JPH11290160A - 繊維成形中入れ材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、良好な屈曲性と同時に、単繊維相互
の割れを回避し、良好な耐へたり性、適度な表面の柔ら
かさと芯の硬さと弾性などがバランスよく保持された優
れた繊維成形中入れ材を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の繊維成形中入れ材は、各層が結合
されることなく独立した複数層のシート層で構成された
屈曲性が３cm以上である中入れ材であって、そのうち１
層のシート層は、単繊維が平面に対してほぼ立体的に配
列していると同時に、かかる単繊維は部分的に接着又は
結合されている繊維シート層であり、他のシート層は、
単繊維が平面にほぼ平行して配列した繊維シート層およ
び発泡ウレタンシート層から選ばれた少なくとも１種で
あって、かつ、該中入れ材の全体が布帛で包被されてい
るものであることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屈曲性、耐へたり
性および柔らかさに優れた繊維成形中入れ材に関し、さ
らに詳しくは、病院とか家庭で使用されるマットレス、
敷きふとんなどの寝具、家具などの椅子、及び車両、船
舶などの座席などに使用する繊維成形中入れ材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より提案されたりまたは使用されて
いる中入れ材は、発泡ウレタン、天然繊維とか合成繊維
を使用したものが主流である。耐へたり性が要求される
用途では、発泡ウレタンが主体的に使用されてきた。最
近では特に介護用マットレスのように屈曲性と、洗濯性
が要求されるようになり、種々工夫された中材が提案さ
れている。中でも屈曲性能を向上させるため、合成繊維
を成型し、これをスライスして構成する短繊維を平面に
対して立体的に配列したものとか、繊維層を波形に屈曲
したものなどが提案されている。

【０００３】しかし、かかる構造のクッション材は、指
や棒などの小さい表面積のもので強く押さえたときに単
繊維相互が割れる問題。表面積の大きいもので押さえて
もその部分だけがへたり易いとか。また短繊維が立体的
に配列しているため、硬すぎてクッション材として必要
な柔らかさがないなどの問題が指摘されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの従
来技術の問題を解決し、良好な屈曲性と同時に、単繊維
相互の割れを回避し、良好な耐へたり性、適度な表面の
柔らかさと芯の硬さと弾性などがバランスよく保持され
た優れた繊維成形中入れ材を提供せんとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の繊維成形中入れ材は、各層が結
合されることなく独立した複数層のシート層で構成され
た屈曲性が３cm以上である中入れ材であって、そのうち
１層のシート層は、単繊維が平面に対してほぼ立体的に
配列した繊維シート層であり、他のシート層は、単繊維
が平面にほぼ平行して配列した繊維シート層および発泡
ウレタンシート層から選ばれた少なくとも１種であっ
て、かつ、該中入れ材の全体が布帛で包被されているも
のであることを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、かかる課題、つまり、
良好な屈曲性と同時に、単繊維相互の割れを回避し、良
好な耐へたり性、適度な表面の柔らかさと芯の硬さと弾
性などがバランスよく保持された優れた繊維成形中入れ
材について、鋭意検討し、特定な繊維シート層を含む複
数層のシート層を、それぞれを結合させず独立させて積
層して、これらを布帛内に包被して中入れ材を構成した
ところ、かかる課題を一挙に解決する中入れ材を提供す
ることができることを究明したものである。

【０００７】本発明の中入れ材は複数層のシート材で構
成されており、かつ、これらの各層は層間が結合されて
なく、単に積層されていることが必要である。かかる中
入れ材の層のうち１層（以下第１シート層という）は、
構成する単繊維相互が部分的に接着又は結合されている
と同時に平面に対し立体的に配列した繊維で構成された
繊維シート層である。したがって、この繊維シート層
は、屈曲性に優れているという特徴を発揮する。

【０００８】他のシート層は、繊維シート層および発泡
ウレタンシート層から選ばれた少なくとも１種で構成さ
れる。前者の繊維シート層の場合は、それを構成する単
繊維は前記第１シート層とは異なり、平面的に配列され
ており、かつ、単繊維相互が部分的に接着されているの
で、屈曲性は比較的悪いものである。しかし、第１シー
ト層とこの他のシート層の両者を層間を接着していない
で積層した場合、曲げたときに層間にずれが起こり、第
１シート層に該他のシート層も追随するので、自在に曲
げることができるものである。しかし、かかる積層シー
トの層間を接着すると、層間にズレが起こらないため、
屈曲性は著しく悪くなり、本発明の効果は達せられな
い。

【０００９】本発明の繊維成形中入れ材の屈曲性は、３
cm以上であることが必要である。すなわち、屈曲性が３
cm未満である場合は、特に介護用ベットマット用に使用
する場合、該繊維成形中入れ材がベット本体の曲がりに
対して追随できず、本体との間に空間が生じ、以後の使
用ができない。かかる繊維成形中入れ材の屈曲性として
は、４０ｃｍを越えるほどのものは必要ない。

【００１０】かかる屈曲性の測定は、厚さ８cm、幅１０
cm、長さ５０cmのサンプルを机の上から４０cmせり出し
たとき、先端が垂れ下がった距離を測定して求めたもの
である。

【００１１】本発明において、該中入れ材の全体を布帛
で包被することは、該複数層のシート層のズレの程度を
制御するために必要な構成である。

【００１２】第１シート層は、好ましくは中入れ材に弾
力性と硬度を持たせるために、繊維相互が部分的に接着
又は絡合等により結合されていることが必要である。

【００１３】ここでいう主体とする繊維としては、合成
繊維および天然繊維またはこれら両者の混合のいずれで
もよい。かかる合成繊維としては、ポリエステル、ポリ
アミド、アクリル、ポリプロピレンおよびポリエチレン
などのいずれも使用することができ、また、天然繊維と
しては、羊毛、木綿および麻などを使用することができ
る。かかる繊維の中でもポリエステル系繊維が、弾性や
へたりの点で好ましく使用される。

【００１４】上述の繊維の太さとしては、好ましくは１
〜１０００デニール、さらに好ましくは３〜２００デニ
ールの繊維が、風合い、洗濯性、弾性および耐へたり性
等の点からが好ましく使用される。かかる繊維は、短繊
維よりは長繊維の方がよく、すなわち、短繊維であって
も、好ましくは１０mm以上、さらに好ましくは３０〜１
００mmの繊維長を有するもので、特に好ましくはフィラ
メントがよい。

【００１５】かかる繊維の断面は、忠実、中空、Ｔ型、
扁平などどのような形態のものでも使用することができ
る。また、ケン縮を有する繊維の場合は、その形態とし
ては波形およびスパイラル型のいずれでも使用すること
ができ、また、これらの両者の折衷型などいずれの形で
も使用することができるが、弾性、耐へたり性の点から
スパイラル型ケン縮を有する繊維が好ましく使用され
る。なお、かかるケン縮数は、少ないと弾性、硬さが不
足し、多すぎると加工上トラブルが起こるので、好まし
くは５〜２００山／２５mm、さらに好ましくは１０〜５
０山／２５mmが使用される。

【００１６】この第１シート層に使用される接着剤の種
類は、合成樹脂、ゴムなどいずれのものでもよく、使用
される接着剤形状も、膜状、粒状、液状、繊維状などい
ずれであってもよい。これらの中でも合成樹脂で、か
つ、繊維状のものが、加工上、実用上から好ましく使用
されるが、さらに好ましい形は、ポリエステルで、か
つ、高融点ポリマと低融点ポリマとからなる複合繊維を
使用するのがよい。

【００１７】また、かかる第１シート層での繊維と接着
剤の混合比率は、好ましくは３０：７０〜９５：５、さ
らに好ましくは４０：６０〜９０：１０の範囲がよい。
すなわち、かかる接着剤の混合比率が５％未満では接着
が十分ではなく、弾性と硬さがなくなるし、また、また
７０％を越えては接着過剰となり、硬く板状となる傾向
がててくる。かかる接着の手段は、乾燥、圧力、熱など
の方法があるが、いずれでもよい。加工の簡易性からみ
れば、熱による溶解法が好ましく使用され、さらに主体
とする繊維の溶解温度より２０〜１５０℃低い温度の接
着剤を使用するのが好ましい。複合繊維を使用して、繊
維相互を結合させる場合は、ニードルパンチ加工した
後、加熱するのが好ましい。

【００１８】本発明の第１シート層は、５cm以上の屈曲
性がなくてはならない。屈曲性５cm未満では最終製品で
本発明の前記課題を発揮する中いれ材を提供することが
できない。しかし、かかる屈曲性は、実用上４０ｃｍを
越えるものは必要ない。

【００１９】かかる性能を発揮させるため、第１シート
層を構成する単繊維の軸方向は、略厚さ方向に立体的に
配列していることが必要である。すなわち、該層を構成
する繊維の約６０％以上の単繊維が立体的であれば目標
の屈曲性を得ることができる。ここで６０％以上が立体
的であるとする見方は、たとえば、繊維層が波形に屈曲
して構成されているものの場合、表面繊維は、立体／平
面／立体に転じているが、平面部分と立体部分の繊維重
量比率で測定することができる。かかる第１シート層の
厚さは、製品の種類によって異なるが、好ましくは少な
くとも１０mmであればよく、最大２００mmまでである。

【００２０】つぎに第１シート層の硬さは、好ましくは
少なくとも平均硬度７０度であればよく、これより低い
とクッション材としての弾力性、硬さ、等のクッション
性に欠けるきらいがあり、さらに耐へたり性に欠ける傾
向がでてくる。また、平均硬度が９５度以上となると、
硬すぎてクッション性がなくなるので必要ない。かかる
硬さの第１シート層と後述する他の層の柔らかいシート
層とを積層することにより、今までにない表面の柔らか
さ、芯の硬さ、弾力性および耐へたり性を同時に付与す
ることができるのである。ここでいう平均硬度は、高分
子計器（株）製ゴム・プラスチック硬度計Ｆ型で測定す
るものであり、具体的には、５０cm角程度の座席・椅子
などの場合は、約１００cm² に１回、マットレスなどの
大きいものでは約４００cm² に１回測定し、その平均値
で表すものとする。

【００２１】また、かかる第１シート層の繊維密度は、
好ましくは０．０２〜０．０７ｇ／ccの範囲にあるのが
よい。すなわち、０．０２ｇ／cc未満では、クッション
材としての硬度および耐へたり性に欠けるものとなり、
また、０．０７ｇ／ccを越えては、硬くて必要以上に重
い製品となり、またそれだけ価格も高いものとなる。か
かる第１シート層を製造する手段の一例としては、開
綿、開繊機で主体繊維と接着繊維を開繊混合した後カー
ド機に掛けてウエッブまたはウエッブ積層体を作り、こ
れを波形に折り畳んだ後、熱処理をする方法とか、開繊
混合された繊維を高圧空気によって型枠内に詰め込んだ
後、熱処理する方法を採用することができる。

【００２２】また、他のシート層は、構成する単繊維が
平面に対しほぼ平行して配列して、繊維相互が結合して
いる繊維シート層および発泡ウレタンシートから選ばれ
た少なくとも一方のシートで構成される。勿論これらの
シートを積層して使用することもできる。

【００２３】かかる他のシート層は、平均硬度が１０度
〜６０度であるものが好ましく使用される。すなわち、
平均硬度が６０度を越えては、硬くて第１シート層と組
み合わせたとき、表面層の柔らかさと芯の硬さが感じら
れなくなる傾向がでてくる。また、平均硬度が１０度未
満であると、柔らかすぎて、直接第１シート層の硬さが
伝わることとなり、感触のよいクッション材を提供する
ことができにくくなる。

【００２４】かかる他のシート層としての厚さは、２か
ら４０mmであるのが好ましい。すなわち、厚さが２mm未
満では第１シート層に対して他のシート層の影響がなく
なり、第１シート層単独の場合と差がなくるし、強度も
不足し耐久性がなくなる傾向がでてくる。また厚さが４
０mmを越えては、屈曲性がなくなり、他のシート層の特
性が出すぎる傾向がでてくる。

【００２５】また、かかる他のシート層として、繊維シ
ート層を採用した場合は、通気性が生かせ、洗濯時での
乾燥が早く、黄化欠点も発生しないという利点があり、
一方。発泡ウレタンシート層を採用した場合は、ゴムの
ような弾性を生かすことができる利点がある。

【００２６】かかる他のシート層として、前記特定配列
の繊維シートを採用すると、第１シート層の欠点である
指や棒のような先端の細いもので押さえたとき、単繊維
相互の割れを防止することができ、また、部分的なへた
りも防止することができる。その原理は、第１シート層
の単繊維は部分圧縮に対し、圧縮された繊維のみ独立し
て影響されるのに対して、他のシート層の平面配列繊維
シートの場合は、繊維の長さと結合により、周辺まで影
響されるため、単位面積当たりの圧縮加重は少なくなる
のである。しかし、この平面配列繊維シート層は屈曲性
に欠けるという欠点がある。かかる平面配列繊維シート
として、繊維相互を結合したものを使用することがで
き、かかる結合手段としては、接着、ニードルパンチ、
ウォータージェットパンチなどを採用することができ
る。また、かかるシートに使用される繊維の太さ、長
さ、断面、ケン縮とか、接着剤との関係などは、前記し
た第１シート層と同じ条件のものを採用することができ
る。

【００２７】かかる平面配列繊維シート層は、開綿、開
繊機で主体繊維と接着繊維を開繊混合した後カード機に
掛けてウエッブを必要に応じて積層してウエッブ積層体
を作り、これを熱処理して繊維相互を接着することによ
り製造することができる。

【００２８】また、発泡ウレタンシート層は、好ましく
は比重０．０１〜０．０４ｇ／cc程度の発泡ウレタンを
使用することができる。かかる発泡ウレタンは、目標と
する厚さにスライスして使用する。また、必要に応じ
て、表面に凹凸をつけた、いわゆるプロフアイル加工を
施したものも使用することができる。

【００２９】本発明の第１シート層と他のシート層とを
積層する際に、これらシート層間は接着剤などで結合し
ないところに特徴を有する。つまり、シート層間を自由
にしたことによって、曲げに対し他の層がずれて反応す
ることができるのである。かかるシート層の積層順は、
たとえば、人体と接触する部分に他のシート層が位置
し、ついで第１シート層の順とするのが好ましいが、用
途によっては、椅子とかベットの骨組みの骨格などの関
係で、さらに他の層を加えるのがよい場合もある。ま
た、人体に近い部分に第１シート層を配置し、次いで他
のシート層、そしてさらに第１シート層を配置する形で
もよい。この場合、圧縮に対して、他のシート層が緩衝
材の機能を果たすので、かかる構造のクッション材は、
耐へたり性が向上する利点がある。

【００３０】本発明において、かかるシート層積層構造
体の全体を布帛で包被することによって、層間のズレを
曲がり性に影響しないように規制することができる。か
かる布帛としては、不織布、織物、編み物、フイルムな
どいずれを使用してもよいが、強度、通気性および洗濯
乾燥性の上から、薄い織り物や編み物が好ましく使用さ
れる。

【００３１】本発明の繊維成形中入れ材の一例を図面に
よってさらに説明する。すなわち、図１は、本発明の繊
維成形中入れ材の一例を示す斜視部分切断図であり、図
２は、図１の断面図である。第１シート層１は、構成す
る単繊維が平面方向に対して立体方向に配列している繊
維シートであり、他のシート層２と３は、構成する単繊
維が平面方向に配列している繊維シートである。第１シ
ート層１と他のシート層２、３は、ソレゾレ結合される
こトなく積層されているものである。他のシート層２
は、人体に近い位置に配置されており、さらにかかる積
層構造体全体が、布帛４によって包被されているもので
ある。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳しく
説明する。

【００３３】実施例 （第１シート層の作成）ポリエステルステープル原綿１
３デニール６４mm、中空断面、ケン縮数１２山／２５m
m、ケン縮度２０％、立体ケン縮品と、接着剤として、
ポリエステルステープル複合繊維（鞘部溶解温度１１０
℃、４デニール５１mm）を、６０対４０の比率でサンド
イッチ構造で積層し、開綿機で混合した後、開綿し、カ
ード機に掛けてウエッブ状とした。さらにこのウエッブ
を開繊機に掛けた後、高圧空気によって、厚さ５０cm、
長さ１００cm、幅５０cmの型枠の中に５kg詰め込んだ。
この型枠を、長さ方向より５０cm圧縮し、５０cm角とし
た。

【００３４】この５０cm角の繊維ブロック型枠を、次い
で高圧スチームセッターに入れて、１３０℃、３０分間
熱処理してから、冷却した。かかる繊維ブロックを、型
枠を圧縮した方向と同方向より４０mmの厚さで、帯状の
刃が回転するカッターにより、スライスして、５０cm×
５０cm、厚さ４cmの第１シート層を作成した。この第１
シート層の平均硬度は、７５度、屈曲性は２０cmであっ
た。

【００３５】（他の繊維シート層の作成）繊維と接着剤
は、第１シート層と同じものを使用した。混合比率は７
０対３０で、開綿機で混合した後、開綿し、カード機に
掛けて、ウエッブ状とした後、クロスラッパーで重合積
層して、さらにエアースルー型熱処理機で１６５℃×３
分間処理し、厚さ１cm、重さ１００ｇ、サイズ５０cm×
５０cmの他の繊維シートを作った。この他の繊維シート
は、比重が０．０４ｇ／ccで、平均硬度が４０度、厚さ
が１cmの時の屈曲性は３cmであった。

【００３６】かかる２種の繊維シートを、他の繊維シー
ト層／第１シート層／他の繊維シート層の順に積層し、
ポリエステル１００％織物である寒冷紗で包んで、繊維
成形中入れ材を作成した。

【００３７】比較例１ 実施例１の積層品の層間を合成ゴム接着剤で接着して比
較品１を作成した。

【００３８】比較例２ 実施例１の第１シート層を作成したのと同様な方法で、
サイズ５０cm×５０cm、厚さ６cm、重さ６００ｇである
第１シートのみからなるシートを比較品２とした。

【００３９】実施例１、比較例１、２の特性を、それぞ
れ測定した結果を表１に示した。

【００４０】なお、繊維相互の割れの測定は、４０mmの
金属球を５kgの力で押さえたときの沈み量を１０回測定
した平均で示した。また、へたりは、サンプルの上に７
０kg／４０×５０cmの砂袋を乗せ、サンプルを７０まで
曲げる動作を１万回繰り返した前後の硬度を測定し、そ
の差を前の硬度で割り、１００分率で示した。

【００４１】

【表１】 表１から明らかなとおり、実施例１のものは、比較例
１、２のものに比して、表面が柔らかく、繊維相互の割
れ、へたりも改善され、しかも曲がり性に優れたもので
あった。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、良好な耐へたり性、適
度な表面の柔らかさと芯の硬さ、弾力性のバランスのと
れた優れた繊維成形中入れ材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この図は、本発明の屈曲性を有する繊維成形
中入れ材の一例を示す斜視部分切断図である。

【図２】 この図は、図１の断面図である。

【符号の説明】

１：第１シート層 ２：他のシート層 ３：他のシート層 ４：布帛

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｐ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各層が結合されることなく独立した複数
   層のシート層で構成された屈曲性が３cm以上である中入
   れ材であって、そのうち１層のシート層は、単繊維が平
   面に対してほぼ立体的に配列していると同時に、かかる
   単繊維は部分的に接着又は結合されている繊維シート層
   であり、他のシート層は、単繊維が平面にほぼ平行して
   配列した繊維シート層および発泡ウレタンシート層から
   選ばれた少なくとも１種であって、かつ、該中入れ材の
   全体が布帛で包被されているものであることを特徴とす
   る繊維成形中入れ材。
2. 【請求項２】 該立体配列繊維シート層が、７０度以上
   ９５度以下の平均硬度と同時に５cm以上の屈曲性を有す
   るものである請求項１記載の繊維成形中入れ材。
3. 【請求項３】 該他のシート層が、２〜４０mmの厚さ
   と、６０度以下１０度以上の平均硬度を有するものであ
   る請求項１または２記載の繊維成形中入れ材。
4. 【請求項４】 該他のシート層が、人体と接する側に配
   置されているものである請求項１〜３のいずれかに記載
   の繊維成形中入れ材。
5. 【請求項５】 該繊維成形中入れ材が、マットレス、寝
   具、椅子および座席のいずれかの製品用である請求項１
   〜４のいずれかに記載の繊維成形中入れ材。