JP2001098451A - クッション材のリサイクル方法 - Google Patents

クッション材のリサイクル方法

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JP2001098451A JP2000218446A JP2000218446A JP2001098451A JP 2001098451 A JP2001098451 A JP 2001098451A JP 2000218446 A JP2000218446 A JP 2000218446A JP 2000218446 A JP2000218446 A JP 2000218446A JP 2001098451 A JP2001098451 A JP 2001098451A
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  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリエステル繊維からなるクッション材のリサ
イクル方法を提供する。 【解決手段】側地と芯地からなるクッション材を再利用
する方法であって、前記クッション材の側地と芯地を分
離し、芯地を再熱処理し形態を初期状態に戻し、その
後、側地と芯地を一体化することを特徴とするクッショ
ン材のリサイクル方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合繊維を使用し
たクッション材をリサイクルする方法であって、特にベ
ッド用のマットレスに使用され、一般ユーザーや病院で
繰り返し使用していることによりクッション性能が劣化
した場合でも、再度の熱処理にて初期のクッション性能
を再現できるクッション材を用いたクッション材のリサ
イクル方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル繊維製のクッション材は種
々開発されており、融点の異なる2種のポリエステル繊
維を、或いは芯鞘型熱融着繊維を使用し、通常熱風加熱
方式を用いて製造されている。この方法では、0.01
g/cm2以下の比較的低密度の場合、熱風をウェブの
内部まで貫通させるため、風圧によりクッション材の厚
み方向に密度ムラを生じ、また高密度のクッション材を
製造するには熱風の貫通に抵抗を生じ、厚さに限度があ
るなどの欠点があり、更に加熱の機構が主に対流及び伝
導によるため、エネルギー損失が大きいという欠点もあ
った。
【0003】また、特開平2−154050号では、蒸
熱処理による低融点繊維の溶融によって、交絡部融着し
た製品が開示されている。これは、混綿した芯鞘型繊維
の鞘部の低融点繊維の溶融によって、交絡部の固定がで
きるため、クッション性が良好で、比較的安定した製品
を得ることができるものである。
【0004】このように、不織布を構成する繊維の一部
に芯鞘型の繊維を用い、それを熱風加熱や蒸熱処理して
鞘部の低融点繊維を溶融させ鞘部どうしの交絡部を固定
することにより製造していた。その製品は、圧縮荷重に
よる歪みのないボリューム感ある製品であるが、かかる
製品はクッション材やベッド用のマットレスとして繰り
返し荷重がかかり、経時変化でヘタリが発生し、クッシ
ョン性能が劣化するものであった。また、ベッド用のマ
ットレスについては、病院や一般家庭向けに貸し出す事
業もあるが、貸出先から回収され嵩高性能の劣化したベ
ッド用マットレスは再度、マットレスとして再利用され
ることはなく、破断され焼却等されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の欠点を解消すべく、ポリエステル繊維からな
るクッション材であって、ベッド用マットとしても使用
できる、ボリューム感があり、しかも圧縮荷重による歪
みの少ない、品質のよいクッション材を用いたリサイク
ル方法に関するものであって、たとえ経時変化でクッシ
ョン性能が劣化したところで、再度の熱処理でクッショ
ン性能が復元できるクッション材及びそのリサイクル方
法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1にかかる発明は、側地と芯地から
なるクッション材を再利用する方法であって、前記クッ
ション材の側地と芯地を分離し、芯地を再熱処理し形態
を初期状態に戻し、その後、側地と芯地を一体化するこ
とを特徴とするクッション材のリサイクル方法である。
【0007】請求項2にかかる発明は、側地と芯地から
なるクッション材を再利用する方法であって、前記クッ
ション材を消毒し、側地と芯地を分離し、側地を洗濯
し、芯地を再熱処理し形態を初期状態に戻し、その後、
側地と芯地を一体化することを特徴とするクッション材
のリサイクル方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる、再度の熱処
理によりクッション性能が復元されるクッション材を以
下に説明する。かかるクッション材は、それを構成する
繊維として、(A)ポリエステル繊維と(B)鞘に芯よ
り融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維とを
混綿して不織布とした後に熱処理して形成された繊維構
造体であって、該繊維構造体を形成する各繊維間が相互
に前記芯鞘型複合繊維の鞘部の溶融によって融着されて
なり、再度の熱処理により初期のクッション性能を復元
することを特徴とするポリエステル繊維製のクッション
材である。
【0009】次に、かかるクッション材を構成する繊維
について説明する。(A)のポリエステル繊維として
は、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリへキサメ
チレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレ
ート、ポリ1,4−ジメチルシクロヘキサンテレフタレ
ート、ポリヒドロラクトンまたはこれらの共重合エステ
ルやコンジュゲートスピニングによる複合繊維などがい
ずれも使用できる。熱収縮率の異なる2種のポリマーか
らなるサイドバイサイド型複合繊維は、スパイラル状捲
縮を発現し、立体構造をとるので好ましく、特に、中空
率5〜30%の中空糸が好ましい。また、繊度は4〜1
67dtexで、カット長は25〜150mmのものを
使用するのが好ましい。
【0010】次に、(B)の芯鞘型複合繊維としては、
芯に通常のポリエステル繊維成分を使用し、鞘に低融点
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどを、芯
成分と鞘成分の融点の差が30℃以上となるように組み
合わせて製造した複合繊維がいずれも使用できる。繊度
2.2〜22dtex、カット長25〜76mmのもの
を使用するのが好ましい。また、(B)の芯鞘型複合繊
維の鞘成分としては、特に、低融点ポリエステルの使用
が好ましいが、この種のポリエステルは、アジピン酸、
セバチン酸などの脂肪族ジカルボン酸類、フタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸などの芳香族ジカ
ルボン酸類および/またはヘキサヒドロテレフタル酸、
ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類
と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、
プロピレングリコール、パラキシリレングリコールなど
の脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に
応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加
した共重合エステルであり、例えばテレフタル酸とエチ
レングリコールに、イソフタル酸および1,6−ヘキサ
ンジオールを添加共重合させたポリエステルなどが例示
される。
【0011】また、本発明のクッション材において、
(A)繊維と(B)繊維とを重量比で95:5〜40:
60という割合で混綿することが好ましい。
【0012】本発明では、構成する繊維主体として、中
空糸を使用するのが好ましいが、これは、ウェブの繊維
方向が不規則に絡み合い、芯鞘型複合繊維の低融点成分
と交絡部で融着接合されて立体的な構造となり、繰り返
し圧縮荷重による歪みが非常に小さい製品となるためで
ある。
【0013】本発明で用いる繊維構造体は、(A)ポリ
エステル繊維と(B)鞘に芯より融点が低い低融点成分
を使用した芯鞘型複合繊維とを混綿した不織布を、遠赤
外線または熱風ヒータで仮融著し、所定の密度および厚
さに応じて繊維構造体とし、この繊維構造体を熱処理し
て、繊維間を芯鞘が他繊維の鞘部の溶融により相互に融
着するという方法によって製造されるものである。
【0014】すなわち、本発明で用いる不織布は、
(A)ポリエステル繊維と(B)鞘に芯より融点が低い
低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維とを混綿して得ら
れた低目付の不織布(例えばカードウェブ)の表面を、
遠赤外線または熱風ヒータで仮融着し、所定の密度およ
び厚さに応じて構成し、蒸気釜に入れ、この蒸気釜内部
を減圧した後に一定時間湿熱処理し、その後冷却乾燥す
るという、2段階熱処理法によって製造される。
【0015】このような構成および2段階熱処理法で
は、不織布の内層部まで均一に融着されて密度分布が均
一になり、全体に風合いよく、外観も優れた製品を効率
よく製造することができる。
【0016】例えば、厚さ10mm以上、特に30mm
以上というようなベッド用マットレスに適した厚い不織
布であっても、所望の密度で、しかも密度のばらつき範
囲が±5%以内の製品を容易に得ることができる。
【0017】本発明に用いるクッション材の原料となる
不織布は、(A)ポリエステル繊維と(B)鞘に芯より
融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維とを混
綿したカードウェブを積層した後に熱処理して形成され
た不織布構造体であって、立体的に連続した繊維の交絡
部を上記芯鞘型複合繊維の鞘部の溶融によって融着する
ことにより製造する。
【0018】そして、上記熱処理は、上記積層されたカ
ードウェブを上下2枚のプレート間に圧縮保持させ、蒸
気釜に入れ、蒸気を導入するという方法で実施するもの
である。この際、上記積層されたカードウェブを積層時
と異なる方向に自重がかかるように起立または回転させ
た状態で熱処理することが好ましい。また、上下2枚の
プレートにはその不織布が当設する面に10〜150m
m間隔に深さを該不織布の厚さの10〜70%程度の刃
を設けておくと好ましい。この刃により不織布表面に切
り込みが設けられ、この切り込みにより屈曲性に優れた
クッション材を製造することができる。また、刃の取り
つけ根元をテーパ状に加工しておき、クッション材の表
面をかまぼこのような凸状に加工することも、クッショ
ン材の溝部周辺が堅くならずに好ましい。かかる状態で
加工をしたものを図1に示す。
【0019】さらに詳しく本発明に用いるクッション材
の製造方法を説明する。(A)および(B)の繊維を混
綿して得た低目付のカードウェブの表面を、遠赤外線ま
たは熱風ヒータで仮融着し、所定の密度および厚さに応
じて積層する。次に、この積層されたカードウェブを熱
伝導性のよい金属板などのプレート間に圧縮保持させ、
積層されたカードウェブを密閉できる蒸気釜中に投入す
る。次いで、前記蒸気釜内部を減圧した後、該蒸気釜に
9.8×10-2MPa以上の蒸気を導入して所定の時間
湿熱処理することが好ましく、積層されたカードウェブ
を圧縮保持するプレートは、多孔板とすることが好まし
い。
【0020】このように熱処理することにより、ベッド
用のマットレスとして用いられる比較的厚い不織布構造
体であっても、内層部まで均一に融着され、全体に風合
いよく、外観にも優れた製品を効率よく得ることができ
る。また、所望の密度で、密度のばらつき範囲が±5%
以内の製品を容易に得ることができる。
【0021】なお、本発明のクッション材に用いる不織
布を製造するに際しては、その自重が一方向に偏らない
ように、回転させながら熱処理してもよい。
【0022】このようにして製造された、クッション材
は、芯鞘型繊維の鞘部の低融点繊維どうしの溶融により
交絡部が接着して安定的な形態を保つものである。さら
に、湿熱で第1次および第2次熱処理をした不織布樺造
体は、顕著に良好な評価を有する。これは、前述の理由
に加えて、図2に製造直後のクッション材の電子顕微鏡
写真で明らかなように、バインダー繊維は、バインダー
繊維とバインダー繊維またはバインダー繊維と他の構成
繊維との一交点と他の一交点との間に、熱処理前のバイ
ンダー繊維よりも太い部分が節となって発現する。
【0023】この結果、1本のバインダー繊維に着目し
て観察すると、交点では接着点として十字型の溶融点を
有し、次の交点との間には、芯部のみからなる部分と、
過溶融により鞘部が流れだし芯部に鞘部が玉となった形
状(以下節状構造物という)を有する。
【0024】本発明にかかる不織布構造体は、前述のご
とくその内部に節状構造物を有する場合には、バインダ
ー繊維と交わる構成繊維は交点において接着し不織布横
造体に形態安定性を付与する。バインダー繊維はマトリ
ックス繊維の支持機能と共同して不織布構造体に適度な
剛性を与える。さらに、過酷な条件下における荷重に対
しては、交点の熱融着点のみではなく、芯部に鞘部が溶
融した節状構造物とその前後の芯部のみからなる複合構
造形態により、顕著な形態の復元性を発現する。
【0025】すなわち、低融点ポリマーのガラス転移点
以上の雰囲気下において圧縮荷重が付与された場合にお
いても、その荷重の解放後、一様に均等な太さでなく所
々に太くなった節状部分を有することにより一様な太さ
である構造物とは異なる剛性を有するものと考えられ
る。その一方で節状横造物は、剛性を付与するのみでは
なく、バネ構造に近い働きをするものと推察される。
【0026】次に、本発明にかかるマトリックス繊維と
してサイドバイサイドのコンジュゲート繊維H38F
(ユニチカ(株)製)、14dtex、51mmを80
重量%と軟化点110℃のバインダー繊維4080(ユ
ニチカ(株)製)、3.3dtex、51mmを20重
量%を混綿して湿熱成形処理した不織布構造体の性能評
価の結果を示す。性能評価は、この不織布をクッション
材として使用する場合の測定方法で、表面硬度(度)は
高分子計器製硬度計アスカーF型を用いて測定する。1
00kg荷重変位は、JIS S 1102に準拠し、
試験片300mm×300mm×試料厚み(mm)のも
のを、面積414cm2の加圧板で100kgの荷重を
かけた時のたわみ量(mm)を測定する。8万回圧縮残
留歪みは、JIS K 6401に準拠し、高分子計器
製の繰り返し圧縮試験機を用いて、試験片100×10
0×試料厚みのものを平行板にはさみ60回/分の圧縮
速度で、試験片の50%厚さまで8万回連続圧縮したの
ち、圧縮解除し、30分後に初期厚さとの変化(%)を
測定する。剥離強力(N/cm)は、引っ張り試験機を
用い、試験片W×L×t=25mm×150mmm×1
0mmを掴み間隔50mm、引っ張り速度100mm/
分にて50mm剥離させた時の強力を平均値で表す。こ
の結果を表1に示す。
【0027】表1から明らかなように、表面硬度が30
度、100kg荷重変位量が39mm、8万回圧縮残留
歪みが12%、剥離強力が0.87N/cmであり、ク
ッション性能の優れたものである。
【0028】次に、このクッション材を病院や一般家庭
に一定期間貸与して回収された状態と初期状態とを比較
する。表1において、表面硬度が20度、100kg荷
重変位量が52mm、8万回圧縮残留歪みが19%、剥
離強力が0.57N/cmであり、クッション性能の劣
化が著しいことが明らかである。特に表面硬度が下がっ
ていることは表面がフワフワな状態となっていることを
示しており、また、残留歪みの劣化はそのへタリ状態を
顕著に表しているものである。
【0029】このような状態で返却されたクッション材
を次のようにして再度の熱処理を行なう。再度の熱処理
は、回収されたクッション材を熱風ヒータで十分加熱処
理をする。より好ましくは密閉できる蒸気釜中に投入
し、次いで、前記蒸気釜内部を減圧した後、該蒸気釜に
9.8×10-2MPa以上の蒸気を導入して所定の時間
再度の熱処理することが好ましい。この際の再度の熱処
理の条件は、最初の熱処理時間の25%〜100%であ
るものである。この熱処理時間が25%以下であると所
望のクッション性を再現できないという問題点を生じ
る。
【0030】本発明者等は、クッション性の劣化は、初
期の熱セットにより溶融し融着していた芯鞘型繊維の交
絡部が外れることにより発生するものであるとの認識を
得たのである。という観点からすれば、初期の熱セット
時の条件を変更し、鞘部どうしの融着強度を上げ、外れ
ないようにすることも考えられる。そのため、例えば、
芯部の高融点繊維の溶融温度が260℃で、鞘部の低融
点繊維の溶融温度が110℃である場合において、高融
点繊維の溶融温度直下であって鞘部の低融点繊維の溶融
温度をはるかに越える温度(例えば220℃)で処理す
ることも考えられるが、初期状態での融着強度は上昇し
ても、相変わらず繰り返し荷重により交絡部は外れるも
のでしかない。
【0031】また、このような初期においてこのような
高温処理をすると、この高温のためマトリックスの主体
繊維であるポリエステル繊維や、芯鞘型バインダー繊維
の芯のレギュラーポリエステルまで熱劣化を起こしやす
い欠点がある。
【0032】さらに、マトリックス繊維として通常のポ
リエステル繊維を機械捲縮により嵩高性を持たせた場合
においては、再度の熱処理によっても嵩高性は復元し難
いとの認識を得たのである。という観点から、再度の熱
処理により前述の如く形態性を復元するとともに、嵩高
性を復元させるためには、マトリクス繊維に通常のポリ
エステル繊維を用いるのではなく、溶融温度の異なる2
種類以上のポリマーから構成される複合繊維、例えば、
サイドバイサイドタイプのポリエステル複合繊維を用い
ることが好ましいとの知見を得たのである。さらには、
その複合繊維は中空の複合繊維または偏芯している複合
繊維であれば、嵩高性がより良いため特に好ましいもの
である。
【0033】しかる状況の下、本発明者等は、特に湿熱
で熱セットされた不織布製のクッション材は、再度の熱
処理により顕著に形態性が復元するとともに嵩高性が復
元することを見いだしたものである。
【0034】再度の熱処理がなされたクッション材の性
能であるが、初期の熱処理後、病院や一般家庭で使用し
回収することを5回繰り返した。回収後に再度の熱処理
を行った状態をクッション材として評価したものを表1
に示す。
【0035】
【表1】
【0036】表1によると、再生1回目〜5回目のいず
れもが、ほぼ初期の状態に復元していることが明らかで
ある。
【0037】また、図3には、回収直後のクッション材
の側面図、図4に再度の熱処理されたクッション材の側
面図を示す。回収直後のクッション材の低融点部の鞘部
の交絡部の溶融が外れているが、それが再度の熱処理に
より交絡部の溶融がなされ、形態が復元されている状態
がわかる。
【0038】次に、かかるクッション材を用いたリサイ
クル方法について説明する。図5にその処理フローチャ
ートを示す。まず、ユーザーである一般家庭や病院から
1搬送単位毎に梱包されトラック等による回収処理がな
される。ついで、再利用できるものと廃棄されるもの、
たとえば表面の汚損状態や著しいへタリがあるものにつ
いては、廃棄処分とするものである。
【0039】廃棄処理工程においては、廃棄処分となっ
たクッション材を芯地と側地とを分離して、あるいは一
体化したまま、細かく裁断、あるいは燃焼処理する工程
である。
【0040】再利用されるものは、まず、消毒処理がな
されることとなる。この消毒処理は必ずしも実施する必
要はないが、実施した方がより好ましい。消毒方法とし
ては、ホルマリンによる方法や高温蒸気釜中で処理する
等の方法がとられる。次に、側地と芯地を分離し、洗濯
処理がなされることとなる。この側地と芯地を分離する
洗濯処理は必ずしも実施する必要はないが、芯地を特に
洗濯しなくても良いので、分離を実施した方がより好ま
しい。この洗濯処理工程においては、通常の業務用に適
した洗濯方法であって、芯地と側地とを分離することな
くクッション材を、ランドリーにて洗濯後に、そのまま
タンブラーで乾燥するという方法がある。この方法で
は、水を含有しながら洗濯するのでクッション材の機械
的ダメージが大きいものとなるが、後に記載する再熱工
程での処理でクッション性が復元されることとなる。ま
た、乾燥も含水状態でタンブラー乾燥するのでクッショ
ン性の風合いの落ち込みが大きいが、後に記載する再熱
工程での処理でクッション性が復元される。
【0041】また、他の洗濯方法としては、布団をロー
ル状にして洗濯しその後平面乾燥機で乾燥するか、また
は前記処理においてロール状にする前に含水処理し同様
に洗濯して、乾燥は天日干しにする方法である。この方
法では、先の洗濯方法に比較して、洗濯時の詰物へのダ
メージは低減されるが、乾燥時の風合い向上は不十分で
ある。この理由としては、洗濯後ロール状のものをただ
開いているだけであって、詰物、側地に手を加えること
なく乾燥しているためである。側地に手を加えることな
く処理し、乾燥も含水状態でタンブラー乾燥するのでク
ッション性の風合いの落ち込みが大きいが、後に記載す
る再熱工程での処理でクッション性が復元される。
【0042】次に、芯地は芯地リニューアル工程に付さ
れる。この工程においてまず、なされるのは、品質確認
である。どの程度のクッション性の劣化を受けているか
否かを、判断する。外観観察では発見できなかった復元
不可能なクッション性の劣化を判断するためである。具
体的には、表面硬度、100kg荷重変位量、8万回圧
縮残留歪み、剥離強力等の物性値で判断することとな
る。前記物性値が一定レベルに達しなかった場合には前
述と同様の廃棄処理を行う。
【0043】次に、物性値が一定レベルに達し破棄され
ないとされた場合あっても、一定の物性値を下回った場
合や、物性値の値に関わらず表面が汚損している湯合に
は、再熱処理に先立ち表面処理を行う。表面処理とは、
クッション材の表面に当該クッション材と同様の組成を
有する薄膜状のウェブを重ねることにより行う。当該処
理を行うことにより、一層の形態性復元効果を得られる
とともに、表面の汚損がなきものとなる。再熱処理は、
前述の如くの再度の熱処理を行なう。
【0044】また、側地は側地リニューアル工程に付さ
れる。この工程において、先ずなされるのは品質確認で
ある。どの程度の側地が汚損等のダメージを受けている
か否かを判断する。品質確認で再処理によってもリサイ
クルできないと判断された回復不可能な汚損のある側地
は廃棄処理される。
【0045】
【発明の効果】本願発明の請求項1にかかる発明によれ
ば、再度の熱処理を施すことによりクッション性が復元
し、繰り返し利用可能なクッションを芯地とし、その芯
地を覆う側地とからなるクッション材を用い、多数ユー
ザーで長期にわたり使用されヘタリ等のクッション性が
劣化したクッション材を効率的にリサイクルすることが
出来る。また、本願発明の請求項2にかかる発明によれ
ば、請求項1にかかる発明の効果に加えて、病院等で病
原菌等により汚損されたクッション材であっても安全に
再熱処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリサイクル方法に用いるクッション材
の斜視図である。
【図2】本発明のクッション材の製造直後の表面電子顕
微鏡写真である。
【図3】本発明のクッション材の回収直後の側面図であ
る。
【図4】本発明のクッション材の再熱処理直後の側面図
である。
【図5】 本発明のクッション材のリサイクル方法であ
る。
【符号の説明】
101 バインダー繊維 102 マトリックス繊維 103 熱融着点 104 節状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D04H 3/14 D04H 3/14 A (72)発明者 尾上 宏 大阪市北区梅田一丁目2番2号 カネボウ 合繊株式会社内 (72)発明者 綿奈部 昇 山口県防府市鐘紡町4番1号 カネボウ合 繊株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 側地と芯地からなるクッション材を再利
    用する方法であって、前記クッション材の側地と芯地を
    分離し、芯地を再熱処理し形態を初期状態戻し、その
    後、側地と芯地を一体化することを特徴とするクッショ
    ン材のリサイクル方法。
  2. 【請求項2】 側地と芯地からなるクッション材を再利
    用する方法であって、前記クッション材を消毒し、側地
    と芯地を分離し、側地を洗濯し、芯地を再熱処理し形態
    を初期状態に戻し、その後、側地と芯地を一体化するこ
    とを特徴とするクッション材のリサイクル方法。
JP2000218446A 1999-07-28 2000-07-19 クッション材のリサイクル方法 Expired - Lifetime JP4441077B2 (ja)

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