発熱性布帛
【課題】本発明は太陽光等に含まれる赤外線を吸収して発熱することで生地温度を上昇させることで低温環境下における快適性を向上させ、意匠性にも優れた発熱性布帛を提供する。
【解決手段】繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛の厚み方向に対する浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛である。
【解決手段】繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛の厚み方向に対する浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を吸収して発熱することで繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保つための布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より低温環境下における快適性を向上させるための発熱・保温性繊維、及び布帛に対する要望が強く、種々の技術が検討、開示されている。
【０００３】
特許文献１、２では保温性を高めるために、カーボンや炭化系・窒化系セラミックス微粒子を練りこんだ繊維を使用する方法が提案されているが、硬い物質を繊維に練りこむため、繊維本来の風合いが損なわれ、さらには赤外線だけでなく可視光線をも吸収してしまい、全体的にくすんだ色彩のものしか得られないという問題があった。
【０００４】
特許文献３では、保温性は良好であるものの、赤外線吸収剤が布帛の裏面に一様に加工されているため、布帛の風合いが硬くなるとともに、赤外線吸収剤等の加工剤の使用量が増加し経済的でないという問題があった。
【０００５】
特許文献４ではアンチモンドープ酸化錫またはスズドープ酸化インジューム微粒子を布帛に部分的に固着させているが、有色の赤外線吸収剤を使用したものと比べて保温性能も低く、また、前記粒子付与部分を用いて柄模様を表現しようとしても、可視光線を透過する材料であるため粒子付与部分とそれ以外の部分との明度差が得にくく、意匠的にも満足のいくものは得にくかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１３２８３３号公報
【特許文献２】特開平１１−４３８２０号公報
【特許文献３】特開平８−３２５４７８号公報
【特許文献４】特許３８５３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を吸収して発熱することで繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保ち、意匠性にも優れた布帛を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（１）に、繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛に対する厚み方向の浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛である。
（２）に、繊維布帛の赤外線透過率が１０％以上であることを特徴とする（１）に記載の発熱性布帛である。
（３）に、赤外線吸収粒子の付与量が繊維布帛に対して０．０１〜１０ｇ／m２であることを特徴とする（１）または（２）のいずれか1項に記載の発熱性布帛である。
（４）に、赤外線吸収粒子とバインダー樹脂量の固形分重量比が１：０．５〜１００であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか1項に記載の発熱性布帛である。
（５）に、赤外線吸収粒子を部分的に付与する際の柄形状が１〜５ｍｍ大きさの繰り返しであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の発熱性布帛である。
（６）に、発熱性布帛の発熱性が未加工布に対して1℃以上有していることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の発熱性布帛である。
（７）に、（１）〜（６）のいずれか１項に記載の発熱性布帛の赤外線吸収粒子が付与された面を肌側に用いてなる発熱性布帛である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば太陽光等に含まれる赤外線を効率良く吸収して発熱することにより繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保ち、なお且つ意匠性にも優れた繊維製品を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（ドット抜き柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【図２】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（ドット柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【図３】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（格子柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明でいう繊維布帛としては、ナイロン６，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、ポリアクリルニトリル系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維や、トリアセテート等の半合成繊維、あるいは、ナイロン６／木綿、ポリエチレンテレフタレート／木綿等の合成繊維と天然繊維の混合繊維からなる織物、編物、不織布等を挙げることができ特に限定されるものではない。
【００１２】
また、本発明でいう繊維布帛は、波長が７００〜２５００ｎｍの赤外線領域における透過率が１０％以上有していることが好ましく、さらに好ましくは２０％以上である。赤外線透過率が１０％未満であると赤外線吸収粒子は肌側に固着されているため、赤外線を十分に吸収することが出来ず、十分な発熱性能を得ることが出来ない。赤外線透過率が１０％以上有していれば、繊維布帛の組織、目付け、色の制限が無いばかりか、繊維布帛に樹脂コーティング、フィルムラミネート等による防水加工等が施されていても十分な発熱性能を得ることが出来る。
【００１３】
本発明に用いることのできる赤外線吸収粒子としては、赤外線を吸収するものであれば特に限定なく用いることができるが、赤外線吸収性能および意匠性の面から、有色の微粒子であるカーボンブラック、炭化ジルコニウム、炭化チタン等が好ましく用いられる。中でもカーボンブラックが赤外線吸収性能、コストの面から特に好ましく用いられる。
また、任意の色に着色された繊維布帛素材に対して意匠性を与えるために、上記赤外線吸収剤の他に白色の顔料である酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、パール顔料等を赤外線吸収性能を阻害しない範囲で添加・調色して用いることもできる。
【００１４】
赤外線吸収粒子の粒子径は一次粒径が０．０１〜１μｍであることが好ましく、更に、０．０１〜０．１μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満であると、赤外線吸収粒子の分散性が低下し安定した性能が得られにくくなる他、経済的でない。１μｍより大きくなると、洗濯や摩擦により粒子が脱落して発熱性能が低下する虞がある。
【００１５】
赤外線吸収粒子の固着量は繊維布帛に対して固形分で０．０１〜１０ｇ／ｍ２であることが好ましく、さらに好ましくは０．０５〜５ｇ／ｍ２である。固着量が０．０１ｇ／ｍ２未満であると十分な発熱性を得ることができない。また、１０ｇ／ｍ２を超えても発熱性能の向上は見込めず経済的でない。
【００１６】
赤外線吸収粒子を固着させるためのバインダー樹脂としては、ポリウレタン、ポリアクリル、ポリエステル、シリコーン等が用いられ、また、水系や溶剤系のものを用いることができ、特に限定されるものではない。これらの樹脂は単独または複合して使用してもよく、密着性、洗濯耐久性を向上させるためにイソシアネート系、エポキシ系やメラミン系架橋剤を併用してもよい。
【００１７】
赤外線吸収粒子を固着させるためのバインダー樹脂量については赤外線吸収粒子とバインダー樹脂との固形分比が１：０．５〜１００であることが好ましく、１：１〜８０であることがより好ましい。
バインダー樹脂の固形分比が１：０．５未満であると赤外線吸収粒子を十分に固着することができないため、摩擦や洗濯による脱落が発生しやすくなる。また、１：１００より大きいと固着能力は十分であるが、繊維布帛が硬い風合いになるとともに経済的でない。
【００１８】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂は、繊維布帛の厚さの５０％以下の範囲内で浸透していること（樹脂浸透度）が必要であり、４０％以下であることがより好ましい。該バインダー樹脂が繊維布帛の厚さの５０％より多く浸透すると、繊維布帛が硬い風合いになったり、表面への色影響により外観品位が悪くなったり、繊維布帛が織物の場合には引裂き強度の低下が大きくなる。
【００１９】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂を付与する柄の形状は、特に限定されないが、全面ベタ柄（無地柄）でないことが必要である。柄の形状は例えば、丸、楕円、四角、三角、菱形、六角形、十字、ライン、格子等、ドット抜き柄、さらには意匠性を加味した花、草、幾何学柄や、これらの柄を複数組み合わせたものなどであってもよく、柄の連続／非連続等は適宜設定できるが、柄が互いに分離した小面積の単位部分の集合からなるものや、単位部分が連続して形成される柄が好ましく、単位部分の柄の大きさ（略長さや略径）は１〜５ｍｍの大きさであることが好ましい。単位部分の柄大きさが１ｍｍ未満であると繊維布帛の組織等により十分に柄表現することが困難となる他、ほぼ全面をバインダー樹脂で覆うこととなると、風合いの硬化や、引裂強度の低下、通気度の低下等が発生する虞がある。また、大きさが５ｍｍより大きいと局所的に発熱することで快適性の悪いものとなる虞がある。
【００２０】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂を付与する際の面積比率は、繊維布帛素材の面積に対し１０〜７０％であることが好ましく、さらに好ましくは２０〜６０％である。付与面積が１０％未満であると十分な発熱性能が得ることが出来ない虞があり、また、７０％を超えると風合いの硬化や、通気度の低下が生じ、織物の場合では引裂き強度の低下が顕著となる。
【００２１】
本発明の発熱性布帛は、後述の測定方法に従って発熱性を測定した場合、未加工布に対して１℃以上の発熱性差を有していることが好ましい。１℃以上の発熱性を有していることにより、低温環境下において発熱性を体感することができ、体温低下による疲労を低減することが出来る。
【００２２】
本発明の赤外線吸収粒子を固着させる方法としては、グラビアコーティング法または捺染法が用いられる。グラビアコーティング法の場合には、赤外線吸収粒子または赤外線吸収粒子分散体を樹脂溶液中に分散させ、該溶液の粘度を２００〜２０００ｃｐｓに調整後、２５〜５００メッシュ、深度２０〜２００μｍのグラビアロールを用いてコーティングを行うことが好ましい。
また、捺染法の場合には、赤外線吸収粒子または赤外線吸収粒子分散体を分散させた樹脂溶液の粘度を５０００〜５００００ｃｐｓに調整後、５０〜１５０メッシュのスクリーンを用いて捺染を行うことが好ましい。
【００２３】
発熱機能の他に、繊維布帛に必要とされる機能に応じて撥水加工、吸水加工、防汚加工、抗菌加工、防炎加工、カレンダー加工、防風加工など任意の加工を赤外線吸収粒子付与加工の前又は後に施してもよい。特に、樹脂の浸透度を制御する目的で、赤外線吸収粒子を有する樹脂溶液を付与する前にカレンダー加工による目潰しや撥水加工が用いられる。
【００２４】
本発明では、赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂溶液を付与後、熱処理などを行うことにより固着させた発熱性布帛を用いて衣服とした際に、該樹脂付与面を肌側になるように構成することにより、該布帛に撥水剤を付与してある場合でも、衣服表面において撥水性能が低下する虞がなく、衣服表面の外観品位にも影響が少なく、なお且つ、肌側は発熱性を有する部分が柄表現された意匠性に優れたものとなる。
【００２５】
これらの方法で加工した発熱性布帛は、特に用途が限定されるものではないが、スポーツ、アウトドア等屋外で使用されるシャツ、パンツ等に好適に用いられる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２７】
＜発熱性評価＞
発泡スチロールの台座上に表面を上にして２枚重ねた試料の間に温度センサーを固定した後、２０℃６５％ＲＨ環境下にて６０Ｗのレフランプを試料の真上２０ｃｍの距離から１５分照射し、１５分後の昇温温度を測定した。
＜赤外線透過率＞
（株）島津製作所製 自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて、試料の波長７００〜２５００ｎｍの平均透過率を測定した。
＜樹脂浸透度＞
試料の断面を電子顕微鏡にて観察して試料に対するバインダー樹脂の浸透度を算出した。
＜引裂き強度＞
ＪＩＳ L１０９６．８．１５．５D ペンジュラム法に準じて、試料のタテ方向、ヨコ方向それぞれの引裂き強度を３点測定し、その平均値を算出した。
＜風合い＞
官能評価により未加工布を基準として次の２段階で評価した。
〇：未加工布と同等の風合いである。
×：未加工布と比べて風合いが硬い。
＜外観品位＞
表面より目視にて次の２段階で評価した。
○：柄が透けていないか、または見えるが均一な品位である。
×：柄が透けており、品位も安定していない。
【００２８】
〔実施例１〕
経糸、緯糸の双方にナイロンマルチフィラメント７６ｄｔｅｘ／６８ｆを用い、経糸密度１８０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度８０本／２．５４ｃｍのナイロンタフタを製織し、常法により精練、染色、乾燥を行った後、アサヒガードＡＧ７０００（明成化学工業（株）製、フッ素系撥水剤）５質量％を含む水溶液をパディング法により付与し、乾燥後、１７０℃で３０秒間の熱処理を行った。そしてさらに温度１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件にてカレンダー加工を行った。得られた繊維布帛の赤外線透過率は３８％であった。
次に、下記の樹脂処方１に示す組成の粘度３００００ｃｐｓの樹脂液を、図１に示す柄（ドット抜き柄 単位部分の柄の大きさ３．５ｍｍ、ドット径３ｍｍ、ドット間０．５ｍｍ、樹脂付与面積割合４２％）の１００メッシュの捺染版を用いロータリー捺染機にて、上述の繊維布帛のカレンダー面に塗布した。この時カーボンブラック０．１２ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量９．１２／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１８％であった。この後１２０℃にて乾燥、さらに１５０℃にて９０秒熱処理して発熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
＜樹脂処方１＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
カーボンブラック水分散体 ３重量部
（平均粒径 ０．２５μｍ カーボン固形分２０％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート 固形分２０％）
水 ５重量部
【００２９】
〔実施例２〕
実施例１において、撥水加工を行わず、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図２に示す柄（ドット柄 単位部分の柄の大きさ（ドット径）４ｍｍ、ドット間１ｍｍ 樹脂付与面積割合３５％）とした以外は実施例１と同様にした。得られた繊維布帛の赤外線透過率は３８％で、この時カーボンブラック０．１０ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量７．６５ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は４５％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（１柄当たり1辺）４ｍｍ、線太さ０．２０ｍｍ 柄面積１９％
とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．０５ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量３．８０ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１８％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３１】
〔実施例４〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図１に示す柄（ドット抜き柄 単位部分の柄の大きさ４．５ｍｍ、ドット径３．５ｍｍ、ドット間１．０ｍｍ、柄面積６０％）とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．１７ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量１２．９２ｇ／ｍ２ の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３２】
〔実施例５〕
ポリエステル糸８４ｄｔｅｘ／３６ｆ（交編率４７．８％）およびポリエステル糸１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ（交編率５２．２％）から構成された丸編物を常法にて精練後、プレセット、染色を実施した後、１５０℃で１分間の熱処理を実施した。得られた繊維布帛の赤外線透過率は４２％であった。
次に、下記の樹脂処方２に示す組成の樹脂液を、図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（１柄当たり１辺）２．５ｍｍ、線太さ０．２５ｍｍ 柄面積３６％）の１２５メッシュ、柄深度４８μｍのグラビアロールを用いて塗布した。この時カーボンブラック０．１９ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は３４％であった。この後１２０℃にて乾燥、さらに１５０℃にて９０秒熱処理して発熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
＜樹脂処方２＞
ニュープレックスＳ３１ １００重量部
（林化学工業（株）製、アクリル系樹脂 固形分４７％）
カーボンブラック水分散体 ２０重量部
（平均粒径 ０．２５μｍ カーボン固形分２０％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート 固形分２０％）
エチレングリコール ３重量部
水 ８０重量部
【００３３】
〔比較例１〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により繊維布帛全面（柄面積１００％）に付与した以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．２８ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２１．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性は十分であったが意匠性に欠け、風合いが硬く、引裂き強度も不十分なものであった。
【００３４】
〔比較例２〕
実施例１において、撥水、カレンダー処理を省いた以外は実施例１と同様にした。この時得られた繊維布帛の赤外線透過率は４１％であった。また、発熱性布帛はカーボンブラック０．１４ｇ／ｍ２、バインダー樹脂１０．６４ｇ／ｍ２の固形分重量であり、バインダー樹脂の浸透度は６３％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性は十分であったが外観品位が悪く、風合いが硬く、引裂き強度も不十分なものであった。
【００３５】
〔比較例３〕
実施例１において、図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（柄当たり1辺）４．２ｍｍ、線太さ０．１ｍｍ 柄面積９％）とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．０３ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性が不十分なものであった。
【符号の説明】
【００３６】
ａ 単位当たりの柄大きさ
ｂ ドット径
ｃ ライン太さ
【００３７】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を吸収して発熱することで繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保つための布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より低温環境下における快適性を向上させるための発熱・保温性繊維、及び布帛に対する要望が強く、種々の技術が検討、開示されている。
【０００３】
特許文献１、２では保温性を高めるために、カーボンや炭化系・窒化系セラミックス微粒子を練りこんだ繊維を使用する方法が提案されているが、硬い物質を繊維に練りこむため、繊維本来の風合いが損なわれ、さらには赤外線だけでなく可視光線をも吸収してしまい、全体的にくすんだ色彩のものしか得られないという問題があった。
【０００４】
特許文献３では、保温性は良好であるものの、赤外線吸収剤が布帛の裏面に一様に加工されているため、布帛の風合いが硬くなるとともに、赤外線吸収剤等の加工剤の使用量が増加し経済的でないという問題があった。
【０００５】
特許文献４ではアンチモンドープ酸化錫またはスズドープ酸化インジューム微粒子を布帛に部分的に固着させているが、有色の赤外線吸収剤を使用したものと比べて保温性能も低く、また、前記粒子付与部分を用いて柄模様を表現しようとしても、可視光線を透過する材料であるため粒子付与部分とそれ以外の部分との明度差が得にくく、意匠的にも満足のいくものは得にくかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１３２８３３号公報
【特許文献２】特開平１１−４３８２０号公報
【特許文献３】特開平８−３２５４７８号公報
【特許文献４】特許３８５３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、太陽光等に含まれる赤外線を吸収して発熱することで繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保ち、意匠性にも優れた布帛を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（１）に、繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛に対する厚み方向の浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛である。
（２）に、繊維布帛の赤外線透過率が１０％以上であることを特徴とする（１）に記載の発熱性布帛である。
（３）に、赤外線吸収粒子の付与量が繊維布帛に対して０．０１〜１０ｇ／m２であることを特徴とする（１）または（２）のいずれか1項に記載の発熱性布帛である。
（４）に、赤外線吸収粒子とバインダー樹脂量の固形分重量比が１：０．５〜１００であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか1項に記載の発熱性布帛である。
（５）に、赤外線吸収粒子を部分的に付与する際の柄形状が１〜５ｍｍ大きさの繰り返しであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の発熱性布帛である。
（６）に、発熱性布帛の発熱性が未加工布に対して1℃以上有していることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の発熱性布帛である。
（７）に、（１）〜（６）のいずれか１項に記載の発熱性布帛の赤外線吸収粒子が付与された面を肌側に用いてなる発熱性布帛である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば太陽光等に含まれる赤外線を効率良く吸収して発熱することにより繊維布帛の温度を上昇させ、低温環境下における衣服内環境を快適に保ち、なお且つ意匠性にも優れた繊維製品を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（ドット抜き柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【図２】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（ドット柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【図３】本発明における、赤外線吸収粒子を含む樹脂の付与柄（格子柄）および単位当たりの形状を示した例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明でいう繊維布帛としては、ナイロン６，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、ポリアクリルニトリル系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維や、トリアセテート等の半合成繊維、あるいは、ナイロン６／木綿、ポリエチレンテレフタレート／木綿等の合成繊維と天然繊維の混合繊維からなる織物、編物、不織布等を挙げることができ特に限定されるものではない。
【００１２】
また、本発明でいう繊維布帛は、波長が７００〜２５００ｎｍの赤外線領域における透過率が１０％以上有していることが好ましく、さらに好ましくは２０％以上である。赤外線透過率が１０％未満であると赤外線吸収粒子は肌側に固着されているため、赤外線を十分に吸収することが出来ず、十分な発熱性能を得ることが出来ない。赤外線透過率が１０％以上有していれば、繊維布帛の組織、目付け、色の制限が無いばかりか、繊維布帛に樹脂コーティング、フィルムラミネート等による防水加工等が施されていても十分な発熱性能を得ることが出来る。
【００１３】
本発明に用いることのできる赤外線吸収粒子としては、赤外線を吸収するものであれば特に限定なく用いることができるが、赤外線吸収性能および意匠性の面から、有色の微粒子であるカーボンブラック、炭化ジルコニウム、炭化チタン等が好ましく用いられる。中でもカーボンブラックが赤外線吸収性能、コストの面から特に好ましく用いられる。
また、任意の色に着色された繊維布帛素材に対して意匠性を与えるために、上記赤外線吸収剤の他に白色の顔料である酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、パール顔料等を赤外線吸収性能を阻害しない範囲で添加・調色して用いることもできる。
【００１４】
赤外線吸収粒子の粒子径は一次粒径が０．０１〜１μｍであることが好ましく、更に、０．０１〜０．１μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満であると、赤外線吸収粒子の分散性が低下し安定した性能が得られにくくなる他、経済的でない。１μｍより大きくなると、洗濯や摩擦により粒子が脱落して発熱性能が低下する虞がある。
【００１５】
赤外線吸収粒子の固着量は繊維布帛に対して固形分で０．０１〜１０ｇ／ｍ２であることが好ましく、さらに好ましくは０．０５〜５ｇ／ｍ２である。固着量が０．０１ｇ／ｍ２未満であると十分な発熱性を得ることができない。また、１０ｇ／ｍ２を超えても発熱性能の向上は見込めず経済的でない。
【００１６】
赤外線吸収粒子を固着させるためのバインダー樹脂としては、ポリウレタン、ポリアクリル、ポリエステル、シリコーン等が用いられ、また、水系や溶剤系のものを用いることができ、特に限定されるものではない。これらの樹脂は単独または複合して使用してもよく、密着性、洗濯耐久性を向上させるためにイソシアネート系、エポキシ系やメラミン系架橋剤を併用してもよい。
【００１７】
赤外線吸収粒子を固着させるためのバインダー樹脂量については赤外線吸収粒子とバインダー樹脂との固形分比が１：０．５〜１００であることが好ましく、１：１〜８０であることがより好ましい。
バインダー樹脂の固形分比が１：０．５未満であると赤外線吸収粒子を十分に固着することができないため、摩擦や洗濯による脱落が発生しやすくなる。また、１：１００より大きいと固着能力は十分であるが、繊維布帛が硬い風合いになるとともに経済的でない。
【００１８】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂は、繊維布帛の厚さの５０％以下の範囲内で浸透していること（樹脂浸透度）が必要であり、４０％以下であることがより好ましい。該バインダー樹脂が繊維布帛の厚さの５０％より多く浸透すると、繊維布帛が硬い風合いになったり、表面への色影響により外観品位が悪くなったり、繊維布帛が織物の場合には引裂き強度の低下が大きくなる。
【００１９】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂を付与する柄の形状は、特に限定されないが、全面ベタ柄（無地柄）でないことが必要である。柄の形状は例えば、丸、楕円、四角、三角、菱形、六角形、十字、ライン、格子等、ドット抜き柄、さらには意匠性を加味した花、草、幾何学柄や、これらの柄を複数組み合わせたものなどであってもよく、柄の連続／非連続等は適宜設定できるが、柄が互いに分離した小面積の単位部分の集合からなるものや、単位部分が連続して形成される柄が好ましく、単位部分の柄の大きさ（略長さや略径）は１〜５ｍｍの大きさであることが好ましい。単位部分の柄大きさが１ｍｍ未満であると繊維布帛の組織等により十分に柄表現することが困難となる他、ほぼ全面をバインダー樹脂で覆うこととなると、風合いの硬化や、引裂強度の低下、通気度の低下等が発生する虞がある。また、大きさが５ｍｍより大きいと局所的に発熱することで快適性の悪いものとなる虞がある。
【００２０】
赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂を付与する際の面積比率は、繊維布帛素材の面積に対し１０〜７０％であることが好ましく、さらに好ましくは２０〜６０％である。付与面積が１０％未満であると十分な発熱性能が得ることが出来ない虞があり、また、７０％を超えると風合いの硬化や、通気度の低下が生じ、織物の場合では引裂き強度の低下が顕著となる。
【００２１】
本発明の発熱性布帛は、後述の測定方法に従って発熱性を測定した場合、未加工布に対して１℃以上の発熱性差を有していることが好ましい。１℃以上の発熱性を有していることにより、低温環境下において発熱性を体感することができ、体温低下による疲労を低減することが出来る。
【００２２】
本発明の赤外線吸収粒子を固着させる方法としては、グラビアコーティング法または捺染法が用いられる。グラビアコーティング法の場合には、赤外線吸収粒子または赤外線吸収粒子分散体を樹脂溶液中に分散させ、該溶液の粘度を２００〜２０００ｃｐｓに調整後、２５〜５００メッシュ、深度２０〜２００μｍのグラビアロールを用いてコーティングを行うことが好ましい。
また、捺染法の場合には、赤外線吸収粒子または赤外線吸収粒子分散体を分散させた樹脂溶液の粘度を５０００〜５００００ｃｐｓに調整後、５０〜１５０メッシュのスクリーンを用いて捺染を行うことが好ましい。
【００２３】
発熱機能の他に、繊維布帛に必要とされる機能に応じて撥水加工、吸水加工、防汚加工、抗菌加工、防炎加工、カレンダー加工、防風加工など任意の加工を赤外線吸収粒子付与加工の前又は後に施してもよい。特に、樹脂の浸透度を制御する目的で、赤外線吸収粒子を有する樹脂溶液を付与する前にカレンダー加工による目潰しや撥水加工が用いられる。
【００２４】
本発明では、赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂溶液を付与後、熱処理などを行うことにより固着させた発熱性布帛を用いて衣服とした際に、該樹脂付与面を肌側になるように構成することにより、該布帛に撥水剤を付与してある場合でも、衣服表面において撥水性能が低下する虞がなく、衣服表面の外観品位にも影響が少なく、なお且つ、肌側は発熱性を有する部分が柄表現された意匠性に優れたものとなる。
【００２５】
これらの方法で加工した発熱性布帛は、特に用途が限定されるものではないが、スポーツ、アウトドア等屋外で使用されるシャツ、パンツ等に好適に用いられる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２７】
＜発熱性評価＞
発泡スチロールの台座上に表面を上にして２枚重ねた試料の間に温度センサーを固定した後、２０℃６５％ＲＨ環境下にて６０Ｗのレフランプを試料の真上２０ｃｍの距離から１５分照射し、１５分後の昇温温度を測定した。
＜赤外線透過率＞
（株）島津製作所製 自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて、試料の波長７００〜２５００ｎｍの平均透過率を測定した。
＜樹脂浸透度＞
試料の断面を電子顕微鏡にて観察して試料に対するバインダー樹脂の浸透度を算出した。
＜引裂き強度＞
ＪＩＳ L１０９６．８．１５．５D ペンジュラム法に準じて、試料のタテ方向、ヨコ方向それぞれの引裂き強度を３点測定し、その平均値を算出した。
＜風合い＞
官能評価により未加工布を基準として次の２段階で評価した。
〇：未加工布と同等の風合いである。
×：未加工布と比べて風合いが硬い。
＜外観品位＞
表面より目視にて次の２段階で評価した。
○：柄が透けていないか、または見えるが均一な品位である。
×：柄が透けており、品位も安定していない。
【００２８】
〔実施例１〕
経糸、緯糸の双方にナイロンマルチフィラメント７６ｄｔｅｘ／６８ｆを用い、経糸密度１８０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度８０本／２．５４ｃｍのナイロンタフタを製織し、常法により精練、染色、乾燥を行った後、アサヒガードＡＧ７０００（明成化学工業（株）製、フッ素系撥水剤）５質量％を含む水溶液をパディング法により付与し、乾燥後、１７０℃で３０秒間の熱処理を行った。そしてさらに温度１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件にてカレンダー加工を行った。得られた繊維布帛の赤外線透過率は３８％であった。
次に、下記の樹脂処方１に示す組成の粘度３００００ｃｐｓの樹脂液を、図１に示す柄（ドット抜き柄 単位部分の柄の大きさ３．５ｍｍ、ドット径３ｍｍ、ドット間０．５ｍｍ、樹脂付与面積割合４２％）の１００メッシュの捺染版を用いロータリー捺染機にて、上述の繊維布帛のカレンダー面に塗布した。この時カーボンブラック０．１２ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量９．１２／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１８％であった。この後１２０℃にて乾燥、さらに１５０℃にて９０秒熱処理して発熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
＜樹脂処方１＞
バインダーＣＢ５０１ １００重量部
（林化学工業（株）製、エステル系ポリウレタン樹脂 固形分４５％）
カーボンブラック水分散体 ３重量部
（平均粒径 ０．２５μｍ カーボン固形分２０％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート 固形分２０％）
水 ５重量部
【００２９】
〔実施例２〕
実施例１において、撥水加工を行わず、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図２に示す柄（ドット柄 単位部分の柄の大きさ（ドット径）４ｍｍ、ドット間１ｍｍ 樹脂付与面積割合３５％）とした以外は実施例１と同様にした。得られた繊維布帛の赤外線透過率は３８％で、この時カーボンブラック０．１０ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量７．６５ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は４５％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（１柄当たり1辺）４ｍｍ、線太さ０．２０ｍｍ 柄面積１９％
とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．０５ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量３．８０ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１８％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３１】
〔実施例４〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により図１に示す柄（ドット抜き柄 単位部分の柄の大きさ４．５ｍｍ、ドット径３．５ｍｍ、ドット間１．０ｍｍ、柄面積６０％）とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．１７ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量１２．９２ｇ／ｍ２ の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
【００３２】
〔実施例５〕
ポリエステル糸８４ｄｔｅｘ／３６ｆ（交編率４７．８％）およびポリエステル糸１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ（交編率５２．２％）から構成された丸編物を常法にて精練後、プレセット、染色を実施した後、１５０℃で１分間の熱処理を実施した。得られた繊維布帛の赤外線透過率は４２％であった。
次に、下記の樹脂処方２に示す組成の樹脂液を、図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（１柄当たり１辺）２．５ｍｍ、線太さ０．２５ｍｍ 柄面積３６％）の１２５メッシュ、柄深度４８μｍのグラビアロールを用いて塗布した。この時カーボンブラック０．１９ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は３４％であった。この後１２０℃にて乾燥、さらに１５０℃にて９０秒熱処理して発熱性布帛を得た。評価結果を表１に示す。発熱性に優れ、風合い、意匠性にも優れたものであった。
＜樹脂処方２＞
ニュープレックスＳ３１ １００重量部
（林化学工業（株）製、アクリル系樹脂 固形分４７％）
カーボンブラック水分散体 ２０重量部
（平均粒径 ０．２５μｍ カーボン固形分２０％）
オキザールＵＬ−３ ３重量部
（林化学工業（株）製、ブロックイソシアネート 固形分２０％）
エチレングリコール ３重量部
水 ８０重量部
【００３３】
〔比較例１〕
実施例１において、赤外線吸収粒子を含む樹脂溶液を捺染法により繊維布帛全面（柄面積１００％）に付与した以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．２８ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２１．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性は十分であったが意匠性に欠け、風合いが硬く、引裂き強度も不十分なものであった。
【００３４】
〔比較例２〕
実施例１において、撥水、カレンダー処理を省いた以外は実施例１と同様にした。この時得られた繊維布帛の赤外線透過率は４１％であった。また、発熱性布帛はカーボンブラック０．１４ｇ／ｍ２、バインダー樹脂１０．６４ｇ／ｍ２の固形分重量であり、バインダー樹脂の浸透度は６３％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性は十分であったが外観品位が悪く、風合いが硬く、引裂き強度も不十分なものであった。
【００３５】
〔比較例３〕
実施例１において、図３に示す柄（格子柄 単位部分の柄の大きさ（柄当たり1辺）４．２ｍｍ、線太さ０．１ｍｍ 柄面積９％）とした以外は実施例１と同様にした。この時カーボンブラック０．０３ｇ／ｍ２、バインダー樹脂量２．２８ｇ／ｍ２の固形分重量で、バインダー樹脂の浸透度は１７％であった。評価結果を表１に示す。得られた発熱性布帛は、発熱性が不十分なものであった。
【符号の説明】
【００３６】
ａ 単位当たりの柄大きさ
ｂ ドット径
ｃ ライン太さ
【００３７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛に対する厚み方向の浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛。
【請求項２】
繊維布帛の赤外線透過率が１０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の発熱性布帛。
【請求項３】
赤外線吸収粒子の付与量が繊維布帛に対して０．０１〜１０ｇ／m２であることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱性布帛。
【請求項４】
赤外線吸収粒子とバインダー樹脂量の固形分重量比が１：０．５〜１００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発熱性布帛。
【請求項５】
赤外線吸収粒子を部分的に付与する際の柄形状が１〜５ｍｍ大きさの繰り返しであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発熱性布帛。
【請求項６】
発熱性布帛の発熱性が未加工布に対して1℃以上有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱性布帛。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発熱性布帛の赤外線吸収粒子が付与された面を肌側に用いてなる発熱性衣服。
【請求項１】
繊維布帛の片面に赤外線吸収粒子を有するバインダー樹脂が、繊維布帛に対する厚み方向の浸透度が５０％以下で、該繊維布帛面積の１０〜７０％に部分的に付与されてなる発熱性布帛。
【請求項２】
繊維布帛の赤外線透過率が１０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の発熱性布帛。
【請求項３】
赤外線吸収粒子の付与量が繊維布帛に対して０．０１〜１０ｇ／m２であることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱性布帛。
【請求項４】
赤外線吸収粒子とバインダー樹脂量の固形分重量比が１：０．５〜１００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発熱性布帛。
【請求項５】
赤外線吸収粒子を部分的に付与する際の柄形状が１〜５ｍｍ大きさの繰り返しであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発熱性布帛。
【請求項６】
発熱性布帛の発熱性が未加工布に対して1℃以上有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱性布帛。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発熱性布帛の赤外線吸収粒子が付与された面を肌側に用いてなる発熱性衣服。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４６５８７（Ｐ２０１２−２４６５８７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０６２８（Ｐ２０１１−１２０６２８）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
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