(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期律第IV族に属する遷移金属の炭化物微粉末と熱可塑性合成重合体との混合物からなる成分Ａが熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂによって被覆されてなる芯鞘型の複合繊維であって，繊維内部に中空部が形成されている田型断面芯鞘型または井型断面芯鞘型の複合繊維であることを特徴とする軽量性に優れた太陽光選択吸収性保温繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，保温性が要求される防寒衣料，スポーツ衣料，テント等のレジャー用衣料等として有用な太陽光選択吸収性保温繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，防寒衣料やスポーツ衣料等においては，透湿性と防水性を有する表地とその裏地との間に中綿を挿入した３層構造とし，中綿の空気層（デッドエアー）を利用して保温性を得てきた。しかしながら，このような３層構造の衣料は，特に動きやすさが要求されるスポーツ衣料としては，重く嵩張り，自由な動きが阻害される欠点を有していた。
【０００３】
近年，アルミニウム，ステンレス，チタン等の金属を蒸着した織編物を裏地として用いることにより体熱を反射する保温性織編物（特開昭５９−１５６７４３号）等が提案されており，これにより用いる中綿の量を少なくしたり，あるいはまったく用いないようにして，前述のごとく，重く嵩張り，自由な動きが阻害される欠点を解消してきた。
しかしながら，アルミニウム，ステンレス，チタン等の金属を蒸着した織編物は，蒸着加工に伴うコストアップ，蒸着加工前の準備工程における織編物の微妙な取扱いによる蒸着斑の発生や，洗濯あるいは着用時の摩擦に起因する蒸着金属の脱落による保温性能の低下等，種々の問題があった。
【０００４】
このような問題を解消すべく，炭化ジルコニウムに代表される遷移金属炭化物等を均一に含有せしめた繊維，あるいは該遷移金属炭化物と熱可塑性合成線状重合体との混練組成物を芯部とし，熱可塑性合成線状重合体を鞘部とする芯鞘型繊維により，太陽光エネルギーを吸収し，吸収した光エネルギーを熱エネルギーに変換する太陽光選択吸収性保温繊維（特公平３−９２０２号）が提案されている。
しかしながら，前者の遷移金属炭化物を均一に含有せしめた繊維の場合，優れた保温性が得られるものの，硬度の高い遷移金属炭化物が繊維表面に露出しているので，紡糸機や織編機のローラー，ガイド，編針，筬等を摩擦によって損傷させるという問題があった。また，後者の芯鞘型繊維の場合，前述の遷移金属炭化物によるローラーやガイド等の損傷は発生しないものの，前者に比べるとその保温効果は少なく，最近スポーツ衣料業界を中心としてさらに高度な保温性が要求されており，このような従来の繊維では新たな要求を達成できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，このような現状に鑑みて行われたもので，従来の保温素材より高度の保温性を有しているにもかかわらず，製造時にローラーやガイド等の損傷が発生することのない軽量性に優れた太陽光選択吸収性保温繊維を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は，上記目的を達成するもので，次の構成よりなるものである。すなわち，本発明は，「周期律第IV族に属する遷移金属の炭化物微粉末と熱可塑性合成重合体との混合物からなる成分Ａが熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂによって被覆されてなる芯鞘型の複合繊維であって，繊維内部に中空部が形成されている田型断面芯鞘型または井型断面芯鞘型の複合繊維であることを特徴とする軽量性に優れた太陽光選択吸収性保温繊維」を要旨とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明について詳細に説明を行う。本発明の保温繊維としては，周期律第IV族に属する遷移金属の炭化物微粉末と熱可塑性合成重合体との混合物からなる成分Ａが熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂによって被覆されてなる芯鞘型の複合繊維を用いる。
【０００８】
ここで，成分Ａおよび成分Ｂに用いる熱可塑性合成重合体としては，ナイロン６，ナイロン６６で代表されるポリアミド系合成重合体，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレートで代表されるポリエステル系合成重合体，ポリエチレン，ポリプロピレンで代表されるポリオレフィン系合成重合体等が挙げられる。
【０００９】
本発明で成分Ａに含有せしめる周期律第IV族に属する遷移金属の炭化物微粉末としては，炭化ジルコニウム，炭化ハフニウム，炭化チタニウム等が挙げられ，本発明では，これらの微粉末のうち，少なくとも１種以上を用いる。
本発明で使用するこの炭化物微粉末は，平均粒径５μｍ以下であることが好ましく，さらに好ましくは１μｍ以下がよい。平均粒径が５μｍを超えると，紡糸工程で濾材の目塞がりや糸切れ等による可紡性の低下等の問題が生じ，たとえ紡糸を行うことができても，延伸工程で糸切れ等の問題が発生するので，好ましくない。
【００１０】
ここで，成分Ａに含有せしめる遷移金属の炭化物微粉末の含有量は，成分Ａと成分Ｂを合わせた繊維重量に対して0.２〜２０重量％の範囲にあることが好ましく，１〜１０重量％の範囲にあるとより一層好ましい。遷移金属の炭化物微粉末の含有量が２０重量％を超えると，保温性の効果が飽和に達するばかりか，繊維の生産性が悪くなり，しかも糸質的に十分な強伸度が得られなくなるので好ましくない。また，遷移金属の炭化物微粉末の含有量が0.２重量％より少ない場合には，目的とする保温性が得られにくくなるので好ましくない。
【００１１】
遷移金属の炭化物微粉末を繊維に含有せしめる方法としては，原料ポリマーに直接混合して紡糸する方法，予め原料ポリマーの一部を用いて高濃度に含有せしめたマスターチップを製造し，これを紡糸時に所定の濃度に希釈調整してから紡糸する方法等がある。
ここで，本発明の繊維の芯部を構成する成分Ａと鞘部を構成する成分Ｂとの重量比については，成分Ａに含有せしめる遷移金属の炭化物微粉末の含有量，繊維中に設ける中空部の中空率，単糸繊度，目的とする保温性能により異なるため，本発明では特に限定しないが，一般には，成分Ａと成分Ｂの重量比（成分Ａ／成分Ｂ）が２０／８０〜８０／２０，好ましくは３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのがよい。成分Ａと成分Ｂの重量比が２０／８０より小さいと，目的とする保温性が得られにくくなる場合があるので好ましくない。また，成分Ａと成分Ｂとの重量比が８０／２０を超えるときには，保温性の効果が飽和に達したり，あるいは繊維製造時に所望の断面形状の糸が得られなかったりする等の問題が起こる場合があるので好ましくない。
【００１２】
本発明では，軽量性および保温性を付与する目的で，繊維中に少なくとも１個以上の中空部を設ける。
ここで，中空部を設ける繊維中の部位については，成分Ａ，成分Ｂのいずれかに設けてもよいし，あるいはその両方に設けてもよい。繊維中に設ける中空部の中空率については，本発明では特に限定しないが，一般には，繊維重量に対し繊維中に設けたすべての中空部のトータル中空率が５〜４０％の範囲にあることが好ましい。中空率が５％より小さいときには，目的とする軽量性，保温性が得られない場合があるので好ましくない。また，中空率が４０％を超えるときには，繊維製造時に所望の断面形状の糸が得られなかったり，あるいは着用中の摩耗により糸割れが発生し，フィブリル化等の問題が起こる場合があるので好ましくない。
【００１３】
本発明では，繊維製造時や得られた繊維を使用して糸加工したり，あるいは製編織する際にローラー，ガイド，編針，筬等の損傷が発生しないようにする目的で，上述の成分Ａを成分Ｂで被覆した断面形状の繊維とすることが必要である。ここで用いた被覆という意味は，成分Ａを繊維表面に露出させないようにすることである。
【００１４】
ここで，本発明の太陽光選択吸収性保温繊維の一例を図面によって説明する。図１の（１）〜（２）は，いずれも本発明の軽量性に優れた太陽光選択吸収性保温繊維の断面を示すものである。（１）は，田型断面芯鞘構造繊維であり，鞘部である最外層７に熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂを配置し，芯部である中間層８に遷移金属の炭化物微粉末と熱可塑性合成重合体との混合物からなる成分Ａを配置し，成分Ａ内部に４個の中空部９を配置した状態の繊維断面を示したものである。（２）は，井型断面芯鞘構造繊維であり，鞘部である最外層１０に熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂ，芯部である中間層１１に遷移金属の炭化物微粉末と熱可塑性合成重合体との混合物からなる成分Ａ，成分Ａの内部に１個の中空部１２を配置した状態の繊維断面を示したものである。
【００１５】
【作用】
本発明で用いる遷移金属の炭化物微粉末は，太陽光の主成分である波長0.３〜２μｍの光エネルギーを吸収し，そのエネルギーを波長２〜２０μｍの熱エネルギーに転換，放射する能力と，人体から放射される波長約１０μｍの熱エネルギーを反射する能力を有している。
このような効果を有する微粉末を含有せしめた繊維は，太陽光を吸収して衣服内に放射するとともに，人体から放射される熱を反射して外部へ逃がさないので，良好な保温性を示す。
しかしながら，上記微粉末を繊維中に均一に含有せしめると，微粉末が紡糸機や織機，編機のローラーやガイド等を摩擦によって損傷させ，工程通過性が悪くなる。また，繊維の芯部に微粉末を含有せしめ，鞘部を熱可塑性合成重合体とする芯鞘型複合繊維の場合，上記問題は解消するものの，繊維中に均一に微粉末を含有せしめた場合に比較して高度の保温性が得られない。
本発明のごとく，遷移金属の炭化物微粉末を含有せしめた成分Ａを熱可塑性合成重合体からなる成分Ｂで被覆しておくと，上記のようなローラーやガイド等の損傷がなく，さらに，本発明のごとく，繊維中に中空部を形成しておくと，繊維の軽量化を図ることができ，しかも，中空部内の空気層（デッドエアー層）が遷移金属の炭化物微粉末の保温効果により暖められ，微粉末を繊維中に均一に含有せしめた繊維と同等以上の保温効果が得られる。さらに，太陽光線量が弱くなったり，あるいは日が沈んだ場合にでも，暖められた空気層による断熱効果を発揮することができるので，保温効果が良好となる。
【００１６】
【実施例】
次に，本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが，実施例における繊維の性能の測定，評価は，下記の方法で行った。
【００１７】
（１）保温性
温度２０℃，湿度６５％の恒温恒湿の室内において，エネルギー源として写真用１００Ｗ白色光源を用い，試料にライトを１０分間照射した後，ライトの電源を切り，５分間放置した。この際，ライト照射前，ライト照射１０分後，消灯５分後の試料の表面温度をサーモビュアＪＴＧ−４２００（日本電子株式会社製，赤外線センサー）にて測定した。
【００１８】
（２）耐摩耗性
図２に示すごとき，直径３mmの真鍮ワイヤー２１のＶ字底部２２に，糸張力が0.５０ｇ／ｄ，走行速度１５０ｍ／分にて繊維試料２３を１０分間走行させた後，真鍮ワイヤーの摩耗の深さを顕微鏡で測定し，次の３段階の基準により判定した。
○：摩耗の深さ２００μｍ以下で，良好
△：摩耗の深さ２００〜３００μｍにて，やや悪い
×：摩耗の深さ３００μｍ以上にて，悪い
【００１９】
（３）軽量性
試料の厚みと目付から比容積を算出し，評価した。
【００２０】
参考例１
まず，フェノールとテトラクロロエタンの等重量混合溶液中で濃度0.５ｇ／デシリットル，温度２５℃にて測定した相対粘度1.３８のポリエチレンテレフタレート９５重量部と，平均粒径0.６μｍの炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化物微粉末）５重量部とを均一に溶融混合したものを成分Ａとし，上記微粉末を添加していないポリエチレンテレフタレートを成分Ｂとして，成分Ａと成分Ｂとの重量比Ａ／Ｂが５０／５０，中空率が２０％である円形断面形状の芯鞘型中空複合繊維を溶融紡糸した。この際，紡糸温度を２８０℃とし，速度３０００ｍ／分にて引き取り，続いて，延伸温度１２０℃，延伸倍率1.５倍，熱処理温度１６０℃にて延伸，熱処理し，太陽光選択吸収性保温繊維７５ｄ／２４ｆを得た。ここで，経糸，緯糸の双方に上述の太陽光選択吸収性保温繊維を用いて，経糸密度１１５本／吋，緯糸密度９０本／吋の平織物を製織し，その生機を用いて常法により精練，プレセット後，Kayalon Polyester Blue ２Ｒ−ＳＬ（日本化薬株式会社製，分散染料）２％owf にて染色し，太陽光選択吸収性保温繊維からなる織物を得た。この繊維との比較のため，下記比較例１〜３により比較用の織物３点を製造した。
【００２１】
比較例１
参考例１において，成分Ｂとして用いたポリエチレンテレフタレートを成分Ａおよび成分Ｂの双方に用い，中空部を設けない他は，参考例１とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。
【００２２】
比較例２
参考例１において，成分Ａとして用いたポリエチレンテレフタレート９５重量部と平均粒径0.６μｍの炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化物微粉末）５重量部との溶融混合物を成分Ｂとし，成分Ｂとして用いたポリエチレンテレフタレートを成分Ａとする他は，参考例１とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。
【００２３】
比較例３
参考例１において，中空部を設けず，さらに，炭化ジルコニウムの糸中濃度を本実施例１と同一にするために，成分Ａとして用いたポリエチレンテレフタレート９５重量部を９６重量部に変え，炭化ジルコニウム５重量部を４重量部に変える他は，参考例１とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。上述のごとくして得られた参考例１および比較用の繊維からなる織物の性能を測定し，その結果を併せて表１に示した。
【００２４】
【表１】
0003753486.tif 000002
【００２５】
表１より明らかなごとく，参考例１の太陽光選択吸収性保温繊維は，比較例１と比較して，耐摩耗性が同等でありながら，保温性，軽量性に優れていた。比較例２は，参考例１とほぼ同等の保温性を有してはいるが，耐摩耗性が悪い。また，比較例３は，参考例１と同等の耐摩耗性を有してはいるが，ライト照射１０分後および消灯５分後の試料温度は，参考例１より低い。
【００２６】
実施例２
まず，ｍ−クレゾール溶媒中で濃度0.５ｇ／デシリットル，温度２０℃にて測定した相対粘度2.６の６ナイロン９５重量部と，平均粒径0.６μｍの炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化物微粉末）５重量部を均一に溶融混合したものを成分Ａとし，上記微粉末を添加していない６ナイロンを成分Ｂとして，成分Ａと成分Ｂの重量比Ａ／Ｂが５０／５０，中空率が３０％である図１の（４）で示す断面形状の複合繊維を溶融紡糸した。この際，紡糸温度を２５０℃とし，速度１５００ｍ／分にて引き取り，続いて，延伸温度が８５℃，延伸倍率2.６倍，熱処理温度１６５℃にて延伸，熱処理し，本発明の太陽光選択吸収性保温繊維６０ｄ／１２ｆを得た。
ここで，経糸，緯糸の双方に上述の太陽光選択吸収性保温繊維を用いて，経糸密度１２０本／吋，緯糸密度９０本／吋の平織物を製織し，その生機を用いて常法により精練，プレセット後，Suminol Fast Yellow ２ＧＰ（住友化学株式会社製，酸性染料）２％owf にて染色し，本発明の太陽光選択吸収性保温繊維からなる織物を得た。
本発明との比較のため，下記比較例４〜６により比較用の織物３点を製造した。
【００２７】
比較例４
本実施例２において，成分Ｂとして用いた６ナイロンを成分Ａおよび成分Ｂの双方に用い，中空部を設けない他は，本実施例とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。
【００２８】
比較例５
本実施例２において，成分Ａとして用いた６ナイロン９５重量部と平均粒径が0.６μｍの炭化ジルコニウム（遷移金属の炭化物微粉末）５重量部との溶融混合物を成分Ｂとし，成分Ｂとして用いた６ナイロンを成分Ａとする他は，本実施例とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。
【００２９】
比較例６
本実施例２において，中空部を設けず，さらに，炭化ジルコニウムの糸中濃度を本実施例２と同一にするために，成分Ａとして用いた６ナイロン９５重量部を９６重量部に変え，炭化ジルコニウム５重量部を４重量部に変える他は，本実施例とまったく同一の方法により比較用の織物を得た。
上述のごとくして得られた本発明および比較用の繊維からなる織物の性能を測定し，その結果を併せて表２に示した。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
表２より明らかなごとく，本発明の太陽光選択吸収性保温繊維は，比較例４に比較して，耐摩耗性が同等でありながら，保温性，軽量性に優れていた。比較例５は，本発明とほぼ同等の保温性を有してはいるが，耐摩耗性が悪い。また，比較例６は，本発明と同等の耐摩耗性を有してはいるが，ライト照射１０分後および消灯５分後の試料温度は，本発明より低い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の太陽光選択吸収性保温繊維は，良好な軽量性，耐摩耗性を有しながら，かつ太陽光の照射時はもとより，照射後日陰に入ってもしばらくは保温性を保つという，従来にはない優れた保温性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （１）〜（２）は，いずれも本発明で用いる遷移金属の炭化物微粉末を含有する繊維の一例を示す断面図である。
【図２】  本発明で用いる繊維の耐摩耗性を評価する装置の要部の見取図である。
【符号の説明】
７，１０  最外層
８，１１  中間層
９，１２  中空部
２１ 真鍮ワイヤー
２２ Ｖ字底部
２３ 繊 維
【図２】
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【図１】
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