿層の三層のポリエステルが加熱により溶け、互いに接着するので、別途接着剤の塗布の必要がなく、作業工程が少なく製造しやすい。
Further, the production of the airgel-containing laminated sheet according to the present invention
(1) A step of arranging a first batting layer composed of batting in which chemical fiber cotton is formed in a sheet shape on a base, and
(2) A step of forming the first thermoplastic resin film layer on the first batting layer and
(3) A step of forming a polyester composite fiber layer containing a polyester composite fiber on the first thermoplastic resin film layer, and a step of forming the polyester composite fiber layer.
(4) The polyester composite fiber layer and the airgel layer are included by forming an aerogel layer fixed to the polyester composite fiber layer by injecting a powder made of airgel onto the polyester composite fiber layer. The process of forming the airgel-containing intermediate layer and
(5) A step of forming a second thermoplastic resin film layer on the airgel-containing intermediate layer, and
(6) A step of arranging a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in a sheet shape on the second thermoplastic resin film layer.
(7) A step of heating the laminate on which the second batting layer is arranged and integrating the laminate.
However, it is a simple method with very high adhesive strength, and it is easy to manufacture without the need for special sewing or processing such as down proofing or quilting.
When the first batting layer and the second batting layer are made of polyester cotton, the three layers of polyester, the first batting layer, the polyester contained in the airgel intermediate layer, and the second batting layer, are melted by heating and adhere to each other. Therefore, there is no need to apply an adhesive separately, and there are few work steps and it is easy to manufacture.
本発明にかかるエアロゲル含有積層シート及び該エアロゲル含有積層シートの製造方法を実施するための形態を、実施例の図に基づいて説明する。 A mode for carrying out the airgel-containing laminated sheet and the method for producing the airgel-containing laminated sheet according to the present invention will be described with reference to the drawings of Examples.
図１は本発明にかかるエアロゲル含有積層シートの説明用断面図であり、図２、図３は本発明にかかるエアロゲル含有積層シートの製造方法の概要説明図であり、図において、１はエアロゲル含有積層シート、２は第一中綿層、３は第一熱可塑性樹脂フィルム層、４はポリエステル複合繊維層、５はエアロゲル層、６はエアロゲル含有中間層、７は第二熱可塑性樹脂フィルム層、８は第二中綿層、９は積層体である。 FIG. 1 is a sectional view for explaining an airgel-containing laminated sheet according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are schematic explanatory views of a method for producing an airgel-containing laminated sheet according to the present invention, and in the figure, 1 is an airgel-containing laminated sheet. Laminated sheet, 2 is the first batting layer, 3 is the first thermoplastic resin film layer, 4 is the polyester composite fiber layer, 5 is the airgel layer, 6 is the airgel-containing intermediate layer, 7 is the second thermoplastic resin film layer, 8 Is the second batting layer, and 9 is a laminated body.
図１に示すエアロゲル含有積層シートの実施例の形態において、エアロゲル含有積層シート１は、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層２、同様に化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層８、第一中綿層２及び第二中綿層８の間のエアロゲル含有中間層６を備え、エアロゲル含有中間層６は、第一熱可塑性樹脂フィルム層３により第一中綿層２に接着され、第二熱可塑性樹脂フィルム層７により第二中綿層８に接着されている。
そして、エアロゲル含有中間層６は、ポリエステル複合繊維層４及びエアロゲル層５から構成されている。
In the embodiment of the aerogel-containing laminated sheet shown in FIG. 1, the aerogel-containing laminated sheet 1 has a
The airgel-containing
本実施例において、第一中綿層２及び第二中綿層８は、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される。化学繊維綿は、化学繊維から製造される綿（わた）であり、化学繊維綿の化学繊維としては、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、無機質繊維などが挙げられる。特にポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの合成繊維が好適であり、複数の素材の繊維を複合したものであってもよい。本実施例では、ポリエステルの綿をシート状に形成して中綿としたものを使用している。
In this embodiment, the
また、本実施例において、第一中綿層２及び第二中綿層８は、目付（平方メートルあたりの重量）が１０〜２００ｇ／ｍ２であり、使用用途によってエアロゲル含有積層シート１全体をより薄く軽量にする場合には、目付が２０〜４０ｇ／ｍ２程度となるように薄い中綿を使って第一中綿層２及び第二中綿層８とする。逆にエアロゲル含有積層シート１全体を厚く重量感を持たせて保温性をより高めるには、目付１５０〜２００ｇ／ｍ２程度にして厚さを持たせて、第一中綿層２及び第二中綿層８をそれぞれ構成する。
第一中綿層２及び第二中綿層８の目付を１０ｇ／ｍ２以下とすると、薄すぎて満足する保温性が期待できず、目付２００ｇ／ｍ２以上だと、厚くなりすぎ重くなり、特に衣料品に使用される場合には動きにくいという問題が生じる。
なお、第一中綿層２及び第二中綿層８はそれぞれ、同じ素材、例えばポリエステルの中綿であってもよく、異なった素材からなる中綿であってもよい。また、目付も第一中綿層２及び第二中綿層８は同じであっても、一方を軽く他方を重くしてもよい。
Further, in this embodiment, the
If the basis weight of the
The
本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１は、第一中綿層２及び第二中綿層８の間にエアロゲル含有中間層６を有する。
エアロゲル含有中間層６は、ポリエステル複合繊維層４及びエアロゲル層５から構成されるものであり、本発明において、ポリエステル複合繊維層４及びエアロゲル層５は、エアロゲル含有中間層６を構成する最低限の構成要素である。
The airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention has an airgel-containing
The airgel-containing
エアロゲル含有中間層６を構成するポリエステル複合繊維層４を構成するポリエステル複合繊維は、性質の異なる二種類以上のポリマーを口金で複合した繊維であり、本実施例ではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）の２種類のポリマー成分を複合したポリエステル系の複合繊維を使用している。なお、アセテート系やアクリル系の複合繊維を代用することも可能であるが、ＰＥＴの特性の軽量、速乾性、耐熱性、耐久性と、ＰＴＴの特性の高い伸縮性や形状安定性、そして柔らかい感触とを複合したポリエステル複合繊維が好適である。さらにポリエステル複合繊維は熱可塑性であるため、加熱プレスにより接着効果を発揮するので、第一中綿層２と第二中綿層８とをしっかり接着させることに寄与し、かつ、エアロゲル層５を構成するエアロゲルを第一中綿層２と第二中綿層８との間でしっかり固着させる。また、エアロゲルに加えて、任意選択的である羽毛繊維及びキュプラ繊維についても、加熱によって固着したポリエステル複合繊維層４に閉じ込められ、吹き出す恐れもない。
The polyester composite fiber constituting the polyester composite fiber layer 4 constituting the aerogel-containing
ポリエステル複合繊維層４を構成する、性質の異なる二種類以上のポリマーを複合した複合繊維は、ポリエステル１００％の場合のように過剰な弾力性が生じることがなく、また、複数のポリマーの収縮率がそれぞれ異なることから、原糸に捲縮が発現し伸縮性が生じるので、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１に、高い伸縮性を備える効果を発揮する場合がある。 The composite fiber in which two or more kinds of polymers having different properties constituting the polyester composite fiber layer 4 are composited does not cause excessive elasticity as in the case of 100% polyester, and the shrinkage ratio of the plurality of polymers is not generated. Since the yarns are different from each other, crimping occurs in the raw yarn and elasticity occurs. Therefore, the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention may exhibit an effect of providing high elasticity.
エアロゲル含有中間層６は、エアロゲル層５を含む。
前記エアロゲル層５を構成するエアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが挙げられるが、本発明では、特にシリカエアロゲルが好適に用いることができる。
本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１におけるエアロゲル層５を形成するエアロゲルの材料の形状としては、細かい粒状（粉体状）のものが好ましく用いられる。本実施例で使用されるエアロゲルは、非常に低密度な個体で、液体中で調製した多孔体、即ちゲルを、超臨界乾燥を用いて空隙を維持して乾燥多孔体としたもので、エアロゲルを用い場合は、加熱圧縮後も、あたかも中空層を形成するように機能する。また、エアロゲルは極めて軽量の固体である。
そして、前記エアロゲルは熱伝導率が、空気の熱伝導率よりも低いため、高い断熱特性を有する。
The airgel-containing
Examples of the aerogel constituting the
As the shape of the material of the airgel forming the
Since the airgel has a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of air, it has high heat insulating properties.
従来より、高空隙率のエアロゲルは非常に脆弱であり、破砕しやすく、粉砕されて粉塵を生じやすい傾向があり、シート状に成形すると割れや崩壊を生じやすく、使用用途が大きく制限されている。
そこで、本発明では、上記のような衣服品用の生地に使うのは難しいとされるエアロゲルの問題点を、本実施例の構成にすることにより解消している。
Conventionally, airgels with a high porosity are extremely fragile, easily crushed, tend to be crushed and easily generate dust, and when molded into a sheet, they are easily cracked or disintegrated, and their intended use is greatly restricted. ..
Therefore, in the present invention, the problem of airgel, which is considered to be difficult to use for the above-mentioned cloth for clothing, is solved by adopting the configuration of the present embodiment.
図には示さないものの、エアロゲル中間層６を構成するポリエステル複合繊維層４は、羽毛（ダウン）繊維を含むことができ、これは好ましい態様である。ここで「羽毛」とは、アヒルやガチョウなどの鳥のダウン（羽毛）やフェザー（羽根）のいずれをも含む総称である。したがって、羽毛として、ダウンだけを使用しても、フェザーだけを使用してもよく、ダウンとフェザーを混合してもよい。なお、軽量で暖かく、風合いが柔らかいことから天然の羽毛が好ましいが、本発明の構成は、人工羽毛、人工羽毛綿と呼ばれる合成繊維の疑似羽毛を用いてもよい。
ポリエステル複合繊維層４に羽毛繊維を混合することで、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１は、保温性が高く通気性も備え、柔らかな風合いを備える。
Although not shown in the figure, the polyester composite fiber layer 4 constituting the airgel
By mixing feather fibers in the polyester composite fiber layer 4, the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention has high heat retention, breathability, and a soft texture.
さらに、エアロゲル中間層６を構成するポリエステル複合繊維層４は、キュプラ繊維を含むことができ、これも好ましい態様である。
キュプラ繊維は、天然綿の短い繊維であるコットンリンターを薬品に溶かして繊維に加工した再生繊維でセルロースを主成分とする繊維である。
キュプラ繊維は、水に濡らした時の強度である湿潤強度が高く、ポリエステル複合繊維層４にキュプラ繊維を混合することで、吸水性、吸湿性に優れる特性をエアロゲル含有積層シート１に与える。
Further, the polyester composite fiber layer 4 constituting the airgel
Cupra fiber is a regenerated fiber in which cotton linter, which is a short fiber of natural cotton, is dissolved in a chemical and processed into a fiber, and is a fiber containing cellulose as a main component.
The cupra fibers have high wettability, which is the strength when wet with water, and by mixing the cupra fibers with the polyester composite fiber layer 4, the aerogel-containing laminated sheet 1 is provided with excellent water absorption and hygroscopic properties.
そして、エアロゲル中間層６のポリエステル複合繊維層４は、羽毛繊維及びキュプラ繊維を一緒に含有することができる。保温性を高くしつつ、吸水性、吸湿性も高めることができるため、非常に好ましい態様である。
The polyester composite fiber layer 4 of the airgel
また、エアロゲル中間層６におけるポリエステル複合繊維の含有量は、エアロゲル中間層６の総重量に対して１〜９０重量％であることが好ましい。この含有量であれば、軽量で、速乾性、耐熱性、耐久性を備えたエアロゲル含有積層シート１となる。
The content of the polyester composite fiber in the airgel
エアロゲル中間層６におけるエアロゲル含有量は、エアロゲル中間層６の総重量に対して、１〜７０重量％であることが好ましい。
The airgel content in the airgel
エアロゲル中間層６における羽毛の含有量は、エアロゲル中間層６の総重量に対して１〜７０重量％であることが好ましい。この含有量であれば、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１にほどよい暖かさと柔らかさをもたらす。
The feather content in the airgel
さらに、エアロゲル中間層６におけるキュプラ繊維の含有量は、エアロゲル中間層６の総重量に対して１〜９０重量％であることが好ましく、特に２０〜４０重量％であると、優れた吸水性、吸湿性が発揮できる。
Further, the content of cupra fibers in the airgel
エアロゲル中間層６は、エアロゲル含有積層シート１の使用用途にあわせて、適宜混合する繊維の量を調整し、含有量を調整して混合することで、より用途に適したエアロゲル含有積層シート１を提供できるものとなっている。
The airgel
エアロゲル中間層６は、第一中綿層２と第一熱可塑性樹脂フィルム層３を介して接着されており、一方、第二中綿層８とは、第二熱可塑性樹脂フィルム層７を介して接着されている。第一熱可塑性樹脂フィルム層３、第二熱可塑性樹脂フィルム層７を設けることにより、第一中綿層２と第二中綿層８とを強固に接着するだけでなく、エアロゲルを破壊することなくエアロゲル中間層６を密封し、エアロゲル中間層６の必須成分であるエアロゲルや、任意成分である羽毛繊維及びキュプラ繊維を密封することができ、これらの成分が第一中綿層２や第二中綿層７の隙間、縫い目などから出てきてしまうことを防止するものである。
The airgel
第一熱可塑性樹脂フィルム層３、第二熱可塑性樹脂フィルム層７を構成する成分は、いずれも熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではないが、本発明の代表的な態様としては、熱可塑性ポリウレタンフィルムを用いる。
第一熱可塑性樹脂フィルム層３及び第二熱可塑性樹脂フィルム層７を構成する成分としては、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアセタール系、エチレン酢酸ビニル樹脂系（ＥＶＡ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）系、アクリル樹脂系（ＡＣＲ）、ポリアミド系（ＰＡ）、ポリエチレン系（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系、ポリプロピレン（ＰＰ）系、ポリスチレン（ＰＳ）系、セルロース系、α−オレフィン系、合成ゴム系（ＳＲ）などが挙げられるが、ポリアミド樹脂（ＰＡ）や熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）が好ましい。これらのエラストマータイプも好ましい。これらは接着性、伸縮性に優れ好適である。
上記第一熱可塑性樹脂フィルム層３及び第二熱可塑性樹脂フィルム層７のそれぞれの成分は、単独で構成されていてもよいし、２種以上混合して構成してもよい。
The components constituting the first thermoplastic
The components constituting the first thermoplastic
Each component of the first thermoplastic
そして、本発明にかかる前記エアロゲル含有積層シート１は、その全体の厚さαを２．０〜２０．０ｍｍとし、あたかも一枚の生地のように構成する。これは、薄すぎると保温性を確保できず、また２０．０ｍｍ以上になると、厚くなりすぎて嵩張る上に、軽量感がなくなり、裁断、縫製等の製造作業がしにくくなるためである。
したがって、さらに好ましくは、エアロゲル含有積層シート１の厚さαが２．０〜６．０ｍｍ程度になるよう第一中綿層、第二中綿層の目付及び混合繊維層の各繊維の混合比率を調整すると、軽量で嵩張らず、あたかも一枚の生地のように扱え、衣料品や寝装具の中綿として使いやすく、裁断、縫製等の製造作業がしやすくなり好適である。
The aerogel-containing laminated sheet 1 according to the present invention has an overall thickness α of 2.0 to 20.0 mm, and is configured as if it were a single piece of fabric. This is because if it is too thin, heat retention cannot be ensured, and if it is 20.0 mm or more, it becomes too thick and bulky, and the feeling of lightness is lost, making it difficult to perform manufacturing operations such as cutting and sewing.
Therefore, more preferably, the mixing ratio of each fiber of the first batting layer, the second batting layer, and the mixed fiber layer is adjusted so that the thickness α of the airgel-containing laminated sheet 1 is about 2.0 to 6.0 mm. Then, it is lightweight and not bulky, can be handled as if it were a single piece of fabric, is easy to use as a batting for clothing and bedding, and is suitable for easy manufacturing work such as cutting and sewing.
そして、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１は、上記のようにあたかも一枚の生地のように構成されて保温用の素材として取り扱うことができるので、ジャケットやズボン、スカート、シャツ、防寒用インナーや帽子などの衣料品、掛け布団や敷ぶとんなどの寝装具など、任意の保温用の製品を製造するために用いることができる。具体的には、羽毛などの代わりに、衣料品や寝装具の中に入れることができる。
また、各種衣料品や寝装具の一部に本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１を用いることもできる。例えば、ジャケットの前身頃と後身頃だけエアロゲル含有積層シート１を用いつつ、袖部を既存の薄手の生地を用いるなど組み合わせると、デザイン性の高い衣料品を製造することもできる。
同様に、寝装品についても側生地内の一部に本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１を用いることもできる。
The aerogel-containing laminated sheet 1 according to the present invention is configured as if it were a single piece of fabric as described above and can be handled as a heat insulating material. Therefore, a jacket, trousers, a skirt, a shirt, and an inner for cold weather are used. It can be used to manufacture any warming products such as clothing such as hats and hats, and bedding such as comforters and mattresses. Specifically, it can be placed in clothing or bedding instead of feathers.
Further, the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention can also be used as a part of various clothing and bedding. For example, by using the airgel-containing laminated sheet 1 only for the front body and the back body of the jacket and using the existing thin cloth for the sleeves, it is possible to manufacture clothing with high design.
Similarly, as for the bedding product, the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention can be used as a part of the side fabric.
本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１は、保温用の素材として完成したシート体なので、衣料品、寝装品いずれに用いる場合においても、側生地の種類を問わずに充填、介装ができる。側生地は、例えば、綿、ウール、麻等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル系繊維等の合成繊維、天然あるいは合成の皮革等、任意の素材の生地を使用できる。
さらに、ほどよい弾力性も備え、かつ湿潤強度も高いので、バッグなどのクッション材として使用することも可能である。
Since the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention is a sheet body completed as a material for heat retention, it can be filled and interspersed regardless of the type of side fabric, regardless of the type of side fabric, regardless of whether it is used for clothing or bedding. As the side fabric, for example, natural fibers such as cotton, wool and linen, recycled fibers such as rayon, synthetic fibers such as polyester, nylon and acrylic fibers, and natural or synthetic leather can be used.
Furthermore, since it has moderate elasticity and high wet strength, it can be used as a cushioning material for bags and the like.
次に、本発明にかかる羽毛含有保温用シートの製造方法を図２、図３に基づいて説明する。
本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１の製造方法の一例としては、
（１）基台上に化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層２を配置する工程と、
（２）第一中綿層２に第一熱可塑性樹脂フィルム層３を形成する工程と、
（３）第一熱可塑性樹脂フィルム層３の上に、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層４を形成する工程と、
（４）ポリエステル複合繊維層４の上に、エアロゲルからなる粉を噴射し、ポリエステル複合繊維層４に固着したエアロゲル層５を形成することにより、ポリエステル複合繊維層４とエアロゲル層５とを含むエアロゲル含有中間層６を形成する工程と、
（５）エアロゲル含有中間層６の上に、第二熱可塑性樹脂フィルム層７を形成する工程と、
（６）第二熱可塑性樹脂フィルム層７の上に、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層８を配置する工程と、
（７）第二中綿層８を配置した積層体９を加熱し、積層体９を一体化する工程と、
を含む。
Next, a method for producing a feather-containing heat insulating sheet according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
As an example of the method for producing the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention,
(1) A step of arranging the
(2) A step of forming the first thermoplastic
(3) A step of forming a polyester composite fiber layer 4 containing a polyester composite fiber on the first thermoplastic
(4) An airgel containing the polyester composite fiber layer 4 and the
(5) A step of forming the second thermoplastic resin film layer 7 on the airgel-containing
(6) A step of arranging a
(7) A step of heating the laminated body 9 on which the
including.
図２、図３においては、基台上（図示せず）に、第一熱可塑性樹脂フィルム層３を積層する側が上面になるように第一中綿層２がセットされる（第１工程）。第一中綿層２の目付は、１０〜２００ｇ／ｍ２で、使用用途を考慮して目付を調整する。
次いで、第一中綿層２の上面に、第一熱可塑性樹脂フィルムを配置して、第一熱可塑性樹脂フィルム層３を形成する（第２工程）。第一熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂から構成されるフィルム状のものであれば特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂のフィルムを用いることで、簡便に配置できつつ、密着性を高めることができる。
In FIGS. 2 and 3, the
Next, the first thermoplastic resin film is arranged on the upper surface of the
そして、第一熱可塑性樹脂フィルム層３の上に、ポリエステル複合繊維を配置することにより、ポリエステル複合繊維層４を形成する（第３工程）。必要により、羽毛繊維やキュプラ繊維をポリエステル複合繊維にあらかじめ混合させることもできるし、各繊維をそれぞれ噴射して第一熱可塑性樹脂フィルム層３の上に配置してもよい。配置方法については、特に限定されるものではないが、３Ｄ積層プリンターを使用して、配置することにより、第一熱可塑性樹脂フィルム層３の上に均一に配置することができる。ポリエステル複合繊維層４は、バランスよく配置できる観点から網状であることが好ましい。なお、ポリエステル複合繊維層４の目付は、５〜８０ｇ／ｍ２であり、用途によって適宜変更できる。
Then, the polyester composite fiber layer 4 is formed by arranging the polyester composite fiber on the first thermoplastic resin film layer 3 (third step). If necessary, feather fibers and cupra fibers may be mixed in advance with the polyester composite fibers, or each fiber may be jetted and arranged on the first thermoplastic
ポリエステル複合繊維層４の上に、エアロゲルを配置し、エアロゲル層５を形成する（第４工程）。エアロゲルは、３Ｄ積層プリンター等を使用し、エアロゲルの粉を噴射することにより、ポリエステル複合繊維層４の上に配置する。
噴射されたエアロゲルは、ポリエステル複合繊維層４の上に一次的に固着させる状態にする。エアロゲル層５を形成することにより、ポリエステル複合繊維層４とエアロゲル層５からなるエアロゲル含有中間層６が形成される。
The airgel is placed on the polyester composite fiber layer 4 to form the airgel layer 5 (fourth step). The airgel is arranged on the polyester composite fiber layer 4 by injecting the airgel powder using a 3D laminated printer or the like.
The sprayed airgel is brought into a state of being temporarily fixed on the polyester composite fiber layer 4. By forming the
次に、エアロゲル含有中間層６の上に、第二熱可塑性樹脂フィルムを配置し、第二熱可塑性樹脂フィルム層７を形成する（第５工程）。第二熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂から構成されるフィルム状のものであれば特に限定されるものではなく、第一熱可塑性樹脂フィルムと同じであっても、異なっていてもよい。
Next, a second thermoplastic resin film is placed on the airgel-containing
そして、第二熱可塑性樹脂フィルム層７の上に、第二生地を配置し、第二中綿層８を形成する（第６工程）。第二中綿層８は、第一中綿層２と同じであっても異なっていてもよい。第二中綿層８の目付も、１０〜２００ｇ／ｍ２で、用途を考慮して量を調整する。なお、第二中綿層８の目付は、第一中綿層２の目付に依存するものではなく、限定されるものではない。
Then, the second fabric is placed on the second thermoplastic resin film layer 7 to form the second batting layer 8 (sixth step). The
第二中綿層８を形成して得られる積層体９を加熱により熱融着により一体化し、エアロゲル含有積層シート１を形成する（第７工程）。
本実施例にかかるエアロゲル含有積層シート１は、第一中綿層２及び第二中綿層８にポリエステル綿を使用し、さらに、第一中綿層２及び第二中綿層８には、それぞれ第一熱可塑性樹脂フィルム層３及び第二熱可塑性樹脂フィルム層７を用いて、エアロゲル含有中間層６を挟み込む。この状態で加熱すると、第一中綿層２及び第二中綿層８にポリエステル綿及び、第一熱可塑性樹脂フィルム層３及び第二熱可塑性樹脂フィルム層７の熱可塑性樹脂が溶けそれぞれが混ざり合って接着する。こうすることにより、中間のエアロゲル（必要により羽毛及びキュプラ繊維）が第一中綿層２及び第二中綿層８にしっかり密封され、使用しても、羽毛、キュプラ等がエアロゲル含有積層シート１から出てきてしまう心配がない。加熱により溶けたポリエステル樹脂は、全体が熱融着し一体化し、積層体９をあたかも１層のごとく構成する。
加熱温度は、熱融着できる温度であれば限定されるものではないが、例えば、加熱機械の温度を１３０〜２００℃に設定する。
本発明において、加熱と同時または加熱の前又は後に、積層体９（エアロゲル含有積層シート１）を加圧することができ、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１は加圧により、２．０〜２０．０ｍｍの厚さに調整される。
なお、第一中綿層２や第二中綿層７に熱可塑性の化学繊維を使用しない場合であっても、十分強固に接着することができるが、さらに接着力を高める場合には、例えば、各中綿層とエアロゲル中間層３の間に、接着剤等を塗布して確実に熱溶着する構成としてもよい。
その後乾燥させて、本発明にかかるエアロゲル含有積層シート１ができる。なお、前記加熱、加圧、乾燥等は、ホットプレス機等を使えば作業効率を高めることができる。
The laminated body 9 obtained by forming the
In the airgel-containing laminated sheet 1 according to this embodiment, polyester cotton is used for the
The heating temperature is not limited as long as it can be heat-sealed, but for example, the temperature of the heating machine is set to 130 to 200 ° C.
In the present invention, the laminated body 9 (airgel-containing laminated sheet 1) can be pressurized at the same time as heating or before or after heating, and the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention is 2.0 to 20 by pressure. Adjusted to a thickness of 0.0 mm.
Even when the thermoplastic chemical fiber is not used for the
After that, it is dried to obtain the airgel-containing laminated sheet 1 according to the present invention. For the heating, pressurization, drying, etc., work efficiency can be improved by using a hot press machine or the like.
本発明のエアロゲル含有積層シート１の製造は、上記の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることができる。 The production of the airgel-containing laminated sheet 1 of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明にかかる羽毛含有保温用シートは、薄くて軽量で嵩張らず、吸湿性、発熱性を備えた保温用の素材として、羽毛布団やダウンジャケットなどはもちろん、シャツやズボン、スカート、インナーや帽子、手袋、ブーツのアッパー部やバッグ、布団、毛布、シーツ、こたつ掛けなど、保温性が求められる布製品一般に使用することができる。 The feather-containing heat-retaining sheet according to the present invention is thin, lightweight, non-bulky, and has moisture absorption and heat generation as a heat-retaining material, such as a duvet and a down jacket, as well as a shirt, trousers, a skirt, an inner, and a hat. , Gloves, upper parts of boots, bags, duvets, blankets, sheets, skirts, and other cloth products that require heat retention can be used in general.
１ エアロゲル含有積層シート
２ 第一中綿層
３ 第一熱可塑性樹脂フィルム層
４ ポリエステル複合繊維層
５ エアロゲル層
６ エアロゲル含有中間層
７ 第二熱可塑性樹脂フィルム層
８ 第二中綿層
９ 積層体
α エアロゲル含有積層シートの厚さ
1 Airgel-containing
Claims (8)
第一熱可塑性樹脂フィルム層と、
エアロゲル含有中間層と、
第二熱可塑性樹脂フィルム層と、
化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層とが、この順で配置されて一体化してなるエアロゲル含有積層シートであって、
前記エアロゲル含有中間層は、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層と、エアロゲル層とを含む、エアロゲル含有積層シート。 The first batting layer composed of batting made of chemical fiber cotton in the form of a sheet,
With the first thermoplastic resin film layer,
Airgel-containing intermediate layer and
With the second thermoplastic resin film layer,
An airgel-containing laminated sheet in which a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in the form of a sheet is arranged in this order and integrated.
The airgel-containing intermediate layer is an airgel-containing laminated sheet containing a polyester composite fiber layer containing polyester composite fibers and an airgel layer.
（１）基台上に化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第一中綿層を配置する工程と、
（２）前記第一中綿層に第一熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（３）前記第一熱可塑性樹脂フィルム層の上に、ポリエステル複合繊維を含むポリエステル複合繊維層を形成する工程と、
（４）前記ポリエステル複合繊維層の上に、エアロゲルからなる粉を噴射し、前記ポリエステル複合繊維層に固着したエアロゲル層を形成することにより、前記ポリエステル複合繊維層と前記エアロゲル層とを含むエアロゲル含有中間層を形成する工程と、
（５）前記エアロゲル含有中間層の上に、第二熱可塑性樹脂フィルム層を形成する工程と、
（６）前記第二熱可塑性樹脂フィルム層の上に、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成される第二中綿層を配置する工程と、
（７）前記第二中綿層を配置した積層体を加熱し、前記積層体を一体化する工程と、
を含む、前記方法。 A method for manufacturing an airgel-containing laminated sheet.
(1) A step of arranging a first batting layer composed of batting in which chemical fiber cotton is formed in a sheet shape on a base, and
(2) A step of forming the first thermoplastic resin film layer on the first batting layer and
(3) A step of forming a polyester composite fiber layer containing a polyester composite fiber on the first thermoplastic resin film layer, and a step of forming the polyester composite fiber layer.
(4) An airgel containing the polyester composite fiber layer and the airgel layer is contained by injecting powder made of airgel onto the polyester composite fiber layer to form an airgel layer fixed to the polyester composite fiber layer. The process of forming the intermediate layer and
(5) A step of forming a second thermoplastic resin film layer on the airgel-containing intermediate layer, and
(6) A step of arranging a second batting layer composed of batting formed of chemical fiber cotton in a sheet shape on the second thermoplastic resin film layer.
(7) A step of heating the laminate on which the second batting layer is arranged and integrating the laminate.
The method described above.
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