JPS649190B2 - - Google Patents

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JPS649190B2
JPS649190B2 JP1950883A JP1950883A JPS649190B2 JP S649190 B2 JPS649190 B2 JP S649190B2 JP 1950883 A JP1950883 A JP 1950883A JP 1950883 A JP1950883 A JP 1950883A JP S649190 B2 JPS649190 B2 JP S649190B2
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JP
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fibers
denier
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heat retention
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Shosuke Nanri
Kazuyoshi Tsuchida
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は保温性を必要とする衣料分野におい
て、着用時に優れた保温性を有すると共に、特に
快適性に優れた効果を有する三層構造素材に関す
るものである。 従来、保温性に優れた保温素材として天然の羽
毛があるが、これは高価であること、嵩高いこと
及び羽毛が吹き出しやすいことなどの理由により
使用用途が制限され、これに代わつて、近年合成
繊維による保温素材の開発が進んでいる。これま
での保温材の開発は不良導体である空気をいかに
最大限に利用するかにあつた。即ち、微細繊維を
交絡させて三次元構造となし、微細繊維がからみ
合う網状繊維の構造体がその空隙に大量の空気を
保持することを利用するものである。該空気は網
状繊維の構造体に支えられて、流動性が少ないた
め「デツドエア（動かない空気）」として熱を伝
えず、熱を遮断する機能を持つからである。この
ため、微細繊維をいかにして求めるか、微細繊維
をいかに三次元の立体構造のシート状にするかと
いう製布手段（ウエツブ形成法）などに研究開発
が行われていた。又、熱の輻射を防ぐためにシー
ト状物の表面に金属を蒸着する方法も考えられて
いた。しかしながら、これらの保温素材はたしか
に優れた保温性を有しているが、人間の温熱生理
学的特性について十分に考慮されたものでなく、
着用中において快適性に欠けるものである。すな
わち、これら保温素材は熱に対する断熱効果は十
分あるが、人間が放出する汗（不感蒸泄および発
汗）、特に運動時に出る汗の処理に十分な配慮が
なされておらず、保温素材は汗を外気に放出する
能力がなく汗は衣服内または皮膚と衣服の間で露
結した。その結果着用時にムレ感、べとつき感を
感じさらには冷え感を感じるに至り、非常に不快
で衣料用保温材としては不適当であつた。 本発明者らは上記の欠点を除去するため、鋭意
研究した結果、保温性と快適性に優れた三層構造
素材を得た。 すなわち、本発明は単繊維デニールが１デニー
ル以下の疎水性繊維からなる不織布を内層とし、
表面親水性繊維からなる布帛を中間層とし、中間
層よりもデニールの大きい疎水性繊維からなる布
帛を外層として構成された三層構造素材である。 以下本発明を詳細に説明する。 疎水性繊維とはJIS Ｌ−1070規格で示す公定水
分率が２％以下の繊維をいい、親水性繊維とは水
分率で１％以上の差を有するものをいう。例え
ば、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維など
である。また、表面親水性繊維とは公定水分率が
２％以上の繊維をいうが、好ましくは４％以上が
よい。例えば木綿、レーヨン、プロミツクス繊維
あるいは親水性の改良された改質ポリエステル繊
維などである。 本発明において、三層構造素材の内層７とは人
体に着用した場合の人体側の層のことをいい、中
間層８とは内層と外層にはさまれた層をいう。
又、外層９とは外気側の層をいう。また、布帛と
は編織物あるいは不織布をいう。 内層７を形成する繊維は疎水性繊維であつて、
保温性を保持するためには構成繊維の単繊維デニ
ールが小さいほどよく、１デニール以下にするこ
とが必要である。また、構成組織は熱を十分に遮
断し、水蒸気を通過させるようにするため、編織
物でなく不織布が好ましい。 中間層８を形成する繊維は表面親水性繊維であ
つて、保温性が良好であるとともに汗を吸収する
ことが必要である。特に内層の疎水性繊維と中間
層の表面親水性繊維が積層されることによつて疎
水性繊維内に汗を保持することなく積極的に中間
層の表面親水性繊維層に汗を吸収する働きをもつ
のである。中間層の構成繊維デニールは小さいほ
ど保温性にすぐれるので0.01〜１デニールがより
好ましい。構成組織は不織布が好ましいが編織物
であつてもよい。 外層９を形成する繊維は疎水性繊維であつて中
間層にある水蒸気を外部に放湿するフインの役目
をする。外層を構成する単繊維のデニールは中間
層よりも大きく、３デニール以上であり、好まし
くは４デニール以上である。構成組織は不織布が
好ましいが編織物であつてもよい。 三層構造体を形成する方法としてはニードルパ
ンチの如く接着剤のないボンド方式がよくアラク
ネの様に荒いミシン掛けされたものでもよい。ま
た接着剤による結合であつてもよいが、この場合
繊維間隙を接着剤で完全に埋めてしまうのは好ま
しくない。 中間層に用いられる親水性の改良された改質ポ
リエステル繊維とは、例えば特公昭53−8590及び
特開昭52−25894の製法に従つてポリエステル繊
維にアクリル酸のグラフト重合を施し親水性の特
性を付与した改質ポリエステル繊維として得るこ
とができる。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 単繊維デニールが0.7デニール、カツト長が35
mmからなるポリエステルステープルＡと単繊維デ
ニールが1.0デニール、カツト長が38mmからなる
ポリノジツク（平衡水分率11.5％）Ｂ及び単繊維
デニールが4.5デニール、カツト長が65mmとなる
ポリエステルステープルＣを別々にカーデイング
してカードウエツブを得た。各々のウエツブを組
合せて積層となした後、ニードルパンチ加工を施
してエンボスカレンダーにて厚み調整して第１表
の実験No.１〜７に示す構造素材を得た。これら構
造素材の保温性の評価を行なつた。その結果を第
１表に示す。 実験No.１はポリエステルステープルＡの単層
体、実験No.２〜４は内層がポリエステルステープ
ルＡ、中間層がポリノジツクＢ、外層がポリエス
テルステープルＣの三層体、実験No.５は内層がポ
リエステルステープルＡ、外層がポリノジツクＢ
の二層体、実験No.６は内層がポリノジツクＢ、中
間層がポリエステルステープルＡ、外層がポリエ
ステルステープルＣの三層体、実験No.７はポリノ
ジツクＢの単層体である。 なお、保温性の評価は次に示す方法で行なつ
た。 １ 乾熱時の保温性 保温性はクロー値で表わした。１クローとは
環境条件21℃、50％RH、気流10cm／秒下に安
静にすわつている人が気持よく感じる程度の衣
服のもつ熱絶縁性であり、この時の代謝エネル
ギーは50kcal／m2．hr、皮膚温は33℃である。
実際には、ASTM保温性（恒温法）試験機な
どで熱源板の温度36℃を維持するのに必要な消
費電力量を計測し、クロー値に換算する。消費
電力量は、第１図に示す保温性測定器により計
測する。図中、１は36℃に空気温度を調節する
電熱ヒーターで、２は測定試料であり、３はサ
ーモスタツト、４はフアン、５は温度調節器、
６はデジタルタイマーを示す。また、外気環境
温度20℃、湿度65％RHで空気の風速0.1ｍ／
secに調整する。ボツクス内温度が36℃一定に
なつた後、10×10cmの試料２を置き、36℃を維
持するために１時間に消費される電力量を計測
する。 クロー値は、次式によつて求められる。 クロー値（CLO値）＝T1−T0／Ｑ×１／0.18 但し、Ｑ＝0.86×Ｗ×ｔ／3600×１／Ｓ T1：外気温度℃ 20℃ T0：ヒーターボツクス内温度℃ 36℃ Ｑ：投入熱量Kcal／m2．hr Ｗ：電力（ヒーター容量）ジユール熱1W＝
0.86Kcal ｔ：ヒーター時間（秒） Ｓ：試料の表面積（m2） ２ 汗をかいた時の保温性、残留水分量 人間が衣服を着用して、環境条件が−５℃と
いう厳寒状態下で汗をかいた状態を想定して特
願昭56−119586の衣服内気候シミユレーシヨン
装置を用いて汗をかいたときの保温性を測定
し、併せて保温性測定後の残留水分量を次式で
算出した。 残留水分量＝60分後の試料の重さ−測定前試
料の重さ 試料は20℃、65％RHで１昼夜調整したもの
である。また、試料の面積は70cm2であり残留水
分量はmg／70cm2の値である。また、三層構造素
材の厚さ測定は0.2ｇ／cm2の荷重下での値であ
り、単位はmmである。 ３ 快適衣服内温度は日本人間工学会衣服部会発
行の「衣服と人体」（1981）日本出版サービス
による。
【表】 第１表からわかるように、本発明の三層構造素
材である実験No.２〜４は、内層に疎水性繊維、中
間層に親水性繊維を配し、外層に中間層の親水性
繊維よりもデニールの大きい疎水性繊維を配置し
た三層構造素材であり、これは快適な衣服内温度
（32±１℃）域へ早く到達し、その維持時間が長
く、残留水分量も少なく汗をかいた時の保温性が
優れていることがわかる。実験No.６は内層に親水
性繊維、中間層に疎水性繊維を配した三層構造素
材である。快適な衣服内温度域へなかなか到達せ
ず、到達後ふたたび衣服内温度が低下しその維持
時間が短かく、汗をかいた時の保温性が低い。ま
た残留水分量も多く、特に中間層の疎水性繊維に
水滴が認められ、汗をかいたときの保温性は低
い。 実験No.５は疎水性繊維と親水性繊維の２層構造
からなるものである。これは湿熱時の保温性が低
く保温性素材としては不充分である。 実験No.１は疎水性繊維のみからなる単層体であ
る。構成デニールが0.7デニールであるため乾熱
時保温性はすぐれており、湿熱時保温性の快適な
衣服内温度域へ早く到達するが、その維持時間が
短かく、また、残留水分量も多く、保温素材内に
水滴が認められ、保温性素材として不適当であ
る。 実験No.７は親水性繊維のみからなる単層体であ
る。実験No.１の疎水性繊維より構成デニールがや
や大きいため乾熱時保温性は低い、残留水分量も
多く、疎水性繊維のみからなる単層体にみられる
ような水滴は認められないが全体に湿つた状態で
あつた。 実施例 ２ ポリエステル長繊維から成るウエツブをスパン
ボンド方式により作成した。ウエツブの構成デニ
ールは0.2デニールであつた。ウエツブ目付は85
ｇ／m2であつた。このウエツブに次のような親水
性加工を施した。実施例中の部は重量部を意味す
る。ベンゾイルパーオキサイド１部、モノクロル
ベンゼン８部、ノイゲンET−160（非イオン界面
活性剤、第一工業製薬社製）２部、炭酸ナトリウ
ムの所定量及び水1000部よりなる乳化系にアクリ
ル酸とメタクリル酸の２：３の混合モノマー８部
を加えてグラフト重合浴を調整し、これにポリエ
ステル長繊維からなるウエツブ20部を浸漬して窒
素ガス雰囲気下100℃で１時間グラフト重合を行
つた。次に、ソーダ灰２部、トリポリリン酸0.3
部、ノイゲンHC18部及び水1000部からなるアル
カリ処理液を調整し、これに先にグラフト重合し
たポリエステル長繊維からなるウエツブ20部を浸
漬して80℃で20分処理を行い、水洗後乾燥してポ
リエステル長繊維からなる親水性を有するウエツ
ブを得た。該親水性加工ウエツブの構成デニール
は0.22デニールであり、目付は95ｇ／m2で平衡水
分率は13.5％であつた。 未加工ポリエステルウエツブを内層、親水性加
工を施したポリエステルウエツブを中間層、外層
に4.5d−65mmのポリエステルステープルのカード
ウエツブ（目付40ｇ／m2）を積層にしてニードル
パンチ加工を施しさらにエンボスカレンダーで厚
み調整して三層構造素材を得た。該三層構造素材
の目付は223ｇ／m2であり、厚さ0.2ｇ／cm2の荷重
下で2.7mmであつた。 この三層構造素材の保温性を評価した結果、乾
熱時の保温性は0.69CLO、衣服内気候シミユレー
シヨン装置による快適な衣服内温度域への到達時
間は13分、維持時間は47分以上でさらに残留水分
量は70mg／70cm2であり、素材内に水滴は認められ
ず、保温性に優れた三層構造素材であつた。 実施例 ３ ポリエステル長繊維から成るウエツブをスパン
ボンド方式で作成した。該ウエツブを実施例２に
従つて親水加工を施した。親水加工を施していな
い未加工ポリエステルウエツブを内層とし、中間
層に前記親水性加工を施したポリエステルウエツ
ブを配し、外層に未加工ポリエステルウエツブを
配して三層構造素材を作成した。この際、第２表
のウエツブ構成に示すように単繊維デニールを
種々変更して作成した。これら素材の保温性の評
価を行なつた結果を第２表に示した。
【表】 第２表からわかるように実験No.８、10、11は本
発明の三層構造素材である。内層に構成単繊維デ
ニールが1.0デニール以下の疎水性繊維を配し、
且つ外層の疎水性繊維の構成デニールが中間層の
構成デニールよりも大きいことによつて、快適な
衣服内温度域へ早く到達し、その維持時間が長
く、残留水分量も少なく、汗をかいた時でも保温
性にすぐれていることがわかる。実験No.９は内層
の疎水性繊維の構成単繊維デニールが１デニール
以下であるけれども、外層の構成デニールが中間
層の構成デニールよりも小さいため、快適な衣服
内温度の維持時間が短かく、残留水分量も多く、
保温素材として適さない。また、実験No.12、13は
内層の疎水性繊維の構成デニールが１デニール以
上であり、乾熱時の保温性が低く、衣服内温度の
快適温度域（32±１℃）に到達せず、保温素材と
して不適当である。 実施例 ４ 内層として実施例２で示したポリエステル長繊
維からなるウエツブを用い中間層には単繊維デニ
ールが1.9デニールであるエジプト綿（平衡水分
率8.0％）からなる30番手の紡績糸で編成された
目付90ｇ／m2の編地を用いた。外層には単繊維デ
ニールが4.5デニールカツト長が65mmのポリエス
テルのカードウエツブ（目付40ｇ／m2）を積層し
てニードルパンチ加工を施し、さらにエンボスカ
レンダーで厚み調整して目付210ｇ／m2、厚み2.5
mmの三層構造素材を得た。この三層構造素材の保
温性を評価した結果、乾熱時保温性は0.64CLOで
衣服内気候シミユレーシヨン装置による快適な衣
服内温度域への到達時間は16分維持時間は44分以
上でさらに残留水分量は65mg／70cm2であり保温性
の優れたものであつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の保温性測定に用いられる保
温性測定器の模式図であり、第２図は、本発明三
層構造素材の断面図である。 １：加熱ヒーター、２：測定試料、３：サーモ
スタツト、４：フアン、５：温度調節器、６：デ
ジタルタイマー、７：内層、８：中間層、９：外
層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 単繊維デニールが１デニール以下の疎水性繊
    維からなる不織布を内層とし表面親水性繊維から
    なる布帛を中間層とし、中間層よりもデニールの
    大きい疎水性繊維からなる布帛を外層として、構
    成されていることを特徴とする三層構造素材。
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