(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常の織物繊維と、０．１〜３重量％のナノ構造体とを含み、
前記ナノ構造体が、３００〜８０００ｎｍの微粒子を含有し、
前記微粒子が、ＺｎとＳｉとＡｌとＮａとＳｂとＫとＳｎとＳを含む混合物、ＳｂとＳｉとＫとＳｎとＳを含む混合物、及びＳｂとＳｉを含む混合物から選択される少なくとも１種の混合物を含有することを特徴とする保温断熱の繊維。
【請求項２】
前記通常の織物繊維が化学繊維を含み、前記化学繊維が人工繊維及び／又は合成繊維を含む請求項１に記載の保温断熱の繊維。
【請求項３】
総重量の１．５〜３重量％を占める３００〜４０００ｎｍの微粒子を含有する請求項２に記載の保温断熱の繊維。
【請求項４】
前記ナノ構造体において、前記微粒子が、重量比率で３０〜５００重量部のＳｂと１０〜５００重量部のＦｅを含む混合物を含有する請求項３に記載の保温断熱の繊維。
【請求項５】
総重量の０．１〜１．５重量％を占める４０００〜８０００ｎｍの微粒子を含有する請求項２に記載の保温断熱の繊維。
【請求項６】
前記ナノ構造体において、前記微粒子が、重量比率で３０〜５００重量部のＳｂと５０〜３０００重量部のＳｉを含む混合物を含有する請求項５に記載の保温断熱の繊維。
【請求項７】
通常の織物繊維と、０．１〜３重量％のナノ構造体とを含み、
前記ナノ構造体が、総重量の１．５〜３重量％を占める３００〜４０００ｎｍの微粒子を含有し、
前記微粒子が、重量比率で１００〜１０００重量部のＺｎと５０〜３０００重量部のＳｉを含む混合物を含有することを特徴とする保温断熱の繊維。
【請求項８】
前記ナノ構造体において、前記微粒子が、更に、重量比率で５０〜１００重量部のＫ、重量比率で１００〜５００重量部のＳｎ、及び重量比率で５０〜１００重量部のＳを含有する請求項４、６及び７のいずれかに記載の保温断熱の繊維。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の保温断熱の繊維を少なくとも部分的に含有することを特徴とする保温断熱の織物。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の保温断熱の繊維であるナノ構造体を含有する繊維の保暖織物の製造における応用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維及びその織物、特に、保温断熱の繊維及びその織物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、ほとんどの織物や繊維の断熱性能を向上させるために、繊維の量を増やして、紡織品の厚さと重量を向上させている。例えば、現在市販されている主流の保温下着は、重量が大きく、厚さも大きいという問題がある。このため、着用の快適さの面で、取り返しのつかない欠陥がある。
【０００３】
また、一部の従来技術では繊維や織物の保温性を向上させるために蓄熱材が使用されている。蓄熱材とは、蓄熱することができる新たな化学物質である。それは、特定の温度で物相が変化することに伴って熱を吸収又は放出するため、周囲環境の温度変化の制御に用いることができ、また熱を蓄積するのに用いることができる。その原理と技術案は、保温断熱材料と明らかに異なる。例えば、吸湿発熱の繊維は、蓄熱材の一種である。吸湿発熱の繊維は、優れた吸湿性を持ち、人体から排出された水分子の動能を熱能に転化して、体感温度を高めることができる。また、温度を高めているため、排出された水分が蒸発しやすいことになる。
【０００４】
しかし、吸湿発熱の繊維及びその織物による紡織品の保温性の改善には限界があり、また、繊維のコストも高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、保温機能がよく、製造が簡単で、コストが低く、産業化を実施しやすい保温断熱の繊維及びその織物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明は、通常の織物繊維と、０．１〜３重量％のナノ構造体とを含み、前記ナノ構造体が、３００〜８０００ｎｍの微粒子を含有し、前記微粒子が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｎａ、Ｆｅ、及びＳｉから選択される２種以上の混合物を含有する保温断熱の繊維を提供する。
【０００７】
好ましくは、前記通常の織物繊維は化学繊維を含み、前記化学繊維が人工繊維及び／又は合成繊維を含む。
【０００８】
より好ましくは、総重量の１．５〜３重量％を占める３００〜４０００ｎｍの微粒子を含有する。
更に好ましくは、前記ナノ構造体において、前記微粒子が３００〜５００重量部のＡｌと３０〜１００重量部のＮａ、３０〜５００重量部のＳｂと１０〜５００重量部のＦｅ、及び１００〜１０００重量部のＺｎと５０〜３０００重量部のＳｉの混合物から選択される少なくとも１種を含有する。
【０００９】
また、総重量の０．１〜１．５重量％を占める４０００〜８０００ｎｍの微粒子を含有することが好ましい。
前記ナノ構造体において、前記微粒子が３００〜５００重量部のＡｌと１０〜５００重量部のＦｅ、１００〜１０００重量部のＺｎと３０〜１００重量部のＮａ、及び３０〜５００重量部のＳｂと５０〜３０００重量部のＳｉの混合物から選択される少なくとも１種を含有することが更に好ましい。
【００１０】
また、前記ナノ構造体において、前記微粒子が更に５０〜１００重量部のＫ、１００〜５００重量部のＳｎ、及び５０〜１００重量部のＳを含有することが更に好ましい。
【００１１】
本発明のもう１つの目的としては、保温断熱の織物を提供し、該保温断熱の織物は、前記保温断熱の繊維を少なくとも部分的に含有する。
【００１２】
本発明の更にもう１つの目的としては、ナノ構造体を含有する繊維の保暖織物の製造における応用を提供し、前記ナノ構造体を含有する繊維は前記保温断熱の繊維である。
【発明の効果】
【００１３】
上記の技術案によれば、本発明のメリットとしては、次の通りである。
本発明は、通常の織物繊維に一定比率の３００〜８０００ｎｍの微粒子であるナノ構造体を加えたため、同様のグラム重量とテクスチャーによる従来の織物と較べて、本発明の繊維が、織物の保温性とＣＬＯ値を大幅に高める効果を有する。そして、本発明は、先行技術の保温繊維と比べて、製造コストが低く、製造工程が簡単で、工業的生産が容易等のメリットを有する。
本発明の付加した方面と利点は、以下の記載において一部説明し、一部は以下の記載において一層明らかになり、或いは本発明の実践により分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の付加した方面と利点は、以下の記載において一部説明し、一部は以下の記載において一層明らかになり、或いは本発明の実践により分かる。
【図１】図１は、本発明の実施例１における保温率の測定結果の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。以下に記載した実施例は例示であり、本発明を解釈することだけに使われており、本発明に対する限定と理解してはいけない。実施例において、特定の技術又は条件が記載されていない場合、当分野の文献に記載の技術又は条件で、あるいは製品説明書に従って作製する。試薬や機器についてメーカーを指定されない場合、すべて商業的に入手できる通常のものである。
【００１６】
[実施例１]
図１と表１では、本発明の１種類の保温断熱の化学繊維の保温効果を測定した実施例を示す。
（１）測定項目：保温性実験
（２）実験の目的：繊維製品及び生地の保温性についてテストする。製品及び生地の保温性を高めるため、繊維の間に伝熱し難い空気を入り込ませることによって、散熱を抑える。
（３）測定方法：ＪＩＳ  Ｌ１０９６  織物及びニットの生地の実験方法に従って実験する。保温性試験機を用いて、所定温度（３６℃±０．５℃）のホットプレートと試験片を一組としてセットし、２時間後に、試験片からの散熱量ａと、ホットプレートにセットしなかった試験片からの散熱量ｂと、を計算し、下記の式から保温率（％）を求める。
保温率（％）＝（１−ａ／ｂ）×１００
（４）測定単位：日本一般財団法人ＢＯＫＥＮ品質評価機構近畿事業所
（５）測定サンプル
５．１本発明の繊維サンプル
本発明の繊維は、通常の化学繊維に、約２．９重量％のナノ構造体を加えた化学繊維であり、該ナノ構造体の微粒子の大きさは約３００ｎｍである。前記微粒子は、５００重量部のＡｌと３０重量部のＮａ、及び先行技術により添加することができるその他の微量元素を含有する。
前記ナノ構造体は、従来の繊維の製造技術におけるいずれの方法で添加してもよい。
本発明に用いられる製造方法としては、Ａ）天然のポリマー又は無機材料（例えば、ビスコース繊維）、合成の高分子材料又は無機材料（例えば、ナイロン又はアクリル）を紡糸原液又は溶液にする工程と；Ｂ）前記紡糸原液又は溶液に上記のナノ構造体Ａｌ及びＮａを添加する工程と；Ｃ）紡績機から押し出して、繊維に作製する工程とを含む。その他の工程は先行技術と同様であるため、説明を省略する。
【００１７】
なお、上記ナノ構造体ＡｌとＮａの重量比率は、その他の重量比率であってもよい。本発明者らは、大量の試験を行って、各種の比率が繊維製品の良好な保温性に用いられることもでき、本実施例は、単に大量の試験データから一組の試験データを選択し説明するものである（以下、同様である）。
また、前記微粒子は、常温状態下の酸化物あるいは窒化物であってもよく、安定して存在できるその他のもの、例えば、化合物又は単体であってもよい。
なお、本発明においては、用語“重量部”が“μｇ／ｋｇ”の重量比であることが好ましいが、実際の要求に応じてその他の重量比に基づいて量ってもよい。
【００１８】
比較試験
比較例１：イーオン社製の吸湿発熱の下着である。測定方法は、上記実施例１と同様である。
比較例２：ユニクロ社製の吸湿発熱の下着である。測定方法は、上記実施例１と同様である。
比較例３：シマラ社製の吸湿発熱の下着である。測定方法は、上記実施例１と同様である。
比較例４：イトーヨーカドー社製のウェル下着である。測定方法は、上記実施例１と同様である。
比較例５：ユニクロ社製の１００％カシミヤのセーターである。測定方法は、上記実施例１と同様である。
【００１９】
（６）測定結果
保温性測定データ
【表１】
0005985041.tif 000002
【００２０】
上記測定結果の保温率の比較図を図１に示す。実施例１と比較例１、２、３の測定結果から分かるように、同じグラム重量の場合、本発明の繊維からなる織物の保温率は、その他の市販品の吸湿発熱の下着の２倍になる。なお、“グラム重量”は繊維製品評価に慣用される単位であり、平方メートル当たりの重量を意味し、その単位は、“ｇ／ｍ２”である。グラム重量は、織物の重要なテクニカル指標である。
なお、比較例１、２、３中の織物の保温率は、既に市販の普通の下着の保温率より大幅に高くなっている。
【００２１】
中国の標準「ＦＺ／Ｔ  ７３０２２−２０４４  ニット保温下着」の規定によれば、保温下着製品のパッケージングには保温率、含有量などの指標を明記すべきであり、また、“保温率”は、３０％以下になってはならない。現実では、ほとんどのいわゆる保温下着が、グラム重量を増加する（即ち、厚さや重量を増やす）ことによって保温率を高めている。
本発明の保温断熱の繊維からなる織物は、通常のグラム重量で、普通の保温下着の保温率より大幅に超える保温率を有し、予想外の技術効果が得られる。
【００２２】
なお、本発明に用いられる用語“保温断熱”は、先行技術中の用語“蓄熱保温”とは異なる。“蓄熱”とは、外部熱源（又は、内部の熱を発生する物質）から蓄熱製品に熱を提供し、蓄熱製品がその提供される熱を蓄える。一方、本発明の保温断熱の繊維は、人体からの熱をナノ構造体を介してできるだけ多めに人体に反射し、外部から隔離する。また、本発明の上記試験は、下着製品に対する保温性試験であり、外部熱源（例えば、太陽など光源）からのエネルギー補充や供給はないので、本発明は、ナノ構造体を含有する繊維の保暖織物の製造における応用でもある。
【００２３】
[実施例２]
本実施例と上記実施例との差異点としては、本実施例の測定サンプルは、通常の織物繊維に総重量の０．２重量％のナノ構造体を添加した繊維であって、当該ナノ構造体が約８０００ｎｍの微粒子である。前記微粒子は、３００重量部のＡｌ、１００重量部のＮａ、１００重量部のＫ、１００重量部のＳｎ及び１００重量部のＳを含有し、本発明のナノ構造体は、従来技術にあるいずれか１種を採用して繊維の製造工程中において添加してもよい。
本実施例の測定結果は、下記のとおりである。本発明の保温断熱の繊維を含有するグラム重量１５０ｇ／ｍ２の織物は、その保温率が４３．２％であった。その他の結果は、実施例１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
本実施例の測定結果の保温率の比較図：省略する
【００２４】
[実施例３]
本実施例と上記実施例との差異点としては、本実施例の測定サンプルは、通常の織物繊維に総重量の１．５重量％のナノ構造体を添加した繊維であって、当該ナノ構造体が約４０００ｎｍの微粒子である。前記微粒子は、５００重量部のＳｂ、及び１０重量部のＦｅを含有し、本発明で用いるナノ構造体は、従来技術にあるいずれか１種を採用して繊維の製造工程中に添加してもよい。
本実施例の測定結果は、下記のとおりである。本発明の保温断熱の繊維を含有するグラム重量１５０ｇ／ｍ２の織物は、その保温率が４３．５％であった。その他の結果は、実施例１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
本実施例の測定結果の保温率の比較図：省略する
【００２５】
[実施例４]
本実施例と上記実施例との差異点としては、本実施例の測定サンプルは、通常の織物繊維に総重量の１．６重量％のナノ構造体を添加した繊維であって、当該ナノ構造体が約５０００ｎｍの微粒子である。前記微粒子は、３０重量部のＳｂ、５００重量部のＦｅ、８０重量部のＫ、３００重量部のＳｎ及び７０重量部のＳを含有し、本発明で用いるナノ構造体は、従来技術にあるいずれか１種を採用して繊維の製造工程中に添加してもよい。
本実施例の測定結果は、下記のとおりである。本発明の保温断熱の繊維を含有するグラム重量１５０ｇ／ｍ２の織物は、その保温率が４３．１％であった。その他の結果は、実施例１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
本実施例の測定結果の保温率の比較図：省略する
また、本発明は、紡績繊維マスターバッチの準備工程を有する保温断熱の繊維の製造方法を採用した。当該紡績繊維マスターバッチを準備する工程において、上記ナノ構造体を添加した。その後、当該紡績繊維マスターバッチから保温断熱の繊維を作製する。その他の工程は従来の繊維の製造方法と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００２６】
[実施例５]
本実施例と上記実施例との差異点としては、本実施例の測定サンプルは、通常の織物繊維に総重量の１．８重量％のナノ構造体を添加した繊維であって、当該ナノ構造体が約３０００ｎｍの微粒子である。前記微粒子は、１０００重量部のＺｎ、５０重量部のＳｉ、４００重量部のＡｌ、５０重量部のＮａ、３００重量部のＳｂ、５０重量部のＫ、５００重量部のＳｎ及び５０重量部のＳを含有し、本発明で用いるナノ構造体は、従来技術にあるいずれか１種を採用して繊維の製造工程中に添加してもよい。
本実施例の測定結果は、下記のとおりである。本発明の保温断熱の繊維を含有するグラム重量１５０ｇ／ｍ２の織物は、その保温率が４３．７％であった。その他の結果は、実施例１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
本実施例の測定結果の保温率の比較図：省略する。
【００２７】
その他の実施例
本発明者らは、上記実施例の試験方法に従って、以下の組み合わせについて試験を行った。
３００〜５００重量部のＡｌと１０〜５００重量部のＦｅのナノ構造体の組み合わせ；
１００〜１０００重量部のＺｎと３０〜１００重量部のＮａのナノ構造体の組み合わせ；
３０〜５００重量部のＳｂと５０〜３０００重量部のＳｉのナノ構造体の組み合わせ。
また、上記ナノ構造体を３種以上含む組み合わせについても、同様な試験を行った結果、本発明の保温断熱の繊維を含有するグラム重量１５０ｇ／ｍ２の織物は、その保温率が４０．２％〜４３．７％であった。実験データが大量であるため、ここで列挙することを省略する。また、その他の結果は、実施例１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００２８】
また、本発明のもう１つの目的としては、保温断熱の織物、例えば、ニット又は編み物を提供することにある、当該織物において、少なくとも部分的に前記化学繊維を含有し、当然、全てに本発明の保温断熱の化学繊維を用いて製造してもよい。
当然ながら、当業者は、本発明の保温断熱の繊維及び当該繊維からなる織物に基づいて、各種類の繊維、織物及びその製造方法を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の保温断熱の繊維及びその製造方法によれば、優れた新型の保温断熱の織物を効率的に製造することができ、低温環境に応用することができる。また、本発明の保温断熱の繊維は、先行技術の発熱繊維に対して、保温性に優れ、製造コストが低く、製造工程が簡単で、工業的生産が容易等のメリットを有し、品質のよい保温断熱の織物の製造に効果的に利用できる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を例示し説明したが、本業者にとって、本発明の原理と主旨を脱しない範囲内でこれらの実施例に対して各種の変更、修正、切り替えと変形を加えることができ、本発明の範囲は請求項及びその同等的なものに限定されるものである。
本明細書の記述において、参考用語の「１つの実施例」、「一部の実施例」、「例示的実施例」、「例示」、「具体的例示」、或いは「一部の例示」などの記述とは、当該実施例又は例示に基づいて記述した具体的特徴、構造、材料又は特長が本発明の少なくとも１つの実施例又は例示に含まれていることを指す。本明細書において、上記用語の概略的記述は必ずしも同一の実施例又は例示を指すとは限らない。また、記述された具体的特徴、構造、材料又は特長をいずれか１つ又は複数の実施例或いは例示において適宜な方式で結合することができる。
【図１】
0005985041.tif 000003