JPH08246227A - 蓄熱保温性繊維 - Google Patents

蓄熱保温性繊維

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JPH08246227A
JPH08246227A JP7053917A JP5391795A JPH08246227A JP H08246227 A JPH08246227 A JP H08246227A JP 7053917 A JP7053917 A JP 7053917A JP 5391795 A JP5391795 A JP 5391795A JP H08246227 A JPH08246227 A JP H08246227A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光線の照射がなくても体温または外気温
度の変化に対応して吸熱あるいは発熱をし、色調、風合
からの用途の制限がなく、かつ防寒衣料やスポーツ衣料
等の素材として好適な蓄熱保温性繊維を提供する。 【構成】 融点が10〜50℃、融解熱が20mJ/m
g以上、降温結晶化温度が45〜10℃、結晶化熱が2
0mJ/mg以上である低分子の有機化合物(例えば、
デカン酸)をシリカ等の多孔質体に含浸保持させてなる
蓄熱剤を練り込んだ蓄熱保温性繊維。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱保温性を有し、且
つ防寒衣料、スポーツ衣料はもとよりリビング資材の素
材としても好適な蓄熱保温性繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、防寒衣料やスポーツ衣料にお
いて保温性の向上を目的として表地や裏地の間に中綿材
料をいれた三層構造の布帛が知られている。これは、中
綿材料中の空気層の厚みにより保温性を向上させようと
するものである。ところが、このような三層構造の布帛
を防寒衣料や特に動き易さが要求されるスポーツ衣料用
素材として採用すると、着用時に衣料が重く嵩張り、し
かも自由な動きが阻害されるという問題を有していた。
近年、上記問題を解決する方法として布帛に金属を蒸着
することが行われている。すなわち、金属蒸着層を内側
に用いることにより、人体からの熱を布帛表面で反射さ
せ、布帛の外に逃げる熱を減少させて保温性を得ている
が、このように金属を蒸着させるため色調の面から用途
が限定されるという問題を有していた。
【0003】また、最近では繊維構造物にn−パラフィ
ンを封入したマイクロカプセルを樹脂バインダーにより
繊維表面に固着されてなる蓄熱性を有する繊維構造物
(特開平5−156570号公報)や結晶化温度が体温
または外気温度に近い融点および結晶化温度を有する熱
可塑性重合体を繊維の内部に包含する複合繊維(特開平
5−331754号公報)等が提案されている。
【0004】しかし、前者は、マイクロカプセルを樹脂
バインダーで接着してあるため布帛等の風合や外観に限
界が生じ、洗濯等の着用時の摩耗により脱落やマイクロ
カプセルの破壊により中から融解した液体が染み出して
くる等の問題点を持つ。また、後者は、芯鞘繊維として
芯部に包含されていても生産工程〜布帛になるまでに加
わる熱により繊維端面から熱可塑性重合体が染み出して
くるという課題を有していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決し、太陽光線の照射がなくても体温または
外気温度の変化に対応して吸熱あるいは発熱をし、色
調、風合からの用途の制限がなく、かつ防寒衣料やスポ
ーツ衣料等の素材として好適な蓄熱保温性繊維を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討の結果、体温、外気温度または周
囲温度に近い融点および結晶化温度を有する有機化合物
を繊維の内部に包含する複合繊維を布帛に採用すると、
布帛として実用上十分な性能を保持しつつ吸発熱性を有
する布帛の得られることを見出し本発明に到達した。
【0007】すなわち、本発明は融点が10〜50℃、
融解熱が20mJ/mg以上、降温結晶化温度が45〜
10℃、結晶化熱が20mJ/mg以上である有機化合
物を多孔質体に含浸保持させてなる蓄熱剤を含有する蓄
熱保温性繊維である。
【0008】次に、体温、外気温度または周囲温度に近
い融点および結晶化温度を有する有機化合物について説
明する。本発明における有機化合物は、その融点が10
〜50℃のものであることが必要である。好ましくは1
5〜45℃の融点を有するものが良い。これらは用途に
よって決定することが必要で、例えば衣料用途で通常の
防寒衣料としての用途であれば、20〜30℃が好まし
く、スキーとか冬山登山用途の場合には10〜25℃が
好ましく、またリビング資材として炬燵布団や電気カー
ペットのように外部から熱を加える場合には融点を高く
して吸熱保持するために35〜45℃が好ましい。
【0009】融点があまりに高すぎると使用雰囲気下で
融点まで達せず該化合物が融解しないので冷却した時の
結晶化熱を利用することができない。また、融点が雰囲
気温度よりも低すぎると融解するには十分であるが、結
晶化温度もその融点近傍と雰囲気温度よりも低くなるた
め結晶化温度を潜熱として利用できない。いずれも本発
明の上記目的を達成することが出来ない。また、その降
温結晶化温度は45℃以下、より好ましくは前記理由に
より前記用途範囲のものであることが必要である。さら
に該有機化合物は融解熱および結晶化熱が20mJ/m
g以上のものであることが必要であり、好ましくは30
mJ/mg以上、より好ましくは50mJ/mg以上の
ものが良い。融解熱および結晶化熱が20mJ/mg未
満であると発熱性が十分に発現せず、本発明の上記目的
を達成することができない。融解熱および結晶化熱の上
限値は特に限定されず、これら熱量が大きい方が少量の
添加で効率のよい蓄熱保温性が得られるので好ましい。
【0010】このような潜熱蓄熱作用をもつ有機化合物
としては、油脂関連化合物すなわち結晶性長鎖炭化水
素、結晶性の脂肪酸、結晶性の脂肪酸エステル、結晶性
の脂肪族アルコールなどが挙げられる。これらは少なく
とも一種または二種以上の化合物からなり、具体例とし
ては、カプリン酸、ウンデカン酸、2−メチルドデカン
酸、2−プロピルデカン酸、10−メチルオクタデカン
酸、12−ヘキシルオクタデカン酸、2,3−ジメチル
ドデカン酸、10−ウンデシレン酸、2−ウンデシン、
7−テトラデシン酸、パルミチン酸メチルエステル、パ
ルミチン酸オクチル、ステアリン酸ブチル、パルミチン
酸ビニル、ラウリルアルコール、オレイルアルコール、
グリセリン、シクロヘキサノール、オクタデカン等が挙
げられる。これら有機化合物の降温結晶化温度は結晶核
剤を含有させることにより調整できるが、本発明では前
記有機化合物を結晶核剤でもある多孔質体に担持させて
繊維中に練込む事を特徴としているため、過冷却現象は
防止できる。本発明においては、かかる有機化合物が後
述する多孔質体に保持された状態で繊維中に包含される
ことが重要であるが、該有機化合物のみの含有量として
1〜30重量%、好ましくは2〜20重量%繊維中に含
まれていることが好ましい。
【0011】多孔質体としては、タルク、シリカ、活性
炭、ジルコニウム化合物、ゼオライトのような多孔質無
機化合物等が上げられ、用途によって選択すれば良い。
この多孔質体は、繊維中で溶解した有機化合物を保持し
て繊維表面に露出させることなく、また、紡糸時の熱減
量率を小さく抑える効果があり、その粒径は0.01〜
1.0μm、好ましくは0.03〜0.5μmの範囲の
ものが適している。粒径が0.1μmより小さいと混合
時に凝集が生じてしまうこと、粒径が1.0μmより大
きいと紡糸時にノズルに詰まって操業性を著しく損な
う。多孔質体の比表面積は10m2 /g以上、好ましく
は50m2 /g以上が良い。10m2 /g以下であると
吸油量が著しく劣って有機化合物が融解した時、多孔質
体に保持されず表面に出てくるため耐熱性が劣り、繊維
表面まで出たときには風合を損ねる。
【0012】この多孔質体と有機化合物との混合割合
は、多孔質体の表面積にもよるが1:3以下が好まし
く、さらに好ましくは1:2以下のものが良い。混合割
合が大きいと有機化合物が溶融した時に多孔質体に完全
に吸収されず繊維表面に露出して繊維の風合を損ねる。
混合割合が小さいと繊維中に練り込む有機化合物が少な
くなるため極力大きくすることが好ましい。
【0013】本発明における蓄熱剤入り繊維を構成する
熱可塑性重合体としては、溶融紡糸可能な繊維形成性重
合体であればよく、かかる重合体の具体例としてはポリ
エチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート
の如きポリエステル系繊維、ナイロン6やナイロン66
の如きポリアミド系繊維、ポリエチレンやポプロピレン
の如きポリオレフィン系繊維等、またはこれらを主成分
とする重合体、さらにはポリフェニレンサルファイド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン−2,6−
ナフタレート、全芳香族ポリエステル等の耐熱性熱可塑
性重合体も挙げられる。
【0014】これらの繊維に前記有機化合物を多孔質体
に保持させた蓄熱剤を溶融工程で直接練込むか、マスタ
ーペレットとして予め蓄熱剤と繊維化しようとする溶融
紡糸可能な繊維形成性重合体とをペレット化したものを
そのまま、又は希釈して溶融紡糸する方法等によって繊
維化可能である。
【0015】繊維断面形状は、とくに円形断面に限定さ
れるものではなく、三角形、四角形、ドッグボーン、多
葉、多枝、中空等の形態であっても良い。また、芯鞘複
合繊維やサイドバイサイド型の複合繊維であっても良
い。複合繊維の場合には、ホモポリマーである必要はな
く、異種のポリマーの組合わせであってもなんら差支え
ない。
【0016】また、遠赤外線放射能力を有するセラミッ
クや太陽光吸熱能力を有するセラミック、吸湿剤、着色
剤、湿潤剤、安定剤、難燃剤、制電剤等必要に応じて含
有させることができる。
【0017】
【作用】本発明の繊維は、多孔質体に含浸保持された有
機化合物が加熱されて融解したものが、冷却されて結晶
化する時に発する結晶化熱により発熱性を発現して保温
性を持続するものであって、この蓄熱剤成分(有機化合
物)は融解しても多孔質体に吸収されて繊維表面に染み
出すことがなく、衣料用やリビング資材用として必要な
特性を保持しつつ、かつ保温性能を示すものである。
【0018】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明は、これら実施例によって限定されるも
のではない。また、実施例中の各特性は以下に示す方法
で測定した。また、実施例中の各特性は以下に示す方法
で測定した。 融点、融解熱、降温結晶化温度および結晶化熱 (株)リガク、示差熱分析計(TG−8110D)を使
用し、昇温速度及び降温速度ともに10℃/分で測定
し、融点(℃)および融解熱(J/g)を各々求めた。 熱減量挙動 (株)リガク、示差熱分析計(TG−8110D)を使
用し、昇温速度10℃/分で測定したときの有機化合物
の揮発による熱減量率と温度の関係を求め、熱減量率1
0重量%及び20重量%に到達したときのそれぞれの温
度を調査した。
【0019】実施例1,2、比較例1,2 デカン酸およびグリセリンをそれぞれ融点よりも約10
℃高い温度に加熱して、同温度に加熱したシリカの入っ
たミキサーの中へスプレーしながら供給して、グリセリ
ン/シリカおよびデカン酸/シリカが1:1のシリカ担
持品を得た。このものとシリカ担持しないものを示差熱
分析計(Tg−DSC)で測定した結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】この結果に示すように、シリカに担持した
デカン酸(実施例1)およびグリセリン(実施例2)の
同一熱減量率に到達する温度が、シリカ担持しないデカ
ン酸単独(比較例1)及びグリセリン単独(比較例2)
に比較してアップすることが分かる。ついで、これらを
ポリエチレンテレフタレート溶融物に20%添加して紡
糸、延伸して繊維化を試みたが、比較例1,2は繊維化
不能であった。繊維化できた実施例1,2についてTg
−DSC測定した結果、表2のように発熱量が認められ
た。
【0022】
【表2】
【0023】比較例3 ポリエチレンテレフタレートを鞘成分、ポリエチレンテ
レフタレートとグリセリン(単独)を1/1とした芯成
分とを3/1の比率で各々複合ノズルに導いて紡糸、延
伸して繊維を得た。このTg−DSCを測定した結果を
表2に示す。
【0024】実施例2と比較例3を室温30℃に保温し
た後、繊維に触れてみたところ、実施例2は通常のポリ
エステル繊維となんら変わりなかったが、比較例3は、
繊維内部から表面へのグリセリンの染みだしが多くてタ
ック(ネチャツキ)が強く、衣料用途等の布帛として使
用しがたいものであった。
【0025】比較例4 グルタル酸と1,6−ヘキサンジオールとから合成され
た〔η〕0.63のポリエステルを芯成分とし、〔η〕
0.67のポリエチレンテレフタレートを鞘成分とする
芯鞘型複合繊維を芯/鞘比=1/1となるように溶融紡
糸し、常法にしたがって(2.4dr×51mm)のス
テープル繊維を得た。芯成分のポリエステルの融点30
℃、降温結晶化温度4℃、融解熱53mJ/mg、結晶
化熱55mJ/mgであったが、多孔質体に保持されて
いないので、紡績し、製織、染色処理されたものにおい
ては、芯成分ポリエステルが繊維端面より染みだして、
タックが認められた。
【0026】
【発明の効果】本発明から得られた蓄熱剤入り繊維は望
ましい繊維物性を有すると供に、優れた耐久性を有した
熱特性を示す事から衣料用はもとより寝装具、日用品、
レジャー用およびリビング資材用として利用が可能であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 融点が10〜50℃、融解熱が20mJ
    /mg以上、降温結晶化温度が45〜10℃、結晶化熱
    が20mJ/mg以上である有機化合物を多孔質体に含
    浸保持させてなる蓄熱剤を含有する蓄熱保温性繊維。
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