JP2006281771A - 二層構造糸積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】ウレタンフォームや繊維集合体などの従来用いられているクッション材の問題点を解決し、通気性、吸放湿性、適度なクッション性、耐へたり性を兼ね備えた積層体を提供することにある。
【解決手段】伸縮性フィラメントを芯部とし、短繊維を鞘部としてなる二層構造糸が積層されている積層体によって解決できる。該積層体は、二層構造糸が一方向に引き揃えられている層、又は二層構造糸がメッシュ状を形成している層、或いは二層構造糸が織物・編物とされている層の内少なくとも一種以上の層を単独又は複数積層されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、伸縮性を有するフィラメントを芯とし、短繊維を鞘としてなる二層構造糸を積層してなる積層体に関する。

従来より、弾性変形回復を特徴とする構造体は、クッション材と呼ばれている。該クッション材は、日常生活において人体が直接或いは衣類等を介して間接的に接触するものとして、敷布団、マット、ベッド、まくらなどの寝具類、ソファー、イス、乗り物の座席等のイス類がある。
前記クッション材の素材としては、ウレタンフォーム、天然ゴム発泡体などの発泡体やコットン、ウール、絹などの天然繊維、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリルなどの合成繊維等の繊維集合体が多く使用されている。ウレタンフォームをクッション材として用いた場合には、軽い、クッション性が良い、へたりにくいなどの利点があるが、吸湿性が悪い、べたつくなどの欠点もある。天然繊維の繊維集合体をクッション材として用いた場合には、吸湿性がありべたつかないものの、へたり易い欠点がある。

また、前者の寝具類においては、各種素材開発がなされているが、基本的には保温性、吸湿性、肌触り感覚でコットンの敷布団が好んで用いられている。コットン敷布団のみでは吸湿性は良いものの放湿性は劣り、へたりが早くクッション性が低下する為、日光に干すなどしてへたりを回復しているが、何度も干さねばならないなど手間がかかるという問題があり、クッション性を維持する為、下にウレタンマットレスを敷いて二重構成で用いられている。しかし機能が上層・下層と分離しているため、快適な寝具にはまだほど遠いものである。近年好適なクッション性を求めて、低反発ウレタンを敷マットとして用いるなどの提案がされているが、硬さの好みに個人差がある上、通気性が悪く一般には普及せず、相変わらず上層にコットン敷布団、下層にウレタンマットレスを使った二層構成の寝具が主流である。

二層構造糸を使用したクッション材としては、特開平５−１６１７６５に捲縮性合成繊維と芯鞘型熱接着性繊維とが混合された繊維集合体からなり、芯鞘型接着繊維により繊維相互が部分的に接合した構造のクッション材が記載されている。特公平１−１８１８３には、高融点ポリエステル短繊維と低融点ポリエステル短繊維とを混合された繊維集合体からなり、短繊維が立体的に不規則に絡み合い、交絡部の少なくとも一部は低融点ポリエステル短繊維によって接合してなるクッション材が記載されている。特開平４−１２６８５６には、ポリエチレンテレフタレート繊維がポリエステル系バインダー繊維により接合されたクッション材が記載されている。しかしながら、前記記載のクッション材では、熱融着により全体に硬くなるため、所望のクッション性は得られにくく改善が望まれていた。
また、ポリウレタンフィラメント又はポリエステル樹脂、ナイロン樹脂等のフィラメントの仮撚加工糸を芯部とし、短繊維を鞘部とする二層構造糸は、従来より良く知られており、衣料品などに使用されている。
特開平５−１６１７６５号公報 特公平１−１８１８３号公報 特開平４−１２６８５６号公報

解決しようとする問題点は、上記従来のクッション材の問題点を解決し、通気性、吸放湿性、適度なクッション性、耐へたり性を兼ね備えた積層体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の二層構造糸積層体は、伸縮性フィラメントを芯部とし、短繊維を鞘部とする二層構造糸が積層されたものである。
該二層構造糸積層体は、二層構造糸と非伸縮性糸とが積層されていても良い。さらに、該二層構造糸積層体は、二層構造糸と非伸縮性糸が引き揃えられて積層されていても良い。
該二層構造糸積層体は、二層構造糸が一方向に引き揃えられている層、又は二層構造糸がメッシュ状を形成している層、或は二層構造糸が織物・編物とされている層の内少なくとも一種以上の層を単独又は複数積層されていても良い。さらに、前記層が交互に積層されていても良い。
前記伸縮性フィラメントには、ポリウレタン樹脂よりなるフィラメントが好ましく用いられる。前記短繊維には、コットンが好ましく用いられる。
また、二層構造糸積層体に短繊維、羽毛、発泡体を含有していてもよい。
また、本発明のクッション材は、前記二層構造糸積層体が布に被覆されているものである。

本発明の二層構造糸積層体は、通気性、吸放湿性、適度なクッション性、耐へたり性に優れた性質を得ることができる。また、本発明の二層構造糸積層体をクッション材、特に寝具・ソファー・車両シートなどとして用いれば、前記の生活環境に好適な多角的機能を発揮すると共に、耐久性・機能特性維持に優れているため、従来の短命でリサイクル性を重視する素材とは異なり、半永久的に使用できる特徴を有している。

以下本発明を詳細に説明する。
本発明における二層構造糸は、伸縮性フィラメントを芯部とし、短繊維を鞘部としている。伸縮性フィラメントとしては、弾性を有するポリウレタン樹脂よりなるフィラメント、天然ゴムを加工したゴム糸や、ナイロン・ポリエステル・アクリルなどの合成繊維フィラメントを仮撚加工してクリンプを持たせた仮撚加工糸、或は一本のフィラメントの中に収縮率が異なる成分を持つことによってクリンプを得るコンジュゲート糸などがあげられる。短繊維としては、コットン・麻・ウール・カシミヤ・モヘア・シルク等の天然繊維、レーヨン・ポリノジック・キュプラ・リヨセル・モダール等のセルロース系再生繊維、ナイロン・ビニロン・ポリエステル・ポリプロピレン・アクリル等の合成繊維などがあげられる。前記短繊維は、上記の天然繊維・再生繊維・合成繊維を単独又は混合して用いられる。

非伸縮性糸としては、紡績糸や非伸縮性のフィラメント等があげられる。非伸縮性糸には、天然繊維・再生繊維・合成繊維が単独又は混合して用いられる。

前記二層構造糸を得る製造方法は、一般に紡績の精紡工程において粗糸をドラフトし撚りかけ紡糸時に、フロントローラ手前で伸縮性フィラメントを入れることにより一体化させて、芯部を伸縮性フィラメントとし、鞘部を短繊維とされた二層構造糸を得ることは知られている。

前記二層構造糸は、引張り弾性と収縮性を有することが特徴である。本発明の二層構造糸積層体では、二層構造糸よりなる層を複数積層しているが、該二層構造糸は収縮状態とされている。該二層構造糸が収縮状態とされていることによって、糸表面に凹凸が形成され、形成された凹凸が互いに噛み合い、係止・保持機能を発揮した積層体を形成している。収縮状態としては、収縮応力を有していることが二層構造糸相互の係止・保持機能を向上させる点で好ましい。
請求項２記載の二層構造糸積層体は、二層構造糸と非伸縮性糸とが積層されている。
請求項３記載の二層構造糸積層体は、二層構造糸と非伸縮性糸とは、引き揃えられている。

請求項４にかかる二層構造糸積層体は、二層構造糸が一方向に引き揃えられている層、又は二層構造糸がメッシュ状を形成している層、或は二層構造糸が織物・編物とされている層の内少なくとも一種以上の層を単独又は複数積層されて積層体である。
次に、該二層構造糸積層体の実施態様を説明する。
（１） 二層構造糸が一方向に引き揃えられて積層され、マット状にされている。
（２） 二層構造糸を一方向に引き揃えられた層が複数積層され、且つ隣り合う層の引き揃え方向が交差するように積層され、マット状にされている。該二層構造糸を一方向に引き揃えられた層において、二層構造糸は、間隔を置いて又は間隔を置かずに引き揃えられている。
例えば、二層構造糸を一定の間隔を置いて複数引き揃えて層を形成し、該引き揃えた層の糸の長さ方向が交差するように複数積層し積層体を形成する。このようにして形成された積層体は、構成する二層構造糸間の通気性、吸放湿性、及びクッション性が均一であり、且つ通気性、吸放湿性、クッション性の調整が可能となる。
（３） 二層構造糸がメッシュ状に形成された層を複数積層して、マット状にされている。メッシュ状に形成されている層とは、例えば目が開いた織物や、目が開いたように形成される不織布などである。目が開いたように形成される不織布としては、組布（株式会社高分子加工研究所の登録商標である。）と呼ばれているものが知られている。該不織布は、２軸（経糸・緯糸）、又は３軸（経糸・右斜め６０度傾斜糸・左６０度傾斜糸）、或は４軸（経糸・緯糸・右斜め４５度傾斜糸・左斜め４５度傾斜糸）で形成されている。
該メッシュ状を積層した積層体は、外圧・外力に対する弾性がより均一となり、耐久性・保形性が向上する。
（４） 二層構造糸を織物又は編物としたものを複数積層されマット状にされている。
（５） 上記（１）〜（４）記載の積層体が複数組み合わせられマット状にされていても良い。例えば、表面に二層構造糸の織物又は編物が用いられ、内層に二層構造糸を一方向に引き揃えられた層が複数積層され、且つ隣り合う層の引き揃え方向が交差するように積層された層という構成などである。
また、必要に応じニードルパンチやステッチングが施されても良い。

請求項５にかかる二層構造糸積層体は、二層構造糸よりなる層と非伸縮性糸よりなる層とが、交互に積層されている。

請求項６にかかる二層構造糸積層体は、伸縮性フィラメントがポリウレタン樹脂製であることを特徴としている。ポリウレタン樹脂フィラメントは、同じゴム糸の２〜４倍の強度と５００％前後の伸度を有する弾性繊維であるため、主に衣料分野のストレッチ素材として好んで用いられている。また、耐疲労性にも優れており、繰り返し伸長、屈曲磨耗等の耐久性を有している。一方、ポリウレタン樹脂フィラメントは、吸湿・吸水性は低いため、二層構造糸の芯部に使用した場合、外層の鞘部に吸湿性の良い短繊維を使用した組合せにより、ポリウレタン樹脂フィラメントは吸湿せず、且つ短繊維で吸湿し、吸湿性、放湿性の良い機能構成素材となる。

請求項７にかかる二層構造糸積層体は、二層構造糸の短繊維がコットンであることを特徴としている。コットンは、保温性・吸湿性・接触感覚・かぶれない等、天然繊維として優れており、衣料・寝具等に好んで用いられている。特に寝具では敷布団として圧倒的な需要を得ているが、此の綿塊（短繊維集合体）で用いられる綿敷布団は、弾力性の面では満足できるものではなく、底着き感の緩和と弾力を補うために、綿敷布団の下にウレタンマットレスを敷き、二層で用いられてケースが多い。又、短繊維集合体であるため耐久性の面でも弾力回復が劣化し、所謂煎餅布団の状態まで弾力のへたりが生ずるため、数年で綿打直し又は廃棄となり資源の効率性の面でも問題が多い。更には、通気性・放湿性の面でも布団乾燥が必要で、好適な状態とはいえない。本発明の二層構造糸の鞘部となる短繊維をコットンとすることで、前記コットンの優れた面を活かし、且つ芯部となる伸縮性フィラメントとの構成で、底着き感のない好適な弾性が得られる。又、弾力回復劣化が生じにくくへたりがない。更には、二層構造糸として一本一本が分離した積層構成となっているため通気性がよく、放湿性も良い。

請求項８にかかる二層構造糸積層体は、該二層構造糸積層体の内部間に、短繊維又は羽毛又は発泡体が含有されて形成されたことを特徴とする。例えば、二層構造糸を積層する過程で、適宜全体的に又は部分的に、短繊維又は羽毛或は発泡体を付加し二層構造糸積層体内部間に含有させることにより、保温性・軽量化・異弾性化が得られ、機能性の面で新たな或いは向上した特性を付加することができる。

請求項９にかかるクッション材は、前記した二層構造糸を積層した積層体を布で被覆したものである。取り扱い性、形態保持性が良好となる。

本発明の二層構造糸積層体の作成方法を説明する。
まず、公知の紡績方法により、ポリウレタン樹脂フィラメントを芯部とし、コットン（短繊維）を鞘部とする二層構造糸を得る。
次に、該二層構造糸を、引き揃えて層を形成し、該層を糸の長さ方向が交差するように複数積層して二層構造糸積層体を得る。
得られた二層構造糸積層体を図１にて説明する。
符号１は、本発明の二層構造糸積層体である。符号２は、二層構造糸であって、収縮状態でかつ収縮応力を持つ状態とされている。符号３、４は、二層構造糸が引き揃えられ層を形成しており、かつ層３と層４の引き揃えられた糸の長さ方向が交差するように積層されている。

本発明の実施例を説明する。
〔実施例１〕 芯部のフィラメントとしてポリウレタン樹脂フィラメント７８デシテックスと、鞘部の短繊維としてコットン（綿）とよりなる綿番手２０番手の二層構造糸を積層し、実施例１の二層構造糸積層体を得た。
〔実施例２〕 芯部のフィラメントとしてポリウレタン樹脂フィラメント４４デシテックスと、鞘部の短繊維としてコットン（綿）とよりなる綿番手５０番手の二層構造糸を積層し、実施例２の二層構造糸積層体を得た。
〔実施例３〕 芯部のフィラメントとしてポリウレタン樹脂フィラメント２２デシテックスと、鞘部の短繊維としてリヨセルとよりなる綿番手５０番手の二層構造糸と、綿糸４０番手を引き揃え積層し、実施例３の二層構造糸積層体を得た。
〔比較例〕 低反発ウレタンとして市販されているウレタン発泡体を比較例とした。

実施例１〜３、比較例を通気性・吸放湿性について、評価サンプル１５ｃｍ×１５ｃｍ×３ｃｍを作成して測定した。
（１）通気性の試験方法は、ＪＩＳ Ｌ １０９６ 通気性Ａ法（フラジュール形法）により測定した。測定結果を表１に示す。
密度は、絶乾重量時の密度である。
表１によれば、本発明の二層構造糸積層体は、比較例のウレタン発泡体に比べ通気性が良好であった。

（２）吸湿性・放湿性の試験方法は、試験体を絶乾重量とした後、温度３６℃湿度８０％の恒温恒湿の状態で４時間重量変化を測定し、続いて、温度５０℃湿度５％の恒温恒湿の状態で４時間重量変化を測定した。
吸湿中の重量変化の測定結果を表２に示す。
放湿中の重量変化の測定結果を表３に示す。
表２、表３から、本発明の二層構造糸積層体は、比較例のウレタン発泡体に比べ、吸湿性・放湿性ともに良好であった。

次に、実施例１の二層構造糸積層体のクッション性について評価した。
評価方法は、圧縮押圧時減圧時の変移量の変化により行った。変移量の測定方法は、次の通りである。
測定機械：株式会社島津製作所製 ＡＧＳ−５ｋＮＧ
測定条件：圧縮押圧板直径 ２００ｍｍ
最大加圧量 ３１４Ｎ
圧縮速度 １００ｍｍ／ｍｉｎ
試料大きさ 縦３００ｍｍ 横３００ｍｍ 厚さ６０ｍｍ

測定結果を表４に示す。

表４に示す測定結果の通り、実施例１の二層構造糸積層体は、ヒステリシスグラフを描き、低反発（通称）的特性を示した。即ち、圧縮押圧時には圧力Ｎに対し変移量が２次曲線的に増加し、減圧時には変移量が圧縮押圧時と同じにはならず、緩やかに変移量が減少する。圧縮押圧線と減圧線とに囲まれた部分の面積が多いほど、一般に低反発性が高いと評価されている。
実施例２、３についてもクッション性については同様の結果が得られた。

本発明の二層構造糸積層体の積層状態の説明図である。

符号の説明

１ 二層構造糸積層体
２ 二層構造糸
３、４ 二層構造糸が引き揃えられた層

Claims (9)

1. 伸縮性フィラメントを芯部とし、短繊維を鞘部としてなる二層構造糸が積層されていることを特徴とする二層構造糸積層体。
2. 前記二層構造糸と、非伸縮性糸とが積層されていることを特徴とする二層構造糸積層体。
3. 二層構造糸と非伸縮性糸が引き揃えられていることを特徴とする請求項２記載の二層構造糸積層体。
4. 二層構造糸が一方向に引き揃えられている層、又は二層構造糸がメッシュ状を形成している層、或は二層構造糸が織物・編物とされている層の内少なくとも一種以上の層を単独又は複数積層されている請求項１〜３記載の二層構造糸積層体。
5. 二層構造糸よりなる層と非伸縮糸よりなる層が交互に積層されている請求項４記載の二層構造糸積層体。
6. 伸縮性フィラメントがポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１〜５に記載の二層構造糸積層体。
7. 短繊維がコットンであることを特徴とする請求項１〜６に記載の二層構造糸積層体。
8. 二層構造糸積層体が、短繊維、羽毛、発泡体の内少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１〜７に記載の二層構造糸積層体。
9. 請求項１〜８記載の二層構造糸積層体が布に被覆されていることを特徴とするクッション材。