バイオセラミック添加剤を用いた3次元PETニットの熱挙動の検討

Investigation of Thermal Behavior of 3D PET Knits with Different Bioceramic Additives.

• Audronė Sankauskaitė
• Vitalija Rubežienė
• Diana Kubilienė
• Aušra Abraitienė
• Julija Baltušnikaitė-Guzaitienė
• Kristina Dubinskaitė

抄録

本研究の目的は、遠赤外線(FIR)を高吸収するバイオセラミック添加剤を用いたポリエチレンテレフタレート(PET)3Dニットの熱挙動を調査することである。セラミック材料はよく知られており、断熱材として有用である。セラミック添加剤の種類と織物への組み込みのためのコーティング方法の違いを比較するために、保温機能を有する数種類のセラミック化合物を選択した：ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、シリコン(Si)添加剤をスクイーズパダーへの含浸で、チタン(Ti)をスクリーン印刷法で適用した。バイオセラミック添加剤を添加した3D PETニットの温度調節特性(耐熱性,保温効果,通気性)を評価した。本研究では、走査型電子顕微鏡（SEM）像を用いて被覆布帛の形態を解析し、蛍光X線分析（XRF）を用いて、処理に用いた各製剤中の熱容量の高い鉱物の数を評価した。その結果、Tiセラミック添加剤を含む製剤で被覆したニットが最も効果的な熱挙動を示した。さらに、フーリエ変換赤外分光分析(FTIR)により、Tiセラミックスを添加したニットのより優れた熱蓄積効果が確認された。また、Tiセラミック添加剤を添加した立体編物は、試験した試料の中で最も高い放射率を示し、この試料が他の試料よりも効率的にエネルギーを放射していることを示唆していると判断された。

The purpose of this study is to investigate the thermoregulatory properties of polyethylene terephthalate (PET) 3D knitted materials with bioceramic additives which are highly absorbing far-infrared (FIR) radiation. Ceramic materials are well-known and useful for thermal insulation applications. In order to compare different types of ceramic additives and coating methods for their incorporation into textile, several types of ceramic compounds with heat-retaining function were selected: germanium (Ge), aluminum (Al) and silicon (Si) additives were applied by impregnation in squeezing padder and titanium (Ti) by the screen printing method. The thermoregulatory properties (thermal resistance, heat-retaining effectiveness and air permeability) of 3D PET knits with bioceramic additives were estimated. In this study scanning electron microscopy (SEM) images were used to analyze the morphology of coated fabrics, X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) analysis was applied to evaluate the number of minerals with high heat capacity in each formulation used for treatment. The knits coated with a formulation containing Ti ceramic additives demonstrated the most effective thermal behavior. Furthermore, better heat accumulation effectiveness of Ti ceramics containing knits was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis. It was also determined that 3D knitted fabric with Ti ceramic additives showed the highest emissivity among tested samples and the implication is that this sample radiates its energy more efficiently than others.