JP2016067452A - 中綿材 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿性や、風合いすなわち柔らかさに優れた中綿材を得る。【解決手段】ポリエステル短繊維と、前記ポリエステル短繊維を構成するポリエステル樹脂よりも低融点の成分を含有したポリエステルバインダ繊維と、再生セルロース短繊維とを含む繊維束が、前記ポリエステルバインダ繊維の熱融着により横断面が多葉形状の柱状に成型されている。【選択図】図１

Description

本発明は、寝具や、クッションなどに用いられる中綿材に関する。

この種の中綿材は、保温材、クッション材、吸湿材としての役割をはたすものであり、多くの空気層を保有することが良いとされている。このような中綿材としては、獣毛繊維や鳥の羽毛が採用されることが多い。

獣毛繊維を用いた中綿材としては、獣毛繊維を特定の大きさの玉綿の形状にしたものを用いることにより、保温性、軽量性、さらにはフィット性が向上することが提案されている（特許文献１）。

また、一方で、近年は、鳥インフルエンザなどの影響によって羽毛価格が高騰しているため、天然素材以外の他の繊維素材によって羽毛の代わりとすることが検討されている。例えば、天然素材による代替品としては、合成繊維としてポリエステル繊維が一般に多く用いられている。例えば、ポリエステル繊維等の合成繊維を用いて、定形の成型物や、厚みのあるクッション状のものも提案されている（特許文献２）。

特許第３５５６６１３号公報 特開２００６−２２３７０７号公報

しかし、ポリエステル繊維を用いたものでは、寝具等の快適性を求められる分野においては吸湿性が不十分であり、また柔らかさと適度な反発性とを同時に満たすことが求められる枕等の分野においては、風合いに欠けるという課題がある。

そこで本発明は、このような課題を解決して、吸湿性や、風合いに優れた中綿材を得ることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の中綿材は、ポリエステル短繊維と、前記ポリエステル短繊維を構成するポリエステル樹脂よりも低融点の成分を含有したポリエステルバインダ繊維と、再生セルロース短繊維とを含む繊維束が、前記ポリエステルバインダ繊維の熱融着により横断面が多葉形状の柱状に成型されたものであることを特徴とする。

本発明の中綿材は、多葉形状の葉の数が３〜６であることがより好ましい。中綿材の密度は、０．１〜０．１５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。各繊維の混率は、全体を１００質量％として、ポリエステル短繊維とポリエステルバインダ繊維のバインダ成分以外の成分との合計の混率が４０〜７０質量％、ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分の混率が２０〜４０質量％、再生セルロース短繊維の混率が１０〜２０質量％であることが好ましい。本発明の中綿材は、枕のための充填材として、好ましく用いることができる。

本発明の中綿材によると、ポリエステル短繊維とポリエステルバインダ繊維と再生セルロース短繊維とを含む繊維束が、ポリエステルバインダ繊維の熱融着により横断面が多葉形状の柱状に成型されたものであるため、主としてポリエステルバインダ繊維によって柱状の形態を維持しながら、特にポリエステル短繊維と再生セルロース短繊維との作用によって吸湿性と風合いとを兼備することができる。

本発明の実施の形態の中綿材の外形図である。

本発明の中綿材は、上述のように、ポリエステル短繊維とポリエステルバインダ繊維と再生セルロース短繊維とを含み、これらの繊維が一方向に配列された繊維束が、熱処理を受けることによるポリエステルバインダ繊維の熱融着により、横断面が多葉形状の柱状に成型されたものである。

ポリエステル短繊維およびポリエステルバインダ繊維を構成するポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが好適に用いられる。

中綿材の主体繊維であるポリエステル短繊維としては、繊維長３５〜６６ｍｍ、繊度１〜７デシテックスのものが好ましく用いられる。中綿材に占めるポリエステル短繊維の混率は、中綿材の形態保持性の観点から１０〜４０質量％であることが好ましい。

ポリエステルバインダ繊維は、主体繊維であるポリエステル短繊維の融点よりも低い融点又は軟化点を有するポリエステルポリマーにて構成されていることが必要である。このようなポリエステルポリマーとして、共重合ポリエステルを挙げることができる。共重合ポリエステルとしては、３種以上の構造単位を有する共重合体が好ましい。たとえば、酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸などが挙げられ、グリコール成分としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、ポリアルキレングリコール等が挙げられ、これらの成分のうち３種類以上が共重合したものが挙げられる。また、ε−カプロラクタム等のオキシカルボン酸単位となるものを共重合したものでも良い。特に、ポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸を共重合した共重合ポリエステルは、安価で、接着力も高い。

ポリエステルバインダ繊維は、単相構造のものを用いることができるし、バインダ成分と他の成分との複合構造、たとえば芯鞘構造のものを用いることもできる。複合構造の場合は、バインダ成分と他の成分とが互いに相溶性を有するものであることが好ましい。バインダ成分が上述の低融点の共重合ポリエステルである場合に、他の成分としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの高融点のポリエステルが好ましく用いられる。なかでも、ポリエチレンテレフタレートは、安価でしかも生産性が良好であるために、特に好ましい。

ポリエステルバインダ繊維は、繊維長が３５〜６５ｍｍ、繊度が１〜５デシテックスであることが好ましい。中綿材に占めるポリエステルバインダ繊維のバインダ成分の混率は、２０〜４０質量％であることが好ましい。混率が２０質量％未満であると、柱状の形態の硬さが足らずにその形態保持性が劣ることになる。反対に混率が４０％を超えると、柱状の形態が硬くなり過ぎて、目的とする風合いすなわち柔らかさと適度な反発性やクッション性能を得ることが困難になる。バインダ成分以外の他の成分の混率は、上記したポリエステル短繊維の混率に加算される。ポリエステルバインダ繊維が芯鞘構造を呈する場合は、鞘部にバインダ成分が配されるとともに、芯部に他の成分が配される。芯鞘質量比は、（芯部）／（鞘部）＝７０／３０〜５０／５０であることが好ましい。

再生セルロース短繊維としては、レーヨン、アセテート等を挙げることができる。再生セルロース短繊維には、消臭機能を付与することができる。このために、再生セルロースにたとえば木炭粉を練り込んだものを用いることができる。このような機能性を有する再生セルロース繊維としては、たとえば特開２００１−９８４１２号公報に記載されたものが挙げられる。再生セルロースがレーヨンである場合には、機能材としての木炭粉を容易に練り込むことができる。

再生セルロース短繊維は、繊維長が２０〜６０ｍｍ、繊度が１〜５デシテックスであることが好ましい。中綿材に占める再生セルロース短繊維の混率は、１０〜２０質量％であることが好ましい。混率が１０質量％未満であると所要の吸湿性や消臭性が現れにくくなる。混率が２０質量％を超えると、過剰品質になるとともに、柔軟性は向上するがレーヨンやアセテートのドレープ性が現れすぎて、中綿材がへたりやすく、したがって反発力が損なわれやすくなる。

ポリエステル短繊維、ポリエステルバインダ繊維、再生セルロース短繊維の断面形状は、特に限定するものではなく、一般的な丸断面のほかに、偏平断面、多葉断面、三角断面等の異形断面や、中空断面を呈することができる。

中綿材に多葉断面形状を採用することにより、適度な反発性を付与することができる。多葉形状の葉の数が３〜６であることが好ましい。具体例として、６葉断面を有する中綿材の外形例を図１に示す。

中綿材は、その外径が５〜１２ｍｍ、その長さが５〜２０ｍｍであることが好ましい。外径が５ｍｍ未満である場合や長さが５ｍｍ未満である場合には、反発弾性力が不十分になりやすく、クッション性を発揮しにくい。反対に外径が１２ｍｍを超える場合や長さが２０ｍｍを超える場合には、中綿材を用いた製品の表面の平坦性が低下して凹凸の大きなものとなりやすい。

なお、多葉断面における葉部の形態は、多葉断面の葉部の先端にて規定される最大径と、多葉断面の隣り合う葉部同士の間に形成される谷部の外径である最小径とが、（最大径）：（最小径）＝２：１〜４：３となる形態であることが、所要の柔軟性を発現させる観点から好ましい。

中綿材は、形状保持性を考慮し、かつ硬くなり過ぎないものとして、その密度が０．１〜０．１５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

中綿材の製造方法を説明する。まず、ポリエステル短繊維と、ポリエステルバインダ繊維と、再生セルロース短繊維とを混綿し、その混合綿を梳綿機に通したあと、練条機に通すことで、構成繊維が繊維の長さ方向に引き揃えられたスライバを得る。このスライバをポリエステルバインダ繊維のバインダ成分が溶融または軟化する温度で熱処理することで、構成繊維同士をバインダ成分で接着させて形態保持させる。その後、所望の長さにカットすることにより、柱形状をしたチップ状の中綿材を得ることができる。

スライバを熱処理するときには、たとえば、得ようとする中綿材の断面形状に対応した内部形状を有するトンネル状の加熱領域を有する口金に、スライバを通す。これによりポリエステルバインダ繊維のバインダ成分による融着を行わせて、スライバを融着により保形する。詳細には、スライバがトンネル状の加熱領域を通過することにより、バインダ成分が溶融または軟化し、その後、口金の非加熱領域を通過することにより、スライバの構成繊維同士が強固に成型一体化され、これによってスライバの直径と横断面形状とが決定される。

［密度の測定方法］
以下の実施例、比較例における中綿材の密度は、以下のようにして測定した。すなわち、個々の中綿材の横断面積と柱の高さを求めて体積を算出し、また一方で個々の中綿材の質量を測定し、それぞれの質量を体積で除することにより、個々の密度を求め、１０個の平均値を算出して中綿材の密度（ｇ／ｃｍ^３）とした。

［圧縮仕事量の測定方法］
カトーテック社製の圧縮試験装置（型番：ＫＥＳ−ＦＢ３）を用い、所定の試料を圧縮面積２．０ｃｍ^２、圧縮速度０．１ｃｍ／ｓｅｃの条件で圧縮した。そのときの圧縮曲線つまり縦軸に圧縮圧力をとるとともに横軸に試料厚さをとり、試料を最大圧力すなわち最大荷重まで圧縮してから、その荷重を解放したときに描かれる曲線を得て、その曲線が囲む部分の面積から、圧縮仕事量［ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２］を算出した。最大荷重は、５０ｇｆ／ｃｍ^２とした。なお、圧縮仕事量（ＷＣ値）は、圧縮のしやすさを評価するものであり、値が大きい程、圧縮しやすいことを示す。

（実施例１）
繊度３．３デシテックス、繊維長５１ｍｍ、融点２５６℃のポリエステル短繊維と、繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍのポリエステルバインダ繊維と、繊度１．７デシテックス、繊維長３８ｍｍの紀州備長炭混レーヨン短繊維とを準備した。ポリエステルバインダ繊維は、芯鞘構造の複合繊維であって、融点１６０℃の共重合ポリエステルを鞘部に配するとともに、ポリエチレンテレフタレートを芯部に配し、芯鞘複合比が、質量比で、（芯部）／（鞘部）＝６０／４０であるものとした。紀州備長炭混レーヨン短繊維としては、オーミケンシ社製の商品名「紀州便長炭繊維」を使用した。これは熱処理時の温度では熱的な悪影響を受けないものである。

そして、ポリエステル短繊維：ポリエステルバインダ繊維：紀州備長炭レーヨン短繊維とを２５：６０：１５の割合で混綿し、梳綿機、練条機に通すことによってスライバを得た。なお、繊維の混綿比とバインダ繊維の芯鞘比から、（ポリエステル短繊維＋ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分以外の成分）と、ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分と、紀州備長炭混レーヨン短繊維とを、質量比で、（ポリエステル短繊維＋ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分以外の成分）：（ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分）：（紀州備長炭混レーヨン短繊維）＝６１：２４：１５となるように混合したことになる。

このスライバを、六葉形状の断面を有するトンネル状の加熱領域を備えた口金に通して、１７０℃で３０秒間熱処理して、単位長さあたりの質量が５ｇ／ｍの熱成型したスライバとし、その後にカットすることにより、直径の最大径９ｍｍ、最小径６ｍｍ、長さ１０ｍｍの六葉断面を有する柱状のスライバチップを得た。

得られたスライバチップの密度は０．１１４ｇ／ｃｍ^３、その圧縮仕事量（ＷＣ値）は、タテ方向すなわち柱状体の軸心方向において０．２７２ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２、ヨコ方向すなわち柱状体の径方向において５．５５７ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２であった。

（実施例２）
実施例１に比べて、熱成型したスライバの単位長さあたりの質量を６ｇ／ｍに変更した。そして、それ以外は実施例１と同じとした。得られたスライバチップの密度は０．１３１ｇ／ｃｍ^３、その圧縮仕事量（ＷＣ値）は、タテ方向すなわち柱状体の軸心方向において０．２７３ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２、ヨコ方向すなわち柱状体の径方向において３．１２４ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２であった。

（比較例１）
実施例１に比べて、熱処理用の口金を円形断面のものに変更した。そして、それ以外は実施例１と同じとした。これにより、直径８ｍｍ、長さ１０ｍｍ、円形断面を有する柱状のスライバチップを得た。得られたスライバチップの密度は０．１１５ｇ／ｃｍ^３、その圧縮仕事量は、タテ方向すなわち柱状体の軸心方向において０．５２２ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２、ヨコ方向すなわち柱状体の径方向において７．２９９ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ^２であった。
実施例１、２、比較例１の結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の実施例１、２のスライバチップすなわち中綿材は、比較例１の中綿材に比べて圧縮仕事量の値が小さく、圧縮しにくく反発性に優れたものであり、また嵩高性と柔軟性に優れていた。反発性を有しながら適度な柔軟性を有するため、クッションや枕等の側地内において使用時に使用者の身体の動きに応じて適度に動き、身体の動きへの追随性に優れるものであった。

Claims (5)

1. ポリエステル短繊維と、前記ポリエステル短繊維を構成するポリエステル樹脂よりも低融点の成分を含有したポリエステルバインダ繊維と、再生セルロース短繊維とを含む繊維束が、前記ポリエステルバインダ繊維の熱融着により横断面が多葉形状の柱状に成型されたものであることを特徴とする中綿材。
2. 多葉形状の葉の数が３〜６であることを特徴とする請求項１記載の中綿材。
3. 全体を１００質量％として、ポリエステル短繊維とポリエステルバインダ繊維のバインダ成分以外の成分との合計の混率が４０〜７０質量％、ポリエステルバインダ繊維のバインダ成分の混率が２０〜４０質量％、再生セルロース短繊維の混率が１０〜２０質量％であることを特徴とする請求項１または２記載の中綿材。
4. 密度が０．１〜０．１５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の中綿材。
5. 枕のための充填材であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の中綿材。

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