JP2957327B2

JP2957327B2 - クッション材

Info

Publication number: JP2957327B2
Application number: JP28948891A
Authority: JP
Inventors: 裕憲山田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH0598516A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクッション材に関す
るものであり、更に詳細には、優れた弾性特性（圧縮特
性、伸張特性）と形態保持性とを有するクッション材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、家具及びベッドなどのクッション
材の分野では、発泡ウレタンフォームやポリエステル繊
維詰綿やポリエステル繊維を接着した樹脂綿や固綿など
が使用されている。

【０００３】しかしながら、発泡ウレタンフォームは製
造中に使用される薬品等の取り扱いが難しく、かつフロ
ンを排出するという問題がある。また得られた発泡ウレ
タンフォームの圧縮特性は圧縮初期が硬く、その後急に
沈み込むという独特の特性を示すためにクッション性が
乏しく、底突き感が大きく、通気性が乏しいために蒸れ
やすく、クッション材として好まれないことが多い。ま
たポリマーが軟らかくかつ発泡しているため、圧縮に対
する反撥性を出すには密度を高くしなければならないと
いう欠点がある。また、ポリエステル繊維詰綿では繊維
や構造が固定されていないため、使用中に形が崩れた
り、繊維が移動したり捲縮がへたったりして嵩や反撥性
が大きく低下するという欠点がある。

【０００４】一方、ポリエステル繊維を樹脂や低融点ポ
リマーで接着した樹脂綿や固綿など（例えば特開昭５８
―３１１５０号公報など）では、接着が弱い、接着部の
耐久性が低く使用中に接着が破壊され形態や反撥性が大
きく低下する、接着剤が固く成形されるためクッション
性の乏しいものしか得られないなどの欠点がある。クッ
ション性を高めるために特開昭６２―１０２７１２号公
報のようにポリエステル繊維の交絡部を発泡ウレタンの
バインダーで接着したクッション材が提案されている
が、溶液型ウレタンを含浸しているので加工に斑ができ
やすくかつ取り扱いも面倒である、ウレタンと繊維との
接着性が低い、バインダーの伸度が低いために交絡部が
大変形したときに破壊されやすい、耐久性が低いなどと
いう問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題に鑑み、優れたクッション性を呈し、そ
の耐久性及び安定性に優れ、しかも通気性が高いクッシ
ョン材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討を行った結果、特定の構成成分
からなり、かつ特定の特性を有するポリエーテルエステ
ルブロック共重合体を熱接着性成分とするポリエステル
系熱接着性複合繊維をクッション材に適用した場合、前
記特性に優れたクッション材を得られることを見い出し
た。本発明者は、かかる知見に基づき更に重ねて検討し
た結果、本発明を完成するに至ったものである。

【０００７】すなわち、本発明の目的は、融点が２００
℃以上のポリエステル成分と、融点が２００℃以下のポ
リエーテルエステルブロック共重合体成分とからなる複
合繊維において、該ポリエーテルエステルブロック共重
合体が（Ａ）全酸成分に対してテレフタル酸を４０〜９
０モル％、イソフタル酸を１０〜４０モル％含有する酸
成分、（Ｂ）１，４―ブタンジオールを主とするグリコ
ール成分、（Ｃ）平均分子量が１０００〜４０００のポ
リ（アルキレンオキシド）グリコール成分よりなり、該
ポリエーテルエステルブロック共重合体中の前記（Ｃ）
成分の共重合量が４０〜５５重量％であるとともに下記
（ｉ）式を満足し、該ポリエーテルエステルブロック共
重合体の固有粘度（ＩＶ）、融点（Ｔｍ）及び酸化分解
開始温度（Ｔｄｉ）が（ｉｉ）〜（ｉｖ）式を満足し、（ｉ）６０−Ｗｃ≦ＡＩ（ｉｉ）１．０≦ＩＶ（ｉｉｉ）１６０≦Ｔｍ≦２００（ｉｖ）２００≦Ｔｄｉ［但し、Ｗｃは（Ｃ）成分の共重合量（重量％）、ＡＩ
はイソフタル酸成分の全酸成分に対する共重合割合（モ
ル％）を示す］かつ、該ポリエーテルエステルブロック
共重合体成分が繊維断面周率で４０％以上を占めるポリ
エステル系熱接着性複合繊維を２０重量％以上含む繊維
集合体を、該ブロック共重合体の融点より２０〜８０℃
高い温度で融着一体化してなるクッション材により達成
することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の複合繊維の一方に用いら
れるポリエステルは、融点が２００℃以上であって繊維
形成性を有するものであれば特に限定する必要はない
が、なかでも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、又はこれらに少量の第３成分を共重
合した共重合ポリエステルが好ましい。

【０００９】好ましく用いられる共重合成分としては、
例えばイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル
酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、５―ナトリウム
スルホイソフタル酸等のジカルボン酸成分、プロピレン
グリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、ポリエチレングリコール、ｐ―キシリレングリ
コール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、５―ナ
トリウムスルホレゾルシン等のジオール成分、トリメリ
ット酸、ピロメリット酸等の多官能カルボン酸成分、ｐ
―オキシ安息香酸、ｐ―オキシエトキシ安息香酸等の二
官能性モノカルボン酸等を挙げることができる。

【００１０】また、本発明の複合繊維を構成するもう一
つの成分であるポリエーテルエステルブロック共重合体
は、該共重合体の全酸成分に対する共重合割合（全酸成
分に対するモル％で示す）としてテレフタル酸を４０〜
９０モル％、イソフタル酸を１０〜４０モル％含むもの
が用いられる。テレフタル酸、イソフタル酸以外の酸成
分としてはフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼラ
イン酸、ドデカン二酸、２，６―ナフタレンジカルボン
酸、５―ナトリウムスルホイソフタル酸、１，４―シク
ロヘキサンジカルボン酸等が好ましく用いられる。

【００１１】また本発明で用いられるポリエーテルエス
テルブロック共重合体は、１，４―ブタンジオールを主
たるグリコール成分とする。なお、ここでいう「主た
る」とは、全グリコール成分の８０モル％以上が１，４
―ブタンジオールであって、２０モル％以下の範囲内で
は他種グリコール成分が共重合されていてもよいことを
いう。好ましく用いられる共重合グリコール成分として
は、エチレングリコール、トリメチレングリコール、
１，５―ペンタンジオール、１，６―ヘキサンジオー
ル、ジエチレングリコール、１，４―シクロヘキサンジ
オール、１，４―シクロヘキサンジメタノール等をあげ
ることができる。

【００１２】さらに本発明で用いられるポリエーテルエ
ステルブロック共重合体は、平均分子量が１０００〜４
０００のポリ（アルキレンオキシド）グリコール成分を
４０〜５５重量％含むものである。平均分子量が１００
０未満の場合には、得られるブロック共重合体のブロッ
ク性が低下して弾性回復性能が不充分となるし、一方４
０００を越える場合には、ポリ（アルキレンオキシド）
グリコール成分の共重合性が低下して弾性回復性能が不
充分となるため好ましくない。また、共重合量が４０重
量％未満の場合には、該複合繊維を加熱接着処理してク
ッション材等に成形しても本発明の目的とする弾性特性
の良好なものは得られず、一方５５重量％を越える場合
には、ブロック共重合体の力学的特性及び耐熱性、耐光
性等の耐久性が低下するため好ましくない。

【００１３】好ましく用いられるポリ（アルキレンオキ
シド）グリコールとしては、ポリエチレングリコール、
ポリ（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）グリコール等があげられ、特にポリ
（テトラメチレンオキシド）グリコールの単独重合体が
好ましい。さらには、前記単独重合体を構成する反復担
体の２種以上がランダム又はブロック状に共重合したラ
ンダム共重合体又はブロック共重合体を使用してもよ
く、また前記単独重合体又は共重合体の２種以上が混合
された混合重合体を使用してもよい。

【００１４】本発明の複合繊維に用いられるポリエーテ
ルエステルブロック共重合体は、上記の組成条件を満足
する必要があるが、本発明者の検討によれば、さらに下
記（ｉ）式を満足することが大切であることを見い出し
た。（ｉ）６０−Ｗｃ≦ＡＩ［但し、ＷｃはＣ成分の共重合量（重量％）、ＡＩはイ
ソフタル酸成分の共重合割合（モル％）を示す。］

【００１５】本発明において用いる複合繊維は、通常空
気中で熱接着処理されるため、Ｃ成分の共重合割合が多
い場合には該共重合体が酸化劣化し易く、得られるクッ
ション材の力学的特性が低下してしまうといった問題が
あり、一方Ｃ成分の共重合量が少ない場合には弾性性能
が不足して本発明の目的を達成することができなくなる
といった問題があった。しかるに、本発明においては、
イソフタル酸の共重合量を（ｉ）式を満足せしめること
により、弾性性能を高いレベルに維持しながら、空気中
での酸化劣化も抑制できることを見出したのである。

【００１６】次に、本発明の複合繊維に用いられるポリ
エーテルエステルブロック共重合体は、複合繊維製造時
の工程安定性、及び複合繊維の熱接着性、接着処理製品
の弾性特性等の品質を確保するために、さらに共重合体
の固有粘度ＩＶ、融点Ｔｍ、及び酸化分解開始温度が適
切な範囲内にあることも大切である。

【００１７】すなわち、下記（ｉｉ）〜（ｉｖ）式を満
足する必要がある。（ｉｉ）１．０≦ＩＶ（ｉｉｉ）１６０≦Ｔｍ≦２００（ｉｖ）２００≦Ｔｄｉ但し、ＩＶは３５℃オルソクロルフェノール溶液で測定
した固有粘度であり、Ｔｍは示差走査型熱量計（ＤＳ
Ｃ）で測定した融点であり、またＴｄｉは空気雰囲気中
ＤＳＣで測定した酸化分解開始温度である。

【００１８】ＩＶが１．０未満の場合には、ポリエーテ
ルエステルブロック共重合体の分子量分布がブロードで
あることに起因するものと推定されるが、該共重合体の
熱分解による分子量低下が大きく、得られるクッション
材の接着処理製品の力学的特性や弾性性能は大きく低下
するため好ましくない。

【００１９】また、融点が２００℃を越える場合には、
クッション材を製造する時の熱処理温度を２００℃以上
にしなければならず、この熱処理時に該ブロック共重合
体の熱分解が起って得られる接着処理製品の力学的特性
や弾性性能が低下してしまうことになる。一方、融点が
１６０℃未満の場合には、一般的にポリエーテルエステ
ルブロック共重合体の耐酸化劣化性が溶融状態でより劣
るため、通常接着処理に採用される１８０℃程度の熱処
理温度でも酸化分解を起して、目的とする弾性性能や力
学的特性を有する製品は得難い。これを防ぐために熱処
理温度を低下させることも考えられるが、他種繊維と混
合して使用する場合、該共重合体の溶融粘度が高くなる
ためと推定され、接着性が低下して本発明の目的が達成
されないばかりか、得られる製品の耐熱性も不充分なも
のとなり好ましくない。

【００２０】また、酸化分解開始温度は２００℃以上で
あることが必要であって、これが２００℃未満の場合に
は、前述の如く空気中で熱接着処理する際に、該ポリエ
ーテルエステルブロック共重合体が酸化劣化して、目的
とする接着処理製品は得られなくなる。

【００２１】かかる酸化分解開始温度を高めるために
は、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールの共重合量
を減少させる、イソフタル酸等のテレフタル酸以外の酸
成分の共重合割合を減少させて融点を高くする、耐酸化
劣化性の高いポリ（アルキレンオキシド）グリコール、
例えばポリテトラメチレングリコールを用いる、酸化防
止剤を併用するといった方策が考えられるが、いずれも
単独の方法のみを採用したのでは、弾性性能が悪化した
り、酸化分解開始温度向上効果が不足したりする。しか
しながら、前述のポリマー組成を満足する範囲内で上記
の対策を適宜組み合わせることにより、弾性回復性能を
維持しながら酸化分解開始温度を２００℃以上とするこ
とができる。

【００２２】以上に詳述したポリエーテルエステルブロ
ック共重合体は、従来周知の、通常の共重合ポリエステ
ルの製造法にならって製造することができる。具体的に
は、テレフタル酸成分、イソフタル酸成分、及びこれら
以外のジカルボン酸成分と、１，４―ブタンジオールを
主とするグリコール成分、及びポリ（アルキレンオキシ
ド）グリコールを反応器に入れ、触媒の存在下又は不存
在下でエステル交換反応あるいはエステル化反応を行な
い、次いで触媒の存在下高真空で重縮合反応を行ない、
所望の重合度まで上げる方法である。この際、必要に応
じて酸化防止剤（例えばヒンダードフェノール系化合
物、ヒンダードアミン系化合物等）を添加することが好
ましい。

【００２３】なお、本発明においては、かかるポリエー
テルエステルブロック共重合体には、通常のポリエステ
ルと同じく、艶消剤、顔料（例えばカーボンブラック
等）、紫外線吸収剤（例えばベンソフェノン系化合物、
ベンゾトリアゾール系化合物、サシレート系化合物
等）、架橋剤（イソシアネート化合物等）等を含んでい
ても何等さしつかえない。

【００２４】本発明において用いるポリエステル系熱接
着性複合繊維は、以上に説明した融点が２００℃以上の
ポリエステル成分と、２００℃以下のポリエーテルエス
テルブロック共重合体成分とを複合紡糸したものであ
る。この場合、複合比率は特に限定されないが、複合繊
維横断面の全周長に対するブロック共重合体成分の占め
る割合、すなわち繊維断面周率が４０％以上であること
が好ましく、例えばサイドバイサイドのバイメタル型、
芯鞘型又はそれを偏心させた偏心芯鞘型等の複合繊維を
例示することができる。なかでも偏心芯鞘型複合繊維
は、熱処理等によって容易に捲縮を発現させることがで
きるので、カード工程通過性が向上し好ましい。

【００２５】さらに、上記の熱接着性複合繊維は、１．
５倍以上延伸された繊維であることが好ましい。延伸を
受けた繊維により構成したクッション材は、延伸されて
いない繊維を用いたクッション材に比べて弾力性に優
れ、へたりもすくない。この理由は明かでないが、延伸
された繊維が弛緩状態で熱処理される過程で、ブロック
共重合体成分の非晶部の緩和が起ってより弾性特性に優
れたポリマー構造になり、その構造がクッション材に成
形した後も維持されるためと推定される。

【００２６】また、本発明の複合繊維は収縮率の低いこ
とが望ましく、熱セットされたものであることが好まし
い。すなわち、収縮率が高いと熱接着加工時に著しく収
縮してしまい、繊維間の熱接着効率が低下して得られる
クッション材の反撥性が低下するだけでなく、極めて風
合の硬いものとなる。

【００２７】本発明のクッション材を製造するには、上
述の複合繊維単独の集合体とするか、または他の繊維と
の混合集合体とした後熱処理を施して熱接着を行うが、
なかでも、混合繊維として、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等のポリエステルから
なる繊維を用いる場合には、本発明の複合繊維同士だけ
でなく該混合繊維と複合繊維との間の熱接着性も良好で
あり、力学的特性及び弾性特性共に優れたクッション材
を得ることができる。ここで、混合集合体とする場合に
おける混率は上述の複合繊維が重量％以上含まれている
ことが必要である。

【００２８】なお、本発明の複合繊維を含有する繊維集
合体を加熱処理して融着一体化するには、ブロック共重
合体の融点より２０〜４０℃高い程度であって、複合繊
維を構成するポリエステル成分及び繊維集合体に混合さ
れている他繊維の融点より低い温度で処理すればよい。
この加工温度が低すぎると、交絡部にうまく溶融ポリマ
ーが流れて結合するということができなくなり、繊維の
交絡部を熱融着一体化する数が減ってクッション材の反
撥性が低下する。またこの加工温度が高すぎるとブロッ
ク共重合体の熱による変質がおき、弾性の乏しい物や変
色の著しいものになる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のクッション材は、加熱によって
繊維間が熱融着されているが、この融着点は特定の性能
を有するポリエーテルエステルブロック共重合体から形
成されるため、接着処理工程での弾性性能や力学的性能
といった特性の劣化がなく、繊維集合体の強度及び弾性
特性（変形回復性）等の特性が極めて優れているといっ
た特徴を有する。とりわけ、熱接着性複合繊維と通常の
ポリエステル短繊維とを混合してクッション材となした
場合、従来多用されている発泡ウレタンフォームに比
べ、圧縮における初期の硬さがない、反撥性が大きく圧
縮量にほぼ比例して大きくなるため底突き感が極めて少
ない、密度が低く通気性がよいため蒸れる心配もない、
といった優れた特性を有するものが得られる。また、繊
維間の接着性も良好なため、変形時の接着部が破壊され
難く、かつ変形しやすいが回復性も良好であるといった
特性を有し、その繰り返し圧縮に対する耐久性はウレタ
ンの耐久性なみである。

【００３０】また、本発明のクッション材を製造するに
際しては、ウェブを形成したのち熱処理するだけの簡単
かつ短い工程で、容易に均一なものが得られる。しかも
繊維の混率、構成あるいは繊維集合体の密度を変えるこ
とによって、厚み方向・平面方向共に任意にその硬さを
変えることができる。

【００３１】したがって、本発明のクッション材は、ク
ッション性、耐久性、安定性に優れ、通気性が高く蒸れ
にくく、加工のムラが出来にくく、加工での多様化も図
りやすいクッション材であり、その利用範囲は、各種の
クッション材、例えば家具、ベッド、寝具、座席のクッ
ションなどに好適である。

【００３２】

【実施例】以下実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。実施例において「部」は全て重量部を示す。なお、
実施例における評価は、下記方法によって測定した。

【００３３】１．固有粘度（ＩＶ）オルソクロロフェノール溶媒を用いて、３５℃で測定し
た。

【００３４】２．融点（Ｔｍ）ＤｕＰｏｎｔ社製、示差走査熱量計１０９０型を使
用し、昇温速度２０℃／分で測定し、融解ピーク温度を
求めた。

【００３５】３．酸化分解開始温度（Ｔｄｉ）ＤｕＰｏｎｔ社製、示差走査熱量計１０９０型を使
用し、空気流量９０ｍｌ／分、昇温速度２０℃／分で測
定し、酸化分解開始温度を求めた。

【００３６】４．クッション材の圧縮弾力性と圧縮耐久
性の測定平板状に成型された密度０．０３５ｇ／ｃｍ³、厚み５
ｃｍのクッション材を断面積２０ｃｍ２の平坦な下面を
有する円柱ロッドで１ｃｍ圧縮しその応力（初期応力）
を測定した。測定後８００ｇ／ｃｍ²の荷重で１０秒間
圧縮したのち除重して５秒間放置の繰り返しで３６０回
圧縮・放置を繰り返し、２４時間後再び圧縮応力を測定
した。この初期応力に対する繰り返し圧縮後の応力の比
率％をクッション材の圧縮耐久性とした。

【００３７】［実施例１〜３、比較例１〜６］ジメチルテレフタレート１１７．１部、表１に記載した
量のジメチルイソフタレート、１，４―ブタジオール
（酸成分の１．４モル倍）、表１に記載したポリテトラ
メチレングリコール、及びテトラブチルチタネート（酸
成分に対して０．０９０モル％）を反応器に仕込み、内
温１９０℃でエステル交換反応を行なった。理論量の約
８０％のメタノールが留出した後、昇温、減圧による重
縮合反応を開始した。重縮合反応は徐々に減圧しながら
行い、１ｍｍＨｇ以下の真空に到達後２４０℃で２００
分間反応を行い、次いで酸化防止剤イルガノックス１０
１０をポリテトラメチレングリコールに対して５重量％
となる量添加し、反応を終了した。

【００３８】生成したポリエーテルエステルブロック共
重合体をペレット化した後、このポリエーテルエステル
ブロック共重合体を鞘に、ポリエチレンテレフタレート
を芯に、芯／鞘の重量比で５０／５０になるように常法
により紡糸した。なおこの複合繊維は、偏心芯鞘型複合
繊維である。この繊維を２．０倍に延伸し６４ｍｍに切
断した後９５℃の温水で熱処理し、低収縮化と捲縮発現
をさせ乾燥後、油剤を付与した。なおここで得られた複
合短繊維の単糸繊度は６デニールである。

【００３９】このポリエーテルエステルブロック共重合
体を含む複合短繊維４０％と、常法により得られた単糸
繊度６デニール、繊維長６４ｍｍの中空断面ポリエチレ
ンテレフタレート短繊維６０％とをカードにより混綿し
ウェッブ（ウェッブ嵩１２０ｃｍ³／ｇ）を得た。この
ウェッブを重ね、厚み５ｃｍ密度０．０３５ｇ／ｃｍ³
になるように平板型の型にいれ２００℃で１０分間熱処
理をし、平板型のクッション材を得た。得られたクッシ
ョン材の特性を表１に示す。

【００４０】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D04H 1/54 B68G 5/00 D01F 8/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】融点が２００℃以上のポリエステル成分
と、融点が２００℃以下のポリエーテルエステルブロッ
ク共重合体成分とからなる複合繊維において、該ポリエ
ーテルエステルブロック共重合体が（Ａ）全酸成分に対
してテレフタル酸を４０〜９０モル％、イソフタル酸を
１０〜４０モル％含有する酸成分、（Ｂ）１，４―ブタ
ンジオールを主とするグリコール成分、（Ｃ）平均分子
量が１０００〜４０００のポリ（アルキレンオキシド）
グリコール成分よりなり、該ポリエーテルエステルブロ
ック共重合体中の前記（Ｃ）成分の共重合量が４０〜５
５重量％であるとともに下記（ｉ）式を満足し、該ポリ
エーテルエステルブロック共重合体の固有粘度（Ｉ
Ｖ）、融点（Ｔｍ）及び酸化分解開始温度（Ｔｄｉ）が
（ｉｉ）〜（ｉｖ）式を満足し、（ｉ）６０−Ｗｃ≦ＡＩ（ｉｉ）１．０≦ＩＶ（ｉｉｉ）１６０≦Ｔｍ≦２００（ｉｖ）２００≦Ｔｄｉ［但し、Ｗｃは（Ｃ）成分の共重合量（重量％）、ＡＩ
はイソフタル酸成分の全酸成分に対する共重合割合（モ
ル％）を示す］かつ、該ポリエーテルエステルブロック
共重合体成分が繊維断面周率で４０％以上を占めるポリ
エステル系熱接着性複合繊維を２０重量％以上含む繊維
集合体を、該ブロック共重合体の融点より２０〜８０℃
高い温度で融着一体化してなるクッション材。