JP4267409B2

JP4267409B2 - 中綿素材の製造方法

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Publication number: JP4267409B2
Application number: JP2003312729A
Authority: JP
Inventors: 耕二吉田
Original assignee: UNITIKA TEXTILES CO., LTD.
Current assignee: UNITIKA TEXTILES CO., LTD.
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2023-09-04
Also published as: JP2005082901A

Description

本発明は、布団、枕、クッション等の中綿として用いることのできるマイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法に関するものである。

近年、地球温暖化や大気汚染等の環境問題がクローズアップされてきている。このような中、都会の大気やオフィスの環境としては、マイナスイオンの数が汚染物質により減少し、反対にプラスイオンの数が多くなっているといわれている。プラスイオンは人体に対してストレスを与え精神状態を不安定にし、マイナスイオンは人体に対しリラックス効果を与えるといわれている。マイナスイオンを発生する繊維素材は数多く提案されており、例えばマイナスイオン発生物質として放射性稀有元素を使用しているものが多い。

昼間のストレスを睡眠中により有効に解消するために、寝具に用いる繊維製品にマイナスイオンを発生する繊維素材を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。

この提案には、マイナスイオン発生物質として非放射性天然物質が用いられ、後加工によって該マイナスイオン発生物質が繊維へ付与されている。付与方法は、繊維製品をマイナスイオン発生物質の粉末とバインダー用樹脂とを混合した加工液へ浸漬した後、マングルロールで絞り、キュア工程を経て固着させる方法や、ナイフコータ又はグラビアロール、捺染等で塗付し、熱処理して固着する方法である。これらの方法は布団等に用いる中綿素材の製造方法としては、嵩高性を維持できないため不適切である。
特開２００２−３３９２５２号公報

本発明は、上記の現状に鑑みて行われたものであり、布団、枕、クッション等の中綿として用いられる中綿素材に対して、嵩高性を損なうことなくマイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を達成するものであり、撹拌しながら乾燥することができる装置中へ中綿素材を投入した後、撹拌しつつマイナスイオン発生物質とバインダー用樹脂と水溶性ポリマーとを含む混合処理液を投入し、該装置中で撹拌しながら乾燥、熱処理後、温水中で攪拌処理することを特徴とするマイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法、及び前記中綿素材が羽毛であることを特徴とする上記マイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法を要旨とするものである。

本発明の製造方法によると、嵩高性を損なうことなく中綿素材へマイナスイオン発生物質を付与することができる。本発明の製造方法により得られた中綿素材が充填された寝具を用いると、寝返り等の動きによって中綿素材に摩擦や振動が与えられてマイナスイオンが発生し、リラックス効果や癒し効果が発揮されるのである。

特に本発明の製造方法により得られた羽毛は、嵩高性能の低下が少なく保温性の低下や風合いの硬化も少ないため、高級寝具の中綿素材として好適に用いられる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明でいう中綿素材は、布団、枕、座布団、クッション、ぬいぐるみ等の中綿として用いられる繊維素材である。中綿素材としては、羽毛、天然繊維、合成繊維綿、再生繊維綿等を用いることができる。羽毛としては、ダック、グース等の一般的に羽毛と呼ばれるものが挙げられ、ダウンでもフェザーでもかまわない。天然繊維の内、獣毛としては、羊毛、カシミヤ、アルパカ、モヘヤ、アンゴラ等が挙げられ、いずれの獣毛でもかまわないが、一般的に羊毛が使用される。さらに天然繊維の内、セルロース系繊維としては、コットン、亜麻、リネンが挙げられる。合成繊維綿としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維等の短繊維が挙げられる。再生繊維綿としては、ビスコースレーヨン、ポリノジック、ハイウェットモジュラスレーヨン、溶剤紡糸セルロース繊維等の短繊維が挙げられる。なお、溶剤紡糸セルロース繊維としては、レンチング社製「リヨセル（登録商標）」が好ましく用いられる。

合成繊維綿、再生繊維綿等工業生産される繊維の場合においては、繊維の太さは、１〜２０ｄｔｅｘであるのが望ましく、さらには３〜１５ｄｔｅｘであるのがより望ましい。繊維長としては、５〜２００ｍｍであるのが望ましく、さらには３０〜１５０ｍｍであるのがより望ましいが、これらは用途による嵩高性、クッション性、風合い等の要求性能に応じて適宜設定されればよい。

中綿素材に付与するマイナスイオン発生物質は、非放射性天然物質が好ましく、例えば、竹や桐等の樹木の乾燥粉末、茶葉の乾燥粉末、珊瑚の粉末、トルマリン鉱物粉末、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₂等が主成分である天然非放射性鉱物等が挙げられる。本発明では、これらの中から１種あるいは複数種混合して用いることができる。マイナスイオン発生物質の粒子経としては、０．０１〜１０．０μｍの範囲であるのが望ましい。０．０１μｍ未満の粒子経のものであると、マイナスイオン発生物質がバインダー用樹脂の皮膜中に埋没してしまいマイナスイオンの発生量が低下してしまう可能性が大きく、１０．０μｍを超える粒子経となるとマイナスイオン発生物質とバインダー用樹脂とを混合した混合処理液の混合均一性が低下して、マイナスイオン発生物質が沈殿する恐れがあり、また使用中に中綿素材から脱落する可能性が高くなって、マイナスイオンの発生量が低下してしまう危険性がある。

マイナスイオン発生物質を中綿素材に固着するバインダー用樹脂としては、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等の樹脂のいずれでもよいが、造膜性が良く、皮膜強度が高く、中綿素材の嵩高性を阻害しないように粘着性がなく、風合いが柔らかい樹脂であるのが望ましい。

混合処理液としては、上記のバインダー用樹脂の水溶液、水分散液、溶媒溶液等にマイナスイオン発生物質の粒子を分散させて用いる。

一方、効率よく前記マイナスイオン発生物質からマイナスイオンを発生させる手段として、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の親水性基を有するアルキルセルロースを主体とする水溶性ポリマー又は植物性デンプン等を主体とする水溶性ポリマーを上記バインダー用樹脂と併用するのが好ましい。これは、造膜後に皮膜表面に位置する水溶性ポリマーを溶出することで、皮膜表面に微細な凹凸が形成され、その結果、表面積が増大するのでマイナスイオンの発生量が増えるのである。

本発明では、撹拌しながら乾燥することができる装置中へ上記中綿素材を投入した後、撹拌しながら上記マイナスイオン発生物質とバインダー用樹脂の両者を含む混合処理液を前記装置中へ投入し、撹拌しながら乾燥、熱処理する。本発明では、混合処理液の投入が完了してから乾燥、熱処理に移行してもよいし、混合処理液の投入を行ないながら乾燥、熱処理してもよい。

本発明で使用する撹拌しながら乾燥、熱処理することができる装置としは、羽毛処理工場で一般的に使用されている羽毛を洗浄後に撹拌しながら乾燥するのに使用されている装置、染色工場等で布帛の風合い出しに使用されているエアータンブラー、衣類の乾燥に使用されているタンブラー乾燥機等を挙げることができるが、その他撹拌しながら乾燥することが可能な装置であればいずれの装置であってもよい。

上記混合処理液の投入方法としては、シャワーやスプレーを用いて霧状に噴霧する方法が望ましく、より均一に付与するためにできるだけ細かいミスト状として長時間かけて付与する方法を採るのが望ましい。

中綿素材への最終的な付着量（ドライピックアップ）は、バインダー用樹脂を０．５〜７．０％ｏｍｆ、マイナスイオン発生物質を０．５〜７．０％ｏｍｆとするのが好ましく、水溶性ポリマーを併用する場合は、その量としては、０．５〜７．０％ｏｍｆとするのが好ましい。

バインダー用樹脂については、付着量が０．５％ｏｍｆ未満であるとマイナスイオン発生物質を十分に保持することができず、中綿素材に摩擦や振動が与えられる度にマイナスイオン発生物質が脱落する可能性があり、７．０％ｏｍｆを超えると、皮膜が厚くなり中綿素材の風合いを損ねる可能性がある。また、マイナスイオン発生物質は、付着量が０．５％ｏｍｆ未満であるとマイナスイオンの発生量が少なく、リラックス効果や癒し効果が十分に発現されない可能性があり、７．０％ｏｍｆを超えると、マイナスイオン発生物質を保持すべくバインダー用樹脂の量を増やさなければならず、その結果、皮膜が厚くなり中綿素材の風合いを損ねる可能性がある。さらに、水溶性ポリマーについては、付着量が０．５％ｏｍｆ未満であると、皮膜表面に微細な凹凸が十分に形成されにくいため、表面積の増大に伴うマイナスイオン発生量増加の効果が乏しい。また、７．０％ｏｍｆを超えると、それに伴って、水溶性ポリマー溶出時における該水溶性ポリマーに混入しているマイナスイオン発生物質の溶出量が増えるだけでなく、中綿素材表面に形成された凹凸が大きくなり、中綿素材表面にざらつき感が発生する可能性がある。

上記した好ましい付着量を具現するには、混合処理液の固形分濃度と投入量とのバランスに留意することが望ましい。該混合処理液は、固形分濃度でバインダー用樹脂を０．５〜２０ｇ／ｌ、マイナスイオン発生物質を０．５〜２０ｇ／ｌ含有するものが好ましく、さらに、水溶性ポリマーを併用する場合は、該水溶性ポリマーを０．５〜２０ｇ／ｌ含有するものが好ましい。また、該混合処理液の投入量は、投入された中綿素材の質量に対し１０〜７０倍程度が好ましい。これは、各成分の固形分濃度が前記記載の値を下回ると必然的に混合処理液の投入量が増え、その結果、加工する装置の内壁等に付着する混合処理液の量、すなわちロスが増えるだけでなく、中綿素材に付着する量（ウェットピックアップ）が増えることから乾燥時間が長くなり、生産効率の低下を招く恐れがある。また、各成分の固形分濃度が前記記載の値を上回ると必然的に投入量が減り、ウェットピックアップが減ることから付着ムラが発生する恐れがある。

したがって、本発明の実施に際しては、まず中綿素材の投入量と混合処理液の投入量を決定するのが好ましい。この時、混合処理液の投入量の決定にはロスを加味することが必要であり、混合処理液のロスは加工する装置の種類にも依るが、混合処理液１００部に対し１０〜２０部程度である。好ましくは、小ロットの加工試験で混合処理液のロスの程度を把握した後に、本生産に供する中綿素材と混合処理液の量を決定するのがよい。

次に、乾燥、熱処理の温度と時間としては、溶媒が乾燥してバインダー用樹脂が皮膜化すればよく、６０〜１９０℃の温度とし、時間は乾燥状態に応じて設定すればよい。温度が６０℃未満であると、乾燥時間が長くなって生産効率が低下し、１９０℃を超える温度になると、中綿素材の変色や脆化、バインダー用樹脂の変色等が起こる可能性があるので好ましくない。

混合処理液に水溶性ポリマーを含む場合は、上記処理によりその表面に皮膜が形成された中綿素材を５０〜７０℃の温水中で１０分間程度攪拌処理して、皮膜表面の水溶性ポリマーを溶出し、皮膜表面に微細な凹凸を形成させる。そうすると、皮膜化された中綿素材の表面積が増え、マイナスイオンの発生量が増える。

まず、下記処方１による混合処理液を作製した。
（処方１）
・バインダー用樹脂
ＮＫエキステンダーＡ−１２１３０ｇ
（新中村化学株式会社製アクリル系樹脂固形分濃度４５質量％）
・マイナスイオン発生物質
Ａ１０１２６−１５９ｇ
（株式会社アダン鉱山製トルマリン粒径３μｍ）
・水溶性ポリマー
ファインガムＳＡ−２Ｌ５９ｇ
（第一工業製薬株式会社製カルボキシメチルセルロース粉末）
・水４９．７ｋｇ
したがって、処方１にかかる混合処理液の固形分濃度は、バインダー用樹脂１．１７ｇ／ｌ、マイナスイオン発生物質１．１７ｇ／ｌ、水溶性ポリマー１．１７ｇ／ｌである。

次に、原羽毛（グース）を界面活性剤の水溶液で洗浄・水洗して、付着しているホコリや土、血液、肉辺等の汚垢を除去し、脱水・乾燥した後、タンブラー乾燥機へこの羽毛を１ｋｇ投入した後、１３０℃で３０分間撹拌しながら前記混合処理液全てをスプレーで噴霧し、バインダー用樹脂、マイナスイオン発生天然物質及び水溶性ポリマーがそれぞれ５％ｏｍｆ付着した羽毛を得た。なお、前記混合処理液のロス率は１５％であった。その後、該羽毛を６０℃の温水で１０分攪拌処理して、皮膜表面の水溶性ポリマーを溶出し本発明の羽毛を得た。

（比較例１）
実施例１において、混合処理液へマイナスイオン発生物質を添加しない以外は実施例１と同様に処理した羽毛を比較例１とした。
(参考例１)

まず、下記処方２による混合処理液を作製した。
（処方２）
・バインダー用樹脂
ＮＫエキステンダーＡ−１２１３０ｇ
（新中村化学株式会社製アクリル系樹脂固形分濃度４５質量％）
・マイナスイオン発生物質
リケンレジンＬＣ−１１２１０ｇ
（三木理研工業株式会社製茶炭化ペースト固形分濃度２８質量％）
・水２９．６ｋｇ
したがって、処方２にかかる混合処理液の固形分濃度は、バインダー用樹脂１．９６ｇ／ｌ、マイナスイオン発生物質１．９６ｇ／ｌである。

次に繊度が１．１ｄｔｅｘ、繊維長が３０ｍｍであるポリエステル短繊維を１ｋｇダンブラー乾燥機へ投入した後、１３０℃で３０分間撹拌しながら前記混合処理液全てをスプレーで噴霧し、バインダー用樹脂及びマイナスイオン発生天然物質がそれぞれ５％ｏｍｆ付着した中綿素材を得た。なお、混合処理液のロス率は１５％であった。

（比較例２）
参考例１において、混合処理液へマイナスイオン発生物質を添加しない以外は参考例１と同様に処理した中綿素材を比較例２とした。

実施例１、参考例１及び比較例１〜２の特性評価を次の方法で行った。
１）マイナスイオン発生量の測定
ＪＩＳＬ０８０３に規定のポリエステル添付白布を１５ｃｍ×３０ｃｍに裁断し、２つ折りにしてミシン縫製した袋に、試料を３ｇ入れてミシン縫製による封をしてミニ布団を作成した。このミニ布団へ６０回／分の繰返し圧縮を行い、１分間に発生するプラスイオン及びマイナスイオンの個数をＦＩＳＡ社製ＡＩＲＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲＦＩＣ２０００を用いて測定し、プラスイオン及びマイナスイオンの発生個数の差を算出し、マイナスイオン発生量とした。
２）嵩高性の評価
ＪＩＳＬ１９０３の７．２かさ高性の項に記載された方法によって、測定される値である。内径２９０ｍｍ±１ｍｍの円筒に入れた、一定量（３０±０．１ｇ）の中綿素材の嵩の高さをｍｍで表すものである。したがって、この値が大きいほど中綿素材に片寄りが生じにくい。一般に中綿素材が短繊維の場合は１６５ｍｍ以下、羽毛の場合は９０ｍｍ以下であると布団類の内部で中綿素材の片寄りが生じやすいとされている。

実施例１、参考例１及び比較例１〜２の特性評価の結果を併せて表１に示す。

表１から明らかなように、本発明による中綿素材は、マイナスイオンの発生が認められ、加工による嵩高性の低下もないものであった。

Claims

撹拌しながら乾燥することができる装置中へ中綿素材を投入した後、撹拌しつつマイナスイオン発生物質とバインダー用樹脂と水溶性ポリマーとを含む混合処理液を投入し、該装置中で撹拌しながら乾燥、熱処理後、温水中で攪拌処理することを特徴とするマイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法。
前記中綿素材が羽毛であることを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン発生物質が付与された中綿素材の製造方法。