JPH03121091A

JPH03121091A - 繊維充填クッション体の製造方法

Info

Publication number: JPH03121091A
Application number: JP26087489A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takase; 高瀬　秀男; Tomoshige Sugino; 杉野　知重
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2555744B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、乗物用座席や家具などのクッションに使用す
る繊維充填クッション体およびその製造方法に関するも
のである。

［従来の技術］従来、繊維充填クッション体としてはポリウレタンフォ
ーム等の樹脂発泡体が主に使われてきたが、耐久性等に
ついて充分満足できるものではなく問題があり、これら
の改良及び使用者の高級指向等のニーズの多様化への対
応等を考慮し繊維その他の材料の使用も検討されている
。

本発明者らは短繊維を型枠に空気流と共に吹き込む方式
を用いて得られる繊維充填クッション体を上記用途に利
用すべく検討した結果次のような問題点の存在を知見し
た。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、繊維充填クッション体には、長期間使用
する場合において、へたりやすいという問題点があった
。

［課題を解決するための手段］本発明の繊維充填クッション体は、上記課題を解決する
ために次の構成を有する。すなわち、短繊維を主体とす
る薄層ウェッブが積層してなる繊維充填クッション体で
あって、繰返し平均圧縮回復率が８５％以上、７０℃に
おける圧縮残留歪が２５％以下であることを特徴とする
繊維充填クッション体である。

また、本発明の繊維充填クッション体の製造方法は次の
構成を有する。すなわち、熱融着性繊維を含有する短繊維を空気流と共に通気性型
枠内に吹き込んで充填し、次いで熱処理して短繊維を部
分接着して後、得られた繊維充填クッション体を５０〜
２００°Ｃの加温下で圧縮処理することを特徴とする繊
維充填クッション体の製造方法である。

本発明において基材として使用する短繊維は、ポリエス
テル、ポリアクリル、ポリアミド、ポリプロピレンなど
の合成繊維、木綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維、ある
いはこれら合成繊維と天然繊維または異種の合成繊維同
士の混合繊維などの短繊維であり、いずれも適用可能で
ある。このなかでも、圧縮特性の優れているポリエステ
ルはもっとも好ましい材料である。また均一に分散させ
て吹き込むためには絡合性の少ない繊維を使用すること
かなお好ましい。

該短繊維は、その繊度が１〜３０ｄの範囲であって、繊
維長が２０〜１００ｍｍ範囲のものが好ましい。繊度が
１ｄより小さくては短繊維の嵩が小さくなるため、一定
体積の繊維充填クッション体を作る場合に密度が大きく
なり、また圧縮荷重に対する回復性も低下する。また、
３０ｄより大きいと、一定密度の繊維充填クッション体
を作る場合に繊維本数が少なくなるため、圧縮荷重に対
する回復性が低下する。また繊維長が２０ｍｍより短く
なると繊維充填クッション体の嵩が小さくなり、かつ圧
縮荷重に対する回復性が低下する。また、１００ｍｍよ
り長くなると繊維が絡みやすくなるため均一な成形体を
得ることが難しくなり、かつ圧縮荷重に対する回復性も
低下する。

熱融着性繊維は上記した基材として用いる短繊維よりも
相対的に低融点であって、加熱により少なくともその表
面が溶融し短繊維と接着しうる繊維状物をいう。このよ
うな熱融着性繊維としては低融点の共重合ポリエステル
系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリビニルアルコール
系繊維等がある。特に少なくとも一方に上記した如き低
融点ポリマー成分を有する複合繊維は、形態保持性なら
びに強度特性が優れているので好ましい。複合形態が芯
鞘状複合繊維の場合には、鞘成分に低融点成分を配置す
る。特に芯成分を多芯状に複合させたものが好ましい。

このような熱融着性繊維は、短繊維が好ましい。

短繊維にすることによって繊維充填クッション体の全体
に均一に分散させることができ、したがって短繊維間や
薄層ウェッブ間を均一に接着できるからである。また、
この熱融着性繊維の短繊維の分散性向上の観点から、繊
度が２〜１０ｄ、繊維長が２０〜６０ｍｍの範囲である
ことが好ましい。

熱融着性繊維の混合比率は繊維充填クッション体全体に
対して１０〜６０重量％であることが好ましい。熱融着
性繊維の混合比率が１０重量％より少ないと、短繊維同
士の接着が不十分になって、繊維充填クッション体とし
て所定の硬度を得ることが難しくなり、また圧縮荷重に
対する回復性も低下する。一方、熱融着性繊維の混合比
率が６０重量％よりも多くなると、繊維充填クッション
体が硬くなりすぎ、快適なりッション性が得られにくく
なる。

また、本発明において、繊維充填クッション体が圧縮荷
重に対し十分な弾性回復率を有するとともに硬くなりす
ぎないようにするためには、充填密度が２０〜７０　ｇ
／１ｏ００ｃａｌの範囲であることが好ましい。

本発明では上記したような短繊維と熱融着性繊維を通常
まず解繊機またはカード機等を通して開繊する。これは
、短繊維類の塊をほぐし、短繊維類の捲縮が十分に生か
されるようにするためである。この工程により、後に得
られる繊維充填クッション体は、短繊維類による嵩を十
分に発揮し、圧縮に対して十分に反発のある、クッショ
ン性に優れた特性を示すようになる。

このように、十分解繊された短繊維類は、送綿ファンに
よる空気流によって、任意の形状を有する通気性の側地
または型枠に詰め込まれる。

型枠は所定の形状を有すると共に適度の通気性が必要で
ある。フラジール型通気性試験機による測定値が５〜２
００　ｃｃ／ａｄ−ｓｅｅの範囲の通気性をもつことが
好ましい。このような型枠はたとえばパンチング金属プ
レート等を用いてつくることができる。

かくして型枠に詰め込まれて形成された繊維充填クッシ
ョン体は、短繊維からなる薄層ウェッブが積層された状
態になっており、これを熱融着性繊維が接着性を示すに
起る温床に熱処理し短繊維及び薄層ウェッブ間を部分的
に接着する。

本発明において、薄層ウェッブとは、短繊維を主体とす
る繊維材料が空気流により型枠に吹き込まれ、圧力によ
り圧着して薄い層状になったものを意味する。

この方法により製造された繊維充填クッション体は、ラ
ンダムに配列した短繊維からなる薄層ウェッブが多数積
層されて縞状の模様を呈した構造を有するのが特徴であ
り、カードウェッブ法によるウェッブシートを積め込ん
だ繊維充填クッション体に比べて、厚さ方向の圧縮率が
小さく、また、圧縮に対する反発力が大きくなり、それ
によって適度の硬さを有する良好なりッション性が得ら
れる。

次に、かくして得られたシート形状の繊維充填クッショ
ン体を５０〜２００℃の加温下で圧縮処理に供する。

ここで圧縮処理とは繊維充填クッション体の全体又は少
なくとも一部を１回ないし複数回圧縮することをいう。

この圧縮は通常クッション材の厚さが５０〜８０％、好
ましくは６０〜８０％になる程度の圧縮力で１回以上、
好ましくは２〜２０回程度繰返される。

この圧縮処理を複数回くりかえす場合の圧縮装置やその
使用方法としては、たとえば、一対のローラーを複数組
配列しその間をシート形状の繊維充填クッション体を連
行させる方法、一対の板の間にシート形状の繊維充填ク
ッション体を置いて圧縮と開放を繰り返す方法、第１図
に示すごとく減圧によってシート形状の繊維充填クッシ
ョン体■を繰り返し圧縮する方法や密閉室４の内部にシ
ート形状の繊維充填クッション体１と接触してゴムバッ
グ３を配置しバッグ内に空気を吹き込み空気圧による圧
縮を繰り返す方法等適宜の手段を採用することができる
。なお、空気圧による圧縮手段を採用する場合、ゴムバ
ッグは耐熱性素材からなるものが好ましい。

加温条件としては、５０〜２００℃とするものであり、
５０〜１４０℃とすればより好ましい。

５０℃未満では圧縮処理効果が不十分であり、２００℃
を越えると、繊維そのものの捲縮がなくなり、また、繊
維充填クッション体が硬くなりすぎる。

また、圧縮時間としては、上記加温条件と同様の観点か
ら、１秒〜１０時間が好ましい。

加温条件、圧縮時間は上記の範囲内において所望の充填
密度、硬度、クッション性を得るために適宜選択される
。

［作用］本発明方法において、熱融着性繊維を含有する短繊維を
空気流と共にシート形状を有する通気性型枠内に吹き込
んで得られた繊維充填クッション体の熱処理物は熱融着
性繊維の溶融に伴う点及び線接着により全体が網目構造
を形成しているが、この網目構造は結合点の単位体積当
りの結合数と結合力にばらつきがみられ、これが部分的
な硬度等のばらつきや長期間使用における耐久性の変動
の原因になっているものと考えられる。

これに対し、本発明の繊維充填クッション体の製造方法
をとる場合には、５０℃以上の加温下での圧縮処理によ
り結合力の弱い点が効率的に除去され、網目構造体の平
均結合点数が均一化し、基材短繊維と熱融着性繊維の均
質な結合部のみが残り、配置、配列が最適とされる。そ
の結果、部分的な硬度等のばらつきが少なく、長期間使
用での耐久性、変形の変動等の少ない品質安定な繊維充
填クッション体が得られる。

なお、一般に熱融着性繊維素材として用いられる低融点
ポリマーのガラス転移点が４０℃近傍に存在することか
ら、これ以上の温度領域において該ポリマー微結晶の融
解が開始すると考えられ、圧力とあいまって繊維充填ク
ッション体のへたりを防止する構造形成に寄与するもの
と推定される。

本発明の繊維充填クッション体は、繰返し平均圧縮回復
率を８５％以上とするものである。８５％に満たない場
合には、繰返し圧縮荷重に対して弾性回復率が低く、し
たがって短期間の使用によってもへたり易い。９５％を
越える場合には、へたりは少なくなるが、反撥性が強す
ぎ、実用時の座り心地が悪くなるので好ましくない。

なお、本発明において、繰返し平均圧縮回復率とは、繊
維充填クッション体上に８５　ｇ／ｃａｒの荷重を１０
００回繰返し加え、厚さの変化を測定し、次の方法によ
り算出した値を言う。

繰返し平均圧縮率＝　（ｑ／ｐ）ｘｌｏｏここで、ｑ：
繰返し荷重負荷後の厚さ（ｍｍ）ｐ；荷重負荷前の厚さ
（ｍｍ）なお、ｑ、ｐは、繊維充填クッション体の４カ所につい
ての測定値の平均値を表わす。

本発明の繊維充填クッション体は、７０℃における圧縮
残留歪を２５％以下とするものである。

２５％を越える場合には、短期間の使用で簡単にへたり
を生じ、底づき感が発生し、座り心地が悪くなる。なお
、一般に圧縮残留歪を２％以下にすることは困難である
。

なお、本発明において、圧縮残留歪とは、次の方法によ
り算出した値を言う。

一辺が５０ｍｍの正方形で厚さ４０ｍｍの試験片を温度
７０±１℃の恒温槽中で連続２２時間加熱条件下に５０
％圧縮固定し取り出したのち、３０分間放置後その厚さ
を測定する。

圧縮残留歪（％）＝　　ｔｏ　　ｔｌ　　　Ｘ１０００ここでｔｏ＝初めの試験片の厚さ（ｍｍ　）ｔｌ−試験
後の試験片の厚さ（ｍｍ　）［実施例］次に本発明の効果を実施例により説明する。

（実施例１）ポリエステル短繊維（６ｄ、３８ｍｍ）と芯鞘構造の熱
融着性繊維（４ｄ、５１ｍｍ、芯成分：ポリエステル、
鞘成分：融点１１０°Ｃの変性ポリエステル）を６０　
：　４０の重量比で混合し、開繊を行なった。その後、
一対のパンチングプレートからなるシート形状の形粋の
比較的偏平な面と平行に取り付けた矩形型の吹込口（１
０ｃｍ、　　５ｃｍ）から空気流により上記繊維を充填
した。充填密度は４０　ｇ　／　１０００　ｃｒＡとし
た。次に、１７０℃。

３０分間熱処理を行なって熱融着性繊維の鞘成分を溶融
し、短繊維および薄層ウェッブ間を接着することにより
、厚さが１４０ｍｍのシート用繊維充填クッション体を
得た。

上記のようにして成形したシート用繊維充填クッション
体を、１１８℃の加温下に設置した８１−の間隔を開け
た７対の径２００ｍｍの鉄製ローラーの間を通過させて
繰返し圧縮を施した。この際の圧縮率（ローラー間距離
／繊維充填クッション体の厚さ）は５８％であった。

加温圧縮前後のシート用繊維充填クッション体の圧縮残
留歪を評価した結果、加温下圧縮処理を施さない場合、
圧縮残留歪が３９％に対し、処理後の圧縮残留歪は２３
％と極めて小さかった。

なお、この繊維充填クッション体の繰返し平均圧縮回復
率は８７％であった。

（実施例２）実施例１で作製したのと全く同様に、繊維材料をシート
形状の型枠に吹込んで充填密度５０ｇ／ｌ　０００ｄの
繊維充填体（加温下圧縮処理前）を作製し、１７０°Ｃ
１３０分間熱処理を行なって熱融着繊維の鞘成分を溶融
し、短繊維および薄層ウェッブ間を接着することにより
、シート用繊維充填クッション体を得た。

さらに、これを５０％に圧縮した状態を保ちつつ、７５
℃、７時間加温処理を施した。

加温圧縮前後のシート用繊維充填クッション体の圧縮残
留歪を評価した結果、加温下圧縮処理を施さない場合、
圧縮残留歪が４６％に対し、処理後の圧縮残留歪は１８
％と極めて小さかった。

なお、この繊維充填クッション体の繰返し平均圧縮回復
率は８９％であった。

（実施例３）実施例１で作製したのと全く同様に、繊維材料をシート
状形枠に吹き込むことにより、充填密度４３ｇ／１００
０ａ＋！の繊維充填体（加温下圧縮処理前）を作製し、
１８５°Ｃ９３５分間熱処理を行なって熱融着繊維の鞘
成分を溶融し、短繊維および薄層ウェッブ間を接着する
ことにより、シート用繊維充填クッション体を得た。

さらに、これを５０％に圧縮した状態を保ちつつ、温度
条件を変更して、１０時間加温処理を施した。

結果を表１に示す。

（以下、余白）表　　１また、この加温圧縮処理温度と圧縮残留歪との関係を第
３図に示す。

５０℃以上の温度で圧縮処理を施したものの圧縮残留歪
は２５％以下を示し、いずれも耐へたり性に優れたもの
であった。

（実施例４）実施例１で作製したのと全く同様に、繊維材料をシート
形状の型枠に吹込んで充填密度５８ｇ／ｉ　ｏ　ｏ　０
ｃｎｔの繊維充填クッション体（加温下圧縮処理前）を
作製し、９０℃の加温下に設置した油圧プレスによって
２３ｋｇ／ｃｒｌの圧力で５回の繰返し圧縮を施した。

この際の圧縮率は４８％であった。

加温圧縮前後のシート用繊維充填クッション体の圧縮残
留歪を評価した結果、加温下圧縮処理を施さない場合、
圧縮残留歪が４２％に対し、処理後の圧縮残留歪は１５
％と極めて小さかった。

なお、この繊維充填クッション体の繰返し平均圧縮回復
率は９２％であった。

（実施例５）実施例１で作製したのと全く同様に、繊維材料をシート
形状の型枠に吹込んで充填密度４７ｇ／ｌ　０００ｄの
繊維充填体（加温下圧縮処理前）を作製し、第１図に示
すように５５０　ｍｍＨｇの減圧部２を設けることによ
って９２℃で３回の繰返し圧縮を施した。この際の圧縮
率は６０％であった。

加温圧縮前後のシート用繊維充填クッション体の圧縮残
留歪を評価した結果、加温下圧縮処理を施さない場合、
圧縮残留歪が３９％に対し、処理後の圧縮残留歪は２２
％と極めて小さかった。

なお、この繊維充填クッション体の繰返し平均圧縮回復
率は９０％であった。

（実施例６）実施例１に準じてポリよるチル短繊維と芯鞘構造を有す
る熱接着性繊維に混合重量比を５５／４５に変更し、充
填密度５０ｇ／１０００ｃｕｔの繊維充填体（加温下圧
縮処理前）を作製し、第２図に示すように耐熱性のエア
バッグ３により９８℃。

３　ｋｇ　／　ａｌの圧力で３回の繰返し圧縮を施した
。この際の圧縮率は５３％であった。

加温圧縮前後のシート用繊維充填クッション体の圧縮残
留歪を評価した結果、加温下圧縮処理を施さない場合、
圧縮残留歪が４０％に対し、処理後の圧縮残留歪は１８
％と極めて小さかった。

［発明の効果］本発明により、長期間使用しても極めてへたりにくい繊
維充填クッション体を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は加温下圧縮処理に用いる装置の例
を示す。第３図は実施例３の結果、すなわち、加温圧縮処理温度
と繊維充填クッション体の７０℃における圧縮残留歪と
の関係を示す。図中、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）短繊維を主体とする薄層ウェッブが積層してなる
繊維充填クッション体であって、繰返し平均圧縮回復率
が８５％以上、７０℃における圧縮残留歪が２５％以下
であることを特徴とする繊維充填クッション体。
（２）熱融着性繊維を含有する短繊維を空気流と共に通
気性型枠内に吹き込んで充填し、次いで熱処理して短繊
維を部分接着して後、得られた繊維充填クッション体を
５０〜２００℃の加温下で圧縮処理することを特徴とす
る繊維充填クッション体の製造方法。