JP4435115B2 - 潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は潜熱蓄熱・蓄冷剤内包のマイクロカプセルに関し、特に、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法に関する。

最近、スポーツウェア、スキーウェア、登山ウェアなどいわゆる機能性ウェアが盛んである。

機能性ウェアとしては、体から出る汗を有効に排出する透湿性が一番大切であるが、ウェアの用途により、撥水性、保温性、軽量性の一つか二つ要求されるのが通常である。でも、今回のブームにおいては、消極的な保温性だけでなく、積極的に、例えば特に寒い時に放熱し、体を暖める登山ウェア、または特に熱い時に吸熱し、体を冷やすスポーツウェアなども出て来ている。

この、気温の具合によって自動的に放熱機能または吸熱機能を行うことができるウェアは、本願発明者の観察、研究によれば、シェル内に潜熱蓄熱・蓄冷剤が内包されたマイクロカプセルを樹脂に分散させてからその表面や裏面に塗布してなったクロス（従来例１）、及び、前記マイクロカプセルが散在している繊維で製作されたクロス（従来例２）からなるものに外ならない。

前記潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、潜熱蓄熱・蓄冷剤の選択により確かに、寒い時に体を暖め、または熱い時に体を冷やす機能を有するが、その製造方法には、以下の問題点がある。

まず、従来例１の製造方法については、前記マイクロカプセル含有の樹脂をクロス面に塗布する時、繊維などから編み出されたクロスは通常でこぼこになっているので、塗布工程が難しくなる上、材料の有効的使用も、品質の保証も、うまくできない、という欠点がある。

そして、従来例２の製造方法については、前記マイクロカプセルが散在している繊維で製作されたクロスを登山ウェアやスポーツウェア、スキーウェアに拵える前に、先にクロスの表面に撥水剤を施さなければならず、なお、撥水剤を施すには、前記従来例１における塗布工程と同じような問題点も避けられない、という欠点がある。

ところで、前記従来例１の製造方法も従来例２の製造方法も、潜熱蓄熱・蓄冷剤内包のマイクロカプセルを一種しか入れないので、放吸熱作用は一時的に機能し、通常の、長時間に維持し続ける天候の暑さや寒さへの対応に足りず、まだまだ実用化とは言えない。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。

即ち、本発明は、前記マイクロカプセルのクロスへの付け加えが、繊維作成を経由するのではなく、繊維性クロスへの塗布にもよらないので、前記のような塗布工程による欠点がない、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を提供することをその第１の目的とする。

そして、本発明は、その製品の放吸熱作用が一時的ではなく、所定以上の期間に延長することができる、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を提供することをその第２の目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、まず、シェル内に融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤がそれぞれ内包されたマイクロカプセルをクロス製作用樹脂液内に分散させてクロス成形液を造るクロス成形液配製工程と、前記クロス成形液を平面状の離型性部材に塗布してから加熱により硬化させ、平面状のクロス成形膜を造る塗布成形工程と、前記平面状のクロス成形膜を前記離型性部材から剥がして平面状のクロス材を造る離型工程とからなる、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を提供し、もっと詳しくは、シェル内に融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤がそれぞれ内包されたマイクロカプセルを揮発性補助剤に混ぜるマイクロカプセル懸濁液配製工程と、前記マイクロカプセル懸濁液を親水性のポリウレタン樹脂液内に分散させてクロス成形液を造るクロス成形液配製工程と、前記クロス成形液を平面状の離型性部材に塗布してから加熱により硬化させながら前記揮発性補助剤を揮発させ、平面状のクロス膜を造る塗布成形工程と、前記平面状のクロス膜を前記離型性部材から剥がす離型工程とからなる、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を提供する。

前記方法におけるマイクロカプセルのクロスへの付け加えは、クロスそのものの成形と共に行われるので、塗布によらず、従来の塗布工程による欠点はない。

また、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、均一な厚さを有する平面状のものになるので、内部にストレスを生じなく、裂けたり剥がれたりしにくくて潜熱蓄熱・蓄冷性を長持ちすることができ、品質は従来より遥かに良い。

そしてまた、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包したマイクロカプセルが散在しているので、一時的でなく天候の暑さや寒さの連続的変化に対応して区間的な温度調整をすることができる。さらに、また、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、親水性のポリウレタン樹脂液を使用してなるので、吸汗透湿性がよく、機能ウェア用のクロスとして特に相応しい。

なお、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、平面状になるので、それ自体が機能ウェア用のクロスとされうることはもちろん、他の例えば編み物や織物などのクロスの裏打ちや芯層とされることもできる。

最後に、前記方法は、前記揮発性補助剤の添加如何や種類、添加量など、及び、前記塗布成形工程における加熱の温度、持続時間などの加減により、補助剤の揮発具合や硬化時の発泡速度を調整することができるので、多孔性クロスはもちろん、無孔質クロスをも製造することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、図中、似ているステップや工程、装置には、同一の参照符号を付する。

図１、図２及び図３を参照しながら本発明の第１の実施形態の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を説明する。

図１に示すのは、本発明の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を行う過程の実施例である。

まず、融点が２８℃±１℃である潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包したマイクロカプセル２１（イギリスｓｐｅｃｉｃａｌ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｏｍｐａｎｙ製；以下、「２８℃のマイクロカプセル」と称す）と、融点が３２℃±1℃である潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包したマイクロカプセル２２（以下、「３２℃のマイクロカプセル」と称す）とを揮発性補助剤に混ぜるマイクロカプセル懸濁液配製工程Ａを行う。この工程において、マイクロカプセル２１、２２を均一に懸濁液中に分布させるために、揮発性補助剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエンやメチルエチルケトン（以下、「ＭＥＫ（エムイーケー）」と称す）などの液体を用いることができる。

次に、前記マイクロカプセル懸濁液を親水性のポリウレタン樹脂液内に分散させてクロス成形液を造るクロス成形液配製工程Ｂを行う。親水性のポリウレタン樹脂液としては市販されているものから選択して使用すれば良いが、下記実施例におけるＰＵ１［Ｗｉｃｈｏｆｌｅｘ会社製のＰＵ-８８６Ｍ（商品名）：固形分３０％］、ＰＵ２［Ｗｉｃｈｏｆｌｅｘ会社製のＰＵ-Ｇ２００３（商品名）：固形分１００％］、ＰＵ３［Ｂａｙｅｒ会社製のＰＵ-４３１８９（商品名）：固形分２５％］などが挙げられる。また、場合により、この工程Ｂにおいて顔料を添加することもできる。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、蛍光増白剤、白色顔料、有色顔料、染料等が挙げられる。

次に、前記クロス成形液を平面状の離型性部材に塗布してから加熱により硬化させながら前記揮発性補助剤を揮発させ、平面状のクロス膜を造る塗布成形工程Ｃ、及び前記平面状のクロス膜を前記離型性部材から剥がす離型工程Ｄを行う。

この２工程を行う方式は、もちろんロット式を使用しても良いが、図２に示すような連続式を使用することが好ましい。図２に示すのは、塗布成形工程Ｃ及び離型工程Ｄを行う連続的塗布離型装置１であって、巻出しロール１１と、案内ロール１３と、ロールナイフ１４と、剥離ロール１５と、巻込みロール１２と、加熱装置１７とからなっている。巻出しロール１１と巻込みロール１２は、それぞれそれらの間に掛け渡されている平面状の連続的離型性部材１０（以下、離型材１０と略称する。）を供出または回収するものである。即ち、装置駆動時において、離型材１０は巻出しロール１１から繰り出されながら、巻込みロール１２に繰り込まれ、２のロールの間に案内ロール１３に案内されて一方的に移動する。

クロス成形液の離型材１０への塗布は、巻出しロール１１から繰り出された離型材１０の面上に行われる。離型材１０の面上に塗布されたクロス成形液は、続いて離型材１０と共に移動し、図中のロールナイフ１４と離型材１０との間の隙間を通りかかってロールナイフ１４に所定の膜厚に掻き均される。そして、加熱装置１７に入って加熱により硬化しながら揮発で前記揮発性補助剤を吐出し、平面状の無孔質クロス膜２ａになる。ここまでは塗布成形工程Ｃである。

その後は、クロス膜２ａを離型材１０から剥がす離型工程Ｄである。この工程は、剥離ロール１５により、離型材１０の面上からクロス膜２ａを巻き取るように行われる。

なお、前記離型材１０の素面とロールナイフ１４の刃先との間の間隔は１２０〜３００μｍが好ましいが、下記実施例は通常に要求される厚さ３０〜６０μｍのクロス膜２ａを得ようとするので、１５２μｍを取る。

以下実施例で得られたクロスについて、固形分、粘度、透湿性、延性、引張強度、潜熱量の評価をして、結果を表１に示した。

前記２８℃のマイクロカプセル２１及び前記３２℃のマイクロカプセル２２をそれぞれ２．６重量部取って１０．４重量部のＭＥＫに入れ、よく攪拌してマイクロカプセル懸濁液を造っておく。

そして、前記マイクロカプセル懸濁液を前記ＰＵ１樹脂液内に分散させてクロス成形液を造る。

さらに、架橋剤としてのイソシアン酸を加え、よく攪拌し、完全にクロス成形液内に混ぜ込む。このように造ったクロス成形液は、２６％固形分を有する。該クロス成形液を離型材１０に塗布してから加熱装置１７により硬化させながらＭＥＫを徐々に揮発させ、平面状の無孔質クロス膜２ａを造る。そして、クロス膜２ａを離型材１０から剥がす。それにより、厚さ３５μｍのクロスを得た。

クロスに色を付けるために、クロス成形液を造る際に白色顔料１[大恭化学会社製の８Ｂ０７４（商品名）]をも添加する外、他の手順は全部前記実施例１と同様である。それにより、厚さ４０μｍのクロスを得た。

前記２８℃のマイクロカプセル２１及び前記３２℃のマイクロカプセル２２をそれぞれ２．６重量部取って１０．４重量部のＭＥＫと５０重量部のトルエンとからなる揮発補助剤に入れ、その時、揮発補助剤の揮発をゆっくりさせるために、さらに５０重量部のＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）をも入れ、よく攪拌してマイクロカプセル懸濁液を造っておく。

そして、前記マイクロカプセル懸濁液を前記ＰＵ２樹脂液内に分散させてクロス成形液を造る。また、その後の剥離をしやすくさせるために、クロス成形液を造るに、シリカゲルを含む５重量部の粘度調整剤とトルエンとをクロス成形液内に混ぜ込む。その時、クロスに色を付けるために、白色顔料２[大恭化学会社製の８Ａ２４８（商品名）]をも添加する。そのクロス成形液は、４０％固形分を有する。該クロス成形液を離型材１０に塗布してから加熱装置１７により硬化させながらＭＥＫやトルエンなどの補助剤を徐々に揮発させ、平面状の無孔質クロス膜２ａを造る。そして、クロス膜２ａを離型材１０から剥がす。それにより、厚さ３５μｍのクロスを得た。

クロス成形液を造る際に白色顔料１をも添加する外、他の手順は全部前記実施例３と同様である。それにより、厚さ４０μｍのクロスを得た。

なお、図１、図４及び図５を参照しながら本発明の第２の実施形態の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法を説明する。この実施形態は、第１の実施形態と過程がほぼ同じであるが、塗布成形工程Ｃにおいて、前記クロス成形液を塗布する前に、先に離型材１０の表面に親水性のポリウレタン樹脂液を塗布し、硬化させて樹脂膜２ｂを形成することにより、所定の厚さのもとに製品クロスの引張強度を上げる。その実施例は下記の通りである。

前記２８℃のマイクロカプセル２１及び前記３２℃のマイクロカプセル２２をそれぞれ７．５重量部取って４５重量部のＭＥＫと４９重量部のトルエンとからなる揮発補助剤に入れ、その時、揮発補助剤の揮発をゆっくりさせるために、さらに２７．５重量部のＤＭＦをも入れ、よく攪拌してマイクロカプセル懸濁液を造っておく。前記マイクロカプセル懸濁液を前記ＰＵ３樹脂液内に分散させてクロス成形液を造る。また、その後の剥離をしやすくさせるために、クロス成形液を造るに、シリカゲルを含む７重量部の粘度調整剤とトルエンとをクロス成形液内に混ぜ込む。そのクロス成形液は、２１％固形分を有する。そして、先に離型材１０の表面にマイクロカプセルを含んでいない前記ＰＵ３樹脂液を塗布し、硬化させて樹脂膜２ｂを形成する。そして、前記マイクロカプセルを含んでいるクロス成形液を樹脂膜２ｂ上に塗布してから加熱装置１７により硬化させながらＭＥＫやトルエンなどの補助剤を徐々に揮発させ、樹脂膜２ｂ上に更にマイクロカプセルを内包しているクロス膜２aを形成して平面状の無孔質クロス膜２を造る。そして、クロス膜２を離型材１０から剥がす。それにより、厚さ４０μｍのクロス２を得た。このクロス２におけるクロス膜２aは、厚さがより薄い上、マイクロカプセルをも多く内包しているので、マイクロカプセルの含有密度がより高く、また人体に対する冷やしまたは給熱効果がより良いという利点があり、なお、前記密度の増加によりその引張強度がやや低下するようになることも、樹脂膜２ｂの裏打ちされていることに解消されたので、問題にならない。

以上説明した実施形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲でいろいろと変更して実施できるものである。

叙上のように、本発明による潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法は、従来の塗布工程による欠点はないので、製造に簡単であるうえ、生産品質もが従来より良い。

また、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、均一な厚さを有する平面状のものになるので、潜熱蓄熱・蓄冷性を長持ちすることができ、使用者にとって、もっと経済的である。

そしてまた、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包したマイクロカプセルが散在しているので、天候の連続的変化に対応して区間的な温度調整をすることができ、且つ、親水性のポリウレタン樹脂液を使用してなるので、吸汗透湿性がよく、そのようなクロスを使用する機能ウェアが使用者にとって、もっと着心地が良い。

最後に、前記方法により製造した潜熱蓄熱・蓄冷性クロスは、平面状になるので、多方面に利用されることもでき、実用性が非常に高い。

本発明に係る潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法例を示す流れ図である。 第１の実施形態に係る方法の部分を実施する装置の概略構成を示す図である。 第１の実施形態のクロスの断面図である。 第２の実施形態に係る方法の部分を実施する装置の概略構成を示す図である。 第２の実施形態のクロスの断面図である。

符号の説明

２、２ａ クロス
２ｂ 樹脂膜
２１、２２ マイクロカプセル
１０ 離型材

Claims (5)

1. シェル内に融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤がそれぞれ内包されたマイクロカプセルをクロス製作用樹脂液内に分散させてクロス成形液を造るクロス成形液配製工程と、
   前記クロス成形液を平面状の離型性部材に塗布してから加熱により硬化させ、平面状のクロス成形膜を造る塗布成形工程と、
   前記平面状のクロス成形膜を前記離型性部材から剥がして平面状のクロス材を造る離型工程とからなる、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法。
2. シェル内に融点が異なる潜熱蓄熱・蓄冷剤がそれぞれ内包されたマイクロカプセルを揮発性補助剤に混ぜるマイクロカプセル懸濁液配製工程と、
   前記マイクロカプセル懸濁液を親水性のポリウレタン樹脂液内に分散させてクロス成形液を造るクロス成形液配製工程と、
   前記クロス成形液を平面状の離型性部材に塗布してから加熱により硬化させながら前記揮発性補助剤を揮発させ、平面状のクロス膜を造る塗布成形工程と、
   前記平面状のクロス膜を前記離型性部材から剥がす離型工程とからなる、潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法。
3. 前記マイクロカプセルとして、融点が２８℃±１℃である潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包した第１種類と、融点が３２℃±1℃である潜熱蓄熱・蓄冷剤を内包した第２種類との２種類を使用することにより、熱冷やしクロスを製造する請求項２に記載の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法。
4. 前記塗布成形工程において、前記クロス成形液を塗布する前に、先に前記離型性部材の表面に親水性のポリウレタン樹脂液を塗布して樹脂膜を形成する請求項２に記載の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法。
5. 前記クロス成形液配製工程において顔料をも添加する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の潜熱蓄熱・蓄冷性クロスの製造方法。
   

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