JP5030720B2 - 衣料用布帛 - Google Patents
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Description
従来、機能性を有するシャツにおいて汗処理機能を向上するためには、布帛の静的な定常状態での性能を主に設計、提案されており、その技術例として、親水性繊維を用いる、繊維を親水化処理するといった手法により吸湿性や吸水性を持たせること、繊維の断面形状の効果による毛細管現象を利用して吸水性を高めること(特許文献1)、編地の肌側と外気側で編密度を変えて吸水性を高めること(特許文献2、特許文献3)、生地と肌側の組織を凹凸化することによりべたつき防止すること、繊維の熱伝導率を考慮して接触冷感や放熱性を向上させること等の方法が挙げられるが、人の運動に伴って布帛もダイナミックに動くことを考慮されたものは少なく、実用化に至ってない。
さらに、熱放散性の効果が高い衣服を設計するためには、衣服の開口部(袖、裾、襟口等)を活用し、空気移動による換気効果(ふいご作用)を高めることも重要となるため(非特許文献1,2)、布帛構成糸の間隔を拡げて通気度を必要以上に高めると、空気移動による換気効果を低減させ、衣服トータルとしての熱放散性の低下をきたすという問題がある。即ち、これまでの文献では、いずれも衣服内の空気層を換気する際に関与する布帛の通気抵抗の適正値が考慮されていなかった。
即ち、該布帛をシャツなどにして着用した場合、暑熱環境下であっても着用者の運動産熱を奪い、平均皮膚温を下げる効果がいっそう高まり、同時に着用運動中の脇等の擦れトラブルから解放される真に着用快適性に優れたものであるための条件を確認することによって本発明に到達した。
本発明の内容は以下のとおりである。
1.20重量%以上が再生セルロース長繊維を用いてなる布帛であり、布帛のコース数(個/inch)とウェール数(個/inch)の和が85以上100以下、着用時肌面側の摩擦係数の経緯平均値が0.50以下であることを特徴とする衣料用布帛。
2.通気抵抗値R(Pa・s/m)が、30以上50以下であることを特徴とする1.記載の衣料用布帛。
布帛の充填密度=目付(g/m2)÷厚み(mm)×1/100
4.1.〜3.のいずれかに記載された布帛であって、且つ(i)〜(ii)に示したP、Q値が所定の範囲を満たすことを特徴とする衣料用布帛。
(i)布帛の柔らかさを示すP値が、0.004以上0.01以下
P値=曲げ剛性B×せん断剛性G
(ii)布帛の動きやすさを表わす振動減衰率Q値が、2.6以下
Q値=せん断ヒステリシス2HG/せん断剛性√G
5.組織が針抜きリバース組織であることを特徴とする1.〜4.のいずれかに記載の衣料用布帛。
6.組織が表鹿の子調組織であることを特徴とする1.〜4.のいずれかに記載の衣料用布帛。
同時に、着用肌面側の摩擦係数が低く、肌触りも良好な衣料用布帛を提供できる。
本発明における衣料用布帛は、着用中運動することを想定し、人体の動きによってシャツも振動することを利用したものである。シャツが揺れ動くことによって空気の移動が起こり、換気効果が高まって熱交換がスムーズに行われる。その結果、汗の蒸発熱により皮膚温の上昇を抑えることができる。且つ肌触りも良好で、着用運動中の脇等の擦れトラブルから解放され、着用快適性に優れたものとなる。
本発明における布帛は、少なくとも20重量%以上、好ましくは25重量%以上再生セルロース長繊維が含まれ、且つ布帛のコース数(個/inch)とウェール数(個/inch)の和が85以上100以下、着用時肌面側の摩擦係数の経緯平均値が0.50以下であることが必要である。さらに通気抵抗値R(Pa・s/m)が、30以上50以下、布帛の厚み(mm)が0.5以下、且つ布帛の充填密度=目付(g/m2)÷厚み(mm)×1/100を、2.5以上3.8以下とすることでP、Q値を満たし、既存の布帛では得られない柔らかさが達成できる。これらにより、いっそう高い揺れ動きによる熱交換性と、皮膚との摩擦を軽減した肌触りのよい布帛を提供することができる。
で120dtexを上限としてそれ以下の太さ、好ましくは56dtex以上90dtex以下の長繊維に選定すると、構成糸が細いことにより布帛の充填密度を高めやすく、密度を上げても風合いや通気を損ねることなく、所定の通気抵抗値の範囲にある収束性の高い薄手の布帛を得ることができる。構成糸が単独の56dtexを下回る糸を用いた
場合、破裂強度の低下や破れ等をきたしやすく、特に当該布帛が目的とするスポーツに関わる布帛設計にはふさわしくない。
図1に示すように、特に針抜き等の手法によって、布帛経方向に連続した凹を形成する針抜きリバース組織にすると、より身体の曲率に沿いやすく、また上下運動による振動が経方向に連続伝播しやすいものとなる。この凹のピッチについては特に規定されないが、針抜き面が着用肌面側にする場合は、摩擦係数を下げるために凹の割合%が好ましくは20%以上50%以下、中でも25%であるとなおいっそうよい。凹の割合が50%より高まると、凸部分の存在が際立ち、肌触りの悪い布帛となる。また凹の割合が20%よりも下回ると畝の部分に編目が詰まりすぎ、振動の伝播を損なうものとなる。
本発明の布帛は2.54cm(1inch)間のコース数とウェール数(それぞれコース数(個/inch)、ウェール数(個/inch)と記す)の和を85以上100以下、より好ましくは87以上98以下に仕上げる必要がある。85よりも下回ると、組織間隙が増し、目標の摩擦係数を越える、比較的粗い肌触りの布帛となってしまう。これによるスポーツウェアを着用すると、違和感や不快感をもたらし、ひいては長時間の着用の場合、皮膚との摩擦により擦れ傷等が発生する恐れがある。また組織がルーズになり、スナッグや破裂等の物性低下も生じる。反対に100よりも高めると、目が詰まりすぎて通気を損ね、放熱性を妨げる。
本発明の布帛の通気に関しては、通気抵抗値(Pa・s/m)が30以上50以下であることが好ましい。通気抵抗値が30を下回ると、衣服内の空気層を動かし換気する際、網で扇ぐようにすり抜けてしまい、充分換気できないものとなる。50を超えると空気抵抗による圧力損失が大きすぎるため、振動を妨げる。最も効果が高いのは30以上40以下である。
断熱効果が働き、放熱性を妨げる。充填密度が3.8を超えると密度が高すぎて、布帛の通気を損ねる。振動のしやすさと通気、放熱性、審美性のバランスが最も好ましいのは厚みが0.4以上0.5以下で且つ充填密度が2.6以上3.6以下の範囲である。
布帛の揺れ動きやすさに関しては、これまで振動減衰率が3.0以下であることが開示されていたが、これでは充分ではなく、2.6以下であることによって、より振動が有効に長く続き、熱交換が高まる。更に、布帛の振動については、同時に平面的な布帛を立体的である身体に沿わせるために曲げ剛性Bとせん断剛性Gの乗算で示されたP値についても0.004以上0.01以下を満たすことが好ましい。P値が0.01を超えると、またQ値が2.6を超えるとやや硬めの風合いとなり、過酷な暑熱環境下で皮膚温を下げるに値する振動が得られない。P値が0.004を下回ると、身体にまとわりつきやすい、くたくたの布帛となって好ましくない。
精練剤 スコアロールFC−250 2g/L (ノニオン系界面活性剤、北広ケミカル製)
染料 分散染料:C.I. Disperse Blue 291 1%owf Polyester
分散剤:ディスパーTL 1g/L(タモール型分散剤、明成化学製)
柔軟剤 MS−1F 1%溶液 (脂肪酸アミド系柔軟剤、日華化学製)
(1)布帛性量、布帛特性
20℃×65%RHの環境に保たれた恒温室にて布帛を一昼夜保管した後、同じく恒温室内で測定を行った。
目付:電子天秤
厚み:接圧20gf/cm2の厚み計
通気抵抗:カトーテック製通気性試験器KES−F8、標準条件
風合い特性:カトーテック製KES−FB、
曲げ剛性B(gf・cm 2 /cm)
せん断剛性G(gf・/cm・deg)、せん断ヒステリシス2HG(gf/cm)
せん断角φ=0.5
摩擦係数:カトーテック製KES−SEを使用し、荷重25gf摩擦子25gf、計50gf、感度H
摩擦子に綿標準規格布「かなきん3号」を取付 移動速度は標準条件1mm/sec
測定する布帛は伸ばさないように、押さえ枠で把持
捲縮伸長率:JIS−L−1090合成繊維嵩高加工糸試験方法、5.7伸縮法B法に基づく。
(3)フィールドテスト
試作した布帛をシャツに縫製し、運動着用実験を行った。その詳細を記す。
着用モニター(身長175cm±10cm男性、年齢19−28才、陸上部所属(専門競技:長距離)、標準体型)を20人選定し、そのモニター各人に明細を伏せて試作シャツを1日1枚配布した。毎日3時間の屋外トレーニングの際に着用させ、肌触りに関するアンケートの回答を依頼した。この時期の環境温度は20℃±5℃であった。肌触りに関するアンケートは各人に運動後着替え時に皮膚観察をさせ、採点させた。
快適 (4点):着ていることを感じさせない、全く擦れた感じがしない、肌触り極めて良好
やや快適 (3点):ほとんど擦れた感じがしない、肌触り良好
やや不快 (2点):やや擦れた感じがする、肌触りやや悪い
不快 (1点):皮膚に擦れたあとが赤く残っている、肌触り極めて悪い
(平均皮膚温)
上記(3)と同様に試作した布帛をシャツに縫製し、運動着用実験を行った。
着用モニター(身長175cm±5cm男性、年齢20−25才、運動部所属、標準体型)を5人選定し、そのモニター各人に明細を伏せて試作シャツを1日1枚配布し着用させた。毎日同時刻に実験を開始し、30℃×60%RHの予備試験室にて20分座位で安静にさせ、30℃×70%RHの試験室に移動させた。上下着替えの後(上衣は試作シャツ、下衣は、綿100%の下着、綿50%/ポリエステル50%の短パン、綿/ポリウレタン使いの靴下に統一した)、10分座位で安静、続いて8km/hrに設定されたトレッドミルで10分間の運動をさせ、その後10分座位で安静にして試験終了とした。
サンプルaの平均皮膚温(基準化平均値)=(Za−X1−7)/Y1−7
ただし、
a サンプルNo.(1から7までのいずれか)
X1−7 モニターAのサンプル1〜7の平均皮膚温区間平均値の平均値
Y1−7 モニターAのサンプル1〜7の平均皮膚温区間平均値の標準偏差
Za モニターAのサンプルaの区間平均値
(清涼性)
快適 (4点):汗をほとんどかいていない状態 暑いと感じない
やや快適 (3点):脇等に少々汗ばむ状態、あまり暑いと感じない
やや不快 (2点):額、手、首などに汗が流れはじめる状態、暑い、蒸れる
不快 (1点):汗が多量に流れ落ちる、非常に暑い、蒸れ感大
酸化チタンを0.3%含有したポリエステルW型断面長繊維(42dtex/34f)とベンベルグ長繊維(44dtex/24f、旭化成せんい製)を用い、インターレース加工機にて、糸速300m/min、ファーストヒーター温度150℃、セカンドヒーター温度160℃、インターレース圧0.245MPa(=2.5kgf/cm2)でポリエステルとベンベルグの複合加工糸を作った。続いて酸化チタンを0.3%含有したポリエステル丸型断面長繊維(84dtex/36f)を仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数2800T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を15%として捲縮伸長率20%の仮撚加工糸を作った。
この布帛によるシャツを縫製し着用試験を行った。編地1は平均皮膚温の上昇の抑制効果が極めて高く、清涼性や肌触りの良さを達成し、快適性に優れたシャツとなった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
酸化チタンを0.3%含有したポリエステルW型断面長繊維(42dtex/34f)と酸化チタンを含有しないベンベルグ長繊維(44dtex/24f、旭化成せんい製)を用い、インターレース加工機にて、糸速300m/min、ファーストヒーター温度150℃、セカンドヒーター温度160℃、インターレース圧0.245MPaでポリエステルとベンベルグの複合加工糸を作った。続いて酸化チタンを0.3%含有したポリエステル丸型断面長繊維(84dtex/36f)を仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数2800T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を15%として捲縮伸長率20%の仮撚加工糸を作った。
これらを用い、28GGのダブル編機を用い、複合加工糸が着用肌面側となるフラット面に、ポリエステル長繊維が鹿の子面に配置されるように表鹿の子変化組織による編地を作成し、実施例1と同じ染色加工工程を経て編地2(コース数+ウェール数87)を得た。またこの布帛によるシャツを縫製し着用試験を行った。編地2は平均皮膚温の上昇の抑制効果が極めて高く、清涼性や肌触りの良さを達成し、快適性に優れたシャツとなった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
酸化チタンを0.3%含有したポリエステルW型断面長繊維(42dtex/34f)
とベンベルグ長繊維(44dtex/24f、旭化成せんい製)を用い、インターレース加工機にて、糸速300m/min、ファーストヒーター温度150℃、セカンドヒーター温度160℃、インターレース圧0.245MPaでポリエステルとベンベルグの複合加工糸を作った。続いて酸化チタンを0.3%含有したポリエステル丸型断面長繊維(110dtex/72f)を用い、仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数3000T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を15%として捲縮伸長率20%の仮撚糸を作った。
28GGのダブル編機を用い、複合加工糸を着用肌面側になるシリンダー側に、ポリエステル仮撚加工糸をダイアル側に配置し組織図1に示す針抜きリバーシブル編地を作成し、実施例1と同じく染色加工工程を経て編地3(コース数+ウェール数93)を得た。またこの布帛によるシャツを縫製し着用試験を行った。編地3は平均皮膚温の上昇の抑制効果が高く、清涼性や肌触りの良さを達成し、快適性に優れたシャツとなった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
酸化チタンを4.0重量%含有したポリエステル長繊維(84d/34f)と酸化チタンを1.3重量%含有したベンベルグ長繊維(56d/40f、旭化成せんい製)を用い、エア加工機にて、糸速250m/min、ベンベルグ長繊維のオーバーフィード率を8.6%、ポリエステル長繊維のオーバーフィード率を17.2%として同時にノズルに供給し、エア圧0.490MPa(=5.0kgf/cm2)で複合流体攪乱加工し、捲縮伸長率1.6%のポリエステル/ベンベルグ複合糸を得た。該ポリエステル/ベンベルグ複合糸を2本引き揃えて、24GGシングル丸編機を用い、度目を2水準に変更して密度の異にした複合糸100%の天竺編地を作った。
実施例1と同じく染色加工工程を経て、密度の異なる編地4(コース数+ウェール数91)、編地5(コース数+ウェール数79)を得た。またこの布帛によるシャツを縫製し着用試験を行った。編地4、5は通気抵抗が高く、やや重い上に厚みが増し、振動の伝播性が劣るものとなったため、平均皮膚温の上昇の抑制効果を達成できず、清涼性に劣るものとなった。また風合いが硬く、肌触りも良好ではないシャツであった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
酸化チタンを0.1重量%含有するポリエステル長繊維(140dtex/60f)を仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数2600T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を15%として捲縮伸長率22%の仮撚糸を作った。この仮撚加工糸と比較例1、2で用いたポリエステル/ベンベルグ複合糸とを同時に引き揃えて24GGシングル丸編機に供給し、仮撚加工糸の張力を高めて編成することにより、着用時外側がポリエステル/ベンベルグ複合糸、肌面側がポリエステル仮撚加工糸からなるリバーシブル天竺編地を作成し、実施例1と同じく染色加工工程を経て、編地6(コース数+ウェール数79)を得た。編地6は通気抵抗が極めて高く厚みが増し、振動の伝播性が劣るものとなったため、平均皮膚温の上昇の抑制効果を達成できず、清涼性に劣るものとなった。また風合いも硬く、肌触りも良好ではないシャツであった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
酸化チタンを0.3重量%含有するポリエステル長繊維(84dtex/36f)を仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数3400T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を18%として捲縮伸長率25%の仮撚加工糸を作った。続いて酸化
チタンを0.1重量%含有するポリエステル十字断面繊維(84dtex/24f)を用い、仮撚加工機にて、スピンドル回転数25万rpm、撚数3200T/m、ファーストヒーター温度を200℃、セカンドヒーター温度を190℃とし、セカンドヒーターゾーンでのオーバーフィード率を18%として捲縮伸長率25%の仮撚加工糸を得た。28GGのシングル編機を用い、ポリエステル十字断面仮撚加工糸が着用肌側であるフラット面に、ポリエステル仮撚加工糸が鹿の子面に配置されるように表鹿の子による編地を作成し、実施例1と同じく染色加工工程を経て編地7(コース数+ウェール数106)を得た。編地7は再生セルロース繊維を含まず、吸湿性を有しないため蒸れを感じやすく、編密度が増し、PQ値が高く、振動の伝播性が劣るものとなったため、平均皮膚温の上昇の抑制効果を達成できず、清涼性に劣るものとなった。また風合いも硬く、肌触りも良好ではないシャツであった。この布帛の素材構成、諸物性、運動着用実験結果を表1に示した。
の一助となる。
同時に、着用肌面側の摩擦係数が低く、肌触りも良好な衣料用布帛を提供できる。
Claims (4)
- 20重量%以上が再生セルロース長繊維を用いてなる布帛であり、布帛のコース数(個/inch)とウェール数(個/inch)の和が85以上100以下、布帛の厚みが0.3mm以上0.5mm以下、且つ(ア)に示す布帛の充填密度が2.5以上3.8以下、通気抵抗値R(Pa・s/m)が、30以上50以下であり、(イ)に示す着用時肌面側の摩擦係数の経緯平均値が0.50以下であることを特徴とするスポーツ衣料用布帛。(ア)布帛の充填密度=目付(g/m 2 )÷厚み(mm)×(1/100)
(イ)摩擦係数経緯平均値=(経方向の摩擦係数+緯方向の摩擦係数)/2
カトーテック製KES-SE
荷重25gf摩擦子25gf、計50gf、感度H、移動速度 標準条件1mm/sec
摩擦子に綿標準規格布「かなきん3号」取付 - 請求項1に記載された布帛であって、且つ(i)〜(ii)に示したP、Q値が所定の範囲を満たすことを特徴とするスポーツ衣料用布帛。
(i)布帛の柔らかさを示すP値が、0.004以上0.01以下
P値=曲げ剛性B×せん断剛性G
(ii)布帛の動きやすさを表わす振動減衰率Q値が、2.6以下
Q値=せん断ヒステリシス2HG/せん断剛性√G - 組織が針抜きリバース組織であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスポーツ衣料用布帛。
- 組織が表鹿の子調組織であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスポーツ衣料用布帛。
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