JPS5821164A

JPS5821164A - 衣服内気候シミユレ−シヨン方法および装置

Info

Publication number: JPS5821164A
Application number: JP11958681A
Authority: JP
Inventors: Takashi Harada; 隆司原田; Kazuyoshi Tsuchida; 土田　和義
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-07
Also published as: JPH0119098B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、種々な環境条件下で不感蒸泄から発汗領域ま
での種＾な人体条件が連続的に形成でき、衣服内気候、
即ち、衣服の水分と熱のトランスポート特性の両方を同
時に、且つ、経時的に計測できる衣服内気候シミュレー
ション方法および装置に関するものである。繊維製品を
設計する場合、快適性は重要な対象である。快適性は、
環境、人体の活動状態、−服・布の性質、個々人のイメ
ージなどの要因が関与する。これらの要因のなかで衣服
は水分や熱や空気の移動を遮断するのではなく、皮膚面
を生理学的な意味で快適と感じる袂態に保つように移ｉ
速度を制御する手段である点から、水分と熱めトランス
ポート特性が衣服の快適、性にとって重要となる。ここ
で、“「人間と技術社」”ｌ：　１９７３年に発行した
日本人間工学会衣服部会編の「衣服と人体」によれば、
種々な気候状態の中で、人間が快適と感じる衣服内気候
は温度３２従来から、水分と熱のトランスボート特性に
関しては、（１）人間に衣服を着装させ、衣服内気候要
因、生体要因を検討したもの（２）保温性、吸放湿性、
透湿性、吸水性などの１つの特性を個々に取り上げ定常
状態を測定するものなどがあるが、これらは（１）人間
が複雑な要因をはらみすぎる（２）人体、環境ともに刻
々と状況が変化しており、日常経験していることは過渡
現象であり、水分、熱併存系の現象であることから、着
装あるいは個々の定常状態の特性の測定からの水分と熱
のトランスポート特性の解析は困難であった。このため
、水分、熱のトランスボート特性の解析には、環境−衣
服一人体系を装置実験的ないしは電気的にシミュレート
する方法が望ましく、人間が置かれる環境条件や人体の
活動状態によってもたらされる発汗量に相当する水分量
を単純化した条件で皮膚モデルを介して試料に強制的に
与えるシミュレーション装置が開発されている。このシ
ミュレーション装置としては、（１）擬似皮膚として素
焼き板を用い、布の水分の毛管伝導度、拡散抵抗および
等温収着曲線を測定するもの、（２）擬似皮膚として焼
結ステンレスを用い布の水分移動を測定するもの、（３
）穴あき銅板になめし皮を乗せたものを擬似皮膚とし、
皮膚温及び布表面温度を測定するもの、（４）擬似皮膚
として濡れたセロファンを用い、皮膚温を測定するもの
、（５）擬似皮膚としてガラスフィルターを用い、発汗
シミュレーション装置により衣服内気候部の湿度を測定
するものなどがある０しかじなら、これらはいずれも発
汗状態のみを扱ったものであり、水分と熱のトランスボ
ート特性は互いに独立ではなく、それぞれ関連しながら
挙動するが、水分あるいは熱の一方の特性のみに着目し
て定常状態における特性を測定したものが主である。そ
特性ひいては快適性を総合的に把握できたものとは云い
難い。

本発明の方法と装置においては、種々な環境条件下で不
感蒸泄〜発汗領域までの種々な人体条件が連続的に形成
でき、衣服内気候、即ち、衣服の水分と熱のトランスボ
ート特性が両方同時に（水分と熱の併存系）経時的に過
渡状態も含め計測しうる。このようにして得られた水分
と熱やトランスボート特性のうち、用途に応じて衣服内
の熱流速度定数、温度速度定数、水分量（湿度）速度定
数、快適温度到達時間、快適温度維持時間などを適宜パ
ラメーターとすることにより、快適性のある衣服の設計
が容易に行える。

本発明は環境条件を制御する風洞部、人体条件再現部お
よび擬似皮膚と衣服に相当する試料からなる衣服内気候
部とからなり、前記衣服内気候部の水分と熱のトランス
ボート特性を測定する装置において、擬似皮膚として撥
水性多孔質フィルムを用い、該衣服内気候部の不感蒸泄
から発汗領域までの人体条件を形成しつつ水分と熱のト
ランるポート特性を同時に、かつ、経時的に計測する衣
服内気候シミュレーション方法および温度、湿度、気流
などの環境条件を制御しうるようになした風洞部の中に
、表面温度、相対湿度を可変調整し得るようにしたボッ
クスの上面に撥水性多孔質フィルムよりなる擬似皮膚を
展張固定して形成した人体条件再現部、および前記擬似
皮膚より近接した上面に衣服に相当する試料を展張し、
擬似皮膚面と試料面とで形成された空隙部の中に、温度
、湿度、熱流を測定するセンサーを設けた衣服内気候部
を形成した衣服内気候シミュレーション装置である。

以下、本発明を図面に記載した一実施例によ沙詳細に説
明する。

第１図は本発明のシミュレーション装置を示す模式縦断
側面図である。本装置は温度、湿度、気流など外界の環
境条件を制御（変化）しうる風洞部Ａ１人体条件再現部
Ｂおよび擬似皮膚と衣服（試料）とで形成される衣服内
気候部０とからなる。

風洞部Ａでは送風機番に組み込んだヒーター１とサーモ
スタット２により温度が０〜５０℃に、調濡液３により
相対湿度が２０〜１００％ＲＨに、送風機４、整流器６
による気流を日本工学社製アネモマスター風速計６で検
知し、調節することにより風速０〜５ｍ／ＢθＣに制御
でき、それらの組み合せにより寒冷環境、暑熱環境など
の種々な環境条件が形成でき、衣服の用途に応じた環境
条件下での測定を可能にしている。

第２図は、第１図に示した人体条件再現部Ｂおよび衣服
内気候部Ｃの拡大詳細側面図であり、第３図は平面図で
ある０表面温度、相対湿度を可変調整し得るようにした
ボックスＤの上面に撥水性多孔質フィルムよりなる擬似
皮膚７を展張固定して人体条件再現部を形成する。表面
温度、相対湿度を可変調整するために、擬似皮膚７直下
のボックス内の水をヒーター８で加熱し、水温をサーモ
スタット９及びマグネチツクスターラーｌＯで攪拌コン
トロールする。こうすることにより、擬似皮−１、声表
面温度を１０〜４０℃、擬似皮膚面の相対湿′薇、−を３０〜１００％ＲＨに設定でき、不感蒸泄〜７′ 発汗領域までの人体条件を連続的に形成しつる。

前述した擬似皮膚７として用いる撥水性多孔質フィルム
は、孔径０，２〜１００μの微小孔を多数有するポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエチレン。

ポリプロピレン、高密度ポリエステルなどが適当である
が、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン
が好ましい。擬似皮膚として用いるフィルムが撥水性で
、水の分子の数万分の１．水蒸気の数百倍の大きさの微
小孔を多数有するため、環境、衣服内気候に応じて不感
蒸泄〜発汗領域までの発汗状態が形成できる。撥水性で
ないフィルムあるいは孔径が１００μを越えるフィルム
を用いた場合には、徐々に水が浸透し、発汗の程度のう
ち、不感蒸泄のみの場合が形成できない。前記擬似皮膚
７に近接して、例えば、０〜６酩離れた上面に衣服に相
当する試料１１を展張し、擬似皮Ｉｉ＃７と試料１１と
で形成された空隙部、即ち、衣服内気候部０を形成する
。衣服と皮膚との間隔を０〜６關と設定したのは実際着
用時の衣服間隔が衣服の濡れている程度によりＯ〜６闘
の間隔を保つためである。該衣服内気候部０の中に可変
調整しうる公知の熱流計センサー１２．湿度センサー１
３を組み込むことによって、熱流量および衣服内温度と
衣服内湿度（水分Ｍ）、即ち、水分と熱のトランスボー
ト特性を両方同時に、かつ、経時的に過渡状態も含め計
測できる。

以上述べた如き本発明のシミュレーション方法および装
置は、種々な環境条件下で、不感蒸泄〜発汗領域までの
種々な人体条件が形成可能である。

また、人間が置かれる環境条件や人体の活動状態によっ
てもたらされる発汗の程度は不感蒸池のみの場合、汗を
かいているがわずかの場合、衣服がぬれる秤杆をかいて
いる場合の３つに区分できるが、本発明においてはどの
ような発汗状態を想定した測定も可能である。また、従
来の皮膚モデルを使ったシミュレーション装置では、発
汗状態のみを想定し、水分あるいは熱の一方の特性のみ
（Ｃ着目して定常状態における特性を測定したものが主
で快適性との適合度が低いのに対し、本発明に「よると
、衣服内気候の温湿度、熱流量すなわち、・紮某分と熱
のトランスボート特性が両方同時に経時的に過渡状態も
含め計測できる。この結果、水分と熱のトランスボート
特性が容易に解析でき、快適性との適合度が高められ、
用途に応じて衣服内の熱流速度定数、トータルの熱流量
、温度速度定数、水分量（湿度）速度定数、快適温度到
達時間、　　　　゛快適温湿度維持時間などを適宜パラ
メーターとすることにより衣服材料、組織などを適宜選
ぶことによって快適性のある衣服の設計が容易に行なえ
る。

次に、本発明の第１図に示す装置を用いて、冬用肌着、
特にスキー用肌着の水分、熱のトランスボート特性を測
定した測定例を示す。第１図に示す如きシミュレーショ
ン装置を低温室に入れ、温度４±０．５℃、調湿液とし
て硫酸アンモニウム飽和水溶液を用いることにより相対
湿度８３％ＲＨ，気流０．１　ｍ　／　８θ０の寒冷環
境条件に制御する。人体条件再現部は孔径５μのポリテ
トラフルオロエチレンからなる多孔質フィルムを擬似皮
膚とし、皮膚命不感蒸泄〜発汗状態まで連続的に変化さ
せた。

擬似皮膚と試料とけ６關の間隔をもたせ、試料が肌着の
ため、実際の着装状態に近づけるため、試料とさらに６
闘の衣服間隔を保って、ダウンジャケット用布あるいは
、３枚のポリエステル繊維布を配置した。肌着の試料と
しては、（１）表ナイロン１００％、裏綿１００％の二
重メリヤス編地、（２）ウール２／４８”　ｌ　ＯＯ％
１６ゲージスムース編地。

（８）綿＝ナイロン：綿が４０　：　２０　：　４０で
ある三層構造フライス編地の３種類を用いた。第３図は
表ナイロン１００％、裏綿１００％の二重メリヤス編地
の肌着を着て、その上に、ダウンジャケットあるいはポ
リエステル繊維布３枚を着用した状態、第４図は、ウー
ル２／４　Ｂ”　１００％の１６ゲ一ジスムース編地よ
りなる肌着を着て、その上にダウンジャケットを着用し
た状態、第５図は、綿：ナイロン：綿が４０：２０：４
０である三層構造フライス編地よりなる肌着を着て、そ
の上にダウンジャケットを着用した状態のそれぞれ衣服
内温間一時間の関係を示す図である。これによって冬用
肌着のような用途に対しては、快適温度（前述したよう
に快適温度は３２±１℃）到達時間および快適温度維持
時間をパラメーターとすることにより快適性のある衣服
設計が容易に行なえる。

また、上記の例においては本発明によって快適温度到達
時間および快適温度維持時間をパラメーターとして把握
したが、目的用途によって、衣服内の熱流速度定数、温
度速度定数、水分量（湿度）速度定数などパラメーター
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図は本発明装置の一実施例を示すものであ
って、第１図は模式縦断側面図、第２図は人体条件再現
部および衣服内気候部の拡大詳細側面図である。第３図
〜第５図は、本発明方法および装置を用いて測定した衣
服内温度一時間の関係を示す図である。Ａ・・風洞部、　　　Ｂ・・人体条件再現部。０・・衣服内気候部、Ｄ・・ボックス。７・・擬似皮膚、　　１１・・試　　料。特許出願人　　東洋紡績株式会社本＋Ｈ０５Ｌ　　　　　　　　　　　　Ｌａ　　　　　　　　
　　　　ｌｏｏ　　　　　　　１１ｒ＋Ｆ−手　続　補
　正　書（自発）１　事件の表示昭和５６年特許願第１１９５１１１６号２、　発明の名
称衣服内気候シミュレーション方法および装置ａ　補正を
する者事件との関係　　特許出願人大阪市北区堂島浜二丁目２＠８号　１− （２）　　同第７頁第９行〜第１０行の「側面図であり
、第３図は平面図である。」を「側面図である。」と訂
正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）環境条件を制御する風洞部、人体条件再現部およ
び擬似皮膚と衣服に相当する試料からなる衣服内気候部
とからなり、前記衣服内気候部の水分と熱のトランスボ
ート特性を測定する装置において、擬似皮膚として撥水
性多孔質フィルムを用い、該衣服内気候部の不感蒸泄か
ら発汗領域までの人体条件を形成しつつ水分と熱のトラ
ンスボート特性を同時に、かつ、経時的に計測す墨こと
を特徴とする衣服内気候シミュレーション方法。
（２）温度、湿度、気流などの環境条件を制御しうるよ
うになした風洞部の中に、表面温度、相対湿度を可変調
整し得るようにしたボックスの上面に、撥水性多孔質フ
ィルムよりなる擬似皮膚を展に雫固定して形成した人体
条件再現部、および前記−ミ、澹似皮膚に近接した上面
に衣服に相当する試料番展張し、擬似皮膚面と試料面と
で形成された空隙部の中に、温度、湿度、熱流を測定す
るセンサーを設けた衣服内気候部を形晟したことを特徴
とする衣服内気候シミュレーション装置。