(57)【要約】【課題】遠赤外線とマイナスイオンを同時に放射する特性を有し、特にふとん綿、カーペット、肌着内地、防寒着等の用途に用いた場合、健康増進の一助となる新規なポリエステル繊維を提供する。【解決手段】遠赤外線放射性化合物を５〜１５質量％含有するポリエステル繊維の繊維表面に、マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物の微粒子を固着したことを特徴とするマイナスイオン放射繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠赤外線放射性化合物を５〜１５質量％含有するポリエステル繊維の繊維表面に、マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物の微粒子が固着されていることを特徴とするマイナスイオン放射繊維。
【請求項２】
遠赤外線放射性化合物が、平均粒径２μｍ以下の酸化チタンおよび平均粒径１μｍ以下のシリカの混合物から構成され、それらの質量比が酸化チタン／シリカ＝８／１〜１／４である請求項１に記載のマイナスイオン放射繊維。
【請求項３】
マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物の微粒子が、繊維に対して１〜５質量％固着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイナスイオン放射繊維。
【請求項４】
遠赤外線放射性化合物とマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物微粒子の質量比が９４：６〜５０：５０の範囲である請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイナスイオン放射繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠赤外線とマイナスイオンを同時に放射する特性を有し、特にふとん綿、カーペット、肌着内地、防寒着等の用途に用いた場合、健康増進の一助となる新規なポリエステル繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠赤外線を用いて物体を加熱する場合、遠赤外線は輻射特性が極めて強いので、被加熱物体は直接加熱され、中間に空気層があっても加熱が阻害されず、それゆえ被加熱物体の表面と内部との熱伝達の時間差が少ないため、被加熱物体全体がほとんど同時に加熱される。特に被加熱体が有機高分子化合物の場合、それに対する加熱効果が高いため、人体に対する暖房感覚が柔らかであることが知られている。このような特徴を利用して産業用としては加熱、乾燥用の機器、家庭用としては暖房器具、医療および保健用としては遠赤外線サウナや温灸器などの用途が開発されている。
【０００３】
人体に対して最も健康によい遠赤外線の波長域は３〜２０μｍと一般的にいわれており、例えばこの波長域のものを放射する特定の無機微粒子を練り込み技術により繊維に含有させる製造方法により製造された繊維素材が人体の健康に対して効果のある素材として一般的に知られている。
【０００４】
一方、人体に悪い影響を与えない程度の極微量の放射線を利用する健康方法や放射性物質を担持させた材料を使用する健康増進の方法は従来から知られており、これらの方法による健康増進効果はマイナスイオンの発生を伴うものによるものであるといわれている。
近年マイナスイオンが生体細胞を活性化し、生体に対して好影響を与えることが注目されており、自律神経系の調節、十分な睡眠、精神安定化、疲労回復の促進などを目的として利用する研究が活発になされている。
【０００５】
このようなマイナスイオンを放出する物質としては、永久自発分極特性を有するトルマリンがよく知られているが、実際にはマイナスイオンを放射させるには擦過する、振動を加える等の外部刺激が必要であり、静置した状態で使用する用途には不向きである。それに対して、極微量の放射線を伴う元素を含有し、かつマイナスイオンを放射する性質を有する鉱物を微粉砕して得られる加工剤は上記のような問題はなく、広い範囲の用途に使用することが可能である。
【０００６】
上記の極微量の放射線を伴う元素を含有し、かつマイナスイオンを放射する性質を有する鉱物を微粉砕して得られる加工剤には、同時に遠赤外線を放射するセラミックス微粒子も混合配合されているが、これはマイナスイオンを効率良く発生させるうえで極めて重要であることが知られているためである。
しかしながら、上記した鉱物およびセラミックス微粒子は比重、粒径が異なるため、これら二成分を所定の比率に維持しながら繊維表面または布帛表面に固着させる場合、加工剤の溶液中での沈降制御が困難であるため、固着量が不均一になる等の問題点があった。
【０００７】
また、マイナスイオン放射性能は繊維基質にも影響されるため、繊維表面に存在することが性能上有利であることが知られているが、その反面、繊維の表面に微粒子を多量に付着させることは布帛とした場合柔軟性に欠け、また加工工程における擦過等で脱落してしまうという問題もあるため、少ない固着量で最大限のマイナスイオン放射性能効果を発揮させることが重要な課題となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の遠赤外線放射セラミックスを含有するポリエステル繊維の繊維表面に、極微量の放射線を伴う元素を含有し、かつマイナスイオンを効率的に放射する性質を有する鉱物の微粉砕物を、簡便な固着工程でも均一に固着することが可能であり、しかも少ない固着量で最大限のマイナスイオン放射性能効果を発揮するマイナスイオン放射繊維を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、遠赤外線放射性化合物を５〜１５質量％含有するポリエステル繊維の繊維表面に、マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物の微粒子が固着されていることを特徴とするマイナスイオン放射繊維に関するものであり、好ましくは遠赤外線放射性化合物が、平均粒径２μｍ以下の酸化チタンおよび平均粒径１μｍ以下のシリカの混合物から構成され、それらの質量比が酸化チタン／シリカ＝８／１〜１／４である上記のマイナスイオン放射繊維であり、そして好ましくはマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物の微粒子が、繊維に対して１〜５質量％固着されていることを特徴とする上記のマイナスイオン放射繊維であり、さらに好ましくは遠赤外線放射性化合物とマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機物微粒子の質量比が９４：６〜５０：５０の範囲である上記のマイナスイオン放射繊維に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるポリエステルは、特に限定させることはなく、繊維形成能を有するポリエステルであればよく、ＤＭＴ法、直接重合法のどちらの方法で製造されるものでもよい。重合成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、またはそれらのエステル類等のジカルボン酸成分を用いることができる。一方、グリコール成分としては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール等の脂肪族グリコール、あるいは脂肪族グリコールの一部をジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリアルキレングリコール等に置き換えて用いることができる。さらにはオキシ酸やポリオール類も適宜共重合可能である。本発明におけるポリエステルは安定剤、染料や顔料などの着色剤等通常のポリエステル繊維に適用される改質剤や機能性付与剤を含んでいてもよいが、繊維をプラスに帯電させるような加工剤は好ましくない。
【００１１】
次に、本発明のポリエステル繊維には遠赤外線放射性化合物が含有していることが重要である。本発明のポリエステル繊維に含有する遠赤外線放射性化合物としては、酸化チタンとシリカを所定混合比率で配合された混合物であることが好ましい。これは酸化チタンとシリカが互いに放射効率の悪い部分を補って、全体として人体に対して最も健康によい波長域である３〜２０μの範囲の遠赤外線を満遍なく、しかも効率良く放射するためであると本発明者は推察している。本発明において、遠赤外線放射性化合物の一成分として使用する酸化チタンは平均粒径が２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものである。酸化チタンの平均粒径が２μｍより大きくなると凝集しやすくなったり、あるいは紡糸性の点で問題が発生しやすくなる。また本発明で使用する酸化チタンはＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＫ２Ｏ等で表面を被覆させたものを用いてもかまわない。
【００１２】
また本発明において、遠赤外線放射性化合物のもう一方の成分として使用するシリカは、平均粒径が１μｍ以下、好ましくは１〜１００ｍμｍのものであるが、中でも微粒子が単粒子状で存在するコロイダルシリカが好適である。コロイダルシリカとは、ケイ素酸化物を主成分とする微粒子が水または単価アルコール類またはジオール類またはこれらの混合物を分散媒としてコロイドとして存在するものをいう。
【００１３】
本発明のポリエステル繊維に含有する酸化チタンとシリカの合計量は５〜１５質量％であることが重要である。酸化チタンとシリカの合計量が５質量％未満では、遠赤外線の放射効果に乏しいため、温感効果に乏しい。逆に１５質量％を越えると繊維化が困難になったり、繊維物性が劣るようになる。好ましくは７〜１２質量％である。一般的に酸化チタンなどの無機粒子が相当量配合されたポリエステルを溶融紡糸する場合、断糸などが生じやすくなり、曳糸性が悪化するという重大な問題があったが、シリカと酸化チタンとを併用した場合には、理由が明らかではないが、酸化チタン単独使用時よりも曳糸性に改善がみられる。
【００１４】
本発明のポリエステル繊維に含有する遠赤外線放射性化合物は酸化チタンとシリカが所定の混合割合で所定量含有されていることが好ましく、具体的には酸化チタンとシリカの配合比率が酸化チタン／シリカ＝８／１〜１／４であることが好ましい。酸化チタン／シリカの配合比率が８／１よりも大きくなる、すなわちシリカの配合比率が少なすぎると、曳糸性が悪くなる傾向となる。一方、酸化チタン／シリカの配合比率が１／４よりも少なくなる、すなわち酸化チタンの配合比率が少なすぎると、遠赤外線放射効果は得られない。好ましくは６／１〜５／５である。また単繊維繊度は本発明の目的とする布帛に使用する場合、０．１〜２０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、より好ましくは１〜１０ｄｔｅｘの範囲である。
【００１５】
本発明のポリエステル繊維の製造方法は従来の無機微粒子をポリエステル繊維に配合する方法、例えば、（１）紡糸液へ無機微粒子を添加する方法、（２）重合工程で無機微粒子を反応系へ添加する方法等、をそのまま適用することが考えられるが、本発明においては、優れた遠赤外線放射効果と良好な紡糸調子の両立を図るものであるので、（２）の方法、すなわちポリエステルの製造時重縮合反応完結までに酸化チタンおよびシリカの無機微粒子を反応系に添加することが好ましく、特にエステル化から重縮合反応完結までの間に添加することが好ましい。（２）の方法により酸化チタンおよびシリカを添加して得られたポリエステル繊維は、繊維内部でこれらの無機微粒子が凝集することなく均一に分散されている。
【００１６】
無機微粒子である酸化チタンおよびシリカの添加方法としては、例えば予めジカルボン酸成分とジオール成分が混合したスラリー中にこれらの無機微粒子を加えておいて、該スラリーをエステル化槽へ供給する方法と、これらの無機微粒子を直接エステル化槽へ供給する方法とがある。前者の場合、無機微粒子をまずジオール成分と混合し、十分に攪拌した後にジカルボン酸成分と混合し、スラリーとするのが好ましい。なお、酸化チタンとシリカは、それぞれ別個にジオール成分に添加しておいた方が取り扱い性の点で有利である。かかる方法で製造して得られるポリエステル繊維はこれら無機微粒子が繊維中で高濃度でしかも高い分散状態で存在し、特に耐久性のある遠赤外線放射効果を発揮できる。
【００１７】
本発明のポリエステル繊維は、酸化チタンとシリカを併用した無機微粒子の混合物を繊維中に含有させることにより、十分な遠赤外線放射効果を達成させるとともに、以下に述べるようにマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子を該繊維の表面に固着することにより、マイナスイオン放射性能を発揮する点に大きな特徴がある。
【００１８】
上記で得られたポリエステル繊維の表面にマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子としては、例えばモナザイト、バストネサイト、チルケライト、ホルマナイト、マグネタイト、アクマタイト、ピスタサイト、サマルスキー石、チタン磁鉄鉱、ガドリン石、カツレン石等の空気中の気体分子をイオン解離させるエネルギーを放射する磁性体鉱物の微粒子単体、またはこの磁性体鉱物の微粒子を含む無機物があるが、この中でもモナザイトがマイナスイオン発生効果に優れており、好適である。
【００１９】
繊維表面に固着させる前記無機微粒子の固着量は繊維質量に対して１〜５質量％であることが好ましい。固着量が１質量％を下回るとマイナスイオンの発生量が少なくなり、一方、固着量が５質量％を上回ると擦過による繊維表面からの脱落が著しくなると同時に、風合いが硬化する。より好ましくは１．５〜２．５質量％である。
【００２０】
尚、マイナスイオンを発生させる微粒子は同時にプラスイオンも放出する。一方、遠赤外線放射性化合物はプラスイオンの放出量を抑制し減少させるばかりかマイナスイオンの励起促進作用を有する。したがって、ポリエステル繊維中に含有する遠赤外線放射性化合物と繊維表面に固着させるマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子の質量比は９４：６〜５０：５０の範囲であることが好ましい。この範囲が空気中の気体分子のイオン解離が効果的に促進され、マイナスイオンの発生効率がより向上される。
マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子の質量比率が遠赤外線放射性化合物の質量比率を上回ると遠赤外線放射性化合物によるプラスイオンの効果的な抑制能力が低下し、またマイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子の重量比率が６％を下回るとマイナスイオン生成そのものが低下してしまう。
このように、マイナスイオンを発生させる向き微粒子と遠赤外線放射性化合物との共存はマイナスイオン生成環境を整え、さらに遠赤外線放射との相乗効果が得られる。より好ましくは９０：１０〜６０：４０の範囲である。
【００２１】
マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子を繊維表面に固着させる方法としては、例えばアクリル系、ウレタン系、シリコン系、メラミン系、エステル系、ビニル系等のバインダー樹脂に分散させた無機微粒子を前記バインダー樹脂を介してスプレーにより噴霧させて固着させることができるが、樹脂としては静電気により帯電し難いものを選定することがマイナスイオンを生成する環境をつくるうえでは考慮すべき点であり、この点からはシリコン樹脂が最も好ましい。
【００２２】
このようにして得られる本発明の遠赤外線放射特性とマイナスイオン放射特性を兼ね備えたポリエステル繊維は、例えばふとん詰め綿、カーペット用パイル糸および一次基布、防寒着、肌着、座布団等の用途に好適である。
【００２３】
【実施例】
次に実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の各物性は以下の測定方法により求められたものとする。
【００２４】
［極限粘度〔η〕　］
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、該溶媒中にポリマーを溶解して、温度３０℃で測定した。
【００２５】
［粒径分布］
粒度分布測定器（商品名；ミクロン・フォトサイザー　ＳＫＣ−２０００Ｓ、（株）セイシン企業製）を用いて測定した。
【００２６】
［遠赤外線放射特性　ΔＴ（℃）］
赤外線映像処理装置（商品名；サーモビュア、日本電子（株）製）を用いて試料の発する温度を測定した。具体的には、黒体熱板上に測定試料および対照試料を載せ、試料の真上の位置にカメラを設置し、２０分放置後、スクリーン上のそれぞれの試料の温度表示を読み取った。評価は対照試料（酸化チタン０．４質量％含有繊維）に対し、どの程度温度が高くなるかを測定し、ΔＴ（℃）にて表示した。
【００２７】
［マイナスイオン放射特性　イオン数／ｃｃ／秒］
イオンテスターＫＳＴ−８００（神戸電波（株）製）を使用し、試料２０ｃｍ×２０ｃｍの処理布（不織布）を台紙に貼り、これを円筒状にしてイオンテスターの空気取り入れ口（直径３０ｍｍ、高さ４０ｍｍ）に被せる。次いでスイッチを入れると内部ファンにより空気がテスター内に流入し、イオン数が検知されるが、イオン個数の検出表示が安定した後の平均数値をイオン数とし、このイオン数からマイナスイオン放射特性をイオン数／ｃｃ／秒として表示した。
【００２８】
［実施例１〜５および比較例１〜５］
（１）酸化チタン（チタン工業（株）製、粒径分布０．８〜０．０５μｍ（平均粒径０．３μｍ））およびシリカ（水系シリカゲル、粒径分布１０〜２０ｍμｍ（平均粒径１４ｍμｍ）、シリカ濃度２０質量％）をそれぞれ実施例１〜５および比較例１〜５の含有率となるよう室温でエチレングリコールに混合し、十分攪拌した後、テレフタル酸とエチレングリコールのモル比が１．２となるように調整して混合し、スラリーを作製した。このスラリーをエステル化槽に連続的に供給してエステル化を行い、エステル化率９８％のエステル化物を生成し、続いて重合を行い、極限粘度〔η〕が０．６４のポリエステルを得た。
（２）上記（１）のポリエステルを用いて溶融紡糸を行い、単繊維繊度６．６ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。該繊維を延伸後捲縮処理を行い、中空ふとん綿タイプのポリエステル繊維トウを製造した。
（３）上記（２）のトウにスプレーにより無機微粒子として平均粒径２．９μｍのモナザイトを３０質量％含む加工溶液を噴霧し、固形分で６質量％（微粒子換算；１．８質量％）付着させ、乾燥・熱処理して６４ｍｍにカットしたマイナスイオン放射ポリエステル短繊維を得た。次いで該ポリエステル短繊維を用いて目付１５０ｇ／ｍ２のウェッブを作製した。
（４）このウェッブを用いて遠赤外線放射特性〔ΔＴ（℃）〕およびマイナスイオン放射特性（イオン数／ｃｃ／秒）を測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2004068215.tif 000002
【００３０】
表１に示すとおり、実施例１〜５の本発明のポリエステル繊維は優れたマイナスイオン放射特性を示すと同時に、遠赤外線放射特性を有するものであった。またポリエステル繊維製造時の紡糸性も良好であった。
一方、比較例１〜５のポリエステル繊維では遠赤外線放射特性に劣り、かつ極めて低いマイナスイオン放射特性しか持たなかった。また比較例１のシリカを含有していないポリエステル繊維は曳糸性が悪く、一方比較例４のように酸化チタンおよびシリカの合計含有量が１５質量％を越えてしまうと紡糸性は不良であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の、遠赤外線放射性化合物である酸化チタンとシリカを所定の配合比率で所定量含有するポリエステル繊維の繊維表面に、マイナスイオンを発生させるエネルギーを放射する性質を有する天然放射性稀有元素を含有する無機微粒子を固着させることにより、優れたマイナスイオン放射特性と遠赤外線放射特性を同時に有するポリエステル繊維を得ることが可能となった。