JP4932089B2 - 水分制御及び改良された熱特性を有するダブル編み編成布 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合編織布(composite textile fabric)、より特定すると、複合編織布であって、液体の水分を、該複合編織布を用いてつくられる衣服を介して皮膚から遠ざけて移送するとともに、改良された熱絶縁性を提供することができる糸からつくられる複合編織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどのポリエステル編織布は、着用者の発汗による液体の水分を、着用者の皮膚と下着との間あるいは着用者の下着と肌着との間に閉じ込めてしまう。水分の飽和が起こると、着用者は不快さを感じ始める。
【０００３】
モールデン・ミルズ・インダストリーズ・インコーポレーテッド(Malden Mills Industries, Inc.)が所有する米国特許第５，３１２，６６７号には、ポリエステルまたはナイロン材料から形成される第１の層と、綿のような水分吸収性の材料からなる実質的な部分を有する第２の層とを含む複合編織布が記載されている。同じくモールデン・ミルズ・インダストリーズ・インコーポレーテッドが所有する米国特許第５，５４７，７３３号には、主としてポリエステルからなり、親水性にされた複数の繊維から形成された内側布層と、主としてポリエステルからなり、同じく親水性にされた複数の繊維からなる糸から形成された外側布層とを含む複合編織布が記載されている。特許を受けたこれらの編織布はいずれの場合も、双方の布層は、異なりかつ独立しているが互いに一体とされるように、編成構造体(plaited construction)を編成する(knit)ことにより同時に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したモールデン・ミルズの双方の特許に記載されている編織布は利点を有するが、未だ所望のものとはなっていない。これらの各編織材料の場合には、提供される断熱性が、糸材料の熱特性及び布の構造に限定されてしまう。
【０００５】
かくして、上記した課題を解決するとともに、蒸発を促進し、かつ、着用者を乾燥状態に維持することができるように液体水分の移行を容易にし、しかも身体の熱を保持して着用者を暖かく保持することができる編織布を提供することが所望されている。
【０００６】
従って、本発明の目的は、液体水分を皮膚から遠ざけて確実に移送することができる改良された複合編織布を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、液体水分を導く複数のポリエステル繊維を有する改良された複合編織布を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、２つの層間の水分濃度勾配を高める編成構造体を有する改良された複合編織布を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、糸繊維のデニールの差により、内側布層から外側布層へ水分を容易に移送することができる複合編織布を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、糸のデニールの違いにより外側布層に沿って水分を水平方向に容易に拡散させることにより、外側布層の「シンク効果」("sink effect")を更に高めるとともに、水分の内側布層への逆流の可能性を少なくすることができる複合編織布を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、２μｍ以上の波長のエネルギを着用者に反射することにより身体の熱の保持を促進するように布層が構成されている、改良された断熱性を有する複合編織布を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に別の目的と利点は、一部は自明であり、一部は以下の説明から明らかになるものである。例えば、更に別の目的として、内側布層のポリエステルを、ヘキスト・セラニーズ(Hoechst Celanese)が製造するイーエスピー（ＥＳＰ）のような伸縮自在のポリエステル、または通常の（非伸縮性の）ポリエステルが組み込まれもしくは編組されたデュポン(DuPont)のLYCRA（登録商標）ポリエステルのようなスパンデックスで置き換えることにより、あるいは開放メッシュ(open mesh)構造を有する布を編成することにより、布に弾性を付与することが挙げられる。更に別の目的として、外側布層のポリエステルを綿、ウールまたはレーヨンのような吸収材料と混合して、布の水分吸収能力を一層高めることが挙げられる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
概略的に説明すると、本発明によれば、液体の水分を皮膚から遠ざけるように素早く移行させるとともに、この水分を外面から蒸発させる複合編織布が提供されている。この複合布は、親水性にされた主としてポリエステルの複数の繊維からなる糸（または他の合成糸）から形成された内側布層と、同じく親水性にされた主としてポリエステルの複数の繊維からなる糸（または他の合成糸）から形成された外側布層とを備えている。内側布層のポリエステルは、通常の（非伸縮性の）ポリエステルが組み込まれまたは編組されている布に弾性を提供するように、ヘキスト・セラニーズが製造するイーエスピーのような伸縮自在のポリエステルまたはデュポンのLYCRA（登録商標）ポリエステルのようなスパンデックスとすることができる。外側布層のポリエステルは、綿、ウールまたはレーヨンのような吸収材料と混合して、布の液体水分を吸収する能力を高めることができる。内側布層と外側布層は、これらの層が互いに異なるとともに独立しているが互いに一体とされるように編成構造体を編成することにより、同時に形成される。布は、布に更なる弾性を提供するように開放メッシュ構造体とともに編成することができる。
【００１４】
内側布層の糸繊維のデニールは、外側布層の糸繊維のデニールと少なくとも同じ大きさであるのが有意である。これにより、内側布層に沿って集まる水分は、ウォッシュバーンの式(Washburn equation)ｈ＝２γｃｏｓθ／ｒｐｇ（テキスタイル・リサーチ・ジャーナル(Textile Research Journal)、第２９巻、第９３１頁以降、１９５９年に掲載のイー・エイ・ウルコウ(E.A. Wulkow)及びエル・シー・バックルズ(L.C. Buckles)の論文参照）により「吸い上げ」に関して予測されるように、外側布層に移送される。上記式において、ｈは、吸い上げの垂直方向の高さであり、γは液体の表面張力であり、θは一定の角度であり、ｒは管の半径であり、ｐは液体の密度であり、ｇは重力加速度である。
【００１５】
「吸い上げ」("wicking")とは、毛管現象の結果であり、「吸い上げ」は、外側布層の繊維のデニールが小さくなり、かつ、双方の層の糸繊維間のデニール差が大きくなるにつれて、増大するものである。
【００１６】
更に、内側布層の（糸繊維のデニールとは異なる）糸のデニールは、外側布層の糸のデニール以下とされる。これにより、ホリーズ(Hollies)とその共同研究者の論文（テキスタイル・リサーチ・ジャーナル(Textile Research Journal)、第２６巻、第８２９−８３５頁、１９５６年及び第２７巻、第８−１３頁、１９５７年に掲載のエヌ・ホリーズ(N. Hollies)及びエム・カエジンガー(M. Kaessinger)の論文参照）に記載されている式Ｓ’＝γｃｏｓθ_Ａｒ．ｔ／２ｎに従って、外側布層における液体水分の水平方向の拡がりが容易となり、水分はこの層に沿って一層均一に分配される。該式において、Ｓ’は時間ｔにおいて移送される水平方向の距離、γは液体の表面張力であり、ｒ．は有効半径であり、ｅ_Ａは見かけの前進接触角(advance contact angle)であり、ｎは液体の粘度であり、ｔは時間である。これにより、外層からの水分の迅速な蒸発が一層容易になる。外側布層の糸が一層粗になると、該層の液体保持能力が大きくなり、従って、着用者の皮膚から内側布層を介して外側布層への液体水分の迅速な移行を容易にする外側布層の「シンク効果」が大きくなる。
【００１７】
人体は、１μｍ以上でピークが９ー１０μｍにある波長の熱を放射することがよく知られている。更に、人体の熱の内方への反射を促進するために、耐火(refractory)材料の粒子を、内側布層のポリエステル繊維に埋め込むことができることも周知となっている。あるいは、内側布層は、金属の蒸着により処理することができる。
【００１８】
使用の際には、本発明の複合編織布は、スエットシャツ、スエットパンツ、肌着(underwear)、バスローブ及び種々のタイプの運動着をはじめとする広範囲の衣類において使用することができる。内側布層は、着用者の皮膚または下着(undergarment)に対して摩耗される。皮膚からの水分は、この層を介して素早く移送されて外側布層に運ばれ、水分はこの外側布層において拡がって衣類の外側（外側布層の表面）から蒸発する。
【００１９】
本発明の重要な特徴は、布構造体が編成されるという構成にある。かかる特徴により、液体水分が、着用者の皮膚から内側布層を介して外側布層へ毛管作用により移行することができるとともに、（水を皮膚から素早く移送する）内側布層と（水分が蒸発する）外側布層との間に実質的な水分濃度勾配を容易に形成することができる。これにより、外側布層の「シンク効果」が高まるとともに、外側布層における液体水分能力の欠乏による内側布層への液体水分の逆流の可能性を低くすることができる。
【００２０】
従って、本発明は、以下の詳細な説明において例示されている構成の特徴、特性及び関係を有する幾つかの工程、工程相互の関係及び材料からなるのもであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲に示されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の複合編織布は、親水性にされた主としてポリエステルの複数の繊維からなる糸（またはアクリル、ポリプロピレンまたはナイロンのような他の合成糸）から形成された、着用者の身体に一層接近して配置される層である内側布層と、同じく親水性にされた主としてポリエステルの複数の繊維からなる糸（またはアクリル、ポリプロピレンまたはナイロンのような他の合成糸）とから形成された、着用者の身体から離隔した層である外側布層とを備えている。双方の布層は、これらの層が異なりかつ独立しているが互いに一体とされているように編成構造体を編成することにより、同時に形成される。
【００２２】
各布層の量は、複合布の所望の重量、複合布の所望の最終用途及び内側布層から外側布層へ水分を移送するための特定の要件に基づいて選定される。複合布の単位面積当たりの重量は、熱保護及び水分制御に関する要件により、約６８乃至６８０ｇ／ｃｍ^２（約２乃至２０オンス／ヤード^２）とされる。
【００２３】
本発明の複合布は、上記したように、各布層が異なりかつ独立しているが互いに一体とされるように編成構造に構成されている。従って、複合布は、単一体として機能する。
【００２４】
複合布は、２端フリース、３端フリース、規則的な編成のテリー、ダブルテリー、トリコット、シングル編みジャージ及びダブル編みジャージのような丸編み布である。
【００２５】
内側布層の糸繊維のデニールは、外側布層の糸繊維のデニールと少なくとも同じ大きさであるのが有意である。これにより、内側布層に集まる液体水分は、外側布層へ容易に移送される。水分が内側布層に集まると、内側層の糸繊維のデニールは外側層の糸の繊維のデニールと少なくとも同じ大きさであり、従って、内側布層の糸における繊維相互間の空間は外側布層の糸の繊維相互間の空間と同じかあるいは大きくなるので、水分は毛管作用により第１の層から第２の層へ容易に迅速に移行することができる。
【００２６】
更に、有意には、内側布層の糸のデニールは、外側布層の糸のデニール以下である。これにより、水分は、外側層に沿って容易に水平方向に拡散することができる。即ち、内側布層により集められた水分は、外側層に移送されて外側層に一層均一に分配される。このように、外側布層に沿って拡散することにより、外側布層の特定の布の部位における水分の蓄積が少なくなるので、水分全体は、複合編織布の内側布層から外側布層へ一層迅速に移行することができる。更に、外側布層の糸は、内側布層の糸よりも粗いので、外側布層における「シンク効果」の可能性を大きくすることができるとともに、着用者の皮膚を湿らせることになる内側布層への液体水分の逆流の可能性を低減させることができる。
【００２７】
より特定すると、内側布層の糸繊維は、約０．７デニール乃至約６．０デニールの範囲にあり、外側布層の糸繊維は、約０．３デニール乃至２．５デニールの範囲にある。
【００２８】
外側布層の糸（自体）のデニールは、約１００乃至３００デニールの範囲にあり、一方、内側繊維層の糸のデニールは、約５０乃至１５０デニールの範囲にある。
【００２９】
内側布層の糸は、デニールの小さいフィラメント糸であり、外側布層の糸は、デニールの大きい紡績糸(spun yarn)、マルチフィラメントまたはこれらの組み合わせであるのが好ましい。これにより、外側層の表面に沿って行われる液体水分の拡散が高められるとともに、内側層への液体水分の逆流が少なくなる。外側層の糸が、エアジェット紡糸により形成される場合には、外側層の非ピリング(non-pilling)特性も高められる。
【００３０】
内層及び外層を親水性にするために、低分子量のポリエステルのような材料を、布を染色するのに使用される染料浴に加えることができる。米国特許第５，３１２，６６７号には、本発明の複合編織布に使用するのに適した種々のタイプの低分子量のポリエステルが記載されている。本明細書においては、この特許を引用してその説明に代える。
【００３１】
布を化学的に処理することにより、各層は、実質上親水性とされる。これにより、内側布層から外側布層への液体水分の移行が高められ、液体水分を各ポリエステル繊維の表面に沿って移送することができる。外側布層へ移送された水分は、外側布層に沿って拡散し、（吸収されずに）素早く蒸発するので、外側布層は素早く乾燥する。
【００３２】
所望の場合には、外側布層のポリエステルを、例えば、低分子量のポリエステルをパジング(padding)により被着することによるなどの局部的な被着により更に処理して、外側布層のポリエステルを内側布層のポリエステルよりも一層親水性とすることにより、内側布層から外側布層への液体水分の移送を行う駆動力を高めることができる。
【００３３】
更に、外側布層は、親水性にされたポリエステルと混合される(blended)綿、ウールまたはレーヨンのような吸収性繊維を含むことができる。周知のように、水分を吸収する綿の能力は、周囲の相対湿度が高くなるにつれて大きくなる。例えば、相対湿度が６５％である場合には、綿は約７．４％の水分を吸収するが、９５％の相対湿度では、１３％よりも多い水分を吸収する。従って、ポリエステルと混合された綿は、例えば身体の運動の際に、着用者が発する余分な水分を収容することができるとともに、着用者の皮膚と内側布層との間の「微小の気候」における水分は、乾燥した心地よいレベルに保持され、着用者の心地よさのレベルを高めることができる。
【００３４】
更にまた、内側布層の表面積は、サンディング、ナッピングまたはブラッシングのような起毛(raising)処理により大きくすることができる。この処理により、平坦な布と比べて、内側布層と着用者の皮膚との接触の少ない布面を得ることができる。従って、内側布層は、起面布に特有のエアポケット(air pocket)が形成されるので、平坦な布よりも伝導性が低く、断熱性が高くなり、従って、着用者の身体からの全体的な熱損失を少なくすることができる。
【００３５】
外側ポリエステル布層の非ピリング特性を高めるために、外側布層の糸繊維は、糸を形成するときに、エアジェット紡績を行うのが好ましい。これにより、糸繊維は互いに一層密着して保持されるので、ピリングを受けにくい一層密な糸を形成することができる。更にまた、外側布層のエアジェット紡糸は、綿または綿状の材料から全く形成されていなくても、綿状の外観を呈するようになる。
【００３６】
耐火化合物(refractory compound)の粒子を、内側布層の繊維に組み込むのが有意である。これは、紡糸に先だってマスタバッチ(master batch)ポリマにこの粒子を分散させるか、繊維をポリマから押し出すのに使用する紡糸口金にこの粒子を注入することにより行うことができる。かかる耐火粒子は、２μｍ以上の波長の低エネルギの放射線を反射することができる。人体は、１μｍを越える波長を有し、９−１０μｍにピークがある波長の熱を放出するので、かかる耐火化合物を組み込んだ糸を使用すると、内側布層が布の着用者の身体の熱を反射して、これを着用者の身体へ容易に戻すことができるので、全体の熱損失を少なくして断熱性を高めることができる。更に、起面布においては、耐火化合物は、放出された身体の熱を、かかる布に特有の空気スペースを介して身体に反射することができる。更にまた、内側布層は、着用者の皮膚または周囲の環境から放出される（２μｍ未満の）近赤外線のあるものを吸収する。耐火化合物は、例えば、炭化チタン、炭化ジルコニウム及び炭化ハフニウム、並びに、酸化ジルコニウムをはじめとする炭化物及び酸化物のような、第ＩＶ族の遷移金属の化合物から選ぶことができる。サーモトロン(Thermotron)は、炭化ジルコニウムを含むポリエステル糸であって、日本国、大阪に所在するユニタカ(Unitaka)から入手することができる。
【００３７】
あるいは、本発明の内側布層は、周知のコーティング技術である金属蒸着により処理することができる。本発明によれば、アルミニウム、銅その他の幾つかの金属を利用した金属蒸着層を、金属蒸着により内側布層に被着することができる。かかる処理は、本発明の布が起面布として仕上げられる場合に最も適していて、伝導熱損失を小さくするのに有効である。
【００３８】
以上のように、本発明の上記目的及び上記説明から明らかな本発明の目的は、有効に達成されるものである。更に、本発明の精神と範囲とから逸脱することなく、上記した製品に変更を行うことができるので、上記説明は全て単なる説明であって、何ら限定的な意味に解されるべきではない。
【００３９】
特許請求の範囲は、本発明のあらゆる特徴及び言語状の問題として脱落しているかもしれない本発明の範囲の全ての事項を包含するものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の編織布は、以上のように構成されているので、水分の蒸発を促進しかつ着用者を乾燥状態に保持するように液体水分の移行を容易にするとともに、身体の熱を保持して着用者を暖かく保持することができる。

Claims (17)

1. 親水性にされたポリエステルの複数の繊維からなる糸その他の合成糸から形成された内側布層と、
   同じく親水性にされたポリエステルの複数の繊維からなる糸その他の合成糸から形成された外側布層とを備え、
   内側布層と外側布層は編成構造体を編成することにより同時に形成され、
   耐火性化合物の粒子が前記内側布層の前記複数の糸繊維にのみ埋め込まれている複合編織布であって、
   前記内側布層は起毛処理により増大された表面積を有すると共に、この起毛処理により、内側布層と着用者の皮膚との接触が少ない布面が得られ、従って断熱性を高めるためのエアポケットが形成され、
   さらに、前記起毛処理により、内側布層と着用者の皮膚との接触が少なくなることに対応して、内側布層に埋め込まれている耐火性化合物の粒子は皮膚の表面から空気のスペースがあけられ、身体の熱が耐火性化合物の粒子によって反射され、起面布の前記空気スペースを介して着用者の身体に戻されることを特徴とする編織布。
2. 前記各布層の前記その他の合成糸はアクリル、ポリプロピレン及びナイロンよりなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
3. 内側布層の糸繊維のデニール比は外側布層の糸繊維のデニールと少なくとも同じ大きさであることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
4. 内側布層の糸のデニールは外側布層の糸のデニール以下であることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
5. 内側布層の糸繊維のデニールは外側布層の糸繊維のデニールと少なくとも同じ大きさであり、内側布層の糸のデニールは外側布層の糸のデニール以下であることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
6. 内側布層の糸繊維は約０．７乃至約６．０のデニールを有し、外側布層の糸繊維は約０．３乃至２．５のデニールを有することを特徴とする請求項４に記載の編織布。
7. 外側布層の糸は約１００乃至３００のデニールを有し、内側布層の糸は約５０乃至１５０のデニールを有することを特徴とする請求項５に記載の編織布。
8. 前記化合物は炭化チタン、炭化ジルコニウム及び炭化ハフニウムよりなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
9. 内側布層の糸はデニールの小さいフィラメント糸であることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
10. 外側布層の糸は紡績糸、マルチフィラメントまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
11. 外側布層の糸繊維はエアジェット紡糸により形成されることを特徴とする請求項１０に記載の編織布。
12. 前記布は２端フリース、３端フリース、規則的な編成のテリー、ダブルテリー、トリコット、シングル編みジャージ及びダブル編みジャージの布よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
13. 前記各層には弾性糸が編み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
14. 布は単位面積当たりの重量が約６８乃至６８０ｇ／ｃｍ^２（約２乃至２０オンス／ヤード^２）であることを特徴とする請求項１に記載の編織布。
15. 外側布層の糸繊維は内側布層の糸繊維よりも親水性を有することを特徴とする請求項１に記載の編織布。
16. 外側布層はポリエステルその他の合成材料から形成される糸繊維と混合される綿からなる糸繊維その他の吸収性繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の編織布。
17. 前記内側布層はサンディング、ナッピング及びブラッシングよりなる群から選ばれる起毛処理により増大された表面積を有することを特徴とする請求項１に記載の編織布。