JP5561633B2

JP5561633B2 - 遮熱性を有する布帛

Info

Publication number: JP5561633B2
Application number: JP2008222438A
Authority: JP
Inventors: 一美田神; 英樹天野; 通良阿江
Original assignee: 国立大学法人筑波大学; ギャレックス株式会社
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: JP2010053496A

Description

本発明は遮熱性を有する布帛に関するものであり、特に夏季の屋外活動中に着用するスポーツウェア・体操着に適した布帛に関するものである。

夏季屋外活動中の「熱中症の原因熱源は、太陽直射である。」と一般に考えられている。しかし、本発明者らは太陽直射と地面輻射とに由来して、体内に流入する熱エネルギー量は、それぞれの被ばく面積を勘案すれば、夏季の人工芝やコンクリート舗装上では両者がほぼ同等になることを見出した。つまり、夏季の日射下でのスポーツや作業では、従来想定されていた数値（太陽輻射熱）の２倍の輻射熱が体内に流入していることになる。

太陽直射に対しては、従来から帽子や日傘で防ぐ技術が育まれてきたが、これまで人類が想定してこなかった地面輻射には、こうした対応策が全く育っていない。従って、地面輻射熱の遮熱を基本原理とする衣服の提供は従来行われていない。

上述のように、太陽直射下の運動、作業や歩行中には、太陽輻射熱と地面輻射が体内に流入するので、熱通気性の良い或いは吸湿性のある衣服を着用していても、発汗や対流による放熱は、同じ状態が続けば、その環境における物理学的な最大値（飽和状態）に達してしまう。そのため、地面輻射の遠赤外線を防護する方式も熱中症予防策であり、衣服の快適性を改善できる方法である。衣服にこの技術を適用することは、同時に太陽直射に対しても有効である。

従来、作業衣には、輻射熱源の近くで作業する専用の作業着が提供されている。例えば、特開２０００−４５１１３号公報（特許文献１）には特殊な放熱手段を設けた耐熱防護服が開示されており、特表２００１−５１９８６１号公報（特許文献２）にはアラミド素材を何層にも重ねた消防衣服が開示されている。また、特開２００７−２８４８０２号公報（特許文献３）にはポリアミドフィルムに金属蒸着層を形成した赤外反射フィルムを服地の基布に貼り合わせた耐熱防護服が開示されている。しかし、これらの衣服は何れも嵩張るものであり、伸縮性もなく、スポーツウェアには適していないものである。

従来のスポーツウェアや紳士用背広などは、全て通気と透湿による身体冷却を用いている。例えば、特開２００７−２３４３９号公報（特許文献４）には、スポーツ用途の衣服用の経編生地が開示されている。この経編生地は開口部を有する表地組織と開口部を有する裏地組織とを両者の開口部の位置をずらせて連結糸により連結したものである。開口部を設けたことにより通気性を持たせるとともに、開口部の位置をずらしたことにより、太陽光を直接受ける部分を減らして太陽光の透過による日焼けを低減させている。

また、特許第２９９２３５６号公報（特許文献５）には、スポーツウェアに適したダブルニットの編み物が開示されている。この編み物は接結層および裏面層を可視光線および近赤外線を反射する無機化合物を保持する繊維により編成し、表面層は実質的にこのような無機化合物が入っていない繊維により編成しものである。そして、可視光線と近赤外線を表面層は透過させて、接結層および裏面層側へ到達させ、その熱エネルギーを利用して、裏面層に吸収した汗を乾燥させるとともに、接結層および裏面層で反射させている。

上述した特許文献４および５では、太陽光の直射を問題として考慮しているだけで、地面輻射〔地面（人工芝、コンクリート等を含む）が高温になって、そこから放射される遠赤外線〕による輻射熱に対する対策がなされていない。特許文献４および５の経編生地またはダブルニット生地では表面層（表地組織）と裏面層（裏地組織）は接結層（連結糸）により密着して一体化しているので、経編生地またはダブルニット生地の表面層（表地組織）が輻射熱によって高温になれば、熱伝導により裏面層（裏地組織）も温度が高くなってしまう。特許文献５のように汗の乾燥に熱エネルギーを消費しても、限度がある。

従来から砂漠の民であるアラビア人が着用する白いワンピース（ディッシュダーシャ）は、地面輻射熱の遮熱対策を行っていると考えられるが、きちんとした評価がなされているわけではない。女性用のアーバヤは同じデザインだが黒いので、遠赤外線が効率よく服の表面で熱に変換されるが、体表と衣服との空間が大きくとってあるために、熱伝導が起こりにくくなっていると考えられる。しかしながら、このようなディッシュダーシャやアーバヤはスポーツウェアとしては全く不適当なものである。
特開２０００−４５１１３号公報特表２００１−５１９８６１号公報特開２００７−２８４８０２号公報特開２００７−２３４３９号公報特許第２９９２３５６号公報

一般に「快適性が高い」と言えば通気性が良い衣服を指しているが、発汗や対流による身体冷却は、夏季の太陽直射下の屋外活動では物理学的な最大値（飽和状態）に達しているために、いかに高性能な生地を用いても改善されることはなく、裸になることさえ無意味である。このような場合には侵入する熱を防ぐことが最良の防護、快適性改善の手段である。

本発明は、夏季の屋外活動中に着用する衣服の素材として適しており、遮熱性を有し、しかも伸縮性がある布帛を提供することを目的とするものである。

本発明は、編地の表裏の両方の表面に表目が全体的に見える２層構造のよこ編生地であり、表層を形成する糸は編目を形成するとともに、コース方向に４〜８目の間隔を開けて裏層を編成する編針に掛けられて裏層の編目とともに編まれてタックを形成し、該タックはウェール方向に３〜６コース毎に形成されており、前記裏層は編針を１本置きに不動作位置として編成した編目と浮き編が交互するハーフニットを編成位置をずらして続けて２コース行なって、全編針編成の１コース分としたコースと、全編針で編目を編成したコースとの組合わせからなり、前記表層と裏層とは間隔を開けて点在する前記タックによってのみ繋がれており、他の部分では表層と裏層とは連結されておらず、表層の編目と裏層の編目との間に裏層の前記浮き編が配置されていることを特徴とする遮熱性を有する布帛により前記目的を達成する。

なお、本発明において、表裏は布帛の２つの面を区別するために表層と裏層と称しているが、衣服に仕立てる際には、衣服における表裏と一致しても、しなくてもどちらでもよい。また、タックした箇所が窪んだ状態で模様のように点在するので、本発明において表層とした面を衣服においても表にする方が意匠的効果がある。

また、布帛を構成する糸が酸化チタンを含んでいることが好ましい。

本発明によれば、編地の表裏両面に表目が現れた２層構造のよこ編生地であるが、基本的には表層を構成する編目と裏層を構成する編目とは分離しており、コース方向に４〜８目の間隔を開けて、ウェール方向に３〜６コース毎に形成されたタックにより連結されているだけである。そして、表層の編目と裏層の編目との間に裏層の浮き編が配置されているので、表層と裏層の間に空気層が形成されている。従って、太陽の直射光や地面からの輻射熱（遠赤外線）によって表層が温められ温度が高くなっても、表層の熱は空気層により遮られて裏層に伝わり難い。

しかも、タックした箇所は表層では編目が大きくなったように見える状態であるが、特許文献４の開口部のような大きなものでなく、また単位面積当たりのタックの数も少なく、タックした箇所に対応する裏層の編目は大きくならないので、外部の暑い空気が流入したりしないし、タックした箇所から直接に可視光線、近赤外線、遠赤外線が入ってくることもない。しかも、タックにより表面積が大きくなるので、汗由来の水蒸気の拡散を促して衣服内部の温度上昇を和らげることができる。

更に、本発明によれば、布帛を構成する糸として酸化チタンを含有した糸を使用して、表層および裏層を編成すると、酸化チタンにより紫外線のみならず、可視光線、近赤外線および遠赤外線を効率的に反射・遮蔽することができる。従って、これら近赤外線および遠赤外線による布帛の表面温度の上昇を抑えることができる。

本発明において、裏層の編成に際して、編針を１本置きに不動作位置として編成して、編目と浮き編が交互するハーフニットとし、次のコースでは前回不動作位置であった編針を作動位置とし、前回作動位置にあった編針を不作動位置として編成位置をずらしたハーフニットとすることにより、全編針編成の１コース分とし、その次に全編針で編成したコースとの組合わせとすることが好ましい。このようにすると浮き編が多数形成され、表層の編目と裏層の編目との間に充分に大きな空気層が形成され、遮熱効果が良い。また、布帛に厚みが出るので、白色の布帛でも透けたりしない。

本発明によれば、従来から体操着に使用されているのと同様の単糸繊度の糸を使用することができ、これにより、現在の体操着に用いられている生地と同等の一般性能を有し、尚且つ遠赤外線の遮蔽能力を有する布帛となる。

本発明の布帛からなる衣服を着用することにより、夏季の屋外でのスポーツその他の身体活動中の高体温による体力消耗を遅延させることが可能になって、熱中症リスクを低下させ、持久性競技力を高く維持し続けることが可能である。

本発明の布帛は遮熱性、伸縮性、丈夫さおよび軽量であるなどの特性を有しているので、熱中症予防のスポーツウェア（特に夏のマラソンレースや人工芝グラウンドで行われるサッカー用、野球、自動車・バイク・自転車レースのドライバー、メカニック、観戦用、登山用）のみに限らず、夏用の屋外作業着、熱中症弱者用衣服（子供服、老人服）、ヒートアイランドで活動する人のための紳士服等、広く一般の人たちが活動する環境で使用される種々の衣服に適用することができる。

以下、図面に示した実施例に基いて本発明を詳細に説明する。

本発明の布帛は編地の表裏両面に表目が現れた２層構造のよこ編生地であり、複針床の丸編機またはＶベッド横編機により編成することができる。

図１は平編の編目を表わしており、（ａ）は平編の表目を表わし、（ｂ）は（ａ）に示した編目を裏側から見たもので、平編の裏目を表わしている。糸の給糸方向に沿った編目をコースといい、編針の植えられた方向に沿って見た編目をウェールという。図１（ａ）では符号Ｃと矢印でコース方向を示し、符号Ｗと矢印でウェール方向を示した。

図１に示した編目が基本的な編目であり、本発明の布帛の表裏の両方の表面（外から見える面）に図１（ａ）に示した表目が現れており、図１（ｂ）に示した裏目は布帛の厚み方向の内部に現れる。

図２は本発明の布帛のコース方向に沿った模式的な断面図である。図２において、本発明の布帛Ａは表層１と裏層２とからなり、矢印Ｍ方向から見た表層１の表面１０には図１（ａ）に示した表目が全体的に見える。矢印Ｎ方向から見た裏層２の表面２０は同じく図１（ａ）に示した表目が全体的に見える。

図２に示すように、表層１を構成する編糸は編目１１を形成するとともに、所々で裏層２を編成する編針に掛けられて裏層２の編目２１ととともに編まれて、タック１２を形成する。裏層２を構成する編糸は編目２１と浮き編２２を形成する。浮き編２２は表層１の編目１１と裏層２の編目２１との間に形成されている。

タック１２はコース方向に４〜８目の間隔を開けて、ウェール方向に３〜６コース毎に形成され、布帛Ａにおいて点在した状態である。図２示すように、表層１と裏層２とは間隔を開けて点在するタック１２によってのみ繋がれており、そして、浮き編２２の存在により表層１の編目１１と裏層２の編目２１とは密着した状態にはならない。

本発明の布帛Ａの編成に使用する編糸は、従来から編糸として使用されている仮撚加工したポリエステルフィラメント糸やアクリル糸でもよいが、酸化チタンを含有する糸（フルダル糸）が好ましい。酸化チタンの含有量が多い方が遮熱効果が高かった。ただし、黒色に染色すると、酸化チタンを含有した糸であっても、黒色による熱吸収が大きくなり、遮熱効果が低下した。従って、染色する場合は白色ないし薄い色合いとすることが好ましい。

糸の太さは使用する編機によっても異なるが、丸編生地の場合、ゲージと糸使いとの関係の一例は下記のようである。

１８ゲージ：１６７ｄｔｅｘ／４８ｆと２２０ｄｔｅｘ／４８ｆ
２０ゲージ：１６７ｄｔｅｘ／４８ｆ
２２ゲージ：１１０ｄｔｅｘ／４８ｆと１６７ｄｔｅｘ／４８ｆ
２４ゲージ：１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ
２６ゲージ：８４ｄｔｅｘ／３６ｆと１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ
２８ゲージ：８４ｄｔｅｘ／３６ｆ
３２ゲージ：５６ｄｔｅｘ／２４ｆ
なお上記記載で符号ｆはフィラメント数をあらわす。このように本発明で使用する編糸では単糸繊度（１フィラメントの太さ）が２ｄｔｅｘ以上であり、細すぎることがないので、ピリング、スナッキングや摩耗等が生じ難く、耐久性があり、スポーツウェアに適用するのに充分な特性を有している。

また、このような糸使いの編地は目付け（重量）が３００ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２で、軽量であり、また布帛として適度の厚みがあるので、スポーツウェアに適している。

本発明の布帛の一実施例の編成方法を以下に説明する。ダイヤルシリンダ丸編機で図３に示す編成図に従って編成した。図３に示した実施例ではダイヤル針Ｄで表層１を編成し、シリンダ針Ｓで裏層２を編成する。図３においては、ダイヤル針Ｄとシリンダ針Ｓは組になって表わされ、各組の上側がダイヤル針Ｄで下側がシリンダ針Ｓであり、各編針は短い線で示されている。ダイヤル針Ｄとシリンダ針Ｓの位置関係はゴム編出会い（針の位置がずれている状態）となっている。
符号Ｆ１、Ｆ２、…Ｆ１６は各コース編成の給糸を示している。

使用した糸は酸化チタンを含有したポリエステル仮撚加工糸の８４ｄｔｅｘ／３６ｆであり、針ゲージは２８ゲージであった。

給糸Ｆ１でダイヤル針Ｄに給糸するが、編針４本に給糸した後、シリンダ針Ｓに糸を架けてから、隣接するダイヤル針Ｄに再び給糸する。これを繰返すと共に編針を動作させて編成を行い、編目１１を形成する。シリンダ針Ｓに架けられた編糸部分はそのままである。

給糸Ｆ２でシリンダ針Ｓに編糸を給糸するが、この際、編針を１本置きに不動作位置（ウエルト位置またはミス）として、残りの編針に給糸して編成を行う。Ｆ１の給糸で編糸部分が架けられたシリンダ針Ｓは不動作位置にある。このように全針の半分の編針で編成されるハーフニットにより、編目２１と不動作位置の針の箇所の浮き編（浮き糸）２２とが交互して形成される。

次に給糸Ｆ３でシリンダ針Ｓに編糸を給糸する。この場合、Ｆ２の給糸では編成運動を行った針を不動作位置とし、不動作位置にあった針で編目の編成を行う。すなわち、前コースの編成時とは編成位置をずらして、編目２１と浮き編２２が交互するハーフニットを行う。この際に、Ｆ１でシリンダ針Ｓに架けられた編糸部分１２が編目２１と共に編まれ、タック１２となる。

このように給糸Ｆ２と給糸Ｆ３とにより編成位置をずらしたハーフニットを続けて２コース行なうことにより、全編針編成の１コース分の編目が形成され、しかもこれらの全ての編目の裏側（裏目側）に浮き編２１が配置されている。

給糸Ｆ４でダイヤル針Ｄの全ての編針に給糸して編目を編成する。ただし、給糸Ｆ１の場合と異なって、タックは行わない。給糸Ｆ４の編成により表層１の２コース目が編成されたことになる。

給糸Ｆ５は給糸Ｆ２と同じで、シリンダ針Ｓに編糸を給糸してハーフニットする。給糸Ｆ６は給糸Ｆ３と同じで、シリンダ針Ｓに編糸を給糸してハーフニットする。給糸Ｆ５と給糸Ｆ６とにより裏層２の実質的な２コース目が編成されたことになる。

給糸Ｆ７は給糸Ｆ４と同じで、ダイヤル針Ｄの全ての編針に給糸して編目を編成する。これで表層１の３コース目が編成されたことになる。

給糸Ｆ８はシリンダ針Ｓの全ての編針に給糸して編目を編成する。これで裏層２の実質的な３コース目が編成されたことになる。

給糸Ｆ９は給糸Ｆ１と同様の給糸を状態であるが、シリンダ針Ｓに架ける糸の位置をずらして、給糸Ｆ１における隣合う２つのタック１２の間においてシリンダ針Ｓに糸を架ける点が異なっている。

給糸Ｆ１０〜給糸Ｆ１６は前述した給糸Ｆ２〜給糸Ｆ８と同じである。給糸Ｆ９によりシリンダ針Ｓに架けられた糸は給糸Ｆ１１で一緒に編成されタック１２となる。

このように給糸Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１３、Ｆ１４でハーフニットにすることにより編地に厚みをもたせ、光の透過を防止する。また、全針ニットすることにより編目を小さくし、密度を高めた。これによって光の透過をさらに防止する。また、表面に小さなくぼみを給糸Ｆ１、Ｆ９でタック１２を作ることにより、編地の表面積を大きくして汗由来の水蒸気の拡散を促して衣服内部の温度上昇を和らげる効果があった。

図４〜６は図３の編成図に基いて編成した編地を編目で表わした模式的な組織図であり、分かり易くするために編目と編目の間隔を広げて描いている。図４は表層１を図２の矢印Ｍの側から見たものを示し、給糸Ｆ１、Ｆ４およびＦ７で編成されたものを表わしている。なお、タック１２は実際には裏層２に編み込まれるが、図４では分かり易く描いている。

図５は裏層２を矢印Ｍの側から見たものを示し、給糸Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ６およびＦ８で編成されたものを表わしている。矢印Ｍの側から見たものであるので、編目２１は図１に示した裏目で現れ、浮き編２２の糸が図５の状態では編目２１の手前（すなわち、表層１に近い側）に位置している。

図６は表層１と裏層２を一体化して図２の矢印Ｍの側から見たもの示している。ゴム出会い配置のダイヤルシリンダ針で編成したので、表層１の編目１１と裏層２の編目２１がずれた状態となっているが、実際の布帛においては隣接するウェールは同士は離れていないので、表層１側からは裏層２が見えず、同様に裏層２側からは表層１は見えない。

図７は前述した実施例の実物の表層１の顕微鏡写真である。図８は前述した実施例の実物の裏層２の顕微鏡写真である（図２おいて矢印Ｎで示した方向から見たもの）。

この本発明の布帛、現在の市販体操着で使用されている布帛および市販の高性能の生地を、発汗時（肌着が湿った状況）を想定して、太陽輻射熱相当の輻射熱（５００Ｗ／ｍ^２）を負荷して、特開２００６−１３３０６７号公報に開示されている人体輻射熱計で測定した。その結果、現在の市販体操着では輻射熱の４４％が身体に取り込まれているが、市販の高性能の生地で市販体操着の半分以下の１６％程度まで削減できることが分った。本発明の布帛ではこの値が１０％以下であった。

図９は本発明の布帛の別の実施例を示す図３と同様の編成図である。この実施例が図３の実施例と異なっている点は、タック１２がコース方向にもウェール方向にも間隔を開けて形成されていることである。図９ではタック１２が表層１を形成する糸（給糸Ｆ１、Ｆ１７）によりコース方向に８つの編目を開けて形成されて、裏層２の給糸Ｆ３、Ｆ１９の編目とともに編まれている。すなわち、タック１２は表層１においてウェール方向に６コース毎に形成されている。

本発明においては、タック１２が布帛において多過ぎると、表層１と裏層２との連結箇所が多くなり、すなわち熱伝導する箇所が多くなり過ぎ、遮熱効果が低減するので好ましくない。また、タック１２が布帛において少な過ぎると、表層１と裏層２との連結箇所が少ないため、表層１と裏層２にずれの負荷が加わった際にタック１２に負荷が掛かり、切れたりする虞がある。丈夫さの観点からしてタック１２が少な過ぎることも好ましくない。

平編の編目を表わしており、（ａ）は平編の表目を表わし、（ｂ）は（ａ）に示した編目を裏側から見たもので、平編の裏目を表わしている。本発明の布帛のコース方向に沿った模式的な断面図である。本発明の布帛の一実施例の編成方法を示す編成図である。図３の編成図に基いて編成した編地を編目で表わした模式的な組織図であり、分かり易くするために編目と編目の間隔を広げて描いており、図４は表層を図２の矢印Ｍの側から見たものを示す。図３の編成図に基いて編成した編地を編目で表わした模式的な組織図であり、分かり易くするために編目と編目の間隔を広げて描いており、図５は裏層を図２の矢印Ｍの側から見たものを示す。図３の編成図に基いて編成した編地を編目で表わした模式的な組織図であり、分かり易くするために編目と編目の間隔を広げて描いており、表層と裏層を一体化して図２の矢印Ｍの側から見たもの示す。図３に示した実施例の実物の表層の顕微鏡写真である。図７に示した実物の裏層の顕微鏡写真である（図２において矢印Ｎで示した方向から見たもの）。本発明の布帛の別の実施例の編成方法を示す編成図である。

符号の説明

１布帛の表層
２布帛の裏層
１１表層の編目
１２表層の糸によるタック
２１裏層の編目
２２裏層の浮き編
Ｄダイヤル針
Ｓシリンダ針
Ｆ１〜Ｆ３２給糸

Claims

編地の表裏の両方の表面に表目が全体的に見える２層構造のよこ編生地であり、表層を形成する糸は編目を形成するとともに、コース方向に４〜８目の間隔を開けて裏層を編成する編針に掛けられて裏層の編目とともに編まれてタックを形成し、該タックはウェール方向に３〜６コース毎に形成されており、前記裏層は編針を１本置きに不動作位置として編成した編目と浮き編が交互するハーフニットを編成位置をずらして続けて２コース行なって、全編針編成の１コース分としたコースと、全編針で編目を編成したコースとの組合わせからなり、前記表層と裏層とは間隔を開けて点在する前記タックによってのみ繋がれており、他の部分では表層と裏層とは連結されておらず、表層の編目と裏層の編目との間に裏層の前記浮き編が配置されていることを特徴とする遮熱性を有する布帛。
布帛を構成する糸が酸化チタンを含んでいることを特徴とする請求項１記載の遮熱性を有する布帛。