JP2006116182A

JP2006116182A - 座席シート及びその製造方法並びに該座席シートのへたり回復処理方法

Info

Publication number: JP2006116182A
Application number: JP2004309472A
Authority: JP
Inventors: Hirochika Takei; 泰親武井; Atsushi Suzuki; 篤鈴木; Hidemori Tanno; 秀盛丹野
Original assignee: TS Tech Co Ltd; Mitsui and Co Ltd; Teijin Fibers Ltd
Current assignee: TS Tech Co Ltd; Mitsui and Co Ltd; Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: US7996970B2; WO2006046541A1; EP1810597B1; JP4809599B2; DE602005022336D1; EP1810597A4; CN100571577C; ATE473657T1; US20080284231A1; EP1810597A1; CN101128140A

Abstract

【課題】応力方向の硬さを確保し、応力の分散性、耐久性に優れると共に、３次元的な複雑な凹凸形状のクッション体を有する座席シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】フレーム１５，２５と、複数のシート状繊維構造体４ａ〜４ｄが一体に形成されたクッション体１１，２１と、表皮１３，２３を備えた座席シート１であって、シート状繊維構造体４は、非弾性捲縮短繊維に熱接着性複合短繊維が混綿され、交差点が熱融着されてなり、厚さ方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２の関係を満足し、クッション体１１，２１は、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄを積層して成形型４０内に圧縮した状態で配置し、高圧スチーム成形して一体に形成され、荷重が掛かる方向に厚さ方向が沿うようにフレーム１５，２５に配設されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は座席シート及びその製造方法並びに該座席シートのへたり回復処理方法に係り、特に、繊維製クッション材を用いた座席シート及びその製造方法並びに該座席シートのへたり回復処理方法に関する。

従来、ポリエステル系短繊維をクッション材として用いた座席シートが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特許文献１に記載の座席シートに用いられるクッション体は、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維集合体からなるマトリックス繊維中に、熱接着性複合短繊維が接着成分として分散・混入されたウェブであって、その長さ方向に向いている繊維の総数をＡ、横方向に向いている総数をＢとしたとき、Ａ＞３Ｂ／２の条件を満足するウェブが、その長さ方向に沿って林立状態で順次おりたたまれた状態となっている。

熱接着性複合短繊維は、短繊維を構成するポリエステルポリマーの融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとからなり、前者が少なくとも繊維表面に露出しているものである。

また、クッション体は、ウェブが林立状態に折り畳まれる際に、ウェブ中には熱接着性複合短繊維同士が交差した状態でお互いに熱融着により形成された可撓性熱固着点、および熱接着性複合短繊維と非弾性ポリエステル系短繊維とが交差した状態で熱融着により形成された可撓性熱固着点とが散在するように構成される。

また、このクッション体は、荷重が加わる方向にそのクッション性詰物の林立方向が向くように座席シートに配設される。
この座席シートは、荷重方向にウェブ中の繊維の長さ方向が沿うような状態で構成されているので、通気性はもちろんのこと、応力方向に対して適当な硬さを有し、応力を分散することが容易となる。

また、特許文献２に記載の座席シートに用いられるクッション体は、蒸気熱によって溶解する熱可塑性のバインダと、このバインダよりも高融点の繊維が混合され適度の嵩高性の繊維群よりなる繊維質体を、下型および上型の少なくとも一方の成形面に蒸気の吹出し孔を多数有する下型成形面と上型成形面間に配置し、両型を圧締し、吹出し孔より蒸気を噴射して成形し成形面形状を有するように形成される。

このように、蒸気熱に対して溶解する熱可塑性のバインダを含む繊維質体を成形型内に配置して、スチーム成形することによって、所望形状のクッション体を得ることが可能となる。

特開平８−３１８０６６号公報（第３−８頁、図３）特開平５−３２１１１４号公報（第２−３頁、図１）

しかしながら、特許文献１の技術では、２次元的な構造であるものに対してはよいが、３次元的な構造のものに関しては、不十分であった。つまり、特許文献１の技術では、荷重当接面を複雑な凹凸形状に形成したり、部分的にクッション感を変えたりすることが困難であり、着座感が良好な座席シートを得ることができなかった。

また、特許文献２の技術では、クッション体を３次元的な凹凸形状に形成することはできるものの、応力方向の硬さや応力の分散性、耐久性という点では、不十分であった。
また、繊維製クッション体は、実使用を繰り返していくうちに、圧縮歪を受けてへたることがあるという問題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、応力方向の硬さを確保し、応力の分散性、耐久性に優れると共に、３次元的な複雑な凹凸形状のクッション体を有する座席シート及びその製造方法を提供することにある。
また、座席シートのクッション体に繰り返し荷重が掛かり、へたりが生じてもそのへたりを回復させることができる座席シートの処理方法を提供することにある。

上記課題は、本発明によれば、シートフレームと、複数のシート状繊維構造体が一体に形成されたクッション体と、該クッション体を覆う表皮を備えた座席シートであって、前記シート状繊維構造体は、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点と、前記熱接着性複合短繊維よりも高い融点を有する非弾性捲縮短繊維と前記熱接着性複合短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点と、が散在し分布してなると共に、単位体積当りにおいて厚さ方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２の関係を満足し、前記クッション体は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、前記複数のシート状繊維構造体を厚さ方向に積層して圧縮した状態で配置し、前記成形型に対して大気圧よりも高い気圧下において蒸気を吹きつけることによって一体に形成され、着座者の着座時に荷重が掛かる方向に厚さ方向が沿うように前記シートフレームに配設されてなることにより解決される。

このように、本発明では、厚さ方向に沿う繊維の数が、厚さ方向と垂直な方向に沿う繊維の数よりも３／２以上多く形成されたシート状繊維構造体を、厚さ方向に積層して、成形型内で高圧スチーム成形することによって、クッション体が形成されている。そして、そのクッション体は、着座者の着座時に荷重が掛かる方向に厚さ方向が沿うようにシートフレームに配設されている。

このような構成により、本発明の座席シートでは、クッション体を３次元的な凹凸形状に形成することができる。また、繊維の長さ方向が主として荷重方向に向いているので、クッション体は、通気性はもちろんのこと、応力方向に対して適当な硬さを有し、応力を分散することが容易である。さらに耐久性に優れたものとなる。したがって、着座者が着座した場合に、快適な着座感を長時間保持することができる。

また、前記シート状繊維構造体は、密度分布が０．０１５〜０．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であると好適である。
また、前記熱接着性複合短繊維は、少なくとも融点が１２０℃以上とするとよい。
また、具体的には、前記クッション体は、少なくとも着座部又は背もたれ部に用いることができる。

また、上記座席シートは、へたりが生じた場合であっても、前記クッション体に、前記熱接着性複合短繊維及び前記非弾性捲縮短繊維のガラス転移点よりも高くかつ前記熱接着性複合短繊維の融点よりも低い温度の蒸気を吹き付けることによって、へたりを回復させることができる。

また、上記座席シートは、前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、前記シートフレームに前記クッション体および前記表皮を取り付ける組み付け工程と、を備え、前記クッション体形成工程では、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点と、前記熱接着性複合短繊維よりも高い融点を有する非弾性捲縮短繊維と前記熱接着性複合短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点と、が散在し分布してなると共に、単位体積当りにおいて厚さ方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＢとしたとき、Ａ≧３Ｂ／２の関係を満足するシート状繊維構造体を形成し、次に該シート状繊維構造体を所定形状に複数に裁断し、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、前記複数のシート状繊維構造体を厚さ方向に積層して圧縮した状態で配置し、前記成形型に対して大気圧よりも高い気圧下において蒸気を吹きつけることによってクッション体を形成する座席シートの製造方法によって製造することができる。

本発明によれば、厚さ方向に繊維の長さ方向が向くように形成されたシート状繊維構造体を積層し、成形型内で高圧スチーム成形することによって、３次元的な凹凸を有するクッション体を構成している。本発明の座席シートは、構成繊維が厚さ方向を向くように形成された３次元的形状を有するクッション体を、繊維方向が応力方向を向くようにしてシートフレームに配設した構成となっている。

このような構成によって、本発明の座席シートでは、クッション体を３次元的な凹凸形状に形成して、着座感を良好とすることができる。また、厚さ方向に繊維の長さ方向が向くように形成されているため、成型時における蒸気熱が伝わりやすく成型時間を短縮することができると共に、成型品の端部がきれいに成型できる。そして、繊維の長さ方向が主として荷重方向に向いているので、クッション体は、通気性はもちろんのこと、応力方向に対して適当な硬さを有し、応力を分散することが可能であると共に、耐久性に優れたものとすることができる。

また、本発明の座席シートは、繰り返し荷重が掛かってへたりが生じても、所定温度の蒸気を吹き付けることによって容易に、元の形状及び撓み力を回復させることができる。このように、所定温度の蒸気を吹き付けるという簡単な処理によって、へたりを回復させることができるので、手間が掛からず、長期間にわたって良好な着座感を保持することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。

図１〜図7は、本発明の一実施形態に係るものであり、図１は座席シートの説明図、図２はウェブの繊維方向の説明図、図３はシート状繊維構造体の製造工程の説明図、図４はシート状繊維構造体の積層前の説明図、図５は成形型の説明図、図６，図７はクッション体の製造工程の説明図である。

本例の座席シート１は、車、電車、航空機等の座席に適用することができるものであり、事務椅子、介護椅子等の各種椅子等にも適用可能である。本例の座席シート１は、図１に示すように、着座部１０と、背もたれ部２０と、を備えている。着座部１０，背もたれ部２０は、それぞれシートフレーム１５，２５にクッション体１１，２１を載置し、クッション体１１，２１を表皮１３，２３で覆った構成となっている。

本例のクッション体について、着座部１０のクッション体１１を例にとって説明する。クッション体２１についても同様な方法で形成されている。本例のクッション体１１は、後述するようにウェブ２を林立状態に折り畳んだシート状繊維構造体４を形成し、このシート状繊維構造体４を複数積層して、無数の蒸気孔が型面に形成された成形型４０内に配置し、圧締した状態で、高圧スチーム成形機５０内で高圧スチーム成形されたものである。

まず、本例のクッション体１１を形成するためのウェブ２について説明する。ウェブ２は、非弾性捲縮短繊維の集合体からなるマトリックス繊維中に、この短繊維よりも低い融点であって、少なくとも１２０℃以上の融点を有する熱接着性複合短繊維が接着成分として分散・混合されたものである。

本例のウェブ２は、非弾性捲縮短繊維としての非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリエステルポリマーの融点より４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとからなる熱接着性複合短繊維とが、主に長さ方向に繊維の方向が向くように混綿されたものである。本例のウェブ２は、少なくとも３０ｃｍ^３／ｇの嵩性を有すると共に、熱接着性複合短繊維同士間、および熱接着性複合短繊維と非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との間に立体的繊維交差点が形成されている。

本例では、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維として、異方冷却により立体捲縮を有する単糸繊度１２デニール、繊維長６４ｍｍの中空ポリエチレンテレフタレート繊維を用いている。
非弾性ポリエステル系捲縮短繊維は、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘ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、ポリピバロラクトンまたはこれらの共重合エステルからなる短繊維ないしそれら繊維の混綿体、または上記のポリマー成分のうちの２種以上からなる複合繊維等を用いることができる。これら短繊維のうち好ましいのはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの短繊維である。さらに、固有粘度において互いに異なる２種のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、またはその組み合わせからなり、熱処理等により捲縮がミクロクリンプを有する潜在捲縮繊維を用いることもできる。

また、短繊維の断面形状は、円形、偏平、異型または中空のいずれであってもよい。また、その短繊維の太さは２〜２００デニール、特に６〜１００デニールの範囲にあることが好ましい。この短繊維の太さが小さいと、ソフト性はアップするもののクッション体の弾力性が低下する場合が多い。

また、短繊維の太さが大きすぎると、取扱い性、特にウェブ２の形成性が悪化する。また構成本数も少なくなりすぎて、熱接着性複合短繊維との間に形成される交差点の数が少なくなり、クッション体の弾力性が発現しにくくなると同時に耐久性も低下するおそれがある。更には風合も粗硬になりすぎる。

また、本例では、熱接着性複合短繊維として、融点１５４℃の熱可塑性ポリエーテルエステル系エラストマーを鞘成分に用い、融点２３０℃ポリブチレンテレフタレートを芯成分に用いた単糸繊度６デニール、繊維長５１ｍｍの芯／鞘型熱融着性複合繊維（芯／鞘比＝６０／４０：重量比）が用いられている。

熱接着性複合短繊維は、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとで構成される。そして、前者が繊維表面の少なくとも１／２を占めるものが好ましい。重量割合でいえば、前者と後者が複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、サイド・バイ・サイド、シース・コア型のいずれであってもよいが、好ましいのは後者である。このシース・コア型においては、非弾性ポリエステルがコアとなるが、このコアは同心円上あるいは偏心状にあってもよい。特に偏心型のものにあっては、コイル状弾性捲縮が発現するので、より好ましい。

熱可塑性エラストマーとしては、ポリウレタン系エラストマーやポリエステル系エラストマーが好ましい。特に後者が適当である。ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ,ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、２,６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコール、アミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。これらのポリマーのうち、特に好ましいものはポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクトンあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合、有機ジイソシアネートとしてはｐ,ｐ'−ジフェニルメタンジイソシアネートが好適である。また、鎖伸長剤としては、ｐ,ｐ'ビジスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１,４−ブタンジオールが好適である。

一方、ポリエステル系エラストマーとしては、熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アレキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステルブロック共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２,６−ジカルボン酸、ナフタレン−２,７−ジカルボン酸、ジフェニル−４,４'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３−スルホイソフタル酸ナトリウム等の芳香族ジカルボン酸、１,４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１,４−ブタンジオール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオール、あるいは１,１−シクロヘキサンジメタノール、１,４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族ジオール、またこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度の、ポリエチレングリコール、ポリ（１,２−および１,３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アレキレンオキシド）グリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体である。

しかしながら、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との接着性や温度特性、強度の面からすれば、ポリブチレン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルポリエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分テレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。勿論、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていてもよく、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されてもよい。

また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分は、ブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってもよい。なお、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていてもよい。

このポリエステル系エラストマーの重合度は、固有粘度で０．８〜１．７ｄｌ／ｇ、特に０．９〜１．５ｄｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。この固有粘度が低すぎると、マトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維とで形成される熱固着点が破壊され易くなる。一方、この粘度が高すぎると、熱融着時に紡錘状の節部が形成されにくくなる。

熱可塑性エラストマーの基本的特性としては、破断伸度が５００％以上が好ましく、更に好ましくは８００％以上である。この伸度が低すぎると、クッション体１１が圧縮されその変形が熱固着点におよんだとき、この部分の結合が破壊され易くなる。

一方、熱可塑性エラストマーの３００％の伸長応力は０．８ｋｇ／ｍｍ^２以下が好ましく、更に好ましくは０．８ｋｇ／ｍｍ^２である。この応力が大きすぎると、熱固着点が、クッション体１１に加わる力を分散しにくくなり、クッション体１１が圧縮されたとき、その力で熱固着点が破壊されるおそれがあるか、あるいは破壊されない場合でもマトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維まで歪ませたり、捲縮をへたらせてしまったりすることがある。

また、熱可塑性エラストマーの３００％伸長回復率は６０％以上が好ましく、さらに好ましくは７０％以上である。この伸長回復率が低いと、クッション体１１が圧縮されて熱固着点は変形しても、もとの状態に戻りにくくなるおそれがある。これらの熱可塑性エラストマーは、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリマーよりも低融点であり、かつ熱固着点の形成のための融着処理時に捲縮短繊維の捲縮を熱的にへたらせないものであることが必要である。この意味から、その融点は短繊維を構成するポリマーの融点より４０℃以上、特に６０℃以上低いことが好ましい。かかる熱可塑性エラストマーの融点は例えば１２０〜２２０℃の範囲の温度とすることができる。

この融点差が４０℃より小さいと、以下に述べる融着加工時の熱処理温度が高くなり過ぎて、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の捲縮のへたりを惹起し、また捲縮短繊維の力学的特性を低下させてしまう。なお、熱可塑性エラストマーについて、その融点が明確に観察されないときは、融点を軟化点をもって交替する。

一方、上記、複合繊維の熱可塑性エラストマーの相手方成分として用いられる非弾性ポリエステルとしては、既に述べたような、マトリックスを形成する捲縮短繊維を構成するポリエステル系ポリマーが採用されるが、そのなかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートがより好ましく採用される。

上述の複合繊維は、ウェブ２の重量を基準として、２０〜１００％、好ましくは３０〜８０％の範囲で分散・混入される。
本例のウェブ２では、バインダ繊維としての熱接着性複合短繊維と、主体繊維としての非弾性捲縮短繊維が、６０：４０の重量比率で混綿されている。

複合繊維の分散・混入率が低すぎると、熱固着点の数が少なくなり、クッション体１１が変形し易くなったり、弾力性、反撥性および耐久性が低くなったりするおそれがある。また、配列した山間の割れも発生するおそれがある。

本例では、非弾性ポリエステル系短繊維と、熱接着性複合短繊維とを、重量比率４０：６０で混綿し、ローラーカードに通して、目付２０ｇ／ｍ^２のウェブ２に形成した。

この連続ウェブ２中の長さ方向（連続している方向）に向いている繊維Ｃと横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維Ｄの単位体積当りの総数を調べると、Ｃ：Ｄ＝２：１であることが確かめられた。
本例のウェブ２は、上述のように長さ方向に向いている繊維の方が、横方向に向いている繊維よりも相対的割合が多くなるように形成されている。すなわち、本例のウェブ２は、単位体積当りにおいて、Ｃ≧３Ｄ／２、好ましくはＣ≧２Ｄの関係を満足するように形成されている。

ここでウェブ２の長さ方向に向いている繊維とは、図２に示すように、ウェブ２の長さ方向に対する繊維の長さ方向の角度θが、０°≦θ≦４５゜の条件を満足する繊維であり、横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維とは、θが４５°＜θ≦９０゜を満足する繊維である。図中、符号ａはウェブを構成する繊維、符号ｂはウェブの長さ方向、符号ｃはウェブを構成する繊維方向を表している。
また、シート状繊維構造体４を構成する繊維の向きについても、シート状繊維構造体４の厚さ方向および厚さ方向に垂直な方向に沿う方向とは、これらの方向に対して±４５°の範囲にあるものを意味する。

各繊維の向いている方向は、ウェブ２の表層部、内層部でランダムな箇所を抽出し、透過型光学顕微鏡で観察することによって観察した。
なお、ウェブ２の厚みは５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上である。通常５〜１５０ｍｍ程度の厚みである。

次に、主に長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を、所定の密度と構造体としての所望の厚さになるようにアコーデオンの如く折り畳んでいき、複合繊維同士間、および非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と複合繊維間に立体的な繊維交差点を形成せしめた後、ポリエステルポリマーの融点よりも低く、熱可塑性エラストマーの融点（または流動開始点）より１０〜８０℃高い温度で熱処理することにより、上記繊維交差点でエラストマー成分が熱融着され、可撓性熱固着点が形成される。

具体的には、図３に示すように、ローラ表面速度２．５ｍ／分の駆動ローラ６１により、熱風サクション式熱処理機６２（熱処理ゾーンの長さ５ｍ、移動速度１ｍ／分）内へ押し込むことでアコーデオン状に折り畳み、Ｓｔｒｕｔｏ設備で１９０℃で５分間処理し熱融着された厚さ２５ｍｍのシート状繊維構造体４を得た。

このようにして形成されたシート状繊維構造体４中には、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在した状態となっている。
シート状繊維構造体４の密度は、０．０１５〜０．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲が、クッション性、通気性、弾力性の発現のために適当である。

長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を折り畳んで形成することにより、シート状繊維構造体４は、厚さ方向に向いている繊維の方が、厚さ方向と垂直な方向を向いている繊維よりも多く、主に繊維方向が厚さ方向と平行となる。つまり、本例のシート状繊維構造体４は、単位体積当りにおいて、厚さ方向に沿って配列している繊維の総数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿って配列している繊維の総数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２、好ましくはＡ≧２Ｂの関係を満足するように形成される。

次に、シート状繊維構造体４を所定形状に裁断し、図４に示すように、縦方向に積層した。本例では、略矩形状のシート状繊維構造体４ａ、シート状繊維構造体４ｂと、クッション体１１の土手部を形成するためのＵ字型のシート状繊維構造体４ｃと、両腿の間にわずかに突出させる凸部を形成するためのシート状繊維構造体４ｄとを裁断し、シート状繊維構造体４ａとシート状繊維構造体４ｂとの間に、シート状繊維構造体４ｃとシート状繊維構造体４ｄを挟持させた。これらのシート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、その厚さ方向に積層される。つまり、繊維方向が縦方向に揃うように積層される。
また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが互いに当接する部分には、必要に応じホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が配設される。

このように積層したシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを、図５に示すような、成形型４０に配設し、圧締する。本例の成形型４０は、上型と下型からなる。上型と下型を型締めすると所望のクッション１１の凹凸形状を有するキャビティ４０ａが形成される。また、成形型４０の型面には一部又は全面に蒸気孔４１が形成されている。成形型４０は、鉄，鋼，アルミニウム等の金属、ガラス繊維，カーボン繊維を使用し樹脂で形成したもの、又、合成樹脂のいずれで形成されていてもよい。

図６は、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄを内部に配置し、成形型４０を型締めした状態の断面図である。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、自然状態で成形型４０のキャビティ４０ａよりも、容積で１．２〜３．０倍程度大きく形成されている。したがって、型締め時には、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、キャビティ４０ａの形状に圧縮された状態となる。

次に、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが内部に配設された成形型４０を高圧スチーム成形機５０内に入れる。そして、高圧スチーム成形機５０内部を大気圧よりも高い気圧である２〜８気圧程度に加圧し、１〜３分間、成形型４０に１２０℃〜１８０℃程度の蒸気を吹き付ける。蒸気を吹き付けた後、冷却し、脱型してクッション体１１を得る。

本例では、５．５気圧に加圧し、約１分１０秒間蒸気を吹き付けた。蒸気の温度は、熱接着性複合短繊維の融点、すなわち、熱可塑性エラストマーの融点よりも高い温度であって、非弾性捲縮短繊維の融点よりも低い温度に設定した。また、タクトタイムを３〜５分とした。

このように蒸気を吹き付けることによって、成形型４０の蒸気孔４１から蒸気が通気性を有するシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内に入り込む。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、圧縮状態で成形型４０内に配設されており、蒸気熱によって、熱接着性複合短繊維同士、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との交差点が熱融着され、成形型４０のキャビティ４０ａの形状に形成される。

また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間に配設されたホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が、蒸気熱によって溶融し、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着する。
このように、蒸気によってシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内の繊維同士が熱融着されると共に、ホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等がシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着することによって、所定形状のクッション体１１が形成される。なお、必要に応じ表面に布帛を入れても良いし、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間にスチール等のワイヤを入れても良い。

本例のクッション体１１は、繊維の方向が厚さ方向に向いたシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを積層して高圧スチーム成形している。したがって、クッション体１１を構成する繊維は、座席シート１に着座者が着座したときに荷重が加わる方向に沿うように配列されている。このような構成によって、本例のクッション体１１は、通気性を有すると共に、応力方向に対して適度な硬さを確保することができ、また、応力の分散性、耐久性に優れたものとなる。

また、本例のクッション体１１は、成形型４０によって圧縮した状態で成形されるものであり、成形型４０のキャビティの形状に合わせて、３次元的な複雑な凹凸形状とすることが可能である。その際、成形型４０内での圧縮度に応じて、部分的にクッション感を調整することも可能となる。

以上はクッション体１１について説明したが、クッション体２１についても同様に形成することができる。クッション体２１についても、着座者が着座したときに荷重が掛かる方向がクッション体２１の厚さ方向である。したがって、応力方向に硬さや応力の分散性、耐久性を確保するために、シート状繊維構造体を応力の掛かる方向に積層して、成形型内で高圧スチーム形成することにより、３次元的な形状とするとよい。そして、このように形成されたクッション体１１，２１をシートフレーム１５，２５に配設し、表皮１３，２３で覆うことによって、座席シート１が形成される。

なお、クッション体１１を形成するときに、表皮１３とシート状繊維構造体４ａ〜４ｄとをホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等を介在させて積層し、これらを成形型４０に配設して、高圧スチーム成形してもよい。このようにすれば、表皮１３をクッション体１１と一体に形成することができる。表皮２３についても同様である。

次に、以上のようにして形成された座席シート１のクッション体１１に対して、耐圧試験を行った。具体的には、クッション体１１に０．５〜１．０Ｇの加速度で７０ｋｇの荷重を７０万回繰り返し掛けた。
この結果、クッション体１１の外形は１４ｍｍ程度歪んだ状態となった。つまり、へたりが生じた。また、歪んだ部分の撓み力は、低下していた。

このようにへたりが生じたクッション体１１に対して、大気圧下で８０℃〜１３０℃の蒸気を５秒間噴射した。このように蒸気を僅かな時間噴射すると、へたりが生じていた部分が、急速に元の形状に戻っていった。蒸気照射後に、外形を計測したところ、蒸気照射前に１５ｍｍ程度歪んでいた部分が、１ｍｍ程度の歪みまで回復しているのが確認された。また、撓み力もへたる前と同程度まで回復した。

また、蒸気の照射時間を２０〜５０秒程度とした場合も、同様にへたりが回復しているのが観察された。
このように、大気圧下において、へたりの生じたクッション体１１に、クッション体１１を形成する熱接着性複合短繊維および非弾性捲縮短繊維のガラス転移点以上であって、熱接着性複合短繊維の融点より低い温度の蒸気を照射することによって、へたりが回復することが確かめられた。

なお、上記実施形態では、着座部１０および背もたれ部２０に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体１１，２１を用いているが、これに限らず、アームレストやヘッドレスト等の着座者による荷重が掛かる部位に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体を用いてもよい。

本発明の一実施形態に係る座席シートの説明図である。本発明の一実施形態に係るウェブの繊維方向の説明図である。本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の製造工程の説明図である。本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の積層前の説明図である。本発明の一実施形態に係る成形型の説明図である。本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。

符号の説明

１座席シート
２ウェブ
４シート状繊維構造体
１０着座部
１１，２１クッション体
１３，２３表皮
１５，２５シートフレーム
２０背もたれ部
４０ａキャビティ
４０成形型
４１蒸気孔
５０高圧スチーム成形機
６１駆動ローラ
６２熱風サクション式熱処理機
ａウェブを構成する繊維
ｂウェブの長さ方向
ｃウェブを構成する繊維方向
θ ウェブの長さ方向に対する繊維の長さ方向のなす角度

Claims

シートフレームと、複数のシート状繊維構造体が一体に形成されたクッション体と、該クッション体を覆う表皮を備えた座席シートであって、
前記シート状繊維構造体は、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点と、前記熱接着性複合短繊維よりも高い融点を有する非弾性捲縮短繊維と前記熱接着性複合短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点と、が散在し分布してなると共に、単位体積当りにおいて厚さ方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２の関係を満足し、
前記クッション体は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、前記複数のシート状繊維構造体を厚さ方向に積層して圧縮した状態で配置し、前記成形型に対して大気圧よりも高い気圧下において蒸気を吹きつけることによって一体に形成され、着座者の着座時に荷重が掛かる方向に厚さ方向が沿うように前記シートフレームに配設されてなることを特徴とする座席シート。
前記シート状繊維構造体は、密度分布が０．０１５〜０．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の座席シート。
前記熱接着性複合短繊維は、少なくとも融点が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の座席シート。
前記クッション体は、少なくとも着座部又は背もたれ部に用いられたことを特徴とする請求項１に記載の座席シート。
シートフレームと、該シートフレームに配設されたクッション体と、該クッション体を覆う表皮を備えた座席シートの製造方法であって、
前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、
前記シートフレームに前記クッション体および前記表皮を取り付ける組み付け工程と、を備え、
前記クッション体形成工程では、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点と、前記熱接着性複合短繊維よりも高い融点を有する非弾性捲縮短繊維と前記熱接着性複合短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点と、が散在し分布してなると共に、単位体積当りにおいて厚さ方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿うように配列されている短繊維の本数をＢとしたとき、Ａ≧３Ｂ／２の関係を満足するシート状繊維構造体を形成し、次に該シート状繊維構造体を所定形状に複数に裁断し、
所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、前記複数のシート状繊維構造体を厚さ方向に積層して圧縮した状態で配置し、
前記成形型に対して大気圧よりも高い気圧下において蒸気を吹きつけることによってクッション体を形成することを特徴とする座席シートの製造方法。
前記クッション体に、前記熱接着性複合短繊維及び前記非弾性捲縮短繊維のガラス転移点よりも高くかつ前記熱接着性複合短繊維の融点よりも低い温度の蒸気を吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の座席シートのへたり回復処理方法。