研究論文

からみ織り技法を用いた天然素材 100%高伸縮性織物の開発
三浦健史＊1、青井昌子＊1、安田篤司＊2

D e v e l o p m e n t o f H i g h S t r e t c h L e n o F a b r i c s M a d e of N a t u r al F i b e r sK e n j i M I U R A * 1 , M a s a k o A O I * 1 , A t s u s h i YA S U D A * 2
O w a r i Te x t i l e R e s e a r c h C e n t e r, A I T E C * 1 * 2
強撚糸加工技術によって作られたエコストレッチ糸 1)とからみ織の柄効果による高収縮性 2)を組み合わせ る こ と に よ っ て 、飛 躍 的 に 大 き な 伸 縮 性 能 を 有 す る か ら み ス ト レ ッ チ 織 物 を 開 発 し た 。ウ ー ル 、シ ル ク 、綿、麻など天然素材の複合化による物性の違いを調べ、織物構造や伸縮性能を測定した。また、緯糸として用いたエコストレッチ糸の SS 撚りと ZZ 撚りの配列を変化させることによって通常のからみ織物とは外観と物性の異なるからみストレッチ織物を開発した。

１．はじめに製織条件（Ⅰ)

近年の環境意識の高まりに伴い、産業界では環境に負

経糸：梳毛糸 2/72 ZZ 撚り、緯糸：各素材 ZZ 撚り

荷をかけないエコ素材が求められるようになってきた。

（この方法では、経糸と緯糸に ZZ 撚りの糸を用いるこ

今後、繊維業界においても合成繊維より生分解する天然とによって、互いのトルクバランスを均衡させている。）

素材製品が望まれるようになると考えられる。そこで、尾州の企業で独自開発されたエコストレッチ糸の技術と製織条件（Ⅱ)

当センターに蓄積されたからみ織技術を組み合わせ、環

経糸：梳毛糸 2/60 普通撚糸

境に配慮した天然素材 100%の高伸縮性織物を開発した。

緯糸：綿糸 20/2 SS 撚りと ZZ 撚りの糸を同本数打ち込み（以下、SS 撚りは S 撚り、ZZ 撚りは Z 撚

２．からみストレッチ織物の開発りと示す。）

2.1 エコストレッチ糸の製造
本研究で使用したエコストレッチ糸は、前年度に報告

本研究で採用したからみ織り組織である対称紗織のした「天然繊維 100%のエコストレッチ織物の開発」の製織法の概略図を図１に示す。経糸のからみを一組ずつ研究で使用した糸と同一の方法で製造した 1) 。

対称的に配置することによって、緯糸が大きく生地の裏強撚糸の撚り縮みとアルカリ処理加工による縮みを表に浮き出る構造になる。

組み合わせることにより、強い収縮力を発現させている。

2.3 仕上げ加工

2.2 製織実験

ストレッチ性能として必要な伸縮性を付与するため、上記の方法によって作られたストレッチ糸を緯糸に次の条件設定でセット仕上げ加工を行った。この仕上げ用いて製織した。織物組織は糸が最大の伸縮性能を発揮

工程において、経糸間で湿潤した緯糸に強い解撚トルクできるように浮きの大きくなるからみ織りの対称紗織とが働き、生地が緯方向に大きく収縮する。

し、次の条件による製織実験を行った。
熱水処理（90℃、30 分）→タンブラー乾燥
使用織機：レピア織機（平岩 HUS）
経密度：20 本/inch→スチームアイロン

緯密度：20 本/inch

組織：対称紗織

2.4 伸縮性能評価
伸長率・伸長回復率を JIS L1096 B 法 定荷重法に則

緯幅：54cm
経糸：梳毛糸 2/72（ZZ 撚り）、2/60（普通撚糸）って測定し、伸縮性を評価した。

緯糸：綿糸 60/2、梳毛糸 1/34、シルク 120/2、40/2

ただし、今回の測定ではサンプルの都合上、試験機で綿麻混紡糸 40/2
1 尾張繊維技術センター 開発技術室（現素材開発室）
産業課）＊

把持する長さを 10cm とした。
2 尾張繊維技術センター 開発技術室（現産業労働部 地域＊

3.2 各緯糸素材の収縮率と伸縮性能評価
３

製織条件（Ⅰ）で試作した生地の仕上げ前後の各素材の収縮率を図３に示す。このグラフから、仕上げ前の状

２１態で 40%前後収縮し、仕上げ後においてはどの素材も50%以上収縮している。通常の織物では、織機上の筬通し幅から仕上げ後の幅までに収縮が大きい場合で 10%程度縮むことから、からみストレッチ織物は通常の織物よりも遥かに縮みが大きいということが分かる。

図１

対称紗織の綜絖通し図と製織時の概略図

３．結果と考察
3.1 セット仕上げによる織物構造の変化

図３

仕上げ前後の各素材の生地の緯収縮率

製織条件（Ⅰ）で作った生地の仕上げ前後の写真を図２に示す。仕上げ前は通常のからみ織物の紗織組織と同

また、この生地の伸長率・伸長回復率のグラフを図４じメッシュ状の外観であるが、仕上げ後は湿潤時の解撚に示す。どの素材も伸長率は 60%を超えている。伸長回トルクによってしぼ織物のような外観へと変化する。

復率に関しては、ウール 1/34 は 85%以上と高い回復性

これは織組織が対称紗織であることから、通常の織物能を有しているが、綿や綿麻、シルク 40/2 では低くなっよりも緯糸の浮きが大きく、またからみ織りは経糸密度ている。前年度の研究「天然繊維 100%でできたエコスが小さいため経糸間で緯糸に解撚トルクが強く働き、ねトレッチ織物の開発」の結果と同様の傾向が見られる。

じれ座屈が大きくなるからである。

仕上げ前の状態

図４

各素材における伸長率と伸長回復率

しかし、この方法では緯糸密度が約 25 本/inch と小さいため、糸一本あたりにかかる荷重が通常の織物より大仕上げ後の状態
図２

仕上げ前後における外観変化

きく、また把持区間を 10cm としているため、JIS 基準に従って評価するのは適切ではないと思われる。

そこで、把持区間 10cm の試験片を 15cm（伸長率 50%）

合は S と Z の隣り合う回数の多い配列ほど収縮が大きくまで伸ばした後、元の長さまで戻し、その後初荷重にななり、1S1Z では 70%以上と非常に大きく収縮しているる長さまで伸ばすという操作を行い、残留ひずみ・伸長ことが分かる。

回復率と最大伸長時における荷重を測定した。表１にそ

表２

緯糸配列を変えた時の仕上げ前後の変化
長さ(cm)の結果を示す。
伸長率 50%時の最大荷重と伸縮性能

表１

収縮率(%)

緯糸配列

仕上げ前

仕上げ後

仕上げ前

仕上げ後

34.0

30.0

37.044.4

1S1Z

残留ひずみ
(%)
4.4

伸長回復率
(%)
91.2

35.5

15.0

34.3

72.2

綿 60/2最大荷重(N)1.45

普通撚糸2S2Z

35.0

19.0

35.264.8

ウール 1/340.73

3.9

92.2

4S4Z

35.0

20.0

35.263.0シルク 40/25.76

4.391.4

綿麻 40/24.094.491.2

シルク 120/20.74

6.886.4

緯糸の素材

上の表から伸長率 50%時では、シルク 120/2 以外はどの素材も残留ひずみ率 5%以下、伸長回復率 90%以上であることが分かる。
3.3 緯糸配列の織物に与える影響
緯糸配列を変化させたとき、織物構造がどのように変化するかを調べるため、以下の条件で製織した。

1S1Z 配列のときに、このような織物構造を形成するのは、仕上げ時に経糸間で働く緯糸の解撚トルクの作用で、緯糸が一本ずつ交互にからみ合うように斜行するためである。図６に仕上げ前の対称紗織に働くトルクの方向と仕上げ後の緯糸の形状を示す。図の矢印方向に斜行するため、仕上げ後は半径の大きいらせん形状となり、また紗織の組織構造から、このらせんの周期が同期する
ため、図５のようにハの字型に S と Z の糸が噛み合った外観になる。

製織条件（Ⅱ）
緯糸配列：普通撚糸のみ、1S1Z、2S2Z、4S4Z（例：2S2Z は 2 本 S 撚りの糸を挿入した後、Z 撚りの糸を 2 本挿入することを意味する。）
仕上げ後の 1S1Z の生地の外観写真を図５に示す。生地表面にはからみ織りの特徴である隙間が見られず、表面にはハの字型模様の浮き出たニットライクの密度の大1S1Z の仕上げ前の状態

きい織物となる。2S2Z、4S4Z も同様の外観になるが同じ方向の撚りが連続する部分でわずかな隙間が見られる。

仕上げ後の緯糸の形状
図５

1S1Z の仕上げ後の外観

この条件で製織した生地の仕上げ前後における長さと収縮率の変化を表２（筬通し幅 54cm）に示す。この表から、普通撚糸を使用した場合も仕上げ後の収縮率は44.4%と非常に大きいが、エコストレッチ糸を用いた場

図６

仕上げ時に 1S1Z に働くトルクの方向と仕上げ後の生地から取り出した緯糸の形状

3.4 機能性繊維組み込みの検討
対称紗織で織り込まれた生地は図７のように、経糸間に空間ができる。前年度の研究「機能素材組み込みのための立体空間を有するからみ織り技法の開発」2)（JSTシーズ発掘型）では、この方法で織物内に空間を創生し図９に、上記の生地の仕上げ後の写真を示す。緯糸に機能性繊維を挿入することを研究の目的としていた。

普通撚糸を用いた場合は、緯収縮が小さいため経糸間に本研究では、緯糸にエコストレッチ糸を挿入したときの織物構造の変化から機能性繊維の内包性について検討した。

隙間ができる。このため、径の細い機能性繊維を挿入した場合、空間内でずれ動いてしまう可能性がある。
それに対し、1S1Z 配列の生地では、仕上げ後は経糸間の隙間が収縮によってなくなるため、仕上げ前に機能性繊維を挿入しておけば、仕上げ時の収縮によって織物内に固定することが可能となる。

機能性繊維を矢印方向に挿入する
図７

対称紗織内における空間製織条件（Ⅱ）において緯糸に普通撚糸のみの配列と1S1Z の配列で作った生地で、生機での空間の大きさをNikon SMZ1000 を用いて測定した。図８は同じ角度の普通撚糸のみ

ゴニオメーターから撮影された写真で、空間の大きさをNikon DIGITAL SIGHT DS-2Mv の機能で円を描き、その円周を算出することによって評価した。
図８から円周の半径は、普通撚糸のときは 3.1mm で、1S1Z のときは 3.5mm であった。このことから、普通撚糸を使用したときより、エコストレッチ糸を使用したときの方が、経糸間の空間が大きくなり機能性繊維を挿入しやすくなることが分かる。
1S1Z 配列
図９

仕上げ後の生地の写真

４．結びからみ織りの織物構造を利用することによって通常のストレッチ織物よりも高い伸縮性を有する織物の開発に成功した。JIS 基準に従うと、綿 60/2、綿麻 40/2、シ
普通撚糸のみ円周 3.1mm

ルク 40/2 を用いたときの伸長回復率は低いが、伸長率50％以内であれば残留ひずみ率は 5%以下となり伸長回復率も 90％以上となることが分かった。
また、経糸を普通撚りの糸にして緯糸の撚り方向の配列を変化させたときは、緯糸に S と Z を一本ずつ挿入した生地が最も収縮しニットライクの生地になることが分かった。

文献1） 三浦，大野：愛知県産業技術研究所研究報告，9，
1S1Z 配列
図８

円周 3.5mm

仕上げ前の生地の経糸間における空間の大きさ

88(2010)2） 大野：愛知県産業技術研究所研究報告，9, 84(2010)