JPH11131356A

JPH11131356A - 密度差を有する繊維成型材

Info

Publication number: JPH11131356A
Application number: JP30042197A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Aiyama; 和則相山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】同一繊維で性能を満足させるもので、部分的に
高密度とするだけで、経済的に耐へたり性、防音性、安
定した形状、濾過性、強度などの性能が付与できる密度
差を有する繊維成型材を提供する。【解決手段】単繊維相互が接着されてなる平均密度０．
０３〜１ｇ／ｃｃ、厚さ５〜１０００ｍｍで、しかも部
分的に密度差を有している繊維成型材であって、その密
度差は１．５から３０倍の範囲にあり、かつ該密度差部
分は同一体から構成され、しかも高密度部分の硬度が９
０度以上であることを特徴とする密度差を有する繊維成
型材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密度差を有する繊維
成型材に関し、マットレス、寝具、椅子、座席シートな
どのクッション中入れ材、床、壁などに使用する防音・
断熱中入れ材、ブラジャーパット、肩パットなどの衣料
用中入れ材、および水・空気などのフイルター材などに
好ましく使用される繊維成型材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている中入れ材などに
使用される繊維成型クッション材は、同一密度で使用さ
れる場合が多く、製品の要求に応じた性能により成型材
全体のの密度を変えていた。しかし、部分的な変更で要
求を満たす場合もあり、繊維以外の、たとえば木材、プ
ラスチック、樹脂、などの第２成分の硬い、硬度のある
ものと複合して使用することがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同一
繊維で性能を満足させるもので、部分的に高密度とする
だけで、経済的に耐へたり性、防音性、安定した形状、
濾過性、強度などの性能が付与できる密度差を有する繊
維成型材を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するために次のような手段を採用する。すなわち、
単繊維相互が接着されてなる平均密度０．０３〜１ｇ／
ｃｃ、厚さ５〜１０００ｍｍで、しかも部分的に密度差
を有している繊維成型材であって、その密度差は１．５
から３０倍の範囲にあり、かつ該密度差部分は同一体か
ら構成され、しかも高密度部分の硬度が９０度以上であ
ることを特徴とする密度差を有する繊維成型材である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の繊維成型材は、主体とす
る繊維と、接着繊維または接着剤とからなり、主体とす
る繊維は相互が接着されている。主体とする繊維と、接
着繊維または接着剤の混合比率は、重量比で９５対５か
ら３０対７０の範囲であることが好ましく、主体繊維の
比率がこれより多いと密度差がつけにくくなり、また目
標とする硬度が得られにくくなる。また、少なすぎると
低密度部分の弾力性がなくなり、使用しにくくなる。よ
り好ましくは５０対５０から９０対１０である。

【０００６】平均繊維密度は０．０３〜１ｇ／ｃｃであ
ることが重要である。０．０３ｇ／ｃｃ未満では、本発
明が対象とする用途では密度不足で、弾力、強力、硬
さ、へたり、形態安定などの面で満足することができな
くなる。また、１ｇ／ｃｃ以上では目付が重くなり、ま
た価格の点で不利である。

【０００７】また厚さは５〜１０００ｍｍの範囲のもの
である。厚さは、用途によって異なるが、５ｍｍ未満ま
たは１０００ｍｍを越えると、本発明の特長を生かした
使い方ができにくくなる。

【０００８】主体とする繊維は、ポリエステル、ポリア
ミド、アクリル、ポリプロピレンなどの合成繊維が好ま
しく、中でもポリエステル繊維がもっとも好ましい。も
ちろん、製品の要求に合わせて、天然繊維である羊毛、
木綿なども単独または合成繊維と混合して使用すること
もできる。

【０００９】繊維の太さは、弾力性、濾過性、風合い、
強力、吸音などの点から１〜１００デニールのものを使
用するのがよいが、より好ましくは４〜２０デニールの
ものである。

【００１０】繊維の長さは加工できるものであれば使用
できとくに限定されないが、開繊、カーデイング機の関
係から２０ｍｍ以上２００ｍｍ未満のものであることが
好ましく、より好ましくは３０から１００ｍｍの範囲の
ものである。また空気流を利用する製法ではマルチフィ
ラメントも使用することもできる。

【００１１】ケン縮形態は、機械的なケン縮付与方法に
よる平面的な２次元ケン縮であっても、３次元的な立体
ケン縮、または両者の折衷的なケン縮形態のいずれでも
良いが、弾力、へたり等の点から３次元立体ケン縮がも
っとも好ましい。

【００１２】ケン縮数は、弾力、強力、硬さ、へたり、
形態安定などの点から加工できる範囲で多い方がよく、
開繊、カーデイング機利用の場合は５から５０山／２５
ｍｍのものであることが好ましく、より好ましくは１０
から３０山／２５ｍｍ、マルチフィラメントの場合は５
〜１００山／２５ｍｍであることが好ましく、より好ま
しくは２０〜５０山／２５ｍｍである。

【００１３】繊維断面は、中空、中実、Ｔ型、Ｙ型、扁
平などいずれのものでも使用できるが、中空を使うと中
実に比べ、同じデニールの場合は、単純には中空率分だ
け構成する繊維本数が多くなり、物理特性が向上するの
で好ましい。

【００１４】次に、繊維相互を接着させるための接着剤
としては、粒状、膜状、液状または繊維状などの形態の
ものを使用することができるが、加工の簡便性、使用中
の接着剤の脱落、接着強力などの点から繊維形状の接着
剤がもっとも好ましく、さらには、繊維が接着部分と非
接着部分でできた複合タイプのものが好ましい。

【００１５】接着を実行する手段は、熱溶解、乾燥など
の方法があるが、熱による溶解によるのがよく、主体と
する非溶解繊維に比べ５０〜１５０℃低い温度で溶解す
るものを使用するのが好ましい。

【００１６】かかる繊維状接着剤の種類は、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合
成繊維からなる熱溶融接着機能を有するものが好ましく
使用される。より接着強力を得るためには、主体繊維と
同じ種類の繊維状接着剤を使うのがよい。太さは１〜１
００デニール程度のものが好ましく使用されるが、より
好ましくは２〜５０デニールである。

【００１７】本発明において、密度差を設ける目的は製
品の要求特性に応じて経済的に性能が向上できるためで
ある。

【００１８】使用中高荷重がかかる座席、マットレス、
寝具、椅子などは表面層に高密度層を設けることが好ま
しい。高密度層は加重に対してたわみが少なく、加重は
平面積に均等に分散するため単位面積当たりの圧力は少
なく、へたりは少なくなり、また従来のように加重部分
だけがへたることはなくなる。表面の風合いが要求され
る場合は、表面層に低密度層を配し、中心層に高密度層
を配置する。加圧したとき、高密度層以下は同様にへた
りが少なくなる。

【００１９】防音効果についても同様に、密度勾配によ
ってそれぞれ周波数の違う領域の音をとらえることがで
きる。また、フイルターについても、粒子の大きさの違
うものをとらえることができる。

【００２０】低密度部分を構成する単繊維軸が平面方向
に対してほぼ立体的に配列していると、平面配列に比
べ、加圧に対して単繊維の挫屈、ねじり応力を利用でき
るため弾力、耐へたり性の優れたものとすることができ
る。

【００２１】また、フイルターなどは、通液、通気性が
良くなるため、圧力損失を少なくすることができる。

【００２２】密度差は１．５〜３０倍であることが重要
である。１．５倍未満では密度差が少なくなりすぎ、本
発明の目的とする特性が発揮されない。たとえば、０．
０３と０．０４５ｇ／ｃｃ未満の組み合わせの場合、た
とえば圧縮に対し０．０４５ｇ／ｃｃ未満の部分がたわ
むため効果は期待できない。また３０倍以上はオーバー
スペックとなり、製品目付が多くなるので経済的に成り
立ちにくい。

【００２３】高密度部分の層の厚さは薄い方が経済的で
あるが、効果を発揮させるには最低５ｍｍは必要で、限
界は経済的に判断すればよく常識的には５０ｍｍ程度ま
でである。また高密度層の表面は平坦であるだけでな
く、必要に応じて凹凸などを賦型してあっても良い。

【００２４】高密度部分は硬さが必要で、高分子計器
（株）製ゴム・プラスチック硬度計Ｆ型で測定した値で
９０度以上ないと本発明の効果が発揮されない。９０度
未満では加圧に対してたわみが生じ好ましくない。

【００２５】本発明繊維成型材は、高密度と低密度部分
は同一体から形成されているものである。異なる材料を
使用すると、結合のため接着剤を使用することが必要と
なり、また加工工程の繁雑さ、一体感不足、使用中の剥
離現象の問題が生じ、経済的、性能上から採用できな
い。

【００２６】次に本発明成型材の一例を図面によって説
明する。

【００２７】図１は本発明密度差を有する繊維成型材の
一例を示す斜視図であり、図２はその内部拡大図であ
る。

【００２８】図の例では、高密度層１は繊維成型材の表
面層に位置し、低密度層２は中心部分に位置している。
また、主体繊維３は接着剤４によって接着されている。

【００２９】本発明繊維成型材を得る手段の一例として
は、ポリエステルなどの主体原綿と接着繊維を混合し、
開繊して積層した後、熱処理して主体繊維を接着して原
反を作成する。かかる原反を熱プレス機で必要に応じた
圧縮を加えて表面だけ適宣時間を掛けて熱処理をするこ
とによって作ることができる。

【００３０】低密度層を表面に配置する場合は、かかる
熱プレス後の成型材の低密度層をスライスして低密度部
分が表面にくるように重ね合わせることによって得るこ
とができる。

【００３１】

【実施例】本発明を実施例によってさらに詳しく説明す
る。

【００３２】実施例主体繊維として、ポリエステル中空断面、立体ケン縮、
ケン縮数１２山／２５ｍｍ、ケン縮度２０％、太さ１０
デニール、繊維長６４ｍｍと、接着繊維としてポリエス
テル芯鞘複合繊維、鞘部溶解温度１１０℃、太さ４デニ
ール、繊維長５１ｍｍを重量比で６０対４０の比率でサ
ンドイッチ状に積層して、開繊機で開繊混合した後、カ
ード機でさらに開繊しウエッブ状とした。かかるウエッ
ブを積層、熱処理、冷却して原反を作成した。サイズは
厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍで目付
９４０ｇ／ｍ²、密度０．０２５ｇ／ｃｃであった。か
かる原反に表面温度１３０℃である熱板を上下よりあて
て８０ｍｍになるように４分間圧縮して本発明繊維成型
材を作った。完成品は次の表１に示す規格であった。

【００３３】

【表１】比較例実施例と同様にして原反を作った。サイズは厚さ８０ｍ
ｍ、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍで目付１０００ｇ／
ｍ²、密度０．０５ｇ／ｃｃであり、密度差を有しない
ものとした。

【００３４】実施例および比較例の特性を比較したとこ
ろ次の結果であった。

【００３５】吸音率を測定した結果は図３のとおりであ
る。吸音率の測定は電子測器（株）製自動垂直入射吸音
率測定器タイプ１００４１Ａを使ってＪＩＳ−Ａ１４０
５に従い測定した。

【００３６】また圧縮によるへたりを見るため、３５ｋ
ｇ／２００ｍｍφの円盤を３万回繰り返し加えた。前後
の厚さを測定してへたり率を算出した結果、実施例は
３．２％、比較例は９．５％であった（へたり率は厚さ
減少値をもとの厚さで割った値の１００分率）。

【００３７】

【発明の効果】本発明の密度差を有する繊維成型材によ
れば、経済的に耐へたり性、吸音性、安定した形状、濾
過性などの性能を付与でくるので、マットレス、寝具、
椅子、座席シート、床、壁、肩パットなどの中入れ材と
して最適に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維成型材の一例を示す外観図であ
る。

【図２】本発明の繊維成型材の一例を示す側面部分拡大
図である。

【図３】本発明の実施例、比較例で得られた繊維成型材
の中心周波数と垂直入射吸音率との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１：高密度層２：低密度層３：主体繊維４：接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単繊維相互が接着されてなる平均密度０．
０３〜１ｇ／ｃｃ、厚さ５〜１０００ｍｍで、しかも部
分的に密度差を有している繊維成型材であって、その密
度差は１．５から３０倍の範囲にあり、かつ該密度差部
分は同一体から構成され、しかも高密度部分の硬度が９
０度以上であることを特徴とする密度差を有する繊維成
型材。
【請求項２】高密度部分が表面に位置していることを特
徴とする請求項１記載の密度差を有する繊維成型材。
【請求項３】低密度部分が表面に位置していることを特
徴とする請求項１記載の密度差を有する繊維成型材。
【請求項４】少なくとも低密度部分の接着された単繊維
相互が平面方向に対してほぼ立体方向に配列しているこ
とを特徴とする請求項１〜３ののいずれかに記載の密度
差を有する繊維成型材。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の密度差を
有する繊維成型材を用いた、マットレス、寝具、椅子、
座席、建築用防音断熱材、道路防音材、車両防音材、ブ
ラジャーパット、肩パット、およびフイルターのいずれ
かに記載の製品。