表面改性纖維材料的製造方法和表面改性纖維材料與流程

2023-05-05 13:07:48 2

本發明涉及表面改性纖維材料的製造方法(以下也簡稱為「製造方法」)和表面改性纖維材料，詳細而言，涉及用於利用表面改性使源自動植物的天然的纖維材料或合成纖維高功能化而獲得高功能的纖維材料的表面改性纖維材料的製造方法、以及由此獲得的表面改性纖維材料。

背景技術：

近年來，在纖維材料·產品的領域中，除了開發新的化學纖維材料之外，也盛行通過對纖維材料自身進行改良而附加了的新的功能性的、高功能性纖維材料(所謂的高科技纖維)的開發。提出了各種將通過此前作為產品的改良而得到的功能性賦予作為其原材料的纖維材料本身的技術，例如、提高了纖維材料自身的吸水性的吸水性纖維、附加了抗菌性的抗菌性纖維、具有能夠吊起約700kg的汽車的強度的超級纖維等。

另一方面，伴隨著最近的崇尚自然的熱潮，關於纖維材料，以絲綢、羊毛等為首的源自動植物的天然纖維的需求也不斷提高。對於這樣的天然纖維，也只要能夠賦予上述那樣的各種功能性，就能夠活用合成纖維所沒有的天然纖維的特性而實現以往沒有且優異的纖維材料。

不過，上述那樣的以往的纖維材料的高性能、高功能化技術涉及合成纖維自身的構造等的改良，在天然纖維中無法適用。因此，提出了纖維材料的表面改性技術，作為在合成纖維中當然能夠適用、在天然纖維中也能夠適用的纖維材料的高功能化技術。

在例如專利文獻1公開了一種纖維表面被氧化鈦鍍敷的含氧化鈦的天然纖維及其製造方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本再表98/053132號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

然而，專利文獻1所記載的技術也並不充分，尋求了更高功能的表面改性纖維材料的實現。

因此，本發明的目的在於提供一種通過對源自動植物的天然的纖維材料和合成纖維的表面進行改性來活用纖維材料本來的特性且賦予了新的功能性的、附加價值較高的高功能的表面改性纖維材料的製造方法和表面改性纖維材料。

用於解決問題的方案

本發明人等進行了深入研究的結果發現：通過設為下述構成能夠解決上述問題，以至於完成本發明。

即、本發明的表面改性纖維材料的製造方法的特徵在於，一邊藉助氣流使纖維材料移動，一邊利用溶膠-凝膠反應使無機材料附著於該纖維材料的表面。

在本發明的製造方法中，優選的是，一邊藉助氣流使在表面附著有無機材料的所述纖維材料移動，一邊向該纖維材料的表面照射大氣壓低溫等離子體。另外，在本發明的製造方法中，作為所述無機材料，能夠恰當地列舉出二氧化鈦、氧化鋁、陶瓷。而且，在本發明的製造方法中，作為所述纖維材料，能夠使用天然纖維或合成纖維，其中，能夠恰當地使用羽毛、以繭為原料的粉體或者微小纖維、絲線、羊毛、棉、麻、紙漿或合成纖維、特別優選使用羽毛。

另外，本發明的表面改性纖維材料的特徵在於，其是通過上述本發明的製造方法製造成的。

發明的效果

根據本發明，不僅針對合成纖維，而且針對天然纖維，也能夠活用纖維材料本來的特性且賦予新的功能性，能夠獲得附加價值較高的高功能的表面改性纖維材料。

附圖說明

圖1是使用於二氧化鈦向纖維材料表面附著的附著處理的處理裝置的概略圖。

圖2是使用於對附著二氧化鈦的纖維材料進行等離子體照射處理的處理裝置的概略圖。

圖3是在實施例中使用的、使用於二氧化鈦向羽絨表面附著的附著處理的處理裝置的概略圖。

圖4的(a)、(b)是表示Ti凝膠的照片圖。

圖5的(a)、(b)是表示未處理的羽絨的照片圖，圖5的(c)、(d)是表示附著二氧化鈦的羽絨的照片圖。

圖6的(a)是未處理的羽絨的SEM的照片圖，圖6的(b)是二氧化鈦處理的羽絨的SEM的照片圖。

圖7的(a)是表示未處理的羽絨的EDX測定的分析結果的光譜，圖7的(b)是二氧化鈦處理的羽絨的EDX測定的分析結果的光譜。

圖8是在實施例使用的、使用於對附著二氧化鈦的羽絨進行等離子體照射處理的處理裝置的概略圖。

圖9是表示4連排等離子體焰炬的結構的概略圖。

圖10是表示等離子體焰炬的結構的局部剖視圖。

圖11的(a)、(b)是羽絨的保溫性試驗的說明圖。

圖12的(a)是表示羽絨的保溫性試驗中的溫度的圖表，圖12的(b)是表示羽絨的保溫性試驗中溫度變化的圖表。

圖13的(a)是表示實施例1的開始加熱55分鐘後的被褥的各部分的溫度變化的狀態的說明圖，圖13的(b)是表示比較例的開始加熱55分鐘後的被褥的各部分的溫度變化的狀態的說明圖。

圖14的(a)是關於溫度表示被褥的內部溫度的變化的圖表，圖14的(b)是關於溫度變化表示被褥的內部溫度的變化的圖表。

圖15是表示用於處理羽絨的洗滌後的吹風處理的處理裝置的概略圖。

圖16是表示通過XPS獲得的各羽絨的表面組成的分析結果的說明圖。

圖17是二氧化鈦處理的羽絨的等離子體處理前和等離子體處理後的C1s窄光譜。

圖18是二氧化鈦處理的羽絨的等離子體處理前和等離子體處理後的Ti2p窄光譜。

圖19是表示通過XPS獲得的、針對二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的各洗滌次數的表面組成的分析結果的說明圖。

圖20是表示由洗滌次數引起的Ti濃度的變化的圖表。

圖21是表示通過XPS獲得的化纖的表面組成的分析結果的說明圖。

圖22是表示通過XPS獲得的絲線的表面組成的分析結果的說明圖。

圖23是表示通過XPS獲得的羊毛的表面組成的分析結果的說明圖。

圖24的(a)、(b)是表示用於羽絨的剛性試驗的試驗裝置的說明圖。

圖25是針對未處理的羽絨和二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨表示處理前後的剛性的變化的說明圖。

圖26是針對未處理的羽絨和二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨表示洗滌前後的剛性的變化的說明圖。

圖27是針對未處理的羽絨和二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨表示吹風處理前後的剛性的變化的說明圖。

圖28的(a)、(b)是表示附著氧化鋁的羽絨的照片圖。

圖29是表示通過XPS獲得的氧化鋁處理前後的羽絨的表面組成的分析結果的說明圖。

圖30是氧化鋁處理前後的羽絨的XPS光譜。

具體實施方式

以下，參照附圖且詳細地說明本發明的一優選的實施方式。

該實施方式是利用溶膠-凝膠反應附著到纖維材料的表面的無機材料為二氧化鈦的情況。以下，具體地說明這樣的情況：在進行纖維材料的表面改性時，一邊藉助氣流使纖維材料移動、一邊利用鈦化合物的溶膠-凝膠反應使二氧化鈦附著於纖維材料的表面。

在該實施方式中，一邊藉助氣流使纖維材料移動、一邊使二氧化鈦附著於該纖維材料的表面，因此，能夠對纖維材料整體均勻地進行處理，並且，對於纖維材料、尤其是天然纖維，能夠保持材料本來的形狀、特性且進行表面改性，因此，能夠獲得高品質的表面改性纖維材料。因而，通過以利用該實施方式獲得的表面改性纖維材料為原料，能夠實現活用其功能性的、具有高附加價值的表面改性纖維產品。

在此，具體而言，該實施方式中的二氧化鈦(TiO2、分子量79.87)向纖維材料表面附著的附著處理能夠使用例如四異丙醇鈦(TTIP、分子量284.22)作為鈦化合物並按照下述溶膠-凝膠反應來進行。

Ti{OCH(CH3)2}4+2H2O(水蒸氣)→TiO2+4(CH3)2CHOH

圖1中示出該實施方式的表面改性纖維材料的製造方法中的、使用於二氧化鈦向纖維材料表面附著的附著處理的處理裝置的概略圖。圖示的處理裝置具備：裝置主體11，其用於進行處理；送入口12，其用於將纖維材料送入到裝置主體11內；送出口13，其用於將處理好的纖維材料從裝置主體11內送出；以及導入口14，其用於向裝置主體11內導入鈦化合物。

在圖示的處理裝置中，纖維材料的、向裝置主體11的送入和從裝置主體11的送出藉助氣流來進行。具體而言，以例如500cm/s～5000cm/s、特別是以2000cm/s左右的速度使空氣流動，能夠使纖維材料隨著該空氣而使纖維材料移動。另外，也可以是，例如在裝置主體11的上部等設置開口部，纖維材料從該開口部直接投入和取出，並沒有特別限制。

在將纖維材料送入到處理裝置11內之後，從導入口14向處理裝置11內導入鈦化合物。此時，鈦化合物作為醇等的溶液從導入口14向裝置主體11內噴霧，從而能夠以霧狀導入。此時，通過高壓噴射鈦化合物的溶液，能夠在裝置主體11內生成沿著高度方向旋轉的輸送氣流，能夠一邊藉助該輸送氣流使填充到裝置主體11內的纖維材料移動、一邊使利用上述溶膠-凝膠反應生成的二氧化鈦附著於該纖維材料的表面。

在該實施方式中，優選的是，向在表面附著有二氧化鈦的纖維材料的表面進一步進行大氣壓低溫等離子體的照射。由此，能夠使附著到纖維材料表面的二氧化鈦更牢固地固定於纖維材料表面，更可靠地抑制在表面改性後的處理時二氧化鈦剝離，而長期保持對合成纖維和天然纖維賦予的功能性。

在此，大氣壓低溫等離子體是指在大氣壓下且在40℃以下程度的常溫下產生的等離子體。在本發明中，在纖維材料的處理中使用大氣壓低溫等離子體，從而無需減壓，因此，能夠抑制設備成本、處理成本，並且，能夠在常溫下進行處理，因此，不會對作為被處理物的纖維材料的形狀、特性造成損傷。這樣的大氣壓低溫等離子體照射處理能夠使用例如庫雷四祿(クレスール)株式會社制的大氣壓常溫等離子體射流產生裝置CAPPLAT來進行。作為等離子體產生氣體，並沒有特別限制，能夠使用普遍使用的各種氣體，但出於成本性的觀點考慮，優選氬氣。

圖2中示出該實施方式的表面改性纖維材料的製造方法中的、使用於對附著二氧化鈦的纖維材料進行等離子體照射處理的處理裝置的概略圖。圖示的處理裝置具備：裝置主體21，其用於進行處理；送入口22，其用於將附著二氧化鈦的纖維材料向裝置主體21內送入；送出口23，其用於將處理好的附著二氧化鈦的纖維材料從裝置主體21內送出；照射裝置24，其用於對裝置主體21內的纖維材料進行等離子體照射；以及氣體流入口25，其用於使空氣向裝置主體21內流入。

在圖示的處理裝置中，附著二氧化鈦的纖維材料的、向裝置主體21的送入和從裝置主體21的送出藉助氣流進行。具體而言，能夠以例如、500cm/s～5000cm/s、特別是以2000cm/s左右的速度使空氣流動，使纖維材料隨著該空氣而使纖維材料移動。

在圖2所示的裝置中，也與圖1所示的裝置同樣地，通過從氣體流入口25導入空氣，能夠在裝置主體21內產生沿著高度方向旋轉的輸送氣流。因而，在該實施方式中，也能夠一邊藉助輸送氣流使附著二氧化鈦的纖維材料移動一邊進行等離子體照射處理，由此，能夠對附著二氧化鈦的纖維材料整體均勻地進行處理。

此外，在該實施方式中，能夠一邊交替地切換來進行各裝置中的相對於裝置主體內外的纖維材料的送入和送出、鈦化合物或空氣的導入，一邊實施處理。即、在各裝置中，首先，在將導入口14或氣體流入口25、以及送出口13、23關閉的狀態下，藉助空氣從送入口12、22將纖維材料向裝置主體11、21內送入。之後，關閉送入口12、22，從導入口14或氣體流入口25導入鈦化合物或空氣而進行二氧化鈦附著或等離子體照射處理。在處理結束後，關閉導入口14或氣體流入口25，而從送出口13、23將處理完畢的纖維材料取出，從而能夠批量式地進行纖維材料的處理。在此，在該實施方式中，對於送入口12、送出口13和導入口14相對於裝置主體11的設置部位、以及送入口22、送出口23、照射裝置24和氣體流入口25相對於裝置主體21的設置部位，並不限定於圖示的例子，自不待言可根據期望適當變更。

此外，優選的是，在二氧化鈦附著處理後，通過使用醇等來對噴嘴等的內部進行清洗，從而將噴嘴等的內部保持清潔。

作為該實施方式所使用的纖維材料，也能夠使用包含天然纖維和合成纖維的任何纖維材料，特別是在能夠實現以在以往幾乎不利用功能性材料進行高功能化的合成纖維、特別是天然纖維、即、源自動植物的天然的纖維材料為母材的表面改性纖維材料這點有意義。作為該源自動植物的纖維材料，能夠列舉出例如羽毛、以繭為原料的粉體或者微小纖維、絲線、羊毛、棉、麻和紙漿。在此，以繭為原料的粉體是指，不是從繭引出的生絲而是將繭自身直接粉碎而獲得的、可以說是絲的粉末狀，以繭為原料的微小纖維是指，附著於繭的表面的微細的繭衣(絨毛)。另外，絲線包括從繭引出來的狀態的1根絲線和紡絲而成的絲線這兩者，也包括由特殊的方法獲得的絲線、例如、SILK WEB(商品名(註冊商標)、瑪佩佩單位(マペペユニット)株式會社制)等。另外，由紙產品普遍使用的纖維原料獲得的纖維材料也包含於本發明。

在利用該實施方式獲得的表面改性纖維材料中，獲得由於二氧化鈦的附著而纖維材料自身變得蓬鬆的效果。其中，羽毛的蓬鬆度(日文：嵩高さ，フィルパワー)用於表示品質，因此，通過將本發明適用於羽毛，存在如下優點：能夠大幅度地提高蓬鬆度，能夠從低品質的廉價的羽毛獲得高品質的羽毛，能夠有助於高品質且廉價的羽毛產品的提供。

在該實施方式的製造方法中，二氧化鈦附著處理運轉1個月20天(160h)，使用TTIP而進行2t的羽絨的處理，從而能夠以相對於羽絨的承載量0.1質量％～1質量％且以7萬日元/月～70萬日元/月的成本實施。另外，對於同時使用大氣壓低溫等離子體的情況的相加成本，也是約6萬日元/月左右，具有製造成本廉價這樣的優點。

作為本發明的另一實施方式，能夠列舉出利用溶膠-凝膠反應附著於纖維材料的表面的無機材料為氧化鋁的情況。

該另一實施方式的情況下，除了使用鋁化合物、優選異丙醇鋁替代上述實施方式中的鈦化合物之外，能夠與上述實施方式相同。

利用該另一實施方式獲得的表面改性纖維材料中，也獲得由於氧化鋁的附著而纖維材料自身變得蓬鬆的效果。其中，也通過將其適用於羽毛，具有如下優點：能夠大幅度地提高蓬鬆度，能夠從低品質的廉價的羽毛獲得高品質的羽毛，能夠有助於高品質且廉價的羽毛產品的提供。

作為本發明的又一實施方式，能夠列舉出利用溶膠-凝膠反應附著於纖維材料的表面的無機材料為陶瓷的情況。

在該又一實施方式的情況下，除了使用陶瓷化合物替代上述實施方式中的鈦化合物之外，能夠與上述實施方式相同，在獲得的表面改性纖維材料中，也獲得由於陶瓷的附著而纖維材料自身變得蓬鬆的效果。因而，通過與二氧化鈦、氧化鋁同樣地適用於羽毛，能夠大幅度地提高蓬鬆度，能夠從低品質的廉價的羽毛獲得高品質的羽毛。

實施例

以下，使用實施例來更詳細地說明本發明。

實施例1

(Ti溶膠的製作)

使100ml的四異丙醇鈦(TTIP)溶解於利用分子篩進行了脫水的900ml的甲醇，添加10ml的1.5M HCl水溶液並進行攪拌，製作了Ti溶膠。

對於甲醇和Ti溶膠，將N2壓力設為約0.07MPa，對1分鐘噴霧前後的重量測定3次而計算出平均值，對噴嘴的液噴霧速度進行了確認。其結果，對於甲醇，液噴霧速度是11.4g/min，與此相比，對於Ti溶膠，粘度較高，因此，液噴霧速度稍微減少成8.5g/min，並沒有大幅度變化。如下述表1所示，根據上述液噴霧速度和Ti溶膠濃度計算出為了對作為纖維材料的羽絨進行二氧化鈦附著處理所需要的時間，結果，為了向5g的羽絨添加1質量％的TiO2所需要的時間成為約11秒，因此，在以下的實施例1中，將處理時間設定成15秒。

[表1]

(二氧化鈦附著處理裝置)

使用圖3所示的構成的處理裝置，對作為纖維材料的羽絨進行了二氧化鈦附著處理。圖示的處理裝置具備：裝置主體31，其用於對羽絨進行二氧化鈦的附著；空氣注入用的注入口32；送出口33，其用於將處理好的羽絨從裝置主體31內送出；以及導入口34，其用於將TTIP向裝置主體31內導入。

空氣注入用的送入口32經由閥35與鼓風機36連接。另外，在導入口34配置有用於噴射鈦化合物的噴嘴37，連接到該噴嘴37的流路39a能夠通過三通旋塞閥38的切換與大氣側的流路39b或鈦化合物側的流路39c連通。流路39c還能夠通過三通旋塞閥40的切換與Ti溶膠側的流路39d或甲醇側的流路39e連通，Ti溶膠容器41以及甲醇容器42與N2氣囊43連接。而且，送出口33與用於收納已處理好的羽絨的收納部44連接。而且，另外在裝置主體31的上部設置有羽絨投入用的開口部45，在裝置主體31的上部和收納部44的上部分別設置有氣體排出用的篩網部M。

(二氧化鈦附著處理)

首先，在將送入口32的閥35和送出口33關閉的狀態下，從裝置主體31的開口部45將5g的羽絨投入到裝置主體31的內部。接著，堵塞開口部45，將三通旋塞閥38切換成噴嘴37側的流路39a和大氣側的流路39b連通，使N2氣體向噴嘴37流動。處理時的N2氣體壓力設為約0.07MPa。

接著，在將三通旋塞閥40切換成三通旋塞閥38側的流路39c和Ti溶膠側的流路39d連通後，將三通旋塞閥38切換成噴嘴37的流路39a和流路39c連通，將Ti溶膠的霧向裝置主體31內噴霧了15秒鐘。由此，一邊使羽絨在裝置主體31內沿著高度方向旋轉移動、一邊進行了二氧化鈦向羽絨表面附著的附著處理。

在處理完成後，將三通旋塞閥40切換成三通旋塞閥38側的流路39c和甲醇側的流路39e連通，利用甲醇對噴嘴37進行了清洗。之後，將三通旋塞閥38切換成噴嘴37的流路39a和大氣側的流路39b連通，將積存到噴嘴37內的甲醇排出來。而且，停止N2氣體，將設置於裝置主體31的上部的開口部45和篩網部M關閉，在打開了閥35的狀態下使鼓風機36工作，將處理好的羽絨移送到收納部44。

圖4的(a)、(b)示出Ti凝膠的數字顯微鏡(株式會社基恩士制VHX-600)的照片圖，圖5的(a)、(b)示出未處理的羽絨的數字顯微鏡(株式會社基恩士制VHX-600)的照片圖，圖5的(c)、(d)示出附著二氧化鈦的羽絨的數字顯微鏡(株式會社基恩士制VHX-600)的照片圖。如圖示那樣可知：即使對未處理的羽絨和附著二氧化鈦的羽絨進行比較，處理後的附著二氧化鈦的羽絨的羽毛構造也不變化，維持了羽毛構造。另外，利用數字顯微鏡觀察可知Ti凝膠是膜狀。在二氧化鈦處理好的羽絨中，也沒有確認到粉末狀的堆積物，因此，認為二氧化鈦以薄膜狀包覆羽絨表面。而且，圖6的(a)示出未處理的羽絨的SEM(掃描型電子顯微鏡)的照片圖，圖6的(b)示出二氧化鈦處理的羽絨的SEM(掃描型電子顯微鏡)的照片圖。根據該照片圖觀察到：未處理的羽絨的表面是平滑的，什麼也沒有附著，而二氧化鈦處理的羽絨的表面雖然是平滑，但具有裂縫和微量的粒子狀的堆積物。而且，另外圖7的(a)示出表示未處理的羽絨的EDX(能量色散型X射線光譜法)測定的分析結果的光譜，圖7的(b)示出表示二氧化鈦處理的羽絨的EDX(能量色散型X射線光譜法)測定的分析結果的光譜。根據該結果可知：在未處理的羽絨中，在EDX測定中也沒有檢測到鈦，而在附著二氧化鈦的羽絨中，在堆積物的部分中，檢測到鈦。根據這些結果，也認為二氧化鈦處理的羽絨的形狀幾乎與未處理的狀態沒有差異，確認到二氧化鈦形成為均勻的覆膜而包覆著羽絨。

(等離子體照射處理裝置)

使用圖8所示的構成的處理裝置來對附著二氧化鈦的羽絨進行了等離子體照射處理。圖示的處理裝置具備：裝置主體51，其用於對羽絨進行等離子體照射處理；空氣注入用的注入口52；送出口53，其用於將處理好的羽絨從裝置主體51內送出；照射裝置54，其用於對裝置主體51內的羽絨進行等離子體照射；以及氣體流入口55，其用於使空氣流入裝置主體51內。

空氣注入用的送入口52與鼓風機56連接。另外，送出口53經由閥57與用於收納處理好的羽絨的收納部58連接。作為收納部58，使用了布制的袋體。而且，在裝置主體51的上部設置有羽絨投入用的開口部59和氣體排出用的篩網部M。而且，另外，照射裝置54與高壓電源HV連接。作為照射裝置54，使用了圖9所示那樣的具備4連排等離子體焰炬的大氣壓常溫等離子體射流產生裝置CAPPLAT(庫雷四祿株式會社制)。

圖9所示的4連排等離子體焰炬是以40mm間隔並列配置4根等離子體焰炬61而成的。圖中的附圖標記62表示壓克力板，附圖標記63表示連接器、附圖標記64表示氯乙烯管。另外，圖10示出表示等離子體焰炬61的結構的局部剖視圖。如圖示那樣，等離子體焰炬61具備：玻璃毛細管65；覆蓋外周的Cu管(外徑8mm，內徑7mm，高電壓極)66；覆蓋Cu管66的一端部的雙層的有機矽管(外徑12mm、內徑8mm和外徑16mm、內徑12mm)67；在Cu管66的另一端側覆蓋玻璃毛細管65的有機矽管68。另外，在有機矽管68安裝有彈簧夾69，在雙層的有機矽管67側配置有Cu帶(寬度20mm，接地極)70和金屬篩網(150目)71。

另外，作為等離子體照射條件，將±8kV的電壓呈脈衝狀以20kHz施加，使用了20LPM(l/min)的Ar氣體作為等離子體氣體。

(等離子體照射處理)

首先，在將閥57關閉的狀態下，從裝置主體51的開口部59將5g的二氧化鈦處理的羽絨投入到裝置主體51的內部。接著，堵塞開口部59，而使空氣從氣體流入口55流進來。在羽絨沒有鬆開的情況下，使用鼓風機56從送入口52注入了空氣。

接著，在大氣壓、室溫條件下，向照射裝置54的等離子體焰炬供給Ar氣體並施加高電壓，一邊利用空氣使羽絨在裝置主體51內沿著高度方向旋轉移動、一邊對羽絨照射了30秒鐘的等離子體。接著，使Ar氣體和空氣的供給停止，堵塞篩網部M，在打開了閥57的狀態下使鼓風機56工作，將處理好的羽絨移送到收納部58。

而且，按照上述的方法，對化纖(聚酯)、絲線和羊毛同樣地進行了處理。

(羽絨的保溫性試驗)

分別使用20g的進行了二氧化鈦附著處理以及等離子體照射處理的羽絨和20g的未處理的羽絨，製作了實施例1和比較例的尺寸500mm×380mm的被褥樣品。使用該被褥樣品進行了以下的評價。

首先，利用滑動式變壓器將電熱帶(40mm)調節成約40℃。在對加熱前的各被褥的溫度進行了測定之後，如圖11的(a)所示，以位於被褥81的中央部分的方式將40℃的電熱帶82置於被褥81之下，放置到墊83上。如圖11的(b)所示，在被褥81之上配置紙引導件84，在開始加熱55分鐘後，按照紙引導件84的編號順序利用放射溫度計對被褥81的表面(外側)的溫度進行了測定。另外，僅針對紙引導件84的位置1，開始加熱後每10分進行了溫度的測定。

圖12的(a)中關於溫度示出了表示紙引導件的位置1處的被褥的表面的溫度的測定結果的圖表，圖12的(b)中關於溫度變化示出了表示紙引導件的位置1處的被褥的表面的溫度的測定結果的圖表。另外，圖13的(a)中示出了表示實施例1的開始加熱55分鐘後的被褥的各部分的溫度變化的狀態的說明圖，圖13的(b)示出了表示比較例的表示開始加熱55分鐘後的被褥的各部分的溫度變化的狀態的說明圖。而且，圖14的(a)中關於溫度示出了表示被褥的內部溫度的變化的圖表，圖14的(b)中關於溫度變化示出了表示被褥的內部溫度的變化的圖表。

作為結果，在使用了未處理的羽絨的比較例中，隨著時間的經過，表面溫度上升了近4℃，在使用了處理羽絨的實施例1中，沒有上升2℃以上。由此可知：處理羽絨的保溫性比未處理的羽絨的保溫性高，不會向被褥的外部散熱。

另外，設定成約40℃的電熱帶82的溫度若放入到被褥81內，則溫度上升了。對於處理羽絨，難以散熱，與未處理的羽絨相比，溫度較高。

(處理羽絨的耐洗滌性試驗)

首先，將尺寸450mm×100mm的棉布對摺，將兩邊縫合，其中放入3g的羽絨，將剩餘的邊縫上，製作了洗滌用樣品。i)使5ml的中性洗劑溶解於2L的水(約25℃)，放入洗滌用樣品，在進行了40次擠壓清洗之後，進行了脫水。ii)接著，反覆進行了兩次洗滌工序，在該洗滌工序中，將洗滌用樣品在水中進行40次擠壓清洗而洗滌、脫水。將上述i)、ii)反覆進行了10次之後，利用60℃的乾燥機使其乾燥了一晩。

(處理羽絨的洗滌後的吹風處理)

使用圖15所示的吹風處理裝置來進行了洗滌後的羽絨的吹風處理。圖示的裝置具備：裝置主體91，其用於進行羽絨的吹風處理；鼓風機92，其用於將空氣送入裝置主體91內部；以及閥93。另外，在裝置主體91的上部設置有：開口部94，其用於將羽絨向裝置主體91內投入；篩網部M，其用於將裝置主體91內的空氣排出。

首先，從上述洗滌完畢的棉布取出羽絨，使用漏鬥將羽絨從開口部94向裝置主體91內投入後，將開口部94關閉。接著，關閉閥93，使鼓風機92工作，對處理裝置91內的羽絨進行了10分鐘的吹風處理(空氣流速1600cm/s)。之後，將羽絨從處理裝置91內取出來。

(羽絨的XPS測定)

利用XPS(X射線光電子能譜法)對未處理的羽絨、附著二氧化鈦的羽絨、以及在二氧化鈦附著後進行了等離子體處理的羽絨的表面組成進行了分析。作為裝置，使用了珀金埃爾默(Perkin Elmer)公司制的ESCA5600，設為X射線源Mg Kα14kV 400W、TOA45°的條件。圖16中示出利用XPS獲得的各羽絨的表面組成的分析結果。另外，圖17、圖18中示出二氧化鈦處理的羽絨的等離子體處理前和等離子體處理後的C1s、Ti2p窄光譜。

根據圖16所示的結果可知：通過進行二氧化鈦處理，羽絨表面成為被鈦塗敷的狀態。另外，可根據圖17、圖18的結果估計：通過對二氧化鈦處理的羽絨進行等離子體處理，羽毛不產生變質，而Ti的峰值位置向高能量側偏移而靠近TiO2的459eV，雜質量減少了。

另外，圖19中示出利用XPS獲得的、針對二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的、1次～10次的每個洗滌次數的表面組成的分析結果，圖20中示出表示由洗滌次數引起的Ti濃度的變化的圖表。可根據這些結果估計：與洗滌前的二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨相比，洗滌後的二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的Ti濃度並不怎麼變化，鈦並沒有因洗滌而脫落。

另一方面，利用XPS對與羽絨同樣地處理了的化纖、絲線和羊毛的表面組成進行了分析。圖21～23中分別示出利用XPS獲得的化纖、絲線和羊毛的表面組成的分析結果。根據圖21～23所示的結果可知：通過進行二氧化鈦處理，化纖、絲線和羊毛各自的表面成為被鈦塗敷的狀態。

(羽絨的剛性試驗)

針對未處理的羽絨和二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨，對處理前後的剛性的變化、洗滌前後的剛性的變化、以及吹風處理前後的剛性的變化分別進行了評價。具體而言，i)如圖24的(a)所示，向外徑49mm、內徑45mm、高度500mm的丙烯酸管101內投入1.5g的羽絨D，在將蓋(2.5g，泡沫苯乙烯制)102和砝碼(50g)103載置到該羽絨D之上的狀態下，對羽絨D的高度h1進行了測量。之後，ii)如圖24的(b)所示，將砝碼103和蓋102去掉，再次對羽絨D的高度h2進行了測量。將壓扁了的羽絨鬆開之後，反覆進行了約10次上述i)、ii)的工序。圖25～圖27中示出其結果。

根據圖中的結果可知：二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨與未處理的羽絨相比，即使載置砝碼，也不怎麼變形，剛性較高。另外，砝碼去除後的恢復馬上產生，但並不是怎麼大的恢復。可知：若根據變形和砝碼的重量、截面積對彈性模量進行計算，則與未處理的羽絨相比，二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的彈性模量較高，成為高品質。

可知：在洗滌後，二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨與未處理的羽絨相比，剛性也較高。可知：二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的彈性模量也較高，即使進行洗滌，也殘留有處理效果。另外，在洗滌後，未處理的羽絨與二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的差異變小，但通過在洗滌後的羽絨進行吹風處理，未處理的羽絨與二氧化鈦附著·等離子體照射處理的羽絨的差異再次變大。

實施例2

除了使用異丙醇鋁來替代四異丙醇鈦以外，與實施例1同樣地製作了Al溶膠。接下來，與實施例1同樣地實施了氧化鋁附著處理。

圖28的(a)、(b)中分別示出附著氧化鋁的羽絨的、數字顯微鏡(株式會社基恩士制VHX-600)的照片圖。如圖示那樣可知：即使對圖28的未處理的羽絨和附著氧化鋁的羽絨進行比較，羽毛構造也不變化，維持了羽毛構造。

另外，將與實施例1同樣地利用XPS對未處理的羽絨和附著氧化鋁的羽絨的表面組成進行了分析的結果表示在圖29中。另外，圖30中示出氧化鋁處理前後的XPS光譜。

根據圖29和圖30所示的結果可知：通過進行氧化鋁處理，羽絨表面成為被氧化鋁塗敷了的狀態。由此，可知通過氧化鋁處理也獲得與實施例1的二氧化鈦處理同樣的羽絨。而且，在陶瓷處理中也確認了同樣的內容。

附圖標記說明

11、21、31、51、91、裝置主體；12、22、送入口；13、23、33、53、送出口；14、34、導入口；24、54、照射裝置；25、55、氣體流入口；32、52、注入口；35、57、93、閥；36、56、92、鼓風機；37、噴嘴；38、40、三通旋塞閥；39a～39e、流路；41、Ti溶膠容器；42、甲醇容器；43、N2氣囊；44、58、收納部；45、59、94、開口部；61、等離子體焰炬；62、壓克力板；63、連接器；64、氯乙烯管；65、玻璃毛細管；66、Cu管；67、有機矽管；68、有機矽管；69、彈簧夾；70、Cu帶；71、金屬篩網；81、被褥；82、電熱帶；83、墊；84、紙引導件；101、丙烯酸管；102、蓋；103、砝碼；M、篩網部；D、羽絨。