JP2512620B2

JP2512620B2 - 太陽光の集熱性良好な防寒服

Info

Publication number: JP2512620B2
Application number: JP2248022A
Authority: JP
Inventors: 久治 ▲桑▼原; 光坂本
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH04126807A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は中綿を有する太陽光の集熱性が良好な防寒服
に関する。

＜従来技術＞防寒服は、その保温能力を高めるため表地と裏地の間
に中綿が挿入されている。この中綿は、体から発する熱
を外部に逃さないようにするための断熱材的役割として
有効である。従つて、その保温能力を高めるためには挿
入綿量を増す事がなされている。この方法は保温性向上
といつた方法に対しては効果的で有るが、中綿が厚くな
ると防寒服の重量が増し、衣服としての自由度が減少し
て、衣服本来の柔軟性、風合い、美観等が著しく損なわ
れるといつた大きな欠点を有することになる。

＜発明が解決しようとする課題＞このため本発明者らは、この様な欠点のない衣服本来
の柔軟性、風合い、美観を持ち合わせて、自然の太陽熱
を多く取り込む事の出来る優れた集熱性を持つようにし
た、いわば省エネルギーである防寒服を提供する。

＜課題を解決するための手段＞本発明の太陽光吸熱性良好な防寒服は、中綿およびそ
の表面を覆う表面被覆材および裏面を覆う裏面被覆材か
らなる防寒服において中綿を覆う表面被覆材が適度な太
陽光透過性を持つていることを特徴とする。

ここで防寒服とは、一般的に多く用いられている中綿
を有する外衣の事を言い、上着あるいはパンツ（ズボ
ン）の事を指して言う。

本発明は表面被覆材に、太陽光の可視、近赤外線域に
渡つて適度な透過能を持つたもので、太陽光を中綿内部
までよく透過させる事の出来る構造としたものを用い
る。この被覆材の平均分光透過率は、太陽光の放射エネ
ルギーの3/4以上を占めると言われている可視〜近赤外
線域波長0.3〜1.2μｍに渡つて３％以上である事が必要
であり、好ましくは４％以上である。

平均分光透過率；分光光度計を用いて波長0.3〜1.2μｍ
の領域の透過率を0.01μｍ間隔で測定し、その単純平均
を示す。

測定；島津製作所UV−365使用この分光透過率の高い被覆材には、天然あるいは合成
繊維素材のいずれでも用いることが出来、合成繊維素材
としては、透明度の高い素材、例えば酸化チタン、酸化
ケイ素、硫酸バリユウム等の透明性を低下させる添加剤
を実質的に含まない純粋なポリマー程好ましい。また、
透明性は、染色する色調によつて大幅に変化する。一般
に可視光範囲の吸光度が高い程濃色になり、従つて濃色
程太陽光照射による温度上昇が大となるが、表面被覆材
が濃色であると、ほとんどの太陽光は表面で吸収され、
中綿まで太陽光は差し込まない。このため体表面側への
熱移動は、伝熱によつてなされることになる。このため
同一色であれば平均透過率の高い被覆材程、太陽光が中
綿内部に差込むため、中綿内部を早くしかも高温に暖め
ることができる、すなわち、太陽光集熱効果の大きい防
寒服を得ることができる。

本発明のように透過率３％以上を得るためにはＬ^＊値
＝35以上の中色より薄い色調が必要で、それ未満の不透
明に近い糸使いであれば50番手（約10.6dr）以下の細番
手使いで、布帛密度も経緯とも100本/in以下、目付100g
/m²以下で透過率３％以上を達成する事ができる。編織
の組織としては単純な平織が好適である。

このように、被覆材の透過率は大きいほど好ましい
が、表材が織物やニツトのような布帛である場合には、
布帛の気密性が悪くなり中綿が外部に漏れる場合がある
ので透過率は極力低い方が望ましい。しかし、中綿とし
て樹脂綿あるいはキルテイング綿を使用すれば、中綿漏
れの問題は解決することが出来る。また、被覆材は織物
や、ニツトのような上記布帛に限定されるものではな
く、太陽光の可視、近赤外線域に比較的透明性の高いポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン等のプラスチツクフイルムあるいは前記フ
イルムをメツシユの粗い布帛に張り合わせたものでも太
陽光を良く透過する構造となるため外観、風合い等を大
きな問題としなければ返つて良好で有る。

本発明の防寒服を構成する中綿とは、人体内で発生す
る熱を外部に逃さないようにするために断熱材的役割と
して防寒服に挿入された綿の事をさしている。この中綿
は通常ポリエステル繊維が多用されているが本発明に使
用する中綿は天然、合織素材のいずれでもよく、天然と
合成繊維素材を混合したものでも良い。また、繊維の大
きさおよび長さについても、防寒衣用中綿としての基本
的性能を持つていれば特に限定されるものではない。

中綿は短繊維をカーデイングにてウエツブを形成させ
て、そのウエツブを防寒服に直接挿入されたもの、その
ウエツブを布帛にキルテイングして防寒服に縫い合わせ
たもの、ウエツブを熱融着性バインダーを用いて絡合さ
せ絡合不織布として防寒服に挿入させたもの等が有るが
いずれのものでも使用出来る。また、挿入綿量は防寒衣
の要求特性によつて決定すればよく、多ければ多いほど
良好な保温効果を発揮することが前記した外観、風合
い、柔軟性、美観等が損なわれる。集熱効果を発揮させ
るためには目付20g/m²以上150g/m²以下が適等である。
好ましくは30〜120g/m²ある。

さらに本発明では、この中綿として太陽光エネルギー
の3/4以上を占めると言われている波長域である0.3〜1.
2μｍでの平均分光反射率の低い繊維で構成された中綿
を用いることにより、太陽光吸熱性の良好な防寒服とな
しうる。

平均分光反射率；分光光度計を用いて波長0.3〜1.2μｍ
領域の反射率を0.01μｍ間隔で測定し、その単純平均を
示す。

測定；島津製作所UV−365使用この平均分光反射率の低い繊維中綿は、波長0.3〜1.2
μｍの平均分光反射率の低いセラミツクス、顔料、赤外
線吸収剤等を合成繊維構成ポリマーに添加して紡糸する
方法あるいは繊維にセラミツクス、染料、顔料、赤外線
吸収剤等を後加工で付与する方法等によつて得ることが
出来る。平均分光反射率の低いセラミツクスとは、波長
0.3〜1.2μｍの平均分光反射率の低い素材、例えばTiC,
ZrC,C,ZrSi₂,酸化銅等あるいはこれらが混合されたもの
である。また、太陽光吸熱効果の高い染料あるいは顔料
としては、前記セラミツクスと波長0.3〜1.2μｍでの平
均分光反射率の低いもの、たとえば黒色系の染料や顔料
があり、具体的には染料では、Kayalon Poly.Black EX
−SF（日本化薬）、Sumikaron Black S−BL（住友化
学）等が、また顔料ではRudye−W Black RC（大日本イ
ンキ）等が挙げられる。

またこれらに準じた色調を持つ分光反射率の低い各種
染料および顔料が挙げられる。また、赤外線吸収剤とし
ては、アントラキノン系、ポリメチン系、シアニン系、
ジイモニウム系等の化合物があり、具体的には赤外線吸
収剤IR−750,IR−820,CY−２（以上日本化薬）等が挙げ
られる。

セラミツクス等の分光反射率の低い物質を合成繊維構
成ポリマーに練り込む方法としては、通常行われている
方法で特に限定されない。また、本発明において母体と
なる繊維を構成するポリマーとしては、ポリオレフイ
ン、ポリアマイド、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等のポリエステル、ポリアクリ
ロニトリル等、従来より中綿用として使用されている繊
維形成性の高いポリマーが最適である。

後加工で太陽光吸収効率の高い素材を得る方法として
は、染色による方法あるいは樹脂等で分光反射率の低い
前記物質をパツド−キユアあるいはコーテイングによつ
て表面に付着させる方法等があるがいずれにも限定され
るものでは無い。これに使用されている繊維は天然繊
維、合成繊維のいずれでも良く、天然繊維と合成繊維を
混合されたものでも良い。

これら平均分光反射率の低い繊維を得るための各種添
加剤の量は、使用される素材あるいは加工方法等によつ
て異なるが、太陽光の0.35〜1.2μｍの波長域で平均分
光反射率の低い方が良好であり、通常60％以下好ましく
は50％以下になるように前記各種添加剤を添加すれば良
い。

＜作用＞中綿を有する防寒衣において、中綿を覆う被覆材が適
当な可視、近赤外線域の透過能を持つことによつて、太
陽光の集熱性が良好な防寒服の得られる理由について述
べる。

一般的に防寒衣の表地は、中面の吹き出し防止あるい
は防風効果を上げるため、緻密な組織を持つ比較的厚地
の布帛で構成されている。このため緻密な表面のため太
陽光を受けた時、糸と糸の隙間を通つて透過する光が少
なくなり、しかも厚地であるため構成している糸の内部
を通過する光も少なくなり、中綿内部まで太陽光が届き
難い構造となつている。このため太陽光は表地布帛の分
光吸収率（分光放射率）に対応しただけ、表地そのもの
の温度を上昇させるが、中綿内部を直接太陽光で温度上
昇させる事が出来ない。従つて温度上昇した表面布帛の
熱は熱伝導によつて中綿内部方向に移動し、人体表面ま
で伝わる事になるが、中綿は内部に空気層を多く含んだ
断熱材的役割を持つているため人体表面迄は届き難くな
り、結果として暖かさの劣る（太陽光を有効に利用しな
い）防寒服となつているのが現状で有る。

本発明者らは前記問題点を種々考えた上でまつたく逆
の発想から、前記した通常使用されている防寒服に比較
して、粗な組織の表地を持つ薄い布帛の表面で覆われた
中綿を有する防寒服を見い出した。この粗な組織の表面
を使用すると、太陽光を当然透過し易くなるため表地そ
のもので吸収される太陽光の量は少なくなり、透過した
光は中綿内部までさし込んで来ることになる。さし込ん
だ太陽光はその単繊維表面で吸収、反射、透過を繰り返
しながらもほとんどが中綿に吸収されてしまうことにな
る。すなわち前記した緻密な表地を持つ防寒衣とすると
吸収される太陽光は遥かに多くなり、したがつて温度上
昇も早く、高く到達することになる。また、中綿内部ま
で太陽光が差し込んで中綿内部を直接昇温することにな
り、放熱量も少なくなるため熱の利用率が高く温度上昇
も高くなる利点がある。

次に、中綿が可視、近赤外線の分光反射率の低い素材
で構成することによつて、太陽光の集熱性が良好な防寒
服の得られる理由について述べる。粗な組織の表地を使
用すると太陽光を当然透過し易くなるため表地そのもの
で吸収される太陽光の量は少なくなり、透過した光は中
綿内部までさし込んで来ることになる。

本発明の様に中綿がウエツブで構成されていると実質
的に最大黒体に近似した分光吸収能を持つに十分な厚さ
の構造物となつているため、さし込んだ太陽光はその単
繊維表面で吸収、反射、透過を繰り返しながらほとんど
が吸収されることになる。しかし、通常の繊維を用いた
中綿では繊維そのものが前記波長域の太陽光に対して高
い反射率と透明性を持つているため中綿を厚くしても入
射した太陽光をすべて吸収することか出来ず、反射によ
り太陽光を衣服外部に逃してしまい太陽光を有効に利用
出来ない。これらを考慮したのが本発明者らが提案して
いる分光反射率の低い素材で構成される中綿を利用した
防寒服である。この中綿は太陽光の3/4以上のエネルギ
ーを占めると言われている0.3〜1.2μｍ波長域で分光反
射率の低い値を持つセラミツクス、染料、顔料、赤外線
吸収剤等で加工された繊維によつて作られている。この
ため防寒服表面布帛を透過してきた太陽光は、その分光
反射率に相当して表層部から順次吸収される。このため
入射した太陽光では中綿内部で吸収、透過、反射を繰り
返しながら結局は中綿構成繊維の低い分光反射率のため
衣服外部に反射される事なく有効にすべてが吸収されて
しまうことになる。すなわち前記した粗で太陽光透過に
対して薄い表地を持ち、通常の繊維で形成された中綿を
有する防寒服に比較して中綿の太陽光吸熱効果が遥かに
高くなり、したがつて温度上昇も早く、高く到達するこ
とになる。また、中綿内部まで太陽光が差し込んで中綿
内部を直接昇温することになり放熱量が少なくなるため
熱の利用率が高く温度上昇も高くなる。

＜発明の効果＞本発明の方法によれば自然な太陽光を有効に利用した
省エネルギーでしかも暖かい防寒服を従来の防寒服のご
とく多くの中綿を使用すること無く従つて安価でしかも
大量に供給することが出来る。

＜実施例＞実施例１〜2,比較例１ポリエステル短繊維1.4dr×32mm（丸断面）を用いて4
0英式番手の紡績糸を得た。この紡績糸をDianix Black
RB−FS（三菱化成）３％owfで染色した後、平織りにて
平均分光透過率が1.0（比較例１）,3.0（実施例１）,4.
0％（実施例２）の下記規格を持つ織布を得た。

この布帛をポリエステル繊維6dr×64mmの樹脂綿（厚
さ10mm,坪量60g/m²）を中綿として防寒服を作成した。
この腕部分内側に皮膚温度センサーを挿入して太陽光下
で昇温速度を測定した。その結果を第１図に示す。

この結果からも分かるように平均分光透過率が大きい
程温度上昇速度が早く、また最高到達温度も高いことが
分かる。

実施例３〜５ポリエステル短繊維6dr×51mm（丸断面）をDianix Bl
ack RB−FS（三菱化学）の染料で0.5％owf,1.0％owf,3.
0％owfで染色した后、カーデイングにより坪量80g/m²の
ウエツブを作成した。このウエツブの反射率を測定した
結果、それぞれ63％,52％,35％であつた。ついでこのウ
エツブを綿帛上にキルテイングしたキルテイング布帛を
得た。このキルテイング布帛を内側として平均分光透過
率４％の表面布帛を縫い合わせ防寒服を作成した。

この防寒服を体格がほぼ同一の男性３名に同時に着用
させ直射日光下でその昇温速度を測定した。温度測定は
胸部中央部の防寒服内側綿布上に皮膚温度センサーを装
着して測定した。その結果を第２図に示す。

この結果からも分かるように平均分光反射率の低い中
綿を使用している防寒衣程温度上昇速度が早く、また最
高到達温度も高いことが分かる。

実施例６、7,比較例２ポリエステル繊維にセラミツクス（ホトンセラミツク
ス；ホトンセラミツクス社）を５％,1％を練り込み、紡
糸して6dr×51m（丸断面）のセラミツクス入りポリエス
テル繊維を得た。このセラミツクス入り綿の平均分光反
射率は以下の通りであつた。

この原綿を用いて実施例３と同様の工程および規格で
防寒服を作成して、実施例３と同様に太陽光下で昇温速
度を測定した。その結果を第３図に示す。

この結果からも分かるように平均分光反射率の低い中
綿を使用している防寒服程温度上昇が早く、また最高到
達温度も高いことが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例1,2,比較例１で得られた表面被覆材を通
常のポリエステル樹脂綿を中綿として防寒服を作り、そ
の腕部分の皮膚温度センサーを挿入して昇温速度および
その程度を測定した結果である。第２図は実施例３〜５で得られた中綿を染色した場合の
防寒服を着用して胸部中央部の防寒衣内綿綿布上に皮膚
温度センサーを装着して測定したものである。第３図は実施例6,7,比較例２で得られたポリエステルに
セラミツクスを練り込んで中綿とした場合の防寒服を着
用して実施例３と同様に測定した結果である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中綿およびその表面を覆う表面被覆材と裏
面を覆う裏面被覆材からなる防寒服において、該表面被
覆材が波長0.3〜1.2μｍ域での平均分光透過率が３％以
上である防寒服。
【請求項２】中綿の波長0.3〜1.2μｍ域での平均分光反
射率が60％以下である請求項１に記載の防寒服。