JP6877700B2

JP6877700B2 - 高嵩高発熱持続性繊維、並びに該繊維を含有する繊維構造物、消臭素材及び中綿

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Publication number: JP6877700B2
Application number: JP2018511946A
Authority: JP
Inventors: 中村成明; 小見山拓三
Original assignee: Japan Exlan Co Ltd
Current assignee: Japan Exlan Co Ltd
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Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2021-05-26
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Description

本発明は高嵩高発熱持続性繊維、並びに該繊維を含有する繊維構造物、消臭素材及び中綿に関する。

布団は人が睡眠する際に、広く用いられている寝具である。つまり布団は快適な睡眠を得るための道具であり、このため、体温が下がらないように保温性などの特性が求められる。このような観点から、従来の布団の中綿としては、高い嵩高性を有し空気を多く含むことで高い保温性を発現するポリエステルや羽毛が用いられてきた。

一方で、近年、より快適な布団が求められていることから、汗臭等の悪臭の消臭性を付与した布団（特許文献１及び特許文献２参照）や、より高い暖かさを求めポリエステルや羽毛にレーヨン（特許文献３参照）やMg塩型の吸湿繊維（特許文献４参照）などの吸湿発熱繊維を混綿した布団など様々な機能を付与した布団が提案されている。

しかし、特許文献１及び特許文献２の繊維では発熱持続性や嵩高性が不足している。また、レーヨンでは吸湿初期の発熱温度は高いものの発熱の持続性がなく、Mg塩型及びCa塩型の吸湿繊維では発熱の持続性は有するものの吸湿初期の発熱温度が低いという問題を有している。さらにこれらの繊維は消臭性を期待できるものでもない。このため、布団の快適さの向上についてはさらなる改善が望まれている。一方で、このような布団に対する改善を実現可能な消臭性、嵩高性、吸湿初期の高い発熱性及び発熱の持続性の全てを併せ持つ繊維は報告されていない。

特開２０１３−２０４２０７号公報国際公開第２０１３/０６９６５９号公報特開２００１−１８１９６１号公報特許５２４２８６１号公報

本発明は、かかる従来技術の現状に鑑みて創案されたものであり、その目的は消臭性、嵩高性、吸湿初期の高い発熱、発熱の持続性等の機能を併せ持つ繊維、並びに該繊維を含有する繊維構造物、消臭素材及び中綿を提供することにある。

本発明者らは、上述の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、Mg塩型の吸湿繊維にアンモニウム基含有化合物を付与することにより、消臭性、嵩高性、吸湿初期の高い発熱、発熱の持続性の機能のすべてを発現できることを見出し、本発明を達成した。

即ち、本発明は以下の手段により達成される。
（１）架橋構造および１〜１０ｍｍｏｌ／ｇのカルボキシル基を有する吸湿繊維において、カルボキシル基の少なくとも一部がＭｇ塩、又は、Ｃａ塩型であって、かつ、１〜４級アンモニウム基のうちの１種類以上を有するアンモニウム基含有化合物が付着しており、さらにアンモニウム基の含有量がカルボキシル基に対して１〜１００ｍｏｌ％であることを特徴とする高嵩高発熱持続性繊維。
（２）架橋構造および１〜１０ｍｍｏｌ／ｇのカルボキシル基を有する吸湿繊維において、カルボキシル基の少なくとも一部がＭｇ塩、又は、Ｃａ塩型であって、かつ、１〜４級アンモニウム基のうちの１種類以上を有するアンモニウム基含有化合物が付着しており、前記アンモニウム基含有化合物が１分子中に複数のアンモニウム基を有するものであることを特徴とする高嵩高発熱持続性繊維。
（３）（１）または（２）に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む繊維構造物。
（４）（１）または（２）に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む消臭素材。
（５）（１）または（２）に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む中綿。

本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、嵩高性、吸湿初期の高い発熱、発熱の持続性、消臭性を併せ持つものである。かかる性能を有する本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、例えば中綿などで利用することができる。

実施例１、実施例２、実施例５および比較例１において得られた繊維の吸湿曲線を示す図である。実施例１、比較例１および比較例２において得られた繊維の吸湿発熱曲線を示す図である。

本発明に採用する吸湿繊維は、架橋構造とカルボキシル基を有することが必要である。かかる吸湿繊維としては、カルボキシル基又はそのアルカリ金属塩基などの親水性基含有モノマーと、カルボキシル基と反応してエステル架橋構造を形成できるヒドロキシル基含有モノマーなどとが共重合され、かつエステル架橋結合が導入されてなるポリアクリル酸系架橋体繊維、無水マレイン酸系架橋体繊維、アルギン酸系架橋体繊維などや、アクリロニトリル系繊維に架橋剤により架橋構造を導入した後、加水分解することによりカルボキシル基を導入した架橋アクリレート系繊維などが挙げられる。このうち、架橋アクリレート系繊維は、架橋剤による架橋条件、加水分解条件をコントロールすることにより、吸湿性に優れた繊維が得られるため、本発明に採用する吸湿繊維として好ましい。以下、かかる架橋アクリレート系繊維を例にとり、本発明の高嵩高発熱持続性繊維について詳述する。

架橋アクリレート系繊維の原料繊維である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に準じて製造される。該重合体の組成としては、アクリロニトリルが４０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上である。後述するように、アクリロニトリル系繊維を形成するアクリロニトリル系共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で、繊維中に架橋構造が導入される。架橋構造は繊維物性に大きく影響する。アクリロニトリルの共重合組成が少なすぎる場合には、架橋構造が少なくならざるを得なくなり、繊維物性が不十分となる可能性があるが、アクリロニトリルの共重合組成を上記範囲とすることで良好な結果を得られやすくなる。

アクリロニトリル系重合体におけるアクリロニトリル以外の共重合成分としては、アクリロニトリルと共重合可能な単量体であれば特に限定されず、具体的にはメタリルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸等のスルホン酸基含有単量体及びその塩、（メタ）アクリル酸、イタコン酸等のカルボン酸基含有単量体及びその塩、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド等の単量体などが挙げられる。

また、本発明に採用するアクリロニトリル系繊維の形態としては、短繊維、トウ、糸、編織物、不織布等いずれの形態のものでもよく、また、製造工程中途品、廃繊維などでも採用できる。

アクリロニトリル系繊維に架橋構造を導入するための架橋剤としては、従来公知のいずれの架橋剤も使用することができるが、窒素含有化合物を使用することが架橋反応の効率及び取扱いの容易さの点から好ましい。この窒素含有化合物は１分子中に２個以上の窒素原子を有することが必要である。１分子中の窒素原子の数が２個未満であると、架橋反応が生じないからである。かかる窒素含有化合物の具体例としては、架橋構造を形成しうるものであれば特に限定されないが、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が好ましい。２個以上の１級アミノ基を有するアミノ化合物としては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのジアミン系化合物、ジエチレントリアミン、３，３’−イミノビス（プロピルアミン）、Ｎ−メチル−３，３’−イミノビス（プロピルアミン）などのトリアミン系化合物、トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）−１，３−プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）−１，４−ブチレンジアミンなどのテトラミン系化合物、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンなどであって２個以上の１級アミノ基を有するポリアミン系化合物などが例示される。また、ヒドラジン系化合物としては、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、臭素酸ヒドラジン、ヒドラジンカーボネートなどが例示される。なお、１分子中の窒素原子の数の上限は特に限定されないが、１２個以下であることが好ましく、さらに好ましくは６個以下であり、特に好ましくは４個以下である。１分子中の窒素原子の数が上記上限を超えると、架橋剤分子が大きくなり、繊維内に架橋を導入しにくくなる場合がある。

架橋構造を導入する条件としては、特に限定されるものではなく、採用する架橋剤とアクリロニトリル系繊維との反応性や架橋構造の量、吸湿率、飽和吸湿率差、繊維物性などを勘案し、適宜選定することができる。例えば、架橋剤としてヒドラジン系化合物を用いる場合は、ヒドラジン濃度として３〜４０重量％となるように上記のヒドラジン系化合物を添加した水溶液に、上述したアクリロニトリル系繊維を浸漬し、５０〜１２０℃、５時間以内で処理する方法などが挙げられる。

架橋構造が導入された繊維には、アルカリ性金属化合物による加水分解処理が施される。該処理により、繊維中に存在しているニトリル基やアミド基が加水分解され、カルボキシル基が形成される。カルボキシル基は、吸湿繊維において吸放湿性、吸湿発熱性、消臭性、後述するアンモニウム基含有化合物とのイオン結合性などの特性を発現させる要因であり、一般的には全カルボキシル基量として好ましくは１〜１０ｍｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは３〜９．５ｍｍｏｌ／ｇのカルボキシル基を形成することが望ましい。形成されるカルボキシル基の量は、加水分解処理条件によって調整することができる。

ここで、カルボキシル基には、そのカウンターイオンが水素イオン以外の陽イオンである塩型カルボキシル基と、そのカウンターイオンが水素イオンであるＨ型カルボキシル基がある。その比率は任意に調整することが可能であるが、塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基の比率を好ましくは４０：６０〜１００：０、より好ましくは５０：５０〜９５：５、さらに好ましくは７０：３０〜９５：５の範囲内に調整することが望ましい。塩型カルボキシル基は、より温和な条件でアンモニウム基含有化合物とイオン結合することができ、Ｈ型カルボキシル基は、酸性を有する官能基であり、汗臭、加齢臭に共通して存在するアンモニアなどの塩基性物質を吸着消臭する部位であることから、上記比率に調整することが好ましい。なお、Ｈ型カルボキシル基の比率が０の場合であっても、アンモニア等は、繊維に吸湿された水分に溶け込むことで、ある程度消臭される。

塩型カルボキシル基を構成する陽イオンの種類としては、金属の陽イオンが代表的なものであり、低湿度の暖かい空気をもたらす吸湿発熱性と、持続的な保温性をもたらす嵩高性を高いレベルで両立する観点から、マグネシウム、又は、カルシウムが必須であり、その他にマンガン、銅、銀、ナトリウム、カリウム、アルミニウムなどから１種あるいは複数種を必要な特性に応じて共存させることができる。

塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基との比率を上記の範囲に調整する方法としては、硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩などの金属塩によるイオン交換処理、硝酸、硫酸、塩酸、蟻酸などによる酸処理、あるいは、アルカリ性金属化合物などによるｐＨ調整処理などを施す方法が挙げられる。

このようにして得られた架橋アクリレート系繊維や上述したその他の吸湿繊維は次に、アンモニウム基含有化合物の付着処理を施される。ここで、１〜４級アンモニウム基とは、１つの窒素原子にそれぞれ１〜４つの炭素原子が結合して陽イオンになったものをいう。ただし、複数の炭素原子は必ずしも異なる炭素原子である必要はなく、同一の炭素原子である場合を含む。本発明に採用するアンモニウム基含有化合物においては、水溶性であることが好ましく、１〜４級アンモニウム基から１種あるいは複数種を必要な特性に応じて選択することができる。特に、４級アンモニウム基含有化合物は、熱的安定性が高いことから、好適である。

処理条件としては、アンモニウム基含有化合物の濃度が０．１〜１０重量％、好ましくは０．２〜５重量％の水溶液に繊維を浸漬し、２０〜８０℃で３０〜２４０分処理するといった例を挙げることができる。アンモニウム基含有化合物の付着量としては、吸湿繊維由来の嵩高性、アンモニウム基含有化合物由来の吸湿速度を両立するために、繊維に付着したアンモニウム基量がカルボキシル基に対して１〜１００ｍｏｌ％、好ましくは２〜２５ｍｏｌ％であることが望ましい。１００ｍｏｌ％を超える場合、吸湿繊維由来のＭｇ塩又はＣａ塩が脱落しやすくなるので望ましくない。また、１ｍｏｌ％に満たない場合、アンモニウム基含有化合物に由来する効果が得られないことがある。

アンモニウム基含有化合物の構造としては、テトラブチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウムなどの１分子中に１つのアンモニウム基を有するアンモニウム基含有化合物、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート塩）、ポリ（アリルアミン塩）、キトサン塩などのポリマーに代表される１分子中に複数のアンモニウム基を有するアンモニウム基含有化合物などから１種あるいは複数種を必要な特性に応じて選択することができる。ここで、アンモニウム基のカウンターイオンとしては特に限定されないが、ハロゲン化物イオンであるフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、その他に水酸化物イオン、硫酸イオン、メチル硫酸イオン、酢酸イオン、リン酸イオン、クエン酸イオンなどを挙げることができる。

特に、１分子中に複数のアンモニウム基を有するアンモニウム基含有化合物は、吸湿繊維の複数のカルボキシル基とイオン結合することから、洗濯時のアンモニウム基含有化合物の脱落に対する耐久性が向上するため、好適である。１分子中に複数のアンモニウム基を有するアンモニウム基含有化合物の分子量としては、吸湿繊維への付与の容易さから、平均分子量１００００〜３０００００、好ましくは平均分子量１００００〜５００００であることが望ましい。

上述のようにして得られる本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、嵩高性、吸湿初期の高い発熱、発熱の持続性を並立するだけでなく、汗臭等の悪臭に対して即効性があり、繰り返して洗濯した後も消臭性能を維持できるものである。かかる性能は、アンモニウム基含有化合物をイオン結合させることにより発現されるものと考えられる。この理由は定かでないが、アンモニウム基含有化合物が、弱塩基の塩であり、弱酸性物質に対する消臭性能を有すること、また、潮解性を有することが、吸湿繊維と組み合わされることによって、消臭性や吸湿速度を相乗的に高めるのではないかと考えられる。

本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、単独で、あるいは、他の素材と組み合わせて繊維構造物を形成させることで、より有用なものとなる。かかる繊維構造物の外観形態としては、綿、糸、編地、織物、不織布、パイル布帛、中綿、紙状物等がある。該構造物内における本発明の高嵩高発熱持続性繊維の含有形態としては、他素材との混合により、実質的に均一に分布させたものや、複数の層を有する構造の場合には、いずれかの層（単数でも複数でも良い）に本発明の高嵩高発熱持続性繊維を集中して存在させたものや、夫々の層に本発明の高嵩高発熱持続性繊維を特定比率で分布させたもの等がある。高嵩高発熱持続性繊維の吸湿発熱特性を発現するためには、繊維構造物に対して好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上含有させることが望ましい。

また、本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、汗臭等の悪臭に対して即効性があり、洗濯後も消臭性を維持できることから、該繊維や該繊維を含有する繊維構造物は消臭素材として利用することができる。本発明の高嵩高発熱持続性繊維を含有する繊維構造物を消臭素材として利用する場合、高嵩高発熱持続性繊維を好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上含有させることが望ましい。

本発明の繊維構造物は、上記に例示した外観形態及び含有形態の組合せとして、無数のものが存在する。いかなる構造物とするかは、最終製品の使用態様（例えばシーズン性、運動性や内衣か中衣か外衣か、フィルター、カーテンやカーペット、布団や枕、クッション、インソール等としての利用の仕方など）、要求される機能、かかる機能を発現することへの高嵩高発熱持続性繊維の寄与の仕方等を勘案して適宜決定される。

特に本発明の繊維構造物を中綿として利用した布団は、嵩高性、吸湿初期の高い発熱、発熱の持続性、汗臭等の悪臭に対して即効性と持続性のある消臭性を並立しており、高嵩高発熱持続性繊維の特徴を最大限生かすことが可能である。

本発明の繊維構造物において併用しうる他素材としては、特に制限はなく、公用されている天然繊維、有機繊維、半合成繊維、合成繊維が用いられ、さらには無機繊維、ガラス繊維等も用途によっては採用し得る。具体的な例としては、綿、麻、絹、羊毛、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アクリル繊維などを挙げることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中の部及び百分率は、断りのない限り重量基準で示す。なお、カルボキシル基量、塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基の比率、アンモニウム基含有量、吸湿率、初期の吸湿発熱性、発熱持続性、嵩高性、消臭性は、以下の方法によって求めた。

（１）カルボキシル基量
繊維試料約１ｇを、５０ｍｌの１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液に３０分間浸漬する。次いで、繊維試料を、浴比１：５００で水に浸漬する。１５分後、浴ｐＨが４以上であることを確認したら、乾燥させる（浴ｐＨが４未満の場合は、再度水洗する）。次に、十分乾燥させた繊維試料約０．２ｇを精秤し（Ｗ１［ｇ］）、１００ｍｌの水を加え、さらに、１５ｍｌの０．１ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液、０．４ｇの塩化ナトリウムおよびフェノールフタレインを添加して撹拌する。１５分後、濾過によって試料繊維と濾液に分離し、引き続き試料繊維を、フェノールフタレインの呈色がなくなるまで水洗する。このときの水洗水と濾液をあわせたものを、フェノールフタレインの呈色がなくなるまで０．１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液で滴定し、塩酸水溶液消費量（Ｖ１［ｍｌ］）を求める。得られた測定値から、次式によって全カルボキシル基量を算出する。
カルボキシル基量［ｍｍｏｌ／ｇ］＝（０．１×１５−０．１×Ｖ１）／Ｗ１

（２）塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基の比率
上記のカルボキシル基量の測定方法において、最初の１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液への浸漬およびそれに続く水洗を実施しないこと以外は同様にして、Ｈ型カルボキシル基量を算出する。かかるＨ型カルボキシル基量を上記の全カルボキシル基量から差し引くことで、塩型カルボキシル基量を算出し、塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基の比率を求める。

（３）アンモニウム基含有量
繊維試料（Ｗ２［ｇ］）をアンモニウム基含有化合物で処理した後、水洗し、熱風乾燥器で１０５℃、１６時間乾燥して重量を測定する（Ｗ３［ｇ］）。処理前の繊維試料中のカルボキシル基のカウンターイオンの価数Ｃ、カウンターイオンの式量（Ｍ１［ｇ／ｍｏｌ］、繊維試料の全カルボキシル基量（Ａ［ｍｍｏｌ／ｇ］）、アンモニウム基含有化合物の分子量（アンモニウム基含有化合物がポリマーの際はそのポリマーを構成する単量体の分子量）（Ｍ２［ｇ／ｍｏｌ］）を用いて、次式によって全カルボキシル基に対するアンモニウム基含有量を算出する。
アンモニウム基含有量［ｍｏｌ％］
＝［（Ｗ３−Ｗ２）／｛Ｍ２−（Ｍ１／Ｃ）｝］×１０００／（Ａ×Ｗ２）×１００

（４）吸湿率
繊維試料約５．０ｇを、熱風乾燥器で１０５℃、１６時間乾燥して重量を測定する（Ｗ４［ｇ］）。次に、該繊維試料を、温度２０℃、６５％ＲＨに調節した恒温恒湿器に２４時間入れる。このようにして吸湿した繊維試料の重量を測定する（Ｗ５［ｇ］）。以上の測定結果から、次式によって２０℃×６５％ＲＨ吸湿率（飽和吸湿率）を算出する。
２０℃×６５％ＲＨ吸湿率［％］＝（Ｗ５−Ｗ４）／Ｗ４×１００

（５）初期の吸湿発熱性
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（Ｗ６［ｇ］）。続いて試料を円筒状メッシュカゴ（直径７．５ｃｍ、高さ９．８ｃｍ）に入れ、カゴごとすぐに２０℃×６５％ＲＨに調節した恒温恒湿器に入れる。恒温恒湿器に入れた時点を吸湿開始時点として、１０分毎に吸湿した試料の重量を測定する（Ｗ７［ｇ］）。以上の測定結果から、次式によって各測定時点での吸湿率を算出し、吸湿曲線を求めた。
吸湿率（％）＝（Ｗ７−Ｗ６）／Ｗ６×１００
なお、吸湿曲線における吸湿速度は、初期の吸湿発熱性と相関があり、吸湿速度をもって初期の吸湿発熱性を評価する。

（６）発熱持続性
試料約７．０ｇを熱風乾燥機で１０５℃、１６時間乾燥する。続いて試料をメッシュ袋（横７．０ｃｍ、縦９．５ｃｍ）に入れ、このメッシュ袋ごと２０℃×４０％ＲＨに調節した恒温恒湿器に２４時間入れる。その後、試料の入ったメッシュ袋を２０℃×９０％ＲＨに調節した恒温恒湿器に入れる。２０℃×９０％ＲＨの恒温恒湿器に入れた時点を吸湿開始時点として、各時間の試料の温度を、温度センサーを用いて測定する。以上の測定結果から、吸湿発熱曲線を求めた。なお、吸湿発熱曲線をもって発熱持続性を評価する。

（７）嵩高性
試料５０ｇを軽く開繊してから、カード機で開繊し、積層する。試験片は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、次式により嵩高性を算出する。
嵩高性［ｃｍ^３／ｇ］＝１０×１０×試料の四すみの高さの平均値［ｍｍ］／１０／試験片の質量［ｇ］

（８）消臭性
繊維試料０．５ｇをテドラーバッグに入れ密封し、空気を１．５ｌ注入する。次に、規定濃度（アンモニアの場合は１００ｐｐｍ、酢酸の場合は５０ｐｐｍ、イソ吉草酸の場合は４０ｐｐｍ、アセトアルデヒドの場合は１４ｐｐｍ）の臭気になるように、テドラーバッグ内に臭気を注入し、室温で１２０分放置後にテドラーバッグ内の臭気濃度（Ｐ１）を測定する。なお、測定は、イソ吉草酸およびノネナールについてはガスクロマトグラフを用いて、それ以外の臭気については北川式検知管を用いて実施する。また、試料を入れないブランクも同濃度で作成し、１２０分後に臭気濃度（Ｐ２）を測定し、空試験とする。以上の結果から、次式に従って、消臭率を算出する。
消臭率［％］＝（Ｐ２−Ｐ１）／Ｐ２×１００
なお、一般社団法人繊維評価技術協議会の認証基準によれば、アンモニア除去率７０％以上、酢酸除去率８０％以上、イソ吉草酸除去率８５％以上をすべて満たす場合に、汗臭消臭効果を有すると認定される。

（９）洗濯を１０回した後の消臭性
ＪＩＳ−Ｌ−０２１３の１０３法（家庭用洗濯機用）に従って１０回洗濯した繊維試料を用いて、上記の消臭性測定と同様の測定を行い、洗濯を１０回した後の消臭性を求める。

［実施例１］
アクリロニトリル９０％及びアクリル酸メチル１０％のアクリロニトリル系重合体を４８％のロダンソーダ水溶液で溶解して、紡糸原液を調製した。この紡糸原液を、常法に従って紡糸、水洗、延伸、捲縮、熱処理をして、原料繊維を得た。この原料繊維１ｋｇに、３０重量％の水加ヒドラジン５ｋｇを加え、１１５℃で２時間架橋処理した。該架橋繊維を水洗後、更に４．３重量％の水酸化ナトリウム水溶液５ｋｇを加え、９５℃で１時間加水分解した。次いで、硝酸水溶液で処理して、カルボキシル基をＨ型に変換し、水洗後、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨを９．５に調整した。次に硫酸マグネシウム０．８ｋｇを加え、７０℃で１時間マグネシウム処理した。得られた吸湿繊維のカルボキシル基量、および塩型カルボキシル基とＨ型カルボキシル基の比率を表１に示す。次いで、該繊維をポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）の１％水溶液に浸漬して７０℃×３時間処理した。その後水洗、乾燥処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１のポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）の濃度を０．２５％水溶液に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例３］
実施例１のポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）の濃度を３％水溶液に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例４］
実施例１の硫酸マグネシウムを硫酸カルシウムに変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例５］
実施例１のポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）をポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレートクロライド）（平均分子量３００００）に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例６］
実施例１の加水分解時間を４時間に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［実施例７］
実施例１の加水分解時間を１５分に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、高嵩高発熱持続性繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１においてポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）による処理を実施しなかったこと以外は、実施例１と同じ処理を行い、比較例１の繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例１において硫酸マグネシウムによる処理を実施しなかったこと以外は、実施例１と同じ処理を行い、比較例２の繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例１のポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（平均分子量３００００）をポリエチレンイミン（平均分子量７００００）に変更した以外は、実施例１と同じ処理を行い、比較例３の繊維を得た。該繊維を評価した結果を表１に示す。

表１の各実施例からわかるように、アンモニウム基含有化合物を付与した吸湿繊維において、高い嵩高性を維持している。また各実施例と比較例２からわかるように、Ｍｇ塩型カルボキシル基またはＣａ塩型カルボキシル基を有する場合においては十分な吸湿率と嵩高性を有するのに対して、Ｍｇ塩型カルボキシル基またはＣａ塩型カルボキシル基を有さず、Ｎａ塩型を有する場合では嵩高性が不足している。また比較例３においては、ポリエチレンイミンの処理前後における重量増加がほとんど見られなかったことから、ポリエチレンイミンのようなアミン類は、アンモニウム基含有化合物とは異なり、Ｍｇ塩型カルボキシル基を有する吸湿繊維に付与することが難しいと思われる。この理由は定かでないが、アミノ基がＭｇ塩に配位し、吸湿繊維から脱落するためではないかと考えられる。

また、実施例１、実施例２、実施例５および比較例１の吸湿曲線を図１に示す。図１の実施例１、実施例２、実施例５および比較例１からわかるように、アンモニウム基含有化合物を特定の量で吸湿繊維に付着させることにより、吸湿初期の吸湿率が飛躍的に向上している。これは吸湿初期の段階で十分な吸湿発熱が起こることを意味しており、本発明の高嵩高発熱持続性繊維の初期の吸湿発熱性が高いことがわかる。

また、実施例１、比較例１および比較例２の吸湿発熱曲線を図２に示す。図２の実施例１、比較例１および比較例２からわかるように、初期の吸湿率の低い比較例１では持続性はあるものの、初期の吸湿発熱性が低い、一方で嵩高性の低い比較例２では初期の吸湿発熱性は高いものの、持続性が低くなっている。それに対して、本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、高い嵩高性と高い初期の吸湿率を有することから、初期の吸湿発熱性と持続性を両立していることがわかる。

また、実施例１および比較例１の消臭性と１０回洗濯した後の消臭性能保持率を評価した。その結果を表２に示す。

表２の実施例１および比較例１からわかるように、洗濯を１０回した後においても、各臭気に対して高い消臭率を有しており、本発明の高嵩高発熱持続性繊維は、繰り返し洗濯しても一般社団法人繊維評価技術協議会の認証基準を満たす消臭性能を維持できることが理解できる。

Claims

架橋構造および１〜１０ｍｍｏｌ／ｇのカルボキシル基を有する吸湿繊維において、カルボキシル基の少なくとも一部がＭｇ塩、又は、Ｃａ塩型であって、かつ、１〜４級アンモニウム基のうちの１種類以上を有するアンモニウム基含有化合物が付着しており、さらにアンモニウム基の含有量がカルボキシル基に対して１〜１００ｍｏｌ％であることを特徴とする高嵩高発熱持続性繊維。
架橋構造および１〜１０ｍｍｏｌ／ｇのカルボキシル基を有する吸湿繊維において、カルボキシル基の少なくとも一部がＭｇ塩、又は、Ｃａ塩型であって、かつ、１〜４級アンモニウム基のうちの１種類以上を有するアンモニウム基含有化合物が付着しており、前記アンモニウム基含有化合物が１分子中に複数のアンモニウム基を有するものであることを特徴とする高嵩高発熱持続性繊維。
請求項１または２に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む繊維構造物。
請求項１または２に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む消臭素材。
請求項１または２に記載の高嵩高発熱持続性繊維を含む中綿。