JP3733411B2 - Cushion material molding method - Google Patents

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JP3733411B2 JP2000028827A JP2000028827A JP3733411B2 JP 3733411 B2 JP3733411 B2 JP 3733411B2 JP 2000028827 A JP2000028827 A JP 2000028827A JP 2000028827 A JP2000028827 A JP 2000028827A JP 3733411 B2 JP3733411 B2 JP 3733411B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリックス繊維中に該マトリックス繊維より低い融点を有する熱融着性のバインダー繊維が分散混入された繊維集合体(以下、単に「繊維集合体」と称する)をクッション材へと熱成形するためのクッション材の成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車、航空機等の複雑な形状を有するシート用クッション材として安価なウレタンフォームが多用されてきた。しかしながら、ウレタンフォームは、通気性が悪く蒸れ易いこと、リサイクル使用が困難等の問題を有するため、これに代わる成形素材が切望されてきた。
【0003】
このような問題から、近年、ウレタンフォームを代替するための素材として、前記の繊維集合体を使用したクッション材が、これらの諸問題を解決することができる素材として注目されてきた。このクッション材は、金型のキャビティ内へ繊維集合体を充填し、これを熱成形することで繊維集合体中に含まれるバインダー繊維を溶融させて繊維集合体中の繊維同士を結合させることで形成されたものである。
【0004】
前記のクッション材の製造方法として、金型を通気性を有する材料で構成し、繊維集合体を搬送気流に随伴させて金型キャビティに充填し、次いで金型キャビティに充填された繊維集合体中に加熱風と冷却風を貫流させてクッション材を成形する方法(以下、「空気吹込み法」と称する)が、例えば特開平7−324266号公報に提案されている。また、ハンドレイアップやロボット等の自動化機械を使用した金型キャビティへの充填も通常行われている。
【0005】
しかしながら、このような従来の成形方法では、互いにほぼ平行して対向する傾斜端面3a’を有する金型キャビティに繊維集合体を充填して成形を行う場合には、優れた品質を有するクッション材を成形できないという問題を有している。この点について、図5を援用しながら、以下に説明する。
【0006】
前記図5において、図(a)は、空気吹込み法による金型キャビティへの繊維集合体の型詰め完了時の様子を模式的に例示した正断面略線図、そして、図(b)は、型詰めされた繊維集合体の圧縮後の様子を模式的に例示した正断面略線図をそれぞれ示す。
【0007】
このような従来技術においては、前記図5(a)に例示するように、金型キャビティC’に充填した後、前記図5(b)に例示するように、上金型1’を下方へ移動させて充填された繊維集合体F’の圧縮を行う。その際、その圧縮方向(図の矢示方向)は、金型キャビティC’に充填された繊維集合体F’を圧縮するための、上金型1’及び/又は下金型2’の圧縮面1a’及び/又は2a’に対して、直交する方向が採用される。
【0008】
しかしながら、前記図5(b)に例示されるように、金型キャビティC’の側部の両端に位置する2つの端面の形状が、互いに平行して対向する傾斜面3a’を有する場合には、該傾斜面3a’部(図5(b)の参照符号A’で示した部分)が他の部分と比較して、圧縮率が大きくなってしまうという問題が有る。このようにして、前記傾斜部の圧縮率が大きくなってしまうと、この部分だけ、他の部分と比較して、嵩高密度が高くなってしまう結果、硬くなってしまい、成形したクッション材の品質を損なうという問題を惹起する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べた諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、「金型キャビティの端面が互いに平行に対向する傾斜を有する場合において、金型キャビティの傾斜端面部に充填された繊維集合体と、その他の部位に充填された繊維集合体とを所定の嵩高密度に圧縮することができ、これによって、品質に優れたクッション材を成形する方法を提供する。」ことにある。
【0010】
なお、クッション材の成形方法として、特に、従来の空気吹込み法による金型キャビティへの充填方式を採用した場合に生じる、金型キャビティ内での繊維集合体の充填斑や成形斑といった課題をも解決しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
ここに、従来技術が有する課題を解決するための手段として、本発明によれば、「(1) マトリックス繊維中に熱融着性を有するバインダー繊維を分散混入した繊維集合体を充填した金型キャビティ内で該繊維集合体を上下に圧縮するため上下部に分割した上部金型及び下部金型の上部金型及び下部金型と、 (2) 前記上部金型と前記下部金型との間に充填された繊維集合体を側部から囲み、且つ両端に隔てられて互いに平行に対向する2つの端面が前記上部金型壁面及び/又は下部金型壁面によって形成される圧縮面の鉛直方向に対して傾斜した傾斜面を有する側部金型とから少なくとも構成される金型 (1) (2) とを用いて、前記繊維集合体の圧縮方向が前記側部金型の傾斜した両端面に対して並行するように上下部金型で繊維集合体を圧縮して繊維集合体の嵩高密度を調整し、最終的に圧縮した繊維同士を熱融着させることを特徴とするクッション材の成形方法」が提供される。
【0012】
なお、前記の本発明の方法においては、金型キャビティに繊維集合体を充填するに際して、搬送気流に繊維集合体を随伴させて金型キャビティへ移送する方法を採用することが成形時間を短縮し品質に優れたクッション材を製造する上で好ましい。その際、繊維集合体を圧縮する金型の圧縮面に対して、金型キャビティへの繊維集合体の吹込み方向を平行とすることが、繊維集合体の金型キャビティへの吹込みに伴って発生する、前述の種々の問題を解決する上で肝要である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の態様について、その作用と共に詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明の方法を実施するための装置を模式的に例示した正断面略線図である。
該図1において、参照符号Fは、本発明で用いる繊維集合体を示す。ここで、本発明の前記繊維集合体Fは、「マトリックス繊維」と「バインダー繊維」とを均一に混合したものをいう。
【0015】
その際、前者の「マトリックス繊維」を構成する合成繊維素材としては、特に制限する必要はなく、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、及至これらの繊維の混繊維集合体、または上記のポリマー成分の中の2種類以上からなる複合繊維(コンジュゲート繊維)等からなる短繊維を例示することができる。
【0016】
また、該短繊維の横断面形状は、円形、扁平、異形または中空のいずれであっても良い。さらに、この場合の合成繊維の短繊維には捲縮が付与されていることが好ましく、このような捲縮としては、顕在捲縮であることが特に好ましい。この顕在捲縮は、クリンパー等による機械的な方法、紡糸時の異方冷却による方法、サイドバイサイド型あるいは偏心シースコア型の複合繊維を加熱する方法等で得ることができる。
【0017】
他方、後者の「バインダー繊維」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のポリマーからなる繊維等を例示でき、特にこれらポリマーが繊維表面の一部に露出した複合繊維を好適に使用することができる。なお、該バインダー繊維は成形する製品の要求性能に合わせて適当な量が前記のマトリックス繊維中に分散・混入されていることはいうまでもない。
【0018】
次に、前述のような素材で構成される繊維集合体Fは、図1(a)に示すように、金型キャビティC内に充填される。この該金型キャビティCは、前記図1(a)において、参照符号1で表わされる上部金型、参照符号2で表わされる下部金型、そして参照符号3で表わされる金型枠で囲まれた領域である。
【0019】
なお、該金型枠3は、「側部金型」としての役割をも果たしており、これらの上部金型1、下部金型2、及び金型枠(側部金型)3は、パンチングプレートのような多数の開孔を有する通気性材料で構成されている。また、側部金型を兼ねる前記金型枠3には、クッション材の成形原料である繊維集合体Fを供給するための原料供給口4が設けられている。
【0020】
ここで、前記上部金型1及び下部金型2は、金型の圧縮時及び/又は開放時において上下方向へ移動させる駆動手段(図示せず)に連結されており、それぞれ独立して上下動できる構成とされている。なお、このような駆動手段(図示せず)としては、例えば空気圧又は油圧で駆動される流体圧シリンダーやラックとピニオンとが付設された直線運動を行う電動機等の公知の手段を用いることができる。
【0021】
このようにすることで、前述のように金型1及び2は、繊維集合体Fの圧縮時、成形が完了したクッション材の取り出し時、成形装置の補修時などにおいて、それぞれ独立して個別に上下に移動自在とすることができる。また、説明を省略するが、金型1及び2による繊維集合体Fの圧縮量の調整、クッション材の寸法安定性の確保などを目的として、金型1及び2は、それぞれ予め決められた位置に正確に多段に渡って位置決め停止できるようにするために、ストッパーなどの公知の位置決め手段を有していることも言うまでもない。
【0022】
また、前記図1(a)の実施態様においては、金型キャビティCへ繊維集合体Fを充填する方法として、前述の空気吹込み法を採用しているが、ハンドレイアップやロボット等の自動化機械を使用した金型キャビティへの充填方法を採用できることは、言うまでもない。
【0023】
このように、金型キャビティCへ繊維集合体Fを充填するための方法は、特に限定する必要はないが、空気吹込み法が、本発明の方法を実施する上で繊維集合体Fの金型キャビティCへの充填時間を他の方法よりも短縮できる点で好ましい。何故ならば、空気吹込み法によれば、例えば金型1及び2を完全に開放して繊維集合体F(通常、予め整形したウェブ等の形態を採る)を金型キャビティC内に載置し、その後に金型1及び2を閉じるといった工程から作業者を開放し、これによって人手による充填工程を省略することが出来るからである。
【0024】
そこで、上記のような利点を持つ空気吹込み法による繊維集合体Fの充填工程を、前記図1(a)を参照しながら、簡単に説明する。この充填工程は、該図1(a)に示すように、繊維集合体Fを所定の量だけ、コンベア5上に供給することから始まる。次いで、コンベア5上に載置された一定量の繊維集合体Fは、該コンベア5によって、参照符号6で表わされる開繊機に迄搬送され、該開繊機6を通すことによって所望の開繊が行われる。
【0025】
このようにして、開繊機6によって開繊された繊維集合体Fは、参照符号7で表わされる送風機からの搬送空気流と、開繊機6の回転運動によって生じる随伴気流との複合気流からなる搬送気流によって、参照符号8で表わされる移送ダクト中を搬送されて、原料供給口4から金型キャビティに充填される。
【0026】
この場合、開繊機6の随伴気流のみで繊維集合体Fを金型キャビティC内に充填することも可能であるが、小塊となった繊維集合体Fを搬送する空気流の流れ状態を整えるという意味から送風機7からの搬送気流を併用することが望ましい。つまり、開繊機6の開繊シリンダーの回転運動によって生じる随伴気流のみによって、繊維集合体Fを金型キャビティCへ充填することもできるが、繊維集合体Fを金型キャビティC内に均等かつ短時間で効率的に充填するという観点から、送風機7から供給される空気流を併用することが好ましいのである。
【0027】
本発明は、「両側端に互いに隔てられた2つの端面(すなわち、両端面)、上部金型及び下部金型の壁面が形成する繊維集合体の圧縮面の鉛直方向に対して互いに平行して対向する傾斜面を形成する金型キャビティに繊維集合体を充填し、充填した繊維集合体を所定の嵩高密度にまで圧縮するのに際して、その圧縮する方向を、前記傾斜端面に対して平行となるようにする。」ことを一大特徴とする。なお、以下の説明において、このような“互いに平行して対向する傾斜面が形成された金型キャビティの側部の両端面”を“傾斜端面”と称する。
【0028】
そこで、本発明においては、図1(a)及び(b)に模式的に例示するように、金型キャビティCの傾斜端面3aが実質的に前記の金型枠3(側部金型)の金型壁で構成されるようにする。したがって、金型キャビティCの傾斜端面3aは、図示されているように実質的に鉛直面を形成することになる。
【0029】
他方、金型キャビティCの傾斜端面3aを鉛直方向に変更した結果として、水平面を維持していた上部金型1及び/又は下部金型2の繊維集合体Fの圧縮面1a及び/又は2aは、逆に、水平面に対して一定の角度で傾斜する傾斜面を形成することとなる。しかも、繊維集合体Fを圧縮する方向は、以前の鉛直方向(即ち、図1の上下方向)を維持し、この方向を変更しない。このため、繊維集合体Fの圧縮方向は、実質的に鉛直面を形成する金型キャビティCの傾斜端面3aと同じ鉛直方向(即ち、傾斜端面3aに対して並行方向)である。
【0030】
したがって、図1の正断面略線図において例示する、平行四辺形を有する金型キャビティCを例に採って説明すると、図1(b)に示したように、金型キャティC内に充填された繊維集合体Fを、金型キャビティCの各部において、一定の比率で圧縮することが可能となる。
【0031】
このようにすることで、金型キャビティCの傾斜端部3aが、特別に大きな比率で圧縮されることも無くなり、この部分が他の部分と比較して硬くなるということも無くなる。つまり、従来技術の説明欄で援用した図5に示された従来例の場合のように、最終的に熱成形されるクッション材の傾斜端面3a'が他の部位と比較しても特別に硬くなる、という事態を回避できるのである。
【0032】
なお、この場合に問題となるのは、金型キャビティCの傾斜端面3a部における繊維集合体Fの圧縮制御が目標通りにできず、クッション材の傾斜端面3a部の硬度を設計通りに自由に制御できないという事態である。そこで、成形するクッション材の中央部と端部の硬軟度をわざと異ならせたいという事態が生じた場合には、硬軟度を個別に制御したい部位に対して、上部金型1及び/又は下部金型2を分割した分割金型を使用することで対応すればよい。
【0033】
何故ならば、このように分割金型を使用する事によって、分割した各金型の圧縮方向へのそれぞれの移動距離(圧縮距離)を個別に制御する事を可能とし、これによって、繊維集合体の圧縮度合いによってクッション材の各硬軟度を、各分割金型が対応する部位毎に、局所的に変えることができるからである。
【0034】
ところで、本発明の方法においては、前述の空気吹込み法を採用する場合には、繊維集合体Fを金型キャビティCに吹き込み充填する際に、少なくとも空気の吹込み方向(繊維集合体の吹込み方向でもある)を上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aに対して、平行になるようにする事が好ましい。
【0035】
この場合、図1(a)及び(b)に例示した実施態様のように、開繊機6と移送ダクト8の両方を、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aの傾斜に合せて、傾斜させるようにしても良い。また、図2の図(a)及び図(b)に例示した実施態様のように、開繊機6は傾斜させずに、移送ダクト8のみを、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aの傾斜に合せて、傾斜させるようにしても良い。
【0036】
その際、肝要なことは、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aの傾斜方向に、繊維集合体Fを搬送する搬送空気の吹込み方向を合わせることである。このようにすることで、次に述べるような空気吹込み法に起因する特有の問題を回避する事ができるのである。
【0037】
そこで、この点に関して、以下に図3を参照しながら詳細に説明することとする。先ず、図3を簡単に説明すると、図(a)は、繊維集合体Fの圧縮を完了した時点の様子を模式的に示した正断面略線図である。また、図(b)と図(c)とは、上部金型1の開きを小さくした場合と、上部金型1の開きを大きくした場合とをそれぞれ模式的に例示した正断面略線図を示す。
【0038】
なお、これらの図3(a)、(b)、及び(c)は、図1及び図2を援用して既に詳細に説明したように、繊維集合体Fの搬送空気の吹込み方向を傾斜させて、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aに沿わせなかった場合に生じる問題について、説明するための図である。
【0039】
ここで、図3(b)に模式的に例示した、上部金型2の開きを小さくした状態で繊維集合体Fを搬送気流に乗せて金型キャビティCに充填すると、上部金型2の圧縮面2aが傾斜させられているために、繊維集合体Fが上部金型2の圧縮面2aに一旦衝突し、その後に金型キャビティCに充填されることとなる。
【0040】
このように、繊維集合体Fが金型壁に一旦衝突した後、金型キャビティCに充填されるような事態となると、繊維集合体Fの金型キャビティC内での積層状態を正常に制御することが困難となり、その故に充填斑を惹起し、その結果として、成形後のクッション材の内部に欠肉が生じる原因ともなる。
【0041】
そこで、このような問題を解消するために、図3(c)に例示するように、上部金型2の開き度合いを大きくすることが考えられる。しかしながら、このような場合においては、上部金型1への繊維集合体Fの衝突を回避しながら、所定量の繊維集合体Fを金型キャビティC内に充填しようとすると、原料供給口4より上方の金型キャビティCaには繊維集合体Fが充填されないような事態が生じることになる。
【0042】
もし、このような事態が生じると、繊維集合体Fが充填され難い前記の部分Caで繊維集合体Fの充填不足を惹起して、この部分において嵩高密度が低下することとなるため、成形後のクッション材において、回避すべき硬軟度斑がその内部に生じてしまうこととなる。
【0043】
したがって、既に述べたように、空気吹込み法を採用する場合には、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aに対して、金型キャビティCへの繊維集合体Fの吹込み方向を平行とすることが必要となる。
【0044】
なお、前述の全実施態様は、図1〜図3に示したように、互いにほぼ平行して対向する金型キャビティCの傾斜端面3aを鉛直方向へと立設した例を示した。しかしながら、本発明の実施態様では、図4の図(a)及び図(b)に模式的に例示した正断面略線図に示すように、金型キャビティCの傾斜端面3aを鉛直方向とせずに、従来技術のように、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aを水平面とすることもできる。
【0045】
この場合には、金型枠(側部金型)3を形成する壁面のみが、金型キャビティCの傾斜端面3aに沿って傾斜させられることになり、上部金型1及び/又は下部金型2の圧縮面1a及び/又は2aは水平面を維持したままである。したがって、この実施態様においては、図4では図示しないが、繊維集合体Fを開繊する開繊機6や、開繊した繊維集合体Fを移送する移送ダクト8は、傾斜させる必要はなく、従来通り水平に設置することができる。
【0046】
以上のようにして、金型キャビティCに繊維集合体Fを充填し、充填した繊維集合体Fを所定の嵩高密度まで圧縮する工程を完了すると、圧縮された繊維集合体Fを熱成形して、クッション材へと転化する工程を行う。この工程においては、先ず、繊維集合体F中の繊維同士を融着させるために、繊維集合体Fに含まれるバインダー繊維を溶融させる加熱風を貫流させる。そして、冷却風を繊維集合体F中に貫流させて、溶融させたバインダー繊維を固化させることによって、繊維集合体Fを構成する繊維同士を結合させ、クッション材を最終的に熱成形するのである。
【0047】
【発明の効果】
以上に述べた本発明によれば、「金型キャビティの側部の端面が互いに平行に対向する傾斜を有する場合において、金型キャビティの傾斜端面部に充填された繊維集合体と、その他の部位に充填された繊維集合体とを所定の嵩高密度に圧縮することができ、これによって、品質に優れたクッション材を成形する方法が提供できる。」という極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための装置を模式的に例示した正断面略線図である。
【図2】本発明の他の実施態様に係わる方法を実施するための装置を模式的に例示した正断面略線図である。
【図3】本発明の他の実施態様を説明するための図であって、図(a)は繊維集合体Fの圧縮を完了した時点の様子、そして、図(b)と図(c)とは、上部金型1の開きを小さくした場合の様子と上部金型1の開きを大きくした場合の様子とをそれぞれ模式的に例示した正断面略線図をそれぞれ示す。
【図4】本発明の他の実施態様を説明するための図であって、図(a)は繊維集合体Fの金型キャビティへの充填を完了した時点での様子、そして、図(b)は、繊維集合体Fの圧縮を完了した時点での様子をそれぞれ模式的に例示した正断面略線図である。
【図5】図(a)は、空気吹込み法による金型キャビティへの繊維集合体の型詰め完了時の様子を模式的に例示した正断面略線図、そして、図(b)は、型詰めされた繊維集合体の圧縮後の様子を模式的に例示した正断面略線図である。
【符号の説明】
1 上部金型
1a 上部金型の圧縮面
2 下部金型
2a 下部金型の圧縮面
3 金型枠(側部金型)
3a 傾斜端面
4 原料供給口
5 コンベア
6 開繊機
7 送風機
8 移送ダクト
C 金型キャビティ
F 繊維集合体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a fiber assembly (hereinafter simply referred to as “fiber assembly”) in which a heat-fusible binder fiber having a melting point lower than that of the matrix fiber is dispersed and mixed in the matrix fiber is thermoformed into a cushion material. The present invention relates to a method for forming a cushioning material.
[0002]
[Prior art]
In general, inexpensive urethane foam has been widely used as a cushioning material for seats having complicated shapes such as automobiles and aircraft. However, since urethane foam has problems such as poor breathability and easy stuffiness and difficulty in recycling, a molding material alternative to this has been eagerly desired.
[0003]
Because of these problems, in recent years, cushion materials using the above-described fiber assembly as a material for replacing urethane foam have attracted attention as materials that can solve these problems. This cushion material is formed by filling a fiber assembly into a cavity of a mold and melting the binder fiber contained in the fiber assembly by thermoforming it to bond the fibers in the fiber assembly. It is formed.
[0004]
As a method of manufacturing the cushion material, the mold is made of a material having air permeability, the fiber aggregate is filled in the mold cavity along with the conveying air flow, and then the fiber aggregate filled in the mold cavity is filled. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-324266 proposes a method of forming a cushion material by letting heating air and cooling air flow through (hereinafter referred to as “air blowing method”). In addition, filling into a mold cavity using an automatic machine such as a hand lay-up or a robot is usually performed.
[0005]
However, in such a conventional molding method, when a mold assembly having inclined end surfaces 3a ′ facing substantially parallel to each other is filled with a fiber assembly and molded, a cushioning material having excellent quality is used. It has a problem that it cannot be molded. This point will be described below with reference to FIG.
[0006]
In FIG. 5, FIG. 5A is a front cross-sectional schematic diagram schematically illustrating the state of completion of filling of the fiber assembly into the mold cavity by the air blowing method, and FIG. FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view schematically illustrating a state after compression of a packed fiber assembly.
[0007]
In such a conventional technique, as illustrated in FIG. 5A, after filling the mold cavity C ′, the upper mold 1 ′ is moved downward as illustrated in FIG. 5B. The fiber assembly F ′ filled by moving is compressed. At that time, the compression direction (the direction of the arrow in the figure) is compression of the upper mold 1 ′ and / or the lower mold 2 ′ for compressing the fiber assembly F ′ filled in the mold cavity C ′. A direction orthogonal to the surface 1a ′ and / or 2a ′ is employed.
[0008]
However, as illustrated in FIG. 5B, when the shape of the two end faces located at both ends of the side portion of the mold cavity C ′ has inclined surfaces 3a ′ that face each other in parallel. There is a problem in that the inclined surface 3a ′ (the portion indicated by the reference symbol A ′ in FIG. 5B) has a higher compression ratio than the other portions. In this way, when the compression ratio of the inclined portion is increased, only this portion becomes harder as a result of higher bulk density compared to other portions, and the quality of the molded cushion material Cause the problem of damage.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-mentioned problems, the problem to be solved by the present invention is that “when the end surfaces of the mold cavities have inclinations facing each other in parallel, the fiber assembly filled in the inclined end surface portions of the mold cavities. It is an object of the present invention to provide a method for molding a body and a fiber assembly filled in other parts to a predetermined bulk density, thereby forming a cushion material having excellent quality.
[0010]
In addition, as a molding method of the cushion material, there are problems such as filling spots and molding spots of the fiber assembly in the mold cavity, particularly when adopting a conventional method of filling the mold cavity by the air blowing method. Is also going to solve.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Here, as means for solving the problems of the prior art, according to the present invention, according to the present invention, “ (1) Gold filled with a fiber aggregate in which binder fibers having heat-fusibility are dispersed and mixed in matrix fibers” An upper mold and a lower mold of an upper mold and a lower mold which are divided into upper and lower parts in order to compress the fiber assembly up and down in the mold cavity, and (2) the upper mold and the lower mold The vertical direction of the compression surface that surrounds the fiber assembly filled in between from the side and is formed by the upper mold wall surface and / or the lower mold wall surface that are separated from both ends and face each other in parallel Using the molds (1) and (2) that are at least composed of side molds having inclined surfaces that are inclined with respect to the both ends, the compression direction of the fiber assembly is inclined at both ends of the side molds fiber to compress the fiber aggregate at the upper and lower molds so as to parallel to the plane Adjust the bulky density of the aggregate, forming method of the cushion, characterized in that thermally fusing the finally compressed fibers "is provided.
[0012]
In the above-described method of the present invention, when the fiber assembly is filled in the mold cavity, it is possible to reduce the molding time by adopting a method in which the fiber assembly is transferred to the mold cavity along with the conveying airflow. It is preferable when manufacturing the cushioning material excellent in quality. At that time, the direction in which the fiber assembly is blown into the mold cavity is made parallel to the compression surface of the mold for compressing the fiber assembly, as the fiber assembly is blown into the mold cavity. It is important to solve the various problems described above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail together with the operation thereof with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view schematically illustrating an apparatus for carrying out the method of the present invention.
In FIG. 1, reference symbol F indicates a fiber assembly used in the present invention. Here, the fiber assembly F of the present invention refers to a fiber in which “matrix fibers” and “binder fibers” are uniformly mixed.
[0015]
In this case, the synthetic fiber material constituting the former “matrix fiber” is not particularly limited, and polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, poly 1,4-dimethylcyclohexane terephthalate. , Short fibers composed of short fibers composed of polypivalactone, or a copolymerized ester thereof, to a mixed fiber aggregate of these fibers, or composite fibers (conjugate fibers) composed of two or more of the above polymer components, etc. It can be illustrated.
[0016]
Further, the cross-sectional shape of the short fiber may be any of a circular shape, a flat shape, an irregular shape, and a hollow shape. Furthermore, it is preferable that crimps are imparted to the short fibers of the synthetic fiber in this case, and as such crimps, it is particularly preferable that the crimps are manifest. This actual crimping can be obtained by a mechanical method using a crimper or the like, a method using anisotropic cooling during spinning, a method of heating a side-by-side type or eccentric sea core type composite fiber, or the like.
[0017]
On the other hand, examples of the latter “binder fiber” include fibers composed of polymers of polyurethane elastomers and polyester elastomers, and in particular, composite fibers in which these polymers are exposed on a part of the fiber surface can be suitably used. . Needless to say, an appropriate amount of the binder fiber is dispersed and mixed in the matrix fiber in accordance with the required performance of the product to be molded.
[0018]
Next, the fiber assembly F made of the material as described above is filled into the mold cavity C as shown in FIG. The mold cavity C is surrounded by an upper mold represented by reference numeral 1, a lower mold represented by reference numeral 2, and a mold frame represented by reference numeral 3 in FIG. It is an area.
[0019]
The mold frame 3 also serves as a “side mold”, and the upper mold 1, the lower mold 2, and the mold frame (side mold) 3 are punched plates. It is comprised with the air permeable material which has many apertures like. The mold frame 3 that also serves as a side mold is provided with a raw material supply port 4 for supplying a fiber assembly F that is a molding raw material of the cushion material.
[0020]
Here, the upper mold 1 and the lower mold 2 are connected to a driving means (not shown) that moves in the vertical direction when the mold is compressed and / or opened, and independently moves up and down. It can be configured. In addition, as such a drive means (not shown), well-known means, such as a hydraulic cylinder driven by air pressure or hydraulic pressure, or an electric motor that performs linear motion provided with a rack and a pinion, can be used. .
[0021]
By doing in this way, as mentioned above, the molds 1 and 2 can be individually and individually used when the fiber assembly F is compressed, when the molded cushion material is taken out, when the molding device is repaired, etc. It can be moved up and down. Moreover, although description is abbreviate | omitted, for the purpose of adjustment of the compression amount of the fiber assembly F by the metal mold | dies 1 and 2, and ensuring the dimensional stability of a cushioning material, the metal mold | dies 1 and 2 are respectively predetermined positions, respectively. Needless to say, a known positioning means such as a stopper is provided so that positioning can be stopped accurately in multiple stages.
[0022]
In the embodiment of FIG. 1 (a), the air blowing method described above is employed as a method for filling the fiber cavity F into the mold cavity C. Needless to say, a method of filling a mold cavity using a machine can be adopted.
[0023]
Thus, the method for filling the mold cavity C with the fiber assembly F is not particularly limited. However, the air blowing method is a method for performing the method of the present invention. This is preferable in that the filling time of the mold cavity C can be shortened as compared with other methods. This is because, according to the air blowing method, for example, the molds 1 and 2 are completely opened and the fiber assembly F (usually in the form of a pre-shaped web or the like) is placed in the mold cavity C. Then, the operator is released from the process of closing the molds 1 and 2 after that, so that the manual filling process can be omitted.
[0024]
Then, the filling process of the fiber assembly F by the air blowing method which has the above advantages is demonstrated easily, referring the said Fig.1 (a). As shown in FIG. 1A, this filling process starts by supplying a predetermined amount of the fiber assembly F onto the conveyor 5. Next, a certain amount of the fiber assembly F placed on the conveyor 5 is conveyed to the opening machine represented by reference numeral 6 by the conveyor 5, and a desired opening is achieved by passing through the opening machine 6. Done.
[0025]
In this way, the fiber assembly F opened by the spreader 6 is transported by a composite airflow of the transported airflow from the blower represented by reference numeral 7 and the accompanying airflow generated by the rotational movement of the spreader 6. It is conveyed in the transfer duct represented by reference numeral 8 by the air current, and is filled into the mold cavity from the raw material supply port 4.
[0026]
In this case, it is possible to fill the fiber assembly F into the mold cavity C only with the accompanying air flow of the fiber spreader 6, but the flow state of the air flow that conveys the fiber assembly F that has become a small lump is adjusted. In this sense, it is desirable to use a carrier airflow from the blower 7 in combination. That is, the fiber assembly F can be filled into the mold cavity C only by the accompanying airflow generated by the rotational movement of the opening cylinder of the fiber opening machine 6, but the fiber assembly F is evenly and shortly filled in the mold cavity C. From the viewpoint of efficiently filling in time, it is preferable to use an air flow supplied from the blower 7 in combination.
[0027]
According to the present invention, two end faces (that is, both end faces) separated from each other at both side ends are parallel to each other in the vertical direction of the compression surface of the fiber assembly formed by the wall surfaces of the upper mold and the lower mold. When filling the mold cavity forming the inclined surfaces facing each other with the fiber assembly and compressing the filled fiber assembly to a predetermined bulk density, the compression direction is parallel to the inclined end surface. It is a major feature. In the following description, such “ both end surfaces of the side of the mold cavity in which inclined surfaces facing each other in parallel are formed” are referred to as “inclined end surfaces”.
[0028]
Therefore, in the present invention, as schematically illustrated in FIGS. 1A and 1B, the inclined end surface 3a of the mold cavity C is substantially formed of the mold frame 3 (side mold). It is made up of mold walls. Therefore, the inclined end surface 3a of the mold cavity C substantially forms a vertical surface as shown.
[0029]
On the other hand, as a result of changing the inclined end surface 3a of the mold cavity C in the vertical direction, the compression surfaces 1a and / or 2a of the fiber assembly F of the upper mold 1 and / or the lower mold 2 that maintained the horizontal plane are Conversely, an inclined surface that is inclined at a constant angle with respect to a horizontal plane is formed. And the direction which compresses the fiber assembly F maintains the previous perpendicular direction (namely, the up-down direction of FIG. 1), and does not change this direction. For this reason, the compression direction of the fiber assembly F is substantially the same vertical direction as the inclined end surface 3a of the mold cavity C that forms a vertical surface (that is, a direction parallel to the inclined end surface 3a).
[0030]
Therefore, taking the mold cavity C having a parallelogram illustrated as an example in the schematic cross-sectional view of FIG. 1 as an example, as shown in FIG. 1B, the mold catty C is filled. The fiber assembly F can be compressed at a certain ratio in each part of the mold cavity C.
[0031]
By doing so, the inclined end portion 3a of the mold cavity C is not compressed at a particularly large ratio, and this portion does not become harder than other portions. That is, as in the case of the conventional example shown in FIG. 5 incorporated in the description section of the prior art, the inclined end surface 3a ′ of the cushion material to be finally thermoformed is particularly hard even when compared with other portions. The situation of becoming can be avoided.
[0032]
In this case, the problem is that the compression control of the fiber assembly F at the inclined end surface 3a portion of the mold cavity C cannot be achieved as intended, and the hardness of the inclined end surface 3a portion of the cushion material can be freely set as designed. It is a situation that cannot be controlled. Therefore, when a situation arises in which the hardness of the central portion and the end of the cushion material to be molded is intentionally different, the upper mold 1 and / or the lower mold is applied to the portion for which the hardness is to be individually controlled. What is necessary is just to respond | correspond by using the division mold which divided | segmented the type | mold 2. FIG.
[0033]
This is because by using the split molds in this way, it is possible to individually control the moving distance (compression distance) of each of the divided molds in the compression direction. This is because the hardness and softness of the cushion material can be locally changed for each portion corresponding to each divided mold depending on the degree of compression.
[0034]
By the way, in the method of the present invention, when the above-described air blowing method is adopted, at least when the fiber assembly F is blown and filled into the mold cavity C, at least the air blowing direction (fiber assembly blowing). It is preferable to make it parallel to the compression surfaces 1 a and / or 2 a of the upper mold 1 and / or the lower mold 2.
[0035]
In this case, as in the embodiment illustrated in FIGS. 1A and 1B, both the spreader 6 and the transfer duct 8 are connected to the compression surfaces 1 a and / or the upper mold 1 and / or the lower mold 2. You may make it incline according to the inclination of 2a. Further, as in the embodiment illustrated in FIG. 2A and FIG. 2B, the opening machine 6 is not inclined, and only the transfer duct 8 is connected to the upper mold 1 and / or the lower mold 2. You may make it incline according to the inclination of the compression surface 1a and / or 2a.
[0036]
In that case, it is important to match the blowing direction of the conveying air conveying the fiber assembly F with the inclination direction of the compression surfaces 1a and / or 2a of the upper mold 1 and / or the lower mold 2. . By doing in this way, the peculiar problem resulting from the air blowing method mentioned below can be avoided.
[0037]
Therefore, this point will be described in detail below with reference to FIG. First, FIG. 3 will be briefly described. FIG. 3A is a schematic front cross-sectional view schematically showing a state when compression of the fiber assembly F is completed. FIGS. 2B and 2C are front sectional schematic diagrams schematically illustrating the case where the opening of the upper mold 1 is reduced and the case where the opening of the upper mold 1 is increased, respectively. Show.
[0038]
In addition, these FIG. 3 (a), (b), and (c) inclined the blowing direction of the conveyance air of the fiber assembly F as already demonstrated in detail using FIG.1 and FIG.2. It is a figure for demonstrating the problem which arises when letting it not let it be along the compression surfaces 1a and / or 2a of the upper metal mold | die 1 and / or the lower metal mold | die 2.
[0039]
Here, when the fiber assembly F is placed in the conveying airflow and filled in the mold cavity C in a state where the opening of the upper mold 2 is reduced as illustrated schematically in FIG. 3B, the compression of the upper mold 2 is performed. Since the surface 2a is inclined, the fiber assembly F once collides with the compression surface 2a of the upper mold 2 and then is filled in the mold cavity C.
[0040]
As described above, once the fiber assembly F collides with the mold wall and then the mold cavity C is filled, the lamination state of the fiber assembly F in the mold cavity C is normally controlled. This makes it difficult to cause filling spots, and as a result, causes a loss of thickness in the cushion material after molding.
[0041]
Therefore, in order to solve such a problem, it is conceivable to increase the degree of opening of the upper mold 2 as illustrated in FIG. However, in such a case, if a predetermined amount of the fiber assembly F is to be filled into the mold cavity C while avoiding the collision of the fiber assembly F with the upper mold 1, the raw material supply port 4 There will be a situation in which the upper die cavity Ca is not filled with the fiber assembly F.
[0042]
If such a situation occurs, insufficient filling of the fiber assembly F is caused in the portion Ca that is difficult to be filled with the fiber assembly F, and the bulk density decreases in this portion. In the cushion material, the soft and soft spots to be avoided are generated inside.
[0043]
Therefore, as described above, when the air blowing method is employed, the fiber assembly in the mold cavity C is performed on the compression surfaces 1a and / or 2a of the upper mold 1 and / or the lower mold 2. It is necessary to make the blowing direction of the body F parallel.
[0044]
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, all the above-described embodiments have shown examples in which the inclined end surfaces 3 a of the mold cavities C that face each other substantially in parallel are erected in the vertical direction. However, in the embodiment of the present invention, the inclined end surface 3a of the mold cavity C is not set in the vertical direction as shown in the schematic cross-sectional schematic diagram schematically illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In addition, as in the prior art, the compression surfaces 1a and / or 2a of the upper mold 1 and / or the lower mold 2 may be horizontal.
[0045]
In this case, only the wall surface forming the mold frame (side mold) 3 is inclined along the inclined end surface 3a of the mold cavity C, so that the upper mold 1 and / or the lower mold are used. The two compression surfaces 1a and / or 2a remain in a horizontal plane. Therefore, in this embodiment, although not shown in FIG. 4, it is not necessary to incline the spreader 6 that opens the fiber assembly F and the transfer duct 8 that transfers the opened fiber assembly F. It can be installed horizontally on the street.
[0046]
When the process of filling the mold cavity C with the fiber assembly F and compressing the filled fiber assembly F to a predetermined bulk density is completed as described above, the compressed fiber assembly F is thermoformed. The process of converting into a cushion material is performed. In this step, first, in order to fuse the fibers in the fiber assembly F, heated air that melts the binder fibers contained in the fiber assembly F is allowed to flow. Then, the cooling air is allowed to flow through the fiber assembly F to solidify the melted binder fiber, thereby bonding the fibers constituting the fiber assembly F and finally thermoforming the cushioning material. .
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, "when the end surface of the side of the mold cavity with parallel opposed inclined to each other, and the fiber aggregate filled in the inclined end face portion of the mold cavity, other portions It is possible to provide a method for forming a cushioning material having excellent quality by compressing the fiber assembly filled in the container to a predetermined bulk density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view schematically illustrating an apparatus for carrying out the method of the present invention.
FIG. 2 is a front cross-sectional schematic diagram schematically illustrating an apparatus for carrying out a method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining another embodiment of the present invention, in which FIG. (A) shows a state at the time when compression of the fiber assembly F is completed, and FIG. (B) and FIG. (C). And are respectively schematic cross-sectional schematic diagrams schematically illustrating a state where the opening of the upper mold 1 is reduced and a state where the opening of the upper mold 1 is increased.
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention, in which FIG. (A) shows a state at the time when the filling of the fiber assembly F into the mold cavity is completed, and FIG. ) Is a front cross-sectional schematic diagram schematically illustrating the state at the time when compression of the fiber assembly F is completed.
FIG. 5 (a) is a front cross-sectional schematic diagram schematically illustrating the state of completion of filling of a fiber assembly into a mold cavity by an air blowing method, and FIG. It is the front cross-section schematic diagram which illustrated typically the mode after the compression of the fiber assembly packed into the mold.
[Explanation of symbols]
1 Upper mold 1a Upper mold compression surface 2 Lower mold 2a Lower mold compression surface 3 Mold frame (side mold)
3a Inclined end face 4 Raw material supply port 5 Conveyor 6 Opening machine 7 Blower 8 Transfer duct C Mold cavity F Fiber assembly

Claims (3)

(1) マトリックス繊維中に熱融着性を有するバインダー繊維を分散混入した繊維集合体を充填した金型キャビティ内で該繊維集合体を上下に圧縮するために上下部に分割した上部金型及び下部金型と、 (2) 前記上部金型と前記下部金型との間に充填された繊維集合体を側部から囲み、且つ両端に隔てられて互いに平行に対向する2つの端面が前記上下部金型壁面によって形成される圧縮面の鉛直方向に対して傾斜した傾斜面を有する側部金型とから少なくとも構成される金型 (1) (2) とを用いて、前記繊維集合体の圧縮方向が前記側部金型の傾斜した両端面に対して並行するように上下部金型で繊維集合体を圧縮して繊維集合体の嵩高密度を調整し、最終的に圧縮した繊維同士を熱融着させることを特徴とするクッション材の成形方法。 (1) Upper die divided into upper and lower parts in order to compress the fiber assembly up and down in a mold cavity filled with a fiber assembly in which binder fibers having heat-fusibility are dispersed and mixed in matrix fibers And (2) two end faces that surround the fiber assembly filled between the upper mold and the lower mold from the side and that are separated from each other and face each other in parallel. Using the molds (1) and (2) at least composed of side molds having inclined surfaces inclined with respect to the vertical direction of the compression surface formed by the upper and lower mold wall surfaces , the fiber assembly The fiber assembly is compressed by the upper and lower molds so that the compression direction of the body is parallel to the inclined end faces of the side molds, and the bulk density of the fiber assembly is adjusted, and finally the compressed fibers A method for forming a cushioning material, comprising heat-sealing each other . 前記繊維集合体を搬送気流に随伴させながら前記金型キャビティへ移送することを特徴とする請求項1記載のクッション材の成形方法。2. The method for molding a cushion material according to claim 1, wherein the fiber assembly is transferred to the mold cavity while being accompanied by a conveying airflow. 前記繊維集合体を金型キャビティに移送する方向を、繊維集合体を圧縮する金型の圧縮面に対して平行とすることを特徴とする、請求項2記載のクッション材の成形方法。Wherein the direction of transferring the mold cavity to the fiber assembly, characterized by a flat row against compression surface of the mold to compress the fiber aggregate, molding method of a cushion material according to claim 2, wherein.
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