JPH05309244A - 水分透過膜 - Google Patents
水分透過膜Info
- Publication number
- JPH05309244A JPH05309244A JP4135734A JP13573492A JPH05309244A JP H05309244 A JPH05309244 A JP H05309244A JP 4135734 A JP4135734 A JP 4135734A JP 13573492 A JP13573492 A JP 13573492A JP H05309244 A JPH05309244 A JP H05309244A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permeable membrane
- water
- fiber
- moisture permeable
- surface portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伸縮性及び柔軟性を有すると共に、非常に低
い圧力差の変化だけで不感蒸泄から感蒸泄の広い発汗量
範囲に適応できて人間の皮膚に近い特性を得ることがで
きるようにする。 【構成】 伸縮性多孔質膜と繊維メッシュを複合した構
成にする。
い圧力差の変化だけで不感蒸泄から感蒸泄の広い発汗量
範囲に適応できて人間の皮膚に近い特性を得ることがで
きるようにする。 【構成】 伸縮性多孔質膜と繊維メッシュを複合した構
成にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発汗は皮膚部用人口発
汗膜として用いる水分透過膜に関するものである。
汗膜として用いる水分透過膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の水分透過膜は、サーマルスキン
の機能に発汗機能を付加した人体着衣模擬装置として特
公平２−２４８４６号公報に開示されており、その他に
も室内のコンフォートセンサとして用いられることも知
られている。
の機能に発汗機能を付加した人体着衣模擬装置として特
公平２−２４８４６号公報に開示されており、その他に
も室内のコンフォートセンサとして用いられることも知
られている。
【０００３】従来の上記水分透過膜にあっては、連続細
孔焼結金属、連続多孔質セラミック、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、４メチルペテン１等のオレフィン系、フ
ッソ系、シリコン系、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ
アミド等のエンジニアリングプラスチック系、及びビニ
ールアルコール系、セルロース系の各ポリマによって、
平膜状や中空糸膜状に作成されているものであり、可撓
性及び伸縮性に乏しく、人間の皮膚に対してはるかに及
ばないものであった。また上記従来のものでは、不感蒸
泄から感蒸泄までの広い発汗速度範囲を膜内外間の比較
的低い圧力差で達成することは困難であった。
孔焼結金属、連続多孔質セラミック、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、４メチルペテン１等のオレフィン系、フ
ッソ系、シリコン系、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ
アミド等のエンジニアリングプラスチック系、及びビニ
ールアルコール系、セルロース系の各ポリマによって、
平膜状や中空糸膜状に作成されているものであり、可撓
性及び伸縮性に乏しく、人間の皮膚に対してはるかに及
ばないものであった。また上記従来のものでは、不感蒸
泄から感蒸泄までの広い発汗速度範囲を膜内外間の比較
的低い圧力差で達成することは困難であった。
【０００４】なお、不感蒸泄は発汗量３．０ｍｇ／ｈ
ｒ，ｃｍ２ 以下であり、人体と外部との水蒸気分圧差
により人体から外部へ水分が皮膚半透膜を常時透過拡散
することである。また感蒸泄は発汗量１００ｍｇ／ｈ
ｒ，ｃｍ２ 以下であり、外部温度が高い場合、皮膚表
面から汗として大量に直接水分を蒸発させることで、多
量の放熱が可能である。
ｒ，ｃｍ２ 以下であり、人体と外部との水蒸気分圧差
により人体から外部へ水分が皮膚半透膜を常時透過拡散
することである。また感蒸泄は発汗量１００ｍｇ／ｈ
ｒ，ｃｍ２ 以下であり、外部温度が高い場合、皮膚表
面から汗として大量に直接水分を蒸発させることで、多
量の放熱が可能である。
【０００５】オレフィン系、フッソ系、シリコン系の各
ポリマの水との接触角度は９０度より大きい膜の表面
部、裏面部、細孔内部の全てに疎水性を有しているた
め、発汗しても皮膚表面で水玉状になり、蒸発潜熱によ
る産生熱除去は不可能である。一方ビニールアルコール
系やセルロース系の多孔質膜の場合、水との接触角度は
９０度より小さく親水性であるので、水にぬれるとかえ
るの肌のようになってしまって人間の皮膚にはほど遠い
特質であった。
ポリマの水との接触角度は９０度より大きい膜の表面
部、裏面部、細孔内部の全てに疎水性を有しているた
め、発汗しても皮膚表面で水玉状になり、蒸発潜熱によ
る産生熱除去は不可能である。一方ビニールアルコール
系やセルロース系の多孔質膜の場合、水との接触角度は
９０度より小さく親水性であるので、水にぬれるとかえ
るの肌のようになってしまって人間の皮膚にはほど遠い
特質であった。
【０００６】皮膚は温熱環境に直接接触している半透膜
状の人体最大の臓器であり、環境温度が深部体温より上
昇しても発汗による蒸発潜熱のために一定温度を保つこ
とができるようになっている。そしてこの発汗による産
生熱の対外放熱の人力メカニズムは上記したように、不
感蒸泄による作用と、感蒸泄による作用の２種類に大別
できる。
状の人体最大の臓器であり、環境温度が深部体温より上
昇しても発汗による蒸発潜熱のために一定温度を保つこ
とができるようになっている。そしてこの発汗による産
生熱の対外放熱の人力メカニズムは上記したように、不
感蒸泄による作用と、感蒸泄による作用の２種類に大別
できる。
【０００７】不感蒸泄は人体と環境空間との水蒸気分圧
差により人体から環境空間へ水分が皮膚半透膜を常時透
過拡散することで、この場合、水分蒸発量が少いので大
量放熱は不可能である。感蒸泄は環境温度が高い場合皮
膚表面から汗として大量に直接水分を蒸発させるので、
多量の放熱が可能であり、水分は汗腺細孔から多量に皮
膚表面へ放出された後、皮膚表面で薄膜になり、蒸発面
積が拡大して放熱速度は加速される。同時に血流量は皮
膚表面に多く流れ、人体内部の産生熱を皮膚表面に移動
させて水分の蒸発を促進させる。このように、発汗皮膚
部用人口発汗膜として用いる水分透過膜は、その機能的
に人間の皮膚特性に近い半透膜でなければならない。
差により人体から環境空間へ水分が皮膚半透膜を常時透
過拡散することで、この場合、水分蒸発量が少いので大
量放熱は不可能である。感蒸泄は環境温度が高い場合皮
膚表面から汗として大量に直接水分を蒸発させるので、
多量の放熱が可能であり、水分は汗腺細孔から多量に皮
膚表面へ放出された後、皮膚表面で薄膜になり、蒸発面
積が拡大して放熱速度は加速される。同時に血流量は皮
膚表面に多く流れ、人体内部の産生熱を皮膚表面に移動
させて水分の蒸発を促進させる。このように、発汗皮膚
部用人口発汗膜として用いる水分透過膜は、その機能的
に人間の皮膚特性に近い半透膜でなければならない。
【０００８】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、伸縮性及び柔軟性を有すると共に、非常に低い圧
力差の変化だけで不感蒸泄から感蒸泄の広い発汗量範囲
に適応できて人間の皮膚に近い特質を得ることができる
ようにした水分透過膜を提供することを目的とする。
ので、伸縮性及び柔軟性を有すると共に、非常に低い圧
力差の変化だけで不感蒸泄から感蒸泄の広い発汗量範囲
に適応できて人間の皮膚に近い特質を得ることができる
ようにした水分透過膜を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る水分透過膜は、伸縮性多孔質膜と繊維
メッシュを複合にした構成にする。そして上記繊維メッ
シュには、直径が８〜３００μのステンレス、カンタ
ル、ニクロム、銅、銀、ニッケル、金、白金からなる金
属線が用いられる。また上記繊維には、直径が８〜３０
０μのポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポ
リフェニレンスルファイド、ポリエステル、芳香族ポリ
エステル、ポリプロピレン、ガラス繊維、アルミナ繊
維、炭素繊維からなる非金属線が用いられる。さらに、
上記非金属線に銅、ニッケル、クローム、コバルト、
鉄、金、パラジウムの少なくとも１つの金属をメッキし
て用いてもよい。そしてさらに、表面部、裏面部、細孔
部の表面部を除く裏面部と細孔部の少なくとも一方にお
いて、水との接触角度が９０度以上の疎水性を有してい
る。
に、本発明に係る水分透過膜は、伸縮性多孔質膜と繊維
メッシュを複合にした構成にする。そして上記繊維メッ
シュには、直径が８〜３００μのステンレス、カンタ
ル、ニクロム、銅、銀、ニッケル、金、白金からなる金
属線が用いられる。また上記繊維には、直径が８〜３０
０μのポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポ
リフェニレンスルファイド、ポリエステル、芳香族ポリ
エステル、ポリプロピレン、ガラス繊維、アルミナ繊
維、炭素繊維からなる非金属線が用いられる。さらに、
上記非金属線に銅、ニッケル、クローム、コバルト、
鉄、金、パラジウムの少なくとも１つの金属をメッキし
て用いてもよい。そしてさらに、表面部、裏面部、細孔
部の表面部を除く裏面部と細孔部の少なくとも一方にお
いて、水との接触角度が９０度以上の疎水性を有してい
る。
【００１０】
【作 用】水分透過膜を構成する伸縮性多孔質膜は伸
縮性であるため、裏面側の圧力（内圧）を変化させれば
微細孔直径が変化するので、僅かな内圧変化で発汗量の
少ない不感蒸泄から発汗量の多い感蒸泄まで対応でき
る。また伸縮性多孔質膜と繊維メッシュを複合したこと
により、その補強効果により、内圧を高めても原型の状
態が保たれる。そして上記繊維メッシュを金属繊維であ
る場合、これに通電して発熱することにより、細孔を通
る水が加熱されて蒸発速度が促進されて人体内部の産生
熱に相当する放熱量が多くなる。
縮性であるため、裏面側の圧力（内圧）を変化させれば
微細孔直径が変化するので、僅かな内圧変化で発汗量の
少ない不感蒸泄から発汗量の多い感蒸泄まで対応でき
る。また伸縮性多孔質膜と繊維メッシュを複合したこと
により、その補強効果により、内圧を高めても原型の状
態が保たれる。そして上記繊維メッシュを金属繊維であ
る場合、これに通電して発熱することにより、細孔を通
る水が加熱されて蒸発速度が促進されて人体内部の産生
熱に相当する放熱量が多くなる。
【００１１】
【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る水分透過膜１の断面構造を示す
もので、伸縮性多孔質膜２と繊維メッシュ３が複合され
ている。上記伸縮性多孔質膜２の構成材料としてはポリ
ウレタン単独、ポリウレタンとポリメチルメタアクリレ
ートとポリエチレングコールを種々の成分割合で混合し
たものが用いられる。繊維メッシュには、直径が８〜３
００μのステンレス、カンタル、ニクロム、銅、銀、ニ
ッケル、金、白金等の通電性を有するものが用いられ、
これに電源４が接続してある。また繊維メッシュには、
直径が８〜３００μのポリアミド、芳香族ポリアミド、
ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエステ
ル、芳香族ポリエステル、ポリプロピレン、ガラス繊
維、アルミナ繊維、炭素繊維等の非金属線が用いられ
る。さらに、上記非金属線に、銅、ニッケル、クロー
ム、コバルト、鉄、金、パラジウムの内少なくとも１種
類の金属をメッキしてあり、この繊維メッシュ３に電源
４を接続する。
る。図１は本発明に係る水分透過膜１の断面構造を示す
もので、伸縮性多孔質膜２と繊維メッシュ３が複合され
ている。上記伸縮性多孔質膜２の構成材料としてはポリ
ウレタン単独、ポリウレタンとポリメチルメタアクリレ
ートとポリエチレングコールを種々の成分割合で混合し
たものが用いられる。繊維メッシュには、直径が８〜３
００μのステンレス、カンタル、ニクロム、銅、銀、ニ
ッケル、金、白金等の通電性を有するものが用いられ、
これに電源４が接続してある。また繊維メッシュには、
直径が８〜３００μのポリアミド、芳香族ポリアミド、
ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエステ
ル、芳香族ポリエステル、ポリプロピレン、ガラス繊
維、アルミナ繊維、炭素繊維等の非金属線が用いられ
る。さらに、上記非金属線に、銅、ニッケル、クロー
ム、コバルト、鉄、金、パラジウムの内少なくとも１種
類の金属をメッキしてあり、この繊維メッシュ３に電源
４を接続する。
【００１２】また上記構成の水分透過膜１の表面部を除
く裏面部と細孔内面部の一方あるいはその双方を、フッ
ソ系あるいはシリコン系疎水性処理により疎水化を図
る。この疎水性の度合いとしては、水との接触角度が９
０度以上である。そして表面部は人間の皮膚と略同じ水
の接触角度となっている。
く裏面部と細孔内面部の一方あるいはその双方を、フッ
ソ系あるいはシリコン系疎水性処理により疎水化を図
る。この疎水性の度合いとしては、水との接触角度が９
０度以上である。そして表面部は人間の皮膚と略同じ水
の接触角度となっている。
【００１３】上記構成において、水分透過膜１の裏側に
接触している水はこれの伸縮性多孔質膜２に有する微細
孔（汗腺細孔）を通って表面に浸透し、表面から蒸発す
る。このとき水の圧力が高くなると上記微細孔の径が広
げられて浸透量が多くなる。またこのとき、通電性の繊
維メッシュ３に通電することにより、これが発熱して上
記表面部に浸透した水が蒸発される。
接触している水はこれの伸縮性多孔質膜２に有する微細
孔（汗腺細孔）を通って表面に浸透し、表面から蒸発す
る。このとき水の圧力が高くなると上記微細孔の径が広
げられて浸透量が多くなる。またこのとき、通電性の繊
維メッシュ３に通電することにより、これが発熱して上
記表面部に浸透した水が蒸発される。
【００１４】このとき、繊維メッシュ３を加熱しない場
合は、水の圧力がかなり高くても不感蒸泄状態を維持す
る。繊維メッシュ３を加熱すると、水の圧力が１００ｍ
ｍＡｑ位までは不感蒸泄状態が保たれた。そしてこの繊
維メッシュ３に通電してそのときの水圧力が５００ｍｍ
Ａｑの場合には水の圧力で感蒸泄状態となり、表面部か
らの蒸発による大量放熱が行われる。
合は、水の圧力がかなり高くても不感蒸泄状態を維持す
る。繊維メッシュ３を加熱すると、水の圧力が１００ｍ
ｍＡｑ位までは不感蒸泄状態が保たれた。そしてこの繊
維メッシュ３に通電してそのときの水圧力が５００ｍｍ
Ａｑの場合には水の圧力で感蒸泄状態となり、表面部か
らの蒸発による大量放熱が行われる。
【００１５】表１に実施例１，２，３，４について示
す。
す。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記各実施例において、実施例１では、１
０００時間後に発汗量が低下した。実施例２では、１０
００時間後の発汗量の低下がなかった。実施例３では、
１０００時間後の発汗量の低下はなかったが、１０００
時間後にカビが発生した。実施例４では、１０００時間
後の発汗量の低下及び２００時間後のカビの発生は共に
なかった。
０００時間後に発汗量が低下した。実施例２では、１０
００時間後の発汗量の低下がなかった。実施例３では、
１０００時間後の発汗量の低下はなかったが、１０００
時間後にカビが発生した。実施例４では、１０００時間
後の発汗量の低下及び２００時間後のカビの発生は共に
なかった。
【００１８】上記実施例以外にも、膜内に複合する繊維
メッシュに、各金属繊維と非金属繊維を組み合わせたも
のを用いてもよい。
メッシュに、各金属繊維と非金属繊維を組み合わせたも
のを用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば伸縮性及び柔軟性を有す
ると共に、非常に低い圧力差の変化だけで不感蒸泄から
感蒸泄の広い発汗量範囲に適応できて人間の皮膚に近い
特質を得ることができる。
ると共に、非常に低い圧力差の変化だけで不感蒸泄から
感蒸泄の広い発汗量範囲に適応できて人間の皮膚に近い
特質を得ることができる。
【図１】本発明に係る水分透過膜を示す断面図である。
１…水分透過膜、２…伸縮性多孔質膜、３…繊維メッシ
ュ、４…電源。
ュ、４…電源。
Claims (5)
- 【請求項１】 伸縮性多孔質膜２と繊維メッシュを複合
したことを特徴とする水分透過膜。 - 【請求項２】 繊維メッシュには、直径が８〜３００μ
のステンレス、カンタル、ニクロム、銅、銀、ニッケ
ル、金、白金からなる金属線を用いたことを特徴とする
請求項１記載の水分透過膜。 - 【請求項３】 繊維メッシュには、直径が８〜３００μ
のポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリフ
ェニレンスルファイド、ポリエステル、芳香族ポリエス
テル、ポリプロピレン、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭
素繊維からなる非金属線を用いたことを特徴とする請求
項１記載の水分透過膜。 - 【請求項４】 非金属線に銅、ニッケル、クローム、コ
バルト、鉄、金、パラジウムの少なくとも１つの金属を
メッキとしたことを特徴とする請求項２記載の水分透過
膜。 - 【請求項５】 表面部、裏面部、細孔部の表面部を除く
裏面部と細孔部の少なくとも一方において、水との接触
角度が９０度以上の疎水性を有していることを特徴とす
る請求項１記載の水分透過膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4135734A JPH05309244A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 水分透過膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4135734A JPH05309244A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 水分透過膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05309244A true JPH05309244A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15158627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4135734A Pending JPH05309244A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 水分透過膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05309244A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009038048A1 (ja) | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Shimane Prefectural Government | 金属被覆炭素材料およびそれを用いた炭素－金属複合材料 |
| JP2013527794A (ja) * | 2010-04-05 | 2013-07-04 | イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン | ヒト皮膚様透過性を有するポリマー膜およびこの使用 |
| CN112520779A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 贵州理工学院 | 一种多孔氧化铜纳米线材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP4135734A patent/JPH05309244A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009038048A1 (ja) | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Shimane Prefectural Government | 金属被覆炭素材料およびそれを用いた炭素－金属複合材料 |
| JP2013527794A (ja) * | 2010-04-05 | 2013-07-04 | イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン | ヒト皮膚様透過性を有するポリマー膜およびこの使用 |
| CN112520779A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 贵州理工学院 | 一种多孔氧化铜纳米线材料及其制备方法 |
| CN112520779B (zh) * | 2020-12-07 | 2023-09-15 | 贵州理工学院 | 一种多孔氧化铜纳米线材料及其制备方法 |
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