(57)【要約】【課題】コーティングを行う場合、溶剤がマイクロカプセルに損傷を与えるという問題が発生することなく、高温に対する耐久性に優れ、持久性と、好ましい洗浄性を備える蓄熱材料を閉じ込めた水性ポリウレタンマイクロカプセルの繊維複合物及びその製造方法を提供する。【解決手段】潜熱変化効果を備える繊維複合物の製造方法、即ち、熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを繊維と複合させ繊維複合物の製造方法において、水と水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤を高速乳化し、６０〜９０℃の温度条件で反応させて溶剤を除去し、熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを得て、さらに該マイクロカプセルに水性高分子バインダを添加して繊維構造体上に複合させることを特徴とする潜熱変化効果を備える繊維複合物の製造方法。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを繊維と複合させてなる繊維複合物の製造方法であって、
水と水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤を高速乳化し、６０〜９０℃の温度条件で反応させた後、溶剤を除去し、熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを生成させ、
さらに該水性ポリウレタンマイクロカプセルに水性高分子バインダを添加して繊維構造体上に複合させることを特徴とする潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項２】
前記水性ポリウレタンが、２，２−ジ（ヒドロキシメチル）プロピオン酸トリエチルアミン塩を含む水性ポリウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項３】
前記水性ポリウレタンが、スルホン酸ナトリウム塩を含む水性ポリウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項４】
前記水性ポリウレタンが、２，２−ジ（ヒドロキシメチル）プロピオン酸トリエチル基アミン塩と、スルホン酸ナトリウム塩とを含む水性ポリウレタンの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項５】
前記熱保存マイクロカプセル材料が、アクリル酸アルキルエステル化合物であることを特徴とする請求項１に記載の潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項６】
前記熱保存マイクロカプセル材料が、アクリル酸アルキルエステル化合物の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項７】
前記アクリル酸アルキルエステル化合物のアルキル基の炭素数が１〜２６であり、アクリル酸アルキルエステルの炭素数が４〜３８であることを特徴とする請求項１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項８】
前記繊維が、織物であることを特徴とする請求項１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項９】
前記繊維が、不織物であることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１０】
前記繊維が、繊維を有する構造体であることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１１】
前記水性ポリウレタンマイクロカプセルの重量比が２０〜８０％であり、水性高分子バインダの重量比が８０〜２０％であることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１２】
前記水性高分子バインダが、水性ポリウレタンであることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１３】
前記水性高分子バインダが、水性アクリル酸エステルであることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１４】
前記水性高分子バインダが、ポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１５】
前記水性高分子バインダが、高級脂肪酸アルキルエステルであることを特徴とする請求項　１に記載の熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法。
【請求項１６】
前記繊維上に熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを複合させてなることを特徴とする潜熱変化効果を有する繊維複合物。
【請求項１７】
前記繊維が織物、不織物又は繊維を有する構造体であることを特徴とする請求項　１６に記載の熱変化効果を有する繊維複合物。
【請求項１８】
請求項１ないし１５のいずれかの１項に記載の製造方法により得られる潜熱効果を有する繊維複合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法及び該製造方法により得られる潜熱効果を有する繊維複合物に関し、特に水性ポリウレタンを含むマイクロカプセルを繊維に応用した複合物の製造方法及び該製造方法により得られる繊維複合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱保存（放出）材料、即ち相転移物質又は相変換物質（Ｐｈａｓｅ−Ｃｈａｎｇｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ）は、特定の温度の範囲において物理形態が固体から液体に変化するか又は液体から固体に変化する物質であって、その特徴は、物理形態が変化する場合、これに伴い大量の潜熱が吸収又は放出されることにある。
【０００３】
通常、相転移物質は、加熱の過程において発生する温度の上昇が融点に至り消失する。全体の転移過程が完成すると、相転移物質及び周囲の環境温度は、一定の数値を維持するが、仮にかかる物質に対してさらに加熱すれば、その温度は継続して上昇する現象を示す。
【０００４】
相転移物質が、結晶温度に至るまで冷却された場合、潜熱が放出される。液体から固体に変換する場合、相転移物質の温度は維持され変化しない。相転移が完成した後、かかる物質の温度は継続して降下する。
【０００５】
相転移物質を紡績製品に応用する場合、相転移物質を直接使用すると、固体から液体に変換する場合、遺漏の問題が発生する。従って、一般には相転移物質をマイクロカプセルに閉じ込め、さらに繊維内に埋め込むか、又は紡績製品に塗布する方法が採用されている。
【０００６】
ここで、マイクロカプセルの製造に係る先行技術について、以下に説明する。米国特許第６，２００，６８１号（ＢＡＳＦ）は、Ｃ１からＣ２０アルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル又はアクリル酸メチルエステルを用い、かつフリーラジカル重合法を利用してアクリル酸エステル単量体を潜熱保存媒体に閉じ込める方法を開示している。その温度は−２０〜１２０℃であり、脂肪族又は芳香族炭化水素類、飽和又は不飽和Ｃ１−Ｃ３０脂肪酸、脂肪族アルコール、Ｃ６−Ｃ３０脂肪酸アミン、例えばＣ１−Ｃ１０アルキル基脂肪酸エステル等のエステル類、例えば、ヘキサデシル酸プロピルエステル、オクタデシル酸メチルエステル又はヘキサデシル酸メチルエステル又は桂皮酸メチルエステル、天然及び合成ワックス、及びハロゲン化炭化水素などが開示されている。
【０００７】
米国特許第５，４５６，８５２号（三菱製紙（株））明細書にはインーシット重合法を利用し、メラミンフォルムアルデヒド及び界面活性剤で蓄熱材料を閉じ込めるものであって、その温度範囲は２０〜１１０℃である。テトラデシル酸アルキルエステル、ヘキサデシル酸アルキルエステル、オクタデシル酸アルキルエステルなどのエステル類及びそれらの混合物、高軟化点脂肪酸、アルコール、アミン及びそれらの混合物などを用いることが開示されている。
【０００８】
米国特許第４，７０８，８１２号は、ポリアミンエステル・プレポリマーを界面重合法で製造する方法、すなわち、イソシアン酸塩がターミナル基であるポリアミンエステル・プレポリマーを合成し、相転移物質及び界面活性剤を添加して混合し溶剤を得て、さらに多アミン類水溶液を加え攪拌装置で攪拌して乳液を形成し、界面重合法でポリアミンエステル−ポリカルバミド相転移物質マイクロカプセルを形成することを開示している。該相転移物質としては結晶性ポリマー、ナフタリン及び結晶性パラフィンワックス（Ｐａｒａｖａｎ　４４５０，ｍｐ＝７１℃、スラック　ワックス　３６６３ｍｐ＝６０℃）などが記載されている。
【０００９】
次に、コーティングに関する先行技術について以下に説明する。
米国特許第５，３６６，８０１号は、織物及び繊維にマイクロカプセルの溶液をコーティングするものであって、該マイクロカプセルには−５．５から６１．４℃のパラフィンワックス（ＣｎＨ２ｎ＋２，ｎ＝１３〜２８）を閉じ込めポリウレタン、ニトルゴム、塩素化アクリルゴム、ポリビニルアルコール、シリコンゴム、ポリエチレンエステル、アクリル等の高分子バインダ、及びプラスチック結晶体などを添加したものを開示している。
【００１０】
米国特許第６，２０７、７３８号（Ｏｕｔｌａｓｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｉｎｃ）にはマイクロカプセルと高分子バインダを用いる技術が開示されている。
【００１１】
前記の先行技術を初めとする従来のコーティング方法は、例えばグラビア印刷技術に常用されるが、溶剤がマイクロカプセルに損傷を与えるという問題がある。また高温グラビア印刷技術に応用した場合、温度が３２５°Ｆ（１６２℃）に達し、マイクロカプセルに重大な損傷を与える。一方、低温グラビア印刷技術に応用した場合、マイクロカプセルに対する損傷は解消されるが、洗浄性及び耐久性が劣化する。その他、例えば熱プラスチックスプレー技術については製品に対するニーズを満たすことができず、熱プラスチックプレス技術によって連続性フィルムを製造した場合、相転移物質がマイクロカプセルに均一に分布しないという問題を有する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第一の課題は、コーティングを行う場合、溶剤がマイクロカプセルに損傷を与えるという問題が発生することなく、高温に対する耐久性に優れ、持久性と、好ましい洗浄性を具える蓄熱材料を閉じ込めた水性ポリウレタンマイクロカプセルの繊維複合物の製造方法を提供することにある。
また、本発明の第二の課題は、前記製造方法により得られる潜熱変化効果を奏する繊維複合物を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、従来の技術に見られる欠点に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法、即ち、熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを繊維に複合させた繊維複合物の製造方法において、
該水性ポリウレタンマイクロカプセルは、水性ポリウレタンを用い、界面重合法によって製造されるものであって、水と水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤を高速乳化し、６０〜９０℃の温度条件で反応させて溶剤を除去した後、熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを生成させ、
さらに該マイクロカプセルに、水性高分子バインダを添加して繊維構造体上に複合させる方法により、前記の課題を解決できる点に想到し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
かくして、本発明によれば、
熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを繊維と複合させてなる繊維複合物の製造方法であって、
水と水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤を高速乳化し、６０〜９０℃の温度条件で反応させた後、溶剤を除去し、熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを生成させ、
さらに該水性ポリウレタンマイクロカプセルに水性高分子バインダを添加して繊維構造体上に複合させることを特徴とする潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、
請求項１ないし１５のいずれかの１項に記載の製造方法により得られる潜熱効果を有する繊維複合物
が提供される。
【００１４】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明は、熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを繊維に複合させた繊維複合物の製造方法であって、
該水性ポリウレタンマイクロカプセルを水性ポリウレタンを用い、界面重合法によって製造する方法において、水と水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤を高速乳化し、６０〜９０℃の温度条件で反応させて溶剤を除去し、熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを得て、
さらに該マイクロカプセルに水性高分子バインダを添加して繊維構造体上に複合させることからなる潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法を提供するものであるが、さらに好ましい実施の態様として次に挙げるものを包含する。
【００１５】
すなわち、請求項２に記載する潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記水性ポリウレタンとして、２，２−ジ（ヒドロキシメチル基）プロピオン酸トリエチル基アミン塩を含む水性ポリウレタンを用いる方法である。
【００１６】
請求項３に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記水性ポリウレタンとして、スルホン酸ナトリウム塩を含む水性ポリウレタンを用いる方法である。
【００１７】
請求項４記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記水性ポリウレタンとして、２，２−ジ（ヒドロキシメチル）プロピオン酸トリエチルアミン塩と、スルホン酸ナトリウム塩とを含む水性ポリウレタンの混合物を用いる方法である。
【００１８】
請求項５に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記熱保存マイクロカプセル材料としてアクリル酸アルキルエステル化合物を用いる方法である。
【００１９】
請求項６に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記熱保存マイクロカプセル材料としてアクリル酸アルキルエステル化合物の混合物を用いる方法である。
【００２０】
請求項７に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、アクリル酸アルキルエステル化合物として、アルキル基の炭素数が１〜２６であり、アクリル酸アルキルエステルの炭素数が４〜３８のアクリル酸アルキルエステル化合物を用いる方法である。
【００２１】
請求項８に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記繊維として織物を用いる方法である。
【００２２】
請求項９に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記繊維として不織物を用いる方法である。
【００２３】
請求項１０に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、前記繊維として繊維構造体を用いる方法である。
【００２４】
請求項１　１に記載する熱変化効果を具える繊維複合物の製造方法は、水性ポリウレタンマイクロカプセルの重量比が２０〜８０％であって、水性高分子バインダの重量比が８０〜２０％である混合物を用いる方法である。
【００２５】
請求項１２に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、水性高分子バインダとして水性ポリウレタンを用いる方法である。
【００２６】
請求項１３に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、水性高分子バインダとして水性アクリル酸エステルを用いる方法である。
【００２７】
請求項　１４に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、水性高分子バインダとしてポリエチレングリコールを用いる方法である。
【００２８】
請求項１５に記載する熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法は、水性高分子バインダとして高級脂肪酸アルキルエステルを用いる方法である。
【００２９】
請求項１６に記載する熱変化効果を有する繊維複合物は、繊維上に熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルを複合させてなるものである。
【００３０】
請求項１７に記載する潜熱変化効果を有する繊維複合物は、前記繊維が、織物、不織物又は繊維構造体からなるものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法を提供するのであって、水性ポリウレタンを含むマイクロカプセルを繊維複合物に応用するものである。主に水性ポリウレタンを用い、界面重合法で熱保存（放出）材料を閉じ込めたマイクロカプセルを作成し、さらに繊維上に複合させ保温効果を有する織物を得る。
かかる、潜熱変化効果を有する繊維複合物の製造方法により得られる繊維複合物の構造と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【００３２】
【実施例】
図１に本発明による製造方法を開示する。
図面によれば水および水性ポリウレタンを混合した熱保存（放出）材料、架橋剤及び溶剤とを高速乳化し６０〜９０℃の温度条件で３時間反応させた。ついで溶剤を除去して熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルを得た。
【００３３】
該マイクロカプセルに閉じ込められた熱保存（放出）材料として、アルキル基の炭素数が１〜２６、アクリル酸アルキルエステルの炭素数が４〜３８のアクリル酸アルキルエステル化合物を用い温度変化が０〜８０℃の熱保存（放出）材料を用い、従来のパラフィンワックスの代替とする。水性ポリウレタンは、２，２−ジ（ヒドロキシメチル）プロピオン酸トリエチルアミン塩、スルホン酸ナトリウム塩を含む水性ポリウレタンを含む又は、２，２−ジ（ハイドロメチル）プリピオン酸トリエチルアミン塩とスルホン酸ナトリウムを含む水性ポリウレタンの混合物を含むものである。
【００３４】
以下、本発明の製造方法に基づいて行なった実施例を挙げて説明する。
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前記水溶物質を４０〜６０℃に加熱して、４０〜６０℃の油溶物質に加え、４５００ｒｐｍの高速乳化を行ない、均質化した後、６０〜９０℃に加熱し、３時間後さらに回転濃縮手段で溶剤を除去し、粒径１〜５μｍ、４０％固形成分を得た。
【００３５】
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【００３６】
前記水溶物質を４０〜６０℃に加熱して、４０〜６０℃の油溶物質に加え、４５００ｒｐｍの高速乳化を行ない均質化した後、６０〜９０℃に加熱し、３時間後さらに回転濃縮手段で溶剤を除去し、粒径０．５〜２μｍ、３０％固形成分を得た。
【００３７】
以上の如き操作により得られた水性ポリウレタンを含むマイクロカプセルは、さらに水性高分子バインダを添加することによって、繊維織物上に複合させることができた。完成した製品の実施例を以下に説明する。
【００３８】
実施例３：熱保存（放出）材料水性ポリウレタンマイクロカプセルのコーティング
【表１】
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【００３９】
本発明に開示する技術は、グラビア印刷技術、高温グラビア印刷技術、低温グラビア印刷技術、熱プラスチックスプレー技術又は熱プラスチックプレス技術などのコーティング技術に応用することができる。
【００４０】
以上は、本発明の好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。従って、当業者のなし得る修正又は変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の範囲に属するものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、従来の技術に比して新規な構成からなり、その効果は次のとおりである。
１．本発明における水性ポリウレタンは、界面重合法を利用して熱保存（放出）材料を閉じ込めてマイクロカプセル化したものである。従って、好ましい弾性を有し、後処理のコーティング加工において容易に破砕するようなことがない。
２．本発明における熱保存（放出）材料によって作製される水性ポリウレタンマイクロカプセルは、メチルアデヒドを使用しないので、メチルアデヒドが織物に残留する問題が発生しない。
３．本発明における熱保存（放出）材料のアクリル酸アルキルエステル化合物は、アルキル基の炭素数が１〜２６で、アクリル酸アルキルエステルの炭素数が４〜３８である。その温度変化の範囲は、０〜８０℃であって、パラフィンワックスの代替となる。
４．本発明における熱保存（放出）材料の水性ポリウレタンマイクロカプセルは、水性マイクロカプセルに水性高分子バインダを加え、コーティング技術を利用して繊維上を被覆するので、マイクロカプセルが損傷をうける恐れが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における製造工程を表すフローチャートである。
【図１】
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