1. はじめに
   　私たちは、衣料品を着用して日常を過ごしていますが、その過程で天候の変化(雨天や雪、高温多湿など)、運動による発汗、そして家庭洗濯やクリーニングなどによって、衣料品は「湿気」、「汗」そして「水」の影響を大きく受けています。当然、衣料品を構成するテキスタイル素材は、これらと密接な関係があり、着用目的に合致した性能が求められることになります。また衣料品には、紳士、婦人、カジュアル、インナー、スポーツ、ワーキング、ソックスなど多くの服種があり、それぞれ目的と性能が大きく異なります。
   　今回と次回の「アパレル散歩道」では、これら衣料品に関連したテキスタイルと水分に関する性質をご紹介します。



2. テキスタイル素材と水分の関係
   　テキスタイル素材と水分の関係には、表1のように大別できます。
   　私たちが日常生活で、「雨に濡れる」、「汗をかく」などは基本的に避けられないため、快適な機能衣料を開発するためにも、これらの性質を是非理解することが必要です。
   
   

   表1　テキスタイルと水分との関係

   分類	性能または性質	関連する服種
   ① 汗や湿気を吸収・放出する	吸水性・吸湿性	夏物衣料、肌着など
   ② 雨や雪などを防ぐ	はっ水性・耐水性 漏水性・防水性 透湿防水性　など	レインコート、防寒着、スキーウエア、アウトドアジャケット、作業着など、はっ水や耐水機能をもつ衣料品
   ③ 水洗いで外観変化しない	洗濯寸法安定性	水洗い可能な衣料品全般、特にニット製品 (「アパレル散歩道　第63回」参照)
   ④ ウール織物が湿度変化で寸法変化する	ハイグラル エキスパンション	ウールスーツ、ジャケットなど
   ⑤ 水流に対して抵抗する	水流抵抗　など	競泳水着など




3. 汗や湿気を吸収・放出する性質
   
   1. 吸湿性
      

      
      図1　各種繊維の等温吸湿曲線(25℃)¹⁾

      　吸湿性とは、空気中の湿気を吸い取る性質のことです。この性質は、繊維の化学的な構造で決まります。乾いた衣料品やテキスタイル素材を空気中に放置すると、繊維が空気中の水蒸気を吸収して、やがて平衡状態に達します。
      　図1は各種繊維の25℃環境下での吸湿曲線で、縦軸の水分率は、繊維に含まれる水分の重量比を示しています。大気中の湿度が上昇すると繊維は繊維中に湿気を吸収しますが、図1によると、羊毛(ウール)や綿などの天然繊維、これらを原料とするレーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維で吸収率が高いことが分かります。これは、セルロース(植物系)繊維は化学構造に水と親和性のある水酸基(-OH)を持っていること、またウール繊維は化学構造に同様に親和性のあるペプチド結合(-CONH-)を持っていることに起因しています。
      　一方、合成繊維、中でもポリエステル繊維はその化学構造に水と親和性のある基を持っておらず、疎水性であるため、湿気をほとんど吸収しません。この性能は、アパレル散歩道　第62回「外観変化」で述べたポリエステル素材のしわ加工やプリーツ加工に大きく関係することになります。一方、ナイロン繊維は、合成繊維の中でも水分率が比較的大きく、しっとり感のある素材ですが、逆にそれが「しわが付きやすい」、「プリーツ加工の耐久性が低い」などの弱点につながっています。
      　レーヨンやキュプラなどの再生繊維も、水分率は大きく冷感などに優れています。同じセルロース系の綿よりも水分率が大きい理由として、再生繊維は木材パルプや綿毛を薬品で一度溶かして再び固めて繊維化しているため、平均分子量が低下して、繊維中に水蒸気が浸透しやすくなっているからと考えられます。レーヨンやキュプラの裏地などに冷感を感じるのは、この大きな水分率に起因していますが、逆にその大きい水分率のために、しわが発生しやすい、洗濯などで縮みやすいなどの弱点があることは否定できません。
      ≪公定水分率とは≫
      温度20℃/相対湿度65%の環境における繊維内の水分率を公定水分率と呼びます。アパレル業界では実感はありませんが、糸業界などでは大切な決めごとになっています。糸や繊維の取引きは重量が基準になります、水分を多く含む糸はその分だけ重くなり、不正な重量で取引きが生じかねません。これらを防ぐために、繊維ごとの公定水分率を定め、正量な取引がされるようにしています。

      ≪主な繊維の公定水分率(％)≫

      綿
      8.5
      ウール
      16
      麻
      12
      絹
      11
      レーヨン
      11
      ナイロン
      4.5
      ポリエステル
      0.4
      
      
      (1) 綿素材とウール素材の構造
      　私たちは日常的に、綿製のパジャマやインナーを多く着用しています。運動をしたり、気温の高い所にいると、汗ばんで綿のインナーが濡れて、いつまでも乾かないことがあります。また、綿100％のTシャツが大量の発汗で素肌に貼りつくこともあります。
      　一方、ウール100％のシャツは、普段はインナーとして着用されるケースは少ないですが、冬の山登りやウォーキングなどに適していると言われています。冬の山登りやウォーキングなどの寒冷環境で汗をかくと、汗が冷えることで体幹も冷え、時として体調を崩すことがありますが、ウールインナーは、綿のインナーより肌冷えしにくいと言われています。公定水分率で、ウールが16％、綿が8.5％と、むしろウールがほぼ2倍の水分率を示しているのに、ウール下着の汗冷えは少ないのは、なぜなのでしょうか。それは、ウール繊維と綿繊維の構造の違いに起因しています。以下にウール繊維と綿繊維の構造の違いを説明します。
      
      ① ウールの構造
      　ウールは羊毛繊維のことです。成分は人の毛髪と同様、ケラチンと呼ばれるたんぱく質で、表面が鱗片(スケール)で覆おおわれているのが特徴です。図2Ⓐのように、表面は疎水性のスケールで覆われていますが、内部は親水性のコルテックスと呼ばれるタンパク質です。ちなみに同図Ⓑのウール繊維断面を見ると、コルテックスは性質が微妙に異なるオルソコルテックス成分とパラコルテックス成分がバイメタル状に構成(バイラテラル構造)され、その結果、ウールの外観は同図Ⓒのようなねじれたクリンプ構造を示しています。このクリンプ構造により、多くの空気を含むことが可能になり、それが「ウール製品は暖かい」といわれる理由となります。
      　またウール繊維は、俗に「エアコン繊維」とも言われます。同図Ⓑのように、表面が疎水性のスケール、内部が親水性のコルテックスの二層構造となっており、運動などで衣服内の湿度が高くなると、スケールの隙間から汗蒸気がコルテックス内部に吸収されますが、スケール自体は疎水性であるため、いつも表面がカラッとしている状態となります。逆に衣服内の湿度が下がればコルテックスから水分が放散され、衣服内の湿度を安定的に調整します。これらがエアコンのような機能に例えられています。天然繊維なのに、素晴らしい機能を持っていますね。
      
      

      
      図2　ウールの構造²⁾

      
      
      
      ～スケールについて～
      

      ウール繊維表面のスケールは、まさしく疎水性の鎧よろいです。
      　

      
      
      
      ② 綿の構造
      　植物繊維である綿は、成分はセルロースで、木綿の種子に生えた種子毛(図3)から採取されます。図4のように、内部は中空で、ちょうどストローをつぶしてねじったような外観です。水素結合をもつセルロース自体は吸湿性に富み、また中空であることから保温性にも優れ、わが国では古く江戸時代から栽培され、今日もインナーやシャツ、外衣などに多用されています。
      
      

      
      図3　綿の種子毛

      　

      

      

      図4　綿の構造 (側面と断面)³⁾

      
      
      ③ 綿繊維とウール繊維の比較
      　以上のように、ウール繊維と綿繊維を比較すると、綿繊維には、ウールのスケールに相当する表面構造はなく、吸湿性や吸水性には優れているものの、逆に乾きにくいという弱点があります。またウール繊維も、以上のような長所はあるものの、スケールの存在によって、着用や水洗いでフェルト化しやすいなどの弱点があります。
      　アパレル製品の企画や品質管理担当者は、これらの繊維素材の長所や短所を理解しつつ、商品企画や品質管理業務に取り組んでいただきたいと思います。
   
   
   
   2. 吸水性
      　吸水性は、液体の水分を吸収する性質のことです。着用中、衣料品が吸収する「水分」は「汗」であることが多いので、時には吸汗性とも呼ばれています。最近では、水分率のほとんどゼロに近いポリエステル素材でも、優れた吸水性をもつテキスタイルや製品が商品化されています。では、このような水分率の小さい合成繊維素材では、どのようなメカニズムで優れた吸水性を実現しているのでしょうか。この点について以下に説明します。
      
      (1)毛細管現象について
      
      　合成繊維の吸水化には、「毛細管現象」のメカニズムが利用されています。毛細管現象(capillary action)とは、毛細管の内側の液体が、外部のエネルギーなしで管の中を移動する現象です。身近な例では、ティッシュや布などが水を吸い上げたり、濡れて拡散するのもこの毛細管現象の一つと考えられます。

      
      図5　毛細管現象のイメージ

      (2)毛細管現象の実現策
      　合成繊維に毛細管現象を発生させ衣料品の吸水性を上げるためには、まず、できるだけ毛細管現象が生じやすいような繊維自体の改良が必要です。これには一般的に、表2の手法が実用化されています。これらの手法や対策は、繊維間に水を含む空間をできるだけ大きく確保し、毛細管現象により水や汗を移動しやすくすることにほかなりません。
      　その結果、そのような手法を施した合成繊維では、繊維自体の水分率は低いものの毛細管現象がより生じやすい構造によって、吸水(汗)機能を実現していると考えられます。
      
      

      表2　合繊糸の代表的な吸水化の手法

      	吸水化の手法
      1	太さの異なる糸を組み合わせる　(異繊度混繊)
      2	糸の側面に微多孔をつける
      3	糸を細くする(ファインデニール化)
      4	断面を凸凹にする　(異形断面繊維)
      5	繊維の側面に溝をつける

      　
      
      図6　代表的な吸汗速乾用異形断面糸の比較

      左:ルミエース® (ユニチカトレーディング)
      右:テクノファイン® (旭化成せんい)

      
      
      (3)吸水試験について
      　後述の3.3で乾燥性について説明しますが、吸水速乾性は、吸水性と速乾性で構成され、個別の試験方法が設定されています。吸水性はJIS L 1907「繊維製品の吸水性試験方法」で規定されています。
      (「アパレル散歩道　第56回」5.5吸汗速乾性を参照のこと)
      
      
      

      表3　吸水性機能とその試験方法について

      項目	吸水機能の意味と用途	試験方法と基準の考え方
      吸水性	運動などによる汗を速やかに生地に吸水する 発汗の多いスポーツウエアや下着に適用される タオルなど、汗や水分をすみやかに吸収する素材に適用される	JIS L 1907 「繊維製品の吸水性試験方法」 ①滴下法 ②バイレック法 ③沈降法　タオルなど 新品だけでなく、洗濯後の基準設定すること

      
      
      　次に吸水試験の概要を表4に示します。
      　アパレルメーカーの品質管理では、「滴下法」を比較的多く使用しています。理由としては、試料の片面から液体状の汗が吸水されるメカニズムが実着用に近いこと、また試験方法が比較的容易であることが挙げられます。またタオル用途などでは、「沈降法」も使用されていると聞いています。
      　試験に関する詳細は、ニッセンケン品質評価センターにお問い合わせください。
      
      

      表4　吸水試験の種類

      	試験法	説明
      1	滴下法	一定の高さから水滴を生地試料に滴下し、水滴の反射がなくなるまでの時間(秒)を計測する
      2	バイレック法	短冊状の生地試料の下端を水に浸漬し、一定時間に生地に吸い上がる水分の高さ(mm)を計測する
      3	沈降法	水面に生地試料片を静かに浮かべ、試料片が沈み始めるまでの時間(秒)を計測する

      
      
      (4)品質基準について
      　ここでは、滴下法による吸水性の品質基準例について説明します。
      　表5に品質基準例を示していますが、ⒶとⒷの服種のように、吸水性に対する消費者の期待値の大小によって、基準値は異なります。また、商品の優位性を示すため、吸水機能などを商品に表示し機能訴求する場合は景品表示法の優良誤認(注)に抵触しないかご注意ください。
      (注) 「アパレル散歩道　第16回」2.1.(1)を参照のこと
      
      　吸水性は、3.2.(2)で説明した①毛細管現象対策や②染色工程の吸水促進剤の付与、この2つの併用で実現されますが、後者の吸水剤付与は、繰り返し洗濯による吸水促進剤の脱落が機能低下のリスクになります。このため、表5のⒷの服種では、洗濯後の吸水性の基準値設定も必須になるでしょう。「洗濯前はよく吸水していたが、洗濯後は全く吸わなくなった」という消費者苦情は避けなければなりません。
      　機能表示と品質保証は、表裏一体でなければならず、具体的な洗濯回数や基準値は、服種や着用用途、機能表示の有無を考慮し、アパレルメーカーが消費者目線で独自に基準設定するべきものです。
      
      

      表5　吸水性の品質基準例

      洗濯 回数	服種
      	Ⓐ一般カジュアルウエア	Ⓑスポーツウエア・ 吸水機能表示あり衣料など
      初期	3～5秒以下、または10秒以下	1秒以下、または3秒以下
      1洗後	場合により設定	5秒以下
      5洗後	場合により設定	10秒以下

      ※本表の基準値は例として挙げています
      
      
      
      ≪機能表示と品質保証の関係≫
      アパレルメーカーが機能性を表示する権利と、その機能性を消費者に保証する義務は、表裏一体のものです。
   
   
   
   3. 乾燥性
      　衣料品の乾きやすさは、消費者にとって重要な快適性評価のひとつです。出勤時に駅まで走って汗をかいたり、突然の雨で濡れたりしても、わずかな時間で乾くのと、いつまでも乾かず冷たさを感じるのでは大きな違いです。その意味で、衣料品の乾きやすさ、ひいてはテキスタイル素材の乾燥性はとても大切と言えます。近年では、吸水性と乾燥性を複合して、「吸水速乾性」と呼ばれるひとつの機能に合体しているのはご承知の通りです。試験に関する詳細は、ニッセンケン品質評価センターにお問い合わせください。
      
      (1)乾燥性試験
      　繊維製品の乾燥性は、「拡散性残留水分率測定」で評価されています。
      1. 水を生地試料の中央に所定量(ml)滴下し、水分が拡散し乾燥する過程で、試料重量(g)を一定の間隔(分)で測定し、拡散性残留水分率曲線を作成する(図7,8参照)。
      2. 作成した拡散性残留水分率曲線から、水分率が10％に該当する時間を求める。

      拡散性残留水分率(%) =　任意の時間の水分重量(g) / 測定開始時の水分重量(g) ×100

      
      
      

      表6　乾燥性について

      項目	機能の意味と用途	試験方法と基準の考え方
      乾燥性 (速乾性)	運動などによって吸水した汗などを速やかに生地表面に拡散し、外部に放散する機能のこと 夏期衣料やスポーツウエア、インナーなどに使用される	「拡散性残留水分率」測定 生地試料の中央に所定の水滴を滴下し、専用の乾燥速度測定器を用いて、水分の拡散乾燥による生地重量変化を経時的に測定し、拡散性残留水分率が10％になるまでの時間(分)を計測する

      
      
      

      
      図7　自動乾燥性試験機

      (ニッセンケン 大阪ラボ)

      
      図8　拡散性残留水分率曲線

      
      
      (2)品質基準について
      　乾燥性の評価は、3.3.(1)で説明の通り、残留水分率が10%に至るまでの時間(分)で示されます。一般的に、ニットは織物よりも生地が厚いこともあり、乾きにくい傾向があります。
      　このため、一般的に基準値は、ニット＞織物となっています。また、素材がポリエステル100％か、綿100％かで評価も異なります。綿/ポリエステル混用素材では、混用率によって基準値を比例配分して運用しているアパレルメーカーもあります。また、吸水性と同様、商品の優位性を示すため、速乾機能を商品に表示し機能訴求する場合は、景品表示法の優良誤認に抵触しないかご注意ください。
      
      

      表7　乾燥性の基準の例

      	織物	ニット
      セルロース100％素材	65分以下	75分以下
      セルロース/合成繊維 50/50％素材	55分以下	65分以下
      合成繊維100％素材	45分以下	55分以下

      ※本表の基準値は例として挙げています
   
   
   
   4. 代表的な吸水速乾素材
      　ここでは、最近の代表的な吸水速乾素材の一例を紹介します。速乾性に優れたポリエステル使いの素材が多いようです。素材の機能などの詳細は、素材メーカーにご確認ください。
      
      

      表8　代表的な吸水速乾素材の例

      素材メーカーなど	素材名	素材	備考
      旭化成	テクノファイン	ポリエステル	W型断面の異形断面糸
      	バイオセンサー	キュプラ ポリエステル	ベンベルグ(キュプラ)とポリエステルの複合糸
      伊藤忠	クールマックスwith　NENU	ポリエステル	異形断面糸による吸水速乾＋リサイクル
      KBセーレン	ソアリオンY	ポリエステル	Y型断面の異形断面糸
      大和紡績	サラファスト	綿・ポリエステルなど	2層編み構造による吸水速乾
      帝人フロンティア	オクタ	ポリエステル	特殊断面中空糸による吸水速乾
      	アクアドライ	ポリエステル	特殊織物構造と原糸による毛細管現象
      東洋紡	アルティマ	ポリエステル・綿	2層構造による吸水速乾
      	フィラシス	ポリエステル・綿	超長綿＋ポリエステルカバリングによる吸水速乾
      東レ	フィールドセンサー	ポリエステル	特殊多層構造による吸水速乾
      	キューブ	ナイロン	ナイロンのソフト感を付与
      ニッケ	アクティブウール	アクティブウール	吸湿性に優れた毛とポリエステルを混用
      ユニチカ トレーディング	ルミエース	ポリエステル	毛細管現象による吸水速乾
      	ハイグラLU	ナイロン・ ポリエステル	ナイロンの吸放湿性とポリエステルの速乾性

(第65回 アパレル散歩道の予告 – 2024年6月1日公開予定)