JPS5888659A - 衣服内気候シミユレ−シヨン方法および装置 - Google Patents

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、梗々な環境条件下で非常な発汗から発汗休止
領域までの楓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ポート特性の両
方を同時に、且つ、経時的に計測で色る衣服内気候シミ
ュレーション方法および装置に闘するものである。繊維
製品を設計する場合、快適性は＊要な対象である。快適
性は、環境、人体の活動状態、被服・布の性質、個々人
のイメージなどの要因が闘与する。これらの要因のなか
で衣服は水分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状態に保つように移
動速度を制御する手抜である点から、水分と熱のトラン
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、１人間と技術社」が１９７３年に発行した日本人曲
工学会衣服部会編の「衣服と人体」によれは、柚々な気
候状態の中で、人聞が快適と感じる衣服内気候は温度３
２±１°ＣＩ瀞良５０±１０％ｌ髪１１気流２５±１５
薗／ｓｅｃのときである。

従来から、水分と熱のトランスポート特性に閃しては、
（１）人間に衣服を脇装させ、衣服内気候要因、生体要
因を検討したもの（２Ｊ保温性、吸放湿性、透湿性、吸
水性なとの１つの特性を個々に取り上げ定祁状態を測定
するものなどがあるが、これらは（１）人間が俵雑な要
因をはらみす含る（２ン人体、環境ともに刻々と状況が
嵐化しており、日常経験していることは過渡現象であり
、水分、熱併存糸の現象であることから、盾装あるいは
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
のトランスポート特性の解析には、垢境−衣服−人体系
を装置実験的ないしは短気的にシミュレートする方法か
望ましく、人間が１ｎ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社に相当する水分量を単純化
した条件で皮屑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）擬似皮膚として素わ″とき
板を用い、布の水分の毛管伝導度、拡散抵抗お」：ひ等
温収漸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、（８）
穴あき銅板になめし皮を栄せたものを擬似皮膚とし、皮
膚温及び布表面温良を測定するもの、（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）ｍ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浸度を測定す
るものなどがある。しかしながら、水分と熱のトランス
ポート特性は互いに独立ではなく、それぞれ關連しなが
ら挙動するものであるが、これらはいずれも発汗状態の
みを扱つつたものであり、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。そのため、これらの装置、測定方法では実際
の着用状態や条件と一蚊せず水分と熱のトランスポート
特性ひいては快適性を総合的に把握できたものとは太い
鹸い。

本発明の方法と装置においては、柚々な環境条件下で非
常な発汗から発汗休止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
ランスポート特性が両方同時に（水分と熱の併存糸）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
れた水分と熱のトランスポート特性のうち、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ｉ７！度＠途時間、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？１ｉ１１部、人体条件
再現部および擬似皮膚板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、削記衣服内気候部の熱のトラ
ンスポート特性および衣服の水分のトランスポート特性
を測定する装置において、擬似皮膚板として衣服内気候
部１１１１より人体条件再現部面に向けて拡大された形
状の微小孔を多数有する金属板を用い、非常な発汗から
発汗休止までの人体条件を形成しつつ水分と熱のトラン
ス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湿度、湿度、気流など
の環境条件を制御しつるようになした風洞部の中に、表
面温度、発汗嵐を用度１７−整し得るようにしたボック
スの上面に衣服内気候部面より人体条件再現部面に向け
て拡大された形状の微小孔を多数有する金属板よりなる
擬似皮膚板を固定して形成した人体条件再現部、および
ｉＵ記擬似皮膚板より近接した上面に衣服に相当する試
料を展張し、擬似皮膚板面と試料面とで形成された空隙
部の中に、試料の水分率を測定するための水分計あるい
は超絶縁計、温度、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り詳細に説
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。本装置は湿度、湿度、気流など外界の環
境条件を制御（変化）しつる風洞部Ａ１人人体性再現部
Ｂおよび擬似皮膚板と衣服（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４に組み込んだヒーターｌとサーモ
スタット２により温良がＯ〜５０“Ｃに、調湿液３によ
り相対温良が２０〜１００％■に、送風機番、整流器５
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、勇節することにより風速０〜５ｍ／ｓθＣに制御
でき、それらの組み合せにより寒冷鉋境、暑熱環境など
の柚々な環境条件が形成でき、衣加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杓現ｉＢの拡大詳細
斜視図、第３図は衣服内気候部の平面図、第４図は衣服
内気鉄部の拡大詳細側面図である。

表面温度、発汗量を可変＊！ｌｌ虹し得るようにしたボ
ックスＤの上面に第５図および第６図に示すように衣服
内気候部面より人体条件再現部面に向けて拡大された形
状の微小孔１６を灸数有する金属板よりなる擬似皮膚板
７を固定して人体条件朽現部Ｂを形成する０表ｉｎ＋湿
度を用変勲整するために、擬似皮膚板７直下のボックス
内の水分ヒーター８で加熱し、水温をサーモスタッ）１
０及びマグネチツクスターラ−９で攪拌コントロールす
る。

発汗ｔＸｆ−司変Ｗ用度するために、ポンプｌｌ内のピ
ストン１２でボックス内の水を押し出しあるいは擬似皮
膚板７上の水をひきもどしてコントロールする。ピスト
ン１２の押し出し方法は分銅、モーターなどいずれの方
法によってもよい。

こうすることにより、擬似皮１〜表ｉｆ＋１温度を１０
〜４０”０１発汗社を成人の体表面積Ｌ６／、１時間換
算で最大９００シまで設定でき、澱しい連動時の発汗量
ｆｌ　４５０９／１．６ｍ’　／ｈｒであるから、非常
な発汗から急に汁がひくまで、即ち、発汗休止状態まで
の人体条件を形成しうる。前述した擬似皮膚板７として
用いる金属板には、衣服内気候部面より人体条件再現部
面に向けて拡大された形状の微小孔、例えは、その横断
面が第５図に示すような逆ロート状あるいは第６図に示
すような台形状の微小孔１６を多数有することが必要で
ある。その微小孔の密度は１　ｃ＋ｄあたり３〜５個が
適当である。

また、孔径は衣服内気候部面で直径０．２〜０．６踵、
人体条件再現部面で直径０．４〜０．８闘が適当であり
、また、金員板の厚さは０．１〜１．０闘が適当である
。金属板として、銅板、真ちゅう板などが適当であり、
金属板の厚さを０．１〜１．０闘とすることにより、表
面温度を１０〜４０”Ｃに保つことが出来、また、孔の
形状、孔径を前記のようにすることにより、人体が実際
に発汗した場合の汗形状、汗の大きさを再現することが
出来る。また、水の表面張力を利用し、ピストン１２を
もどした場合に皮膚面上に残っている汗をすべてボック
スＤ内に引きもどすことができる。前記した孔径より大
きい場合や形状が衣服内気候部面より人体条件再現部面
に向けて拡大された形状でない場合は、水が皮膚面上に
粒状とならずに広がったり、水をボックス内に引きもど
すことが出来ず、急に汗がひく場合、即ち、発汗休止の
状態が再現できない。

前記擬似皮膚板７に近接して、例えは、０〜３關離れた
上面に衣服に相当する試料１３を展張し、擬似皮膚板７
と試１ＩｓＩｌごとで形成された空隙部、即ち、衣服内
気候部０を形成する。該衣服内気候部Ｏの中に公知の熱
流計センサー１４を組み込み、試料１３に超絶縁計端子
１５を接続することによって、熱流蓋および衣服内温度
、衣服の水分率、即ち、水分と熱のトランスポート特性
を両方同時に、且つ、経時的に過渡状態も古めて計測で
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、柚々な抛境条件下で非常な発汗から発汗休止領域
までの人体条件下で衣服内の温良、熱流蓋および衣服の
抵抗値すなわち水分率、あるいは直接水分率が同時に経
時的に計測できる。したがって、このようにして得られ
た水分と熱のトランスポート特性のうち、用途に応じて
衣服内の熱流速度定数、′ＩＮＡ度速度定速度定数率速
度定数などを適宜パラメーターとすることにより、衣服
の即乾性の評価、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、スキー用肌
着の水分、熱のトランスポ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ｆＩ
ｉｉ室に入れ、渇＆４±ｏ、５”Ｑ、胸鎧液として硫戯
アンモニウム飽和水溶液を用いることにより相対湿度８
３％■、気流０．１　ｖａ　／　ｓｅｃの寒冷環境条件
に制御する。

人体条件再現部は上ｍＩの直径か０．３１１ｍ　、下向
の直極が０．６補である第５図に示す析出■を南する微
細孔を４コ／一般けた真ちゅう製の金糾板を擬似皮膚板
とし、皮膚表面温は３５±０．５”Ｃ，発汗蓋は４５０
　ｇ／ｌ、ａ　ｗ？／ｈｒにした。擬似皮膚板と試料と
は３闘の間隔をも１こせ、試料として肌着を想定したの
で、実際の着装状態に近づけるため、試料とさらに６ｕ
の衣服（８）隔を保ってダウンジャケット用布を配置し
た。

試料としては綿：ポリエステルが４０：６０である二段
両面編地を用いた。測定開始後４０分まで発汗を続け、
４０分後に発汗をやめ、急に汗がひいた場合を想定し実
験を行なった。第７図はその際の衣服内ｔｈ１度一度量
時間び衣服の水分率一時間の関係を示す図である。これ
によって衣服内温度上昇係数、衣服の水分率の上昇係数
および発汗をやめた後の衣服内温度の下降係数、水分率
低下係数を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、即乾性の評価などが容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明装埴の一実施例を示すものであ
って、第１図は検式縦断仙面図、第２図は人体条件再現
部Ｂの拡大訃細斜視図、第３図は衣服内気候部の平面図
、第４図ｔよ衣服内気候部０の拡大師細側面図、第５図
および第６図は、擬似皮膚板である金槁板の微小孔を万
くす縦断面図、第７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ｌ１ＩＩおよび水分率一時間の
関係をボす図である。 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・・擬似皮膚板 １３・・試　料 １６・・微小孔 特ｎ′１・出願人　　東洋紡緬林式会社界　−図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）環境条件を制御する風洞部、人体条件再現部およ
   び擬似皮膚板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熱のトランスポート
   特性および衣服の水分のトランスポート特性を測定する
   装置において、擬似皮膚板として衣服内気候部面より人
   体条件再現部面に向けて拡大された形状の微小孔を多数
   有する金属板を用い、非常な発汗から発汗休止領域まで
   の人体条件を形成しつつ水分と熱のトランスポート特性
   を同時に、かつ、経時的に計測することを特うるように
   なした風洞部の中に、表面温度、発汗量を可変［ＬＬ得
   るようにしたボックスの上面に、衣服内気候部面より人
   体条件再現部面に向けて拡大された形状の微小孔を多数
   有する金網板よりなる擬似皮膚板を固定して形成した人
   体条件再現部、および前記擬似皮膚板に近接した上面に
   衣服に相当する試料を展張し、擬似皮膚板面と試料面と
   で形成された空隙部の中に、試料の水分率を測定するた
   めの水分針あるいは超絶縁計、温度、熱流を測定するセ
   ンサーを設けた衣服内気候部をル威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。