JPH07324268A

JPH07324268A - 繊維成型クッション構造物

Info

Publication number: JPH07324268A
Application number: JP11239694A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yoshida; 吉田　　誠; Toshiya Hotta; 敏哉堀田; Shiro Kumakawa; 四郎熊川
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JP3181172B2

Abstract

(57)【要約】【目的】低融点繊維とポリエステル系短繊維で構成さ
れたクッション材の表面に多数の凸部を形成することに
より、柔軟なクッション性と非常に高い通気性をもつ繊
維成型クッション構造物。【構成】４デニール以上のポリエステル系短繊維と、
該短繊維より融点が４０℃以上低い低融点短繊維とから
構成され融着した密度が０.０１５から０.１５０ｇ／ｃ
ｍ²のクッション構造物の表面に厚み０.５ｃｍ以上で特
定形状の多数の凸部を形成したクッション構造物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着用したときの圧縮の
風合いが軟かく、着用中も空気流通の空間が圧縮によっ
て潰されずに残り、通気性が良く蒸れにくく、折り曲げ
収納性や曲げ易さなどの取り扱い性に優れ、着用中の指
圧効果も期待できる繊維成型クッション構造物或いは他
のクッション材や繊維ウェッブと積層して使用も同様の
特性を有する繊維成型クッション構造物に関する。さら
に詳しくはポリエステル系短繊維集束体をマトリックス
とし、この集合体を低融点粘着性短繊維により融着して
一体化することによって得られた、表面に凹凸形状を有
する繊維成型クッション構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、低融点繊維を使用して繊維を融着
させた繊維クッション材は、特公平１−１８１８３号公
報、特開平４−１２６８５６号公報、特開平３−２２０
３５４号公報、再公表３−８１９０８２号公報などによ
り知られている。また繊維クッション材の表面に凹凸形
状を付与した物として、屈曲性を持たせるために横方向
に溝を持たせた不織布性クッション材のマットレス（特
開平５−３８９４号公報）、上下方向に交互に連続的に
屈曲させて連接して波板形状にしたマットレス用クッシ
ョン（特開平１−２９９５０７号公報）などが知られて
いる。

【０００３】一方不織布の表面に凹形状を付与する方法
として、保温性の良い細いデニールを用いた反溌性の低
い非常に低密度の不織布である中入綿において、そのド
レープ性を増すために表面に鋭い構状の凹形状を付与す
る方法が提案されている（実開平５−５４５９１号公
報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
繊維成型クッション材は成型して形態保持を保つために
は、繊維間の結合点の密度がある程度必要なために、繊
維クッション材の圧縮の硬さが硬くなってしまい、それ
単独の使用では硬いといった問題が発生し易く、軟らか
いウェッブ層との積層等が必要である場合が多く、その
ためコスト、工程が増える。また、クッション材が硬い
場合には、着用中に曲げることが必要な病院用ベットな
ど分野では曲げにくいといったことや、寝具でも保管の
際に折り畳んで収納出来にくいといった問題が出てく
る。また、適当に結合点の数を低くして柔らかくした場
合には、使用中に形態変化が大きくなったり側地から出
し入れし難かったりする。

【０００５】一方、その繊維クッション材のクッション
性、硬さを小さくして改良するための方法として、圧縮
変形部分の体積を少なくする方法が考えられるが、この
方法としては、一方向に溝を作り屈曲し易くした方法が
考えられるが柔軟な圧縮を得るには、厚み方向で圧縮変
形部分の体積を減少させる効果は少なく、柔軟にする効
果は少ない。また、これらは一定厚みのウェッブを成型
するときに部分的に強くあるいは大きく圧縮しているた
めに、溝の部分の密度が大きく圧縮されにくくなるため
にその効果はさらに小さくなる。

【０００６】また、上下に交互に屈曲して波板状にした
ものでは、表面に波と波の間に一方向の比較的小さな空
間が出来、圧縮するときの圧縮し始めの変形部分の体積
が多少小さくなり柔らかくなる傾向にあるが、表面以外
の部分では硬さが変わらないか、または、波形状の縦に
層が並んだ部分では繊維が厚み方向に繊維が並ぶために
かえって硬くなりやすくなり効果が少なくなる。勿論、
上下に交互に屈曲して波板状に加工する方法はそれ自体
コスト、生産性、あるいは波と波の間の接着性等の問題
が発生し易くなる。

【０００７】柔軟な非常に低密度の細い繊維で構成され
た中入綿に溝状の凹部を作る方法では、ドレープ性を増
すために不織布に凹部の溝等を付与する方法であり、圧
縮による圧縮変形力を弱める効果は小さい。またこの凹
部の付与方法では、前記公報に図示されているように主
に鋭い直線的な平面で構成される凹部であり、またそれ
によりドレープ性の向上効果はあるが、厚みに対して曲
面的な、曲面形状の凹部は必要なく、圧縮のときに表面
から圧縮を加え、圧縮長が増すにつれて断面積が連続的
に増すように変化することは少なく、圧縮するにつれて
の圧縮応力の増加が不連続に変化することは避けられな
い。勿論、中入綿で使用される細い繊維で構成され、柔
軟な圧縮されやすい密度の極端に低い不織布であり、ク
ッション材の圧縮されにくい繊維成型クッション材とは
物性的にも、加工性等全く異なるものである。

【０００８】また、ウレタンフォームの表面にプロファ
イル加工により多数の凹凸を付与したマットが一般に使
用されているが、もともとウレタンフォームは発泡して
成型されるために発泡したセルとセルの間に膜が残りや
すく通気性が低いか或いは全くない。また圧縮特性も、
繊維を結合した構造物の場合では変形に応じて圧縮応力
が増すのに対しこのウレタンフォームの場合、構成する
セルがつぶれ始めるまでの圧縮初期は硬く、いったん圧
縮によりセルが潰れはじめると変形が伝搬してセルの潰
れが進み、急に柔らかくなるウレタンフォーム独特の圧
縮特性のために、人体の荷重がかかる着用では、表面に
作った凸部は潰れはじめると一気に凸部の底面まで潰れ
てしまい、人体の下に空気の流通する空間が無くなって
しまう。従って、素材自体の低通気性と着用中の空気流
通空間成形が無くなるために蒸れやすさの改良は困難で
ある。

【０００９】本発明の目的は、このような従来の繊維成
型クッション材の粗硬な硬さや低通気性、曲げにくさな
どの欠点を大幅に改良しクッション性が柔軟な圧縮特性
を示し、着用中に圧縮されても空気流通の空間が圧縮部
−人体等の下に確保されて通気性が格段に良く、着用中
に指圧効果が期待でき、各種寝具、乗り物用座席や家具
用クッション等に適した表面に凹凸を有する繊維性成型
クッション材を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、前記本発明の目的は、（１）４デニール以上のポリ
エステル系短繊維集合体をマトリックスとし、該短繊維
集合体中には、該短繊維を構成するポリエステルの融点
よりも４０℃以上低い融点の熱可塑性ポリマーを少なく
とも繊維表面に有する短繊維（以下これを単に“低融点
短繊維”と略称することがある）が分散混入され、かつ
該熱可塑性ポリマーの融着により該短繊維集合体が一体
化した密度が０.００５〜０.１５ｇ／ｃｍ³であるクッ
ション構造体よりなりかつ（２）該クッション構造体の
表面の一部には、多数の凸部が形成され、該凸部の高さ
は平均０.５ｃｍ以上であり、該凸部の凸度は１.０５〜
２である、ことを特徴とする繊維成型クッション構造物
により達成されることがわかった。

【００１１】以下本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明におけるクッション構造物中のマトリックス
を形成するポリエステル系短繊維とは、通常のポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレン
テレフタレート、ポリ−１,４−ジメチルシクロヘキサ
ンテレフタレート、ポリピバロラクトンまたはこれらの
共重合体エステルからなる短繊維ないしそれら繊維の混
綿体、または上記のポリマーのうち２種以上からなる複
合繊維などである。短繊維の断面形状は円形、偏平、異
形または中空のいずれであってもよい。とりわけポリエ
チレンテレフタレートまたはその共重合体からなる短繊
維が好ましい。

【００１２】該ポリエステル系短繊維は低融点繊維によ
り融着されクッション材の骨組みとなるマトリックスを
形成するため、該ポリエステル系短繊維単独でも嵩高い
こと、反溌性が発揮されることが要求される。単独の嵩
高性（ＪＩＳＬ−１０９７）は、０.５ｇ／ｃｍ²の荷
重下で５０ｃｍ³／ｇ以上、１０ｇ／ｃｍ²の荷重下で２
０ｃｍ³／ｇ以上であることが好ましく、さらに好まし
くは、それぞれ、６０ｃｍ³以上、２５ｃｍ³／ｇ以上で
あることが必要である。これらの嵩高性が低いと、得ら
れた繊維成型クッション材の弾力性や圧縮反溌性が低い
といった問題が顕著になってくる。

【００１３】該短繊維は、その繊度が４デニール以上で
あればよく、４〜５００デニールの範囲が好ましく、更
に好ましくは、８〜２００デニールである。繊度が４デ
ニールより小さいと嵩高性が発揮されず、クッション性
や反溌力が乏しくなる。一方５００デニールよりも大き
くなると該繊維のウェッブ化が難しく、得られた繊維成
型クッション材の構成本数が少なく成り過ぎてクッショ
ン性が乏しくなり表面の凸部も構成本数が少なく抜けや
すくなる。

【００１４】一方、該ポリエステル系短繊維の捲縮数
は、４〜２５個／インチ、捲縮度は２０〜４０％が好ま
しい。この捲縮数や捲縮度が小さ過ぎるとウェッブの嵩
が出にくくなったり、ウェッブ化が困難になったりして
好ましくない。得られるクッション材も反溌性に乏しか
ったり、耐久性の低いものしか得られない。また、逆に
捲縮数や捲縮度が大きすぎるとウェッブの嵩高性が大き
くならず高密度のクッション材しか得られなかったり、
ウェッブ化の際に繊維の絡みが強く筋状のムラ等が出来
て好ましくない。前記ポリエステル系短繊維の繊維長は
５ｍｍ以上、好ましくは１０〜１００ｍｍ、特に好まし
くは１５ｍｍ〜９０ｍｍが有利である。

【００１５】一方、本発明のクッション構造物において
前記マトリックスとしての短繊維集合体を融着させる低
融点繊維は、マトリックスとしてのポリエステル系短繊
維の融点より４０℃以上低い融点を有する低融点の熱可
塑性ポリマーが少なくとも一部特に繊維表面に有する短
繊維であり、加熱により少なくともその表面の一部が溶
融しポリエステル系短繊維または低融点繊維同士と融着
しうる短繊維のことを言う。この融点差が４０℃以下で
あると、加工する温度がポリエステル系短繊維の融点に
近くなってしまい、ポリエステル系短繊維の物性や捲縮
特性が悪くなってクッション性能が低下したり、成型時
収縮が大きくなってしまう。この様な熱融着性繊維とし
ては、共重合ポリエステル系繊維や熱可塑性エラストマ
ーを含有する繊維やポリオレフィン系繊維、ポリビニル
アルコール系繊維等がある。特に少なくとも一方に上記
した低融点ポリマー成分を有する複合繊維は、形態保持
安定性や、成型性が優れているので好ましい。複合形態
は、サイドバイサイド型や芯鞘型、偏心芯鞘型等が好ま
しい。勿論低融点成分が表面に露出する断面形態の短繊
維であるのが好ましい。

【００１６】しかし、熱融着成型後繰り返し圧縮変形さ
れ、しかもその圧縮量即ち変形量が大きい（例えば、厚
みの５０％）クッション用途では、上記熱固着点が変形
応力が加わった時変形し易く、変形応力が無くなったと
きは、歪みを残さず元の位置に戻り易いことが必要であ
る。繊維成型クッション構造物に大きな変形量が加わっ
ていることは、その繊維構造物を構成している繊維の低
融点ポリマーで構成される交絡点は更に大きく角度の変
化や引き延ばされたり、捩れたり等の変形が加わる。従
って、この熱固着ポリマーは大きく変形回復する特性が
必要になってくるため、破壊伸度が大きく、伸長回復特
性の良い熱可塑性エラストマーによって構成されること
が好ましい。熱固着する相手のマトリックス繊維がポリ
エステル系繊維であることからポリエステル系エラスト
マーが特に好ましい。

【００１７】特に、表面の凸部付与する方法の中でプロ
ファイル加工による方法では、部分的に圧縮しながらカ
ットし、反発性で凹凸加工するのであるために、弾力性
がないとうまく形状が出なかったり、あるいは出来た凸
部が取れたりするため、特にポリエステル系エラストマ
ーを使用することが好ましい。

【００１８】ポリエステル系エラストマーとしては熱可
塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アル
キレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして
共重合してなるポリエーテルエステルブロック共重合
体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタ
ル酸、ナフタレン−２,６−ジカルボン酸、ナフタレン
２,７−ジカルボン酸、ジフェニル−４,４−ジカルボン
酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３−スルフォイ
ソフタル酸ナトリウム等の芳香族ジカルボン酸、１,４
−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン
酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ド
デカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、また
はこれらのエステル形成誘導体等から選ばれたジカルボ
ン酸の少なくとも一種と、１,４−ブタンジオール、エ
チレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメ
チレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール、ネオペンチレングリコール、デカ
メチレングリコール等の脂肪族ジオール、あるいは１,
１−シクロヘキサジメタノール、１,４−シクロヘキサ
ンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂
環族ジオール、またはこれらのエステル形成誘導体など
から選ばれたジオール成分の少なくとも一種、および平
均分子量が約４００〜５０００程度の、ポリエチレング
リコール、ポリ（１,２−および１,３−プロピレンオキ
シド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グ
リコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの
共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの
共重合体等のポリ（アルキレンオキシド）グリコールの
うち少なくとも一種から構成される三元共重合体であ
る。

【００１９】しかしながら、ポリエステル系短繊維との
接着性や温度特性、強度、物性の面などから、ポリブチ
レン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオ
キシテトラメチレングリコールをソフトセグメントとす
るブロック共重合ポリエーテルポリエステルが好まし
い。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステ
ル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオー
ル成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテ
レフタレートである。勿論、この酸成分の一部（通常３
０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカル
ボン酸成分で置換されていてもよく、同様にグリコール
成分の一部はブチレングコリール成分以外のジオキシ成
分に置換されてもよい。また、ソフトセグメントを構成
するポリエーテル成分は、テトラメチレングリコール以
外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであっても
よい。なお、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収
剤、増粘分枝剤、艶消剤、着色剤、その他各種の改良剤
等も必要に応じて配合されていてもよい。

【００２０】この低融点ポリマーを含む短繊維は、繊維
成型クッション構造物を製造する際に、混綿されること
や、繊維構造物に構成するときの接着成分であることか
ら、デニールは、２〜１００デニールであることが好ま
しく、特に４〜１００デニールが好ましい。デニールが
小さいと結合点が増えすぎてクッション性が出にくい。
また太すぎると、結合点は少なすぎて反溌性が低すぎた
り、使用中にばらけ易くなる。カット長さ３８〜２５５
ｍｍ、捲縮は４〜５０個／インチであることが好まし
い。この範囲から外れると、混綿しにくく成ったり、ウ
ェッブ化が難しくなる。また、成型物のクッション性能
や圧縮耐久性も低くなる。

【００２１】この低融点繊維の混綿比率は１０〜７０重
量％であることが適当である。低融点繊維の比率が１０
重量％より少ないと繊維構造体の接着点が少なく成りす
ぎて、圧縮反溌性が低すぎることや圧縮耐久性が低すぎ
たりしてしまう。特に表面の凸部がとれたり、破壊し易
く成ってしまう。一方比率が７０重量％より高くなって
しまうと、繊維構造物の結合点の数が多すぎて、硬くな
り表面の凸部の形状を工夫して圧縮の変形体積を減らす
ようにしても硬いクッション性しか得られなかったり、
低融点繊維の圧縮のため（一般的に低融点繊維は、その
低融点ポリマーの熱融着性のため製造上熱固定しにくく
収縮が高い）、予め設計した成型物の形状が得られにく
くなる。

【００２２】特に本発明のクッション構造物としては、
特許再公表３−８１９０８２号公報に記載されたポリエ
ステル系捲縮短繊維集合体をマトリックスとし、該短繊
維集合体中には短繊維を構成するポリエステルの融点よ
り４０℃以上低い融点を有する熱可塑性ポリエステルエ
ラストマーと、ポリエステルとからなり、前者が少なく
とも繊維表面に露出した弾性複合繊維が分散・混入さ
れ、その際、該クッション構造体中には、（Ａ）該弾性
複合繊維同士が交叉した状態で互いに熱融着により形成
されたアメーバー状全方位的可撓性熱固着点、および
（Ｂ）該弾性複合繊維と該非弾性ポリエステル系短繊維
とが交叉した状態で熱融着により形成された準全方位的
可撓性熱固着点とが散在するクッション構造体であるこ
とが好ましい。その具体的な内容と製造法は、上記公報
に記載されている。

【００２３】クッション構造物の構成は、クッション性
が発揮される密度は０.０１５ｇ／ｃｍ²〜０.１５０ｇ
／ｃｍ²の範囲が好ましく、クッション構造物の厚みは
２ｃｍ以上が好ましい。もし密度がこの範囲以上に小さ
すぎると、繊維密度が少なすぎて、反溌性や圧縮の耐久
性が実用範囲以下になってしまう。また密度が大きすぎ
ると、逆に繊維密度や結合点の密度が大きすぎて固くな
りすぎてしまう。勿論表面凸部による硬さの現象を試み
ても好ましい硬さ以上に固く成ってしまう。また厚みが
薄すぎるとクッション性凸部の付与の効果が発揮されな
くなる。

【００２４】本発明の前記繊維成形クッション構造物
は、種々の方法で製造することができる。次にそのいく
つかについて説明する。すなわち、本発明の表面に凸部
を有するクッション構造物は、ポリエステル系短繊維と
低融点短繊維とを混綿しカードなどで開繊しウェッブ化
した後、ウェッブやそれらウェッブを積層し、所定形状
の凸部が得られるように多数の凹部を持つモールドに所
定量のウェッブを詰め込んで圧縮・加熱成型することに
より得られる。またパチングプレートで構成される平板
やキャタピラー式の上下パンチングプレートによるコン
ベアーに積層ウェッブ等を挟み込み、低融点繊維の融点
より高い温度でポリエステル系短繊維の融点よりも低い
温度で加圧、加熱処理を行い、更に加熱中や加熱直後の
冷却まえに縦・横に圧縮して低融点繊維とポリエステル
系短繊維との交絡点や低融点繊維どうしとの交絡点の少
なくとも一部を加圧・加熱処理し熱融着するとともに所
定凸部形状の繊維形成クッション材を得る方法がある。

【００２５】しかしながら、これらの方法に比べて下記
方法は生産性ばかりでなくクッション構造物としての特
性、特に凸部の形状およびその特性が優れているのでよ
り好ましい製造方法である。すなわち、一度キャタピラ
ー式の上下パンチングプレートによるコンベアーに積層
ウェッブ等を挟み込み、加圧、加熱処理の後冷却し平板
状のクッション材を得、バンドナイフカッターで楔状に
切りだし縦横に格子状にカットしたり、あるいは、この
平板状のクッション材を、一対の圧縮ローラーの多数の
角状の圧縮部を持ち、その形状を工夫したプロファイル
加工機により異部分圧縮カットを行うことにより所定形
状の凸部を表面にもつクッション構造物を得ることが凸
形状やコスト、生産性から特に好ましい。

【００２６】特にこのプロファイル加工では、圧縮ロー
ラの多数の角状圧縮子の先端形状の工夫が必要である。
またクッション構造物は圧縮に対する弾性性が形状発現
のために必要で、弾力性のでる熱可塑性エラストマーに
より構成された低融点繊維を用いた繊維成形クッション
構造物が特に好ましい。

【００２７】ここで、本発明に用いる表面に凸部を有す
るクッション構造物の形状は、厚みが２ｃｍ以上でクッ
ション構造物の厚みの９０％以内の凸部をもつことが必
要で、この凸部は低すぎると着用中に圧縮での人体下の
空気流通空間がなくなってしまい通気性や、圧縮する部
分の面積・圧縮体積が減少した状態に成らないために効
果が少なく成ってしまう。また、凸部が９０％よりも大
きくなると、基材部が薄く成りすぎて弱くなって破壊し
易く成ったり、凹部が深過ぎて形状破壊が起きやすく成
ったりする。凸部の高さは０.５ｃｍ以上、好ましくは
０.７ｃｍ以上である。

【００２８】また前記凸部の形状はクッション構造物の
厚みの３０〜８０％の範囲の高さを有することが好まし
く、その形は山状であるのが望ましい。この山形は凸部
の底面の面積に比べて凸部の先端に向う程横断面積が小
さくなるような形状であることが好ましい。この形状が
底面と同じでは凸部がとれやすくなる。また、後述する
定義に基づく凸度は１.０５〜２.０が好ましい。この値
が小さすぎるとたり凹み部分が着用中に無くなって、空
気が流通出来る空間が無くなり通気性が好ましくなく、
また圧縮する部分の面積・圧縮体積の厚みの上の方ほど
減少した状態に成らないために好ましくない。また指圧
効果も期待できない。一方、この値が大きすぎると凸部
の着用中破壊が起きやすく形態安定性が悪くなる。

【００２９】またこの凸部の密度は１ｍ²の広さ当たり
４０〜８００個は必要で好ましくは５０〜７００個であ
る。４０個より少ないピッチが大きすぎて着用中に違和
感がありすぎる。特に寝具等では、手足が凸間の溝には
まりこむ感じとなって好ましくない。また８００個より
多過ぎる場合は加工が困難に成ったり、凸部がとれやす
くなってしまう。

【００３０】一方、この凸部の形状は、凸部と凹部の厚
みの２分の１の厚みでの形状比が０.３〜０.７が好まし
い。この凸部の形状を表す底辺に対する凸部の２分の１
の厚みでの長さが小さすぎるとクッション構造物の圧縮
反溌性が小さくなりすぎたり、凸部がとれやすく成った
りする。またこの値が大きすぎると、凸部の寄与が小さ
くなって平板に近くクッション性が粗硬で硬さが残った
りする。

【００３１】しかし、このクッション構造物表面の凸部
は、圧縮にたいする反発力が連続的に変化することが着
用上も感触的にも好ましく、この表面に形成される凸部
は連続的な曲面で構成された凸部であることが好まし
い。

【００３２】また、クッション材としては、この表面に
凸部をもったクッション構造物の圧縮硬さは３〜５０ｋ
ｇｆが好ましい。この硬さが低くて柔らかすぎるとクッ
ション構造物として圧縮反溌性が無く好ましくない。一
方この値が高すぎると圧縮しても変形しにくく硬すぎて
クッション構造物として好ましくない。

【００３３】本発明のクッション構造物は前述したよう
に、平板状のクッション材を得、これをカットすること
によりその表面部に凸部を形成されたのが凸部の特性上
好ましい。このようにカットにより形成させた凸部は、
その凸部の表層部（凸部表面から２〜３ｍｍの厚みの表
層部）の密度は、クッション構造体の密度と実質的に同
じであり、凸部の感触が優れている。このようにカット
により形成された凸部の表層部における繊維の長さ方向
は、その表層部の面（凸部形状）に実質的に沿っている
ことも本発明の凸部の特徴である。また、本発明のクッ
ション構造物の表面に、凸部の取れ防止のためにクッシ
ョン性、通気性等に影響しにくい様な布帛等で補強した
りすることが好ましい実施態様である。

【００３４】

【発明の効果】本発明における繊維成型クッション構造
物は単独或いは他のクッション素材と積層したりして、
側地や表皮材で覆われたり、あるいはそのまま使われる
が、表面に複数の凸部を有することによって圧縮変形初
期の圧縮の変形面積や体積が少ない為に圧縮が柔らか
く、人体等の荷重がかかった後も凹部の空間が残り、空
気が移動する空間が残るために非常に蒸れにくく、部分
的に荷重を支えるために、人体に対する指圧効果も期待
される。また複数の凸部が厚みの数十％部で出来てい
て、見かけ状厚いけれども、基材部分の厚みは小さい為
に、使用中に曲げやすく、曲げながら使用する病院用マ
ットや使用しないときに折り畳み収納が可能な布団など
に好適である。

【００３５】従って、本発明の詰め物用クッション構造
物は、クッション性が柔軟で、通気性が非常に高く蒸れ
にくく、寝具、ベビーベットや病院用のベットのクッシ
ョンとしてまた中材、芯材や、乗り物のクッションや中
材、芯材或いは車椅子等に非常に好適である。

【００３６】以下に実施例により本発明を説明する。な
お、実施例における各評価項目はそれぞれ下記の方法に
従って評価した。

【００３７】捲縮性能；捲縮数、捲縮度ＪＩＳＬ−１０１５クッション構造物の密度（ｇ／ｃｍ³）；クッション構
造物の一部を直方体状に切りだし重さ（ｇ）と体積（ｃ
ｍ³）から算出した。硬さ（ｋｇｆ）；ＪＩＳＫ−６４０１による２５％圧
縮硬さを用いた。

【００３８】凸度；凸部の頂点を含んで縦、及び横にカ
ット厚さ方向にカットし凸部の外形線の長さＬ（ｃ
ｍ）と凹部を直線で結んだ長さ、あるいは凸部の底辺の
長さＤ（ｃｍ）からＬ／Ｄで表す。縦断面、横断面のそ
れぞれに１０点算出し平均を凸度とする。凸部の数（個／ｍ²）；凸部の縦、横のピッチ（ｃｍ／
個）から計算により１ｍ²の面積に換算して算出した。凸部の形状比；凸度で用いた断面から、凹部の最も厚さ
の低い所を直線で結んだ線、あるいは凸部の底辺の線と
凸部の頂点との距離の２分の１の所で凸部の底辺あるい
は凹部の最も厚さの低い所を結んだ線と平行に線を引き
外形線とそれぞれ交わる所の長さＷ（ｃｍ）と凹部を直
線で結んだ長さ、あるいは凸部の底辺の長さＤ（ｃｍ）
よりＷ／Ｄであらわす。縦断面、横断面のそれぞれに１
０点算出し平均値を凸部の形状比とする。凸部の剥離性（％）；平面の上にクッション材の凸部を
上にし、その上５ｃｍの高さから、２０ｋｇ底面の面積
３０ｃｍφのサンドバッグを２秒間に１回のわりで２０
００回自由落下させ、クッション材を逆さまにしてかる
く叩き、とれたり半分以上剥離して取れそうになった凸
部の個数を調べ、その圧縮をうけた凸部の個数に対して
の比率を（％）でしめす。

【００３９】通気度（ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃ）；ＪＩＳ
Ｌ−７９６０に準じてフラジール型通気度試験機を用
い、クッション材の凸部を下にしサンプルを装着し、そ
の上からサンプルを押さえるリングの代わりに９ｃｍφ
の通気性の無い円盤で１００ｇ／ｃｍ²の荷重で吸引口
（７ｃｍφ）の真上を押さえて、大気圧との差圧が０.
５インチになる様にしたときの通気量（ｃｃ／ｃｍ²・
ｓｅｃ）で示す。曲げ応力（ｋｇ）；幅５ｃｍ、長さ３０ｃｍのクッショ
ン材を２０ｃｍの間隔で径１ｃｍの２本のフリーローラ
ーで下からささえその中央を幅５ｃｍ圧縮板で５ｃｍ曲
げながら押さえるのに必要な応力（ｋｇ）を測定した。
この方法を縦、横各５点行い平均値を曲げ応力とした。融点；ＤｕＰｏｎｔ社製熱示差分析計９９０型を使
用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめ
た。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点
測定装置（柳本製作所製）を用い、約３ｇのポリマーを
２枚のカバーガラスに挟み、ピンセットで軽く押さえな
がら、昇温速度２０℃／分で昇温し、ポリマーの熱変化
を観測する。その際ポリマーが軟化して流動を始めた温
度（軟化点）をここでは融点とする。

【００４０】８万回圧縮残留歪み；ＪＩＳＫ−６４０
１８万回高さ保持率；初期に７５％予備圧縮後再び２５％
圧縮したときの圧縮応力（Ｆ0）とＪＩＳＫ−６４０１
により８万回繰り返し圧縮を行い、３０分放置後、７５
％予備圧縮後再び２５％圧縮したときの圧縮応力（Ｆ
1）を［（Ｆ1／Ｆ0）×１００％］で算出した。ウェッブの嵩性；ＪＩＳＬ−１０９７

【００４１】実施例１テレフタル酸とイソフタル酸とを８０／２０（モル％）
で混合した酸成分とブチレングリコールとを重合し、得
られたポリブチレン系テレフタレート３８％（重量％）
を更にポリテトラメチレングリコール（分子量２００
０）６２％（重量％）と加熱反応させ、ブロック共重合
ポリエーテルポリエステルエラストマーを得た。この熱
可塑性エラストマーの融点は１５５℃であった。この熱
可塑性エラストマーをシースに、ポリブチレンテレタレ
ート（融点２２４℃）をコアに、シース／コアの重量
比で５０／５０に成るように常法により紡糸した。な
お、この複合繊維は、偏心シース・コア型複合繊維であ
る。この繊維を２.０倍に延伸したのち、８０℃で乾燥
・捲縮発現、油剤を付与し、６４ｍｍに切断した。ここ
で得れた複合低融点繊維のデニールは９デニール、捲縮
数は１３個／インチ、捲縮度は３０％であった。

【００４２】この複合繊維４０％（重量）と、常法にて
得られたポリエチレンテレフタレート短繊維（１４デニ
ール、カット長６４ｍｍ、捲縮数９個／インチ、捲縮
度３０％、０.５ｇ／ｃｍ²の荷重で７９ｃｍ²／ｇ、１
０ｃｍ²／ｇの荷重で３４ｃｍ ²／ｇ、断面形状は中空、
融点２５６℃６０％（重量）とを混綿し、カードによっ
て、ウェッブ化し、積層し積層ウェッブを得た。このウ
ェッブを、厚み６ｃｍ、密度０.０５０ｇ／ｃｍ²になる
ように平板形の通気性モールドに挟み込み、２００℃の
熱風炉で５分間加圧・加熱処理後、冷却し、平板板の繊
維成型クッション材を得た。

【００４３】続いて、図１に示すプロファィル加工によ
り、表面の凸部の厚み２０ｍｍ、縦５０ｃｍ×横５０ｃ
ｍ当り７２個（１ｍ²当り２８８個）の凸部を持ち、ク
ッション構造物全体の厚みが４０ｍｍの図２に縦・横断
面を示すクッション構造物を得た。この時の縦、横のそ
れぞれの断面をカットして凸度を調べた所１.２であっ
た。また形状は連続的な曲面で構成された凸部であり、
凸部の形状比は０.５であった。

【００４４】このようにして得られたクッション構造物
の風合いは、圧縮硬さは２０ｋｇｆでこのプロファイル
加工を行わない同様の構成、密度の厚みの４３ｋｇｆに
くらべて全体の硬さも低減されることが出来ており、圧
縮の感触はそれ以上に圧縮初期は非常に柔らかく圧縮に
つれて反溌力が大きくなる理想的なクッション構造物で
あり、この加工を行わないクッション材は粗硬でクッシ
ョン材としては問題であった。また、凸部の剥離度は３
％と非常に低く良好であった。また圧縮耐久性は８万回
圧縮における残留歪６％、硬さ保持率８０％と良好であ
った。曲げ応力も１.５ｋｇと小さく、着用での曲げや
収納時の折り畳みやすさも良好であった。また通気性も
２５０ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃと高く、圧縮での観察で
も、人体がすわった時の荷重程度（１００ｇ／ｃｍ²）
や人体が寝たときの荷重（５０ｇ／ｃｍ²）でも凸部が
全部つぶれずに空気流通の空間が確保されており、蒸れ
の面でも良好であった。

【００４５】比較例１実施例１と同様に加工してプロファイル加工を実施しな
いで平板のまま厚み４ｃｍで同一密度のクッション材を
得た。得られたクッション構造物は、圧縮硬さは４２ｋ
ｇｆと硬く、粗硬であった。また通気性は低く２５ｃｃ
／ｃｍ²・ｓｅｃと低く、曲げ応力も１０ｋｇｆと高く
曲げにくく、また折り畳みは非常に困難であった。

【００４６】実施例２実施例１で得られた低融点複合繊維とポリエステル短繊
維の混綿積層ウェッブを用いて角錐台の凹部を多数もつ
パンチングプレートと平板状のパンチングプレートの間
に、角錐台の部分には多くの綿を入れるようにしてウェ
ッブを挟み、実施例１と同様に熱成型した。図３に示す
ような表面に上に凹の角錐台状の凸部を４２個／縦５０
ｃｍ×横５０ｃｍ（１ｍ²当り１６８個）、凸度は１.５
１、形状比は０.７９、凸部の高さは２ｃｍの表面に凸
部を多数持つ厚み４０ｍｍのクッション構造物（密度
０.０５ｇ／ｃｍ²）を得た。得られたクッション構造物
の硬さは１８ｋｇｆであり、フラットの物に比べて、や
や柔軟性は大きく増していることがハッキリと分かっ
た。しかし、連続した曲面により構成した凸部の構成の
クッション材に比べると、圧縮初期の粗硬さがやや感じ
られた。また圧縮に対して急に硬くなる部分がありやや
着用中の大きな荷重がかかった場合良くない可能性も考
えられた。この凸部の剥離度は５％であった。また、圧
縮耐久性として８万回圧縮における残留歪７％、硬さ保
持率７５％と良好であった。曲げ応力は１.４ｋｇと小
さく、着用での曲げや収納での折り畳み特性も良好であ
った。また、通気性は２７０ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃであ
り蒸れの面で良好であった。

【００４７】比較例２実施例２と同様にパンチングプレートの凹部が成型後の
凸部の低面のままの直方体状形で、実施例２と同一高
さ、密度、凸部の高さ、凸部の数になるようにした図４
に示す様な表面に多数の直方体状の突起を持ったクッシ
ョン構造物を得た。この凸度は２.１、凸部の形状比は
０.９であった。このクッション構造物の硬さは２３ｋ
ｇｆであり、圧縮の柔軟性はあったが初期にやや粗硬感
が感じられた。一方、凸部の剥離性は３３％と非常に剥
離が大きく問題であった。

【００４８】実施例３比較例１で得た平板状のクッション材を、バンドナイフ
カッターにて、表面を楔状に溝を縦横にいれ図５に示す
断面のクッション材を得た。この凸部の数は６９個／縦
５０ｃｍ×横５０ｃｍであり、凸部の高さは２ｃｍで、
凸度は１.３２、凸部の形状比は０.６７であった。この
クッション構造物の硬さは２８ｋｇｆで柔軟には成って
いたが粗硬感は感じたが、比較例２よりはやや良好であ
った。また凸部の剥離度は１％と非常に良好であった。
また曲げ応力は２.５ｋｇで曲げやすく、着用での曲げ
や収納での折り畳みも行い易かった。通気性は１５０ｃ
ｃ／ｃｍ²・ｓｅｃと高く、蒸れの特性も良好と考えら
れた。また、耐久性８万回圧縮における残留歪５.５
％、硬さ保持率８５％と良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、平板状クッション材の表面をカットし
て凸部を形成させるフロファイル加工におけるカットの
状態を示す状態図の断面を模式的に示したものである。
１はクッション材、２,２'は角状圧縮部を有する一対の
圧縮ローラ、３はバンドナイフカッターを示す。

【図２】図２は、実施例１で得られたクッション構造物
の断面の模式図でありＡは縦断面図を示し、Ｂは横断面
図を示す。

【図３】図３は、実施例２で得られた角錐台状の凸部を
有するクッション構造物の断面の模式図である。Ａは縦
断面図であり、Ｂは横断面図を示す。

【図４】図４は、比較例２で得られたクッション構造物
の断面の模式図であり、Ａは縦断面図を示し、Ｂは横断
面図を示す。

【図５】図５は、実施例３で得られたクッション構造物
の断面図の模式図であり、Ａは縦断面図を示し、Ｂは横
断面図を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）４デニール以上のポリエステル系
短繊維集合体をマトリックスとし、該短繊維集合体中に
は該短繊維を構成するポリエステルの融点よりも４０℃
以上低い融点の熱可塑性ポリマーを少なくとも繊維表面
に有する短繊維が分散混入され、かつ該熱可塑性ポリマ
ーの融着により該短繊維集合体が一体化した密度が０.
００５〜０.１５ｇ／ｃｍ³であるクッション構造体より
なりかつ（２）該クッション構造体の表面の一部には、
多数の凸部が形成され、該凸部の高さは平均０.５ｃｍ
以上であり且つ該凸部の凸度は１.０５〜２である、こ
とを特徴とする繊維成型クッション構造物。
【請求項２】該凸部は、４０〜８００個／ｍ²の密度
で存在する請求項１記載の繊維成型クッション構造物。
【請求項３】圧縮硬さが３〜４０ｋｇである請求項１
記載の繊維成型クッション構造物。
【請求項４】該熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリエ
ステルエラストマーである請求項１記載の繊維成型クッ
ション構造物。
【請求項５】凸部は、その底部から項部にかけて次第
に断面積が小さくなる形状を有し、その凸部の形状比は
０.３〜０.７である請求項１記載の繊維成型クッション
構造物。
【請求項６】凸部は、連続的な曲面で形成された形状
を有する請求項１記載の繊維成型クッション構造物。
【請求項７】凸部の表層部はクッション構造体と実質
的に同じ密度を有する請求項１記載の繊維成型クッショ
ン構造物。
【請求項８】凸部の表面部は、繊維の長さ方向がその
表面部の面方向に実質的に沿っていない請求項１記載の
繊維成型クッション構造物。
【請求項９】該クッション構造体は、ポリエステル系
捲縮短背繊維集合体をマトリックスとし、該短繊維集合
体中には短繊維を構成するポリエステルの融点より４０
℃以上低い融点を有する熱可塑性ポリエステルエラスト
マーと、ポリエステルとからなり、前者が少なくとも繊
維表面に露出した弾性複合繊維が分散・混入され、その
際、該クッション構造体中には、（Ａ）該弾性複合繊維
同士が交叉した状態で互いに熱融着により形成されたア
メーバー状全方位的可撓性熱固着点、および（Ｂ）該弾
性複合繊維と該非弾性ポリエステル系短繊維とが交叉し
た状態で熱融着により形成された準全方位的可撓性熱固
着点とが散在するクッション構造体である請求項１記載
の繊維成型クッション構造物。