JPH089805B2 - 遠赤外線放射ポリエステル繊維 - Google Patents

遠赤外線放射ポリエステル繊維

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JPH089805B2
JPH089805B2 JP63146360A JP14636088A JPH089805B2 JP H089805 B2 JPH089805 B2 JP H089805B2 JP 63146360 A JP63146360 A JP 63146360A JP 14636088 A JP14636088 A JP 14636088A JP H089805 B2 JPH089805 B2 JP H089805B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、遠赤外線を放射する新規なポリエステル繊
維に関するもので、特にふとん綿、カーペット、肌着内
地、防寒着等の用途に用いた場合好ましい保温効果を示
すポリエステル繊維に関するものである。
〈従来の技術〉 遠赤外線を用いて物体を加熱する場合の特徴として
は、輻射特性が極めて強く、被加熱物体は直接加熱され
中間に空気層があつても阻害されず、被加熱物体の表面
と内部との熱伝達時間差が少なく、全体がほとんど同時
に加熱されることおよび有機高分子化合物に対する加熱
効果が高く、人体に対する暖房感覚が柔らかであること
が挙げられる。このような特徴を利用して、加熱、乾燥
用としての産業用のほか、民生用としての暖房器具に加
えて遠赤外線サウナや温灸器として医療および保健面な
どの用途が開発されている。
遠赤外線放射源用の材料としては、有機化合物の赤外
線吸収剤も知られているが金属酸化物が中でも優れてい
るものの一つに挙げられている。実際、耐熱性、遠赤外
線吸収特性と整合のとれた放射特性をもつ金属酸化物
は、今日、遠赤外線ヒーターや遠赤外線染料として量産
されている。
尚、人体に対して効果のある好ましい遠赤外線の波長
は、3〜20ミクロン(μm)と言われており、この波長
域のものを放射する素材が良好なものである。
〈発明が解決しようとする課題〉 金属酸化物を用いた繊維製品は、特開昭61-12908号公
報及び特開昭62-238811号公報等において公知である。
前者に用いられている金属酸化物は、ジルコン(ZrO2・Si
O2)、チタニア(TiO2)を主成分とし、これに必要に応じ
てマンガン酸化物(MnO2)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化コバル
ト(CoO)、酸化ニツケル(NiO)、酸化クロム(Cr2O5)
を適宜添加し、1100〜1700℃で焼成し、粉砕したセラミ
ツクスの微粉を用いており、後者はアルミナ、マグネシ
ア、ジルコニア、ムライト(3Al2O3・2SiO2)の粉末を用い
ている。しかしながら、従来技術において用いられてい
るセラミツクスは、高価であるばかりでなく硬度が高い
ため1μm以下の粒径にするために、粉砕費がかなりか
かるというコストデメリツトがあつた。又、従来の遠赤
外線放射ポリエステル繊維は紡糸時の曵糸性に問題があ
った。
本発明者等は、こうした欠点を改善すべく鋭意研究す
ると同時に人体に対して最も有効な3〜20μmの遠赤外
線を放射する特定粒径の酸化チタンおよびシリカ粉末を
ポリエステル繊維に対して特定量含有させることによつ
て人体に有効な遠赤外線放射特性を有し、かつ紡糸調子
の良好なポリエステル繊維が得られることを見い出し本
発明に到達した。
〈課題を解決するための手段〉 即ち、本発明は、平均粒径が2μm以下の酸化チタン
(TiO2)および平均粒径が1μm以下のシリカ(SiO2)を合
計で5〜15重量%含有しており、かつ、酸化チタンとシ
リカの割合が(TiO2)/(SiO2)=8/1〜1/4(重量比)であ
ることを特徴とする遠赤外線放射ポリエステル繊維であ
る。
本発明においてポリエステルは、特に限定されること
はなく、繊維形成能を有するポリエステルであればよ
い。又、ポリエステルはDMT法、直接重合法のどちらの
方法で製造されるものでもよく、重合成分としては、例
えば、テレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、またはそ
れらのエステル類等のジカルボン酸成分を用いることが
でき、グリコール成分としては、エチレングリコール、
1,4−ブチレングリコール等の脂肪族グリコール、ある
いは、脂肪族グリコールの一部をジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリアルキレングリコール
等に置き換えて用いることができる。更にオキシ酸やポ
リオール等も適宜共重合可能である。本発明におけるポ
リエステルは安定剤、染料や顔料などの着色剤等通常の
ポリエステル繊維に適用される改質剤や機能性付与剤を
含んでいてもよい。
本発明で使用する酸化チタン(以下、単にTiO2と記す
こともある。)は、平均粒径が2μm以下であり、好ま
しくは、1μm以下がよい。2μmより大きくなると凝
集しやすくなつたり、あるいは、可紡性の点で問題が発
生し易くなる。また、本発明で使用する酸化チタンはAl
2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3、あるいはK2O等で表面を被覆させ
たものを用いてもかまわない。
また本発明で使用するシリカ(以下、単にSiO2と記す
こともある。)は、平均粒径が1μm以下であり、好ま
しくは1〜100ミリミクロンのものがよく中でも微粒子
が単粒子状で存在するコロイダルシリカの使用が推奨さ
れる。このコロイダルシリカとは、ケイ素酸化物を主成
分とする微粒子が水または単価のアルコール類またはジ
オール類またはこれらの混合物を分散媒としてコロイド
として存在するものを言う。
本発明における平均粒径とはメジアン径(積算分布曲
線の50%に相当する粒子径)であり、粉砕された微粉末
の分散希釈液について光の透過率を測定して求められる
光透過法によるものであり、例えば、具体的には(株)
セイシン企業製、ミクロン・フオトサイザーSKC-2000S
を用いて測定されるものである。
本発明においては、ポリエステル中で酸化チタンとシ
リカの合計量が5〜15重量%であることが重要である。
これらの微粉末の含有量が5重量%未満では遠赤外線の
放射効果を僅かであるが5重量%以上で温感効果が増大
する。しかし15重量%を越えると繊維化が困難になつた
り、繊維物性が劣つてくる。また含有する酸化チタンと
シリカの重量割合は、TiO2/SiO2=8/1〜1/4さらに好ま
しくは、6/1〜5/5の重量割合がよい。これらの範囲を外
れた場合、人体に有効である遠赤外線の波長域(3〜20
μm)での効果は低くなる。また、TiO2/SiO2が8/1より
も大きくなくなると、即ちシリカの量が少な過ぎると曵
糸性が悪くなる傾向にある。
特に、本発明においては酸化チタンとシリカを併用す
る点に大きな特徴がある。これらのうち、いずれが欠け
ても十分な遠赤外線放射効果は得られない。これは、酸
化チタンとシリカが互いに放射効率の悪い部分を補つて
全体として人体に対して最も有効な波長域である3〜20
μの範囲の遠赤外線を満遍無く効率よく放射する為であ
ると想像される。
更に、一般的に無機粒子の相当量配合されたポリエス
テルを溶融紡糸する際には切糸など曵糸性が悪くなると
いう重大な欠点を有していたのであるが、意外にも、シ
リカを酸化チタンと併用した場合は、酸化チタン単独使
用時よりも曳糸性に改善が認められた。
本発明のポリエステル繊維の製造方法は従来公知の、
無機粒子をポリエステル繊維に配合および/または付着
する方法をそのまま適用することが可能である。例え
ば、 (1)染液に微粉末を添加して染色する方法 (2)紡糸液へ微粉末を添加する方法 (3)重合工程で微粉末を反応系へ添加する方法 等がある。
ここで、(1)の方法は、微粉末を繊維表面上に付着
させるものであるので曵糸性については特に問題はない
が、微粉末が脱落し、遠赤外線放射性能が漸時低下し易
い。尚、「付着」は本発明でいう「含有」に含まれるも
のである。また、(2)の方法は、重縮合終了後に微粉
末を添加するものであるが、この場合の添加は、溶剤な
しで混合するため、巨大な粒子となり、紡糸口金のフイ
ルター詰り、あるいは、単糸切れ等を起こし易い。
本発明においては、優れた遠赤外線放射効果と良好な
紡糸調子の両立を図るものであるので、(3)の方法、
即ち、ポリエステルの製造時重縮合反応完結までに酸化
チタンおよびシリカの微粉末を反応系に添加することが
好ましく、特に、エステル化から重縮合反応完結までの
間に添加することが好ましい。この時期に酸化チタン、
シリカを添加して得られたポリエステル繊維は、繊維内
部でこれらの微粉末が凝集することなく均一に分散され
ている。これに対し、従来方法のように、溶融紡糸原液
に酸化物セラミツクスを混練したものは、前述したよう
に酸化物セラミツクスの微粉末が、凝集して巨大な粒子
となり易いので、良好な紡糸調子を得ることができず、
単糸切れ、あるいは、ローラー捲付き等が発生してあま
り好ましくない。
酸化チタン、シリカの添加方法としては、例えば、予
めジカルボン酸成分とジオール成分とのスラリー中にこ
れらの微粉末を加えておいて該スラリーをエステル化槽
へ供給する方法と、これらの微粉末を直接エステル化槽
へ供給する方法とがある。前者の場合、微粉末は先ずジ
オール成分と混合し、十分に撹拌した後にジカルボン酸
成分と混合し、スラリーとするのが好ましい。なお、酸
化チタンとシリカは、それぞれ別にジオール成分に添加
しておいてほうが取扱い性の点で有利である。
かかる方法で製造して得られるポリエステル繊維は微
粉末が繊維中で高濃度でしかも高い分散状態で存在し、
特に耐久性のある遠赤外線放射効果を発揮できる。
尚、本発明において溶融紡糸そのものは、従来公知の
溶融紡糸の装置等をそのまま利用して行うことが可能で
ある。
このようにして得られる本発明の遠赤外線放射ポリエ
ステル繊維は、優れた保温効果を有するものであるの
で、例えばふとん綿、カーペツト、防寒着、肌着、座ぶ
とん等の用途が考えられる。
〈実施例〉 次に実施例をもつて本発明を説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。
実施例1〜5、比較例1〜5 実施例、比較例に用いた酸化チタンは0.8〜0.05μm
の粒径分布(平均粒径0.3μm)をもつチタン工業社製
の市販品で顔料用の酸化チタンである。また、シリカは
10〜20ミリミクロンの範囲の粒子径分布(平均粒径14m
μ)をもつ濃度20重量%の水系シリカゲルである。これ
らの酸化チタンとシリカを所定の濃度となるよう室温で
エチレングリコールに混合し、十分撹拌した後、テレフ
タル酸と該テレフタル酸とのモル比が1.2となるように
調整して混合し、スラリーを作成した。このスラリーを
エステル化槽に連続的に供給してエステル化を行いエス
テル化率98%のエステル化物を得、続いて重合を行い、
ポリエステルを得た。尚、重合触媒は、Sb2O3を使用し
た。このようなポリマーの製造法にしたがい、酸化チタ
ン、シリカの添加量も変更した。
公知の方法により、紡糸延伸を行い極限粘度[η]0.
64、繊度6デニール、繊維長64mmの中空ふとん綿タイプ
の遠赤外線放射ポリエステル繊維を得た。
なお、ポリエステルの極限粘度[η]は、フエノール
と四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、温度30
℃で測定した溶液粘度から換算して求めた値である。
遠赤外線放射効果の評価方法としては、赤外線映像処
理装置(商品名サーモヴユア:日本電子(株)製)を用
いて試料の発する温度を測定した。すなわち、黒体熱板
上に測定試料および対照試料を載せ、試料の真上の位置
にカメラを設置し、20分放置後、スクリーン上のそれぞ
れの試料の温度表示を読みとつた。評価は対照試料(Ti
O2 0.4%含有繊維)に対し、どの程度高くなるか(温度
差:ΔT℃)にて行つた。各種評価結果を第1表に示し
たが、本発明の製法による繊維は良好な繊維物性を有
し、紡糸時の糸切れも全く認められず、かつ優れた遠赤
外線放射特性を有するものであつた。一方、比較例1〜
5では遠赤外線放射特性に劣り、特にシリカを含有して
いない系では洩糸性が悪く(比較例1)、TiO2およびSi
O2の合計量が15wt%を越えてしまうと紡糸調子が不調で
あつた(比較例4)。
〈発明の効果〉 本発明によれば、紡糸調子が極めて良好で、得られた
繊維の物性も殆ど損われず、しかも優れた遠赤外線放射
特性を有するポリエステル繊維を得ることが可能となつ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−12908(JP,A) 特開 昭62−238811(JP,A) 特開 昭63−92720(JP,A) 特開 昭62−6913(JP,A) 特開 昭62−6906(JP,A) 特開 昭62−15325(JP,A) 特開 昭56−45922(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径が2μm以下の酸化チタン(TiO2)
    および平均粒径が1μm以下のシリカ(SiO2)を合計で5
    〜15重量%含有しており、かつ、酸化チタンとシリカの
    割合がTiO2/SiO2=8/1〜1/4(重量比)であることを特
    徴とする遠赤外線放射ポリエステル繊維。
JP63146360A 1988-06-13 1988-06-13 遠赤外線放射ポリエステル繊維 Expired - Fee Related JPH089805B2 (ja)

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