JP5308152B2 - クッション体の製造方法および座席シートの製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の座席シートに用いられる繊維構造体は、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維集合体からなるマトリックス繊維中に、熱接着性複合短繊維が接着成分として分散・混入されたウェブを、その長さ方向に沿って林立状態で順次折り畳んだ状態に形成したものである。すなわち、この繊維構造体は、ウェブをアコーデオン状に折り畳んで所定厚さに形成したものである。
しかしながら、特許文献1の座席シートでは、着座部および背もたれ部は、アコーデオン状の繊維構造体を複数積層して形成しているだけなので、柔らかな触感を得ることができるものの、座席シートとしては耐久性に劣るという問題があった。
一方、耐久性を向上させるために繊維構造体の積層枚数を増やすと、ある程度の硬度を得ることができるが、繊維構造体独特の柔らかな触感が失われてしまうという不都合があった。
したがって、着座時の柔らかな触感と、着座による荷重に対する耐久性の双方を備えたクッション体を提供することが可能となる。
2 ウェブ
4a 低密度シート状繊維構造体(第1繊維構造体)
4b 高密度シート状繊維構造体(第2繊維構造体)
4c U字型シート状繊維構造体
4d 凸型シート状繊維構造体
10 着座部
10a 着座面(荷重受面)
10b 裏面(非荷重受面)
11,21 クッション体
13,23 表皮
15,25 シートフレーム
17 トリムコード
19 係合部
20 背もたれ部
40 成形型
40a キャビティ
41 第1型
42 第2型
43 蒸気孔
50 高圧スチーム成形機
61 駆動ローラ
62 熱風サクション式熱処理機
a ウェブを構成する繊維
b ウェブの長さ方向
c ウェブを構成する繊維方向
θ ウェブの長さ方向に対する繊維の長さ方向のなす角度
非弾性ポリエステル系捲縮短繊維は、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメ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、ポリピバロ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ないしそれら繊維の混綿体、または上記のポリマー成分のうちの2種以上からなる複合繊維等を用いることができる。これら短繊維のうち好ましいのはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの短繊維である。さらに、固有粘度において互いに異なる2種のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、またはその組み合わせからなり、熱処理等により捲縮がミクロクリンプを有する潜在捲縮繊維を用いることもできる。
本例のウェブ2では、バインダ繊維としての熱接着性複合短繊維と、主体繊維としての非弾性捲縮短繊維が、60:40の重量比率で混綿されている。
この連続ウェブ2中の長さ方向(連続している方向)に向いている繊維Cと横方向(ウェブの幅方向)に向いている繊維Dの単位体積当りの総数を調べると、C:D=2:1であることを確認することができる。
また、シート状繊維構造体を構成する繊維の向きについても、シート状繊維構造体の厚さ方向および厚さ方向に垂直な方向に沿う方向とは、これらの方向に対して±45°の範囲にあるものを意味する。
なお、ウェブ2の厚みは5mm以上、好ましくは10mm以上、更に好ましくは20mm以上である。通常5〜150mm程度の厚みである。
シート状繊維構造体の密度は、5〜200kg/m3の範囲が、クッション性、通気性、弾力性の発現のために適当である。
なお、この図において、クッション体11の幅方向をW、長手方向をL、厚さ方向をTで示している。
なお、低密度シート状繊維構造体4aは本発明の第1繊維構造体に、高密度シート状繊維構造体4bは第2繊維構造体に相当する。
また、シート状繊維構造体4a〜4dが互いに当接する部分には、必要に応じホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が配設される。
第1型41と第2型42を型締めすると、クッション体11の所望の凹凸形状を有するキャビティ40aが形成される。また、成形型40の型面には一部または全面に蒸気孔43が形成されている。本例では、第1型41にはほとんど蒸気孔が形成されていないのに対して、第2型42には第2型42の全面に渡って複数の蒸気孔43が穿設されている。
成形型40は、鉄,鋼,アルミニウム等の金属、ガラス繊維,カーボン繊維を使用し樹脂で形成したもの、又、合成樹脂のいずれで形成されていてもよい。
高圧スチーム成形機50内に、第2型42を鉛直上方へ、第1型41を鉛直下方に向けて成形型40を設置する。成形型40に蒸気を吹き付けた後、冷却し、脱型してクッション体11を得る(冷却・離型工程)。
ここで、成形温度とは、バインダ繊維としての熱接着性複合短繊維の融点以上、すなわち、熱可塑性エラストマーの融点以上であって、主体繊維としてのマトリックス繊維(非弾性捲縮短繊維)の融点よりも低い温度である。
蒸気を成形温度とするには、まず高圧スチーム成形機50内の温度を不図示のヒーターによって成形温度まで昇温すると共に、高圧スチーム成形機50内の気圧を周辺大気圧(約1atm)から少なくとも成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に昇圧する。
その後、約1分で高圧スチーム成形機50内を成形温度以下に下げると共に、周辺大気圧まで減圧する。そして、成形型40を高圧スチーム成形機50内から取り出して、成形型40を冷却し(冷却工程)、成形型40から熱成形されたクッション体11を離型する(離型工程)。
本例では、高圧スチーム成形機50にてクッション体11を熱成形するタクトタイムは約3〜5分とすることができる。
このように、蒸気によってシート状繊維構造体4a〜4d内の繊維同士が熱融着されると共に、ホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等がシート状繊維構造体4a〜4d同士を固着することによって、所定形状のクッション体11が形成される。なお、必要に応じ表面に布帛を入れても良いし、シート状繊維構造体4a〜4d間にスチール等のワイヤを入れても良い。
また、本例では、成形時間が大幅に短縮化されることにより、繊維が熱に晒される時間が短くなるので、成形されたクッション体11の風合も良好とすることができる。
第2型42の蒸気孔43から導入された蒸気は、第2型42の側面に形成された蒸気孔や第1型41の側面に形成された蒸気孔を通じてキャビティ40a内から排出される。この蒸気の流れを、図7では点線矢印で示している。
なお、本例の成形型40では、第1型41のうち、着座面10aに対応する領域には蒸気孔が形成されていない。これにより、後述するように、着座面10aの硬度を低くして、着座者に柔らかな触感を与えることが可能となる。
さらに、高密度シート状繊維構造体4bは、繊維密度が高く繊維どうしが密に接しているため、繊維密度が低い繊維構造体と比較して熱成形により固着される繊維数が多くなり、したがって硬度が高くなる。
一方、第1型41にはほとんど蒸気孔が形成されておらず、特に着座面に対応する領域にはまったく蒸気孔が形成されていない。このため、低密度シート状繊維構造体4aに供給される熱量は少なく、特に着座面に対応する領域では温度上昇が非常に緩やかなものとなる。このように、低密度シート状繊維構造体4aでは、熱融着により固着される繊維数が少なくなるため、硬度が低くなる。
さらに、低密度シート状繊維構造体4aは、繊維密度が低く繊維どうしの間隔が疎であるため、繊維密度が高い繊維構造体と比較して熱成形により固着される繊維数が少なくなり、したがって硬度が低くなる。
一方、高密度シート状繊維構造体4bは低密度シート状繊維構造体4aよりも硬度が高くなるため、着座による厚さ方向Tの加重に対して耐久性を向上させることができる。
したがって、着座時の柔らかな触感と、着座による荷重に対する耐久性の双方を備えたクッション体11を提供することが可能となる。
この図に示すように、本例のクッション体11は、低密度シート状繊維構造体4aと、高密度シート状繊維構造体4bと、クッション体11の土手部を形成するためのU字型のU字型シート状繊維構造体4cと、両腿の間にわずかに突出させる凸部を形成するための凸型シート状繊維構造体4dと、を厚さ方向Tに積層した状態で、熱成形されたものである。
ここで、繊維密度が低い場合は、繊維間の隙間が多い構造であるため、シート状繊維構造体の厚さ方向Tの荷重に対する撓み度合いが大きい。逆に、繊維密度が高い場合は、繊維間の隙間が少なく繊維どうしが密に接しているため、シート状繊維構造体の厚さ方向Tの荷重に対する撓み度合いが小さい。
逆に、撓み度合いが小さいとは、加えられた荷重に対して繊維構造体が荷重方向へ変形する程度が小さいことを意味するものであり、具体的には、荷重に対して繊維構造体が荷重方向に圧縮される圧縮率が低いこと、および繊維構造体の形状が荷重方向に湾曲する度合いが小さいことの両方の意味合いを含むものである。
また、低密度シート状繊維構造体4aを支持する高密度シート状繊維構造体4bは、厚さ方向Tの荷重に対する撓み量が小さいため(図中に矢印F2)、荷重方向に対してへたりにくく、このためクッション体11の耐久性を確保することが可能となる。
繊維密度の差が5kg/m3よりも小さい場合は、高密度シート状繊維構造体4bの撓み量が大きくなりすぎて適度な硬度が得られず、クッション体11の耐久性を維持することが困難となる。逆に繊維密度の差が25kg/m3よりも大きい場合は、クッション体11全体の硬度が増加しすぎるため、表面の柔らかな触感が失われる。
また、凸型シート状繊維構造体4dも同様に、低密度シート状繊維構造体4aと高密度シート状繊維構造体4bの間に配設される。この凸型シート状繊維構造体4dも低密度シート状繊維構造体4aや高密度シート状繊維構造体4bとほぼ同じ繊維材料で形成されている。
なお、本例のクッション体11は、U字型シート状繊維構造体4cと凸型シート状繊維構造体4dにより土手部と凸部の形成を行っているが、これらのシート状繊維構造体を用いることなくキャビティ40aの形状のみにより土手部や凸部を形成するようにしてもよい。
例えば、着座面10aの触感をさらに向上させたい場合は、低密度シート状繊維構造体4aを2枚またはそれ以上の枚数積層する。逆に、クッション体11の耐久性をさらに向上させたい場合は、高密度シート状繊維構造体4bを2枚またはそれ以上の枚数積層する。
このように、繊維構造体の積層枚数を増減することで、所望の触感や耐久性を有するクッション体11とすることができる。
そこで、低密度シート状繊維構造体4aと高密度シート状繊維構造体4bをそれぞれ異なる色彩とする。このように色彩を異ならせることで、目視による確認、区別を容易とし、組み付け時に確実に所定のシート状繊維構造体が所定位置に配置されるようにすることが可能となる。
有彩色顔料の例としては、チタン黄、黄色酸化鉄、黄鉛、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、アルミニウム粉、銅粉、銀粉、金粉、亜鉛粉末、バライト粉、ピグメントエロー、モリブデートオレンジ、パーマネントエロー、パーマネントレッド、バルカンファーストレッド、バルカンファーストオレンジ、ファーストバイオレッド、ファーストスカーレッド、フタロシアニングリーン、インダンスレンブルーなどが挙げられる。
黒色顔料の例としては、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒、タルクなどが挙げられる。
白色顔料の例としては、酸化亜鉛、二酸化チタンなどが挙げられる。
これらの顔料を短繊維に混合する際は、各種の表面処理剤を用いて顔料の表面を事前に表面処理してもよい。このような表面処理剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、アルミニウムカップリング剤などを用いることができる。
図9(a)に示すように、着座部10は、クッション体11と、表皮13と、シートフレーム15を備えている。図9(b)に示すように、クッション体11の表面は表皮13で覆われており、表皮13の端末には樹脂製のトリムコード17が縫着されている。トリムコード17は、断面略J字状をしており、先端側に形成された屈曲部に紐などの部材を掛着できるようになっている。
一方、シートフレーム15の内側には、係合部19が突設されている。係合部19の先端側にはワイヤが設けられている。トリムコード17の屈曲部を係合部19のワイヤに掛着することで、表皮13がシートフレーム15に固定される。
まず、高圧スチーム成形前のクッション体11の表面にホットメルトフィルムを貼着し、その表面を表皮13で覆う。次に、表皮13で表面を覆ったクッション体11を高圧スチーム成形機内に入れて高圧スチーム成形を行い、クッション体11と表皮13を一体に形成する。
以上は座席シート1のうち着座部10についての説明であるが、背もたれ部20も同様の工程で製造することができる。
Claims (3)
- 主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体が複数積層されたクッション体であって、前記積層された複数の繊維構造体は、第1繊維構造体と、該第1繊維構造体よりも厚さ方向の荷重に対する撓み度合いが小さい第2繊維構造体と、前記クッション体の土手部を形成するための第3繊維構造体と、を含み、前記第1繊維構造体は、前記第2繊維構造体よりも前記クッション体の外部からの荷重を受ける荷重受面側に配設され、前記第3繊維構造体は、前記第1繊維構造体と前記第2繊維構造体との間に配設されたクッション体を製造するクッション体の製造方法であって、
前記主体繊維と前記バインダ繊維が混合されたウェブを所定長さで順次折り畳んで積層状態として前記繊維構造体を形成する繊維構造体形成工程と、
前記第1繊維構造体を、前記第2繊維構造体よりも前記クッション体の外部からの荷重を受ける荷重受面側に配置し、前記第3繊維構造体を前記クッション体の土手部が形成される位置であって前記第1繊維構造体と前記第2繊維構造体との間に配置した状態で、これらの繊維構造体を、所定形状のキャビティを有して前記荷重受面に対応する領域よりも前記第2繊維構造体が配置される非荷重受面側に対応する領域に蒸気孔が多く形成された成形型内に積層して圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、
内部の気圧が大気圧よりも高い気圧に昇圧された高圧スチーム成形機内で、前記成形型内の繊維構造体に、前記成形型の前記非荷重受面側の型面に形成された蒸気孔を通して蒸気を吹き付けて熱成形してクッション体を形成する成形工程と、を少なくとも備えることを特徴とするクッション体の製造方法。 - 前記気圧は、前記バインダ繊維の融点以上であって、かつ前記主体繊維の融点よりも低い温度における飽和蒸気圧であることを特徴とする請求項1に記載のクッション体の製造方法。
- クッション体と、該クッション体を支持するシートフレームとを備えた座席シートの製造方法であって、
請求項1又は2に記載のクッション体の製造方法によって前記クッション体を形成する工程と、前記シートフレームに前記クッション体を取り付ける工程と、を少なくとも備えることを特徴とする座席シートの製造方法。
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