JPH0860486A - 軽量保温性繊維布帛 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた保温性を有する軽量保温性繊維布帛を
提供する。 【構成】 平均粒径が５μｍ以下で，結晶型がα型であ
り，かつ脂肪酸金属塩で表面処理されてなる酸化アルミ
ニウム微粒子を0.１〜２０重量％含有する繊維であっ
て，かつ繊維内部に中空部が形成されている軽量保温性
繊維より構成されてなる布帛。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，防寒衣料やスポーツ衣
料に適した優れた保温性を有する軽量保温性繊維布帛に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，防寒衣料やスポーツ衣料にお
いては，透湿性と防水性を有する表地とその裏地との間
に中綿を挿入した３層構造により，中綿の空気層（デッ
ドエアー）を利用して保温性を得てきた。このような３
層構造の布帛は，特に動きやすさを要求されるスポーツ
衣料としては，重く嵩張り，自由な動きが阻害される欠
点を有していた。

【０００３】近年，アルミニウム，ステンレス，チタン
等の金属を蒸着した布帛を裏地として用いることにより
体熱を反射する保温性布帛（特開昭５９−１５６７４３
号）や，炭化ジルコニウムに代表される遷移金属炭化物
等を繊維中に含有せしめて太陽光エネルギーを吸収し，
吸収した光エネルギーを熱エネルギーに転換，放射する
保温性布帛（特公平２−９２０２号）が提案されてお
り，これらの保温性布帛により，用いる中綿の量を少な
くしたり，あるいは全く用いないようにして，前述の重
く嵩張り，自由な動きが阻害される欠点を解消してき
た。しかしながら，前述のアルミニウム，ステンレス，
チタン等の繊維を蒸着した布帛は，蒸着加工に伴うコス
トアップ，蒸着加工前の準備工程における布帛の微妙な
取扱いによる蒸着斑の発生や，洗濯あるいは着用時の摩
擦に起因する蒸着金属の脱落による保温性能の低下等，
種々の問題があった。

【０００４】また，炭化ジルコニウムに代表される遷移
金属炭化物等を繊維に含有せしめた保温性布帛は，太陽
光の照射の下では十分な保温性を有するものの，非照射
時や日陰では十分な保温性を得ることができないという
問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，このような
現状に鑑みて行われたもので，蒸着加工のような後加工
を行わずに，しかも日陰においても良好な保温性を有す
る軽量保温性繊維布帛を得ることを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記目的を達
成するもので，次の構成よりなるものである。すなわ
ち，本発明は，「平均粒径が５μｍ以下で，結晶型がα
型であり，かつ脂肪酸金属塩で表面処理されてなる酸化
アルミニウム微粒子を0.１〜２０重量％含有する繊維で
あって，該繊維が中空部を有する繊維より構成されてな
ることを特徴とする軽量保温性繊維布帛」を要旨とする
ものである。以下，本発明について詳細に説明を行う。

【０００７】本発明では，優れた保温性を発揮させるた
めに，繊維中に酸化アルミニウム微粒子を含有せしめ
る。ここで用いる酸化アルミニウム微粒子は，（１）そ
の結晶型がα型であること，（２）脂肪酸金属塩で表面
処理されていること，（３）平均粒径が５μｍ以下であ
ること，の３条件を満たす必要がある。

【０００８】一般に，酸化アルミニウムの結晶型は，α
型の他にκ型，θ型，δ型，η型，χ型，ρ型，γ型が
知られているが，α型以外の結晶型の酸化アルミニウム
に脂肪酸金属塩を表面処理したものを用いても，本発明
の目的とする保温性を得ることはできない。また，α型
の酸化アルミニウムであっても，脂肪酸金属塩による表
面処理が施されていない場合には，良好な保温性を発揮
することができない。ここで，結晶型がα型の酸化アル
ミニウムを得るには，例えば，天然に産するボーキサイ
トやギブサイトを出発原料とし，これに水酸化ナトリウ
ムを作用させて原料中のアルミニウムをアルミン酸ナト
リウムとした後，これを加水分解してジブサイト，バイ
アライト，ベーマイト等の水酸化アルミニウムとし，さ
らに，１２００℃以上で加熱分解する公知の方法により
得ることができる。

【０００９】本発明で用いられる酸化アルミニウム微粒
子の表面処理剤である脂肪酸金属塩は，脂肪酸と金属酸
化物あるいは金属水酸化物等とを加熱反応することによ
り得られるものであり，具体的にはステアリン酸ナトリ
ウム，ステアリン酸マグネシウム，ステアリン酸カルシ
ウム，オレイン酸ナトリウム，オレイン酸リチウム，オ
レイン酸マグネシウム，ラウリン酸ナトリウム，ラウリ
ン酸カルシウム，ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム
等を挙げることができる。

【００１０】ここで，酸化アルミニウムを上記脂肪酸金
属塩で表面処理するには，例えば，脂肪酸金属塩を溶解
した水溶液あるいは有機溶剤溶液中に酸化アルミニウム
微粒子を添加し，攪拌分散後，噴霧乾燥する方法等の公
知の方法により表面処理を行うことができる。酸化アル
ミニウム微粒子の表面に脂肪酸金属塩を付着せしめる際
の付着量は，使用する酸化アルミニウムの粒径や脂肪酸
金属塩の種類によりそれぞれ異なるため，本発明では特
に限定しないが，一般には，酸化アルミニウムの重量に
対して５％以下であることが好ましい。

【００１１】本発明で用いる酸化アルミニウム微粒子
は，平均粒径５μｍ以下であることが必要であり，好ま
しくは２μｍ以下，さらに好ましくは１μｍ以下がよ
い。平均粒径が５μｍを超えると，製糸工程で濾材への
目塞がりや糸切れ等により可紡性の低下等の問題が生
じ，たとえ紡糸を行うことができても，延伸工程で糸切
れ等の問題が発生するので，不適当である。

【００１２】本発明で用いられる繊維としては，ナイロ
ン６やナイロン６６で代表されるポリアミド系合成繊
維，ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリエス
テル系合成繊維，ポリエチレン，ポリプロピレン等で代
表されるポリオレフィン系合成繊維又はこれらを主成分
とする繊維形成性の良好な熱可塑性重合体からなる合成
繊維や，ポリアクリロニトリル系合成繊維，ポリビニル
アルコール系合成繊維，ポリ塩化ビニル系合成繊維，ト
リアセテート等の半合成繊維，レーヨン等の再生繊維等
を挙げることができる。

【００１３】上述の繊維への酸化アルミニウム微粒子の
含有量は，繊維重量に対して0.１〜２０重量％の範囲に
あることが必要であり，１〜１０重量％の範囲にあると
より一層好ましい。酸化アルミニウム微粒子の含有量が
0.１重量％より少ない場合には，目的とする保温性が得
られず，また，２０重量％を超える場合には，保温性の
効果が飽和に達するばかりか，繊維の生産性が悪くな
り，しかも糸質的に十分な強伸度が得られなくなるので
好ましくない。

【００１４】酸化アルミニウム微粒子を繊維に含有せし
める方法としては，原料ポリマーに直接混合して紡糸す
る方法，予め原料ポリマーの一部を用いて高濃度に含有
せしめたマスターバッチを製造し，これを紡糸時に所定
の濃度に希釈調整してから紡糸する方法等がある。

【００１５】本発明では，上述の繊維に中空部を設ける
が，中空部が少ないと，軽量性，保温蓄熱性の効果があ
まり期待できないので，繊維断面に対し中空部分の占め
る体積の比が少なくとも３％以上，５０％以下であるこ
とが好ましい。３％以下では中空部の空気層が少なす
ぎ，保温蓄熱性で優位性が認められず，５０％以上の中
空部をもつ繊維では，糸加工や布帛加工時に割繊現象が
起こり，本発明に使用される中空繊維を得ることができ
ない。

【００１６】本発明で中空繊維を得るには，公知の方法
を用いればよく，例えば，紡糸時にマカロニ型の中空繊
維を製造する方法や，溶剤，アルカリ水溶液に対する溶
解性の異なる２種のポリマーを用い，かつ該溶剤，アル
カリ水溶液に対する溶解性が大きいポリマーが繊維の芯
部と該芯部から繊維表面まで貫通する貫通溝部に配置さ
れた繊維を用いて，布帛を形成した後に溶解性の大きい
ポリマーを溶出させ，Ｃ型やＵ型の開口部を有する中空
繊維を製造する方法等を挙げることができる。

【００１７】ここで，酸化アルミニウム微粒子を含有せ
しめた中空繊維の一例を繊維の断面図によって説明す
る。図１の（１）〜（６）は，いずれも本発明で用いる
軽量保温性繊維の断面を示すものであり，１，３，５，
８，１１，１４は酸化アルミニウム微粒子を含む部分，
２，４，６，９，１２，１５は中空部分である。また
（４）〜（６）の７，１０，１３は酸化アルミニウム微
粒子を含まない通常の繊維形成性ポリマーであり，芯鞘
中空構造をとっている。

【００１８】これらの各断面構造の繊維のうち，（１）
〜（３）に示す繊維は，その断面の全面に酸化アルミニ
ウム微粒子を含有しているので，ある程度強力的に低い
水準の繊維となるのは止むを得ないが，この点（４）〜
（６）に示す繊維は，それぞれ酸化アルミニウム微粒子
を含有していない部分７，１０，１３を有しているの
で，その程度に応じて酸化アルミニウム微粒子を含有す
ることによる強度低下が軽減される利点を有している。
また，酸化アルミニウム微粒子を含有している部分８，
１１，１４がそれぞれ繊維の内部にあって表面に露出し
ていないので，繊維の製造時や織編物の製造時に，繊維
中の酸化アルミニウム微粒子が紡糸機や織機，編機のロ
ーラーやガイド等を摩擦によって損傷したりすることが
ないという利点も有している。

【００１９】このような中空繊維は，単独で，あるいは
他の繊維と混用して，通常の方法で編織され，目的とす
る本発明の軽量保温性繊維布帛を形成することができ
る。他繊維と混用する場合は，混繊，合糸，合撚，交
織，交編その他あらゆる手段を用いることができる。ま
た，布帛は，必要に応じて染色，樹脂加工等の種々の加
工処理を施して各種の用途に供する。

【００２０】得られた布帛は優れた保温性を有している
ので，軽量保温性が要求されるスキージャケット，スキ
ー用ワンピース，スキーパンツ等のスキーウェア（表
地，裏地のいずれにも使用可能）をはじめ，スウェット
ウェア，スウェットシャツ，シャツ，タイツ，ウインド
ブレーカー，トレーニングウェア，アンダーウェア，水
着，ウェットスーツ，ウェットスーツの内張り等のスポ
ーツ衣料，登山，フィッシング，ハンティング等のアウ
トドアスポーツ用防寒衣料（表地，裏地のいずれにも使
用可能），ウインタースポーツ用シューズのライニング
・中敷，帽子や手袋の表地・裏地などのスポーツ用グッ
ズ，日常使用する防寒衣，作業着，冷え防止肌着，腹
巻，ソックス等の一般衣料品，靴・ブーツ・手袋等の内
張り用材，毛布，電気毛布，シーツ，マットレス，敷ぶ
とん等の寝装具，カーテン，カーペット，ホットカーペ
ット用生地，こたつ掛け，こたつ敷，膝掛け，座ぶとん
等のインテリア製品，テント，寝袋，農業用保温材，保
温用カバー材，手袋合皮基布等の各種各様の用途に用い
ることができる。本発明は，以上の構成を有するもので
ある。

【００２１】

【作用】本発明者らの測定によると，α型の酸化アルミ
ニウム微粒子は，低熱伝導率を有する物質であるが，こ
れを繊維中にそのまま含有せしめても，酸化アルミニウ
ムの２次凝集が起こり，微分散できないので，繊維全体
の熱伝導率を低下させることができず，目的とする保温
性を得ることはできないが，本発明のごとく，このα型
の酸化アルミニウムを脂肪酸金属塩で表面処理すると，
繊維形成性ポリマーとの相溶性が改善され，繊維中に酸
化アルミニウム微粒子を均一にミクロ分散することが可
能となり，その結果，繊維全体の熱伝導率が低下し，優
れた保温性を発揮せしめることができるようになる。

【００２２】本発明のごとく，このような繊維内部に中
空部を設けることで，繊維の軽量化を図ることができ，
しかも中空部にデッドエアー層が形成されるので，繊維
がより一層高度な保温性を発揮するようになる。

【００２３】

【実施例】次に，本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが，実施例における布帛の性能の測定，評価
は，下記の方法で行った。 （１）保温性 温度２０℃，湿度６５％の恒温恒湿の室内に，図２に側
断面図で示すごとき精密迅速熱物性測定装置ＫＥＳ−Ｆ
７（カトーテック株式会社製）を設置し，温度２２℃に
保ったWater Box ２１上に試料２２を載せ，さらに，そ
の上に温度３２℃に保った保温ボックス（以下 B. T. B
oxという。）２３の熱板部２４が試料２２と接触するよ
うに載せ，５分後に消費熱量検出器２５により消費熱量
を読み取り，下記式〔Ｉ〕を用いて熱伝導率Ｈ（Ｗ／cm
・℃）を算出した。 Ｈ＝（Ｗ／Ｓ×Ｄ）／ΔＴ 〔Ｉ〕 Ｗ ： 消費熱量（Ｗ） Ｓ ： B. T. Box の熱板部２４の面積（cm²) Ｄ ： 試料の厚さ（cm） ΔＴ ： B. T. Box とWater Box との温度差（℃）

【００２４】実施例１ まず，平均粒径0.４μｍ，結晶型がα型の酸化アルミニ
ウム微粒子（ＡＫＰ−３０，住友化学工業株式会社製）
１０００ｇをステアリン酸ナトリウム（脂肪酸金属塩）
0.３％水溶液１０リットル中に添加し，攪拌分散後，噴
霧乾燥して，本発明で用いる脂肪酸金属塩による表面処
理酸化アルミニウム微粒子を得た。

【００２５】次に，ナイロン６樹脂９８重量部中に上述
の酸化アルミニウム微粒子を２重量部添加し，溶融混合
して均一分散させた混練組成物とナイロン６樹脂を，２
台のスクリュー型溶融紡糸機により，上記混練組成物が
繊維断面の内側，ナイロン６樹脂が繊維断面の外側とな
るようにして中空芯鞘繊維を吐出し，中空率が３０％で
７０デニール，２４フィラメントとなるよう延伸した
後，経糸１２０本／吋，緯糸９０本／吋の平織物を製織
し，本発明の軽量保温性繊維布帛を得た。

【００２６】本発明との比較のため，下記比較例１〜７
により比較用の保温性布帛７点を製造した。

【００２７】比較例１ 本実施例１において，酸化アルミニウム微粒子を省く他
は，本実施例とまったく同一の方法により比較用の保温
性布帛を得た。

【００２８】比較例２ 本実施例１において，酸化アルミニウム微粒子をステア
リン酸ナトリウム（脂肪酸金属塩）で表面処理する工程
を省く他は，本実施例とまったく同一の方法により比較
用の保温性布帛を得た。

【００２９】比較例３ 本実施例１で用いた平均粒径が0.４μｍ，結晶型がα型
の酸化アルミニウム微粒子（ＡＫＰ−３０，住友化学工
業株式会社製）に代えて，平均粒径0.２μｍ，結晶型が
γ型の酸化アルミニウム微粒子（ＡＫＰ−Ｇ，住友化学
工業株式会社製品）を用いる他は，本実施例とまったく
同一の方法により比較用の保温性布帛を得た。

【００３０】比較例４ 本実施例１で用いた平均粒径が0.４μｍ，結晶型がα型
の酸化アルミニウム微粒子（ＡＫＰ−３０）に代えて平
均粒径が0.２μｍ，結晶型がγ型の酸化アルミニウム微
粒子（ＡＫＰ−Ｇ）を用い，かつステアリン酸ナトリウ
ムで表面処理する工程を省く他は，本実施例とまったく
同一の方法により比較用の保温性布帛を得た。

【００３１】比較例５ 本実施例１において，ナイロン６を９８重量部から９9.
９５重量部に変え，酸化アルミニウム微粒子を２重量部
から0.０５重量部に変える他は，本実施例とまったく同
一の方法により比較用の保温性布帛を得た。

【００３２】比較例６ 本実施例１において，中空芯鞘繊維に代えて通常の芯鞘
繊維（中空ではない繊維）を吐出する他は，本実施例と
まったく同一の方法により比較用の保温性布帛を得た。

【００３３】比較例７ 本実施例１において，酸化アルミニウム微粒子を省き，
かつ中空芯鞘繊維に代えて通常の芯鞘繊維（中空でない
繊維）を吐出する他は，本実施例とまったく同一の方法
により比較用の保温性布帛を得た。

【００３４】上記比較例の他に，さらに本実施例１にお
いて用いた酸化アルミニウム微粒子を平均粒径が7.２μ
ｍ，結晶型がα型の酸化アルミニウム微粒子（ＡＭ−２
８，住友化学工業株式会社製）に代える他は，本実施例
とまったく同一の方法によりナイロンマルチフィラメン
トの紡糸を試みたが，糸切れが多発し，まともなマルチ
フィラメント糸が得られなかった。

【００３５】さらに本実施例１において，ナイロン６を
９８重量部から７５重量部に変え，酸化アルミニウム微
粒子を２重量部から２５重量部に変える他は，本実施例
とまったく同一の方法によりナイロンマルチフィラメン
トの紡糸を試みたが，糸切れが多発し，まともなマルチ
フィラメント糸が得られなかった。

【００３６】上述のごとくして得られた本発明および比
較用の保温性布帛の性能を測定し，その結果を合わせて
表１に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１より明らかなごとく，本発明の保温性
布帛は，比較例１〜７の布帛と比較して熱伝導率が低
く，優れた保温性を有している。本発明の繊維布帛は，
保温性に優れているのみならず，繊維の中空率３０％に
起因して布帛の軽量化を図ることができた。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば，優れた保温性を有する
軽量保温性繊維布帛を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）〜（６）は，いずれも本発明で用いる酸
化アルミニウム微粒子を含有する軽量保温性繊維の一例
を示す断面図である。

【図２】本発明の布帛の保温性を測定する装置の要部の
概略側断面図である。

【符号の説明】

１，３，５，８，11，14 酸化アルミニウム微粒子を
含有している部分 ７，10，13 酸化アルミニウム微粒子を
含有していない部分 ２，４，６，９，12，15 中空部分 21 Water Box 22 試 料（布帛） 23 B. T. Box 24 熱 板 25 消費熱量検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が５μｍ以下で，結晶型がα型
   であり，かつ脂肪酸金属塩で表面処理されてなる酸化ア
   ルミニウム微粒子を0.１〜２０重量％含有する繊維であ
   って，該繊維が中空部を有する繊維より構成されてなる
   ことを特徴とする軽量保温性繊維布帛。