特開 2025-5969 中綿、中綿を含む寝装品及び中綿の生産方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005969

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】中綿、中綿を含む寝装品及び中綿の生産方法

(51)【国際特許分類】

   A47G 9/02 20060101AFI20250109BHJP

   B32B 5/26 20060101ALI20250109BHJP

   D04H 1/02 20060101ALI20250109BHJP

   B68G 7/02 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

A47G9/02 E

B32B5/26

D04H1/02

B68G7/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106448

(22)【出願日】2023-06-28

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】523170552

【氏名又は名称】青島上雅家居用品股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100103207

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】王岩鵬

【テーマコード（参考）】

3B102

4F100

4L047

【Ｆターム（参考）】

3B102BA07

3B102BA11

3B102BA12

3B102BA13

4F100AR00D

4F100BA03

4F100BA05

4F100BA06

4F100BA10B

4F100BA10C

4F100DG03A

4F100DG03E

4F100DG06A

4F100DG06E

4F100DG11B

4F100DG11C

4F100EH17

4F100EJ30

4F100EJ37

4F100JJ01A

4F100JJ01E

4F100JJ02D

4F100JM10A

4F100JM10E

4F100YY00A

4F100YY00E

4L047AA28

4L047AA29

4L047AB02

4L047AB07

4L047AB08

4L047CB06

4L047CC07

(57)【要約】

【課題】高い保温性を有するとともに、その構造を単純化することができる掛け布団や毛布等の寝装品等に使用する中綿、中綿を含む寝装品及び中綿の生産方法を提供する。
【解決手段】寝装品の一種としての掛け布団１０は、図１（ａ）に示すように、エアロゲルを練り込んだ中綿層１、中綿層１の表面と裏面にそれぞれ設ける表地２と、裏地３とを備えている。寝装品の一種としての毛布１１は、図１（ｂ）に示すように、エアロゲルを練り込んだ２枚の中綿層１と、その表側と裏側にそれぞれ設ける、マイクロファイバーの表地２と、マイクロファイバーの裏地３とを備え、２枚の中綿層１の間に断熱層、例えば、アルミニウム層４を設けている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゲルが練り込まれた短繊維を含み、
前記短繊維の全重量に対する前記エアロゲルの重量比率が０．１％～１０％であり、
前記エアロゲルの熱伝導率が、０．０１～０．０３Ｗ/（ｍ・ｋ）、前記短繊維の熱伝導率が、０.１～０.１４Ｗ/（ｍ・ｋ）であることを特徴とする、中綿。

【請求項2】

前記中綿を構成する繊維が、前記エアロゲルが練り込まれた短繊維のみ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】

前記短繊維と異なる第２の繊維を含み、中綿の全重量に対する前記第２の繊維の重量比率が、０～９５％（ただし、０％を除く。）であることを特徴とする、請求項１に記載の中綿。

【請求項4】

前記短繊維の繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘ、長さは２０ｍｍ～１００ｍｍであり、前記第２の繊維は短繊維であり、その繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘ、長さは２０ｍｍ～２５０ｍｍであることを特徴とする、請求項３に記載の中綿。

【請求項5】

表地と裏地と、
前記表地と裏地との間に設けられ、請求項１～４に記載の中綿で構成される中綿層と、を有することを特徴とする、
寝装品。

【請求項6】

さらに断熱層を有し、
２枚の前記中綿層が前記断熱層を表側及び裏側から挟持し、
前記２枚の中綿層を前記表地及び裏地で挟持してなる、請求項５に記載の寝装品。

【請求項7】

合成繊維原料にエアロゲルを練り込み、合成繊維原料を重合させてエアロゲルを含むチップとし、これを溶融紡糸とする溶融紡糸生産工程と、
該溶融紡糸を延伸させ、切断し、短繊維を生産する短繊維生産工程と、
該短繊維を中綿に形成する中綿形成工程と、
を設けたことを特徴とする、
中綿の生産方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掛け布団、毛布等の寝装品等に使用する中綿、中綿を含む寝装品及び中綿の生産方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１～３に示す掛け布団は、表地と裏地と、表地と裏地との間に配設した中綿や羽毛等で構成されている。掛け布団の保温性を高めるために、中綿を構成する繊維間や羽毛間で形成される空気層を多く確保する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３２３６３１８号公報

【特許文献2】特許第６５８４０４６号公報

【特許文献3】特許第６６４１０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

中綿にエアロゲルを使用すると、保温性が向上することが考えられるが、エアロゲル中綿層は、製造工程が複雑化して、生産コストを下げることが非常に困難である。また、エアロゲルは耐久性が低い、エアロゲル繊維が中わたの中の空気をキャッチすることが難しく、高い保温・断熱効果が得られないおそれがある等の課題がある。

【0005】

そこで、本発明は、高い保温性を有するとともに、その構造を単純化することができる掛け布団や毛布等の寝装品等に使用する中綿、中綿を含む寝装品及び中綿の生産方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の課題を解決するために、本発明は、エアロゲルが練り込まれた短繊維を含み、前記短繊維の全重量に対する前記エアロゲルの重量比率が０．１％～１０％であり、前記エアロゲルの熱伝導率が、０．０１～０．０３Ｗ/（ｍ・ｋ）、前記短繊維の熱伝導率が、０.１～０.１４Ｗ/（ｍ・ｋ）であることを特徴とする、中綿である。これにより、高い保温性を有するとともに、その構造を単純化することができる。本発明の中綿は、掛け布団や毛布等の寝装品に使用することにより、高い保温性を有する寝装品を提供することができるが、本発明の中綿の使用は寝装品に限定されない。例えば、ラグ・クッションなどのインテリア用品にも本発明の中綿を使用可能である。

【0007】

前記中綿を構成する繊維が、前記エアロゲルが練り込まれた短繊維のみであってもよい。

【0008】

前記短繊維と異なる第２の繊維を含み、中綿の全重量に対する前記第２の繊維の重量比率が、０～９５％（ただし、０％を除く。）であることが好ましい。これにより、中綿層の生産に支障を生じない。

【0009】

前記短繊維の繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘ、長さは２０ｍｍ～１００ｍｍであり、前記第２の繊維は短繊維であり、その繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘ、長さは２０ｍｍ～２５０ｍｍであることが好ましい。これにより、中綿層の生産に支障を生じない。

【0010】

本発明は、また、表地と裏地と、前記表地と裏地との間に設けられ、上記の中綿で構成される中綿層と、を有することを特徴とする、寝装品である。これにより、軽くて、薄くて、保温性が高く、熱が逃げにくい寝装品を提供できる。

【0011】

さらに断熱層を有し、２枚の前記中綿層が前記断熱層を表側及び裏側から挟持し、前記２枚の中綿層を前記表地及び裏地で挟持してなる寝装品であることが好ましい。これにより、軽くて、薄くて、さらに保温性が高く、熱が逃げにくい毛布を提供できる。

【0012】

本発明は、また、合成繊維原料にエアロゲルを練り込み、合成繊維原料を重合させてエアロゲルを含むチップとし、これを溶融紡糸とする溶融紡糸生産工程と、該溶融紡糸を延伸させ、切断し、短繊維を生産する短繊維生産工程と、該短繊維を中綿に形成する中綿形成工程と、を設けたことを特徴とする、中綿の生産方法である。これにより、高い保温性を有するとともに、その構造を単純化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明実施形態に係る寝装品の断面図。

【図2】本発明実施形態のエアロゲル練り込みポリエステル短繊維の生産工程を示すフローチャート。

【図3】本発明実施形態の中綿シートの生産工程１の説明図。

【図4】本発明実施形態の中綿シートの生産工程２の説明図。

【図5】本発明実施形態の中綿シートの生産工程３の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0015】

本実施形態１の寝装品の一種としての掛け布団１０は、図１（ａ）に示すように、エアロゲルを練り込んだ中綿層１、中綿層１の表面と裏面にそれぞれ設ける表地２と、裏地３とを備えている。中綿層１は、その全体の厚さを２～１００ｍｍとしている。表地２と、裏地３の厚さは２～３０ｍｍである。

【0016】

表地２と裏地３は、綿、ポリエステル、レーヨン又はリヨセル等の任意の材料で構成されている。また、表地２と裏地３として、起毛した生地を用いることが好ましい。

【0017】

本実施形態１の寝装品の一種としての毛布１１は、図１（ｂ）に示すように、エアロゲルを練り込んだ２枚の中綿層１と、その表側と裏側にそれぞれ設ける、マイクロファイバーの表地２と、マイクロファイバーの裏地３とを備え、２枚の中綿層１の間に断熱層、例えば、アルミニウム層４を設けている。中綿層１の厚さは、２～１００ｍｍ、表地２、裏地３の厚さは２～３０ｍｍ、断熱層の厚さは、１～１０ｍｍである。本実施形態の中綿層１には吸湿発熱性があるが、これと、吸湿発熱綿（例えばアクリレートとレーヨン、リヨセル、コットンの１種類または２種類以上混用）や蓄熱保温綿（例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリルの１種類または２種類以上混用）とを組み合わせて、より保温性をあげることができる。

【0018】

中綿層１は、化学繊維綿をシート状に形成した中綿で構成されている。化学繊維綿は、化学繊維から生産される綿（わた）であり、化学繊維綿の化学繊維としては、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、無機質繊維などが挙げられ、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの合成繊維を用いることが好ましく、複数の素材の繊維を複合したものであってもよい。また、中綿層１を構成する中綿には、化学繊維の他に天然繊維が含まれていてもよい。

【0019】

また、中綿層１を構成する中綿は、エアロゲル練り込み短繊維を含んでいる。エアロゲル練り込み短繊維は、エアロゲルを短繊維の合成繊維原料に練り込み、重合反応を生じさせて、チップとし、これを溶融紡糸として、これから短繊維を製造する。

【0020】

エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが挙げられるが、本実施形態では、シリカエアロゲルを用いる。エアロゲルは、その熱伝導率が極めて低く、高い断熱特性を有するものである。

【0021】

本実施形態において、表地２及び裏地３は、綿、ウール、麻等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル系繊維等の合成繊維、天然あるいは合成の皮革等、任意の素材の生地を使用できる。表地２と裏地３を同じ素材としても、異なる素材としてもよく、生産するものによって適宜素材を選ぶことができる。

【0022】

毛布１１は、通気性を有するとともに、アルミニウム層４を設けているため、エアロゲルを練り込んだ中綿層１の熱を反射し、かつ、エアロゲルの高い断熱特性により、熱を表地２と裏地３内に閉じ込めることができるため、高い保温性を確保できる。

【0023】

本実施形態では、ポリエステルにシリカエアロゲルを練り込んだ短繊維を含む中綿で構成した中綿層１を用いた。

【0024】

羽毛のように、保温性の高い合成繊維の寝装品を提供するため、熱伝導率の低いエアロゲルをポリエステル短繊維に練り込むことにより、寝装品の保温性を高めることができる。ポリエステル短繊維の熱伝導率が低いほど、保温性や断熱性が高い。

【0025】

図１（ａ）に示す掛け布団１０のように中綿層１を表地２と裏地３の間に１層設ける場合の他、複数の層を設ける場合もある。例えば、表地２と裏地３の間に３層以上ある例が挙げられる。

【0026】

本発明実施形態の態様に応じて、図１（ａ）に示す１層から、複数層（例えば５層）まで、適宜、変更できる。例えば、１層の場合はエアロゲルを練り込んだポリエステル繊維中綿層、２層の場合は、エアロゲルを練り込んだポリエステル繊維中綿層と吸湿発熱中綿層、３層の場合は、エアロゲルを練り込んだポリエステル繊維中綿層と吸湿発熱中綿層と防ダニ中綿層、４層の場合、エアロゲルを練り込んだポリエステル繊維中綿層と吸湿発熱中綿層と防ダニ中綿層と蓄熱中綿層、５層の場合は、エアロゲルを練り込んだポリエステル繊維中綿層と吸湿発熱中綿層と防ダニ中綿層と蓄熱中綿層とアルミニウム製不織布などが挙げられる。他にも抗菌防臭・消臭機能綿の使用などが挙げられる。ここで、吸湿発熱綿層としては、アクリレートとレーヨン、リヨセル、コットンの１種類または２種類以上を混用した綿層、蓄熱保温綿層としては、ポリエステルとポリプロピレン、アクリルの１種類または２種類以上を混用した綿層、防ダニ中綿層としては、防ダニ加工したポリエステルの綿層が例示される。

【0027】

エアロゲルはエアロゲルを練り込んだポリエステル短繊維の全体重量に対して、重量比率で０．１％～１０％を練り込んでいる。エアロゲルを練り込んだポリエステル短繊維は、中綿層１において、全体の重量割合の５％～１００％を用いている。

【0028】

エアロゲルを練り込んだポリエステル短繊維は、溶融紡糸から短繊維（ステープルともいう。）にする。繊維径は０．５Ｄｔｅｘから５０Ｄｔｅｘであり、長さは２０ｍｍから１００ｍｍである。この短繊維をカーディング工程等を経て、中綿層１に形成する。

【0029】

中綿層１に含まれる、エアロゲルを練り込んだポリエステル短繊維以外の短繊維については、繊維径は０．５Ｄｔｅｘから５０Ｄｔｅｘであり、長さは２０ｍｍから２５０ｍｍである。上限と下限を超えた場合、中綿層１の形成が難しくなる。

【0030】

エアロゲルの熱伝導率は０．０１～０．０３Ｗ/（ｍ・ｋ）であることが好ましい。エアロゲルを練り込んだポリエステル短繊維の熱伝導率は０.１～０.１４Ｗ／（ｍ・ｋ）であることが好ましい。中綿層１の目付が４０～７００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

【0031】

合繊掛け布団、羽毛掛け布団、本発明実施形態のエアロゲルを０．１８％練り込んだポリエステル短繊維５０％の中綿層１を有する掛け布団を比較した結果を表１に示す。

【0032】

【表1】

【0033】

エアロゲル繊維５０％の本発明実施形態は、従来品であり、エアロゲルを含まない、合繊掛け布団と、羽毛掛け布団に対して、保温率と、ｃｌｏ値が高くなっていることが確認できた。ここで、充填（詰め物）の目付は４００ｇ／ｍ^２である。「ｃｌｏ値」とは、ASTM D 1518-85で、熱伝導率とともに測定することが可能な値である。１ｃｌｏとは、気温２１℃、相対湿度５０％、気流０．１ｍ／ｓの室内で、椅座安静の人間が平均皮膚温を約３３℃に維持できるような着衣の保温力のことである。中綿層１のｃｌｏ値が６.０～１０.０であることが好ましい。「保温率」とは、保温性試験（JIS L 1096・ASTM D 1518）による、熱の逃しにくさを示す割合であり、衣服の断熱性を高め伝熱量を小さくするこの性能を、保温性と呼ぶ。代表的な試験方法に、ASTM D 1518-1985とJIS L 1096がある。中綿層１の保温率が８９％～９２％であることが好ましい。

【0034】

本発明実施形態の掛け布団の生産方法のうち、エアロゲルを特定割合で練り込んだポリエステル短繊維の生産工程について、図２を参照して説明する。

【0035】

石油から、パラキシレンとエチレンを得る。パラキシレンを酸化し、テレフタル酸を生産し、エチレンからエチレングリコールを生産し、テレフタル酸とエチレングリコールを重合し、重合工程の際に、エアロゲル原料（二酸化ケイ素からなる粒子状のエアロゲル原料、粒子直径は５０ｎｍ以下）を、０．１重量％～１０重量％練り込みし、エアロゲルを練り込んだポリエステルチップを得る。ポリエステル原料を重合するとき、液体ではなく、粘度の高い流体であり、粘度は0.6-0.7dl/gであることから、エアロゲルを投入し、エアロゲルとポリエステル原料を撹拌混合することを、練り込みと表現する。このポリエステルチップから溶融紡糸を得て、これを延伸させ、捲縮させ、得られた糸を切断することにより、ポリエステル短繊維（ポリエステルステープルともいう。）を得る。または、溶融紡糸を巻取り、延伸させて、ポリエステルフィラメントとし、それから、ポリエステル短繊維（ポリエステルステープルともいう。）を得る。エアロゲル練り込みポリエステル短繊維を利用して中綿層１を生産する。

【0036】

このエアロゲル練り込みポリエステル短繊維の繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘであり、長さは２０ｍｍ～１００ｍｍである。上限と下限を超えた場合、中綿層１の形成が難しくなる。

【0037】

中綿層１の形成のために、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維以外の短繊維を混綿可能であるが、その繊維径は０．５Ｄｔｅｘ～５０Ｄｔｅｘであり、長さは２０ｍｍ～２５０ｍｍである。上限と下限を超えた場合、中綿層１の形成が難しくなる。

【0038】

以下、中綿層１を構成するシート状の中綿である中綿シートの生産工程について、図３～図５を参照して説明する。

【0039】

中綿シートは、エアロゲルを０．１重量％～１０重量％で練り込んだエアロゲル練りこみポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）のみから形成してもよく、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維以外の短繊維を混綿して形成してもよい。エアロゲル練り込みポリエステル短繊維は、中綿シートの全体重量の５重量％～１００重量％を用いる。

【0040】

中綿シートの生産工程の第１の実施例である生産工程１について図３を参照し説明すると、原料工程、混綿・開繊工程、カーディング工程、結合工程、加熱工程、検査工程、巻取り工程の各工程からなる。加熱工程の加熱温度は１１０℃～２２０℃である。生産工程１における繊維の混合率は、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）５～９５重量％、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維よりも融点の低い低融点ポリエステル短繊維（融点１００～１２０℃）５～６０重量％、その他の短繊維（化学繊維や天然繊維等）５～９０重量％が望ましい。例えば、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維９２重量％と、低融点ポリエステル短繊維８重量％を混綿する場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％と、低融点ポリエステル短繊維１５重量％、ポリエステル短繊維３５重量％（融点２５５～２６５℃）を混綿する場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％と、低融点ポリエステル短繊維１５重量％、レーヨン短繊維３５重量％を混綿する場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維３０重量％と、低融点ポリエステル短繊維１５重量％、ポリエステル短繊維４５重量％、アクリレート短繊維１０重量％を混綿する場合等、種々なる態様で実施可能である。

【0041】

中綿シートの生産工程の第２の実施例である生産工程２について図４を参照し説明すると、原料工程、混綿・開繊工程、カーディング工程、ニードルパンチ工程、検査工程、巻取り工程の各工程からなる。生産工程２では、生産工程１が加熱工程で低融点のポリエステル繊維の溶融を行うのに代えて、ニードルパンチ加工を行うので、低融点のポリエステル繊維を混用する必要がない。共通する工程については、生産工程１の説明を援用する。生産工程２における繊維の混合率は、繊維が１種類の場合、原料は、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維が１００重量％であるが、繊維が２種類以上の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）５重量％～９５重量％、その他の短繊維（化学繊維や天然繊維等）５～９５重量％が望ましい。例えば、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維が１００重量％の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％、ポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）５０重量％の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％と、ポリエステル短繊維１５重量％、レーヨン短繊維３５重量％を混綿する場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維３０重量％と、ポリエステル短繊維６０重量％、アクリレート短繊維１０重量％を混綿する場合等、種々なる態様で実施可能である。

【0042】

中綿シートの生産工程の第３の実施例である生産工程３について図５を参照し説明すると、原料工程、混綿・開繊工程、カーディング工程、結合工程の各工程からなる。生産工程３においては、結合工程で中綿シートの生産工程が終了になり、その後は掛け布団の中に中綿シートを詰める工程になる。生産工程３においても、低融点のポリエステル繊維の溶融を行う加熱工程がないので、低融点のポリエステル繊維を混用する必要がない。共通する工程については、生産工程１の説明を援用する。生産工程３における繊維の混合率は、繊維が１種類の場合、原料は、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維が１００重量％であるが、繊維が２種類以上の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）５重量％～９５重量％、その他の短繊維（化学繊維や天然繊維等）５～９５重量％が望ましい。例えば、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維が１００重量％の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％、ポリエステル短繊維（融点２５５～２６５℃）５０重量％の場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維５０重量％と、ポリエステル短繊維１５重量％、レーヨン短繊維３５重量％を混綿する場合、エアロゲル練り込みポリエステル短繊維３０重量％と、ポリエステル短繊維６０重量％、アクリレート短繊維１０重量％を混綿する場合等、種々なる態様で実施可能である。

【0043】

本発明によれば、下記の効果が発揮される。エアロゲルを短繊維に練り込んであるので、中綿層１の製造工程を簡素化し、生産コストを下げることができる。特許文献１のエアロゲルシートより生産コストが安くなる。エアロゲルを短繊維に練り込んであるので、エアロゲルの耐久性が高くなる。複雑に絡み合うエアロゲル繊維が中わたの中の空気をキャッチすることで、デッドエア（動かない空気）が生まれ、高い保温・断熱効果が得られる。

【0044】

本発明の中綿の構造や、生産方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることができる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

エアロゲルを短繊維に練り込んであるので、高い保温性を有する寝装品を提供することができ、用途や活用範囲を拡大できることから、産業上の利用可能性は大である。

【符号の説明】

【0046】

１ 中綿層
２ 表地
３ 裏地
４ アルミニウム層
１０ 掛け布団
１１ 毛布

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】