JPH07115436B2 - 繊維製クッション材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステル繊維等の
合成繊維、或いはこの合成繊維と天然繊維、レーヨン等
の混合綿を、熱可塑性の低融点繊維の熱融着により前記
合成繊維等の各繊維間を融着せしめてなる繊維製クッシ
ョン材の製造方法に関し、更に詳しくは、腰が強くてへ
たりにくく、また経時変化が少なく耐久性に優れた繊維
製クッション材を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から家具やベット等の分野で使用さ
れているクッション材の大部分はウレタンフォームであ
ったが、このウレタンフォームの場合には、湿熱老化に
よる経時変化が大きいため、予め硬めに製造されること
から、製造直後は硬め感を生ずる。そこで、近年、ポリ
エステル等の繊維製クッション材が開発されている。

【０００３】この繊維製クッション材は、ポリエステル
繊維等の比較的融点の高い繊維と、該高融点繊維より融
点の低い低融点繊維とを混合して繊維ウェブ１を形成
し、この繊維ウェブ１を図５の如く適当な厚みに積層し
て前記高融点繊維と低融点繊維の融点間の温度に加熱
し、低融点繊維の溶融により高融点繊維間を熱融着して
マット状のクッション材10としてなるものである。

【０００４】ところが、上記のような従来の繊維製クッ
ション材10は、カード機によるカーディングやランダム
ウェバー等により形成した繊維ウェブ１をクロスラッパ
ー等を用いてクッション材の厚み方向にそって積層成形
していることから、繊維ウェブ１中の繊維の梳整方向は
クッション材10の厚さ方向に対して直交することとな
り、すなわち、繊維はクッション材中でねた状態にある
ことから、繊維本来の有する弾性特性が厚さ方向に荷重
のかかるクッション材の場合にその特性が充分に生かさ
れておらず、へたりも大きくクッション材として必ずし
も満足しうるものとはいえなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の繊
維製クッション材は、繊維本来の弾性特性を充分に生か
しきれておらず、クッション材として要求される硬さ、
反発弾性、圧縮残留歪、クッション性等の点で必ずしも
満足しうるものではなかった。そこで、本発明は前記の
点に鑑み、繊維製クッション材として、繊維本来の有す
る弾性特性をそのまま生かしてクッション材として要求
される硬さ、反発弾性、圧縮残留歪等の諸特性に優れ、
へたりが少なく、且つ、経時変化が少ない耐久性に優れ
た繊維性クッション材を提供せんとするものである。

【０００６】

【解決を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するために、請求項１では、高融点繊維と、この高融
点繊維より融点の低い低融点繊維とを、高融点繊維：低
融点繊維の重量比が９０：１０〜５０：５０となるよう
に混合して繊維ウェブを形成し、この繊維ウェブを所定
の間隔を隔てて対向配置した垂直方向の一対のコンベア
間に連続的に供給してクッション材の厚み方向に対して
直交する方向に積層し、これを前記両繊維の融点間の温
度に加熱して低融点繊維を溶融せしめることにより前記
高融点繊維間、及び前記各繊維ウェブの層間を熱融着し
て安定化することを特徴とする繊維製クッション材の製
造方法を提供するものであり、又、請求項２では、高融
点繊維と、この高融点繊維より融点の低い低融点繊維と
が、高融点繊維：低融点繊維の重量比が９０：１０〜５
０：５０となるように混合された繊維ウェブが、クッシ
ョン材の厚み方向に対して直交する方向に積層され、低
融点繊維の溶融により高融点繊維間、及び各繊維ウェブ
の層間が融着されて安定化されており、且つ密度が０．
００５〜０．１５ｇ／ｃｍ ^３ の範囲内であることを特徴
とする繊維製クッション材を提供するものである。

【０００７】

【作用】上記の如く、本発明に係る繊維製クッション材
の製造方法によれば、繊維ウェブをクッション材の厚さ
方向に対して直交する方法に積層していることから、該
繊維ウェブ中の繊維の梳整方向がクッション材の厚さ方
向と平行となり、繊維がクッション材中で立った状態と
なることから、繊維本来の有する弾性特性がクッション
材の厚さ方向にそのまま生かされ、硬さ、クッション
性、圧縮残留率等のクッション材として要求される諸特
性に優れ、また、へたりが少なく、経時変化も少ない耐
久性に優れたクッション材となる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明を更に詳細
に説明する。

【０００９】図１は本発明にかかる繊維製クッション材
の製造方法の工程の概略説明図であり、比較的高融点の
合成繊維、またはこれと天然繊維、レーヨン等とを混合
したものに低融点繊維を所定の割合で混綿し、これを図
示しないドラム式カード機にてカーディングするか、ま
たはランダムウェバー等を用いて形成した繊維ウェブ１
を、図例の如く所定の間隔を隔てて対向配置した垂直方
向の一対のベルトコンベア２，２間に連続的に供給して
垂直方向に積層し、この繊維ウェブ１の積層体３を上下
に加熱手段４，４を設けた加熱部40に案内して前記高融
点繊維と低融点繊維の融点間の温度に加熱して低融点繊
維を溶融せしめ、高融点繊維、天然繊維等の各繊維間を
融着することにより安定化し、マット状のクッション材
10として形成するものである。そして、図例の実施例に
おいては、前記マット状のクッション材10を冷却部50に
案内して冷却した後、スリッター６にて切除して上下面
を平坦に形成するとともに、必要に応じてその厚さ方向
の中間位置で切断して適宜厚さにスライスし、また、両
側端部をサイドスリッター７にて切除して端部を揃えて
上下面及び左右両端面が平滑な長尺のクッション材10を
形成し、更にこれに孔開け加工部80にて上下に貫通孔を
形成した後、適宜長さに切断してマット状製品とするも
のである。

【００１０】前記原料繊維中のベース繊維としての高融
点繊維は、例えばポリエステル、ポリプロピレン、アク
リル、ナイロン等で、比較的高い融点を有し、且つ、高
圧縮弾性、高強度を有するクッション性に優れた合成繊
維を用いてなり、更にこれらの繊維を捲縮し、特定値以
上の捲縮度として弾性特性をより向上せしめてなるもの
を用いてもよい。この高融点繊維の繊維長には特に限定
はなく、通常のステープル長である３０〜１００ｍｍ程
度のものでよく、また、その繊度も１〜３０デニール程
度の一般的なものでよい。そして、この高融点繊維の融
点が低い場合には製品としてのクッション材の耐熱性に
問題が発生するおそれがあることから、この好ましくは
この高融点繊維の融点は１８０℃程度のものを用いる。
更に、このベース繊維として、上記合成繊維に、生綿、
毛、絹等、調湿特性を有する植物、動物性天然繊維、或
いはレーヨン等を混合したものを用いることもできる。

【００１１】次に、原料繊維中の低融点繊維としては、
前記高融点繊維よりも融点が低く、特定の軟化点及び溶
融粘度を有し、前記高融点繊維と混合して高融点繊維の
融点以下の温度に加熱することにより溶融して高融点繊
維間を融着することのできるホットメルト型接着性繊維
である。このような低融点繊維の成分としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリビニ
ルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等
の熱可塑性ポリマー等があり、これらの成分の単一繊
維、或いは、表面の一部をこれらの低融点成分で構成し
てなる高融点成分との並列型、芯鞘型のコンジュゲート
ポリエステル繊維等の熱接着性複合繊維でもよい。そし
て、この低融点繊維の場合にもその繊維長、および繊度
には特に限定はなく、例えば繊維長３０〜１００ｍｍ程
度、また、繊度は１〜３０デニール程度でよい。そし
て、この低融点繊維（低融点成分）の融点としては、前
記高融点繊維の融点より好ましくは５０℃以上低いもの
を用いる。

【００１２】前記高融点繊維と低融点繊維との混合割合
としては、高融点繊維：低融点繊維の重量比が９０：１
０〜５０：５０の範囲であり、高融点繊維の割合が多く
なるに従って、すなわち低融点繊維の割合が少なくなる
に従って繊維同士の融着点が減少して軟らかいクッショ
ン材となり、反対に低融点繊維の配合割合が多くなるに
従って融着点が増大して硬いクッション材となるもので
あり、クッション材の目的に応じて上記配合割合を調節
することで、所望の硬さのクッション材とすることがで
きる。

【００１３】そして、前記の高融点繊維として、例えば
高融点ポリエステル繊維を６０重量％、天然繊維である
生綿を１０重量％に、低融点繊維として複合型低融点ポ
リエステル繊維３０重量％を添加して混合し、これをド
ラム式カード機等にて梳綿し、又はランダムウェバー等
の適当なウェバーを用いて適宜厚さの繊維ウェブ１を形
成する。この繊維ウェブの厚さは通常１〜５ｍｍ程度で
ある。次にこの混合した繊維ウェブ１を、所定の間隔を
隔てて対向配置した一対の垂直ベルトコンベア２，２間
に連続的に供給しながら、これを両ベルトコンベア２，
２間で折り重ねるようにして連続的にマット状に積層し
てゆく。このときの両ベルトコンベア２の送りの速度が
速くなるに従って繊維ウェブ積層体３の密度は大とな
り、反対に送りの速度が遅くなるに従って積層体３の密
度は小さくなる。この積層体３の密度は、目的とするク
ッション材の硬さに応じて適宜設定されるものであり、
通常の場合には０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ³ 程度、
好ましくは０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ³ 程度とする。
また、前記両ベルトコンベア２，２間の間隔は、製造す
るクッション材の厚さ、製造効率、後工程の加熱部40に
おける熱効率、冷却部50における冷却効率等を考慮して
設定されるものであり、この両ベルトコンベア２，２の
間隔は調節自在になっているが、この間隔は通常１００
ｍｍ程度までとすることが製造工程、熱効率等の点から
好ましいといえる。そして、図例のベルトコンベア２
は、上記繊維ウェブ１の積層工程から後工程の加熱部40
や冷却部50へ連続して積層体３を搬送してなることか
ら、これらの加熱部40や冷却部50における加熱効率、冷
却効率を考慮して、例えば図２に示す如く、金網、その
他パンチングメタル等の多孔質板等の通気性に優れ、且
つ熱のとおりのよい材料にて作成される。

【００１４】次に、上記の如く両ベルトコンベア２，２
間で連続的に積層された繊維ウェブ１の積層体３は、そ
のままベルトコンベア２にのせられて加熱部40へ搬送さ
れる。この加熱部40の上下にはその略全長にわたってそ
れぞれ加熱手段４，４が配置されており、ベルトコンベ
ア２にて搬送されてきた積層体３を多孔質材料からなる
ベルトコンベア２上で移動させながら前記加熱手段４，
４にて熱処理する。前記加熱手段４としは、熱水スチー
ム、高圧スチーム等の湿熱タイプのものでも、また、電
熱、高周波加熱、赤外線、遠赤遠性等の乾熱タイプのも
のでもよいが、熱風等を使用する場合にはこの熱風の風
圧により積層体３に密度のムラが発生することがあるこ
とから、赤外線、遠赤外線等を利用して加圧せず加熱す
ることが好ましい。そして、これらの加熱手段４によ
り、積層体３を構成する繊維ウェブ１の原料繊維の高融
点繊維と低融点繊維の融点間の温度、すなわち、低融点
繊維の融点よりも高く、かつ高融点繊維の融点よりも低
い温度に加熱することにより、低融点ポリエステル繊維
を溶融せしめ、溶融した低融点ポリエステル繊維により
繊維ウェブ１中の高融点ポリエステル繊維および生綿の
各繊維間を融着して安定化するとともに、各繊維ウェブ
１の層間を接着してマット状のクッション材10を形成す
る。そしてこの加熱安定化に際して、本発明において
は、前記繊維ウェブ１をクッション材の厚さ方向に直交
する方向に積層してなることから、加熱手段４により積
層体３内部まで効率よく加熱を行うことができる。

【００１５】上記の如く加熱安定化してマット状に成形
されたクッション材10は引き続きベルトコンベア２にて
加熱部40に続く冷却部50へ搬送され、この冷却部50でフ
ァン等により上下から冷風を吹きかける等して冷却す
る。この冷却されたクッション材10は必要に応じてその
上下面、及び左右両端をスリッター６、サイドスリッタ
ー７等にてトリミングし、また、その中間部で切断して
適宜厚みにスライスする。例えば１００ｍｍの厚さに積
層成形されたクッション材10を厚さ方向の中間位置で上
下に切断することにより、２枚の５０ｍｍ厚のクッショ
ン材10を得る。

【００１６】前記クッション材10の上下面をトリミング
し、また、このクッション材10を適宜厚さにスライスす
るためのスリッター６は、例えば図３に示すように、同
一平面内に配置した複数のプーリー61・・・間にエンド
レスの刃部材62を掛け廻して構成し、前記プーリー61の
回転によりこのエンドレス刃62を水平面内で周動させる
ことにより、クッション材10を水平に切断可能としてな
るものである。

【００１７】次に、上記の如くその上下面及び左右端面
をトリミングしたクッション材10は、必要に応じて孔開
け加工部80にてその厚さ方向に熱棒81を差し込んでクッ
ション材10を上下に貫通する開孔を形成した後、連続し
たクッション材10として供給される。前記孔開け加工に
用いられる熱棒81の直径は２〜３ｍｍ程度とし、加熱
は、高融点ポリエステル繊維の融点が１８０℃程度ある
ことから、熱棒81を２００℃程度の温度とすることで、
この熱棒81にてクッション材10中の繊維を溶融せしめて
上下の貫通孔を形成するとともに、繊維同士を融着す
る。このエンドレスのクッション材10は、これを必要な
長さに切断することによりクッション材製品、或いは更
に加工するための中間製品として使用されるのである。

【００１８】上記のようにして本発明により製造された
クッション材10は、図４に示す如く、クッション材10の
厚さ方向ｖに直交するクッション材10の幅または長さ方
向ｈに繊維ウェブ１が積層されており、繊維ウェブ１中
で梳整された繊維がクッション材10における厚さ方向ｖ
にそって立った状態となっていることから、原料繊維が
有する本来の硬さ、弾性特性等がそのままクッション材
の厚さ方向の硬さ、弾性特性となり、クッション材とし
て好ましい硬さと荷重に対する優れた弾性特性を示し、
また、ウレタンフォーム等のように経時変化による湿熱
老化等も少なく、耐久性に優れたものとなる。

【００１９】尚、このクッション材10は、腰が強く、へ
たりも少ないことから、これを単独でマット等として使
用することもできるが、スプリング、その他と併用した
クッション材としても使用してもよい。また、前記クッ
ション材10をスチームセッター等にて複数枚積層成形す
ることで、より厚物のクッション材を得ることも可能で
ある。

【００２０】

【発明の効果】上記の如く、本発明に係る繊維製クッシ
ョン材の製造方法によれば、クッション材中の繊維をク
ッション材の厚さ方向にそって立った状態に製造するこ
とにより、原料繊維中のベース繊維が本来有する硬さ、
弾性特性等の諸特性がそのままクッション材の厚さ方向
の特性として生かされることから、腰が強く、へたりが
少なく単独でマットとしても使用可能なクッション材を
製造することができ、また、スプリング等と併用しても
使用可能である。しかもこのクッション材は、従来のウ
レタンフォームのような湿熱劣化等の経時変化が少なく
耐久性に優れるとともに、繊維により構成してなること
から通気性がよく、毛細血管の圧迫を緩和して床ずれを
防止することができる。更に、このクッション材の厚さ
方向に熱棒にて繊維を溶融させて貫通孔を形成すること
により、この貫通孔内面が互いに融着した繊維壁とな
り、これが柱となってクッション材における繊維間の接
着をより強固なものとしてクッション材として好ましい
硬さを維持し、へたりを防止しうるとともに、形成され
た孔によりクッション材の通気性をより一層向上させ、
また、指圧効果により血行を促進して床ずれをより確実
に防止しうるのである。そして、ベース繊維としての高
融点繊維とバインダー繊維としての低融点繊維、又は、
天然繊維等の配合割合、密度、更には繊維ウェブの積層
密度、融着時の加熱温度等を適宜調節することでクッシ
ョン材の硬さを硬軟自在に調節しうるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る繊維製クッション材の製造方法の
工程の概略説明図

【図２】ベルトコンベアの１例を示す斜視図

【図３】スリッターの１例を示す斜視図

【図４】本発明により製造されるクッション材の構成を
示す説明用斜視図

【図５】従来のクッション材の説明用斜視図

【符号の説明】

１ 繊維ウェブ ２ ベルトコンベア ３ 積層体 ４ 加熱手段 ６ スリッター ７ サイドスリッター ８ コンベア 10 クッション材 40 加熱部 50 冷却部 61 プーリー 62 エンドレス刃 80 孔開け加工部 81 熱棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高融点繊維と、この高融点繊維より融点
   の低い低融点繊維とを、高融点繊維：低融点繊維の重量
   比が９０：１０〜５０：５０となるように混合して繊維
   ウェブを形成し、この繊維ウェブを所定の間隔を隔てて
   対向配置した垂直方向の一対のコンベア間に連続的に供
   給してクッション材の厚み方向に対して直交する方向に
   積層し、これを前記両繊維の融点間の温度に加熱して低
   融点繊維を溶融せしめることにより前記高融点繊維間、
   及び前記各繊維ウェブの層間を熱融着して安定化するこ
   とを特徴とする繊維製クッション材の製造方法。
2. 【請求項２】 高融点繊維と、この高融点繊維より融点
   の低い低融点繊維とが、高融点繊維：低融点繊維の重量
   比が９０：１０〜５０：５０となるように混合された繊
   維ウェブが、クッション材の厚み方向に対して直交する
   方向に積層され、低融点繊維の溶融により高融点繊維
   間、及び各繊維ウェブの層間が融着されて安定化されて
   おり、且つ密度が０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ ^３ の範
   囲内であることを特徴とする繊維製クッション材。