(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性を有する生地で形成された素材本体と、
前記素材本体の表裏の少なくとも一方の面の少なくとも一部の領域に施されるプリント層と、を備え、
前記プリント層は、基地と、前記基地に保持される圧電体としての水晶粒子と、を備え、
前記基地は、前記素材本体の伸縮に伴って伸縮して、厚さ方向には圧縮力Ｆｃが生じ、
前記水晶粒子は、前記圧縮力Ｆｃが付与されることで発熱することを特徴とするコンプレッションウェア。
【請求項２】
前記水晶粒子は、前記プリント層の全体に対して０．５〜５体積％含まれる、
請求項１に記載のコンプレッションウェア。
【請求項３】
前記基地は、シリコーンゴムからなる、
請求項１又は請求項２に記載のコンプレッションウェア。
【請求項４】
前記コンプレッションウェアはコンプレッションパンツであり、
前記プリント層は、膝蓋骨（しつがいこつ）を取り囲む第１プリント層、大殿筋から腸脛靭帯に沿った第２プリント層、大腿二頭筋に沿った第３プリント層、および、アキレス腱から下腿三頭筋に沿った第４プリント層の少なくとも一つを備える、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のコンプレッションウェア。
【請求項５】
前記コンプレッションウェアはコンプレッションシャツであり、
前記プリント層は、三角筋の周囲を取り囲むように設けられる第１プリント層、僧帽筋の周辺に設けられる第２プリント層、肘の周りに沿い、腕とう筋及び肘筋の周辺に設けられる第３プリント層、および、広背筋に沿って設けられる第４プリント層の少なくとも一つを備える、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のコンプレッションウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインナーウェアやスポーツウェアとして用いられ、着用時に体にフィットする被服用の素材であって、特に伸張することにより発熱する被服用の素材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運動の際に人体の表面に密着して着用される被服は、運動機能向上に加えて障害の発生を防止するなどの効果の他、筋肉から乳酸等の疲労原因物質をより早く取り除き、筋肉疲労を軽減又は予防する効果があるとされ、多くの人々に愛用されるに至っている。
【０００３】
最近では、このコンプレッション効果又は着圧効果に加えて、例えば特許文献１〜特許文献３に示すように、素材の伸張に伴って発熱する素材も提案されている。
それまで発熱する素材としては、セルロース等の吸湿発熱繊維を混合した布帛素材が知られており、着用時の人体からの不感蒸泄や発汗により発熱させるものが知られていた。ところが、吸湿発熱繊維は、繊維の吸湿量が飽和に達すればそれを超えて発熱することができず、吸湿量が飽和に達した後は、繊維中の水分により逆に冷たさを感じることが指摘されていた。
これに対して、特許文献１などが開示する伸張発熱素材は、伸縮を繰り返している限り、発熱することができるとされており、これをスポーツウェアなどの被服に適用することにより、保温性はもちろん、筋肉などの伸張部位を暖めることによる怪我の防止などの効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９５９７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１２０７８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９８９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これまでの伸張発熱する素材は、特許文献１〜特許文献３に記載されるように、非弾性糸と弾性糸とからなる編地であることを前提としているので、素地を選ぶ自由度が狭い。また、被覆の特定の部位だけを伸張発熱させるには、当該部位とその周囲とを異なる素地にしなければならず、その境界部分に縫い目が現れてしまう。
そこで本発明は、縫い目を設けることなく任意の素地の特定の部位を選択的に伸張発熱させることのできる被服用素材及びそれを用いた被覆を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとなされた本発明のコンプレッションウェアは、伸縮性を有する生地で形成された素材本体と、素材本体の表裏の少なくとも一方の面の少なくとも一部の領域に施されるプリント層と、を備え、このプリント層は、基地と、基地に保持される圧電体粒子としての水晶粒子と、を備えることを特徴とする。
本発明のコンプレッションウェアは、プリント層の基地に圧電体粒子としての水晶粒子が分散しており、素材本体が伸張することにより圧電体粒子に圧力が加わるので電圧が生じ、これに伴って発熱するので、被覆用素材のなかでプリント層が施された特定の部位だけを選択的に発熱させることができる。しかも、圧電体粒子を保持するのがプリント層であるから、縫い目が現れることもない。
【０００７】
プリント層に分散される圧電体粒子の量は、少なすぎると十分な発熱量が得られない。また、多すぎると価格を押し上げるのに加えて、基地の伸縮性を低下させるとともに、基地の表面に浮き出てしまう傾向にある。用いる圧電体の材質にもよるが、以上を考慮すると、プリント層の全体に対して０．５〜５体積％、さらに好ましくは１．０〜３．０体積％である。
基地は、素材本体が伸縮性を有するのに合わせて伸縮性を備えることが好ましく、シリコーンゴムを用いることが最も好ましい。
【０００８】
本発明は、コンプレッションウェアを提供するものであり、コンプレッションシャツまたはコンプレッションパンツに適用される。
コンプレッションウェアがコンプレッションパンツの場合には、プリント層は、膝蓋骨（しつがいこつ）を取り囲む第１プリント層、大殿筋から腸脛靭帯に沿った第２プリント層、大腿二頭筋に沿った第３プリント層、および、アキレス腱から下腿三頭筋に沿った第４プリント層の少なくとも一つを備えることができる。
また、コンプレッションウェアがコンプレッションシャツの場合には、プリント層は、三角筋の周囲を取り囲むように設けられる第１プリント層、僧帽筋の周辺に設けられる第２プリント層、肘の周りに沿い、腕とう筋及び肘筋の周辺に設けられる第３プリント層、および、広背筋に沿って設けられる第４プリント層の少なくとも一つを備えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プリント層の基地に圧電体粒子が分散しており、素材本体が伸張することにより圧電体粒子に圧力が加わるので電圧が生じ、これに伴って発熱するので、被覆用素材のなかでプリント層が施された特定の部位だけを選択的に発熱させることができる。しかも、圧電体粒子を保持するのがプリント層であるから、縫い目が現れることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態における被服用素材の断面を模式的に示す図である。
【図２】本実施の形態にかかるコンプレッションウェアの下半身着を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図３】本実施の形態にかかるコンプレッションウェアの上半身着を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【図４】本実施の形態にかかるコンプレッションウェアの下半身着を手で持って伸縮させた後の発熱状況をサーモグラフィで確認した結果を示す図である。
【図５】本実施の形態にかかるコンプレッションウェアの下半身着を着用して運動した後の発熱状況をサーモグラフィで確認した結果を示す図である。
【図６】本実施の形態にかかるコンプレッションウェアの上半身着を着用して運動した後の発熱状況をサーモグラフィで確認した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
はじめに、本実施形態における被服用素材１の構成を、図１を参照して説明する。
被服用素材１は、素材本体３と、素材本体３の一方の面に施されるプリント層５と、を備えている。
【００１２】
素材本体３は、伸縮性を有する生地で形成されており、例えば、２ｗａｙトリコット、ペア天竺等を用いることができる。また、これらの生地としては、通気性、速乾性を備えるものであることが好ましく、また、紫外線をカットできるものであることが好ましい。
伸縮性を備える素材本体３は、着用者の体に密着して着圧を加えることで、体を引き締めて筋肉の振動を抑える一方、引き締め効果により血流を促進する。筋肉の振動を抑えることで、筋肉の疲労を軽減することもできる。また、血流の促進により、運動している筋肉に酸素が供給されることにより、運動のパフォーマンスを上げる。
【００１３】
プリント層５は、基地６と、基地６に分散状態で保持される圧電体粒子７と、を備えている。
基地６は、圧電体粒子７を保持しながら素材本体３に担持するとともに、着用者に対するテーピングとして機能する。
基地６は、素材本体３に貼り付けられており、素材本体３の伸縮に伴って伸縮する。その中で、図１（ｂ）に示すように素材本体３が伸張すると、これに追従して平面方向には引張力Ｆｓが生じて伸張し、厚さ方向には圧縮力Ｆｃが生じて縮む。この圧縮力Ｆｃが基地６を介して圧電体粒子７に付与され、圧電体粒子７に圧電効果が生じ、発熱する。
基地６は、圧電体粒子７に圧縮力Ｆｃを付与するために、素材本体３と同等の伸縮性を備える材料から構成されることが好ましく、また、素材本体３にプリントに貼り付けた後に剥離しがたいことが望まれるので、特にシリコーンゴムを用いるのが好ましい。
基地６の厚さは任意であるが、後述するスクリーンプリント法によれば、０．０１ｍｍ程度の厚さを有するが、複数層に積層すれば、さらに厚い基地６を得ることができる。
【００１４】
圧電体粒子７は、本実施形態における特徴的な要素であり、これを含むプリント層５が素材本体３の伸張に伴って伸張することにより圧電体粒子７に圧力が加わり、生じるひずみに応じて電圧が発生する。この電圧の発生に伴って、圧電体粒子７の中には１／２×Ｃ・Ｖ２の電気エネルギが蓄えられ、その中の約５〜８％が圧電体粒子７の中で熱に変換されるとされている。本実施形態の被服用素材１は、この発熱作用を利用する。
なお、圧電効果は、機械的応力が加わると応力に応じた電気分極を発生して電界を発生する正効果と、電界を加えて電気分極を発生させると電界の大きさに応じたひずみを発生する負効果と、を備える。
【００１５】
圧電体粒子７としては、公知の種々の材料を用いることができる。例えば、水晶を用いることができる。水晶は、単結晶成分がＳｉＯ２である単結晶からなり、圧電諸定数の温度変化が小さい特徴を有している。
また、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛［Ｐｂ（Ｚｒ−Ｔｉ）Ｏ３］などの圧電体セラミックスを圧電体粒子7として用いることができる。この圧電体セラミックスからなる圧電体粒子7は、分極処理がなされたものであることが好ましい。例えば、チタン酸バリウムの場合には、炭酸バリウムの粉末と酸化チタンの粉末の混合物を所定形状に成形した後に焼結し、この焼結体に電極を形成して分極処理を施した後に、粉砕して圧電特性を有するチタン酸バリウム粒子を得る。
【００１６】
本発明において、圧電体粒子７の含有量は限定されるものでないが、プリント層５における圧電体粒子７の含有量が多いほど、プリント層５の全体としての発熱量を確保することができるので、発熱量の観点からは圧電体粒子７の含有量が多いほど好ましい。一方で、圧電体粒子７の含有量が多くなりすぎると、価格を押し上げるのに加えて、基地６の伸縮性を損なうので、素材本体３の伸張に伴うプリント層５の伸張を妨げてしまい、発熱に必要な圧力を圧電体粒子７に加えにくくなる。また、含有量が多すぎると、基地６の表面に当該粒子が浮き出てしまうおそがある。
以上の観点より、プリント層５における圧電体粒子７の量は、０．５〜１５体積％であることが好ましく、０．５〜３．０体積％であることがより好ましく、１．０〜３．０体積％であることがさらに好ましい。
【００１７】
本発明において、圧力が加わって発熱するという効果が得られる限り、圧電体粒子７の粒径は限定されるものでないが、粒径が小さすぎる基地６の中に分散させるのが難しくなる。一方、被服に適用される基地６の厚さに制約があるので、圧電体粒子７の粒径の大きさにもこの制約が関係する。
以上の観点より、プリント層５における圧電体粒子７の粒径は、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０５〜５μｍであることがより好ましく、０．１〜５μｍであることがさらに好ましい。なお、この粒径は、メジアン径（ｄ５０）により特定されるものとする。
【００１８】
本実施形態において、プリント層５を素材本体３にプリントする手法は限定されないが、例えば孔版（こうはん）印刷の一種であるスクリーンプリント法を用いることができる。
孔版印刷とは、版自体に孔をあけそこからインクをプリント対象に擦りつける印刷方式である。通常、スクリーンプリントは、プリントに不要な個所を乳剤で固めた絹のスクリーンにインクをのせ、スキージで擦ることで塗料を転写する。スクリーンに絹を使うため、当初はシルクスクリーンプリントと言われていたが、現在では絹は使わず、ナイロン、テトロンなどの繊維、あるいはステンレスの針金などで織ったスクリーンを利用する。
後述するコンプレッションパンツ２０のサポートプリント２３、コンプレッションシャツ３０のサポートプリント３３を形成するには、サポートプリント２３、３３の形態に合った孔が形成された版を作製し、これを素材本体２１、３１に押し当て、かつ、圧電体粒子７が混合された塗料を孔を通じて素材本体２１、３１に転写する。
【００１９】
次に、被服用素材１が適用されるコンプレッションパンツ２０及びコンプレッションシャツ３０を順に説明する。
本実施形態に係るコンプレッションパンツ２０は、スポーツを行う際に着用することで、着用者の運動能力を向上させることができるものであり、着用者の下半身を覆うように構成されている。コンプレッションパンツ２０は、素材本体２１と、サポートプリント２３と、を備えている。素材本体２１は、被服用素材１の素材本体３に対応し、サポートプリント２３は、被服用素材１のプリント層５に対応する。なお、サポートプリント２３は総称である。
【００２０】
コンプレッションパンツ２０は、図２（ａ）に示すように、前側には、膝蓋骨（しつがいこつ）を取り囲むように、第１サポートプリント２３Ａを備える。
また、コンプレッションパンツ２０は、図２（ｂ）に示すように、後側には、大殿筋から腸脛靭帯に沿った第２サポートプリント２３Ｂと、大腿二頭筋、いわゆるハムストリングに沿った第３サポートプリント２３Ｃと、アキレス腱から下腿三頭筋、いわゆるふくらはぎに沿った第４サポートプリント２３Ｄと、を備えている。
第１サポートプリント２３Ａ〜第４サポートプリント２３Ｄは、被服用素材１のプリント層５と同等のプリント層で構成されている。
【００２１】
コンプレッションパンツ２０を着用して運動すると、素材本体２１が伸縮するが、素材本体２１の表面に設けられるサポートプリント２３も素材本体２１の伸縮に従って伸縮する。素材本体２１が伸びるとサポートプリント２３も伸びるが、これにより、図１に示すように、サポートプリント２３（プリント層５）には、平面方向には引張力Ｆｓが生じ、厚さ方向は圧縮力Ｆｃが生じる。このとき、サポートプリント２３（プリント層５）に分散される圧電体粒子７には、圧縮力Ｆｃが加わるので、圧電効果が生じ、発熱する。例えば、屈伸運動を繰り返して行えば、第１サポートプリント２３Ａが伸縮を繰り返し、伸張するたびに圧電体粒子７が発熱するので、着用者は膝蓋骨の周囲が暖められる。そうすれば、素材本体２１が着用者の体に密着して着圧を加えることに加えて、暖めることにより血流が促進されるので、筋肉に酸素がより多く供給されるとともに、乳酸や老廃物の排出が促進される結果、より高いパフォーマンスで運動することをサポートする。第１サポートプリント２３Ａの他に、第２サポートプリント２３Ｂ〜第４サポートプリント２３Ｄを備えているため、下半身の全体に対して高いパフォーマンスの運動をサポートする。
【００２２】
次に、コンプレッションシャツ３０も、スポーツを行う際に着用することで、着用者の運動能力を向上させることができるものであり、着用者の上半身を覆うように構成されている。コンプレッションシャツ３０は、素材本体３１と、サポートプリント３３と、を備えている。素材本体３１は、被服用素材１の素材本体３に対応し、サポートプリント３３は、被服用素材１のプリント層５に対応する。なお、サポートプリント３３は総称である。
【００２３】
コンプレッションシャツ３０は、図３に示すように、第１サポートプリント３３Ａ、第２サポートプリント３３Ｂ、第３サポートプリント３３Ｃ、第４サポートプリント３４Ｄと四つのサポートプリント３３を備えている。第１サポートプリント３３Ａは、三角筋の周囲を取り囲むように設けられ、第２サポートプリント３３Ｂは、僧帽筋の周辺に設けられる。また、第３サポートプリント３３Ｃは肘の周りに沿い、腕とう筋及び肘筋の周辺に設けられ、第４サポートプリント３４Ｄは、広背筋に沿って設けられる。
これらのサポートプリント３３も、コンプレッションシャツ３０の着用者が上半身を動かす運動を行うと、動かした部位に応じてサポートプリント３３に含まれる圧電体粒子７が発熱し、コンプレッションパンツ２０の場合と同様の効果を奏する。
【００２４】
以上、コンプレッションパンツ２０とコンプレッションシャツ３０に基づいて、本発明の被服を説明したが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、図２に示すコンプレッションパンツ２０は、着用者の足首の近くまで覆うように形成されているが、着用者の膝関節までを覆うように形成されていてもよく、また、着用者の大腿部までを覆うように形成されていてもよい。
また、図３に示すコンプレッションシャツ３０は、長袖であるが、半袖、袖なしのシャツに適用することもできる。
また、適用される被服としては、インナー類に限らず、ボトム類、トップス類、レッグ類、サポーター類および手袋など、広い用途を対象とすることができる。また、腰ベルト、膝当て、肘当てなどの医療分野に適用される被服に用いることができる。
【００２５】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００２６】
次に、被服用素材１を平面方向に伸縮させて圧電体粒子７の発熱効果を確認した実験を説明する。
用いた素材本体３、基地６及び圧電体粒子７は下記の通りであり、この被覆用素材１により作製したコンプレッションパンツ２０及びコンプレッションシャツ３０を伸縮した。
［被服用素材１の仕様］
素材本体３：２ｗａｙトリコット
基地６：シリコーンゴム＋顔料など，プリント層５における含有量＝９８.５体積％
圧電体粒子７：水晶，  ｄ５０＝１０μｍ，  プリント層５における含有量＝１.５体積％
［実験条件］
実験Ａ：実験員がコンプレッションパンツ２０のウエストの部分を持って、ウエストを拡げた後に元に戻す伸縮動作を２０サイクルだけ繰り返した後に、サーモグラフィで観察した。その結果を図４に示す。
実験Ｂ：実験員がコンプレッションパンツ２０を着用し、歩行、屈伸などの各種運動を１０分間だけ続けた後に、サーモグラフィで観察した。その結果を図５に示す。
実験Ｃ：実験員がコンプレッションシャツ３０を着用し、腕の曲げ伸ばし、胴体の捻転などの各種運動を１０分間だけ続けた後に、サーモグラフィで観察した。その結果を図６に示す。
【００２７】
図４〜図６に示されるように、圧電体粒子７を含有するサポートプリント２３，３３の部分の温度が、周囲の素材本体２１，３１だけの部分よりも、１〜５℃程度高くなっており、圧電体粒子７が発熱していることが確認された。
【符号の説明】
【００２８】
１  被服用素材
３  素材本体
５  プリント層
６  基地
７  圧電体粒子
２０    コンプレッションパンツ
２１    素材本体
２３    サポートプリント
２３Ａ  第１サポートプリント
２３Ｂ  第２サポートプリント
２３Ｃ  第３サポートプリント
２３Ｄ  第４サポートプリント
３０    コンプレッションシャツ
３１    素材本体
３３    サポートプリント
３３Ａ  第１サポートプリント
３３Ｂ  第２サポートプリント
３３Ｃ  第３サポートプリント
３４Ｄ  第４サポートプリント
【図１】
0006339522.tif 000002
【図２】
0006339522.tif 000003
【図３】
0006339522.tif 000004
【図４】
0006339522.tif 000005
【図５】
0006339522.tif 000006
【図６】
0006339522.tif 000007