JP2938394B2 - 合成繊維成形体の成形方法、成形装置及び成形体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座席シートやソフ
ァーシート及びそれらの背もたれ部並びにベッドのマッ
トレスなどの内部に装着する、或いは、各種ケース等の
保護緩衝材として装着する弾性構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】座席シートやソファーシート及びそれら
の背もたれ部などの内部に装着するクッション材として
の弾性構造体は、体重を快適に支え、衝撃を緩和した
り、音を吸収したりする作用をはたさねばならず、従っ
て、弾性があり且つ適度の硬さがあり、また材中に適度
の空隙があるものが要求されている。従来、クッション
材としてウレタンフォームが多く使用されている。しか
し、ウレタンフォームは廃棄処理に困難で、焼却すると
有毒ガスが発生し環境を悪化するので焼却処理場でもそ
の扱いに問題がある。そこで、ウレタンの代替品として
再生処理のきく素材が求められており、ポリエステル、
ナイロン、アクリル、ポリプロピレン等の合成繊維が見
直されてきている。そして、新しいクッション材の素材
として、低融点と高融点の２種のポリエステル繊維を立
体的に絡み合わせ、２種の繊維の接触部を低融点繊維で
固着し、立体的に絡みあい且つ弾性を有した不織材が提
案されている。

【０００３】ところで、このような不織材を所定形状に
成形するためには、従来は、図７に示すように圧縮成形
金型１の成形キャビティ５中に低融点と高融点の２種の
ポリエステル繊維の立体的に絡み合った不織シート素材
を詰め込み、圧縮した後、金型１の背面に設けたヒータ
ー入りの熱板６から熱を金型１に伝え、成形キャビティ
ー５側の金型内面から圧縮した不織シート素材を加熱
し、２種のポリエステル繊維の立体的に絡み合った交接
部分における低融点ポリエステル繊維を高融点ポリエス
テル繊維に固着させて、所定形状に形状保持したの圧縮
成形体を製造している。しかし、この成形方法では加熱
は金型内面からのみ行われるので、不織シート素材全体
に熱が伝わるには時間がかかる。そのため金型１の加熱
温度を上げると、金型１との接触部分が局部的に高温に
曝され、焦げることとなる。厚手の成形体の製造では特
に問題が生じた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリ
プロピレン等の合成繊維等の不織シート素材を使用する
ことにより、従来のウレタンフォームの問題点を解消
し、局部的に焦げることなく、均一に、しかも短時間で
加熱成形することができる方法、その方法を実施するた
めの装置、及びその方法により製造した弾性に優れ且つ
適宜の硬さを有し、耐久性が高く、さらに環境に悪影響
を与えることのない不織シート成形体を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、請求項１の発明では、ポリエステ
ル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン等の合成繊維
の立体的に絡み合ってなる不織シート素材を圧縮成形金
型の任意形状の成形キャビティに詰め、該成形キャビテ
ィに詰めた不織シート素材内に空気吹出し孔を有する空
気送給パイプと空気吸込み孔を有する空気回収パイプを
挿着した後、圧縮成形金型により不織シート素材を所定
の密度に圧縮した後、該圧縮不織シート素材を圧縮成形
金型面から加熱する一方、空気加熱循環装置から空気送
給パイプに熱風を供給して空気送給パイプの空気吹出し
孔から圧縮不織シート素材内に加熱空気を吹出しかつ空
気回収パイプの空気吸込み孔から圧縮不織シート素材を
加熱した空気を回収して成形キャビティ内の圧縮不織シ
ート素材の繊維どうしの交接部分を固着した後冷却して
繊維の立体的に絡み合った弾性構造体からなる任意形状
の成形体に形状固定した後、空気送給パイプ及び空気回
収パイプを該成形体から脱抜することを特徴とする合成
繊維成形体の成形方法である。

【０００６】請求項２の発明では、請求項１記載の手段
において、繊維どうしの交接部分の固着後の冷却は、該
成形体に空気送給パイプから冷却空気を送給しかつ空気
回収パイプの空気吸込み孔から冷却空気を回収して該成
形体を冷却することを特徴とする合成繊維成形体の成形
方法である。

【０００７】請求項３の発明では、請求項１記載の手段
において、不織シート素材は低融点合成繊維と高融点合
成繊維の合比的割合で混合された２種の合成繊維である
ことを特徴とする合成繊維成形体の成形方法である。

【０００８】請求項４の発明では、内部に任意形状の成
形キャビティ５を有し背面にヒーターを内蔵する加熱板
６を有する上金型３及び下金型５からなる圧縮成形金型
１において、圧縮成形金型１は側面にパイプ挿脱用孔７
を有し、該パイプ挿脱用孔７に成形キャビティ内挿入部
周面に複数の空気吹出し孔１３を有する空気送給パイプ
８と成形キャビティ内挿入部周面に複数の空気吸込み孔
１４を有する空気回収パイプ９をそれぞれ挿脱自在に配
設し、該空気送給パイプ８及び空気回収パイプ９は空気
の加熱・冷却用の循環装置１０からの循環パイプ１２に
より循環回路を形成していることを特徴とする合成繊維
成形体の成形装置である。

【０００９】請求項５の発明では、ポリエステル、ナイ
ロン、アクリル、ポリプロピレン等の合成繊維の絡み合
ってなる不織シート素材の圧縮加熱成形による繊維の立
体的に絡み合った弾性構造体からなる成形体において、
該成形体内面には適宜離間して複数本のパイプ状空隙１
６が形成されていることを特徴とする合成繊維の立体的
に絡み合った弾性構造体からなる成形体１５である。

【００１０】上記手段の作用について説明すると、合成
繊維、例えば、ポリエステル短繊維は溶融温度が１１０
℃から２５０℃の間の種々のものがある。これらの短繊
維の溶融温度の異なるものを混雑して立体的に絡み合わ
せたものが不織素材である。この不織素材を成形型すな
わち金型の成形用のキャビティーに詰め込み加圧し、圧
縮成形した不織素材を溶融温度の低い温度に加熱する
と、溶融温度の低い繊維が溶解して溶融温度の高い繊維
と接している部分で溶融温度の高い繊維に溶着する。そ
こでこれを冷却すると溶融温度の異なる繊維が立体的に
絡み合って弾性構造体が得られ、体重に耐える適宜型さ
のシート成形体が得られる。上記の不織素材加熱におい
て、本発明は金型の背面の熱板から金型を加熱し、キャ
ビティの金型面から加熱すると共に、キャビティ内の不
織素材中に挿入した空気吹込みパイプからも繊維の溶融
温度に加熱した空気を吹き出し、一方、キャビティ内の
不織素材中に挿入した空気回収パイプから空気を吸い込
んで不織素材中を循環させるので、不織素材が全体的に
ほぼ均一に加熱されるので処理時間が短縮できる。ま
た、加熱により繊維の溶融が終わると、速やかに冷却し
て繊維の絡み合いを固定する必要があるが、本発明では
空気吹込みパイプからの送気を加熱空気から冷却空気に
切り換えることにより急速に冷却することができ、成形
速度が迅速化できる。

【００１１】さらに、成形後に空気吹込みパイプおよび
空気回収パイプを成形体から抜き取ると、図４〜図６に
示すように、例えばシート成形体１５である弾性構造体
１７には多数のパイプ状空孔１６が形成される。このシ
ート成形体１５のパイプ状空孔１６は、図５に示すよう
に体重がかかると、図５の（ｂ）のように体重のかかっ
た部分のシートは沈み、それに連れてパイプ状空孔１６
が下に撓む。また、図６の（ｂ）に示すようにパイプ状
空孔１６の切断面は楕円状になる。ところでパイプ状空
孔１６表面は、成形時に加熱空気により最も加熱されて
いたので特に溶融されて薄い層状に溶着し、その状態で
薄い層状に硬化されている。そこで、パイプ状空孔１６
は特に弾性の高い筒体を形成している。そのため図５の
（ｂ）に示すように下にパイプ状空孔１６の撓み部分に
矢印２０の方向の弾撥力が発生する。また、図６の
（ｂ）に示すようにパイプ状空孔１６の切断面には楕円
を円に回復しようとする矢印２１の上下方向の弾撥力と
矢印２２方向の左右から中心方向の力が生じ、体重のか
かったシート成形体は元の形状に回復させる働きが作用
することとなり、シート成形体がへたる期間が延長され
ることとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図１は本発明の方法を実施する装置の概
略説明図である。図２は図１の装置の側面図である。図
３は本発明の圧縮成形金型及び空気吹込みパイプ及び空
気回収パイプの断面図である。図４は本発明によるシー
ト成形体の斜視図である。図５は図４に示すシート成形
体のＡ−Ａ断面図で、（ａ）は未加重状態のシート成形
体を、（ｂ）は加重状態のシート成形体を示す。図６は
シート成形体中のパイプ状空隙の断面を示し、（ａ）は
未加重状態のパイプ状空隙を、（ｂ）は加重状態のパイ
プ状空隙を示す。

【００１３】これらの図において、基台２上の圧縮成形
金型１は上金型３と下金型４からなり、これらの上金型
３と下金型４の内部には成形する任意形状のキャビティ
５が形成されている。キャビティ５と反対側の上金型３
と下金型４の各背面には内部にヒーターを有する熱板６
が当接されており、上金型３と下金型４を加熱すること
ができる。上金型３は矢印１８の垂直方向に可動でき、
図１の点線は上金型３を持ち上げた図である。図１の上
金型３と下金型４の右側側面には金型内のキャビティ５
に空気吹込みパイプ８及び空気回収パイプ９の挿脱用孔
７がそれぞれのパイプの数だけ開口している。図１で圧
縮成形金型１の右側には空気を加熱或いは冷却して循環
する空気循環装置１０が設置されており、空気循環装置
１０には循環管路１２が接続されており、循環管路１２
は接続分配管１１から複数個の空気吹込みパイプ８及び
複数個の空気回収パイプ９に接続されている。図１ある
いは図３の２点鎖線示すように、空気吹込みパイプ８及
び空気回収パイプ９は接続分配管１１毎図１あるいは図
３の矢印１９方向へ移動され金型の挿脱用孔７に挿脱可
能に設けられている。空気吹込みパイプ８の金型のキャ
ビティー５内のパイプ周面部分には適宜間隔を置いて複
数の空気吹出し孔１３が形成され、さらに空気回収パイ
プ９の金型のキャビティー５内のパイプ周面部分には適
宜間隔を置いて複数の空気吸込み孔１４が形成されてい
る。

【００１４】空気循環装置１０で加熱された空気は循環
管路１２中を矢印のように送られ、さらに接続分配管１
１を経て圧縮成形金型１の挿脱用孔７から金型内のキャ
ビティ５に挿入された空気吹込みパイプ８に送られ、空
気吹込みパイプ８の空気吹出し孔１３からキャビティ５
内に図に示す矢印のように吹き出される。一方、キャビ
ティ５内の空気は空気吸込み孔１３から空気回収パイプ
９に吸込まれ、接続分配管１１を経て循環管路１２中を
矢印のように通って空気循環装置１０に戻される。空気
循環装置１０は、適宜切り替え装置により空気の加熱装
置と冷却装置が選択的に作動できるように構成されてい
る。図１の装置では空気の加熱装置と冷却装置は空気循
環装置１０内に設けられているが、加熱装置と冷却装置
は空気循環装置１０と別体としてもよい。

【００１５】上記装置により座席シートの成形方法を以
下に説明する。図１に示すように、座席シートの形状を
したキャビティ５を有する上金型３および下金型４から
なる圧縮成形金型１において、上金型３を点線のように
上方に上昇させ、キャビティ５内に、溶融温度１８０
℃、６デニール、長さ５０〜６０ｍｍのポリエステル短
繊維２．５部と、溶融温度２２０℃、６デニール、長さ
５０〜６０ｍｍのポリエステル短繊維７．５部の２種の
ポリエステル短繊維が互いに立体的に絡み合った密度３
２ｋｇ／ｍ³ の不織シート素材をキャビティ５の約３倍
の詰める。上金型３を下げて金型の挿脱用孔７から空気
吹込みパイプ８と空気回収パイプ９をキャビティ５内の
不織シート素材中に挿入する。ついで、熱板６をヒータ
ーで１８３℃に加熱すると共に、空気循環装置１０から
１８３℃の加熱空気を送気し、空気吹込みパイプ８の空
気吹出し孔１３からキャビティ５内の不織シート素材中
に吹き出させる。一方、空気回収パイプ９の空気吸込み
孔１３から不織シート素材を加熱した空気を吸い出して
空気循環装置１０に戻して循環する。加熱空気の送風量
は１２０ｍ³ ／分で、金型は１５〜２０分間加熱保持す
る。次いで熱板６による加熱および空気加熱を停止し、
空気循環装置１０から冷却空気を循環して急速冷却した
後、空気吹込みパイプ８および空気回収パイプ９を圧縮
成形金型１の挿脱用孔７から抜き出した後、上金型３を
上昇してパイプ状空孔１６を側面から内部に有するシー
ト成形体１５を取り出し製品とする。

【００１６】上述の実施の形態では、本発明は溶融温度
の異なる２種の合成繊維の未固着の素材を加熱成形によ
り２種の合成繊維を溶着して立体的に絡んだ固着させて
弾性構造体の成形体としたが、既に立体的に絡んだ繊維
どうしの交接部分を固着し不織繊維素材を成形金型に詰
めて所定形状に加熱成形する際に、本発明の方法を適用
して金型面からの加熱に加えて金型キャビティ５内の不
織繊維シート素材中に挿入した空気吹込みパイプ８およ
び空気回収パイプ９により加熱空気を不織繊維シート素
材中に対流させて加熱する方法により、加熱を均一に
し、かつ加熱時間を短縮し、また冷却空気を対流させて
成形時間の短縮を図り、さらに製品であるシート成形体
１５中に弾性による反撥力を付与する周囲に薄い硬化層
を有するパイプ状空孔１６を内蔵させることもできる。

【００１７】さらに本発明はポリエステル短繊維の他
に、例えばナイロン、アクリル、ポリプロピレン等の合
成繊維に適応することができることはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、従来の
製法に比し、周囲に薄い硬化層を有するパイプ状空孔を
内部に成形することにより優れた弾性と体重を快適に支
える硬さを有し、耐久性にも優れたシート成形体を短時
間で製造することができる。また、本発明は環境を悪化
する発泡材を使用することもなく、また再生可能である
ので環境を悪化することがないなど優れた作用効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する装置の概略説明図であ
る。

【図２】図１の本発明の装置の側面図である。

【図３】本発明の圧縮成形金型及び空気吹込みパイプ及
び空気回収パイプの断面図である。

【図４】本発明によるシート成形体の斜視図である。

【図５】図４に示すシート成形体のＡ−Ａ断面図で、
（ａ）は未加重状態のシート成形体を、（ｂ）は加重状
態のシート成形体を示す。

【図６】シート成形体中のパイプ状空隙の断面を示し、
（ａ）は未加重状態のパイプ状空隙を、（ｂ）は加重状
態のパイプ状空隙を示す。

【図７】従来の方法に使用する圧縮成形金型を示す。

【符号の説明】

１ 圧縮成形金型 ２ 基台 ３ 上金型 ４ 下金型 ５ キャビティ ６ 熱板 ７ 挿脱用孔 ８ 空気吹込みパイプ ９ 空気回収パイプ １０ 空気循環装置 １１ 接続分配管 １２ 循環管路 １３ 空気吹出し孔 １４ 空気吸込み孔 １５ シート成形体 １６ パイプ状空孔 １７ 弾性構造体 １８ 矢印 １９ 矢印 ２０ 矢印 ２１ 矢印 ２２ 矢印

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポ
   リプロピレン等の合成繊維の立体的に絡み合ってなる不
   織シート素材を圧縮成形金型の任意形状の成形キャビテ
   ィに詰め、該成形キャビティに詰めた不織シート素材内
   に空気吹出し孔を有する空気送給パイプと空気吸込み孔
   を有する空気回収パイプを挿着した後、圧縮成形金型に
   より不織シート素材を所定の密度に圧縮した後、該圧縮
   不織シート素材を圧縮成形金型面から加熱する一方、空
   気加熱循環装置から空気送給パイプに熱風を供給して空
   気送給パイプの空気吹出し孔から圧縮不織シート素材内
   に加熱空気を吹出しかつ空気回収パイプの空気吸込み孔
   から圧縮不織シート素材を加熱した空気を回収して成形
   キャビティ内の圧縮不織シート素材の繊維どうしの交接
   部分を固着した後冷却して繊維の立体的に絡み合った弾
   性構造体からなる任意形状の成形体に形状固定した後、
   空気送給パイプ及び空気回収パイプを該成形体から脱抜
   することを特徴とする合成繊維成形体の成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の成形方法において、繊維
   どうしの交接部分の固着後の冷却は、該成形体に空気送
   給パイプから冷却空気を送給しかつ空気回収パイプの空
   気吸込み孔から冷却空気を回収して該成形体を冷却する
   ことを特徴とする合成繊維成形体の成形方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の成形方法において、不織
   シート素材は低融点合成繊維と高融点合成繊維の合比的
   割合で混合された２種の合成繊維であることを特徴とす
   る合成繊維成形体の成形方法。
4. 【請求項４】 内部に任意形状の成形キャビティ５を有
   し背面にヒーターを内蔵する加熱板６を有する上金型３
   及び下金型５からなる圧縮成形金型１において、圧縮成
   形金型１は側面にパイプ挿脱用孔７を有し、該パイプ挿
   脱用孔７に成形キャビティ内挿入部周面に複数の空気吹
   出し孔１３を有する空気送給パイプ８と成形キャビティ
   内挿入部周面に複数の空気吸込み孔１４を有する空気回
   収パイプ９をそれぞれ挿脱自在に配設し、該空気送給パ
   イプ８及び空気回収パイプ９は空気の加熱・冷却用の循
   環装置１０からの循環パイプ１２により循環回路を形成
   していることを特徴とする合成繊維成形体の成形装置。
5. 【請求項５】 ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポ
   リプロピレン等の合成繊維の絡み合ってなる不織シート
   素材の圧縮加熱成形による繊維の立体的に絡み合った弾
   性構造体からなる成形体において、該成形体内面には適
   宜離間して複数本のパイプ状空隙１６が形成されている
   ことを特徴とする合成繊維の立体的に絡み合った弾性構
   造体からなる成形体１５。