JPH0861413A - リサイクル可能なクッション体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸れにくく、座り心地が良くかつリサイクル使
用が容易なクッション体を得ることが主たる目的であ
る。 【構成】クッション層２，３と表皮４とを備えたリサイ
クル可能なクッション体１であって、クッション層２，
３は、ポリエステル系樹脂からなる太さが０．５ｍｍ〜
５ｍｍの連続線状体１０をランダムなループ状に曲がり
くねらせ、かつ、各々のループの互いの接触部を融着さ
せた見掛け密度が０．００５〜０．２０ｇ／ｃｍ³ の立
体的な網状構造体１１からなる。表皮４はポリエステル
系繊維の織物からなる。表皮４とクッション層２は、互
いにポリエステル系樹脂接着材５によって接着されてい
る。表皮４側に位置する第１のクッション層２の連続線
状体１０ａの線径は２ｍｍ以下であり、下側に積層され
た第２のクッション層３の連続線状体１０ｂの線径より
も細い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種乗り物用座席のパ
ッド等を始めとして、ソファやベッド等の家具類などに
好適なリサイクル可能なクッション体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家具、ベッド、車両の座席等
に使われているクッション体は、発泡ウレタンの一体成
形品や、ポリエステル等の非弾性捲縮繊維の詰綿、ある
いは非弾性捲縮繊維をバインダによって接着した硬綿な
どが知られている。特に、発泡−架橋型ウレタンは、ク
ッション体としての耐久性が良好であり、加工性も良い
ため、乗り物用シートなどに多用されている。また、発
泡ウレタンを使用した従来のクッション体に表皮を設け
る場合、表皮をラテックス等によって発泡ウレタンに接
着することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記発泡ウレタンは、
透湿・透水性に劣り、蓄熱性があるため人体と触れる部
位が蒸れ易いという問題がある。また、発泡ウレタンは
熱可塑性樹脂ではないために、再溶融によるリサイクル
使用が困難であり、廃棄された発泡ウレタンを焼却処分
にする場合がある。しかしながら発泡ウレタンを焼却す
ると、高温を発するなどの理由から焼却炉の損傷が大き
く、かつ、発生するガスの除去に経費がかかる。このた
め埋立て処分が行われることもあるが、その場合、地盤
の安定化が困難なため埋立て地が限定され、埋立てに要
する経費も高くつく。また、発泡ウレタンを一部分解し
て再利用することも可能であるが、再度発泡ウレタンの
原料として利用することは困難である。

【０００４】一方、熱可塑性のポリエステル繊維をウレ
タンやラテックス等のバインダによって接着した合成繊
維綿では、ポリエステル繊維の開綿工程やバインダ繊維
との混綿工程、あるいはバインダの添加工程が必要であ
り、製造工数が多いという問題がある。また、上記以外
の通常の硬綿は短繊維を使用しているため、繊維のほつ
れによる形状の崩れを生じやすく、しかも成形品にバリ
が生じやすい。また、型によって成形する場合に１回の
成形では最終製品形状に成形することが困難であり、製
造工程に煩雑さがあった。

【０００５】また、上述のような繊維をバインダによっ
て結合したものは、異質の材料の組合わせになっている
ため、クッション体の製造過程で生じた破材や、車両の
廃車時などに廃棄処分の対象となる古いクッション体を
新たなクッション体の製造原料として使用することがで
きず、リサイクル性に欠けるという問題があった。従っ
て本発明の目的は、蒸れにくく座り心地が良いととも
に、製造工程が簡単であり、しかもリサイクル使用が容
易なクッション体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明のクッション体は、クッション層
と、このクッション層を被う表皮とを具備したクッショ
ン体であって、上記表皮がポリエステル系繊維の織物か
らなり、クッション層は、ポリエステル系樹脂からなる
太さが０．５ｍｍ〜５ｍｍの連続線状体をランダムなル
ープ状に曲がりくねらせかつ各々のループの互いの接触
部を融着させた見掛け密度が０．００５〜０．２０ｇ／
ｃｍ³ の立体的な網状構造体からなり、上記表皮とクッ
ション層を互いにポリエステル系樹脂接着材によって接
着したことを特徴とするリサイクル可能なクッション体
である。

【０００７】上記クッション層は表皮と共に金型によっ
て所定の形状に成形される。なお、必要に応じて、上下
方向に複数のクッション層を積層し、最上部に位置する
クッション層に、下部側のクッション層の連続線状体よ
りも細くかつ線径が２ｍｍ以内の連続線状体を用いても
よい。

【０００８】上記クッション層の網状構造体に使われる
ポリエステル系樹脂は、ポリエステルまたはポリエステ
ル系エラストマーである。ポリエステルとは、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタ
レート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）等と、それらの共重合体が挙げられる。また、ポリ
エステルエラストマーとは、ハードセグメントとソフト
セグメントをブロック共重合したもので、ハードセグメ
ントとしてはＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＥＮ等が挙げられ、ソ
フトセグメントとしては、ポリテトラメチレングリコー
ル、ポリヘキサメチレングリコール、ポリプロピレング
リコール等が挙げられる。なお、ポリエステルとポリエ
ステルエラストマを組合わせてもよい。

【０００９】表皮とクッション層を接着するポリエステ
ル系樹脂接着材は、例えばホットメルトタイプのフィル
ム状のものを、クッション層と表皮との一体成形時に加
熱・溶融させることにより、表皮をクッション層に接着
させることができる。

【００１０】

【作用】本発明のクッション体に使われる網状構造体を
製造するには、軟化状態に加熱されたポリエステル系樹
脂を押出し機のノズル部から線状に連続的に押出すこと
により、吐出された連続線状体を曲がりくねらせて多数
のランダムループを形成し、各々のループを互いに軟化
状態で接触させ、接触部の大部分を互いに融着させて三
次元的なランダムループからなる立体網目構造を形成す
る。こうして成形された網状構造体は、着座荷重等によ
って大きい応力で大変形を与えても、立体網目構造全体
が互いに協働して三次元的に変形しつつ応力を吸収し、
応力が解除されると立体網目構造が元の形状に復元する
ことができる。

【００１１】クッション体としての役目が終わって廃棄
処分の対象となる古いクッション体や、クッション体の
製造過程で生じた破材などをリサイクル使用するには、
ペレタイザー等によってこの網状構造体等を細かく切断
して再ペレット化したのち、網状構造体を製造するため
の押出し機に供給して再溶融することにより、新たな網
状構造体の製造に使用する。

【００１２】このようなクッション体において、網状構
造体を構成している連続線状体の線径が０．５ｍｍ未満
では、通常のペレタイザーによって切断を行うと、連続
線状体がペレタイザーの刃に巻付いてしまい、切断が困
難となる。また、何らかの手段によって線径０．５ｍｍ
未満の連続線状体を細かく切断できても、このような細
径の切断片は、押出し機の自然落下形ホッパの内部にお
いてブリッジ（多数の切断片が橋状に連なる塊となって
下に落ちることができなくなる現象）を生じてしまい、
押出し機への材料供給が止まる原因になるばかりでな
く、押出し機のスクリューフィーダからの吐出量に波が
生じるなどの理由から、リサイクル使用に適さない。

【００１３】連続線状体の線径が５ｍｍを越えると、ペ
レタイザーでの切断性が悪化し、かつ、ホッパ内での落
下がスムーズでなくなる。また、線径が５ｍｍを越える
網状構造体を用いたクッション体は、大腿部等に局部的
な圧迫感を与える原因となるなど、座り心地が悪くな
る。このような理由から、本発明では連続線状体の線径
を０．５ｍｍから５ｍｍまでの範囲とする。

【００１４】上記網状構造体は、見掛け密度が０．００
５ｇ／ｃｍ³ 未満では反発力が失われるので、クッショ
ン体として不適当である。また、０．２０ｇ／ｃｍ³ を
越えると弾発性が強くなり過ぎて座り心地が悪くなるの
で、クッション体として不適当である。このため網状構
造体の好ましい見掛け密度は、０．００５ｇ／ｃｍ³以
上、０．２０ｇ／ｃｍ³ 以下であり、より好ましくは、
０．０１ｇ／ｃｍ³ 以上、０．０５ｇ／ｃｍ³ 以下であ
る。

【００１５】

【実施例】図１に例示したクッション体１は、上側に位
置する第１のクッション層２と、下側に位置する第２の
クッション層３と、表皮４を備えている。表皮４はポリ
エステル系繊維を用いた織物からなる。第１のクッショ
ン層２と表皮４との間は、ホットメルト形のポリエステ
ル系樹脂接着材５によって接着されている。また、第１
のクッション層２と第２のクッション層３との間もホッ
トメルト形のポリエステル系樹脂接着材５によって接着
されている。

【００１６】クッション層２，３は、それぞれ、図２に
示すような連続線状体１０からなる網状構造体１１によ
って構成されている。この網状構造体１１は、ポリエス
テル系樹脂からなる連続線状体１０をランダムなループ
状に曲がりくねらせかつ各々のループの互いの接触部を
融着させて立体的な形状としたもので、前述した理由に
より、見掛け密度を０．００５〜０．２０ｇ／ｃｍ³ の
範囲としている。

【００１７】更に詳しくは、第１のクッション層２には
線径０．７ｍｍの連続線状体１０ａからなる網状構造体
１１ａが使用され、第２のクッション層３には、線径
３．３ｍｍの連続線状体１０ｂからなる網状構造体１１
ｂが使用されている。第１のクッション層２の厚みは２
０ｍｍである。

【００１８】上記クッション体１は、通気性に優れた網
状構造体１１ａ，１１ｂと通気性の表皮４とによって構
成されているので蒸れにくいものである。また、着座中
に大腿部等が受けるクッション層２の感触が良好であ
り、座り心地が良い。なお、第１のクッション層２に使
われる網状構造体１１ａの線径が２ｍｍを越えると、大
腿部に異物感が生じるようになり、線径が５ｍｍを越え
るとゴワゴワとした局部的な圧迫感があって不快な乗り
心地となる。

【００１９】上記網状構造体１１は、図３に概念的に示
した網状体製造装置２０によって製造することができ
る。網状体製造装置２０の一例は、スクリューフィーダ
２１を内蔵した押出し機２２と、ノズル部２３を備えて
いる。押出し機２２は、ホッパ２５から投入されたポリ
エステル系樹脂のペレットを、その軟化点より１０℃な
いし８０℃高い温度（例えば４０℃高い温度）に加熱し
つつ、ノズル部２３に向って押出すものである。

【００２０】上記温度に加熱され軟化状態となったポリ
エステル系樹脂は、ノズル部２３のオリフィスから下方
に吐出され、線状に連続して途切れることなく、自由落
下するようになっている。なお、ポリエステル系樹脂の
吐出時の溶融温度をこの樹脂の軟化点より３０℃〜５０
℃高い温度とすれば、ランダムな三次元ループを形成し
やすく、しかもループ同志の接触部が互いに融着しやす
い状態に保つことができるので好ましい。

【００２１】ノズル部２３に多数のオリフィスが所定間
隔で設けられている。ノズル部２３の下方に、水等の冷
却媒体３０が配されている。ノズル部２３の下方にコン
ベア４０が設けられている。コンベア４０は、一対のエ
ンドレスネット４１，４２を互いに平行にかつ相互間に
所定間隔をあけて配置したものであり、エンドレスネッ
ト４１，４２の一部を冷却媒体３０の上に露出させてい
る。各エンドレスネット４１，４２は、回転体４５，４
６によって図中の矢印方向に連続的に無端走行させられ
る。

【００２２】ノズル部２３のオリフィスから軟化状態の
ポリエステル系樹脂を吐出させ、エンドレスネット４
１，４２の間に自然落下させる。軟化したポリエステル
系樹脂がエンドレスネット４１，４２の間に落ちること
により、ノズル部２３のオリフィス数に応じた本数の連
続線状体１０が形成されつつ、エンドレスネット４１，
４２の間に挟まれかつ停留することで曲がりくねりなが
らランダムなループが発生する。すなわちこれらの連続
線状体１０は、それぞれ途切れることなく曲がりくねり
ながらも図３中の矢印Ａ方向に連続しつつ、Ａ方向と交
差する方向（例えば矢印Ｂ方向）にループを形成する。

【００２３】この場合、ノズル部２３の各オリフィスの
孔間隔ピッチをループが互いに接触できる寸法にしてお
くことで、エンドレスネット４１，４２の間でループを
互いに接触させ、ループ同志の接触部を融着させること
で立体的な網状構造体１１が得られる。ループが融着し
た網状構造体１１は、エンドレスネット４１，４２によ
って両側面が拘束されながら冷却媒体３０に引き込ま
れ、冷却媒体３０の中で固化するとともに、各ループの
融着部が固定される。

【００２４】上記の一連の工程を経て得られた網状構造
体１１を、必要に応じてポリエステル系樹脂の軟化点よ
りも１０℃以上低い温度で擬似結晶化処理後、所定の大
きさに切断することにより、図２に示すようなフラット
な立体形状の網状構造体１１を得た。この網状構造体１
１は、ノズル部２３のオリフィス数に応じた本数の連続
線状体１０が互いにランダムループを描きながら矢印Ａ
方向に連なっている。図中の矢印Ｂは、網状構造体１１
の厚み方向を示している。

【００２５】上記網状構造体１１は、図４に示すクッシ
ョン体成形装置５０によって、表皮４と共に所定の立体
形状に成形される。この成形装置５０は成形用金型５１
と、ヒータ５２と、送風機５３と、熱風を循環させる導
風路５４などを備えている。成形用金型５１は、例えば
アルミニウム合金などからなるいわゆる簡易アルミ型を
使用でき、パンチングメタルのように下型５５と上型５
６にそれぞれ多数の通気孔６０，６１が形成されてい
る。そしてヒータ５２と送風機５３によって発生させた
１３０℃の熱風を、導風路５４を介して、通気孔６０，
６１を通じて金型５１の内部に強制的に吹込むことがで
きるようになっている。

【００２６】上記下型５５の内部に、図５に示すように
表皮４と網状構造体１１ａ，１１ｂをセットし、かつ、
第１の網状構造体１１ａと表皮４との間にポリエステル
系樹脂のホットメルトシート５ａを設けるとともに、第
１の網状構造体１１ａと第２の網状構造体１１ｂとの間
にもポリエステル系樹脂のホットメルトシート５ａを設
ける。そして下型５５と上型５６を閉じることによっ
て、網状構造体１１ａ，１１ｂを厚み方向に圧縮する。

【００２７】そしてヒータ５２と送風機５３によって発
生させた１３０℃の熱風を、通気孔６０，６１を通じて
金型５１の内部に導入し、網状構造体１１ａ，１１ｂに
５分間熱風を吹き付けながら金型５１による圧縮を行っ
た。そして所定時間経過後、金型５１を冷却し、脱型し
て所望の立体形状のクッション体１を得た。

【００２８】上述のような網状構造体１１からなるクッ
ション体１は、連続線状体１０をノズル部２３から押出
す際に、ランダムループ状に曲がりくねらせて線状体１
０を連続成形するため、従来の合成樹脂綿を用いたクッ
ション体の場合に必要であった開綿工程が不要となる。
しかも、網状構造体１１が連続線状体１０からなるた
め、ほつれたり形状が崩れるなどの問題が生じない。そ
して多数本の連続線状体１０同志が溶融状態で互いに融
着するから、バインダが不要であり、しかも単一の熱可
塑性樹脂からなるため、再溶融によるリサイクル使用が
可能である。

【００２９】そして本実施例のクッション体１に使われ
る網状構造体１１は、従来の合成樹脂綿を用いたクッシ
ョン体に比較して金型にセットしやすく、加工熱量が少
なくてすみ、バリ取り工程が不要であるなど製造工程が
簡略化し、コスト低減を図ることができる。

【００３０】上記クッション体１は、クッション層２，
３と表皮４がいずれもポリエステル系であり、しかも網
状構造体１１にバインダを使用していないため、クッシ
ョン層２，３と表皮４を分別しなくても再溶融によるリ
サイクル使用が可能である。このクッション体１をリサ
イクル使用するには、クッション体１に付属する金属ば
ねやリテーナ等の金属部品を取除いたのち細かく切断
し、再ペレット化してホッパ２５に投入する。この場
合、線状体１０の線径によってはリサイクル使用に適さ
ないものがあることが判った。

【００３１】本発明者らは、線径が互いに異なる複数種
類の連続線状体（線径０．３ｍｍ〜７ｍｍ）を、長さが
３ｍｍで切断できるように調整された角ペレタイザーで
切断し、得られた多数の切断片を押出し機２２の原料供
給用の自然落下形ホッパ２５に投入して、ホッパ２５か
らの切断片の供給状況を目視観察したところ、下記のよ
うな結果が得られた。

【００３２】まず、線径が０．３ｍｍの場合、通常の角
ペレタイザーでは線状体１０がペレタイザーの刃に巻き
付き、切断が困難であった。しかも線径が０．３ｍｍの
場合にはホッパ２５の内部でブリッジが生じ、切断片の
供給がストップすることがあった。これに対し、線径が
０．７ｍｍでは、切断片の流れが若干悪かったが、切断
作業が困難なほどではなく、ホッパ２５の内部でブリッ
ジが生じることもなくて供給状況は良好であった。また
線径が１．９ｍｍ、３．３ｍｍ、４．２ｍｍ、５．０ｍ
ｍの場合、いずれもペレタイザーでの作業性が良好であ
り、ホッパ２５における供給状況も良好であった。線径
が７．０ｍｍでは、ペレタイザーによる切断に無理があ
り、ホッパ２５の供給状況についても切断片の落込みが
スムーズでなかった。

【００３３】一方、スクリューフィーダ２１による供給
状況を調査するために、前述の複数種類の切断片（長さ
３ｍｍ，線径０．３ｍｍ〜７．０ｍｍ）を一定の稼働条
件に設定されたスクリューフィーダ２１に投入し、１分
間ごとに供給される切断片の重量を１０回づつ計り取
り、その最大と最小の差が１０回の平均値の何％である
かを測定した。

【００３４】その結果、切断片の線径が０．３ｍｍでは
フィーダ２１の吐出状況にかなり波があることが判った
（ばらつき１０％）。線径が０．７ｍｍでは、吐出状況
に何の支障も生じることがなく、良好な吐出状況であっ
た（ばらつき３％）。線径が１．９ｍｍ、３．３ｍｍ、
４．２ｍｍ、５．０ｍｍ、７．０ｍｍの場合、いずれも
吐出状況はきわめて良好であった（ばらつき１％）。

【００３５】これらの結果から、ペレタイザーでの切断
状況と、ホッパおよびフィーダでの供給状況を考慮する
と、線径が０．５ｍｍから５．０ｍｍの範囲にあれば、
リサイクル使用に適していると言える。 （比較例１）平均繊維径が１３μｍのポリエステル繊維
に、接着成分として低融点ポリエステル繊維を均一に分
散し、これらの繊維が均一となるようにパンチングメタ
ル製の金型に詰め込み、その上にポリエステル繊維から
なる表皮をおいて、金型に蓋を被せる。そしてこの金型
を、熱風を循環させることのできる加熱炉に収容して１
４０℃で５分間加熱後、冷却し固化させてクッション体
を作成した。

【００３６】この比較例１の蒸れ性は４８％であり、蒸
れやすいものであった。またこの比較例の通気性は前記
実施例に比べると劣っていた。なお、蒸れ性に関して
は、温度２３℃、湿度３０％の恒温恒湿室において、ク
ッション体と大腿部の間に湿度センサを設置し、着座し
てから６０分後の湿度を測定した時の値とした。通気性
についてはＪＩＳ Ｌ−１０９６に準じて測定し、通気
性の評価を行った。 （比較例２）ポリエステル繊維の織物からなる表皮と、
表皮に接する側の第１のクッション層と、その下側に位
置する第２のクッション層とを設け、第１のクッション
層に前記実施例で用いた線径３．３ｍｍの網状構造体
（厚さ２０ｍｍ）を用い、第２のクッション層にも線径
３．３ｍｍの網状構造体を用いた。そして表皮と第１の
クッション層をポリエステル系ホットメルトで加熱接着
するとともに、第１のクッション層と第２のクッション
層もポリエステル系ホットメルトで加熱接着してシート
用クッション体を作成した。このクッション体は通気性
は良かったが、着座時に大腿部に局部的な圧迫感があ
り、乗り心地が良くなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、通気性が充分な線径
０．５〜５ｍｍの連続線状体からなる立体的な網状構造
体を用いているため蒸れにくく、座り心地が良い。特
に、最上部の網状構造体に線径２ｍｍ以下の連続線状体
を用いたものは、着座時に大腿部に局部的な圧迫感が無
く、座り心地が著しく改善される。

【００３８】また、クッション層と表皮が同一種類の熱
可塑性樹脂からなり、しかもクッション層に従来のよう
なウレタンやラテックス等のバインダを使用しないた
め、表皮とクッション層を分別することなくそのままリ
サイクル使用が可能であり、線径が０．５〜５ｍｍのポ
リエステル系樹脂からなる網状構造体はペレタイザーに
よる切断性や押出し機の材料供給性に支障がないなど、
リサイクルが容易であって、クッション体の製造過程で
生じた破材なども簡単にリサイクルに活用できるなど、
材料に無駄がなく、省資源化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すクッション体の断面
図。

【図２】図１に示されたクッション体に使われる網状構
造体の一部の斜視図。

【図３】図２に示された網状構造体を製造する装置の概
略側面図。

【図４】クッション体成形装置の概略断面図。

【図５】成形前の網状構造体と表皮等を示す側面図。

【符号の説明】

１…クッション体 ２，３…クッション層 ４…表皮 １０，１０ａ，１０ｂ…連続線状体 １１，１１ａ，１１ｂ…網状構造体 ２０…網状体製造装置 ５０…クッション体成形装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯田 英夫 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クッション層と、このクッション層を被う
   表皮とを具備したクッション体であって、 上記表皮がポリエステル系繊維の織物からなり、 上記クッション層は、ポリエステル系樹脂からなる太さ
   が０．５ｍｍ〜５ｍｍの連続線状体をランダムなループ
   状に曲がりくねらせかつ各々のループの互いの接触部を
   融着させた見掛け密度が０．００５〜０．２０ｇ／ｃｍ
   ³ の立体的な網状構造体からなり、 上記表皮とクッション層を互いにポリエステル系樹脂接
   着材によって接着したことを特徴とするリサイクル可能
   なクッション体。
2. 【請求項２】上下方向に複数のクッション層を積層し、
   最上部に位置するクッション層に、下部側のクッション
   層の連続線状体よりも細くかつ線径が２ｍｍ以内の連続
   線状体を用いたことを特徴とする請求項１記載のクッシ
   ョン体。