JP2000064163A

JP2000064163A - 繊維成形体

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Publication number: JP2000064163A
Application number: JP10230658A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kitazono; 勉北薗; Koichi Minorikawa; 紘一御法川
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、繊維製品を再利用することもできる
上に、良好な吸音・防音性と、クッション材に要求され
る荷重時の低い沈み量を共に満足する上に、安価である
という、優れた繊維成形体を提供せんとするものであ
る。【解決手段】本発明の繊維成形体は、少なくとも布帛状
物を５重量％以上含む、単繊維状物および糸状物を混在
してなる繊維集合体であって、該繊維集合体は、互いに
部分的に結合されて一体的に構成されており、かつ、該
繊維集合体の比重が０．０５〜０．３ｇ／ccであり、厚
さが５〜３００mmの範囲にあることを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、良好な吸音・防音
性と、クッション材に要求される荷重時の低い沈み量を
共に満足する繊維成形体に関する。特にマットレス、寝
具、椅子、座席、建築材料、道路、車両の防音、断熱、
クッション材の中材として好適な繊維成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている中材は、開繊さ
れた単繊維のみで構成されているため、かさが高く、そ
れだけ高比重のものを得ることが難しかったし、また、
そのような高比重のものを必要とすることもなかった。
したがって、従来中材では、優れた吸音・防音性を達成
することも、また、クッション材に要求される荷重時の
低い沈み量を達成するものも存在しなかったのが実状で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、繊維製品を
再利用することもできる上に、良好な吸音・防音性と、
クッション材に要求される荷重時の低い沈み量を共に満
足する上に、安価であるという、優れた繊維成形体を提
供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の繊維成形体は、少なくとも布帛
状物を５重量％以上含む、単繊維状物および糸状物を混
在してなる繊維集合体であって、該繊維集合体は、互い
に部分的に結合されて一体的に構成されており、かつ、
該繊維集合体の比重が０．０５〜０．３ｇ／ccであり、
厚さが５〜３００mmの範囲にあることを特徴とするもの
である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり良好
な吸音・防音性と、クッション材に要求される荷重時の
低い沈み量を共に満足する繊維成形体について、鋭意検
討し、布帛状物を特定量含む、単繊維状物および糸状物
を混在してなる繊維集合体で繊維成形体を構成したとこ
ろ、意外にも、かかる課題を一挙に解決することを究明
したものである。

【０００６】すなわち、本発明の繊維成形体は、少なく
とも布帛状物５重量％以上含み、かつ、単繊維状物およ
び糸状物を混在させて構成したものが使用される。本発
明の布帛状物とは、糸状物が、織り編み物のように結合
されているとか、また不織布のように単繊維相互が、シ
ート状に結合されている状態のものをいう。本発明の繊
維成形体において、高比重状態の繊維集合体を容易に得
るためには、かかる布帛状物で構成されていることが必
須要件である。また、本発明の単繊維状物とは、繊維１
本１本が、開繊された状態で、独立して存在している状
態である。また、糸状物とは、単繊維が、撚りが掛けら
れたり、結合されたりして、単繊維がバラバラになるこ
となく、集合している状態のものをいう。

【０００７】本発明でいう高比重とは、０．０５ｇ／cc
以上のものを指し、従来のように、単繊維だけでかかる
比重のものを得ようとすると、高圧とか、高熱という過
酷な条件の下で、一般的には、常温下で高圧により０．
０５ｇ／cc以上の比重を得るためには、５０ｇ／cm²以
上の荷重を加え、圧縮した状態で単繊維相互を固着する
必要があった。このように高温高圧処理したものは、繊
維が固まって、比重は高めることができるが、クッショ
ン性を著しく損なうものしか得られない。

【０００８】本発明の繊維成形体によれば、５重量％以
上の布帛状物を混在させることにより、１／１０以下の
荷重で、優れたクッション性を維持したまま結合し、一
体化させることができる。

【０００９】本発明の繊維成形体において、該布帛状物
を少なくとも５重量％混在させることにより、つまり、
単繊維状物および糸状物を混在させることにより、中材
としての弾性、柔らかさを与えることができたものであ
る。好ましくは単繊維状物が５０重量％以上、糸状物
は、両者の中間的な弾性と柔らかさを有するため有用
で、好ましくは５〜３０重量％混入するのがよい。

【００１０】本発明の繊維成形体は、０．０５〜０．３
ｇ／ccの比重を有するものであるが、かかる高比重な繊
維成形体製品は、高い吸音性と、圧縮時、低い圧縮量を
満足するという特徴を発揮する。たとえば、中心波長
が、５００Ｈｚでの、垂直入射吸音率は、繊維の太さ、
製品の厚さにも左右されるが、比重に影響されるところ
が大きく、比重０．０１９ｇ／ccでは２２％であるのに
対し、比重０．０３４ｇ／ccでは３０％、さらに比重
０．０５ｇ／ccでは４３％、比重０．１ｇ／ccでは６０
％と高くなるものである。

【００１１】また、圧縮量もかかる吸音率と同様に比重
が高いほど少なくなる。たとえば、吸音性と同時にクッ
ション性が要求される場合、人体重が加わったとき、圧
縮量が大きいクッション材であると、歩き辛く不安定で
あり、別の寝装用途では寝辛い状態のものとなる。これ
に対し、圧縮量の小さいクッション材では、これらはい
ずれも安定したものとなる。しかし、かかる比重が、
０．３ｇ／ccを越える高いクッション材であると、硬す
ぎて、圧縮量が小さすぎ、弾性がなくなる上に、高価格
となるので実用性がなくなる。

【００１２】次に、本発明の繊維成形体の厚さは、クッ
ション性、吸音・防音性を得るためには、最低５mm以上
必要で、それより薄い場合では、圧縮量が少なすぎ、ま
た、音が貫通し易く、音の反射も多くなる。しかし、厚
さが３００mmを越えるものでは、吸音・防音も、圧縮量
も、さらに価格の点のいずれにおいても不利なものとな
るので好ましくない。

【００１３】本発明の繊維成形体を構成する単繊維状
物、糸状物および布帛状物は、いずれも、構成する繊維
素材は、天然繊維、合成繊維のいずれでもよく、また、
それら単独又は混合であっても使用することができる。
たとえば、天然繊維は、羊毛、羽毛、麻、木綿、絹な
ど、合成繊維はポリエステル、ポリアミド、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、アクリルなどを使用することがで
きる。

【００１４】かかる繊維素材の太さは、１０００デニー
ル程度以下であればいずれも使用可能で、細いのは１デ
ニール以下でも良い。繊維の長さは、ステープル、フィ
ラメントいずれもよいが、あまり短いと、使用中に脱落
するため、粒状物、つまり該布帛状物であれば、好まし
くは３０〜２００mm、さらに好ましくは４０〜１５０mm
の直径を有するもの、該単繊維状物および糸状物では、
好ましくは１〜１００mm、さらに好ましくは１０〜８０
mmの長さを有するものが使用される。後者の場合は、ケ
ン縮の有無は問わないが、ケン縮の多いものの方が弾力
性を惹起するものを与えるので好ましい。かかる単繊維
状物、糸状物および布帛状物は、工場から出る布帛屑や
繊維屑、さらに使い古しのものなどをそのまま再利用す
ることができ、特に省資源、地球環境を守るという意味
から好ましいことである。

【００１５】本発明の繊維成形体を製造する手段の一例
としては、たとえば布帛である織物、編み物または不織
布などを、ガーネットワイヤーを巻いたシリンダーを高
速で回転させ、かかる布帛を対になったフィードローラ
ーでつかみながら供給し、バラバラにする。なお、かか
る布帛状物を、該繊維成形体中に多く存在させたい場合
は、フィードローラーを早くまわして、該布帛を早く供
給するようにすればよく、逆に単繊維状物を多く混在さ
せたい場合は、原綿を布帛と一緒に供給する手段が好ま
しく使用される。また、該糸状物は、布帛状物をバラバ
ラにする過程で生じるものを使用するのが好ましい。ま
た、必要に応じてかかる工程を重複させて、各種繊維成
分の組成を調整することができる。

【００１６】本発明の繊維成形体の比重を安定させるた
めには、単繊維状物、糸状物および布帛状物を互いに結
合して固着、一体化することが必要である。かかる結合
手段としては、ニードルパンチ、ウオーターパンチによ
る絡合とか、接着剤による接着などの手段を使用するこ
とができる。かかる結合手段は、用途によって選ぶこと
ができるが、屈曲性と柔らかさを得たい場合には、ニー
ドルとかウオーターパンチを採用するのがよい。また、
ニードルパンチは、厚い物、ウオーターパンチは薄い１
０mm以下のものを得たい場合に採用するのがよい。接着
剤による接着固定は、しっかりとした安定した繊維成形
体を得ることができるので、すべての用途に好ましく使
うことができる。

【００１７】かかる接着剤としては、合成樹脂、ゴム系
なでいずれでも使用することができ、使用に際しての形
状は、粒状、液状、繊維状などのものを使用することが
できるが、加工性や実用性の上から繊維状接着剤が最も
好ましく使用される。

【００１８】かかる繊維状接着剤としては、たとえば、
融点の低い、たとえば１２０℃で軟化する接着性の合成
繊維を５〜８０重量％均一に混入し、エアースルー型熱
処理機で１３０℃以上の処理を施す方法で得ることがで
きる。もちろん、パンチ処理と熱接着処理を併用するこ
とも可能で、コストは高くなるが、特に、硬い高密度な
繊維成形体を容易に得ることができる。

【００１９】なお、上述の接着性の合成繊維としては、
ポリエステル、ポリアミド、ポリプルピレン、ポリエチ
レン系などの繊維からなるものがあるが、単繊維状物、
糸状物および布帛状物、つまり繊維成形体を構成する主
繊維材料より１０〜２００℃低い軟化点を有する低融点
繊維を選ぶことが好ましい。特に好ましくは、芯部が通
常融点、鞘部が低融点であるポリエステル系繊維で構成
された、芯鞘型熱接着繊維を使用するのが好ましい、か
かる接着性の合成繊維としては、２〜２０デニールの太
さのものが好ましく使用される。

【００２０】本発明の繊維成形体は、用途によっては、
必要な形状に成形することができる。このような場合に
は、繊維状接着剤を均一に混入し、形状内に詰め込ん
で、必要な比重になるように圧縮し、熱処理し、冷却を
して賦型品を作成する。または、一定厚さを持った平面
上の成型品に型押しして、熱処理して、冷却を行うこと
によって賦型することもできる。いずれの方法において
も、高い比重の繊維成形体を得るのに、大きな圧力など
の力は必要ない。

【００２１】次に本発明の繊維成形体の一例を図面によ
って説明する。図１は、本発明に係る繊維成形体の一例
を示す概略図であり、図２は、その断面の一例を示す断
面拡大図である。図１のように、本発明の繊維成形体１
は、繊維集合体２によって構成されているものであり、
また、繊維集合体２は、単繊維状物３と糸状物４と布帛
状物５が混在して構成され、部分的に接着剤６によって
固着されているものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳しく
説明する。

【００２３】実施例１原料として、ポリエステルタフタ織物を準備した。糸使
いは、ポリエステル１００％、５０デニール１８フィラ
メントと７５デニール３６フィラメントで、織り密度は
縦糸と横糸を合わせて１８０本／２．５cm²である。加
えて、ポリエステル繊維、太さ１３デニール、長さ６４
mmで、中空率３２％、ケン縮数１０山／２５mm、ケン縮
度１８％の原綿と、さらに、接着繊維として、鞘部の溶
解点が１１０℃であるポリエステル芯鞘型接着繊維４デ
ニール５１mmを準備した。かかる繊維を重量比で５０対
２０対３０対でサンドイッチ状にしてガーネット機のラ
チス上に積層、供給して開繊、混合した。このときのフ
ィードローラーは、ガーネットワイヤ巻きで、表面速度
は７ｍ／分で、シリンダーは、直径６０cm、ガーネット
の針密度２５針／２．５×２．５cm、回転数５００ｍ／
分である。

【００２４】かかるガーネット機を２回重複して通過さ
せた後、中空メタルパンチシリンダーを通過させて厚さ
２０cmのシート状とした。

【００２５】このときのシートを分析した結果、目付
２，０００ｇ／ｍ²、布帛状物１５重量％（直径５０〜
１００mm、平均直径８０mmの分布物）、糸状物３重量％
（長さ２０〜１５０mm、平均糸長７０mmの分布物）、繊
維状物８２重量％（長さ１〜１００mm、平均糸長４０mm
の分布物）であった。

【００２６】このシートを２枚積層して、厚さを制御す
ることなく、エアースルー型熱処理機に掛けて、目付
４，０００ｇ／ｍ²、厚さ４cm、比重０．１ｇ／ccの繊
維成形体を作成した。

【００２７】このときの熱処理温度は、１７５℃、時間
は３分間、この熱処理時の該繊維成形体の上下の圧力差
は、８０mm／Ａｑであるが、処理温度と、風量による圧
力差により、従来のように高圧力による厚さ制御をする
ことなく、容易に高比重の成形体を得ることができた。

【００２８】比較例原料として、実施例１で使用したものと同じポリエステ
ル繊維、太さ１３デニール、長さ６４mmで、中空率３２
％、ケン縮数１０山／２５mm、ケン縮度１８％の原綿
と、さらに、接着繊維として、鞘部の溶解点が１１０℃
であるポリエステル芯鞘型接着繊維４デニール５１mmを
準備した。これら両者を７０対３０で混合し、実施例１
と同様にガーネット機に掛け、同様に２０cmのシートを
作成した。このシートの目付は３００ｇ／ｍ²であっ
た。

【００２９】かかるシートを１３層積層し目付４，００
０ｇ／ｍ²とし、比較例としようとしたが、厚さ２００
cmにもなるため不可能であった。

【００３０】つぎに、前記シートを５層積層し、エアー
スルー型熱処理機に掛け、しかも型枠により、厚さを４
cmに制御し、実施例１と同じ条件で処理を行って、繊維
成形体を得た。この繊維成形体は、厚さ４cm、目付１，
５００ｇ／ｍ²、比重０．０３８ｇ／ccであった。

【００３１】かかる実施例１のものと、比較例１のもの
を比較してみると、比較例１のものは、常識的な機械で
は実施例１のような高密度品を得ることが難しく、さら
に両者の垂直入射吸音率を測定した結果、図３のとお
り、特に低周波領域での吸音率が実施例１のものに比し
て悪い結果であり、また、圧縮量においても、１０kg／
７８．５cm²荷重時において、実施例１のものが９mmで
あるのに対し、比較例１のものは２７mmで、大きな差が
あった。

【００３２】なお、垂直入射吸音率の測定は、電子測器
（株）製自動垂直入射吸音率測定器タイプ１００４１Ａ
を使って、ＪＩＳーＡ１４０５に従い測定した。また、
圧縮量は、インストロン社製万能試験機を使って、直径
１０cmの円盤で１０kg／７８．５cm²圧縮したときの値
である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、マットレス、寝具、椅
子、座席、建築材料、道路、車両の防音、断熱、クッシ
ョン材の中材として好適な繊維集合体を安価に再現性よ
く提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る繊維成形体の一例を示す概略図
である。

【図２】本発明に係る繊維成形体の断面の一例を示す
拡大図である。

【図３】実施例１と比較例１の垂直入射吸音率の比較
グラフである。

【符号の説明】

１：繊維成形体２：繊維集合体３：単繊維状物４：糸状物５：布帛状物６：接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも布帛状物を５重量％以上含む、
単繊維状物および糸状物を混在してなる繊維集合体であ
って、該繊維集合体は、互いに部分的に結合されて一体
的に構成されており、かつ、該繊維集合体の比重が０．
０５〜０．３ｇ／ccであり、厚さが５〜３００mmの範囲
にあることを特徴とする繊維成形体。
【請求項２】該布帛状物、単繊維状物および糸状物が、
粒状物であることを特徴とする請求項１記載の繊維成形
体。
【請求項３】該布帛状物の粒状物が、３０〜２００mmの
直径を有するものであることを特徴とする請求項２記載
の繊維成形体。
【請求項４】該単繊維状物および糸状物の粒状物が、１
〜１００mmの長さを有するものであることを特徴とする
請求項２記載の繊維成形体。
【請求項５】該糸状物が、５〜３０重量％含まれるもの
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の繊維成形体。
【請求項６】該単繊維状物が、少なくとも５０重量％含
まれるものであることを特徴とする請求項１〜５のいず
れかに記載の繊維成形体。
【請求項７】該結合が、ニードルパンチ、ウォータージ
ェットパンチおよび接着剤から選ばれた少なくとも１種
によって結合されたものであることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の繊維成形体。
【請求項８】該結合が、接着剤によって接着されたもの
であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の繊維成形体。
【請求項９】該接着剤が、繊維状接着剤である請求項８
記載の繊維成形体。
【請求項１０】該繊維集合体が、賦型されているもので
あることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の
繊維成形体。
【請求項１１】該繊維成形体が、マットレス、寝具、椅
子、座席、建築材料、道路、車両の防音・断熱材または
クッション材の中材用であることを特徴とする請求項１
〜１０のいずれかに記載の繊維成形体。