JPH01314723A - 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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JPH01314723A
JPH01314723A JP14636088A JP14636088A JPH01314723A JP H01314723 A JPH01314723 A JP H01314723A JP 14636088 A JP14636088 A JP 14636088A JP 14636088 A JP14636088 A JP 14636088A JP H01314723 A JPH01314723 A JP H01314723A
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polyester
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比佐志 凪
Nobusuke Takeuchi
竹内 信亮
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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〉 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
に空気層があっても阻害されず、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61−1290
8号公報及び特開昭62−238811号公報等におい
て公知てある。前者に用いられている金属酸化物は、ジ
ルコン(ZrO2・5IO2)、チタニア(TiO2/
SiO、)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(Fe、03)、酸化コバ
ルト(C,O)、酸化ニッケル(Nip)、酸化クロム
(Cr、05)を適宜添加し、1100〜17006C
で焼成し、粉砕したセラミックスの微粉を用いており、
後者はアルミナ、マグネノア、ノルコニア、ムライト(
3A1203・2Si02)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ック
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
ストデメリットがあった。又、従来の遠赤外線放射ポリ
エステル繊維は紡糸時の曳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っ
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。
く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14m以下のシリカ(Si
O2)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TiO7/ SiO,−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ン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Ti0z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
凝集しやすくなったり、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
Al2O,ls 5if2、P2O5、Fe2e3、あ
るいはに、0等で表面を被覆させたものを用いてもかま
わない。
また本発明て使用するシリカ(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
粒孕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ンアン径(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・フォトサイザーS K C
−200O8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%であることか重要である。
これらの微粉末の含有量が5重量%未満では遠赤外線の
放射効果は僅かであるが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っ
たり、繊維物性が劣ってくる。また含有する酸化チタン
とシリカの重量割合は、T’i02/ 5iO2= 8
/1〜1/4さらに好ましくは、671〜515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
ある導赤外線の波長域(3〜20μm)での効果は低く
なる。また、TiO2/SiO2/5102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
曳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って全
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曳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曳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、重縮九終了後に微粉末
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、紡糸口金のフィル
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q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
酸化物セラミックスを混練したものは、前述したように
酸化物セラミックスの微粉末が、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
分と混を 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、カーペット、防寒着、肌着、座ふとん
等の用途が考えられる。
〈実施例〉 次に実施例をもっ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08〜005μm
の粒径益布(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14mμ)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12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、Sb、03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]06
4、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、フェノールと
四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、温度30
°C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。
すなイっち、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っ
た。評価は対照試料(TiO20,4%含有繊維)に対
し、どの程度高くなるか(温度差:ΔT ℃)にて行っ
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
のであった。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5102の合計量が1
5wt%を越えてしまうと紡糸調子が不調であった(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った
以下余白

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均粒径が2μm以下の酸化チタン(TiO_2
    )および平均粒径が1μm以下のシリカ(SiO_2)
    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TiO_2/SiO_2=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。
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