同じシャツやズボンでも、乾いた状態で短時間たたんだだけなら元に戻りやすいのに、汗や湿気を含んだまま長く座ったり、荷物の下で押されたりすると、深いしわが残ることがあります。
これは、水分によって繊維内部の分子間結合が動きやすくなり、その状態で長時間力がかかると、繊維や糸が変形した位置で安定しやすくなるためです。しわの残りやすさは、素材だけでなく、含んでいる水分、押される時間、力の大きさ、布構造、乾燥のしかたによって変わります。
しわは「折れ目」ではなく、変形が戻りきらない状態
衣服に力がかかると、繊維や糸は曲がったり、ずれたり、圧縮されたりします。力を取り除いたあとに元の形へ戻れば、しわはほとんど残りません。しかし、変形の一部がそのまま残ると、表面の凹凸や折れ線として見えるようになります。
この回復のしやすさは、繊維そのものの弾性だけでなく、糸の交差、布の曲げやすさ、せん断しやすさなどにも左右されます。同じ素材でも、織り方や編み方が違えば、しわの戻り方も変わります。
綿などのセルロース繊維は、水分で分子間結合が動きやすくなる
綿の主成分であるセルロースでは、分子鎖どうしが水素結合によって結びついています。乾いた状態では、この結合が分子鎖を一定の位置に保つ働きをします。
しかし、水分が入り込むと非結晶領域が膨潤し、水分子がセルロース分子の間へ入り込むことで、もともとの水素結合が弱まりやすくなります。その状態で外力が加わると、分子鎖が相対的にずれやすくなります。
近年の防しわ加工に関するレビューでも、綿は吸湿によって非結晶領域が膨潤し、水素結合が弱まることで分子鎖のずれが起こりやすくなり、変形が残りやすくなることが説明されています。
湿った状態で押されると、変形した位置で新しい結合ができやすい
湿った綿布に力が加わると、分子鎖や繊維、糸は変形します。その後、水分が抜けていく過程で、分子鎖の間に再び水素結合が形成されます。
このとき、布がまだ折れたまま、押されたままの形で乾燥すると、その変形した位置で分子間結合が再形成されやすくなります。結果として、乾いたあともしわが残りやすくなります。
古くから綿布のWash and Wear性を調べる研究では、乾燥状態のしわ回復と、湿潤状態でのしわ回復を分けて評価してきました。これは、布のしわ回復性が乾いているときと濡れているときで同じではないことを示しています。
短時間の圧迫より長時間の圧迫でしわが残りやすい理由
布は、力をかけた瞬間にだけ変形するわけではありません。一定の力が長く続くと、繊維や糸の内部でゆっくりとした変形が進むことがあります。
これは粘弾性的な挙動の一つで、時間が長いほど変形が増えたり、元に戻るまで時間がかかったりします。特に水分を含んで分子運動が起こりやすい状態では、長時間の荷重による影響が大きくなりやすくなります。
たとえば、湿ったズボンで長時間座り続けると、腰やひざの部分は体重や曲げの力を受け続けます。そのため、短時間だけ座った場合より深いしわが残りやすくなります。
「押される力」と「曲げる力」は同時に起こる
衣服のしわは、単純に押しつぶされるだけでできるわけではありません。実際の着用では、圧縮、曲げ、引張り、せん断が同時に起こります。
ひじを曲げると袖は折れながら圧縮され、ズボンのひざでは曲げと引張りが同時に発生します。椅子に座ると、背中や腰の布が身体と椅子の間に挟まれ、長時間圧迫されます。
そのため、衣服上のしわは均一ではなく、力が集中しやすい場所ほど深く残りやすくなります。
汗をかいた衣服でしわが残りやすいことがある理由
汗をかくと、衣服は水蒸気や液体の水分を含みます。特に綿やレーヨンなど吸湿・吸水しやすい繊維では、繊維内部の水分量が増えます。
その状態で長時間座ったり、腕やひざを曲げ続けたりすると、湿潤によって変形しやすくなった布に力がかかり続けます。その結果、乾燥した衣服よりもしわが固定されやすくなる場合があります。
ただし、汗をかけば必ず深いしわになるわけではありません。素材、混紡率、加工、布の厚さ、着用時間などによって結果は変わります。
ポリエステル混紡でしわが残りにくくなることがある
綿とポリエステルの混紡がシャツや制服に使われる理由の一つは、形態安定性を高めやすいことです。ポリエステルは綿より吸湿性が低く、一般に弾性回復しやすい性質を持っています。
そのため、綿100％の布より、適切に設計された綿・ポリエステル混紡布の方が、湿潤や着用時の変形から戻りやすい場合があります。
一方で、混紡しただけで必ず防しわ性が高くなるわけではありません。糸構造、混紡率、布密度、仕上げ加工なども影響します。
防しわ加工は、変形した分子鎖を戻しやすくするために使われる
綿布では、防しわ加工や形態安定加工によって、セルロース分子鎖どうしを架橋し、変形後に元の位置へ戻りやすくする方法が使われてきました。
国内の改質綿布の研究でも、加工された綿布は乾燥状態だけでなく湿潤状態でもしわ回復性が高いことが示されています。近年は、従来の架橋剤だけでなく、より環境負荷の小さい防しわ加工技術も研究されています。
ただし、防しわ加工は風合い、強度、通気性など別の性質に影響する場合があるため、衣服では複数の性能のバランスを取って設計されます。
乾かすときに形を整えると、しわが軽くなることがある
湿った衣服は変形しやすい一方、乾燥するとその形が固定されやすくなります。そのため、洗濯後に布を大きく折れたまま放置するより、しわを伸ばし、縫い目や形を整えてから乾かす方が、深いしわを残しにくくできます。
逆に、濡れた衣服を洗濯機の中に長時間放置したり、重い衣服の下に押し込んだまま乾き始めたりすると、圧迫された状態が残りやすくなります。
実際の手入れでは、衣服の取扱い表示に従い、素材に適した干し方やアイロン条件を確認することが大切です。
同じ衣服でも季節によってしわが違って見えることがある
夏は汗や高湿度によって衣服が水分を含みやすく、座ったり曲げたりする時間が長いと、しわが残りやすい条件がそろうことがあります。
一方、冬の乾燥した室内では衣服の含水量が少なくなるため、湿潤による分子鎖の動きやすさは小さくなります。ただし、厚手の重ね着や長時間の圧迫によるしわは別に起こり得ます。
つまり、季節そのものがしわを決めるのではなく、季節によって変わる湿度、発汗、着用時間、重ね着などの条件が影響します。
しわの評価では、力を除いた直後だけでなく回復時間も重要
布のしわは、力を取り除いた瞬間に最終状態が決まるわけではありません。時間がたつにつれて少しずつ回復することがあります。
衣服のしわ評価では、しわ回復角や外観等級などを使い、一定時間後の回復を測る方法があります。綿スラックスを対象とした国内研究でも、実際の着用で生じるしわを客観的に評価する方法が検討されています。
このため、「しわになりやすい」という性質は、しわができるかどうかだけでなく、どれくらい早く戻るかまで含めて考える必要があります。
まとめ
同じ衣服でも湿った状態で長く押されるとしわが残りやすいのは、水分によって繊維内部の分子間結合が動きやすくなり、その状態で長時間変形すると、変形した位置で分子や糸の配置が安定しやすくなるためです。
特に綿のようなセルロース繊維では、吸湿によって水素結合が弱まり、分子鎖がずれやすくなります。そこへ長時間の圧迫や曲げが加わり、その形のまま乾燥すると、しわが固定されやすくなります。
衣服のしわを考えるときは、素材だけでなく、「どれくらい湿っていたか」「どのくらい長く押されたか」「どの形で乾いたか」まで見ると、同じ服でもしわの残り方が違う理由を理解しやすくなります。
関連記事
参考資料
- 繊維製品消費科学「改質綿布の防しわ性に関する2, 3の実験」
- Journal of Textile Engineering「しわ試験機を用いた綿スラックスのしわ等級評価」
- Advances in Anti-Wrinkle Finishing Agent for Natural Fabrics
- The Shift to Bio-Based Auxiliaries in Textile Wet Processing: Recent Advances and Industrial Potential
コメント