(57)【要約】【課題】掛け布団、こたつ布団、膝掛け等の寝装・生活資材用途、若しくはダウンジャケットなど衣料用途に好適な、熱反射効果と断熱空気層の効果を有し、軽量かつコンパクトに収納可能な保温性布帛積層体を提供すること。【解決手段】少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛、中綿、金属層を配しない繊維布帛が組み合わされてなる布帛積層体であって、該金属層を配してなる合成繊維布帛が表地を形成し、表地金属層と中綿、及び中綿と金属層を配しない繊維布帛が実質的に接着されてなり、該積層体の厚さが５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である保温性布帛積層体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛、中綿、金属層を配しない繊維布帛が組み合わされてなる布帛積層体であって、該金属層を配してなる合成繊維布帛が表地を形成し、表地金属層と中綿、及び中綿と金属層を配しない繊維布帛が実質的に接着されてなり、該積層体の厚さが５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とする保温性布帛積層体。
【請求項２】
中綿が不織布形態のシート状物でありＪＩＳ  Ｌ−１０９７による比容積が８０ｃｍ３／ｇ以上２００ｃｍ３／ｇ以下であり、中綿を排除した状態で金属層を配してなる合成繊維布帛のみをＡ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．型試験機を用いて評価した場合の保温率Ｑが４０％以上となる空間厚さになるように中綿の厚さを調整したことを特徴とする請求項１記載の保温性布帛積層体。
【請求項３】
少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛が、ポリエステル系繊維を用いてなるものであって、該金属層がチタン、亜鉛、錫、アルミニウム、ジルコニウム、マグネシウムの酸化物、炭化物、窒化物から選択される少なくとも１種類から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の保温性布帛積層体。
【請求項４】
中綿に用いる不織布形態のシート状物が、天然繊維及び／又は合成繊維から選択される少なくとも１種類の繊維を使用してなるものであり、実質的に表地、裏地の少なくとも一方に接着剤によってドット状に接着されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の保温性布帛積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は保温性布帛積層体に関し、更に詳しくは、掛け布団、こたつ布団、膝掛け等の寝装・生活資材用途、若しくはダウンジャケットなど衣料用途に好適な保温性布帛積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から綿、ウール、ポリエステル等の中綿を用いた布帛積層体が広く寝装用途、生活資材用途、衣料用途に用いられている。しかしながら適度の保温性を得るには中綿の量を多くして断熱空気層の厚さを大きく保つ必要があり、嵩高くて取扱難く、しかも重量感のあるものにしかならず、押入れなどの収納スペース占有面積が大きくなるなどの問題を抱えていた。
【０００３】
また、熱反射性物質を含有若しくは付着させた糸を織成してなる布を側生地とした保温性に優れた布団が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。熱反射性物質によって肌面から放出された熱エネルギーが反射され、適度な保温特性を有するが、断熱空気層の厚さなど中綿として必要な要件の限定がなく、反射された熱エネルギーは効率よく保温に利用されていない可能性があった。
【０００４】
上記、断熱空気層の厚さを大きくすることによって保温性を向上させることが可能であるが、同時に嵩高く、コンパクト性に欠け取扱難くなる他、反射された熱エネルギーが断熱空気層自体の昇温、保温に大量に消費されてしまうために人体表面の保温効率が悪くなってしまうのである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−４１１１６号公報（特許請求の範囲など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような課題を解決しようとするものであって、金属層を配した布帛、中綿不織布、金属層を配さない布帛の積層体として、金属層による熱反射効果と中綿不織布の断熱空気層の効果を効率よく利用することによって、軽量かつコンパクトに収納可能な保温性布帛積層体の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は以下の構成よりなる。
１．少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛、中綿、金属層を配しない繊維布帛が組み合わされてなる布帛積層体であって、該金属層を配してなる合成繊維布帛が表地を形成し、表地金属層と中綿、及び中綿と金属層を配しない繊維布帛が実質的に接着されてなり、該積層体の厚さが５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とする保温性布帛積層体。
２．中綿が不織布形態のシート状物でありＪＩＳ  Ｌ−１０９７による比容積が８０ｃｍ３／ｇ以上２００ｃｍ３／ｇ以下であり、中綿を排除した状態で金属層を配してなる合成繊維布帛のみをＡ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．型試験機を用いて評価した場合の保温率Ｑが４０％以上となる空間厚さになるように中綿の厚さを調整したことを特徴とする上記第１記載の保温性布帛積層体。
３．少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛が、ポリエステル系繊維を用いてなるものであって、該金属層がチタン、亜鉛、錫、アルミニウム、ジルコニウム、マグネシウムの酸化物、炭化物、窒化物から選択される少なくとも１種類から構成されることを特徴とする上記第１又は第２に記載の保温性布帛積層体。
４．中綿に用いる不織布形態のシート状物が、天然繊維及び／又は合成繊維から選択される少なくとも１種類の繊維を使用してなるものであり、実質的に表地、裏地の少なくとも一方に接着剤によってドット状に接着されてなることを特徴とする上記第１〜第３のいずれかに記載の保温性布帛積層体。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の保温性布帛積層体は、熱輻射性能を有する金属薄膜と肌面との距離を輻射エネルギーが有効に作用する位置に中綿の厚さでコントロールし、中綿による断熱空気層の保温効果と上記金属薄膜による輻射熱の相乗効果により適度な保温性を付与するものであり、金属薄膜の輻射効果により中綿の量を少なく抑えることが出来、取扱性に優れた布帛積層体を得ることを可能としたものである。
【０００９】
本発明の保温性布帛積層体の表地である合成繊維布帛の内側には、金属薄膜を形成されている。具体的にはチタン、亜鉛、錫、アルミニウム、ジルコニウム、マグネシウムの酸化物、炭化物、窒化物から選択される少なくとも１種類のセラミックスの薄膜を繊維基材表面に形成させてなるものである。セラミックス薄膜形成方法としてはスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、無電解金属鍍金法、直接コーティング法、ラミネート法、等多くの技術が提案されている。取分けスパッタリング法が洗濯耐久性等の性能に優れ、剥離し難く、風合い硬化等が伴わないため好適に使用される。
【００１０】
本発明の保温性布帛積層体に用いる少なくとも片面に金属層を配してなる合成繊維布帛、即ち積層体の表地は基材としてポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等の熱可塑性合成繊維の長繊維束及び／又はその紡績糸が好適に採用される。取分けポリエステル系合成繊維は公定水分率が低く留まる為、スパッタリング法を用いる場合には有効である。また金属層を配さない繊維布帛、即ち積層体の裏地で肌側面を構成する布帛は上記合成繊維の長繊維束や紡績糸の他、綿やレーヨン、ポリノジック等の天然繊維、再生繊維、半合成繊維の紡績糸、混紡糸等を用いたものであってもよく、交織生地や交編生地であってもよい。尚、本発明でいう布帛とは織物、編物その他二次元構造物を指すものである。
【００１１】
中綿はウールに代表される獣毛天然繊維や綿などに代表される植物天然繊維系の他、ポリエステルやポリオレフィンなど合成繊維系の何れも使用することが出来る。形態としては不織布形態とし繊維をある程度配向させ、厚みや目付を調整したものがより望ましく、洗濯等の揉み効果付与による繊維の偏りを防止するため、ニードルパンチやウォータージェットパンチ等々により適度に繊維を絡合させておくことが更に好ましい。また上記の短繊維不織布以外では主に可塑性合成繊維等を使用したスパンボンド不織布やフラッシュ紡糸不織布、メルトブロー不織布等も中綿として使用することが出来る。更に取扱性の観点からは不織布と積層する布帛とを接着樹脂によりドット状に点接着せしめ生地と中綿のズレを防止することが特に好ましい。接着樹脂のドット密度に関しては不織布を構成する繊維や繊維布帛との接着性、不織布の目付等に応じて適宜調整することが出来る。
【００１２】
中綿となる不織布としてはポリエステル系やポリオレフィン系、ポリアクリロ二トリル系、ポリビニルアルコール系などの合成繊維や綿、ウールなどの天然繊維の単一素材、若しくはそれらの複合素材が挙げられる。目付は２０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは２５ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下が好ましい。目付が２０ｇ／ｍ２以下の薄引きの場合は厚さを均一に制御することが困難で、部分的に孔空き箇所が生じ易く、あまり好ましくない。また１５０ｇ／ｍ２を超過する場合は繊維間の絡合性を強化せねば層間剥離が発生し易くなり、あまり好ましくない。また布帛積層物自体の重量が非常に重いものになってしまい寝具用途としてはあまり望ましくない。合成繊維を使用する場合は中綿不織布のヘタリを軽減させる為、中空断面や異型断面を採用して断面二次モーメントを大きくし、繊維自体を曲げ難いものにすることが好ましく、更には適度なクリンプを有する繊維が好ましい。また必要に応じて公知の方法による防ダニ、抗菌、消臭、吸湿加工等々の機能加工を付与することが出来る。
【００１３】
他の金属層を配しない繊維布帛は実質的に肌側面を形成する部分であるが、該繊維布帛についても中綿不織布とのズレを防止するために接着樹脂等による点接着を施しておくことが好ましい。使用する接着樹脂に関してはポリエステル系等のホットメルトタイプの使用が好ましく、溶剤系接着樹脂では揮発性有機溶剤等によるシックハウス症候群等の要因になることも懸念され好ましいものではない。該肌側面を形成する繊維布帛についても公知の方法による抗菌、消臭、その他機能加工を必要に応じて施すことが出来る。
【００１４】
金属層を配してなる合成繊維布帛及び金属層を配しない繊維布帛は公知の染法によって染色を施される。金属層薄膜の剥離抑制や工程の汚染防止のため基材となる合成繊維布帛、即ち積層体の表地となる布帛については金属層形成前の時点で撥水剤や界面活性剤等を処方しないことが好ましい。金属層を形成させた後に公知の方法による抗菌、消臭、その他の機能加工を必要に応じて施すことが出来るし、金属層を形成させる以前の生地に吸尽法例えば染色と同時吸尽による抗菌、消臭、防かび、防ダニ等々の機能加工を施すことも好ましい。
【００１５】
金属層を配してなる合成繊維布帛である表地と、金属層を配しない繊維布帛である肌に接触する裏地については、織物、編物、その他二次元構造物であれば使用出来るが、意匠性や審美性の観点から表地は織物、裏地は織物またはトリコット経編地などの編物が好ましく使用される。更に表地は長繊維束の使用が光沢感など審美性の観点から好適であり、裏地は接触温冷感を考慮し表面に毛羽を有する、短繊維紡績糸若しくは長短複合紡績糸の使用が好適である。
【００１６】
金属層の膜厚に関しては１〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは５〜５００ｎｍの範囲が肌面から放射される熱エネルギーの反射性能を考慮すると好適な範囲である。膜厚１ｎｍ未満の薄膜では耐久性に乏しく、十分な熱エネルギー放射性能が期待しにくく好ましくない。また膜厚１０００ｎｍを超過する範囲では十分な熱エネルギー放射性能が得られるものの高コストなものとなり経済的でないのであまり好ましくない。
【００１７】
本発明の布帛積層体の保温機構は表地の裏面に存在する金属層によって体温の熱エネルギーを反射して放熱を防ぎ、中綿による断熱空気層の厚さを適性厚さに調整することによって、肌面が受ける熱反射エネルギーをより大きくすると共に、更には中綿素材の保温効果との相互作用により保温効果の向上を狙ったものである。断熱空気層の効果は保温性を考える上で非常に重要なファクターであり、断熱空気層の厚さを大きくすることにより保温性は向上するが、同時に重く、嵩高いものとなってしまい取扱性が悪くなる傾向がある。本発明では上記を鑑み、しかも金属層により熱エネルギーが放射される効果が相乗効果となって現れる、最も適性なる断熱空気層厚さを見極めたものである。
【００１８】
本発明の保温性布帛積層体に使用する中綿は不織布形態のシート状物であってＪＩＳ  Ｌ−１０９７による比容積が８０ｃｍ３／ｇ以上２００ｃｍ３／ｇ以下、更には８０ｃｍ３／ｇ以上１５０ｃｍ３／ｇ以下が好適である。該比容積が８０ｃｍ３／ｇ未満の範囲ではハード不織布と成り過ぎてしまい折畳み難く成る他、断熱空気層のいわゆるデッドエアー量が少なくなり保温性の観点からも好ましくない。また２００ｃｍ３／ｇを超過する範囲では超ソフト不織布となり、折畳み性能も良好であり断熱空気層のデッドエアー量も十分であり保温性にも優れたものとなるが、不織布の層間剥離が生じやすくなる他、ヘタリが生じやすくなり積層体としての形態保持性能が損なわれやすく、あまり好ましくない。
【００１９】
また、断熱空気層の厚さは中綿を排除した状態で金属層を配してなる合成繊維布帛のみをＡ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．型試験機を用いて評価した場合の保温率Ｑが４０％以上となる空間厚さを求めて中綿厚さを調整するものである。保温率Ｑがより大きくなる方が好ましい方向であり、４０％未満の範囲では熱反射エネルギーが小さく留まり、保温性が不十分となりやすく好ましくない。より好ましい保温率としては４５％以上、更に好ましくは５０％以上である。保温率Ｑは高いほど好ましいと言えるが、通常、上限は９５％程度までである。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、本文及び実施例中の特性値は下記の測定法によって導出されたものである。
【００２１】
（保温性試験）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．型試験機を使用して実施した。産熱体表面温度を３６℃に保持し、スパッタリング布帛をスパッタ面が産熱体と相対する向きに設置し、スペーサを用いて産熱体と試験片の空間体積を変更し、一定時間内に試験片を通過して放散される熱損失（放熱量）を求め、これと試験板上に試験片のないブランクの状態で放散される熱損失とを測定し、両者の差を採ってｃｌｏ値（真のｃｌｏ値）を求めた。
【００２２】
また保温率は下記式に基づき算出した。
保温率Ｑ（％）＝｛１−（ｂ／ａ）｝×１００
ここでＱは保温率（％）、ａは試験片未設置の状態（ブランク）の放熱量、ｂは試験片を設置した状態の放熱量である。尚、それぞれの放熱量は消費電力積算時間から放熱量（Ｊ）に換算して算出されるものである。
【００２３】
（比容積）
１９８２年版ＪＩＳ  Ｌ−１０９７に準じて評価した。
【００２４】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレートセミダル丸断面７８デシテックス２１６フィラメントを用い、三菱重工業社製ＬＳ−６型仮撚機を使用してファーストヒーター温度２１０℃、セカンドヒーター温度が室温、スピンドル回転数３６０，０００ｒｐｍ、撚数がＺ→Ｓ方向に３，４００回／ｍ、使用スピナーが阿波スピンドル社製２．０ｍｍφ偏芯サファイアピンの各条件で仮撚加工を施した。該仮撚加工糸を織物の経糸、緯糸に用い、ウォータージェットルームで経緯密度がそれぞれ１３８本／２．５４ｃｍ、１０４本／２．５４ｃｍの平織に製織した。
【００２５】
引き続き、得られた生機をオープンソーパー、液流精練機を用いた精練、リラックスを施し、ピンテンターで雰囲気温度１９０℃のプレセットを施した。その後、生地裏面にプラストカレンダー処理を施し、生地表面にはフラットスクリーン捺染機を使用し分散染料によるプリント意匠柄を付与し１３０℃で前固着させた後、ＨＴＳスチーマで１７５℃の高圧スチーム処理を実施して完全固着させた。引き続き連続洗滌機でソーピング、水洗を実施し脱水、拡布後に表面温度１２０℃のシリンダーロールに通して乾燥処理を行い、ピンテンターで雰囲気温度１６０℃の仕上げセットを実施した。
【００２６】
得られた生地は経緯密度がそれぞれ１４４本／２．５４ｃｍ、１０７本／２．５４ｃｍのプリント生地となった。該プリント生地の裏面即ちプラストカレンダー面に窒化チタンをターゲット材としてスパッタリング法による金属薄膜を形成させた。得られた金属薄膜の膜厚は５０ｎｍ、該生地のみの保温率Ｑが４０％以上となる空間厚さは５．０ｍｍ以上、その時のｃｌｏ値は０．６５であることが確認された。因みに空間厚さが０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満の範囲では保温率Ｑが４０％未満に留まり熱反射による保温特性に乏しいものであった。表１に該生地のＡ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．保温性評価結果（空間厚さと保温率、ｃｌｏ値の対比）を示す。空間厚さについては５．０ｍｍから３０．０ｍｍまで保温率、ｃｌｏ値共に殆ど変化なく、空間厚さを過度に大きくしても布帛積層体の取扱性が悪くなるだけであり、金属層の効果による保温性はある一定の領域でほぼ一定となることが認められた。以下、該スパッタリング処理した生地を生地Ａと称する。
【００２７】
スパッタリング法の具体的な方法としては基材となるサンプルを巻き上げて拡布可能な状態とし密閉可能なケーシングに入れる。基材（サンプル）を拡布して前方に棒状の陽極及び金属ターゲットを設置し、上記ケーシング内圧を１×１０−３Ｔｏｒｒ程度に減圧し、アルゴンガスを導入してケーシング内圧を５×１０−４Ｔｏｒｒ程度の低圧アルゴンガス雰囲気に調整する。その後、陽極と陰極間に４００〜８００Ｖ、２〜１００Ａの直流電流を通すことによって陰極のターゲットから金属が飛び出し、基材（サンプル）の表面に密着させるものである。
【００２８】
ほぼ生地Ａと同様の方法で得た生機を作成し、オープンソーパー、液流精練機を用いた精練、リラックスを施し、ピンテンターで雰囲気温度１９０℃のプレセットを施した。その後、生地裏面にプラストカレンダー処理を施し、液流染色機を用いて分散染料による染色を施し、湯洗・水洗した後、パッドドライ法による帯電防止加工を施し、ピンテンターで雰囲気温度１６０℃の仕上げセットを実施した。得られた染色加工布は経緯密度１４５本／２．５４ｃｍ、１０９本／２．５４ｃｍであった。以下、該染色加工布を生地Ｂと称する。
【００２９】
ポリエチレンテレフタレートセミダル中空丸断面１．７デシテックス５１ｍｍカットのステープルファイバーをカードウェッブとし、ニードルパンチで絡合させて比容積１２０ｃｍ３／ｇ、目付６０ｇ／ｍ２の不織布を得た。生地Ａ、生地Ｂのそれぞれ裏面にグラビアロールでドット状にポリエステル系のホットメルト接着剤を配した後、不織布とサンドイッチ状に接着し、布帛積層体を形成させて端面を縫製処理して掛け布団を得た。
【００３０】
得られた掛け布団は保温性にも優れ、厚さ８．０ｍｍと嵩高くなく熱反射エネルギーと断熱空気層の相乗効果が現れる、掛け布団自体の保温率Ｑは７８．５％であり市販の２０ｍｍ厚の羽毛布団の保温率Ｑとほぼ匹敵する効果が得られた。
また、布団自体の厚さが小さく留まり、コンパクトに折畳め収納性も良好な掛け布団であった。
【００３１】
（比較例１）
実施例１で用いた生地Ａを金属スパッタリング処理せずに表地として使用した他は実施例１同様の寸法、方法で掛け布団を作成した。掛け布団の保温率Ｑは５０．５％に留まり、コンパクトであるが保温特性に乏しいものとなった。
【００３２】
（比較例２）
中綿に用いた不織布を実施例１同様の方法で得た、比容積２１０ｃｍ３／ｇ、目付１２５ｇ／ｍ２の不織布を用いた他は実施例１同様の方法で掛け布団を得た。得られた掛け布団は断熱空気層の厚さを含めて２７．０ｍｍと大きく、その効果とあいまって保温率Ｑは８０．２％と良好な保温特性を有するものとなったが、嵩高くコンパクト感に欠けるものであった。また不織布層の層間剥離やへたりが生じ易く、形態保持性も懸念されるものであった。
【００３３】
（比較例３）
中綿に用いた不織布を実施例１同様の方法で得た、比容積７０ｃｍ３／ｇ、目付５０ｇ／ｍ２の不織布を用いた他は実施例１同様の方法で掛け布団を得た。得られた掛け布団は断熱空気層の厚さを含めて４．３ｍｍと小さく留まり、金属層による熱反射効果が十分に得られない範囲であった為、保温率Ｑは５９．８％とやや小さく、コンパクトに収納可能な形態であるものの十分な保温特性を有しないものとなった。
【００３４】
【表１】
2004338169.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、保温性に優れると同時に不必要な嵩高感がないため、折畳み収納性に優れた、掛け布団、こたつ布団、膝掛け等の寝装・生活資材用途、若しくはダウンジャケットなど衣料用途に好適な保温性布帛積層体を得ることが出来る。また金属薄膜層による熱反射を有効に用いて保温効率を上げている為、従来品対比で中綿の量自体を軽減させることが出来、軽量感も併せ持つ素材の提供が可能となる。