JP5604416B2 - モールドパッド用不織布及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は車両シートの発泡ウレタン製クッションにおいて、バネ金具との接触摩擦音防止、ウレタンの損傷防止を目的としてウレタンと一体成型されるモールドパッド用不織布及びその製造方法に関するものである。

モールドパッドの裏面は複雑な形状を有しているので、従来のモールドパッドは多数の補強布の小片を形状に合わせるように縫製などによって形成したものが補強布として用いられてきた。しかしながら、裁断や縫製に多大の労力と時間を要するばかりでなく、所望の形状に精度よく適合する補強布が得られにくいという問題点を有していた。
また、熱融着性繊維を混綿した成型性のある単層構造のモールドパッド用不織布で行うモールドパッド成型では、通常の成型金型設備では複雑な成型形状には十分に対応できないという問題点があった。

特許文献１には発泡成形用の凹凸金型に馴染みやすく、樹脂の滲みだしがなく、且つクッション体と取付鋼材との異音発生を防止できる発泡成形用補強用基布が開示されている。
特許文献２にはウレタン含浸後の異音防止に優れたウレタン発泡成形用補強基布が開示されている。
しかしながら、上記に提案されたものは該特許に記載されている不織布粗層（Ｂ）に該当するような低温域で使用される金型での成型性が考慮されていない。成型加工するのに裁断や縫製が必要になるのが実状である。
特開２００４−３５３１５３ 特開平６−１７１００２

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、複雑な形状を有する車両用モールドパッドであっても、補強布の裁断や縫製に多大の労力と時間を要せず、かつ所望の形状に精度よく成型できるモールドパッド補強用不織布を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、前記の課題を解決する手段として、モールドパッド用不織布をウレタン樹脂のしみ出し防止を目的とした不織布密層（Ａ）と、成型加工が容易になるよう低融点成分を含む熱接着性短繊維が混綿され、かつ不織布密層（Ａ）より繊度が太く追従性の良い不織布粗層（Ｂ）とが積層された２層構造にすることによって、ウレタンのしみ出しを防止しつつ、複雑な形状にも精度よく成型できることを見出し、本発明を完成するにいたった。

また本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、不織布密層（Ａ）のポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が９７／３〜８０／２０であり、かつ、平均繊度が１．１〜３．３ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１に記載のモールドパッド補強用不織布が提供される。

また本発明の第３の発明によれば、第１の発明において不織布粗層（Ｂ）のポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が５０／５０〜０／１００であり、かつ、平均繊度が２．２〜２２．０ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモールドパッド用不織布が提供される。

また本発明の第４の発明によれば、次の工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を含み、該工程が連続して実施されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモールドパッド用不織布の製造方法が提供される。
工程（Ｉ）：ポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布密層（Ａ）に展開する工程。
工程（ＩＩ）：前記不織布密層（Ａ）の上面又は下面にポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布粗層（Ｂ）に導入し、重ね合わせた後、ニードルパンチ法により、両不織布の構成繊維を立体的に交絡させて両不織布間を結合する工程。
工程（ＩＩＩ）：工程（ＩＩ）で得られた複合不織布をエアースルー型ドライヤーによる熱処理にて複合不織布を強固に一体化する工程。

本発明のモールドパッド用不織布は、従来の１層構造のモールドパッド用不織布と比較して、不織布密層（Ａ）がウレタンのしみ出しを防止し、さらに成型性と追従性の良い不織布粗層（Ｂ）が複雑な形状に精度よく成型できるという利点を持つものである。

本発明のモールドパッド用不織布は、ウレタン樹脂のしみ出し防止を目的とした不織布密層（Ａ）と、成型加工が容易になるよう低融点成分を含む熱接着性短繊維が混綿され、かつ不織布密層（Ａ）より繊度が太く追従性の良い不織布粗層（Ｂ）とが積層された２層構造であることを特徴とするモールドパッド補強用不織布であって、ウレタンのしみ出しを防止しつつ、複雑な形状に精度よく成型できるものである。以下項目ごとに詳細に説明する。

１．不織布密層（Ａ）
本発明に係る不織布密層（Ａ）は平均繊度１．１〜３．３ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が９７／３〜８０／２０から構成され、カーディング機から紡出された繊維が斜行的にクロスに折り重ねられたウェブを形成し、続いてこの上面（又は下面）に導入された不織布粗層（Ｂ）とともにニードルパンチによる繊維交絡及び熱融着性ポリエステル短繊維の溶融によって、両不織布が複合一体化しているものである。

２．不織布粗層（Ｂ）
本発明に係る不織布粗層（Ｂ）は平均繊度２．２〜２２．０ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が５０／５０〜１００／０から構成され、カーディング機から紡出された繊維が斜行的にクロスに折り重ねられたウェブを形成し、続いてこの上面（又は下面）に導入された不織布密層（Ａ）とともにニードルパンチによる繊維交絡及び熱融着性ポリエステル短繊維の溶融によって、両不織布が複合一体化しているものである。

ウレタンのしみ出しと成型性をより優れたものにするためには、本発明のモールドパッド用不織布の目付は８０〜２００ｇ／ｍ^２が好適である。８０ｇ／ｍ^２未満ではウレタンのしみ出しの防止効果が減少し、２００ｇ／ｍ^２以上になると成型性が劣ってきて、成型形状によっては十分な精度が得られないことがある。

また本発明のモールドパッド用不織布の厚みは０．７〜５．０ｍｍが好適である。０．７ｍｍ未満ではウレタンのしみ出しの防止効果が減少し、５．０ｍｍ以上になると成型性が劣ってきて、成型形状によっては十分な精度が得られないことがある。

本発明の不織布密層（Ａ）に使用する繊維の平均繊度はウレタンのしみ出しを防止するうえで１．１〜３．３ｄｔｅｘが好適である。さらにウレタンのしみ出しを防止したい場合は平均繊度が１．４〜２．２ｄｔｅｘが望ましい。また使用する繊維組成はポリエチレンテレフタレート短繊維と芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の混綿が好適である。芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とは、芯部分がポリエチレンテレフタレート、鞘部分が低融点の共重合ポリエステルである芯鞘構造の複合繊維のことである。

本発明の不織布粗層（Ｂ）に使用する繊維の平均繊度は２．２〜２２．０ｄｔｅｘが好適である。これは繊維が細く密になりすぎると成型性が劣ってくるからである。また使用する繊維組成は芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維１００％もしくはポリエチレンテレフタレート短繊維と芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の混綿が好適である。芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とは、芯部分がポリエチレンテレフタレートであり鞘部分が低融点の共重合ポリエステルである芯鞘構造の複合繊維のことである。

本発明の不織布密層（Ａ）の使用繊維の重量割合は、ポリエチレンテレフタレート短繊維／芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維＝９７／３〜８０／２０が好適である。芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が３％未満では補強布の強度が減少し、２０％以上であると風合いが硬くなり成型の金型への添いが悪くなり成型形状によっては十分な精度が得られないことがある。

本発明の不織布粗層（Ｂ）の使用繊維の重量割合は、ポリエチレンテレフタレート短繊維／芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維＝５０／５０〜０／１００が好適である。粗層の芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維が５０％未満であると成型形状によっては十分な精度が得られないことがある。

本発明に使用する低融点成分を含む熱融着性短繊維については、成型加工の金型の温度が比較的低温でも成型できるように、低融点成分の融点は１００〜１６０℃が好適である。

本発明の不織布密層（Ａ）と不織布粗層（Ｂ）の比率は８５／２０〜６０／４０が望ましい。
密層が６０％以上の方がウレタン染み出し防止の効果が高くなり、８５％以下の方が成型性に有利である。
ポリエチレンテレフタレート短繊維以外に１．７〜２２．０ｄｔｅｘのポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、レイヨン繊維、アクリル繊維などを０〜１０％混綿しても性能的には問題ない。

３．モールドパッド用不織布及びその製造方法
本発明のモールドパッド補強用不織布は、図１に示すように、次の工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を経て製造される。
工程（Ｉ）：ポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布密層（Ａ）に展開する工程。
工程（ＩＩ）：前記不織布密層（Ａ）の上面又は下面にポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布粗層（Ｂ）に導入し、重ね合わせた後、ニードルパンチ法により、両不織布の構成繊維を立体的に交絡させて両不織布間を結合する工程。
工程（ＩＩＩ）：工程（ＩＩ）で得られた複合不織布をエアースルー型ドライヤーによる熱処理にて複合不織布を強固に一体化する工程。

上記の工程は、連続一貫した製造工程とすることが、作業生産性を高める上で望ましい。
本発明に係る複合不織布は、従来のモールドパッド用不織布と対比すると、ウレタン樹脂のしみ出し防止を目的とした不織布密層（Ａ）と、成型加工が容易になるよう低融点成分を含む熱接着性短繊維が混綿され、かつ不織布密層（Ａ）より繊度が太く追従性の良い不織布粗層（Ｂ）とが積層された２層構造が一貫して製造できるため、ウレタンの染み出しがなく成型性に優れたモールドパッド用不織布として、好適に用いることができる。

４．成型性
異音防止のため、モールドパットにはモールドパッド裏面の複材な形状を得るために補強布の裁断や縫製の工程を経由するタイプと成型金型に不織布を添わして複雑な形状を得るタイプの２種類がある。本発明に係るモールドパッド用不織布には成型性改善のため、不織布密層（Ａ）と不織布粗層（Ｂ）に融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維が使用されている。熱融着繊維を使用することで補強布の裁断や縫製に多大な労力と時間を要しなくて成型金型に追随でき、成型加工の金型の温度を考慮して、一般的な成形加工機でも成型できるように、低融点成分の融点が１００〜１６０℃の芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維を使用している。構成比率は成型加工が容易になることを目的とし、ポリエチレンテレフタレート短繊維／芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維＝５０／５０〜０／１００の不織布粗層（Ｂ）とウレタン樹脂の染み出し防止を目的としたポリエチレンテレフタレート短繊維／芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維＝９７／３〜８０／２０の不織布密層（Ａ）を設けることで成型性に優れたモールドパッド用不織布を提供できる。

発明の実施例

本発明によるモールドパッド用不織布の製造方法およびそれを用いたポリウレタン発泡成形品の実施例について説明する。
なお、不織布の各物性値は以下の測定方法により実施した。
（１） 目付：試料の３ヶ所から３０ｃｍ×３０ｃｍの試験片をカットし、その重量を 測定し、平方メートル当たりの重さに換算した。
（２） 厚み：接触面積５ｃｍ^２、押圧１．９６Ｋｐａのダイヤルゲージで、試料の１ ０箇所について測定し、その平均値とした。

構成材料として密層：ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を７４重量％、ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を２０重量％、芯鞘構造である熱接着性ポリエステル短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を６重量％配合ブレンドし、粗層：芯鞘構造である熱接着性ポリエステル短繊維（繊度：１７．０ｄｔｅｘ、カット長：７６ｍｍ、鞘部融点１１０℃）１００重量％をカーディングによって、ウェブを得た。
そのウェブを公知のクロスレイヤー法にて、積層させ、ニードルパンチを施した後、１１０℃×３分の熱処理を行い、目付１３０ｇ／ｍ^２、厚み２．３０ｍｍの不織布シートを形成した。
密層と粗層の配合比率は６６／３４である。

構成材料として密層：ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を７４重量％、ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を２０重量％、芯鞘構造である熱接着性ポリエステル短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ、鞘部融点１１０℃）６重量％配合ブレンドし、粗層：芯鞘構造である熱接着性ポリエステル短繊維（繊度：１７．０ｄｔｅｘ、カット長：７６ｍｍ、鞘部融点１１０℃）６０重量％とポリエステル短繊（繊度：６．６ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）４０重量％をカーディングによって、ウェブを得た。
そのウェブを公知のクロスレイヤー法にて、積層させ、ニードルパンチを施した後、１１０℃×３分の熱処理を行い、目付１８０ｇ／ｍ^２、厚み２．６０ｍｍの不織布シートを形成した。
密層と粗層の配合比率は７０／３０である。

実施例３、４

実施例３，４は実施例１と同様の材料を用いて、表１に示す割合、厚み以外は実施例１と同様の方法にて、不織布シートを作製した。不織布シートの物性を表１に示す。

比較例１

構成材料としてポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：１．６ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ）を５０重量％、ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ）を１０重量％、芯鞘構造である熱接着性ポリエステル短繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ、鞘部融点１１０℃）４０重量％配合ブレンドし、カーディングによって、ウェブを得た。
そのウェブを公知のクロスレイヤー法にて、積層させ、ニードルパンチを施した後、１１０℃×３分の熱処理を行い、目付１１０ｇ／ｍ^２、厚み１．６０ｍｍの不織布シートを形成した。

比較例２

構成材料として密層：ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：６．６ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を２６重量％、ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：３．３ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍ）を７４重量％配合ブレンドし、粗層：ポリエチレンテレフタレート短繊維（繊度：９．０ｄｔｅｘ、カット長：７６ｍｍ）１００重量％をカーディングによって、ウェブを得た。
そのウェブを公知のクロスレイヤー法にて、積層させ、ニードルパンチを施した後、１１０℃×３分の熱処理を行い、目付１３０ｇ／ｍ^２、厚み２．８０ｍｍの不織布シートを形成した。
密層と粗層の配合比率は６６／３４である。

比較例３

従来からこの分野で使用されているタフネルＥＳＥ４４４（三井化学製）目付１２０ｇ／ｍ^２でポリエチレンテレフタレート短繊維からなる不織布層／長繊維ポリエステルスパンボンド層／ポリエチレンテレフタレート短繊維からなる不織布層の３層構造のモールドパッド用不織布も比較用とした。

一体成型用モールドパッド製造装置にて上記実施例及び比較例に係るバネ受け材を作製し、成形性、ウレタン染み出し、バネ異音を評価した。表２において○はバネ受け材として『良好』、△はバネ受け材として『合格』、×はバネ受け材として『不具合あり』を示す。

通常のモールドパッドは一体成型加工を考慮していないので裁断、縫製などの作業を行わないとモールドパッド裏面の複雑な形状は再現できず、バネ異音発生の原因となった。本発明のモールドパッド補強布を用いたバネ受け材ではモールドパッド裏面の複雑な形状の再現ができ、バネ異音も発生しなかった。

本発明のモールドパッド用不織布は、取り扱いしやすく、成型性に優れるため、車両座席シートの発泡ウレタン製クッションにおいて、バネ金具との接触摩擦音防止、ウレタンの損傷防止に好適に用いることができ、自動車用及び鉄道車輌用ばかりでなく、航空機などの広い用途範囲で使用できる。

発明の効果

本発明のモールドパッド用不織布は２層構造になっており、不織布粗層（Ｂ）で一体成型金型の複雑な形状の再現を行い、不織布密層（Ａ）でウレタン染み出しを防止している。この補強布を使用するモールドの工程は単一工程のため生産性は高く、また自動車メーカーの多様なニーズに対応が可能である。

本発明のモールドパッド用不織布の製造工程を示す概念図

Claims (4)

1. 車両用発泡ウレタン製クッション材のモールド成型に使用されるモールドパッド用不織布において、ウレタン樹脂のしみ出し防止を目的とした不織布密層（Ａ）と、成型加工が容易になるよう低融点成分を含む熱接着性短繊維が混綿され、かつ不織布密層（Ａ）より繊度が太く追従性の良い不織布粗層（Ｂ）とが積層された２層構造であることを特徴とするモールドパッド用不織布。
2. 不織布密層（Ａ）のポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が９７／３〜８０／２０であり、かつ、平均繊度が１．１〜３．３ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１に記載のモールドパッド用不織布。
3. 不織布粗層（Ｂ）のポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維の重量割合が５０／５０〜０／１００であり、かつ、平均繊度が２．２〜２２．０ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモールドパッド用不織布。
4. 次の工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を含み、該工程が連続して実施されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモールドパッド用不織布の製造方法。
   工程（１）：ポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布密層（Ａ）に展開する工程。
   工程（ＩＩ）：前記不織布密層（Ａ）の上面又は下面にポリエチレンテレフタレート短繊維と低融点成分を含む芯鞘構造の熱融着性ポリエステル短繊維とを混合し、カード紡出機によって、当該混合繊維をシート状不織布粗層（Ｂ）に導入し、重ね合わせた後、ニードルパンチ法により、両不織布の構成繊維を立体的に交絡させて両不織布間を結合する工程。
   工程（ＩＩＩ）：工程（ＩＩ）で得られた複合不織布をエアースルー型ドライヤーによる熱処理にて複合不織布を強固に一体化する工程。

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