(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面用合成樹脂フィルム層と、炭素材料を含有した炭素入り樹脂接着層と、基材層とを有してなり、
前記炭素材料が黒鉛粒子とカーボンブラックとの混合物よりなることを特徴とする糸材料。
【請求項２】
請求項１において、
前記基材層は、前記炭素入り樹脂接着層に接する層として基材用合成樹脂フィルム層を有していることを特徴とする糸材料。
【請求項３】
請求項２において、
前記基材層は、前記基材用合成樹脂フィルム層の裏面側に和紙層を有していることを特徴とする糸材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記表面用合成樹脂フィルム層は透明または半透明な層とされ、
前記表面用合成樹脂フィルム層と、前記炭素入り樹脂接着層との間に金属薄膜層が配されていることを特徴とする糸材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記炭素入り樹脂接着層は、前記炭素材料を含有した樹脂接着剤の硬化により形成されていることを特徴とする糸材料。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の糸材料を芯糸に巻きつけてなることを特徴とする糸。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の糸材料を用いたことを特徴とする織物。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の糸材料を製造する、糸材料の製造方法であって、
表面用合成樹脂フィルムと、基材シートとを、炭素材料を含有した炭素入り樹脂剤で接着してシート材を成形するシート成形工程と、
前記シート材を帯状に裁断して前記糸材料を形成する裁断工程と、を備えたことを特徴とする、糸材料の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記基材シートが、前記炭素入り樹脂剤が塗布される基材用合成樹脂フィルムを備えていることを特徴とする、糸材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は糸材料、糸、織物および糸材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、炭素材料を含む糸材料として種々の炭素繊維が提案、実施されている。炭素繊維は軽くて強いという特性を有し、それらの特性を生かした工業製品などが多く開発されている。また、カーボンナノチューブを用いた撚糸を形成する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６９９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性糸として使用することに着目した場合、炭素繊維はすぐれているとはいえない。また、炭素材料を含む導電性塗料含浸糸も実施されているが、糸が硬くなり重量が増加するという欠点がある。また、紡糸時に炭素材料を混合して導電性糸を製造する方法もあるが、炭素材料の混合割合によっては糸としての特性が損なわれるおそれがある。【０００５】
本発明は、上記事情を考慮して提案されたもので、その目的は、導電性や熱伝導性にすぐれ、よりシンプルな構造にでき、かつより安価に製造できる糸材料、その糸材料をもとにして製した糸、その糸材料をもとにして製した織物、さらにその糸材料の製造方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の糸材料は、表面用合成樹脂フィルム層と、炭素材料を含有した炭素入り樹脂接着層と、基材層とを有してなり、炭素材料が黒鉛粒子とカーボンブラックとの混合物よりなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の糸材料は上述した構成とされているため、糸材料を、導電性や熱伝導性にすぐれたものとすることができ、よりシンプルな構造にでき、より安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る糸材料の説明図である。（ａ）は糸材料の製造方法におけるシート成形工程を示す概略部分断面図、（ｂ）はシート成形工程で成形されたシート材およびその後の裁断工程により得た糸材料の概略部分断面図、（ｃ）は糸材料の製造方法における裁断工程の模式斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る糸材料の説明図である。（ａ）は糸材料の製造方法におけるシート成形工程を示す概略部分断面図、（ｂ）はシート成形工程で成形されたシート材およびその後の裁断工程により得た糸材料の概略部分断面図である。
【図３】糸材料を用いて形成した糸の模式説明図である。
【図４】複数の炭素材料の混合比率に対する電気抵抗値のグラフである。
【図５】糸材料を用いて形成した織物の模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。本明細書、本特許請求の範囲では、糸材料１０は帯状、糸状または繊維状とされ、これをもとに撚糸などの製品となる糸１６が加工、製造される。もちろん糸材料１０そのものが製品とした糸１６であってもよい。
【００１０】
以下の実施形態に係る糸材料１０は、表面用合成樹脂フィルム層１１と、炭素材料１２ａを含有した炭素入り樹脂接着層１２と、基材層１３とをすくなくとも有してなる。
【００１１】
すなわち、本糸材料１０はすくなくとも上記３層を含む層構造とされるが、以下の種々の実施形態に係る糸材料１０のように、さらなる層を有し、４層以上のものであってもよい。
【００１２】
このような層構造の糸材料１０は、以下に示すように、目的とした糸材料１０と同一層構造とされるシート材１を形成し、そのシート材１を裁断することで製造されることが望ましい。
【００１３】
本実施形態の糸材料の製造方法は、表面用合成樹脂フィルム１１と、基材シート１３とを、炭素材料を含有した炭素入り樹脂剤１２でシート材１を成形するシート成形工程（図１（ａ）（ｂ）参照）と、シート材１を帯状の糸材料１０に裁断する裁断工程（図１（ｃ）参照）とを実行するものとされる。
【００１４】
この方法で用いられる表面用合成樹脂フィルム１１は糸材料１０における表面用合成樹脂フィルム層１１を形成するための材料とされ、炭素入り樹脂剤１２は糸材料１０における炭素入り樹脂接着層１２を形成するための材料とされ、基材シート１３は糸材料１０の基材層１３を形成するための材料とされる。
【００１５】
図１に示したシート材１は４層構造とされ、基材シート１３が基材用合成樹脂フィルム層１３ａと、和紙層１３ｂとを有した２層とされている。
【００１６】
シート成形工程は、基材シート１３の２層のうちの基材用合成樹脂フィルム層１３ａの表面に、炭素材料を含有した炭素入り樹脂剤１２をローラ等で塗布し、その上に表面用合成樹脂フィルム１１を貼り合わせ、上記の４層状に形成する手順とされる。
【００１７】
裁断工程は、このように形成したシート材１を裁断して帯状の糸材料１０を形成する手順とされる。裁断幅寸法を０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度として、シート材１を短冊状に裁断することが望ましいが、これには限らない。糸材料１０としては、幅寸法が小さい糸状や繊維状のものであってもよいし、さらに幅広のものであってもよい。
【００１８】
シート材１０の構成材料である、表面用合成樹脂フィルム１１および基材用合成樹脂フィルム１３ａは、ポリエステルフィルムやナイロンフィルムが挙げられる。また、表面用合成樹脂フィルム１１と基材用合成樹脂フィルム１３ａとを同一素材にしてもよいし、相異なる素材にしてもよい。また、それぞれの厚みは６〜９μｍとすることが望ましいが、これには限らない。
【００１９】
表面用合成樹脂フィルム１１は透明または半透明であってもよいし、その糸材料１０をもとに製造した糸１６や織物２０などにおいて、表面用合成樹脂フィルム１１の表面を露出させるものでは、その目的に合致した色に染色したものであってもよい。
【００２０】
また、基材用合成樹脂フィルム１３ａは、和紙シート１３ｂと炭素入り樹脂接着層１２との間に配されるため、その色は直接表面に表出しないが、淡色系の和紙シート１３ｂを通して色が透け出ないように、透明、半透明または淡色のものが好適に用いられる。
【００２１】
炭素入り樹脂剤１２の主剤１２ｂとされる樹脂剤としては、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）や、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エナメル油性塗料、ラッカー塗料などが挙げられるが、これらには限らない。なお、ラッカー塗料は混入させる炭素材料１２ａを分散させやすく、主剤１２ｂとして望ましい。
【００２２】
主剤１２ｂに含有させる炭素材料１２ａとしては、３〜１０μｍの黒鉛粒子（黒鉛粉末）を用いることが望ましく、例えば結晶性の高い５〜１０μｍの鱗片状黒鉛を用いることが望ましい。これに代えて、土状黒鉛、人造黒鉛を用いることもできる。また、粒子径が小さく導電性の高いアセチレンブラック（粒子径が１ミクロン以下）やケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラックを他の炭素材料１２ａとしてさらに付加し、それを黒鉛粒子間の隙間に配して、導電性を高めるようにしてもよい。鱗片状黒鉛より結晶性は劣るが鱗状黒鉛を用いてもよい。
【００２３】
また、黒鉛（グラファイト）とカーボンブラックのいずれかを単体で用いるよりは、両方を混合して用いるほうが、電気抵抗値が小さくなる（導電性が高くなる）ことが実験等により判明している。図４は、鱗片状黒鉛（グラファイト）とアセチレンブラック（カーボンブラック）の混合物の混合比率に対応した電気抵抗値を表した概略グラフであり、このグラフからわかるように、グラファイトを約７０％、カーボンブラックを約３０％の混合比率のときに電気抵抗値が最小値となる。
【００２４】
したがって、導電性の高い糸材料１０を形成するためには、グラファイトとカーボンブラックとの混合比率を９：１〜１：９の範囲とすることが望ましく、さらに好ましくは５：５〜８：２の範囲とすることが望ましい。もちろん、いずれか一方のみで炭素材料１２ａを構成してもよい。
【００２５】
炭素材料１２ａとしては、上記のものには限らず、カーボンナノチューブ（単層、多層）や、グラフェン、カーボン・ナノファイバーを用いることもできる。
【００２６】
また、炭素材料１２ａの含有率（重量％）としては、主剤１２ｂとしてラッカー塗料を用いた場合、炭素入り樹脂剤１２の状態で５〜５０％とすることが望ましく、炭素入り樹脂剤１２のうちの溶剤が揮発して硬化し炭素入り樹脂接着層１２が形成された際に、含有率が５０〜９０％となることが望ましい。また、形成された炭素入り樹脂接着層１２の厚みは、製造される糸材料１０の糸としての柔軟性と、導電性糸として使用する場合の導電性とのバランスを考慮すれば、３〜１５μｍ、好ましくは１０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２７】
このような炭素入り樹脂剤１２は、本実施形態のもののように、表面用合成樹脂フィルム１１、基材用合成樹脂フィルム１３ａ間に挟まれているため、シート成形工程において炭素入り樹脂剤１２、特に粒子径の小さな炭素材料１２ａが表裏側に抜け出るおそれはない。もちろん、炭素入り樹脂剤１２が炭素入り樹脂接着層１２となったのちには、全体が固化しているため炭素材料１２ａが移動するおそれはほとんどない。
【００２８】
また、炭素入り樹脂剤１２には抗菌剤を含ませてもよい。抗菌剤としては、無機系の抗菌剤を用いることができ、抗菌作用を有する金属や金属イオンを無機系担体に担持させて構成したものを用いればよい。このような無機系の抗菌剤としては、例えば、粉体である銀系の無機抗菌剤（例えば、ノバロン（登録商標））を用いてもよい。これにより、シート材１（糸材料１０）を、雑菌が繁殖しにくいなどの抗菌効果を有するものとすることができ、シート材１（糸材料１０）の劣化を防ぐことができる。
【００２９】
基材用合成樹脂フィルム１３ａと和紙シート１３ｂとは、あらかじめ接着剤や粘着剤で相互に貼り付けておけばよいが、表面用合成樹脂フィルム１１と基材用合成樹脂フィルム１３ａとを炭素入り樹脂剤１２で貼り合わせたのちに、その基材用合成樹脂フィルム１３ａの裏面に和紙シート１３ｂを貼り付けてもよい。なお、基材用合成樹脂フィルム１３ａと和紙シート１３ｂとを接着させた接着層については図示を省略する。
【００３０】
また、和紙シート１３ｂについては種々のものを用いることができるが、水に強いものを用いることが望ましい。和紙シート１３ｂは、種々の色にあらかじめ染色したものであってもよい。和紙シート１３ｂの厚みは５〜３０μｍとすることが望ましい。
【００３１】
このように和紙シート１３ｂを使用することで、透明な基材用合成樹脂フィルム１３ａを用いた場合でも、炭素入り樹脂接着層１２の色を裏面側に露出させることなく隠蔽することができる。また、和紙はポリエステルなどの合成樹脂フィルムよりも伸縮性が低く、合成樹脂フィルムの伸縮性を抑えることができる。
【００３２】
また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、シート材１（糸材料１０）は５層の層構造のものであってもよい。図２のものは、表面用合成樹脂フィルム１１の裏面に金属薄膜１４を形成したものを、炭素入り樹脂剤１２を介して、基材シート１３に貼り付けてなる。
【００３３】
この金属薄膜１４は、例えば蒸着により形成されればよい。蒸着膜は２０〜５０ｎｍ程度の薄さに形成できるため、シート材を薄く形成することに寄与する。蒸着膜に代えて金属箔を貼り付けてもよい。
【００３４】
金属薄膜１４の素材としては、金や銀、アルミニウム、銅などが挙げられる。これらの金属の色を表面に表出させるために、表面用合成樹脂フィルム１１は透明なものにすればよい。
【００３５】
このように金属薄膜層１４を設けることで、透明な表面用合成樹脂フィルム１１を用いた場合でも、炭素入り樹脂接着層１２の色を表面側に露出させることなく隠蔽することができる。もちろん、金属薄膜層１４の色を透明な表面用合成樹脂フィルム層１１を通して表出させることもできる。
【００３６】
また、表面用合成樹脂フィルム層１１の表面に金属薄膜層１４を形成してもよい。その場合には、表面用合成樹脂フィルム１１と基材用合成樹脂フィルム１３ａとを炭素入り樹脂剤１２で貼り付けたのちに、表面用合成樹脂フィルム層１１の表面に金属薄膜層１４を設けてもよい。
【００３７】
このような金属薄膜層１４を形成する代わりに、透明な表面用合成樹脂フィルム１１の表面に酸化チタンなどの染料や顔料を用いて色付けして炭素入り樹脂接着層１２の色を隠蔽するようにしてもよい。
【００３８】
以上のようにして形成した帯状の糸材料１０は、そのまま糸製品としてもよいし、加工して他の製品としてもよい。糸材料１０を用いて糸１６（撚糸）を形成してもよく、例えば図３に示すように、糸材料１０を芯糸１７に巻きつけて撚糸１６を形成してもよい。
【００３９】
本図例の芯糸１７の素材としては、キュプラやレーヨン、ウーリーナイロンが挙げられる。この場合、表面用合成樹脂フィルム層１１が表面に露出するようにし、かつ水分に弱い（水分で破れやすい）和紙層１３ｂを巻きつけ面つまり内側にして、糸材料１０を芯糸１７に巻きつければよい。糸材料１０を巻きつけたのちに全体を蒸気で蒸せばよく、そうすることで糸材料１０のほつれや剥がれが起きにくくなる。
【００４０】
なお、水で破れにくい和紙シート１３ｂを用いて、和紙層１３ｂが露出するように芯糸１７に巻きつけて撚糸１６を形成してもよい。このように和紙層１３ｂの表面を露出させる場合には、その和紙層１３ｂの表出面に金属蒸着膜や金属箔などの装飾層を設けてもよい。
【００４１】
また、上述したように和紙は水に弱いため、和紙シート１３ｂに代えて、シルクや木綿、麻などの天然繊維素材や、基材用合成樹脂フィルム１３ａに用いるものとは異なる化学繊維素材を用いてもよい。和紙シート１３ｂに代えて水に強い天然繊維素材シートを用いた場合、その天然繊維素材シートの裏面（基材シート１３の裏面）が表面に露出するように糸材料１０を芯糸１６に巻きつければよい。
【００４２】
さらに、伸縮性のある糸１６を製造する場合には、芯糸１７として伸縮性のあるナイロンなどを用い、基材層１３としては和紙に代えて、和紙よりも伸縮性のある、上記天然繊維素材や化学繊維素材を用いればよい。
【００４３】
また、この糸材料１０を用いて、丸撚り、羽衣撚り、たすき撚り、絡み撚り、蛇腹撚り、ハート撚り、スレット撚りなど、他の種々の撚り方で、種々の撚糸１６を形成することもできる。
【００４４】
以上のように形成した糸材料１０や糸１６によれば、それを経糸２１、緯糸２２のすくなくとも一方に用いることで、図５に示すような織物２０を形成することもできる。
【００４５】
例えば、表面用合成樹脂フィルム層１１の表面に金属薄膜層１４による金や銀の色を表出させた糸材料１０を、その表面用合成樹脂フィルム層１１が表面に露出するように芯糸１７に巻きつけて撚糸１６を形成し、その撚糸１６を織物２０の経糸２１または緯糸２２に用いれば、両面に装飾性豊かな色を表出させた織物２０を製造することができる。もちろん、基材層１３（和紙層１３ｂ）の裏面を染色し、その裏面を表面に露出させるようにして形成した撚糸１６を用いてもよい。
【００４６】
以上のように、上記のように製造した糸材料１０は炭素材料１２ａを含んでいるため、糸材料２０や、それをもとに形成した糸１６などを導電性材料として使用でき、工業分野など種々の分野で使用することができる。なお、糸材料１０は炭素材料１２ａを含む炭素入り樹脂接着層１２が他の２層間に挟まれた構成であるが、全体として導電性は確保されている。
【００４７】
また、糸材料１０は導電性にすぐれているため、この糸材料１０をもとに導電性を必要とする衣類、例えば導電性作業着などを製造することができる。また、この糸材料１０をもとにシャツなどを製造してもよく、そのシャツを着用することで心電図を簡易に計測することもできる。
【００４８】
また、この糸材料１０は和紙を含んでいるため、糸材料１０やそれをもとにして製造した糸１６を強靭にすることができる。特に、和紙は合成樹脂フィルムにくらべれば伸縮しにくいため、製造された糸材料１０や糸１６の伸縮止めとしても作用する。
【００４９】
また、炭素材料１２ａは熱伝導性が高く熱吸収性もよく、さらに、遠赤外線の放射性が高いことも知られている。そのため、そのような熱伝導性、遠赤外線の放射性の高さを利用することもできる。
ついで、炭素材料１２ａがもたらす遠赤外線効果のメカニズムについて説明する。
【００５０】
人体の皮膚に炭素材が触れたり近づいたりすると、人体が遠赤外線を吸収して加温される。すなわち、これら炭素材と人体との間で同じ波長の遠赤外線を放射し合い、炭素材は約３６．５℃を維持する一方で身体の中では水分子が激しく衝突して、この振動が運動エネルギーとなって、熱に変換され身体が加温される。
【００５１】
その結果、遠赤外線が皮下組織や血管などに作用して血流が改善される。本発明者らによれば、抹消、中枢の血流に１５％の上昇効果があることが確認されている。また、これらの炭素材は、α波を発生して、身体を癒して疲労を軽減し、健康増進に寄与すると考えられる。
【００５２】
したがって、糸材料１０を用いて例えば織物２０（図５参照）やシーツ、下着などの衣類を製造し、それらを人が使用することで、健康増進効果を上げることができる。さらに、シーツや下着などの衣類において、糸材料１０の炭素入り樹脂接着層１２に抗菌剤が配合されていれば、その抗菌作用により汗などの酸化臭の発生を防止することもできる。
【００５３】
以上のように、本糸材料１０は層構造の簡易な構造とされ、上記のように簡易な手順で形成でき、安価に製造することができる。また、炭素材料１２ａはシート材１の全面にわたる接着層内に配され、つまり糸材料１０の全長にわたりまんべんなく配されているため、その糸材料１０を用いた糸１６、糸材料１０を用いた織物２０、糸材料１０を用いた工業製品などを使用した場合に、糸材料１０に含まれる炭素材料１２ａが有する種々の特徴（導電性、熱伝導性、遠赤外線の放射性など）を生かすことができる。
【００５４】
また、炭素入り樹脂接着層１２は炭素入り樹脂剤１２が硬化してできた層であるため、その層内の炭素材料１２ａが表面用合成樹脂フィルム層１１側や、基材層１３側に抜け出ていくおそれはほとんどない。よって、炭素材料１２ａの黒色が糸材料１０の表面側に表出したり、それにより周囲が汚れたりするおそれもない。
【００５５】
さらに、本糸材料１０は、炭素入り樹脂接着層１２が１０μｍ以下などに十分に薄く形成され得るため、それをもとに形成した糸１６は硬くならず、糸としての特性が損なわれるおそれはない。
【００５６】
以上に示した種々の実施形態において、炭素入り樹脂接着層１２に含まれる炭素材料１２ａとして、活性炭を用いてもよい。活性炭を上記の黒鉛粒子に代えて用いてもよいし、付加して用いてもよい。また、活性炭を、炭素入り樹脂接着層１２の炭素材料１２ａとしてではなく、基材シート１３中に混在させるように配してもよい。糸材料１０の層構造をより薄くするためには、活性炭として、例えば、より微細な球状微粒子活性炭や、ペットボトルを原材料として生成した、約７μｍ程度の活性炭粉末を用いればよい。
【００５７】
以上には、糸材料１０として、４層のもの（図１参照）と５層のもの（図２参照）を例示したが、上述したように、炭素入り樹脂接着層１２をすくなくとも内部に配した３層以上の層構造のものであればよい。例えば、基材層１３は基材用合成樹脂フィルム層１３ａのみ、または和紙層１３ｂのみによる１層で構成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１            シート材
１０          糸材料
１１          表面用合成樹脂フィルム、表面用合成樹脂フィルム層
１２          炭素入り樹脂剤、炭素入り樹脂接着層
１２ａ        炭素材料
１２ｂ        主剤
１３          基材シート、基材層
１３ａ        基材用合成樹脂フィルム、基材用合成樹脂フィルム層
１３ｂ        和紙シート、和紙層
１４          金属薄膜、金属薄膜層
１６          糸、撚糸
１７          芯糸
２０          織物
【要約】
糸材料１０を導電性や熱伝導性にすぐれたものとするために、また、糸材料１０をよりシンプルな構造にでき、かつより安価に製造できるようにするために、糸材料１０は、表面用合成樹脂フィルム層１１と、炭素材料１２ａを含有した炭素入り樹脂接着層１２と、基材層１３とを有して構成されている。【図１】
0006656650.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006656650.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006656650.tif 000006