特許 6247801 中綿

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6247801

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】中綿

(51)【国際特許分類】

   D04H 1/02 20060101AFI20171204BHJP

   D01F 8/08 20060101ALI20171204BHJP

   D04H 1/43 20120101ALI20171204BHJP

   D04H 1/435 20120101ALI20171204BHJP

   D04H 1/4382 20120101ALI20171204BHJP

   D06M 11/63 20060101ALI20171204BHJP

   D06M 101/28 20060101ALN20171204BHJP

【ＦＩ】

   D04H1/02

   D01F8/08 Z

   D04H1/43

   D04H1/435

   D04H1/4382

   D06M11/63

   D06M101:28

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-551729(P2017-551729)

(86)(22)【出願日】2017年6月30日

(86)【国際出願番号】JP2017024130

【審査請求日】2017年10月2日

(31)【優先権主張番号】特願2016-191465(P2016-191465)

(32)【優先日】2016年9月29日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003160

【氏名又は名称】東洋紡株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004053

【氏名又は名称】日本エクスラン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103816

【弁理士】

【氏名又は名称】風早 信昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120927

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 典子

(72)【発明者】

【氏名】小野 宏

(72)【発明者】

【氏名】中村 成明

(72)【発明者】

【氏名】家野 正雄

【審査官】 斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／００２３６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０４１２７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５５−０３６３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０４Ｈ １／００ − １８／０４

Ｄ０１Ｆ ８／００ − ８／１８

Ｄ０６Ｍ １０／００ − １１／８４

Ｄ０６Ｍ １６／００

Ｄ０６Ｍ １９／００ − ２３／１８

Ａ４７Ｃ ２７／１２

Ａ４７Ｇ ９／０２

Ｂ６８Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリエステル繊維を４０〜９０重量％含有し、かつＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を１０〜６０重量％含有する中綿であって、Ｎａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維が、架橋構造およびＮａ塩型および／またはＫ塩型のカルボキシル基を有する表層部と、アクリロニトリル含有率が異なる二種類のアクリロニトリル系重合体からなるサイドバイサイド型構造の中心部とからなる複合繊維であり、複合繊維の横断面における表層部の占める面積が５％以上２０％未満であることを特徴とする中綿。

【請求項2】

架橋ポリアクリレート系繊維がＮａ塩型であることを特徴とする請求項１に記載の中綿。

【請求項3】

１５℃、５０％ＲＨの条件下で１０分後に発汗を開始して５分後に測定した寝床内温度が３０℃以上であり、かつ寝床内湿度が７０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の中綿。

【請求項4】

比容積が５０〜１００ｃｍ^３／ｇであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中綿。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、低湿度の暖かい空気をもたらす吸湿発熱性と、保温性をもたらす嵩高性を高いレベルで併せ持ち、暖かい環境を早期に実感することができる、寝装品や衣料品などに好適な中綿に関する。

【背景技術】

【0002】

中綿は、一般に肌と接触される布団や座布団や衣料品などの中に封入されて使用される。例えば布団では、快適な温度と湿度の寝床内気候が得られることが重要であり、そのためには持続的な保温性と吸湿発熱性が得られることが好ましい。従来の中綿としては、ポリエステル等の汎用繊維を使用したものや架橋アクリル系吸放湿性繊維を使用したもの（特許文献１参照）などが多数提案されている。

【0003】

しかし、ポリエステル等の汎用繊維を使用した中綿は、嵩高性については十分高く、空気を多く含むことで高い保温性を維持できるが、この取り込んだ空気中の湿気を吸着して快適な空気に変換することができない問題があった。また、従来のＮａ塩型の架橋アクリル系吸放湿性繊維を使用した中綿は、中綿に含んだ空気から湿気を吸着し発熱することで人体にとって快適な空気に変化させることは可能であるが、嵩高性が低いために保温性の効果の持続性に問題があった。

【0004】

かかる問題に対して、出願人は、ポリエステル繊維を含有する中綿においてＭｇ塩型および／またはＣａ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維をさらに含有する中綿を提案した（特許文献２参照）。この中綿は、吸湿発熱性と嵩高性を高いレベルで併せ持ち、寝装品や衣料品などに快適に使用することができる。

【0005】

しかし、Ｍｇ塩型および／またはＣａ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、吸湿発熱性に関して短時間で高い温度に上昇しないため使用者が暖かさをすぐに実感できないという問題があり、中綿の使用材料に関してさらなる改善の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０−３１３９９５号公報

【特許文献2】特許第５２４２８６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、かかる特許文献２を含む従来技術の問題を解消するために創案されたものであり、吸湿発熱性に関して初期の温度の立ち上がりの速さを有し、しかも高いレベルの嵩高性を有する、人体に対して快適な暖かい環境を早期に実感することができる、寝装品や衣料品に好適な中綿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】

【0008】

本発明者は、上記の目的を達成するために特許文献２のＭｇ塩型およびＣａ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維の持つ嵩高性を維持しながら吸湿発熱性による初期の上昇温度をさらに高くするための手段について鋭意検討した結果、架橋ポリアクリレート系繊維としてＮａ塩型またはＫ塩型を採用して吸湿発熱性による初期の上昇温度を高めるとともに、Ｎａ塩型またはＫ塩型の欠点である嵩高性の低さを特定の複合構造を採用して補うことにより、嵩高性を犠牲にせずに吸湿発熱性による初期の高い上昇温度に基づく暖かさを早期に実感できることを見出し、本発明の完成に至った。

【0009】

なお、ＩＳＯ１８７８２：２０１５の測定方法及び条件に準拠して測定したＮａ塩型またはＭｇ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維１００％の中綿の経過時間ごとの温度の推移を示すグラフを図１に示す。図１からわかるように、架橋ポリアクリレート系繊維１００％の中綿では、Ｎａ塩型がＭｇ塩型より吸湿発熱性に基づく初期の立ち上がり温度に関して優れていることがわかる。

【0010】

即ち、本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、以下の（１）〜（４）の構成を有するものである。
（１）ポリエステル繊維を４０〜９０重量％含有し、かつＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を１０〜６０重量％含有する中綿であって、Ｎａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維が、架橋構造およびＮａ塩型および／またはＫ塩型のカルボキシル基を有する表層部と、アクリロニトリル含有率が異なる二種類のアクリロニトリル系重合体からなるサイドバイサイド型構造の中心部とからなる複合繊維であり、複合繊維の横断面における表層部の占める面積が５％以上２０％未満であることを特徴とする中綿。
（２）架橋ポリアクリレート系繊維がＮａ塩型であることを特徴とする（１）に記載の中綿。
（３）１５℃、５０％ＲＨの条件下で１０分後に発汗を開始して５分後に測定した寝床内温度が３０℃以上であり、かつ寝床内湿度が７０％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の中綿。
（４）比容積が５０〜１００ｃｍ^３／ｇであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の中綿。

【発明の効果】

【0011】

本発明の中綿は、従来のポリエステル等の汎用繊維あるいはＭｇ塩型およびＣａ塩型等の架橋ポリアクリレート系繊維を使用した中綿では達成できなかった、吸湿発熱性による初期の高い上昇温度と嵩高性を高レベルで両立するという効果を有する。かかる効果は、ポリエステル繊維が持つ嵩高性だけでなく、Ｎａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維の特定の複合構造が持つ高い嵩高性と早期に高い上昇温度を示す吸湿発熱性からもたらされるものである。本発明の中綿は、その高い嵩高性により取り込んでいる大量の湿った空気を、迅速な吸湿発熱性によりすぐに低湿度の暖かい空気に変化させることが可能であるため、寝装品の中綿、秋冬アウトドア衣料の中綿として使用されると装着者は極めて速い段階で暖かさと保温性を実感することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】ＩＳＯ１８７８２：２０１５の測定方法及び条件に準拠して測定したＮａ塩型またはＭｇ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維１００％の中綿の経過時間ごとの温度の推移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明の中綿を詳細に説明する。

【0014】

本発明の中綿は、ポリエステル繊維と、特定の複合構造のＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維をそれぞれ特定の割合で含有することにより、湿った空気を早期に低湿度の暖かい空気に変換する吸湿発熱性と、持続的な保温性をもたらす嵩高性を高いレベルで両立したことを特徴とする。

【0015】

本発明において使用するポリエステル繊維としては、通常綿用として使用されているポリエステル系ポリマーを使用することができるが、ポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。形態としては、特別な加工をしていないレギュラー品、コンジュ品、中空品、コンジュ中空品などが挙げられるが、吸湿性を有する架橋ポリアクリレート系繊維を含有させた中綿として高い嵩高性を得るためには特別な加工をしていないレギュラー品が好ましい。

【0016】

中綿の高い嵩高性を得るためには、ポリエステル繊維は、単繊維繊度が５〜１８ｄｔｅｘであることが好ましく、さらに好ましくは５〜１４ｄｔｅｘである。また、繊維長は、４０〜１００ｍｍであることが好ましく、さらに好ましくは５０〜８０ｍｍである。ポリエステル繊維の単繊維弾性率は、中綿の高い嵩高性のためには２８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましい。ポリエステル繊維の単繊維弾性率の上限は限定されないが、現実的には１００ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。単繊維弾性率の高いポリエステル繊維は、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを用いることよって得ることができる。

【0017】

本発明の中綿におけるポリエステル繊維の含有率は、４０〜９０重量％、好ましくは４５〜８５重量％、より好ましくは５０〜８０重量％である。ポリエステル繊維が上記範囲より少ないと、高い嵩高性を達成しにくくなり、中綿中に空気を多く含むことができず、高い保温性を維持できないおそれがある。また、ポリエステル繊維が上記範囲より多いと、架橋ポリアクリレート系繊維の含有率が低下するため、架橋ポリアクリレート系繊維の吸湿発熱性の効果を十分に享受できず、低湿度で保温性を維持できないおそれがある。本発明の中綿では、中綿全体の嵩高性に影響を与えない限り、ポリエステル繊維以外の汎用繊維（アクリル、綿などの繊維）も使用することができる。

【0018】

本発明において使用する架橋ポリアクリレート系繊維は、一価金属のＮａ塩型および／またはＫ塩型であることが必要である。Ｎａ塩型、Ｋ塩型をそれぞれ単独使用してもよいし、両方の型を併用してもよい。Ｍｇ塩型またはＣａ塩型の二価金属塩型は、高い吸湿発熱性を持ちながら、嵩高性も適度に高いが、吸湿発熱時の初期の上昇温度が低いため、早期に暖かさや保温性を実感することを希望する場合には問題がある。また、Ｚｎ塩型等の他の二価金属塩型では、そもそも吸湿発熱性に劣り、快適な環境が得られないため、好ましくない。Ｎａ塩型またはＫ塩型の一価の金属塩型は、吸湿発熱時の初期の上昇温度が高いため、早期に暖かさを実感することができる。但し、Ｎａ塩型またはＫ塩型は、通常の繊維形態では、嵩高性が不足し、保温性が持続できないため、本発明では後述するような特殊な複合構造をとる。

【0019】

本発明において使用するＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、架橋構造およびＮａ塩型および／またはＫ塩型のカルボキシル基を有する表層部と、アクリロニトリル含有率が異なる二種類のアクリロニトリル系重合体からなるサイドバイサイド型構造の中心部とからなる複合繊維であり、複合繊維の横断面における表層部の占める面積が５％以上２０％未満であることが必要である。本発明の架橋ポリアクリレート系繊維では、中心部とその周囲の表層部からなる複合構造を有しており、中心部で硬い弾力性のある構造を作ることにより嵩高性の向上に寄与させ、表層部で架橋構造およびＮａ塩型および／またはＫ塩型のカルボキシル基を存在させることにより高い吸湿発熱性の役割を担うようにしていることが特徴である。本発明では、架橋ポリアクリレート系繊維の横断面における表層部の占める面積を２０％未満と極力少なくしているため、高い吸湿発熱性を実現できないように思われるが、後述するような方法で少ない表層部でもカルボキシル基量を増加しているため、高い吸湿発熱性を発現することができる。但し、表層部の占める面積が５％未満では、十分に高い吸湿発熱性を発揮できないため、好ましくない。本発明の架橋ポリアクリレート系繊維は、全カルボキシル基量に関して３．５ｍｍｏｌ／ｇ以上有することができ、最大１０ｍｍｏｌ／ｇ程度まで可能である。また、後述の実施例で規定した吸湿率に関して、２０％以上、さらには３０％以上を達成することができ、最大７０％程度まで可能である。

【0020】

本発明の架橋ポリアクリレート系繊維は、原料繊維としてアクリロニトリル系繊維を使用し、アクリロニトリル系繊維は、アクリロニトリル系重合体から公知の方法で製造されることができる。アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリルが５０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０重量％以上である。架橋構造は、アクリロニトリル系重合体のニトリル基とヒドラジン系化合物等の窒素含有化合物を反応させることによって繊維中に導入されることができる。

【0021】

本発明の架橋ポリアクリレート系繊維は、アクリロニトリル含有率が異なる２種のアクリロニトリル系重合体をサイドバイサイドで接合した複合構造を有する。このようにアクリロニトリル含有率に差を持たせることによって各重合体の領域に架橋構造の導入量の差をもたらすことができ、それにより加水分解処理時に収縮時による捲縮を発現させることができ、結果として嵩高性の向上に寄与することができる。なお、嵩高性を十分に向上させるためには、２種のアクリロニトリル系重合体間のアクリロニトリル含有率の差は１〜５重量％であることが好ましく、２種のアクリロニトリル系重合体の複合比率は３０／７０〜７０／３０（重量比）であることが好ましい。

【0022】

上記のような複合構造の繊維に対して表層部に架橋構造が導入される。架橋構造の導入には、窒素含有化合物等の架橋剤が使用されることが好ましい。窒素含有化合物としては、２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物やヒドラジン系化合物を使用することが好ましい。架橋構造が導入された後は、アルカリ金属化合物による加水分解処理が施され、表層部のニトリル基がカルボキシル基に変換される。このカルボキシル基にはＮａ塩型またはＫ塩型の塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基があり、塩型カルボキシル基を多くすることが好ましい。実際には、アクリロニトリル含有率が異なる二種のアクリロニトリル系重合体をサイドバイサイド構造で接合した繊維に対して架橋構造導入・加水分解を施してカルボキシル基を形成し、カウンターイオンにＮａおよび／またはＫを選択して所望の架橋ポリアクリレート系繊維を得る。但し、本発明では、加水分解処理は、従来より低濃度のアルカリ金属化合物の緩い条件で行い、その後の酸処理を従来より高温での厳しい条件で行なう。このようにすることにより、本発明の架橋ポリアクリレート系繊維は、狭い表層部に従来より多くのカルボキシル基が存在し、中心部にアクリロニトリル系重合体が温存された構造をとることができる。

【0023】

本発明の架橋ポリアクリレート系繊維は、横断面における表層部の占める面積が５％以上２０％未満、好ましくは１０％以上２０％未満である。表層部の面積は、後述の実施例に記載の方法で測定される。本発明の繊維の表層部の占める面積は極めて少なく、カルボキシル基がほとんど存在しない中心部の面積が多くを占めるため、吸湿による繊維のへたりやＮａ塩型やＫ塩型を採用したことによる嵩高性の低下の影響がなく、高い嵩高性を達成することができる。また、Ｎａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、図１に示すようにＭｇ塩型等の二価の金属塩と比べて高い吸湿発熱性（特に初期の上昇温度）の特徴を有しており、本発明では、その特徴をそのまま享受することができる。

【0024】

本発明の中綿におけるＮａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維の含有率は、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜５５重量％、より好ましくは２０〜５０重量％である。含有率が上記範囲未満では、吸湿発熱性が十分に発揮されず、取り込んだ湿った空気を低湿度の暖かい空気に十分に変化させることができない。上記範囲を超えると、高価な架橋ポリアクリレート系繊維を多く使って経済的に不利な割に効果の向上が認められなくなる。Ｎａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、単繊維繊度が５〜２０ｄｔｅｘが好ましく、さらに好ましくは５〜１５ｄｔｅｘである。また、繊維長は、２０〜１００ｍｍであることが好ましく、さらに好ましくは３０〜８０ｍｍである。Ｎａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、上述の特殊な構造を採用しているので、特にその横断面形状において硬い弾力性の中心部の面積を極力増加し、吸湿してへたる表層部の面積を極力減少する構造を採用しているので、嵩高性はかなり高い。従って、Ｎａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維は、従来使用されているＭｇ塩型またはＣａ塩型と同等以上の高い嵩高性を持つことができる。

【0025】

本発明の中綿は、上記のようにポリエステル繊維とともに、上述の特殊な構造のＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を特定量以上含有しているので、２０℃×６５％ＲＨの環境下で５％以内に６．０〜４０％の範囲の吸湿率を容易に達成することができる。特に、本発明の中綿は、人間の肌が接触したときの最初の５分以内に架橋ポリアクリレート系繊維による吸湿発熱効果（高い上昇温度）を実感することができる。

【0026】

また、本発明の中綿は、上記のようにポリエステル繊維とともに、上述の特殊な構造のＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を特定量以上含有しているので、嵩高性の指標として５０〜１００ｃｍ^３／ｇの範囲の比容積を達成することができる。このような高い嵩高性は、特殊な複合構造のＮａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の両者が持つ高い嵩高性によってもたらされる。比容積が５０ｃｍ^３／ｇ未満の場合、十分な空気を取り込んでいないために保温性が不十分となるおそれがある。比容積が１００ｃｍ^３／ｇより大きい場合、少しの力を加えただけで簡単に型崩れを起こしてしまい、保形性が不足するおそれがある。

【0027】

さらに、本発明の中綿は、上記のようにポリエステル繊維とともに、上述の特殊な構造のＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を特定量以上含有しているので、実施例の測定方法に従って１５℃、５０％ＲＨの条件下で１０分後に発汗を開始してから５分後の早期に測定した寝床内温度を３０℃以上（上限は限定されないが現実的には３６℃以下）にし、かつ寝床内湿度を７０％以下（下限は限定されないが現実的には２０％以上）にすることができる。これは、特殊な複合構造のＮａ塩型またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維が持つ高い吸湿性と嵩高性、およびポリエステル繊維が持つ高い嵩高性によってもたらされる。寝床内温度および湿度がこの範囲にある場合、人間の肌が接触したときに低湿度の快適な暖かさを実感することができる。

【0028】

本発明の中綿の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の一般的な中綿の製造法を適用することができる。例えば、原料綿を解繊機で予備解繊・混合した後、カード機にてウェブ状に加工する方法を適用することができる。また、形態安定性を付与する目的でニードルパンチあるいはウォーターパンチ等の繊維を絡める工程、熱融着樹脂を使用した繊維間接着工程を追加してもよい。

【0029】

以上説明してきた本発明の中綿は、早期に実感できる吸湿発熱性と高い嵩高性を併せ持つために従来にない早期の低湿度の暖かさという快適性を有している。このため、本発明の中綿を使用した寝装品（掛け布団、敷き布団、枕など）あるいは秋冬用アウター衣料は、人体から放出される水分を吸着して早期に高い温度で発熱することですぐに暖かくなり、またこの暖かさを高い嵩高性による保温性により持続して実感することが可能である。

【実施例】

【0030】

以下の実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の比率は断りのない限り重量基準で示す。実施例中の特性の評価方法は以下の通りである。

【0031】

（１）吸湿率
試料約２．５ｇを熱風乾燥機で１０５℃、１６時間乾燥して重量を測定する（Ｗ１［ｇ］）。次に該試料を２０℃×６５％ＲＨに調整した恒温恒湿器に５分間入れておく。このようにして吸湿させた試料の重量を測定する（Ｗ２［ｇ］）。これらの測定結果から、吸湿率を次式によって算出した。
吸湿率［％］＝｛（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１｝×１００

【0032】

（２）比容積
試料５０ｇを軽く開繊してから、カード機で開繊し、積層する。試験片を１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさになるように６個切り出し、バットに入れて恒温恒湿機内に２４ｈｒ以上放置する。恒温恒湿機から取出し、質量が１０．０ｇ〜１０．５ｇになるように積み重ね、作られた試験片を正確に秤量する。試験片に１０ｃｍ×１０ｃｍのアクリル板を載せ、おもり５００ｇを３０秒間載せ、次にこのおもりを除き、３０秒間放置する。この操作を３回繰り返し、おもり５００ｇを除いて３０秒間放置した後、四すみの高さを測定して平均値を求め、次式により比容積を算出する。
比容積（ｃｍ^３／ｇ）＝１０×１０×試料の四すみの高さの測定平均値（ｍｍ）／１０／試験片の質量（ｇ）

【0033】

（３）寝床内温度および寝床内湿度
発汗シミュレーション測定装置を用い、水供給量（発汗量）：１００ｇ／ｍ^２・ｈ、熱板温度：３７℃、試料−熱板距離：０．５ｃｍ、環境温湿度：１５℃×５０％ＲＨの条件で試験開始より１０分後に発汗を開始し、それから５分後の熱板と試料の間の空間の温度と湿度の変化を測定した。
なお、発汗シミュレーション装置は、発汗孔を有する基体および産熱体からなる産熱発汗機構、発汗孔に水を供給するための送水機構、産熱体の温度を制御する産熱制御機構、温湿度センサーから構成されている。基体は黄銅製で面積１２０ｃｍ^２であり、発汗孔が６個設けられており、面状ヒーターからなる産熱体により一定温度に制御される。送水機構はチューブポンプを用いており、一定水量を基体の発汗孔に送り出す。基体表面には、厚み０．１ｍｍのポリエステルマルチフィラメント織物からなる模擬皮膚が貼り付けられており、これにより発汗孔から吐出された水が基体表面に広げられ、発汗状態が作り出される。基体の周囲には高さ０．５ｃｍの外枠が設けられており、試料を基体から０．５ｃｍ離れた位置にセットできる。温湿度センサーは基体と試料（中綿を入れた布団）との間の空間に設置され、基体が発汗状態の時の「基体と試料と外枠で囲まれた空間」の温度と湿度を測定する。なお、中綿を入れた布団は、側地としてポリエステル１００％の織物を使用し、キルティングを施して作成した。

【0034】

（４）表層部の占める面積割合
試料繊維を、繊維重量に対して２．５％のカチオン染料（Ｎｉｃｈｉｌｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｇ ２００）および２％の酢酸を含有する染色浴に、浴比１：８０となるように浸漬し、３０分間煮沸処理した後に、水洗、脱水、乾燥する。得られた染色済みの繊維を、繊維軸に垂直に薄くスライスし、繊維断面を光学顕微鏡で観察する。このとき、アクリロニトリル系重合体からなる中心部は黒く染色され、カルボキシル基が多く有する表層部は染料が十分に固定されず緑色になる。繊維断面における、繊維の直径（Ｄ１）、および、緑色から黒色へ変色し始める部分を境界として黒く染色されている中心部の直径（Ｄ２）を測定し、以下の式により表層部面積割合を算出する。なお、１０サンプルの表層部面積割合の平均値をもって、試料繊維の表層部面積割合とする。
表層部面積割合（％）＝［｛（（Ｄ１）／２）^２π−（（Ｄ２）／２）^２π｝／（（Ｄ１）／２）^２π］×１００

【0035】

［実施例１］
アクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル１０重量％のアクリロニトリル系重合体Ａｐ（３０℃ジメチルホルムアミド中での極限粘度［η］＝１．５）、アクリロニトリル８８重量％、酢酸ビニル１２重量％のアクリロニトリル系重合体Ｂｐ（［η］＝１．５）をそれぞれ４８重量％のロダンソーダ水溶液で溶解して、紡糸原液を調製した。特公昭３９−２４３０１号による複合紡糸装置にＡｐ／Ｂｐの複合比率（重量比）が５０／５０となるようにそれぞれの紡糸原液を導き、常法に従って紡糸、水洗、延伸、捲縮、熱処理をして、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘの重合体ＡｐとＢｐを複合させたサイド・バイ・サイド型原料繊維を得た。

【0036】

該原料繊維に、水加ヒドラジン０．５重量％および水酸化ナトリウム１．４重量％を含有する水溶液中で、１００℃×２時間、架橋導入処理および加水分解処理を同時に行い、８重量％硝酸水溶液で、１２０℃×３時間処理し、水洗した。得られた繊維を水に浸漬し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９に調整し、水洗、乾燥することにより、Ｎａ塩型カルボキシル基を有するＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積１３％）を得た。得られた架橋ポリアクリレート系繊維の詳細を表１に示す。

【0037】

上記のようにして得られたＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（単繊維繊度５．０ｄｔｅｘ、繊維長４８ｍｍ）とポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維、単繊維繊度７．８ｄｔｅｘ、繊維長６４ｍｍ、単繊維弾性率３２ｃＮ／ｄｔｅｘ、東レ株式会社の製品番２０１−７．８Ｔｘ６４）を予備解繊機で３０／７０の重量比率となるよう解繊・混合してからカード機にて中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0038】

［実施例２］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の重量比率を１２／８８に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0039】

［実施例３］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の重量比率を２０／８０に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0040】

［実施例４］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の重量比率を４０／６０に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0041】

［実施例５］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の重量比率を５０／５０に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0042】

［実施例６］
実施例１においてｐＨ９に調整するために添加される水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カリウムを使用した以外は同じ方法でＫ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積１３％）を得た。Ｎａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維の代わりにこのＫ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（単繊維繊度５．０ｄｔｅｘ、繊維長４８ｍｍ）を使用して実施例１と同様にして中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0043】

［実施例７］
実施例１において架橋導入・加水分解処理に用いる水酸化ナトリウムの濃度を１．４重量％から１．６重量％に変更した以外は同じ方法でＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積１８％）を得た後、中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0044】

［実施例８］
実施例１において架橋導入・加水分解処理に用いる水酸化ナトリウムの濃度を１．４重量％から１．２重量％に変更した以外は同じ方法でＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積８％）を得た後、中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0045】

［実施例９］
実施例１においてアクリロニトリル系重合体Ａｐの組成をアクリロニトリル９２重量％、アクリル酸メチルエステル８重量％に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0046】

［実施例１０］
実施例１においてＡｐ／Ｂｐの複合比率（重量比）を５０／５０から４０／６０に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0047】

［実施例１１］
実施例４においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維を４０／６０の重量比率で使用する代わりに実施例４と同じＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維と実施例４と同じポリエステル繊維とアクリル繊維（単繊維繊度４．８ｄｔｅｘ、繊維長５０ｍｍ、単繊維弾性率１０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を３０／６０／１０の重量比率で使用した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成及び評価結果を表１に示す。

【0048】

［実施例１２］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維を３０／７０の重量比率で使用する代わりに実施例１と同じＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維と実施例６と同じＫ塩型架橋ポリアクリレート繊維と実施例１と同じポリエステル繊維を１５／１５／７０の重量比率で使用した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成及び評価結果を表１に示す。

【0049】

［比較例１］
実施例１においてＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維とポリエステル繊維の重量比率を５／９５に変更した以外は同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成及び評価結果を表１に示す。

【0050】

［比較例２］
実施例１において架橋導入・加水分解処理に用いる水酸化ナトリウムの濃度を１．４重量％から１．８重量％に変更した以外は同じ方法でＮａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積２５％）及び中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0051】

［比較例３］
アクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル１０重量％のアクリロニトリル系重合体Ａｐ（３０℃ジメチルホルムアミド中での極限粘度［η］＝１．５）、アクリロニトリル８８重量％、酢酸ビニル１２重量％のアクリロニトリル系重合体Ｂｐ（［η］＝１．５）をそれぞれ４８重量％のロダンソーダ水溶液で溶解して、紡糸原液を調製した。特公昭３９−２４３０１号による複合紡糸装置にＡｐ／Ｂｐの複合比率が５０／５０となるようにそれぞれの紡糸原液を導き、常法に従って紡糸、水洗、延伸、捲縮、熱処理をして、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘの重合体ＡｐとＢｐを複合させたサイド・バイ・サイド型原料繊維を得た。

【0052】

該原料繊維に、水加ヒドラジン０．５重量％および水酸化ナトリウム１．４重量％を含有する水溶液中で、１００℃×２時間、架橋導入処理および加水分解処理を同時に行い、８重量％硝酸水溶液で、１２０℃×３時間処理し、水洗した。得られた繊維を水に浸漬し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９に調整した後、繊維に含まれるカルボキシル基量の２倍に相当する硝酸マグネシウムを溶解させた水溶液に５０℃×１時間浸漬することによりイオン交換処理を実施し、水洗、乾燥することによりＭｇ塩型カルボキシル基を有するＭｇ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積１３％）を得た。Ｎａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維の代わりにこのＭｇ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（単繊維繊度５．０ｄｔｅｘ、繊維長４８ｍｍ）を使用して実施例１と同様にして中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0053】

［比較例４］
実施例１において得られたサイド・バイ・サイド型原料繊維に、水加ヒドラジン０．５重量％および水酸化ナトリウム２．０重量％を含有する水溶液中で、１００℃×１時間、架橋導入処理及び加水分解処理を同時に行い、さらに１００℃×１時間、８重量％硝酸水溶液で処理し、水洗した。得られた繊維を水に浸漬し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９に調整した後、繊維に含まれるカルボキシル基量の２倍に相当する硝酸マグネシウムを溶解させた水溶液に５０℃×１時間浸漬することによりイオン交換処理を実施し、水洗、乾燥することにより、Ｍｇ塩型カルボキシル基を有するＭｇ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（表層部面積３５％）を得た。Ｎａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維の代わりにこのＭｇ塩型架橋ポリアクリレート系繊維（単繊維繊度５．０ｄｔｅｘ、繊維長４８ｍｍ）を使用して実施例１と同様にして中綿を作成した。この中綿の構成および評価結果を表１に示す。

【0054】

［比較例５］
実施例１と同じポリエステル繊維を１００重量％使用した以外は実施例１と同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成及び評価結果を表１に示す。

【0055】

［比較例６］
実施例１１と同じアクリル繊維を１００重量％使用した以外は実施例１と同じ方法で中綿を作成した。この中綿の構成及び評価結果を表１に示す。

【0056】

【表1】

【0057】

表１からわかるように、実施例１〜１２の中綿は、初期の高い吸湿性と高い嵩高性（比容積）を両立しているので、早期に高い寝床内温度と低い寝床内湿度を実感することができ、極めて快適に使用可能である。これに対して、Ｎａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維が少ない比較例１は吸湿性に劣り、Ｎａ塩型架橋ポリアクリレート系繊維の表層部面積が多い比較例２は嵩高性に劣り、Ｍｇ塩型架橋ポリアクリレート系繊維を使用する比較例３，４は吸湿性に劣る問題があった。また、ポリエステル繊維のみを使用する比較例５は吸湿性に劣り、アクリル繊維のみを使用する比較例６は吸湿性及び嵩高性に問題があった。吸湿性及び嵩高性のいずれかに問題がある比較例は、いずれも寝床内温度、湿度において良好な環境を作ることができず、人間にとって快適とは言えないものであった。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明の中綿は、早期に実感できる高い吸湿発熱性と保温性をもたらす高い嵩高性を併せ持つので、人肌に触れる寝装品や衣料品等で快適に使用することができる。

【要約】

吸湿発熱性に関して初期の温度の立ち上がりの速さを有し、しかも高いレベルの嵩高性を有する、人体に対して快適な暖かい環境を早期に実感することができる、寝装品や衣料品に好適な中綿を提供する。ポリエステル繊維を４０〜９０重量％含有し、かつＮａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維を１０〜６０重量％含有する中綿であって、Ｎａ塩型および／またはＫ塩型の架橋ポリアクリレート系繊維が、架橋構造およびＮａ塩型および／またはＫ塩型のカルボキシル基を有する表層部と、アクリロニトリル含有率が異なる二種類のアクリロニトリル系重合体からなるサイドバイサイド型構造の中心部とからなる複合繊維であり、複合繊維の横断面における表層部の占める面積が５％以上２０％未満であることを特徴とする中綿。

【図1】