JP2012112078A - 弾性経編地 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性糸を含有する編地において、伸長時瞬間的に温度が上昇し、編地の伸縮を繰り返しても永続的に伸長時発熱する弾性経編地を提供する。
【解決手段】非弾性糸と弾性糸とからなる編地であって、１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上であることを特徴とする弾性経編地。さらに、弾性糸の少なくとも一部がルーピング組織で編成され、弾性糸相互が弾性糸の交差部で固定されている弾性経編地。
【選択図】なし

Description

本発明は、弾性糸を含有する布帛において、伸長時瞬間的に温度が上昇する弾性経編地を提供するものである。

従来、保温衣料等、着用時に温度が上昇する衣服として、セルロース等の吸湿発熱繊維を混合した布帛により衣服を製造し、着用時の人体からの不感蒸泄や発汗により発熱させる衣服が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、吸湿発熱繊維は、繊維の吸湿量が飽和に達すればそれ以上発熱することは無く、発熱時間が短いばかりでなく、吸湿量が飽和に達した後は、繊維中の水分により冷感を感じることさえあった。
さらに、吸湿発熱以外の発熱布帛および発熱衣服として、面状発熱体および線状発熱体などのヒーターを衣服に組み込むことなどが知られているが、いずれも、電気により発熱するもので、衣服とした際は重くなり、電極も必要で動きにくい衣服となる。

この様に、現在、着用時温度が上昇する衣服で、動きやすくて軽い衣服としては、吸湿発熱以外は見あたらないが、吸湿発熱する布帛は吸湿という制約があるため吸湿発熱に限界があり、衣服として着用していて永続的に発熱し、しかも、軽くて動きやすい衣服は見られない。

特開２００３−２２７０４３号公報

本発明の目的は、弾性糸を含有する編地において、伸長時瞬間的に温度が上昇し、編地の伸縮を繰り返しても永続的に伸長時発熱する弾性経編地を提供することであり、この弾性経編地を、インナー、スポーツウェアなどの衣服に縫製することにより、保温性、伸長部位の筋肉や関節を暖めることによる怪我の防止、および脂肪燃焼効果を期待できる製品を提供することである。

本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意検討の結果、非弾性糸と弾性糸とからなる編地であって、１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上であることを特徴とする弾性経編地により上記目的が達成出来ることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。

（１）非弾性糸と弾性糸とからなる編地であって、１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上であることを特徴とする弾性経編地。
（２）弾性糸が４０ｇ／ｍ²以上含有されることを特徴とする上記（１）に記載の弾性経編地。
（３）弾性糸の少なくとも一部がルーピング組織で編成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の弾性経編地。
（４）弾性糸相互が弾性糸の交差部で固定されていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の弾性経編地。

本発明の弾性経編地が配された衣服は、膝や腕の曲げ伸ばしにより編地が１℃以上発熱して暖かく、保温性に優れると共に、伸長部位の筋肉を暖めることにより怪我の防止効果を有し、また脂肪燃焼効果も有する。さらに、冬季運動時に着用すると、発熱により筋肉温度低下を防止でき、筋肉温度低下による運動機能低下の防止を期待できる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の弾性経編地は、経編機により製造される非弾性糸と弾性糸とからなる経編地であって、編地１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上であることを特徴とする。
本発明における瞬間発熱温度とは、伸縮以外に外部からのエネルギー供給を受けない条件下で、弾性経編地を１００％伸長し、次いで緩和してもとの長さに戻す工程を１回とする繰り返し伸縮を、１００回行った後、１００回目の１００％伸長時の編地温度をサーモグラフィで測定し、試験開始前の編地温度との差から算出された値である。

１００回目の１００％伸長時の編地温度が試験開始前編地温度より高くなれば、瞬間発熱していることを示し、本発明の弾性経編地はこの方法により測定した瞬間発熱温度が、１℃以上あることが必要である。１℃未満の瞬間発熱温度では、ほとんど発熱を感じられず、発明の目的が達成できない。従い、１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上、好ましくは１．５℃以上が必要である。瞬間発熱温度が高いほど好適であり、人体に悪影響を与えない範囲であれば上限は特に限定されないが、瞬間発熱温度を高くするために弾性繊維の含有量が多くなりすぎると編地がハイパワーとなって衣料として動き難くなるため、瞬間発熱温度は１０℃以下であることが好ましい。なお、発熱温度の測定については、実施例にて具体的に示す。

本発明の弾性経編地において、１００％伸長時の瞬間発熱温度を１℃以上とするには、弾性経編地中に弾性糸を４０ｇ／ｍ²以上含有させることが好ましく、弾性糸を多く含有するほど発熱温度が高くなり、より好ましくは５０ｇ／ｍ²以上、さらに好ましくは５５ｇ／ｍ²以上である。しかし、弾性糸の含有量が多くなり過ぎると編地重量が増し、また、編地がハイパワーとなって衣料として動き難くなるため、２００ｇ／ｍ²以下が好ましい。

本発明による弾性経編地は、上記の弾性糸含有量のみにより発明の効果が発揮できるものでなく、弾性糸の少なくとも一部がルーピング組織で編成されている事により、本発明の目的が好適に達成できる。即ち、少なくとも１枚の筬に供給される弾性糸のループ構造がルーピング組織であることが好ましく、複数枚の筬に弾性糸を使用する際も、少なくとも１枚の筬はルーピング組織とすることが好ましい。

本発明における弾性糸のルーピング組織としては、例えば、チェーン（１０／０１）、デンビー（１０／１２）、コード（１０／２３、１０／３４）およびサテン（１０／４５、１０／５６）等のシンカーループの振り量を変えた組織、あるいは、アトラス（例えば１０／１２／２３／３４／３２／２１、１０／２３／４５／６７／５４／３２）のような変化柄、およびオーバーラッピング時に２針に弾性糸を供給する２目編（例えば２０／１３、２０／２４）等が挙げられ、閉じ目組織以外にも開き目組織やそれらを混合しての使用も可能である。

また、伸長時発熱効果をさらに発揮するためには、弾性糸の振りを１０／２３、１０／３４等の２針以上の振りとするか、２０／１３、２０／２４等の２目編とすることが好ましい。また、弾性糸の糸配列については特に限定はなく、筬に総詰（オールイン）、弾性糸を１本おきに筬通しする１イン１アウトなど、任意な糸配列が可能であるが、筬に総詰（オールイン）で編成する方法は、弾性糸の含有量を増加しやすく、また、緻密で均一に発熱する編地となるので好ましい。

本発明による弾性経編地は、弾性糸のルーピング組織が可能なトリコットおよびラッセル等の経編機により製造でき、弾性糸は１枚筬のみでなく、２枚筬、３枚筬等の複数筬で編成することも可能で、少なくとも１枚の弾性糸はルーピングされている事が好ましく、いずれの弾性糸もルーピングされている事がさらに好ましい。

また、編地中の弾性糸は、交差している部分で部分的に溶解し、弾性糸相互が融着して固定されている、あるいは、弾性糸の交差している部分が変形し、弾性糸相互が噛み合って固定されているなど、弾性糸相互が弾性糸の交差部で固定されているのが好ましく、このような状態であれば、伸長時の発熱効果が高くなる。なお、弾性糸が交差している部分には、ニードルループ相互が交差している部分、ニードルループとシンカーループが交差している部分、およびシンカーループ相互が交差している部分があるが、本発明において、弾性糸が交差している部分とは少なくともニードルループ相互の交差部をいい、編地中上下に連続するニードルループのループ上部とループ下部の弾性糸相互が交差部で固定されているものである。

弾性糸相互を交差部で固定する方法については、熱により固定するのが簡単であり、染色加工時のピンテンター等を使用するヒートセット時の温度を、１８５℃以上の高温にして編地を通せば弾性糸は固定し易くなり、固定が不十分な場合は、ヒートセット時間を長くするか、ヒートセット温度を２００℃を超えない範囲で高くすれば良い。ヒートセット温度を２００℃以上にして３０秒以上の加熱を行なうと、弾性糸および非弾性糸ともに脆化や黄変する危険があるため、ヒートセット温度は２００℃を超えないように設定する。

弾性糸相互の交差部の固定状態を判別するには、弾性経編地中の非弾性糸を溶解し、弾性糸のみの編地とした後に、顕微鏡により交差部が固定されているかどうか判別可能であり、弾性糸相互の交差部が軽く伸長して簡単に剥離しない場合は固定されていると判断できる。弾性経編地の非弾性糸を溶解できない場合は、顕微鏡により観察して弾性経編地中の非弾性糸を切断して取り除き、弾性糸のみとして弾性糸相互の交差部が固定されているかどうかの判別が可能である。なお、弾性糸相互後の交差部が固定されている編地でも、編地中の全ループの交差部が固定されている必要はなく、編地面積の６０％以上が固定されていれば良い。

本発明による弾性経編地に使用する弾性糸は、ポリウレタン系およびポリエーテルエステル系の弾性糸で、例えばポリウレタン系弾性糸では、乾式紡糸又は溶融紡糸したものが使用でき、ポリマーや紡糸方法には特に限定されない。弾性糸の破断伸度は４００％〜１０００％程度のもので、かつ、伸縮性に優れ、染色加工時のプレセット工程の通常処理温度１８０℃近辺で伸縮性を損なわないことが好ましい。また、弾性糸に、特殊ポリマーや粉体添加により、高セット性、抗菌性、吸湿、吸水性等の機能性を付与した弾性糸も使用可能である。弾性糸の繊度については、１０〜１６０ｄｔ程度の繊維の使用が可能で、編地製造が容易な、２０〜８０ｄｔ程度の弾性繊維の使用が好ましい。

さらに本発明の弾性経編地は、弾性糸に無機物質を含有する事が可能で、含有する無機物質の性能を加味した編地とすることが出来、例えば、酸化チタンを含有させると、弾性経編地の発熱を酸化チタンに蓄え、遠赤外線効果による保温性が付与できる。無機物質の含有法については、弾性糸の紡糸原液に無機物質を含有させて紡糸する方法が最も簡単に含有させることが可能である。本発明でいう無機物質とは、酸化チタン等のセラミックス、カーボン、カーボンブラック等、無機物単体及び／または無機化合物であり、弾性糸の紡糸の障害とならない様、微粉末状が好ましい。これら無機物質を弾性糸に１〜１０重量％含有していることが好ましく、無機物質を含有することにより、弾性経編地の発熱時、保温効果をより効果的に発揮する事が可能となる。なお、無機物質は少ないと保温効果が小さく、多すぎると紡糸時や伸長時に糸切れする事があるため、１〜１０重量％の含有が好ましく、より好ましくは、２〜５重量％の含有である。

本発明の弾性経編地の発熱効果についてさらに検討した結果、弾性経編地を衣服に縫製し着用した際、突っ張り感がなく快適な着用感と、本発明の効果を発揮するためには、経方向応力が８０〜６００ｃＮ（センチニュートン 以下同じ記号を使用する）であることが好ましく、より好ましくは１００〜５００ｃＮである。さらに、経方向伸度も重要で、経方向応力の規定範囲内で、経方向伸度が５０〜２５０％であることが好ましく、より好ましくは、６０〜２１０％である。この範囲であれば、快適な着用感と良好な発熱性が発揮できる。経方向応力が６００ｃＮより大きい場合、または、経方向伸度が５０％未満では着用時の突っ張り感が強く、着用していて疲れる衣服となり、経方向応力が８０ｃＮ未満の場合、または、経方向伸度が２５０％より大きい場合は、発熱効果が小さく本発明の目的が達成できない編地となる場合がある。さらに、弾性経編地の伸長回復率も重要で、伸長回復率は、経方向、緯方向ともに、９０％以上の弾性経編地であることが好ましい。伸長回復率が９０％未満の場合は、繰り返し伸縮時の発熱量の低下を招き好ましくない。なお、経方向応力、経方向伸度、伸長回復率の測定法は、実施例にて具体的に示す。

本発明の弾性経編地は特に限定はされないが、経方向と緯方向の伸度比が１．０〜２．５である事が望ましく、この伸度比の弾性経編地で衣服縫製した場合、適度な締め付け感があり、身体の曲げ伸ばしも楽に行える。伸度比が、１．０未満では、身体の曲げ伸ばし時、突っ張り感があり、着心地の良くない衣服となる。伸度比が２．５より大きい場合は、身体の曲げ伸ばし時にシワが発生したり、編地に弛みが生じる事があり好ましくない。従って、編地の経方向と横方向の伸度比が１．０〜２．５であることが好ましく、より好ましくは１．２〜２．３である。なお、本発明でいう伸度比は、上記伸度を、経方向、緯方向とも測定し、次式により求める。
伸度比＝（経方向伸度）／（緯方向伸度）
本発明の弾性経編地の衣服縫製例として、着用時の製品伸度が大きい方向が編地の高応力方向となる様縫製すればよく、例えば、経方向が緯方向より高応力の弾性経編地の場合、足首までのレギンス調のボトムを縫製するに際し、膝は経方向の製品伸度が高くなるので、編地経方向に足を入れる方向で縫製すれば発明の効果が発揮しやすくなる。

本発明に用いる非弾性糸として、ポリエステルおよびポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維並びにポリプロピレン等の合成繊維、さらに、キュプラやレーヨン、綿および竹繊維等のセルロース系繊維、羊毛等の獣毛繊維等、あらゆる繊維の使用が可能である。また、これらのブライト糸、セミダル糸およびフルダル糸等を任意に使用でき、繊維の断面形状も丸型、楕円型、Ｗ型、繭型および中空糸等任意の断面形状の繊維が使用可能であり、繊維の形態についても特に限定されず、原糸および仮撚等の捲縮加工糸が使用できる。さらに、長繊維でも紡績糸でもよく、また、２種以上の繊維を撚糸、カバーリングおよびエアー混繊等により混合した複合糸の使用も可能である。さらには、繊維自体での混合ではなく、編機上での２種以上の繊維の混合も無論可能で、２種以上の繊維をそれぞれに対応する筬を準備して編成すればよい。
繊維の太さについては、１５〜１６０ｄｔ程度の繊維の使用が可能で、編地の破裂強度や厚み感から、２０〜１１０ｄｔ程度の繊維の使用が好ましい。なお、綿や羊毛使用時はそれぞれ換算式により使用繊維の太さを求めれば良い。
また、弾性糸と非弾性糸の比率については特に限定されないが、非弾性糸の比率が３０〜８０％であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜７５％である。非弾性糸の比率が３０％未満では染色堅牢度が低下したり、編地の強度が十分に得られないことがあり、非弾性糸の比率が８０％より多いと、十分な伸長発熱効果が発揮できない。

本発明に用いる非弾性糸は無機物質を０．３〜５重量％含有していることが好ましく、特にポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維およびセルロース系繊維の場合は含有していることが好ましい。無機物質を含有することにより、弾性編地の発熱時、保温効果をより効果的に発揮する事が可能となる。なお、無機物質は、少ないと保温効果が小さく、多すぎると紡糸時や伸長時に糸切れする事があるため、０．５〜５重量％の含有がさらに好ましく、特に好ましくは、０．４〜３重量％の含有である。

本発明の弾性経編地では、非弾性糸にセルロース等の吸湿発熱する素材を使用すれば、着用時吸湿により発熱し、運動することによっても発熱する事になり、本発明の効果をより発揮することが可能である。さらに、紡績糸の使用や起毛により発熱した熱を逃がし難くでき、保温効果を高めることも可能である。

本発明による弾性経編地は、トリコットおよびラッセルの経編機により製造可能で、シングル経編機およびダブル経編機のいずれの使用も可能である。これらの編機のゲージについては、任意なゲージの編機が使用可能であるが、２０〜４０ゲージ程度の編機の使用が好ましく、ゲージが粗いと編地の審美性が良くなく、編機のゲージがハイゲージになるほど伸縮性が不良となり、本発明の効果を発揮し難くなる。

本発明の弾性経編地の染色仕上げ方法は、通常の染色仕上げ工程が使用でき、使用する繊維素材に応じた染色条件とし、使用する染色機も液流染色機、ウインス染色機およびパドル染色機など任意で、吸水性や柔軟性を向上させる加工剤の使用も行える。

以下、実施例により本発明を詳述する。無論、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例における評価は以下の方法により行なった。
（１）瞬間発熱温度
瞬間発熱温度の測定は、デマッチャー試験機を使用し、伸長および緩和（戻し）を繰り返した後、サーモグラフィで発熱量を測定した。
繰り返し伸縮機：デマッチャー試験機（（株）大栄科学精器製作所製）
試料の大きさ：長さ１００ｍｍ（把持部除く）、幅６０ｍｍ
測定環境：温度２０℃、湿度６５％ＲＨの恒温恒湿条件。伸縮以外に外部からのエネルギー供給を受けない状態で測定する。
伸長量：長さ方向に１００％
繰り返し伸縮サイクル：１回／秒
発熱温度測定：繰り返し伸長１００回目の１００％伸長時の試料表面温度をサーモグラフィで測定。サーモグラフィの放射率は、１．０に設定。
発熱温度評価：測定する試料の表面最高温度を読み取り、伸縮前に比べ何度上昇したかを発熱温度とする。

（２）弾性糸含有量
編地中の弾性糸含有量（ｇ／ｍ²）を、次の方法により求め、小数点一桁を四捨五入する。
編地中の非弾性糸を溶解等により除去し、弾性糸のみの重量を測定して換算する。非弾性糸を除去することが困難であれば、重量測定後の編地から、弾性糸を溶解等により除去し、非弾性糸のみの重量を測定して、重量減少した分を弾性糸重量とする。

（３）弾性糸相互の固定
弾性糸相互が交差部で固定されているかどうかを、前記の方法で５０ヶ所の弾性糸相互の交差部が固定されているかどうかを下記評価基準に従って判定し、○および△を合格とした。
○ ： 交差部の８０％以上が固定されている。
△ ： 交差部の６０％以上、８０％未満が固定されている。
× ： 交差部の固定が６０％未満である。

（４）応力
経方向応力を次の方法により測定する。
試料の大きさ：長さ１００ｍｍ（把持部除く）、幅２５ｍｍ
引張り試験機：テンシロン引張り試験機
初荷重：０．１Ｎ
引張り、戻し速度：３００ｍｍ／分
引張り長：編地を８０％まで伸長。
測定：上記条件で伸長、戻しを３回繰り返し、３回目の８０％伸長時応力を求める。

（５）伸長回復率
伸長回復率を次の方法により測定する。
試料の大きさ：長さ１００ｍｍ（把持部除く）、幅２５ｍｍ
引張り試験機：テンシロン引張り試験機
初荷重：０．１Ｎ
引張り速度：３００ｍｍ／分
引張り長：８０ｍｍ（８０％伸長）
引張り回数：３回伸縮を繰り返す。
測定：上記条件で編地の繰り返し伸縮３回目の伸長回復率を、次式により求める。
伸長回復率（％）＝［（１８０−ａ）／８０］×１００
ａ：繰り返し伸長３回目の応力が０になるときの試料長さ（１００ｍｍ＋残留歪）

［実施例１］
２８ゲージのトリコット経編機を使用し、バック筬に弾性糸４４ｄｔ（商品名ロイカＣＲ：旭化成せんい（株）製、以下弾性糸は全て同じ商品名）、フロント筬にナイロン原糸１７ｄｔ／７ｆを準備し、次の組織で編成した。
フロント筬 １０／２３
バック筬 １２／１０
編成できた編地を連続精練機でリラックスおよび精練を行い、次いで１９０℃で１分間プレセットを行い、その後、液流染色機でナイロンの染色を行った。染色後に柔軟仕上げ剤をパディングして、１７０℃で１分の条件で仕上げセットを行い弾性経編地とした。
得られた編地の性能を評価し、結果を表１に示すが、本発明の弾性経編地は、伸長時瞬間発熱温度が１℃以上となり、目標とする編地となった。

［実施例２〜５、比較例１〜２］
実施例１に於いて、弾性糸の振り幅、編成時のランナー、弾性糸の繊度を変更し、さらに、染色加工時に編地の追い込み量、編地の幅出しセット条件等の染色加工条件を変更して各種の編地を製造した。
得られた編地の性能を評価し、結果を表１に示す。

［実施例６］
３２ゲージのトリコット経編機を使用し、バック筬に弾性糸２２ｄｔ、ミドル筬に弾性糸２２ｄｔ、フロント筬にナイロン原糸３３ｄｔ／３４ｆを準備し、次の組織で編成した。
フロント筬 １０／２３
ミドル筬 １２／１０
バック筬 １０／１２
編成できた編地を連続精練機でリラックスおよび精練を行い、次いで１９０℃で１分間プレセットを行い、その後、液流染色機でナイロンの染色を行った。染色後に柔軟仕上げ剤をパディングして、１７０℃で１分の条件で仕上げセットを行い弾性編地とした。
得られた編地の性能を評価し、結果を表１に示すが、本発明の弾性編地は、伸長時瞬間発熱温度が１℃以上となり、目標とする編地となった。

［実施例７］
２８ゲージ（インチ）のラッセル経編機を使用し、バック筬に弾性糸２２ｄｔ、ミドル筬に弾性糸７８ｄｔ、フロント筬にナイロン原糸４４ｄｔ／３４ｆを準備し、次の組織で編成した（トリコットの編成記号で示す）。
フロント筬 ２３／２１／１２／１０／１２／２１
ミドル筬 ００／１１／００／１１／００／１１
バック筬 １０／１２
編成できた編地を連続精練機でリラックスおよび精練を行い、次いで１９０℃で１分間プレセットを行い、その後、液流染色機でナイロンの染色を行った。染色後に柔軟仕上げ剤をパディングして、１７０℃で１分の条件で仕上げセットを行い弾性経編地とした。
得られた編地の性能を評価し、結果を表１に示すが、本発明の弾性経編地は、伸長時瞬間発熱温度が１℃以上となり、目標とする編地となった。

本発明の弾性編地は伸長時に瞬間発熱する編地であり、インナー、スポーツウェアなどの衣服に縫製すれば、保温性、伸長部位の筋肉や関節を暖めることによる怪我の防止、および脂肪燃焼効果を期待できる製品が得られる。

Claims (4)

1. 非弾性糸と弾性糸とからなる編地であって、１００％伸長時の瞬間発熱温度が１℃以上であることを特徴とする弾性経編地。
2. 弾性糸が４０ｇ／ｍ²以上含有されることを特徴とする請求項１に記載の弾性経編地。
3. 弾性糸の少なくとも一部がルーピング組織で編成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性経編地。
4. 弾性糸相互が弾性糸の交差部で固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性経編地。