THE FUZZTONES『HURT ON HOLD』

今回は《遊び》という言葉をキーワードにして山梨ハタオリ産地の活動をふりかえり、仕事と遊びの関係について考えてみたいと思います。

タモリさんの名言にこういう言葉があります。

ふつうなら「遊びじゃねぇんだぞ」というはずが、「仕事」に逆転しているのがとても面白いです。

この言葉を知ったときに疑問に思ったのは、タモリさんはこのとき、なぜ「遊び」は真剣にしなければならないと思ったのだろう、ということでした。

そこから考えはじめたのが、こういうことです。

遊びといっても、いろいろある。

サボって休んでいたり、ボーっと何もしないで過ごすのも遊びという。

けれど「真剣にやるべき遊び」というものがあるを考えたとき、それはどのようなものだろうか？

真剣にやるべき遊びのことをカギかっこで「遊び」と書き、こんな風に考えてみました。

 山梨県では、天然素材（ウール等）を特殊な染色技術で加工し、近赤外線照射によりあたたかくなる特許を取得[1]し、ライセンス許諾を受けた県内企業から新商品[2]が実用化されてきています。

 今回紹介するのは、上記特許技術を、繊維加工剤等によく用いられるポリビニルアルコール（PVA）のような親水性樹脂に応用し、新たに取得した特許技術[3]です（R3.11.19登録）。

図1は、紫外光（波長300 nm）～近赤外光の長波長（波長2500 nm）に対する、未加工PVA樹脂シート（青の実線）と新規に登録した特許技術により加熱成形した加工PVA樹脂シート（赤の実線）の光透過率を示しています。

赤の実線が青の実線より低くなっていることは、対応する光を加工PVAが吸収していることを示しています（厳密には、それぞれの反射率も別途測定して吸収率を計算します）。加工PVA樹脂シートは、近赤外線領域である780 nm ～ 1900 nmの光を吸収してあたたかくなります。さらに300 nm ～ 400 nmの紫外線を透過させない性質があることを示しています。 

このように、今回の特許技術は、親水性樹脂へ光熱変換機能を付与するものです。どのようなものに利用できそうか、検討しました。 

樹脂シートを、例えば農業用資材等に応用しようとすると、植物LED工場では、青色（450 nm）や赤色(640 nm)の光を植物に照射するように設計されているので[4]、これらの光は積極的に透過させたいことになります。従って、図1で示した透過率のうち青と赤色の波長の光を吸収・反射しないような色に調整する必要がありそうです。太陽電池の評価規格であるSUN100という強さの光を照射する（図6、太陽電池評価システム、山梨大学）と、未加工シートの表面温度が平均で22.7 ℃に対して、加工シート（図3緑色シート）の表面温度は50.9 ℃と28.2 ℃も高い温度を示しました（図7）。

農業系研究員の方に、これらの成果をみていただいたところ、作物を育てるのに（例えばアスパラガス等）ある一定の期間あたため、ある一定の期間光をあてるものもある[5]ので、常に設置するハウス用ではなく、ハウスの内側で使用するシート等に使えるのではないかとアドバイスをいただきました。そこでPVAの農業資材シートを調べてみると、PVA(ポリビニルアルコール)を使ったハウス用の内張りカーテンが温度調節や湿度管理のしやすさから、今非常に注目されている[6]ことがわかりました。今回の特許技術では、従来の透明PVAや白く濁ったPVAシートよりも、光熱変換作用による温熱効果が期待できることから、ハウス内の内張カーテン等に用いて保温するシートとしての応用が考えられました。

　一般的に親水性樹脂であるPVAは基本的に水溶性を示しますが、化学処理に応じて溶けやすさをコントロール[7]でき、溶解度の性質を変えることで、繊維加工剤のみならず、紙加工（表面コーティング、分散剤、顔料バインダー）、接着剤（紙用、合板用）、ガスバリア剤、懸濁液安定剤、3Dプリンター用サポート剤等、さまざまな用途向けに原料が市販されています[8]。

今回の特許技術は、傘のコーティング剤や農業用シートへの活用をはじめとして、親水性樹脂という限られた対象への加工技術でありますが用途開発を継続して行っています。

[1] 特許　第6792108号 光吸収発熱保温用複合体とその製造方法

[2] VANAWARM^®、ウール100%、9色、フジチギラ（株）

[3] 特許　第6980238号 光吸収発熱保温用複合体

[4] https://www.arianetech-sg.com/jp/blog-headlines/blogcat60/blogart23(2022年2月28日　閲覧)

[5] https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjshs1925/58/2/58_2_369/_pdf/-char/ja(2022年2月28日　閲覧)

[6] https://www.agriz.net/house/004/001.html(2022年2月28日　閲覧)

[7] https://www.jstage.jst.go.jp/article/kakyoshi/37/1/37_KJ00003509027/_pdf/-char/ja(2022年2月28日　閲覧)

[8] https://www.kuraray-poval.com/fileadmin/technical_information/brochures/poval/japanese/kuraray_poval_catalog.pdf(2022年2月28日　閲覧)

繊維技術部 製品開発科　上垣　宮澤　望月

低賃金の海外産地で大量生産されたものに囲まれ、ファストファッションや100円ショップの価格に慣れた私たち。

その目で見ると、山梨だけでなく日本の織物産地で作られる自社ブランド製品の価格は「ちょっとお高め」という印象を受けることがほとんどでしょう。

では、国産が当たり前だった半世紀前は、どうだったのでしょうか？

統計情報をひもといてグラフを作ってみると、驚きの結果が現れました。

　山梨県有特許を活用した＜光であたたかくなる新商品[1]＞が開発されています。従来の機能性製品はポリエステル等の化学繊維でできており、光消灯時に冷めやすい（熱伝導率が高い）という課題がありました。この新商品は、天然素材のウール（熱伝導率が低い）で、従来の機能性化学繊維でできなかった高い保温性（高い光発熱も）を持つことが最大の特徴です。

これまでに、光吸収発熱保温特性を評価してきた中で、本特許技術は機能発現に1000 nm近傍の近赤外線（Near Infrared、NIR）が深く関与していることがわかってきました。そこで、940 nmNIRハンディライトを用いて、どのようにNIRを反射・吸収して機能を発現するかをより詳しく調べることにしました。 繊維の表面温度は、サーモカメラを使用して測定しています（放射率E=0.94）（図1、図2）。

 図2のようにNIR光は可視光の波長範囲（380-780 nm）外であるため、肉眼では見えませんが、図3および図4のように750 nmより長い波長をカットするIRフィルターがついていないスマートフォンのカメラ越しでは、観察することができます（内蔵イメージセンサーが光を電気信号に換えてくれるため）。特許技術使用のウール布は、効率よくNIRを吸収していることがわかります（図4 NIR照射範囲において、左半分からはNIRが反射しているが右半分では観察されていない）。

NIRは、生地表面で吸収・熱エネルギーに変換され、処理ウールは未処理ウールよりも16.1℃高くなっています（図5）。

この現象は、白色（未処理ウール）と緑色（特許技術使用ウール）の色の違い（図2）によるIR反射率の違いも影響しているのではないか？ということも考えられました。そこで、黒色染色したサンプルで同様の追加実験をした結果を示します(図6-9)。

未処理黒色ウールは、NIRを表面で反射し（図7）、かつ透過しており（図8）、特許技術使用黒色ウールがこれらをカットしています（図8）。

このサンプルが、どの程度のNIRフィルター性能があるのか？光強度センサーで測定しました（検出器を布で完全に覆っていないため大雑把な値です）。NIR照射強度約1000 W/m² の環境下で実験します（図9）。

結果（図9）

未処理黒色ウール：約1000 W/m²→約600 W/m² (＝40%カット)

特許技術使用黒色ウール：約1000 W/m²→約300 W/m² (＝70%カット)

よって、特許技術で染色した布の特性として以下のことがわかりました。

①  見た目の色の影響ではなく、繊維表面でNIRを吸収し、反射及び透過を抑制できる

②  繊維表面で940 nmNIRを熱に変換する

これらの特性は、様々な製品に応用できると考えられます。 

NIRは人体に有害に作用する（皮膚へのストレスが懸念）との報告もある[3][4][5]ことから、NIRからの防御用途として利用できるかもしれません。

また、NIRを使った盗撮を防止する用途の衣服素材として利用できる可能性もあると考えられました（調べたら世の中には、＜繊維越しから発せられるNIR等の赤外線をキャッチし透視撮影することを防ぐ＞特殊な繊維の機能性を評価する民間検査試験もありました[6]）。

今後も、様々な製品に活用するため、本技術の特性（光発熱保温・難燃性[7]・NIRフィルター）を追跡していきたいと思います。

[1] VANAWARM^®、ウール100%、9色、フジチギラ（株）

[2] スーパーメリノウールVネックシャツMen’s　sサイズ、mont-bell製、(株)モンベル：スーパーメリノウールの特徴、https://webshop.montbell.jp/goods/disp_fo.php?product_id=1107647（参照2022-02-03）

[3] https://evidenstyle.com/health/ikasu_07/

[4] 大塚製薬(株)、近赤外線（IRA）によるヒト表皮細胞の増殖抑制作用とそのメカニズム解明についての研究成果を光生物学専門誌で発表(2020)、https://www.otsuka.co.jp/company/newsreleases/2020/20200313_1.html（参照2022-02-04）

[5] https://doi.org/10.1111/php.13248

[6] https://www.boken.or.jp/find_tests/functionality/sercurity_safety/1221/

[7] http://shikenjyo.blogspot.com/2021/07/loi.html

繊維技術部 製品開発科　上垣　宮澤　望月

　近赤外線であたたかくなる山梨県有特許技術を活用した新商品[1]が開発されています（写真1、VANAWARM^®ネックウォーマー）。従来の機能性製品はポリエステル等の化学繊維でできており、光消灯時に冷めやすい（熱伝導率が高い）課題がありました。この新商品は、国内初の特許技術（特許第６７９２１０８号）を用いた天然素材のウール（熱伝導率が低い）で、従来の機能性化学繊維でできなかった高い保温性（高い光発熱も）を持つことが最大の特徴です。

今回はこの機能を持った靴下（VANAWARM^®ウール100%、フジチギラ（株））と市販ハロゲンヒーターの組み合わせで、室内でのあたたかさを評価した様子をお伝えします。

　写真２の靴下は色の濃い方がVANAWARM^®ウール糸（カーキ色）で作られた製品です。色の薄い方は従来品で、どちらもウール100%の製品です。足元のヒーターは低出力のハロゲンヒーターですが、今回は効果の差を極端に捉えるために高出力のヒーターとサーモグラフィを使った様子(写真3,4)を紹介します。

ハロゲンヒーターはそれ自体でかなりあたたかくなりますが、従来品と比べて、距離が遠いときで4.2℃（写真3）、近い距離だと11.8℃（写真4）も表面温度が高くなり、写真4の状況では98.7℃にもなっています。実使用環境では、もっとヒーターの出力を下げることができますので省エネにもなるかもしれません。また、汗をかいたり雨で濡れた製品を速く乾かすことができそうです。

   図１はこれらの靴下へ、放射照度の強さを変えてハロゲンランプ光を照射した時の靴下表面温度のグラフです。天気との相関は、屋外で実際に何回か、曇り・晴れ・快晴時に放射照度を測定した目安となっています。近赤外線光があれば、常に従来ウールよりもあたたかくなることがわかります。ポリエステル等の化学繊維での機能性商品は、これまで多く出ています。これらは高い光発熱を示します。今回の新商品（ウール100%）は、これらの化学繊維機能性商品の中でも最も効果の高いクラスと同等の光発熱機能を持っていることがわかりました。

さらに、ウール100%であるため素材自体の熱伝導率が低く、化学繊維にはない高い保温性を持っています。これからより寒いシーズンに入るので、屋外スポーツ観戦やキャンプ等のアウトドア用途の他、屋内においても従来ヒーターとの併用による活用等が見込まれます。

現状、屋内向け照明装置として、車用やインテリア用の市販赤色LED照明等では明らかにあたたかさが実感できるほどの十分な光強度は得られておらず、今回用いたハロゲンヒーターや美容系赤外線ランプ等の強い光強度の製品との併用に限定されていますが、今後も高効率化や、専用の照明装置の検討等を進め、活用分野を広げていく予定です。

[1] VANAWARM^®、ウール100%、9色、フジチギラ（株）

繊維技術部 製品開発科　上垣