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【発明の名称】 冷却衣服
【発明者】 【氏名】堀川 直幹

【要約】 【課題】軽量で且つ衣服内を均一に冷却することができ、作業者の行動範囲や作業効率を阻害することなく暑熱環境下における熱ストレスを効率よく軽減することができる冷却衣服を提供すること。

【解決手段】含有水を凍結状態にした高吸水性樹脂からなる冷却用部材を着脱自由にするための装着用部を設けた冷却衣服において、装着用部及び衣服をメッシュ状布帛により構成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 衣服に、高吸水性樹脂に水を含有させ、該含有水を凍結状態にしてなる冷却用部材を着脱自由にするための装着用部を設けた冷却衣服において、該装着用部及び衣服がメッシュ状布帛により構成されていることを特徴とする冷却衣服。
【請求項2】 装着用部の配置される位置が、両腋下部、背上部、胸上部、鼠蹊部及び臀部から選ばれた部位の全てに、若しくは、そのいずれかである請求項1記載の冷却衣服。
【請求項3】 装着部がタテ×ヨコ:5cm×5cm以上の大きさのポケットによりなる請求項1又は請求項2記載の冷却衣服。
【請求項4】 高吸水性樹脂が、不透水性の袋体に充填されてなる請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の冷却衣服。
【請求項5】 高吸水性樹脂が、ポリアクリル酸系共重合体及びカルボン酸ソーダ塩の混合物からなる請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の冷却衣服。
【請求項6】 高吸水性樹脂に含有させる水の総量が150〜2000gである請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の冷却衣服。
【請求項7】 衣服が上着の下に着用する中着である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の冷却衣服。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却衣服に関する。さらに詳しくは、高温環境下でも着用者の熱ストレスを軽減し、快適に過ごすことができる冷却衣服に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、造船所や鉄工所等、バーナーのような強烈な放射熱が存在するところでは、その放射熱が体内に流入し、体温の上昇を抑制することが必要となる。このような環境で用いられる衣服としては、該衣服に使用する布帛の厚さを充分に厚くすることにより放射熱を遮蔽し、過度な体温上昇を抑制するのが一般的である。しかし、高温環境下で長時間の作業を続ける場合、体内では該作業に伴う熱産生が起こり、該衣服を着用していると体外に熱を充分に放出することができず、過度の体温上昇を引き起こして熱中症等に陥る恐れがある。
【0003】このような問題を解消するため、特開2000−96313号公報には、気化熱を奪うことにより高温環境下でも快適に過ごせる冷却衣服が開示されている。この冷却衣服は、裏側を防水加工した該衣服の表側胸部にポケットを設け、充分な水を吸ったスポンジを該ポケットに挿入し、布帛の毛細管現象を利用して該衣服の表面全体に水分を拡散させ、拡散した水分が気化する際に気化熱を奪うことを利用して冷却するというものである。しかし、本冷却衣服の冷却能力及び着用時快適性については一切開示がない。
【0004】また、特開平11−323626号公報には、外布と内布の間に中空部を形成し、空気供給装置から該中空部に供給される冷房用空気を、内布に形成した複数の小孔から吹出す冷暖房用衣服が開示されている。確かにこの冷暖房用衣服は、一定温度の乾燥した空気が供給されるため、着用時快適性には非常に優れている。しかしながら、該冷暖房用衣服は常にエアーコンプレッサーとホースにより繋がっているため、ホースが作業の妨げとなったり、ホースの長さにより作業者の行動範囲が限定されてしまうという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、軽量で且つ衣服内を均一に冷却することができ、且つ作業者の行動範囲や作業効率を阻害することなく暑熱環境下における熱ストレスを効率よく軽減することができる冷却衣服を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、衣服に冷却用部材を着脱自由にするための装着用部を設け、その際該装着用部及び該衣服をメッシュ状布帛で構成することにより、所望の冷却衣服が得られることを究明し、本発明を完成させるに至った。
【0007】かくして本発明によれば、衣服に、高吸水性樹脂に水を含有させ、該含有水を凍結状態にしてなる冷却用部材を着脱自由にするための装着用部を設けた冷却衣服において、該装着用部及び衣服がメッシュ状布帛により構成されていることを特徴とする冷却衣服が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の冷却衣服に用いる冷却用部材には、高吸水性樹脂に吸収された水を凍結状態にしたものが最も好ましく使用される。ここでいう高吸水性樹脂とは、衛生用品等に使用されている自重の数十倍から数百倍以上の水分を吸収可能な高分子材料をいい、かかる高分子材料としては公知のものが使用できる。このような高吸水性樹脂に水分を充分に吸収させた後に、冷凍庫内で吸収した水分が凍結し、固化するまで冷却したものを使用する。
【0009】このような高分子材料としては、例えば、澱粉・アクリル酸グラフト重合の一部をナトリウム塩と共重合した物質や、ポリアクリル酸の重合部の一部をナトリウム塩と架橋した物質、さらに、これらのポリアクリル酸系共重合体とカルボン酸ソーダ塩を混合したものが好適に使用される。該高吸水性樹脂は、袋体等に収納して冷却用部材とし、次に述べる装着用部に装着して使用するが、適宜時間ごとに冷却する必要があり、その時該冷却用部材を装着用部から取り出して再度冷蔵庫などに入れ、冷却固化すればよい。
【0010】さらに、該袋体に使用する素材は、完全に密封された不透水素材であればよく、該袋体に使用する素材には、ゴムや高分子膜からなる不透水性の膜体が使用される。また、該袋体に使用する素材は、透水性の合成樹脂や高分子フィルムでもよいが、高吸水性樹脂に吸収され、凍結した水が溶けた際、水が袋から漏れ出すと衣服自体が濡れ、着用時快適性を損なうおそれがある。
【0011】また、該高吸水性樹脂が吸水する水の量は、複数個の冷却用部材の合計として総含水量で示せば、少なくとも150gあればよく、150g未満では、冷感が充分に得られないおそれがある。逆に総含水量が、2000gを超えるものでは、衣服としての重量が重くなり過ぎるので好ましくない。このため、該総含水量は、150g〜2000gの範囲にあるものが好ましく例示される。
【0012】本発明は、このような冷却用部材を着脱自由にするための装着用部を有する冷却衣服において、装着用部及び衣服がメッシュ状布帛により構成されているものである。該冷却衣服は、上着の下に着用する中着であり、上衣だけのもの、上下にセパレートする上下衣服のもの、上下が一体となったつなぎ服等、いずれの形態であってもよい。
【0013】該装着用部の取付け位置については、運動や作業に伴う産熱により上昇した皮膚温を効率よく冷却し、且つ、装着しても違和感や、不快感が少ない部位がよい。このような部位としては、上衣では、両腋下部が最も選定され、また、下衣では、左右の鼠蹊部に相当する下衣内側に設けるのが好ましい。両腋下及び左右鼠蹊部は、人体表面近くに動脈血管があり、冷却効率が高く、比較的動作の妨げにはなりにくい。また、運動に伴い体内で発生した熱を体外に逃がすため、皮膚血管が拡張し、皮膚表面に多量の血液が循環することから、体表面全体を冷却することも効果的である。背上部、胸上部及び臀部に冷却部材を取付けることにより、該冷却部材により冷やされた冷気が腹部、腰部、大腿部及び下腿部へと対流を起こし、体表面全体を冷却することが可能となり、有効な冷却部位としてあげられる。
【0014】本発明においては、冷却用部材により冷やされた冷気を体表面全体に対流させるため、衣服を構成する素材としてメッシュ状布帛を用いることが肝要である。なお、ここでいうメッシュ状布帛としては、例えば、経編機を用いてメッシュ組織に製編された布帛や、ラッセルネット組織に製偏された布帛等が挙げられる。また、該メッシュ状布帛としては、編物だけでなく、織物であってもよい。該メッシュ状布帛における空隙率は特に限定しないが、冷却用部材によって冷やされた冷気の循環を妨げないよう、該空隙率は10%以上であるほうがよい。一方、該空隙率の上限も特に限定しないが、布帛自体の強度を維持するため、該空隙率は75%以下のほうがよい。
【0015】次に、該装着用部の形態については、前記のように凍結状態にある水分を含む冷却用部材を装着するものであれば特に制限はないが、該冷却部材を収納するポケットを装着用部として設けたものが最適に例示される。該ポケットに使用される素材としては衣服に使用した素材と同様にメッシュ状布帛を用いることが大切である。該ポケットの肌側には、冷却用部材により人体が局所的に冷えないように、衣服の肌側メッシュ布帛と冷却用部材との間に断熱材を用いてもよい。該断熱材としては、厚手の布帛、スポンジ及び中綿等が使用できる。
【0016】次に、図面を用いて本発明の具体例について説明する。図1及び図2は、本発明の冷却衣服(上衣)について、該装着用部の取付け位置の例を示す正面図と背面図であり、図1の例は、背上部及び胸上部にポケットを形成したものである。
【0017】図3は、本発明の他の実施様態である冷却衣服(下衣)について、該装着用部の取付け位置の例を示す正面図であり、図4は図3に示す衣服の背面図である。図3及び図4により、左右鼠蹊部及び左右臀部にポケットを形成したものが例示されている。
【0018】なお、前記ポケットのサイズや冷却用部材のサイズは、高吸水性樹脂の量やその含水量により適宜決められるが、体表面の冷却効果からは少なくとも5cm×5cm以上の大きさを有するものが好ましく、実用的には5cm×5cm〜25cm×25cmの大きさを有するものが使用される。25cm×25cmを超える大きさのものは、衣服の着用感を阻害するので好ましくない。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何等制限されるものではない。なお、実施例中の冷却衣服の評価は下記試験法にしたがった。
【0020】評価用の衣服を着用した被験者が、人工気象室内(温度:35℃、相対湿度:60%RH)で下記の運動を実施する。
(a)安静椅座:20分(b)運動負荷として、4km/時間の速度で歩行:30分(c)再度安静椅座:20分(d)再度運動負荷として、4km/時間の速度で歩行:30分計100分の動作を行い、このときの局所皮膚温、平均皮膚温、舌下温、平均体温、着用感及び発汗量を下記の方法により測定する。
【0021】(1)局所皮膚温温度計測器(神栄株式会社製、商品名:データコレクター)を用い、胸部(Tch)、背部(Tbc)、腹部(Tab)、上腕部(Tua)及び大腿部(Tth)を1分間毎に測定した。また、各部の測定部位は、冷却用部材より少なくとも10cm以上離れた位置とし、局所皮膚温として評価した。
【0022】(2)平均皮膚温(Tsk)
胸部(Tch)、上腕部(Tua)及び大腿部(Tth)の局所皮膚温を用い、下記式により平均皮膚温(Tsk)を算出し評価した。
Tsk(℃)=0.43×Tch+0.25×Tua+0.32×Tth【0023】(3)舌下温(Tor)
深部体温の指標として舌下温(Tor)を、(1)と同様の方法で測定した。
【0024】(4)平均体温(Tb)
局所皮膚温から算出した平均皮膚温(Tsk)と舌下温(Tor)を用い、下記式により平均体温(Tb)を算出して評価した。
Tb(℃)=0.2×Tsk+0.8×Tb【0025】(5)着用感被験者による着用感として、暑熱感(涼:0〜暑:100)、快適感(快:0〜不快:100)を被験者に申告してもらうことにより評価した。
【0026】(6)発汗量実験前後での被験者体重をそれぞれ測定し、その差を発汗量として評価した。
【0027】[実施例1]経編機を用い、111.1デシテックス/48フィラメントのポリエステルマルチフィラメントにて、ラッセルネットを製編した。得られた布帛は、85g/m2の重量を有し、空隙率は50%であった。ここで得られた布帛を用いて、図1及び図2に示した冷却衣服(上衣)、並びに図3及び図4に示した冷却衣服(下衣)を作成した。また、該冷却衣服の背上部3箇所、胸上部4箇所、左右鼠蹊部及び左右臀部に装着用部として、14cm×14cmの大きさのポケットを該冷却衣服と同じ布帛を用いて形成した。各ポケットには、自重の150倍の吸水性能を有する高吸水性ポリアクリル酸ナトリウム架橋体(株式会社日本触媒製、商品名:アクアリップCA):約1gに約150gの水分を吸収させたもの(9箇所の合計で1350g)を高分子膜からなる不透水性袋体に入れ密封したパックにし、該パックをマイナス20℃に冷却固化したものを前記装着用部にいれた。また、冷却用部材により、該冷却用部材下の皮膚温が局所的に冷え過ぎないように、厚さ1mmのポリエステル繊維からなる網状繊維シートを断熱材として、該冷却用部材と冷却衣服の間に形成し、冷却衣服を得た。被験者は、下着の上に該冷却衣服を着用し、さらにその上に、綿100%の長袖、長ズボンの作業着を着用し、最後に手袋、靴下および脚絆を装着した。その後、被験者による着用試験を行い、その評価結果を表1に示す。
【0028】[実施例2]実施例1と同一の冷却衣服を用い、被験者は下着の上に冷却衣服のみを着用した。その後、被験者による着用試験を行い、その評価結果を表1に示す。
【0029】[比較例1]経編機を用い、111.1デシテックス/48フィラメントのポリエステルマルチフィラメントにて、トリコット編物を製編した。得られた布帛は、125g/m2の重量を有し、空隙率は8%であった。ここで得られた布帛を用いて、実施例1と同様のデザインで上下衣服を作成した。被験者は実施例1同様、下着の上に該衣服を着用し、さらにその上に、綿100%の長袖、長ズボンの作業着を着用し、最後に手袋、靴下および脚絆を装着した。その後、被験者による着用試験を行い、その評価結果を表1に示す。
【0030】[比較例2]実施例1で製作した冷却衣服に、冷却用部材を使用することなく、実施例1と同様にして被験者による着用試験を行った。得られた評価結果を表1に示す。
【0031】
【表1】

【0032】表1に示すとおり、実施例1の衣服では、冷却用部材により冷やされた冷気の対流による冷却能力が強く、前記に示す項目の全てについて、また、着用者の着用感も全ての項目について優れた結果が得られた。また、実施例2においても、作業着を着用していないにも拘わらず、冷却用部材にて冷やされた冷気の対流により体表面がほぼ均一に冷却されている結果が得られた。一方、比較例1の衣服では、同様のデザインながら、冷却用部材による冷却効果は体表面全体に行き届いておらず、被験者の熱ストレスを大きく軽減するに至らなかった。また、比較例2は、冷却用部材を全く使用していないため、過度に体温が上昇し、被験者の熱ストレスは最も大きい結果となった。
【0033】
【発明の効果】本発明の冷却衣服は、メッシュ状布帛で構成されているために軽量であると共に衣服内を均一に冷却することができ、作業者の行動範囲や作業効率を低下させることなく暑熱環境下における熱ストレスを効率よく軽減することができる。
【出願人】 【識別番号】000003001
【氏名又は名称】帝人株式会社
【出願日】 平成13年1月24日(2001.1.24)
【代理人】 【識別番号】100077263
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 純博
【公開番号】 特開2002−220710(P2002−220710A)
【公開日】 平成14年8月9日(2002.8.9)
【出願番号】 特願2001−15455(P2001−15455)