JP6388699B1 - 迷彩柄帯状織物の製造方法、及び迷彩柄帯状織物 - Google Patents

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Abstract

【課題】新規な迷彩柄を有する迷彩柄帯状織物を短期間で製造できる迷彩柄帯状織物の製造方法、及び周囲の環境と見分けがつきにくい迷彩柄帯状織物を提供する。
【解決手段】迷彩柄帯状織物の製造方法は、迷彩柄帯状織物1を製造するものであり、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%である原糸を使用して、厚さZが0.5mmから3.0mmの帯状織物を作製する帯状織物作製工程と、帯状織物作製工程で作製した帯状織物に対し、昇華転写印刷方式によって、複数の色彩2を着色させ、この色彩の1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%であり、かつ、それぞれの色彩2の表示面積から算出される1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%となるように迷彩柄3を施す昇華転写印刷工程とを含む構成をとる。
【選択図】図1

Description

本発明は、安全保障に関わる人員が着用する装備品の補助部品として主に適用され、各環境下で目視及び赤外線スコープにより認知されにくい特性を備えた迷彩柄帯状織物の製造方法、及び迷彩柄帯状織物に関するものである。
従来から、戦場で着用される衣服や様々な機器を覆うカバー用布帛の柄に、周囲の環境や物体との見分けがつきにくくなる迷彩色柄が使用されている(例えば、特許文献1から特許文献4)。
特許文献1及び特許文献2では、赤外線吸収剤が添加された繊維を染色した迷彩加工ナイロン布帛に係る発明が提案されている。
一方、特許文献3及び特許文献4では、原糸に赤外線吸収剤と赤外線反射剤、及び着色剤を予め混合させ、色相(H)、明度(V)、彩度(C)及び近赤外領域(1000nmから1200nm)の光に対する反射率を目標値に合致させた原着ポリエステルを作製し、その原糸を用いてジャガード織を施すことによって迷彩柄を作製する方法が提案されている。なお、以下、色相・明度・彩度をHVCとも記す。
特許第3088264号公報 特開2007−298199号公報 特許第5061256号公報 特許第5713304号公報
本発明者らは、赤外線吸収剤と赤外線反射剤を組み合わせることにより、HVC及び赤外線反射率を目的の値に到達させた原着原糸を作成し、その原着原糸を用いてジャガード織を施し、迷彩柄帯状織物を製造する製造方法を行ってきた。この製造方法で製造された製品は、目視及びレーザーサーチによる偽装性に優れており、既に自衛隊の実働部隊に副装備品として使用されている。
この迷彩柄帯状織物の製造方法では、原糸の着色に必要なマスターチップの開発する工程、マスターチップを適用した原糸を生産する工程、原糸を撚糸する工程、撚糸された原糸をジャガード織によってサンプルを作成する工程、サンプルのHVC評価及び赤外線反射率評価を実施する工程を経て、ジャガード織迷彩柄帯状織物が完成する。そのため、ジャガード織迷彩柄帯状織物の開発までには、半年以上の期間を要する。
しかし、使用する原糸の色相が異なる新規の迷彩柄が要求された場合、この製造方法は、上述した工程を経るため、開発するために非常に長い時間と多額の開発経費を必要とするという問題点がある。また、ジャガード織は、積層構造であるため、その評価値(特に、赤外線反射率)は重なり合う糸の色相に影響を受ける。そのため、一つめのサンプルが所望の性質を有することはほとんどなく、数個から数十個のサンプルを作製して、完成に至ることがほとんどである。
近年の自衛隊員の活動範囲は、海外派遣の機会が増大しており、新規な迷彩柄を要求され、さらに短期間での納入を要望される機会が増加している。この場合の発注量は、特定用途であるため、糸量にすると数百kgとなる。原着原糸の生産ロットは通常10トン以上、少なくとも数トンの単位が要望される。
そのため、迷彩柄が、例えば4色から5色で構成されている場合、1トンを生産するにしても全色では4トンから5トンとなる。一般的な受注量は糸量で換算すると200kgから300kgであり、需要と供給のバランスが全く吊り合わない状況が生じる。この問題を解決するためには、特殊な小型紡糸機を使用することや生産された原着原糸を長期保存することが考えられる。
しかし、小型紡糸機を導入した場合、設備投資に対する採算が得られず、一方、原着原糸を長期保存する場合、繊維の物性劣化や、色の退色により生じる赤外線反射率の変化を考えると、有効期間が最大3年間程度となり、有効期間を過ぎたものは廃棄せざるを得ないという問題が生じる。
そこで、本発明は、新規な迷彩柄を有する迷彩柄帯状織物を短期間で製造できる迷彩柄帯状織物の製造方法、及び周囲の環境と見分けがつきにくい迷彩柄帯状織物を提供することを目的とする。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、迷彩柄帯状織物を製造するものであり、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%である原糸を使用して、厚さ0.5mmから3.0mmの帯状織物を作製する帯状織物作製工程と、帯状織物作製工程で作製した帯状織物に対し、昇華転写印刷方式によって、複数の色彩を着色させ、この色彩の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%であり、かつ、それぞれの色彩の表示面積から算出される波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%となるように迷彩柄を施す昇華転写印刷工程とを含むことを特徴とする。
なお、波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率は、各色彩における区間平均反射率と表示面積比を積算した値である平均寄与率を算出し、それらの平均寄与率を加算して算出したものである。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、原糸がポリエステル繊維であることを特徴とする。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、原糸には、少なくとも赤外線反射剤、及び赤外線吸収剤が含有されていることを特徴とする。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、赤外線反射剤は酸化チタンであり、原糸に対する酸化チタンの添加濃度が0.2%から0.3%であることを特徴とする。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、原糸の強度が7c/dtex以上、迷彩柄帯状織物の短手方向の幅が10mmから100mmであることを特徴とする。
本発明の迷彩柄帯状織物は、複数の色彩が着色され、この色彩の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%、かつぞれぞれの色彩の表示面積の積和から算出される波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%であることを特徴とする。
従来の迷彩柄帯状織物は、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が、各色特有の反射率を設定する指針で開発を進められてきた。レーザーサーチの照射が1cm以下の部分もある迷彩柄帯状織物のある一色に照射させて偽装性の有無を判断するとは考えにくく、現行の管理方法は各色の個別赤外線反射率と表面表示面積を勘案し、全体としての赤外線反射率を目的とする範囲に制御する方法であると推察される。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、個別の色彩の赤外線反射率を規制するのでなく、それぞれの色彩の表示面積から算出される波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%となるように迷彩柄が施された迷彩柄帯状織物を製造するものである。
結果的には、赤外線スコープのレーザー照射がなされても、各色彩に対し規制された赤外線反射率を付与した場合と同様の偽装効果が得られる。
したがって、本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法によって、目視及び赤外線スコープのレーザーサーチにより、周囲の環境と区別がつきにくい迷彩柄帯状織物を製造することができる。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法における昇華転写印刷方式では、所定の厚さを有する帯状織物の端部にも均一に迷彩柄を施すことができる。そのため、本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、帯状織物の表面に所望の迷彩柄をむらなく、均一に染色することができ、迷彩柄帯状織物の偽装性を高めることができる。
また、昇華転写印刷方式のインクに使用される分散染料は、各色彩の色相において、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率がほぼ同じである。そのため、赤外線吸収剤を含有させることにより、各色彩の反射率を一律に下げることが容易にできる。
本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法における昇華転写印刷方式は、短時間で迷彩柄帯状織物を製造することができ、新しい色や新しい迷彩柄を有する迷彩柄帯状織物の製造の要望を受けた場合でも、短期間で製品のサンプルを完成させることができる。さらに、加工量の数百m単位で生産対応が可能であり、製品を在庫させる必要がない。
したがって、本発明の迷彩柄帯状織物の製造方法は、ジャガード織によって迷彩柄帯状織物の製造方法において問題点であった開発期間及び少Lot品番の在庫を大幅に改善することができる。
本発明の実施形態に係る迷彩柄帯状織物の製造方法で作製された迷彩柄帯状織物の斜視図である。 本発明の実施形態に係る迷彩柄帯状織物の製造方法で作製された迷彩柄帯状織物を示す図である。(a)平面図、(b)側面図
図1は、本実施形態に係る迷彩柄帯状織物の製造方法によって製造された迷彩柄帯状織物1を示している。この迷彩柄帯状織物1は、例えば、偽装リュックのショルダーベルトを始め、各種装備品の縫製資材として使用される。
以下、本実施形態に係る迷彩柄帯状織物の製造方法及びこの製造方法によって製造された迷彩柄帯状織物1について説明する。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法は、厚さZが0.5mmから3.0mmの帯状織物を原糸から作製する帯状織物作製工程と、帯状織物作製工程で作製された帯状織物に対し、先ず片面に昇華転写印刷方式によって、複数の色彩2を着色させ、更に裏面に迷彩柄3を施す昇華転写印刷工程とを含む。
この迷彩柄帯状織物1の製造方法で製造された迷彩柄帯状織物1は、各色彩2の表示面積の積和から算出される、波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%である。ここで、表示面積とは、帯状織物のおもて面4(あるいは、うら面5)に施された迷彩柄を構成する各色の占有面積を意味する。
この迷彩柄帯状織物1の厚さZは、0.5mmから3.0mmが好ましい。厚さZが、0.5mmよりも薄くなると、おもて面4とうら面5に着色した色彩に滲みが生じ、迷彩柄3が不鮮明になり、一方、厚さZが3mmよりも厚くなると、端面部分を均一に染色することが難しく、端面に色むらが生じる。また、厚さZが2.5mmであることがさらに好ましい。
本実施形態で用いる原糸には、高分子繊維を使用でき、例えば、ポリエステル繊維を使用することができる。この原糸には、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%のものを使用する。
原糸の強度は、7c/dtex以上、初期引張抵抗度(見かけヤング率)50c/dtexから200c/dtexのものが好ましい。迷彩帯状織物1は、人体に装備して使用される機会が多いため、急激に大きな加重を受けたときに、迷彩柄帯状織物1が必要以上に伸張すると事故を誘発しやすい。また、迷彩柄帯状織物1が伸張しないと、人体が加重の衝撃を受けた場合、人体が損傷を受けることが懸念される。そのため、上記の初期引張抵抗度に制御することが好ましい。
この原糸には、赤外線反射剤及び赤外線吸収剤が含まれている。
赤外線反射剤には、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウムを使用することができる。中でも酸化チタンは、ポリエステルやナイロンを溶融紡糸法で作製された繊維の光沢感を消失させる効果(艶消し効果)を有し、迷彩柄帯状織物1の偽装性を高めるために有効である。赤外線反射剤として酸化チタンを使用する場合、原糸における酸化チタンの濃度は0.2%から0.3%であることが好ましい。酸化チタンの濃度が0.2%よりも小さいと、原糸の光沢感を消失させる効果が不十分となり、一方、原糸における酸化チタンの濃度が0.3%よりも大きいと、原糸の強度を低下させる。
一方、赤外線吸収剤には、例えば、フタロシアニン化合物、チタンブラック、炭化ジルコニウムを使用できる。中でも、フタロシアニン化合物は、特定の波長における反射率をコントロールしやすいため、赤外線吸収剤にはフタロシアニン化合物が含まれているものを使用することが好ましい。
これらの赤外線反射剤や赤外線吸収剤は、単独で添加しても、複数添加しても良い。
なお、これらの赤外線反射剤や赤外線吸収剤以外にも、制電性、耐光性、耐熱性を付与する添加剤を含有させてもよい。
次に、本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法の一例を説明する。
まず、バージンチップであるポリエステルチップと、赤外線反射剤及び赤外線吸収剤を混合し、マスターチップを作製した。
赤外線反射剤には、酸化チタンを使用し、この酸化チタンは、マスターチップに対する濃度が6.0%となるように添加した。一方、赤外線吸収剤には、PRO−JET925NPを使用し、この赤外線吸収剤は、マスターチップに対する濃度が0.075%となるように添加した。
次に、混合物中における赤外線吸収剤の濃度が、0.001%(10ppm)(試料1)、0.002%(20ppm)(試料2)、0.003%(30ppm)(試料3)となるようにバージンチップとマスターチップを1:74、1:36.4、1:24の比率でそれぞれ撹拌し、混合した。なお、各混合物における酸化チタンの濃度は、0.08%から0.24%である。
そして、各混合物を290℃から300℃で溶融紡糸し、糸状を4.5倍から5.0倍に延伸し、強度が7c/dtex以上、見かけヤング率が50から200c/dtexの原糸を作成した。ニードル織機を用いて、図2に示すように、各原糸から厚さZが1.5mm、短手方向の幅Xが50mm、長手方向の幅Yが5mの帯状織物を作製した。
また、後述する評価2を実施するために、バージンチップとマスターチップを1:29の比率で混合し、同様に原糸及び帯状織物(試料4)を作成した。このときの酸化チタンの濃度は、0.2%であり、赤外線吸収剤の濃度は、0.0025%(25ppm)である。
なお、昇華転写印刷される前の帯状織物は、いずれもほぼ無色である。
次に、作製した帯状織物をソーピング加工し、脱油処理した。その後、昇華転写機を使用して、所望の色彩2の迷彩柄を帯状織物に印刷した。昇華転写機はEPSON−100タイプを使用し、温度を200℃、圧力を3g/cmに設定して、帯状織物のおもて面4とうら面5に迷彩柄3を施した(図1)。
なお、評価2で用いる迷彩柄帯状織物1には、淡色としてライトグリーン及びライトグレー、中間色としてグリーン及びグレー、濃色としてダークブラウン及びブラックを使用し、評価3で用いる迷彩柄帯状織物1には、ライトグレー、グレー、ダークブルー、ブラウン及びブラックを使用し、それぞれ迷彩柄を施した。
[評価1]
昇華転写印刷する前の状態の各帯状織物(試料1から試料3)の波長域1000nmから1200nmの赤外線反射率を測定した。赤外線反射率の測定には、島津UV−3600を用いた。なお、コントロールには、赤外線吸収剤が添加されていない原糸から作成した帯状織物を使用した。
各帯状織物の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率を表1に示す。表1の結果から、赤外線吸収剤を添加することで、赤外線反射率が小さくなることが分かった。さらに、赤外線吸収剤の添加濃度を大きくするに従って、赤外線反射率が小さくなることが分かった。
このことから、原糸における赤外線吸収剤の濃度を調整することで、帯状織物の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率を調整できることが分かった。
[評価2]
昇華転写印刷した後の状態の各迷彩柄帯状織物1(試料4)の波長域1000nmから1200nmにおける赤外線反射率を測定した。赤外線反射率の測定には、島津UV−3600を用いた。コントロールには、着色をしていない帯状織物を使用した。なお、使用した色彩のHVC特性は表2に示した通りである。
各帯状織物の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率を表3に示す。表3の結果から、どの色彩2においても、赤外線反射率は、49%から54%であることがわかった。
また、淡色、中間色、濃色の順で、赤外線反射率が僅かであるが小さくなる傾向にあることがわかった。
次に、試料4の帯状織物に、航空自衛隊が使用している多色方形柄を施し、迷彩柄帯状織物1を作製した。色彩2には、表4に示されるシアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、及びブラック(K)の配合比であるライトグレー、グレー、ダークブルー、ブラウン及びブラックの5色を使用した。なお、これらの色彩のHVC特性は表5に示した通りである。
迷彩柄帯状織物1の各色彩2における波長域1000nmから1200nmの光に対する赤外線反射率、各色彩の表面面積比、平均寄与率、波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率をそれぞれ算出した。平均寄与率及び加重平均反射率は、下記式から算出した。
平均寄与率=区間平均反射率×表示面積比
加重平均反射率=各色の平均寄与率の総和
迷彩柄帯状織物1の評価結果を表6に示す。
波長域1000nmから1200nmの光に対する各色彩の平均反射率(平均赤外線反射率)を算出した結果、50%から52%であることが分かった。また、波長域1000nmら1200nmの光に対する加重平均反射率(平均寄与率の総和)は、51.43であることがわかった。
この迷彩柄帯状織物1をリュックのショルダーベルトに使用して、赤外線スコープでサーチしたところ、迷彩柄3を着色していない場合と比べ、偽装性が向上していることが明らかであった。
さらに、加重平均反射率が異なる迷彩柄帯状織物1を赤外線スコープでサーチしたところ、加重平均反射率が40%よりも小さいと、周囲の環境や物体と比べ黒く浮き上がった状態になるため、偽装性を低下するおそれがあり、一方、加重平均反射率が55%よりも大きいと、周囲の環境や物体と比べ、シルエット条に浮かび上がる状態になり、偽装性が低下するおそれがある。
以上の理由から、迷彩柄帯状織物1の波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%が好ましいことが分かった。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法、及びこの製造方法で製造された迷彩柄帯状織物1の作用効果について説明する。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法によって製造された迷彩柄帯状織物1は、それぞれの色彩の表示面積から算出される波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が40%から55%である。
そうすると、赤外線スコープのレーザー照射が迷彩柄帯状織物1のある一色だけではなく、全体に照射されてサーチされる場合に、各色彩2に対し、規制された反射率を付与した場合と同様な偽装効果が得られる。
したがって、本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法は、目視及び赤外線スコープのレーザーサーチにより、周囲の環境と区別がつきにくい迷彩柄帯状織物1を製造することができる。
従来から使用されている捺染染色方式では、厚みが1.5mm以上である帯状織物に対しては、帯状織物の両端が均一に染色できなかった。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法における昇華転写印刷方式では、インク(分散染料)が帯状織物を構成する繊維の表面のみならず、帯状織物の端面部も均一に着色する。そのため、帯状織物に所望の迷彩柄3を施すことができる。
したがって、本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法は、迷彩柄帯状織物1のおもて面4(うら面5)及びその内部まで所望の迷彩柄3をむらなく、均一に施すことができ、偽装性を高めた迷彩柄帯状織物1を製造することができる。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法における昇華転写印刷方式で使用するインクは分散染料であり、ポリエステル繊維に良くなじみ、ポリエステルで構成された帯状織物に色彩を施すために非常に有効な染料印刷方式である。ポリエステル製の帯状織物に、昇華転写方式によって印刷されたインクは、ポリエステル繊維にしっかり付着する。
そのため、施された迷彩柄3は、こすれたりした場合でも剥がれ落ちづらく、さらに迷彩柄3が劣化されにくい。そのため、迷彩柄帯状織物1の偽装性を長期に亘り維持できる。
また、昇華転写印刷方式のインクに使用される分散染料は、各色彩2の色相において、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率がほぼ同じである。そのため、赤外線吸収剤を含有させることにより、各色彩の反射率を一律に下げることが容易にできる。
本実施形態に係る迷彩柄帯状織物1の製造方法における昇華転写印刷方式は、短時間で迷彩柄帯状織物1を製造することができ、新しい色や新しい迷彩柄を有する迷彩柄帯状織物1の製造の要望があった場合でも、短期間(例えば、1、2週間)で製品のサンプルを完成させることができる。
さらに、加工量の数百m単位で生産対応が可能であり、製品を在庫させる必要がない。
したがって、この迷彩柄帯状織物1の製造方法は、ジャガード織によって迷彩柄帯状織物の製造方法と比較し、開発期間及び在庫を大幅に改善できる。
以上、本実施形態について説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
1 迷彩柄帯状織物
2 色彩
3 迷彩柄
4 おもて面
5 うら面
X 幅(短手方向の幅)
Y 幅(長手方向の幅)
Z 厚さ

Claims (1)

  1. 航空自衛隊員のリュックのショルダーベルト用の迷彩柄帯状織物を製造する迷彩柄帯状織物の製造方法において、
    0.2%から0.3%の添加濃度で添加された酸化チタン及び赤外線吸収剤が含有され、波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%であり、強度が7cN/dtex以上のポリエステル原糸を使用して、短手方向の幅が10mmから100mm、厚さ0.5mmから3.0mmの帯状織物をニードル織機で作製する帯状織物作製工程と、
    前記帯状織物作製工程で作製した前記帯状織物に対し、昇華転写印刷方式によって、
    マンセル表色系において色相(H)が3.6GY、明度(V)が4.5、彩度(C)が1.8で表色され、波長域1000〜1200nmの光に対する区間平均反射率が52%であるライトグレー、
    マンセル表色系において色相(H)が8.3B、明度(V)が3.6、彩度(C)が1.8で表色され、波長域1000から1200nmの光に対する区間平均反射率が51%であるグレー、
    マンセル表色系において色相(H)が8.4YR、明度(V)が3.5、彩度(C)が1.2で表色され、波長域1000から1200nmの光に対する区間平均反射率が51%であるダークブラウン、
    マンセル表色系において色相(H)が2.6B、明度(V)が3.3、彩度(C)が2.5で表色され、波長域1000から1200nmの光に対する区間平均反射率が51%であるダークブルー、
    マンセル表色系において色相(H)が7.2P、明度(V)が2.5、彩度(C)が0.4で表色され、波長域1000から1200nmの光に対する区間平均反射率が52%であるブラック、
    の色彩を、前記ライトグレーの表面面積比が48%、前記グレーの表面面積比が17%、前記ダークブラウンの表面面積比が10%、前記ダークブルーの表面面積比20%、前記ブラックの表面面積比が5%となるように、かつ、航空自衛隊用の多色方形柄となるように、着色させ、前記色彩の波長域1000nmから1200nmの光に対する反射率が40%から60%であり、かつ、それぞれの前記色彩の表示面積から算出される波長域1000nmから1200nmの光に対する加重平均反射率が51%となるように迷彩柄を施す昇華転写印刷工程と、を含む、
    ことを特徴とする迷彩柄帯状織物の製造方法。
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