JPH0649760A - ラップの熱接着による立体的形状の成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウレタンフォームに代わるクッション材の提
供を図るべく、ラップ（綿状積層体）を所望の立体的形
状に成形する方法を提供する。 【構成】 融点の高い繊維とそれよりも融点の低い繊
維、又は、融点の低い繊維物質をコーティングした融点
の高い繊維を良く混合して開繊し、かつ、積層したラッ
プを、成形したい形状に象られた多孔性の雄型と雌型に
挟み込み圧縮し、一方向から熱風を吹き込むとともに、
それに対する他方向から熱風を吸引し、雄型と雌型との
間に挟み込まれたラップの中を熱風が通過するようにし
て繊維を加熱すると、融点の低い繊維は溶けて融点の高
い繊維に接着する。そして、雄型と雌型間に挟まれたラ
ップに直接冷たい空気を吹き付けるか、若しくは、ラッ
プの中を通過するようにすることにより、冷却して形状
を固定化し、その後型抜きする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラップの熱接着による立
体的形状の成形方法及びその装置に係り、特に、融点の
高い繊維と低い繊維の混合などにより作成されたラップ
（綿状積層体）を所望の立体的形状に成形する方法及び
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家具、自動車のシート、ベッド
マット等のクッション材には、主としてウレタンフォー
ムが用いられている。このウレタンフォームは、成形性
に優れているので、インジェクション・モールド技術に
より種々の平面的（二次元的）又は立体的（三次元的）
な形状を提供できるが、ウレタンを発泡させるのにフロ
ンガスを使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近時、環
境汚染問題の解決に対し、企業側に強い責任が求められ
ている。したがって、オゾン層を破壊する原因とされて
いるフロンガスを継続使用することはできない状態にあ
り、そこで代替ガスの開発もなされている。

【０００４】しかしながら、フロンガスに代わるガスは
フロンガス程便利なものでなく、付随的なデメリットを
伴う。したがって、成形性の高いウレタンフォームを従
来のように普遍的なクッション材として使用することは
困難となる可能性が高い。

【０００５】しかも、ウレタンフォームは、人間の発す
る汗などの成分により物性変化を生じ易い欠点があり、
そのためにリサイクルが難しいばかりか、クッション材
としては、汗や湿気を吸収する吸排湿性がきわめて低い
ほか、焼却するとシアン化合物が発生する等の欠点があ
る。

【０００６】そのため、ウレタンフォームに代わるクッ
ション材の開発が脚光を浴びているが、それに応える適
当な素材が未だ開発されていない現状にある。もっと
も、クッション材としてはウレタンフォームに限る事な
く、ゴム、石綿、天然若しくは合成繊維からなる綿など
の素材があるが、これらはかなりな加工をしなければ前
記のような用途に適するクッション材とすることは難し
い。

【０００７】ところで、融点の高い繊維とそれよりも融
点の低い繊維、又は、融点の低い繊維物質をコーティン
グした融点の高い繊維を、よく混合して開繊、そして積
層した物、すなわち、ラップが知られている。

【０００８】このラップは固わた（かたわた、硬綿又は
堅綿）として種々の分野に用いられているが、柔らかく
て弾力があるので、クッション材として用いることがで
きる要素をもっているのである。

【０００９】しかしながら、従来のラップは単なる綿状
平板体であって二次元的なものであり、そのままでは、
ウレタンフォームに代わるクッション材として用いるこ
とはできない。

【００１０】そこで、この発明は、ウレタンフォームに
代わるクッション材の開発を目的として、ラップに着目
し、これを所望の立体的な成形ができる成形方法及びそ
の装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるラップの
熱接着による立体的形状の成形方法は、融点の高い繊維
とそれよりも融点の低い繊維、又は、融点の低い繊維物
質をコーティングした融点の高い繊維をよく混合して開
繊し、かつ、積層した物を、成形したい形状に象られた
多孔性の雄型と雌型間に挟み込み圧縮し、一方向から熱
風を吹き込むとともに、それに対する他方向から熱風を
吸引し、雄型と雌型との間に挟み込まれた前記物の中を
熱風が通過するようにして繊維を加熱し、低い融点の繊
維を溶かして高い融点の繊維に付着させた後、雄型と雌
型との間に挟み込まれた前記物の中を冷風が通過するよ
うにして溶解した繊維を硬化させることにより繊維の連
結を固定化することを特徴とする。

【００１２】また、本発明にかかるラップの熱接着によ
る立体的形状の成形装置は、エンドレスに捲回した上下
一対の無限軌道体を平行位で近接離反可能かつ同方向へ
それぞれ回動可能に設け、該一対の無限軌道体にそれぞ
れ多孔性の雄型と雌型を複数個に分割して載置固定し、
該一対の無限軌道体が上下で重なる部位に熱風噴出口と
冷風噴出口を設けてなることを特徴とする。

【００１３】そして、上記無限軌道体が上下で左右二つ
にそれぞれ分割し独立して回動可能に構成されるととも
に、左右の無限軌道体がそれぞれ捲回されるドラムの軸
心間距離が所定の長さで離間して配置され、かつ、雄型
と雌型とが前記軸心間距離と略等しい幅を有する長方形
の板状体からなり、その板状体の対角線にある角部に設
けた連結軸を介して左右の無限軌道体と回動可能に軸支
連結されるようにしたことを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明にかかるラップの熱接着に
よる立体的形状の成形装置は、固定した下部ブース上に
所定の距離で離間して上部ブースを固定して設け、上部
ブースに上型ボックスを、下部ブースに下型ボックスを
それぞれ互いに近接離反可能に嵌合し、該ボックスの底
部にそれぞれ雄型と雌型を形成するとともに、上部ボッ
クス内に熱風噴出口と冷風噴出口を設け、かつ、下部ボ
ックス内に熱風及び冷風を吸引する吸引口を設けてなる
ことを特徴とする。

【００１５】

【作用】ラップが雄型と雌型に挟まれて圧縮されて賦形
した状態で、熱風が低い融点の繊維を溶かして高い融点
の繊維に接着させ、冷風がその接着を硬化させることに
より、賦形された状態を維持するクッション材が簡便か
つ容易に成形される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明に
かかる成形方法は、融点の高い繊維とそれよりも融点の
低い繊維を、よく混合して開繊（繊維をときほぐすこ
と）し、かつ、積層した物（以下ラップと称す）を成形
したい形状に象られた多孔性の雄型と雌型に挟み込み圧
縮し、一方向から熱風を吹き込むとともに、それに対す
る他方向から熱風を吸引し、雄型と雌型との間に挟み込
まれたラップの中を熱風が通過するようにして繊維を加
熱すると、融点の低い繊維は溶けて融点の高い繊維に接
着する。

【００１７】そして、雄型と雌型間に挟まれたラップに
直接冷たい空気を吹き付けるか、若しくは、ラップの中
を通過するようにすることにより、冷却して形状を固定
化し、その後型抜きするのである。

【００１８】融点の低い繊維とは、例えば、ポリプロピ
レン繊維やポリエステル繊維又はそれらのステープル
（繊維）の周囲にポリプロピレンをコーティングしたも
のなどである。また融点の高い繊維とは、例えば、ポリ
エステル繊維や天然繊維などである。

【００１９】上記成形方法を具体化する成形装置は、図
１及び図２に示すように、基台１に水平方向へ回動自在
な無限軌道体としてチェーン等のベルト２をドラム３，
４にエンドレスに捲回し、このベルト２の上方で同じ水
平方向へ回動自在なベルト５をドラム６，７にエンドレ
スに捲回する。ドラム３，６はタイミング調整をしてベ
ルト２，５が等速で回動する。

【００２０】なお、ベルト５はベルト２に対して平行状
態を保ちながら昇降できるようになっている。すなわ
ち、基台１に立設した一対のガイド支柱８，８間にそれ
ぞれスクリュウ軸９を軸中心で回転可能に設け、そのス
クリュウ軸９に螺合してガイド支柱８，８に昇降案内さ
れるブラケット１０をベルト５のドラム６，７を支持す
るフレーム１１に連結し、各スクリュウ軸９はその上部
でギヤボックス１２を介してスクリュウ軸１３と連結さ
れ、さらにそのスクリュウ軸１３は上部フレーム１１ａ
に固定したギヤドモーター１４で回転するスクリュウ軸
１５とギヤボックス１６を介して連結されている。

【００２１】そして、図３に示すように、前記ベルト
２，５の上面にはそれぞれ雄型１７と雌型１８が取り付
けられている。この雄形１７と雌型１８は、長手方向で
分断され、ドラム３，４，６，７近傍に至るとベルト
２，５の動きに連れて個々的に揺動ができるようになっ
ている。雄型１７と雌型１８はそれぞれ上下２枚の多孔
板１７ａ，１８ａとこれらの両サイドを閉塞する側板１
７ｂ，１８ｂ及び前後を閉塞する側板１７ｃ，１８ｃで
形成された複数のブロックからなる。

【００２２】なお、雄形１７と雌形１８が互いに重なる
部位において、両者の隣接する型がそれぞれ互いに連係
して下方や上方へ撓まないように、インターロック機構
として、各型の下端部にそれぞれフックプレート１９を
幅方向へ取り付ける。

【００２３】さらに、雄型１７と雌型１８の平面には、
所定ピッチで所定径の透孔２０，２１が穿設されてお
り、したがって、透孔２０，２１は雄型１７と雌型１８
とではピッチが異なり、上下で互いに重ならないように
なっている。この透孔２０，２１は熱風若しくは冷風が
通過するために形成されている。

【００２４】上記雄型１７と雌型１８とが重なり合って
移動する部位の上方及び下方には、それぞれブース２
２，２３が設けられている。ブース２２はフレーム１１
に支持され、その内部は二つに仕切られており、その一
方は熱風噴出口２２ａ、他方は冷風噴出口２２ｂとして
形成され、フレーム１１に支持されている。

【００２５】また、ブース２３は基台１に支持され、そ
の内部は二つに仕切られて、その一方は熱風噴出口２２
ａに対応する熱風吸引口２３ａ、他方は冷風噴出口２２
ｂと同様の冷風噴出口２３ｂとして形成され、基台１に
支持されている。

【００２６】熱風噴出口２２ａはガンタイプバーナー２
４（図１参照）を熱源として加熱した空気をブロワー２
５（図１参照）で雌型１８に送風する手段である。熱風
吸引口２３ａはブロワー２６（図１参照）で熱風を吸引
し、それを熱風噴出口２２ａに送ることによってサイク
リックに利用する手段である。冷風噴出口２２ｂ，２３
ｂは室温の空気又は室温以下に冷却した空気をブロワー
２７（図１参照）で送風する手段である。

【００２７】そこで、上記実施例の作用について説明す
ると、図１において、ベルト２，５をそれぞれ始動さ
せ、両者間にラップ３０を挿入すると、ラップ３０は雄
型１７と雌型１８に挟まれて圧縮されながらＡ矢示方向
へ移動する。さらに、熱風噴出口２２ａからの熱風は融
点の低い繊維を溶解するに充分な温度以下の温度に設定
する。

【００２８】ラップ３０がブース２２ａの下部に至る
と、ブロワー２５から噴出する熱風によりラップ３０が
加熱され、融点の低い繊維が溶けて融点の高い繊維に付
着し、ついで、ブース２２ｂの下部に至るとブロワー２
６，２７から噴出する冷風により、溶けた繊維が硬化し
て融点の高い繊維との接着が固定化する。

【００２９】かくして、ベルト２，５からＢ矢示方向へ
繰り出されるラップ３０は、所望の密度に圧縮されて所
定の形状（図３参照）に連続成形されて自動的に脱型さ
れる。なお、圧縮密度の選択は、前記ギヤドモーター１
４の操作により、フレーム１１を昇降させてベルト２，
５間の距離Ｄを長短を所望に調節すればよい。したがっ
て、圧縮密度を自在に調節できるから、種々の用途に合
わせたクッション材を簡便に得ることができる。

【００３０】なお、図４及び図５は上記実施例の変形例
を示すもので、この例では、基台１の幅方向の片側にお
いてベルト２をドラム３，４に捲回して回動可能に配置
するとともに、他方の片側においてベルト２ａをドラム
３，４からそれぞれ一定距離Ｄにて離間したドラム３
ａ，４ａに捲回してそれぞれ回動可能に配置する。すな
わち、ドラム３，３ａ及び４，４ａの軸心間距離Ｄが定
められている。

【００３１】さらに、フレーム１１の幅方向の片側にお
いてベルト５をドラム６，７に捲回して回動可能にに配
置するとともに、他方の片側においてベルト５ａをドラ
ム６ａ，７ａに捲回してそれぞれ回動可能に配置する。
すなわち、ベルト５，５ａはフレーム１１の左右両側で
互いに所定距離Ｄにて離間し位相している。

【００３２】そして、雄型１７と雌型１８は、前記所定
距離Ｄに相当する幅寸法を有する長方形板状のものと
し、その対角線側の角部に連結軸を有する。例えば、図
５に示すように、雌型１８に連結軸１８ａが突設され、
その連結軸１８ａをベルト５に回動可能に軸支連結す
る。さらに、雌型１８に連結軸１８ａと点対称位置で連
結軸１８ｂが突設され、その連結軸１８ｂをベルト５ａ
に回動可能に軸支連結する。これと同様にして、雄型１
７を構成する。

【００３３】そこでベルト２，２ａ，５，５ａを等速で
回動させると、雄型１７と雌型１８がドラム３，３ａ，
４，４ａ，６，６ａ，７，７ａを回動するとき、図４に
示すように、互いに平行を保ちながら昇降するように移
動する。したがって、ラップ３０は雄型１７と雌型１８
に上下から圧縮されるようにして型内に取り込まれる。
かくして、前記実施例では雄型１７と雌型１８がドラム
４，７を回動してラップ３０を絞り込むように型内に取
り込むのと異なり、ラップ３０の成型性が向上する。

【００３４】上記実施例における装置は、クッション材
としての立体的形状が比較的簡単なものに適していると
思われるが、形状が複雑なクッション材を得るために
は、図６及び図７に示すような装置を用いることができ
る。

【００３５】すなわち、所定の距離で離間して固定した
上部ブース４０と下部ブース４１に、それぞれ上型ボッ
クス４２と下型ボックス４３を、互いに底部４２ａ，４
３ａを対向させ、それぞれ昇降用シリンダー４２ａ，４
３ａに伸縮可能に係合するロッド４２ｂ，４３ｂを介し
て昇降可能に嵌合する。

【００３６】上型ボックス４２の底部４２ａには製造す
べきクッション材の上下二分された立体的な雄型４４
を、下型ボックス４３の上底部４３ａには製造すべきク
ッション材の上下二分された立体的な雌型４５をそれぞ
れ形成する。そして、上部ブース４０と下部ブース４１
間に繰り込みローラー４６，４７を圧接して回転自在に
設ける。

【００３７】上型ボックス４２と下型ボックス４３の底
部４２ａ，４３ａにはそれぞれピッチと径を異にして透
孔４８，４９が穿設されている。そして、上型ボックス
４２内には熱風噴出口５０と冷風噴出口５１を設けると
ともに、下型ボックス４３内には熱風及び冷風の吸引口
５２を設ける。

【００３８】そこで、上記装置を用いてクッション材を
製造するには、図７に示すように、上型ボックス４２と
下型ボックス４３をそれぞれ上部ブース４０と下部ブー
ス４１内に引っ込ませて両者間の間隔を空ける。

【００３９】そして、繰り込みローラー４６，４７から
ラップ６０を挿入して下型ボックス４３の上部を覆わ
せ、図７に示すように、上型ボックス４２と下型ボック
ス４３を互いに所望の圧力で圧接するように両者間の間
隔を定め、熱風噴出口５０から熱風を一定時間噴出させ
ると、熱風は透孔４８を経てラップ６０の融点の低い繊
維を溶かして融点の高い繊維に接着させる。なお、吸引
口５２から吸引した熱風又は冷風は外部に排出するか、
熱風の供給源として再利用する。

【００４０】熱風の噴出が終った後、冷風噴出口５１か
ら冷風を一定時間噴出させることにより、冷風は透孔４
８を経てラップ６０に浸透し、溶けた繊維が硬化して融
点の低い繊維と融点の高い繊維の連結が固定化する。そ
の後、上型ボックス４２か下型ボックス４３を移動して
成形されたクッション材６０ａを脱型してブース４０，
４１から側方へ引いて出す。

【００４１】かくして、本発明の装置によれば、綿状の
ラップから立体的な形状を有するクッション材が簡便迅
速かつ容易に製造でき、ファニチュアー、自動車座席用
クッション材若しくはベッドマットとしてその用途は多
種に及ぶのである。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、ラップ
を用いて所望の立体的な形状のクッション材を成形でき
るから、ウレタンフォームに代わるクッション材として
汎用でき、しかも、素材が繊維であるからリサイクルも
容易であり、汗や湿気などの吸排湿性が良好な理想的な
クッション材を提供でき、そのうえ、フロンガスを用い
ないから環境汚染の惧れもなく、フロンガスに代わるガ
スを開発する研究開発費用を省略できる、等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる装置を示す正面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】図１の要部拡大図。

【図４】本発明の他の例を示す正面図。

【図５】図４の部分平面図。

【図６】本発明の更に他の例を示す断面正面図。

【図７】図６の作用説明図。

【符号の説明】

２，５…ベルト（無限軌道体） ３，３ａ，４，４ａ，６，６ａ，７，７ａ…ドラム ９，１３，１５…スクリュウ軸 １１…フレーム １２，１６…ギヤボックス １７，４４…雄型 １８，４５…雌型 ２０，２１，４８，４９…透孔 ２２ａ，５０…熱風噴出口 ２３ａ，２３ｂ，５１…冷風噴出口 ３０，６０…ラップ ４０，４１…ブース ４２，４３…ボックス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点の高い繊維とそれよりも融点の低い
   繊維、又は、融点の低い繊維物質をコーティングした融
   点の高い繊維を良く混合して開繊し、かつ、積層した物
   を、成形したい形状に象られた多孔性の雄型と雌型間に
   挟み込み圧縮し、一方向から熱風を吹き込むとともに、
   それに対する他方向から熱風を吸引し、雄型と雌型との
   間に挟み込まれた前記物の中を熱風が通過するようにし
   て繊維を加熱し、低い融点の繊維を溶かして高い融点の
   繊維に付着させた後、雄型と雌型との間に挟み込まれた
   前記物の中を冷風が通過するようにして溶解した繊維を
   硬化させることにより繊維の連結を固定化することを特
   徴とするラップの熱接着による立体的形状の成形方法。
2. 【請求項２】 エンドレスに捲回した上下一対の無限軌
   道体を平行位で近接離反可能かつ同方向へそれぞれ回動
   可能に設け、該一対の無限軌道体にそれぞれ多孔性の雄
   型と雌型を複数個に分割して載置固定し、該一対の無限
   軌道体が上下で重なる部位に熱風噴出口と冷風噴出口を
   設けてなることを特徴とするラップの熱接着による立体
   的形状の成形装置。
3. 【請求項３】 無限軌道体が上下で左右二つにそれぞれ
   分割し独立して回動可能に構成されるとともに、左右の
   無限軌道体がそれぞれ捲回されるドラムの軸心間距離が
   所定の長さで離間して配置され、かつ、雄型と雌型とが
   前記軸心間距離と略等しい幅を有する長方形の板状体か
   らなり、その板状体の対角線にある角部に設けた連結軸
   を介して左右の無限軌道体と回動可能に軸支連結される
   ようにしたことを特徴とする請求項２に記載のラップの
   熱接着による立体的形状の成形装置。
4. 【請求項４】 固定した下部ブース上に所定の距離で離
   間して上部ブースを固定して設け、上部ブースに上型ボ
   ックスを、下部ブースに下型ボックスをそれぞれ互いに
   近接離反可能に嵌合し、該ボックスの底部にそれぞれ雄
   型と雌型を形成するとともに、上部ボックス内に熱風噴
   出口と冷風噴出口を設け、かつ、下部ボックス内に熱風
   及び冷風を吸引する吸引口を設けてなることを特徴とす
   るラップの熱接着による立体的形状の成形装置。