説明

黒色に着色した繊維

IR透過性着色剤を含有する繊維、琴に黒色、褐色または灰色の繊維。IR透過性着色剤は、二色型、三色型または多色型の染料または顔料、殊にペリレン顔料であることができる。この繊維は、式IaまたはIb〔式中、基R1およびR2は、互いに独立に、それぞれ1回または数回C1〜C12アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシおよび/またはハロゲンによって置換されていてよい、フェニレン、ナフチレンまたはピリジレンを表わす〕の異性体の1つ、または2つの異性体の混合物を含有するペリレン顔料を含有することができる。繊維材料としては、なかんずくプラスチックまたはガラスがこれに該当する。前記繊維は、なかんずく熱管理に使用されるか、または編織布または布地の製造に使用される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、IR透過性着色剤を含有する繊維に関する。更に、本発明は、このような繊維を製造する方法に関する。同様に、本発明の対象は、殊に熱管理におけるIR透過性着色剤の使用である。更に、本発明の対象は、このような繊維を含有する材料である。
【0002】
更に、本発明の実施態様は、特許請求の範囲、明細書および実施例から確認することができる。前記した、次になお説明することができる、本発明の対象の特徴は、それぞれ具体的に記載された組合せで使用可能であるだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく別の組合せでも使用可能である。本発明による実施態様は、全ての特徴が好ましい意味を有するかまたは殊に好ましい意味を有し、有利であるかまたは殊に有利である。
【0003】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19928235号明細書Aには、700〜2500nmの波長範囲内で高い反射率を有し、それによって太陽光吸収を生じさせるスペクトル選択性被覆が記載されている。この被覆は、(a)熱赤外の波長範囲(2.5〜50μm)内で40%を上廻る透過率を有する結合剤、(b)熱赤外の波長範囲内で40%を上廻る透過率を有する第1の顔料および(c)熱赤外の範囲内で40%を上廻る反射率を有する第2の顔料を含有する。
【0004】
WO 00/24833には、a)700〜2500nmの波長範囲内で60%またはそれ以上の透過率および熱赤外の波長範囲内で40%またはそれ以上の透過率を有する結合剤;b)350〜700nmの波長範囲内で可視光の40%またはそれ以上を吸収し、700〜2500nmの近赤外の範囲で40%またはそれ以上の後方散乱を有し、熱赤外の波長範囲内で60%またはそれ以下の吸収を有する第1の顔料;c)熱赤外の波長範囲内で40%またはそれ以上の後方散乱および/または反射率を有する第2の顔料を含むスペクトル選択性被覆が記載されている。
【0005】
WO 02/057374A1には、太陽スペクトルの非可視光範囲内、即ち紫外線の範囲内および赤外線の範囲内で通常の色よりも高い反射率を有し、それによって少ない太陽エネルギーを吸収する被覆が記載されている。
【0006】
WO 02/112405A2は、支持体とこの支持体の少なくとも1つの被覆とからなる平面状エレメントに関する。この場合、支持体ならびに表面は、可視光範囲内で暗色に着色される。この装置は、近赤外の範囲で高い反射率を有し、可視光範囲内での暗色の着色にも拘わらず太陽光の下で加熱を減少させる。
【0007】
WO 2005/078023A2には、高い黒色数を有する、黒色ペリレン顔料およびその混合物が記載されている。更に、WO 2005/078023には、ペリレン顔料の製造およびなかんずく天然および合成に由来する高分子量の有機材料および無機材料を着色するための該ペリレン顔料の使用が開示されている。高分子量の合成有機材料のための例としては、WO 2005/078023A2に例示的に次のものが挙げられている:ポリオレフィン、PVC、ポリカーボネート、ポリエステルおよび別のプラスチック。プラスチック中へのペリレン顔料の混入は、WO 2005/078023A2の記載によれば、例えば共通して押出、圧延、混練、圧縮または粉砕によって行なうことができ、この場合プラスチックは、プラスチック成形体、エンドレス異形成形材、板、シート、繊維、フィルムおよび被覆に加工されることができる。実際に数多くの方法と共に繊維の着色も述べられているが、しかし、ペリレン顔料を含有する繊維の具体的な組成、または熱管理における該繊維の使用は、全く開示されていない。
【0008】
繊維を含有する材料は、しばしば工業的理由または審美的理由から暗色、例えば褐色、灰色または黒色に着色されている。また、しばしば赤色または緑色の暗色の色調を見出すことができる。この材料が光または太陽光入射の影響に晒される場合には、この材料は、色の濃さに相応してしばしば明らかに加熱される。繊維を含有する材料のこのような加熱は、例えば衣服、編織物または物質カバーの場合にしばしば不快であると感じられる。一面で材料と直接に接触するかまたは衣服を通して接触する皮膚表面上への高められた温度の不快な印象が生じ、他面、内部空間内でのこのような加熱は、暗色の材料によって再び放出される熱放射によって空間内での高められた温度に貢献し、この温度は、例えば高いエネルギー消費下で空調設備によって再び制御されなければならない。
【0009】
従って、本発明の課題は、このような繊維を含有する材料上へ光、殊に太陽光が作用する際に従来の着色された繊維から成る材料と比較して減少された加熱を有する、高い色の濃さを有する繊維、しかも灰色または黒色の繊維を提供することであった。更に、この繊維は、繊維を製造するための従来の装置で製造されることができるはずである。
【0010】
更に、本発明の課題は、従来の装置を用いて着色された繊維を含有する材料に加工されることができる着色された繊維を提供することであり、この場合着色された繊維は、光の影響および環境の影響に対して高い安定性を有する。
【0011】
本発明は、IR透過性着色剤を含有する繊維によって解決された。
【0012】
"着色剤"は、本発明の範囲内で染料または顔料である。
【0013】
着色された繊維は、繊維束として目視的に観察した際に色とりどりであると思われる繊維である。好ましくは、着色された繊維は、暗色に着色された繊維、殊に黒色、褐色または灰色の繊維である。この場合には、明灰色または明褐色の繊維も含まれる。
【0014】
1つの実施態様において、繊維は、いわゆる二色型、三色型または多色型の染料混合物(2つ、3つまたはそれ以上の染料を有する混合物)をIR透過性、殊に黒色の着色剤として含有する。三色型染料は、目視的な全ての印象において、殊に観察者に黒色または暗色の色印象を残す、3つの染料からなる染料混合物である。このような染料混合物の例は、欧州特許第1240243号明細書の記載から当業者に公知である。この場合には、ピラゾロン型、ペリノン型、アントラキノン型、メチン型、アゾ型およびクマリン型の染料から選択された着色剤組合せ物が記載されている。
【0015】
更に、本発明による繊維におけるIR透過性着色剤としては、金属含有顔料、例えば無機顔料およびアゾ染料、アゾメチン染料またはメチン染料の金属錯体、アゾメチン型、キナクリドン型、ジオキサジン型、イソインドリン型、イソインドリノン型、フタロシアニン型、ピロロピロール型およびチオインジゴ型、ならびにバナジン酸ビスマスが使用される。
【0016】
1つの好ましい実施態様において、IR透過性着色剤として、本発明によるペリレン顔料、有利に黒色ペリレン顔料、殊に式IaまたはIb
【化1】

〔式中、基R1およびR2は、互いに独立に、それぞれ1回または数回C1〜C12アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシおよび/またはハロゲンによって置換されていてよい、フェニレン、ナフチレンまたはピリジレンを意味する〕で示される異性体の1つ、または2つの異性体の混合物が含まれる。殊に、アルキド/メラミン焼付ラッカーにおいて210以上の黒色数を有するペリレン顔料またはその混合物が使用される。
【0017】
この場合、"混合物"の概念は、物理的混合物ならびに有利に化合物IaおよびIbの固溶体(混晶)を含む。
【0018】
式IaおよびIbにおけるフェニレン基、ナフチレン基およびピリジレン基R1およびR2は、1回または数回、C1〜C12アルキル、殊にC1〜C4アルキル、C1〜C6アルコキシ、なかんずくC1〜C4アルコキシ、ヒドロキシおよび/またはハロゲン、殊に塩素または臭素によって置換されていてよい。
【0019】
しかし、好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基およびピリジレン基は、非置換であり、この場合には、フェニレン基およびナフチレン基が好ましく、ナフチレン基は、特に好ましい。
【0020】
本発明によれば、繊維中で有利に使用される黒色ペリレン顔料は、全ての可視スペクトル範囲内で吸収し、それによって高い黒色度を示す。特に、ペリレン顔料は、アルキド/メラミン焼付ラッカー中で210以上、特に有利に230以上の黒色数を有する。この場合、黒色数は、WO 2005/078023A2の試験方法B1(第27頁第24〜38行)と同様に測定される。黒色数を測定するために、それぞれの顔料1.0g宛とアルキド/メラミン焼付ラッカー9.0gとの混合物(43質量%の結合剤含量は、キシレンで35質量%に調節される)は、ガラス玉10ml(直径3mm)と一緒に30mlのガラス瓶中で60分間スキャンデックス(Skandex)分散装置上で振盪される。引続き、得られたペーストは、150mmの厚さの層として厚紙上に塗布され、換気され、および130℃で30分間焼き付けられる。分光光度計、特にDatacolor社のSpectralflash SF600plusでの比色評価により、黒色数は、次の式により標準明度Yから算出される:
黒色数=100×log(100/Y)。
【0021】
それに応じて、一般に濃黒色の中性原色の着色が生じる。白色還元においては、中性の灰色の色調(例えば、ペリレン顔料Ia/Ib、この場合R1=R2=ナフチレン)ないし淡色ないし明確に青みを帯びた着色(例えば、ペリレン顔料Ia/Ib、この場合R1=R2=フェニレン)が得られる。勿論、着色は、通常、微少量の無機顔料または有機顔料によってぼかすことができ、これらの顔料は、顔料の仕上げ処理中、既に顔料合成の際に、または実際に仕上げ処理されたペリレン顔料に添加することができる。
【0022】
本発明の範囲内で可視光と長波長のマイクロ波との間のスペクトル領域内の電磁波は、赤外線(略してIR線)と呼ばれる。これは、約760nm〜1mmの波長領域に相当する。短波長のIR線(760nmから1500nmまで)の場合には、しばしば近赤外(near infrared, NIR)と呼ばれる。赤外線は、熱線の一部である。
【0023】
本発明によれば、繊維中で使用されるペリレン顔料は、NIR領域(760〜1500nm)内で透明であり、それに応じて、NIR中での前記顔料の透過率は、一般に60%超、有利に70%超、特に有利に80%超である。
【0024】
IR透過性着色剤としての性質を測定するための測定方法は、次に記載されている:IR透過性は、本発明の範囲内で、760〜1500nmの波長領域内でポリ塩化ビニルフィルム(PVCフィルム)中での均一に混入された着色剤の濃度が0.0625質量%である際に、記載された波長領域内でいずれにせよ同じ厚さではあるが着色剤を有しない同一のPVCフィルム(以下、標準と呼ばれる)と比較して透過率の減少率が標準の透過率から出発して最大20%、有利に最大15%、特に有利に最大10%であることを意味する。例えば、標準の記載された波長領域内で一定の波長で透過率が90%である限り、この数値の例では、着色剤0.0625質量%を含有するとにかく同一のPVCフィルム中で少なくとも70%、有利に少なくとも75%、特に有利に少なくとも80%の透過率が生じる。
【0025】
特に、ポリ塩化ビニル80g当たり着色剤0.05gが均一に混入された、厚さ1mmのポリマーフィルムの透過率は、記載された波長領域内で平均で少なくとも65%、有利に少なくとも70%、殊に少なくとも75%であることは、760〜1500nmの波長領域内で透明であることを意味する。
【0026】
透過率は、拡散透過での放射線積分検出のために大きなウルブリヒト球を有する(N)IR分光計を用いて記載された波長領域内で透過スペクトルを吸収することにより測定される。必要とされる較正を含む、相応する測定法は、当業者に十分に公知である。
【0027】
平均値を測定するために、透過率の値は、全て2nmで記載された波長領域内で測定され、平均値を算出するために数値で算出される。
【0028】
この場合、試験体は、特に着色剤0.05gをポリ塩化ビニル80gに添加し、引続き攪乱流混合装置上で均一にし、引続き150℃で圧延機上で圧延することによって製造される。引続き、こうして得られた4枚の圧延スキンは、重ね合って堆積され、145℃に予熱された2つの金属板の間で厚さ1mmの圧延スキンパケットに圧縮される。
【0029】
特に、いわゆる吸収限界、即ちこうして製造された、厚さ1mmおよびPVCフィルム中での0.0625質量%の着色剤濃度の試験体中での透過率が50%である値は、700〜950nm、有利に750〜900nm、殊に760nm〜850nmの波長範囲内にある。
【0030】
しばしば、また、1500nm〜2500nmの波長範囲に対するIR透過率は、なお少なくとも30%、有利に少なくとも40%、特に有利に少なくとも50%でもある。
【0031】
本発明により使用されるペリレン顔料は、一般に800nm以下、有利に500nm以下、特に有利に200nm以下の一次粒径(電子顕微鏡撮影における粒度分布につき測定した)を有し、低い分散硬度を有し、即ち例えばプラスチックを製造する場合にDIN 53775、第7頁に記載の分散硬度DH<5を有する。
【0032】
ペリレン顔料は、当業者によれば、公知技術水準に公知の方法によりペリレン顔料の顔料合成のために製造されてよい。好ましくは、この点で明確に参考にできる、WO 2005/078023A2(第5頁、第11行〜第7頁第22行)に記載された方法に相応して行なわれ、その際、この合成で得られた粗製顔料は、
a)最初に微粉砕され、引続き液状媒体中での再結晶に掛けられるか、または
b)再結晶を同時に行ないながら微粉砕に掛けられる。
【0033】
本発明によるペリレン顔料の製造の際に使用される粗製顔料は、一般に公知の方法でペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸(二水和物)を相応する芳香族ジアミンで高められた温度(例えば、150〜250℃)で高沸点溶剤中、例えばニトロベンゼン、トリクロロベンゼンおよびジクロロベンゼン、α−クロロナフタリン、キノリン、テトラリン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、氷酢酸および環式尿素誘導体中で縮合することによって製造されてよい(例えば、スイス国特許第373844号明細書国、英国特許第972485号明細書、特開平07−157681号公報参照)。
【0034】
この場合に得られ、別の公知の製造方法の場合にも得られる粗製顔料は、大きな結晶の形で多くの場合に極めて不均一な形態で生じるか、または部分的に非晶質の粉末としても生じる。
【0035】
上記製造方法の変法a)に特に適している実施態様は、粗製顔料が最初に粉砕助剤としての塩の存在下または不在下で乾式粉砕に掛けられ、次に有機溶剤中で、望ましい場合には水との混合物中で熱時に再結晶に掛けられることにある。この工程は、有利にWO 2005/078023A2(第7頁第24行〜第10頁第29行)の記載と同様に実施される。
【0036】
上記の製造方法の変法b)の記載による特に好適な製造は、WO 2005/078023A2(第10頁第31行〜第12頁第33行)の記載と同様に、粗製顔料が再結晶化作用を有する有機溶剤中および無機塩の存在下で熱時に混練に掛けられることにある。
【0037】
黒色ペリレン顔料の結晶度を制御するために、顔料の仕上げ処理、即ち本発明によるペリレン顔料への粗製顔料の変換は、顔料相乗剤の存在下で実施され、この場合には、通常、顔料1g当たり相乗剤約0.01〜0.1gが使用される。この顔料相乗剤は、既に前微粉砕工程で添加されてよいが、しかし、最初に再結晶化工程で添加されてもよい。
【0038】
顔料相乗剤は、顔料発色団を全体的にかまたは部分的に分子構造内に含有する化合物である。この場合、顔料相乗剤の構造は、結晶化に影響を及ぼす顔料の構造と一致していてはならない。即ち、本発明の場合には、ペリレン構造を基礎とする顔料相乗剤だけが使用されるのではなく、例えば銅フタロシアニン構造を基礎とするものが使用されてもよい。特に好適な顔料相乗剤は、WO 2005/078023A2(第13頁第12行〜第14頁第14行)に記載されている。
【0039】
顔料相乗剤の存在は、しばしば繊維に加工される媒体中または繊維それ自体中での本発明によるペリレン顔料の分散可能性およびフロキュレーションにプラスに作用し、ひいてはこの系のレオロジーにもプラスに作用する。
【0040】
その上、本発明によるペリレン顔料の分散可能性は、顔料表面を従来の添加剤で被覆することによって改善されることができる。プラスチックの着色に対してもコロホニウム誘導体を基礎とする添加剤と共に、天然ワックスおよび合成ワックスを基礎とする添加剤は、適している。例示的に、酸化されていてもよい、ポリエチレンおよびポリプロピレンを基礎とするワックス、ポリエチレンオキシドを基礎とするワックス、エトキシル化脂肪アルコールを基礎とするワックス、ポリエチレンオキシド/ポリプロピレンオキシド/ブロックコポリマーを基礎とするワックス、脂肪酸エステルを基礎とするワックス(モンタンワックス)、脂肪酸アミドを基礎とするワックスおよびエチレン/酢酸ビニルコポリマーを基礎とするワックスが挙げられる。
【0041】
殊に、黒色のIR透過性着色剤、例えば着色剤混合物または顔料、殊にペリレン顔料は、卓越して繊維の着色に適している。このために、着色剤は、繊維中に混入される。有利には、繊維の着色のために、上記の黒色ペリレン顔料が使用される。
【0042】
この場合、この繊維は、天然および合成に由来する高分子量の有機物質および無機物質から構成されていてよい。
【0043】
繊維中へのIR透過性着色剤、殊に黒色ペリレン顔料の混入は、例えば既に高分子量の有機物質または無機物質への固有の色形成前に行なうことができる。しかし、IR透過性着色剤、殊に黒色ペリレン顔料を繊維の製造中に前記物質中に混入することも可能であり、さらに、IR透過性着色剤、殊にペリレン顔料は、繊維の製造後でも繊維状の有機物質または無機物質中に混入されることができる。
【0044】
本発明による繊維は、一般に繊維と着色剤とからの全質量に対してIR透過性着色剤(またはその混合物)を0.001〜10質量%含有する。好ましくは、この繊維は、前記着色剤を0.01〜5質量%、特に有利に0.1〜2質量%、殊に0.5〜1.5質量%含有する。
【0045】
高分子量の合成有機物質の例としては、次のプラスチックが挙げられる:
ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレンおよびポリ−4−メチル−1−ペンテン、ポリオレフィンコポリマー、例えばLuflexen(登録商標)(Basell)、Nordel(登録商標)(Dow)およびEngage(登録商標)(DuPont)、シクロオレフィンコポリマー、例えばTopas(登録商標)(Celanese)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン/テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエステル、例えばポリビニルアセテート、ビニルエステルコポリマー、例えばエチレン/酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリビニルアルカナール、例えばポリビニルアセタールおよびポリビニルケタール、ポリアミド、例えばNylon(登録商標)[6]、Nylon[12]およびNylon[6,6](DuPont)、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)およびコポリマー、エステル交換生成物および前記ポリアルキレンテレフタレートの物理的混合物(ブレンド)、ポリウレタン、ポリスチレン、スチレンコポリマー、例えばスチレン/ブタジエンコポリマー、スチレン/アクリルニトリルコポリマー(SAN)、スチレン/エチルメタクリレートコポリマー、スチレン/ブタジエン/エチルアクリレートコポリマー、スチレン/アクリルニトリル/メタクリレートコポリマー、アクリルニトリル/ブタジエン/スチレンコポリマー(ABS)およびメタクリレート/ブタジエン/スチレンコポリマー(MBS)、ポリエステル、例えばポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリグリコール、例えばポリオキシメチレン(POM)、ポリアリール、例えばポリフェニレン、ポリアリーレンビニレン、シリコーン、イオノマー、熱可塑性ポリウレタンおよび熱硬化性ポリウレタンならびにこれらの混合物。
【0046】
本発明による繊維に対して特に好ましいプラスチックは、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリエステル(PET、PBT)、ポリアミドまたはSANである。殊に好ましいのは、ポリオレフィン、ポリエステル、SANである。
【0047】
この場合、着色可能なプラスチックとしては、ポリマーそれ自体であるか、粉末、可塑性材料、溶融液として存在することができるかまたは紡糸溶液の形で存在することができる前記ポリマーのコポリマーまたはブレンドである。
【0048】
繊維中へのIR透過性着色剤、殊にペリレン顔料の混入は、例えば既にプラスチック中への固有の繊維形成前に、例えば顔料調製物(コンパウンド、マスターバッチ)の形で、一般にプラスチックと着色剤の全体量に対して着色剤1〜90質量%、有利に5〜80質量%、殊に有利に5〜40質量%の濃度で行なうことができる。しかし、IR透過性着色剤、殊に黒色ペリレン顔料を繊維の製造中にプラスチック中に、例えば分散液の形で混入することも可能であり、さらに、この着色剤、殊にペリレン顔料は、繊維の製造後でもプラスチック中に混入することが可能である。好ましくは、前記着色剤または着色剤混合物は、顔料調製物の形で混入される。
【0049】
勿論、この顔料調製物は、IR透過性着色剤と共にプラスチックに対して常用の他の添加剤、例えばHALS化合物、UV吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノール、シアンアクリレート)、難燃剤、帯電防止剤または(フェノール系およびホスフィット系)酸化防止剤を含有することができる。
【0050】
例えば、プラスチックの顔料調製物中へのIR透過性着色剤、殊にペリレン顔料の混入は、固有の繊維形成前に全ての公知方法により、例えば共通の押出(特に、一軸押出機または二軸押出機を用いて)、圧延、混練、圧縮または粉砕によって行なうことができる。
【0051】
更に、混入後に、プラスチックは、繊維に加工される。プラスチックからの繊維の製造方法は、任意である。例えば、繊維は、紡糸ノズル押出によって製造されてよい。当業者に公知の全ての方法を使用することができ、この場合には、殊に黒色の着色剤、殊に黒色ペリレン顔料は、本質的に、または大部分が繊維への製造後に残留する。
【0052】
高分子量の合成無機材料の例としては、次のものが記載される:
低融点硼珪酸塩ガラスフリット、場合によっては有機変性された珪酸塩ゾルおよび場合によっては有機変性された珪酸塩ゲル、ゾルゲルプロセスにより製造された、場合によってはドープされた珪酸塩−、アルミン酸塩−、ジルコン酸塩−およびアルミノケイ酸塩被覆、ならびに層状珪酸塩。好ましいのは、ガラス繊維である。
【0053】
IR透過性着色剤を含有する、本発明による繊維、殊に上記の記載と同様にプラスチックから製造された繊維は、場合によってはさらに添加剤を含有することができる。通常の添加剤、例えば別の(式Iaおよび/またはIbに相当しないかまたは上記のものではない)顔料、別の(二色型、三色型または多色型ではない)染料または染料混合物、核形成剤、充填剤または補強剤、かぶり防止剤、殺生剤、帯電防止剤、UV吸収剤、光安定剤、難燃剤または酸化防止剤は、適している。
【0054】
当業者であれば、該当する添加剤、特に760nm〜1500nmの波長範囲内で本質的に吸収を有しないものから選択される。この場合には、殊に熱線に対して透過性であるような添加剤、または前記の波長領域内で強力に反射する性質を有する添加剤がこれに該当する。殊に、さらに加工条件下で安定性であり、およびポリマー溶融液に不利な影響を及ぼさないような添加剤がこれに該当する。
【0055】
当業者であれば、特に760nm〜1500nmの領域内で透過性である添加剤を選択する。記載された波長領域内での透過率の測定は、上記方法により行なわれる。
【0056】
特に、添加剤は、高い熱安定性を有する。
【0057】
もう1つの実施態様において、添加剤として、熱線に対して近赤外の波長領域内で強反射性の性質を有するものがこれに該当する。強反射性添加剤によって、IR線が反射され、および放出されることが達成される。これに関連して、反射性添加剤は、単に近赤外の波長領域内での放射線の光路の変化を生じさせ、その後に熱線は、引続き放出される。
【0058】
近赤外の波長領域内で反射性の添加剤として、記載された波長領域内で強散乱性の異質粒子、殊に二酸化チタン顔料および無機混合相顔料(例えば、Sicotan(登録商標)顔料、BASF)または近赤外の波長領域内で強反射性の異質粒子、例えばアルミニウムフレークおよび光沢顔料、例えば被覆されたアルミニウム小板または無機塩/酸化物、例えばチタン酸クロム、チタン酸ニッケルがこれに該当する。
【0059】
一般に、この添加剤は、繊維および添加剤の全質量に対して0〜30質量%の量で含有されている。好ましくは、添加剤2〜20質量%、殊に5〜15質量%が使用される。
【0060】
添加剤として適した別の顔料は、無機顔料、例えば二酸化チタン、この二酸化チタンの3つの変態型ルチル、アナターゼまたはブルカイト、ウルトラマリンブルー、酸化鉄、バナジン酸ビスマス、またはカーボンブラック、ならびに有機顔料の種類、例えばキノフタロン、ジケトピロロピロールの種類からの化合物である。
【0061】
染料とは、使用されるプラスチック中に完全に溶解するかもしくは分子分散した形で分布して存在する、ひいてはポリマーの高透明性の、非散乱性の染色に使用されうる全ての着色剤と理解されるべきである。同様に染料は、蛍光染料のように、電磁スペクトルの可視部分において蛍光を有する有機化合物とみなされるべきである。
【0062】
適した核形成剤は、例えば、無機物質、例えばタルク、金属酸化物、例えば二酸化チタンまたは酸化マグネシウム、有利にはアルカリ土類金属の燐酸塩、炭酸塩または硫酸塩;有機化合物、例えばモノカルボン酸またはポリカルボン酸ならびにそれらの塩、例えば4−第三ブチル安息香酸、アジピン酸、ジフェニル酢酸、コハク酸ナトリウムまたは安息香酸ナトリウム;ポリマー化合物、例えばイオン性共重合体("イオノマー")を包含する。
【0063】
適した充填物質または補強物質は、例えば、カルボン酸カルシウム、珪酸塩、タルク、マイカ、カオリン、雲母、硫酸バリウム、金属酸化物および金属水酸化物、カーボンブラック、グラファイト、木粉および別の天然産物の粉または繊維、合成繊維を包含する。更に、繊維状または粉末状の充填剤のための例として、ガラス織物、ガラスマットまたはガラス絹糸ロービング、ガラス片、ガラス球ならびに珪灰石の形の炭素繊維またはガラス繊維がこれに該当する。ガラス繊維の混入は、ガラス短繊維の形でも連続繊維(ロービング)の形でも行われうる。
【0064】
適した帯電防止剤は、例えば、アミン誘導体、例えばN,N−ビス(ヒドロキシアルキル)アルキルアミンまたはN,N−ビス(ヒドロキシアルキル)アルキレンアミン、ポリエチレングリコールエステルおよびポリエチレングリコールエーテル、エトキシル化カルボン酸エステルアミドおよびエトキシル化カルボン酸アミド、およびグリセリンモノステアレートおよびグリセリンジステアレートならびにそれらの混合物である。
【0065】
黒色の着色剤、殊に黒色ペリレン顔料を含有する、本発明による繊維の好ましい実施態様において、添加剤として二酸化チタン(TiO2)が含有されている。一般に、TiO2は、繊維および添加剤の全質量に対して0〜30質量%の量で含有されている。好ましくは、TiO2 2〜20質量%、殊に5〜15質量%が使用される。
【0066】
ポリエステル、殊にPETまたはSANと共に黒色ペリレン顔料、殊に式Iaおよび/またはIbで示されるもの、ならびにTiO2を含有する本発明による繊維は、特に好ましい。このような繊維は、殊に艶消しまたは灰色の繊維のための実施態様として適当である。
【0067】
黒色のNIR透過性顔料での熱管理のための1つの可能な説明は、繊維がNIR線を妨害せずに透過させることである。更に、しばしば透過された光は、本発明による繊維を含有する材料の後方に存在する、明色の、殊に白色の表面上で反射されるかまたは再び放出される。従って、光は、材料中または材料によって包囲された容積中に吸収されず、材料または材料の芳香に存在する空間は、観察者に材料の印象を残す、暗色の、例えば黒色の色印象にも拘わらず全く"加熱されない"。
【0068】
従って、1つの好ましい実施態様において、本発明による繊維を含有する、本発明による材料の後方(光または太陽光の入射から本質的に離反した側)には、明色の、殊に白色の表面を有するさらなる材料が存在する。
【0069】
もう1つの好ましい実施態様において、本発明による繊維、殊にプラスチックを基礎とする繊維は、IR透過性着色剤、殊に黒色ペリレン顔料と共に微少量のTiO2を含有する。本発明による繊維の前記実施態様の1つの利点は、前記繊維を含有する材料の後方に明色の表面を配置することが不要であることである。意外なことに、材料の加熱を部分的またはむしろ完全に抑制し、こうして前記材料を用いて熱管理を実施するためには、僅かな割合のTiO2で十分である。
【0070】
例示的に、以下、IR透過性着色剤、殊にペリレン顔料を含有する本発明による繊維のために若干の選択された、特に興味のある使用分野が挙げられる。
【0071】
繊維からの材料、例えば編織布または布地の製造は、当業者に公知である。この場合には、例えば繊維から編織布または布地へ加工するため、または繊維を編織布または布地中へ混入するために、紡糸方法および編織方法を挙げることができる。この方法は、本発明による繊維を材料に加工するため、または本発明による繊維を材料中へ混入するために使用されてもよい。
【0072】
興味ある1つの分野は、光、殊に太陽光の影響下にある内部空間内で、暗色、例えば黒色、褐色または灰色の材料、殊に編織布または布地に使用することである。例えば、これは、暗色に着色された繊維を含有する材料を含む、車両、殊に乗物、バスまたはトラックの内部空間内の被覆材、シートまたはシートカバーである。
【0073】
1つの好ましい実施態様において、本発明による編織布は、明色の発泡材料、例えばポリウレタンフォーム上に載置されている暗色の自動車シートカバーである。
【0074】
更に、この編織布または布地は、暗色、殊に黒色に着色されたサンブラインド、日除け、ローラーブラインドまたはカーテンに使用される。
【0075】
更に、この編織布または布地は、暗色、殊に黒色に着色されたジオテキスタイル、マルチフィルム、テント、またはアウトドアーで使用するための編織布または布地に使用される。
【0076】
更に、前記の編織布または布地を暗色の被覆材または例えばスタジムシート用の戸外での暗色のシートカバーに使用することも可能である。
【0077】
1およびR2がフェニレンを表わす式Iaおよび/またはIbのペリレン顔料を有する本発明による繊維は、全ての前記使用に特に適しており、それというのも、前記顔料は、400〜800nmの可視光範囲内で顕著な吸収率を有し、およびNIR範囲(帯域端約850nm)内で透過性であるからである。同様に、R1およびR2がナフチレンを意味する式Iaおよび/またはIbの本発明によるペリレン顔料は、良好に好適であり、同様に、このペリレン顔料は、可視光範囲内で強い吸収を示し、およびNIR範囲内で透過性を有する(帯域端約950nm)。
【0078】
更に、本発明による繊維中の前記ペリレン顔料の利点は、中性の黒色、繊維中での300℃までおよび物質中での450℃までの熱安定性、高い色の濃さ、僅かな移行傾向、有機溶剤中での僅かな溶解度、光および環境の影響に対する高い安定性、化学的不活性および簡単な分散可能性にある。
【0079】
従って、本発明のもう1つの対象は、本発明による繊維、例えば編織布または布地を含む材料である。
【0080】
本発明は、実施例によって詳説されるが、この実施例は、本発明の対象を制限するものではない。
【実施例】
【0081】
繊維の製造:
PBTおよびIR透過性着色剤の全体量に対してIR透過性着色剤40質量%を含有するPBT中のマスターバッチを製造した。このマスターバッチを、PET繊維の製造のために1:10の比で使用した。この繊維を紡糸ノズル押出によって製造し、その後にエア・テクスチャード加工した。分光分析法による測定(再放出測定)を巻線状繊維束上で実施した(ウルブリヒト球300〜250nm)。
【0082】
次のIR透過性着色剤を使用した:
F1:
異性体混合物:
【化2】

F2:
異性体混合物:
【化3】

F3:
異性体混合物:
【化4】

F4:
異性体混合物:
【化5】

F5:
異性体混合物:
【化6】

F6:
異性体混合物:
【化7】

F7:
異性体混合物:
【化8】

F8:
異性体混合物:
【化9】

F9:
異性体混合物:
【化10】

【0083】
着色剤F1〜F9は、WO 2005/078023A2の記載と同様に製造される。
【0084】
実施例1:
白色の表面に対する760〜1500nmの波長範囲内での黒色の色束のNIR線の再放出率は、次の通りである:
再放出率は、全ての着色剤F1〜F9に対して70%よりも高い。
【0085】
比較において、着色剤が混入された同じ条件下でカーボンブラック中への繊維のための再放出は、上記の波長範囲内で5%未満である。
【0086】
実施例2:
白色の表面に対する760〜1500nmの波長範囲内での自動車内部空間のための黒色の編織布のNIR線の再放出は、次の通りである:
再放出率は、全ての着色剤F1〜F9に対して60%よりも高い。
【0087】
比較において、着色剤が混入された同じ条件下でカーボンブラック中への繊維のための再放出は、上記の波長範囲内で5%未満である。
【0088】
実施例3:
白色の表面に対する760〜1500nmの波長範囲内での自動車内部空間のための灰色の編織布のNIR線の再放出は、次の通りである:
再放出率は、全ての着色剤F1〜F9に対して60%よりも高い。
【0089】
比較において、着色剤が混入された同じ条件下でカーボンブラック中への繊維のための再放出は、上記の波長範囲内で30%未満である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
IR透過性着色剤を含有する繊維。
【請求項2】
黒色、褐色または灰色の繊維である、請求項1記載の繊維。
【請求項3】
IR透過性着色剤は、二色型、三色型または多色型の染料である、請求項1または2記載の繊維。
【請求項4】
IR透過性着色剤は、顔料である、請求項1または2記載の繊維。
【請求項5】
顔料がペリレン顔料であり、および式IaまたはIb
【化1】

〔式中、基R1およびR2は、互いに独立に、それぞれ1回または数回C1〜C12アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシおよび/またはハロゲンによって置換されていてよい、フェニレン、ナフチレンまたはピリジレンを表わす〕で示される異性体の1つ、または2つの異性体の混合物を含む、請求項4記載の繊維。
【請求項6】
繊維中で繊維または着色剤からなる全質量に対してIR透過性着色剤を0.001〜10質量%含有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の繊維。
【請求項7】
繊維材料がプラスチックである、請求項1から6までのいずれか1項に記載の繊維。
【請求項8】
繊維材料がガラスである、請求項1から6までのいずれか1項に記載の繊維。
【請求項9】
繊維材料が繊維と添加剤との全質量に対して添加剤を0〜30質量%含有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の繊維。
【請求項10】
繊維が添加剤として二酸化チタンを含有する、請求項9記載の繊維。
【請求項11】
請求項1記載の繊維の製造法において、繊維をIR透過性着色剤により着色することを特徴とする、請求項1記載の繊維の製造法。
【請求項12】
熱管理における請求項1記載の繊維の使用。
【請求項13】
編織布または布地を製造するための請求項1記載の繊維の使用。
【請求項14】
請求項1記載の繊維を含有する材料。
【請求項15】
繊維の後方に明色または白色の表面を有する、請求項13記載の材料。
【請求項16】
材料が編織布または布地である、請求項14または15記載の材料。
【請求項17】
編織布または布地がサンブラインド、日除け、ローラーブラインド、カーテン、ジオテキスタイル、マルチフィルム、テント、アウトドアーで使用するための編織布および布地、衣服またはシートカバーである、請求項16記載の材料。

【公表番号】特表2011−523983(P2011−523983A)
【公表日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−512099(P2011−512099)
【出願日】平成21年6月2日(2009.6.2)
【国際出願番号】PCT/EP2009/056748
【国際公開番号】WO2009/147143
【国際公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【出願人】(508020155)ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】BASF SE
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】