JPH08199463A - 繊維構造体の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維集合体の簡便かつ品質一定となる熱成形
方法を提供する。 【構成】 捲縮形態を有する非弾性ポリエステル系短繊
維からなるマトリックス中に該短繊維より低い融点を有
するバインダー繊維が分散混入された繊維集合体（１）
を所望の形状に熱成形する方法において、該バインダー
繊維を構成するポリマーと実質的に同じポリマーよりな
る膜状体からなり、繊維集合体の収納口と、その内部の
空気を抜くための開口部を設けた以外は実質的に気密の
袋状膜状体（２）に、繊維集合体（１）を収納し、袋状
膜状体（２）の収納空間内を減圧ないしは真空状態にす
ることで、繊維集合体（１）を所望の充填密度とし、次
いで収納口と開口部を密閉後、袋状膜状体（２）を所望
の形状に変形保持し、この状態で繊維集合体を前記のバ
インダー繊維の融点以上であって、かつ非弾性ポリエス
テル系短繊維の融点より低い温度で熱成形することを特
徴とする繊維構造体の成形方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、航空機等の複
雑な形状を有するシート用クッション材として好適な成
形品を成形するための方法に関する。特に、該クッショ
ン材を成形するための素材として、捲縮形態を有する非
弾性ポリエステル系短繊維からなるマトリックスと、該
マトリックス中に該短繊維より低い融点を有するバイン
ダー繊維とからなる繊維集合体を使用して、所望の形状
に熱成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車、航空機等の複雑な形状を
有するシート用クッション材としてウレタンフォームが
多用されてきた。しかしながら、ウレタンフォームは、
燃焼時に有毒ガスを発生こと、リサイクル使用が困難等
の問題を有するため、これに代わる成形素材が切望され
てきた。

【０００３】近年、ウレタンフォームを代替するための
素材として、熱融着繊維をバインダー繊維として含む繊
維集合体が上記の諸問題を解決することができる素材と
して注目されてきた。そして、該繊維集合体の従来の成
形方法として、図３に示すような方法が採られている。

【０００４】該図において、５は繊維集合体（１）を成
形するための金型であって、５ａ及び５ｂは、凸金型と
凹金型をそれぞれ示す。このような金型（５）を使用し
た繊維集合体（１）の成形方法は、凹金型（５ａ）に充
填する繊維集合体（１）を金型（５）の形状に合わせて
各ブロックに分割し、該分割ブロックを金型（５）にそ
れぞれ充填した後熱成形し、バインダー繊維同士を融着
させて所望の形状とするものである。

【０００５】しかしながら、このような繊維集合体
（１）を使用した成形方法は、上述のように繊維集合体
（１）を予め各ブロック形状毎にそれぞれ金型（５）へ
充填する部位に対応する所望の形状にカットしておく必
要がある。そして、多量の成形品を製造するのに際し
て、各ブロック毎に種類別けした成形前の繊維集合体
（１）を多量に保管する必要があるため、保管場所が必
然的に広くなってしまうという問題を有している。

【０００６】また、近年の人件費の高騰に対処するた
め、成形作業をロボット等の自動化機械に肩代わりさせ
る場合においても、このような多くのブロック毎に分割
された繊維集合体（１）を所定の金型位置に正確、且つ
安定的に充填するのに、多くの困難を伴う。この困難の
原因は、第一に繊維集合体の分割ブロックの種類が多い
ことに起因しているが、その他にも、繊維集合体が綿の
塊であることから、そのハンドリング性が非常に悪いこ
と、繊維集合体を各ブロック形状へカッティングする過
程で各ブロック毎、或いは各ブロック間で密度のバラツ
キが極めて生じやすいこと等にもよる。

【０００７】以上に述べたような諸問題を有するが故
に、従来の繊維集合体の成形方法においては、成形品
（６′′）の品質が一定しないと言う極めて大きな問題
を有しており、この結果、優れた品質の繊維集合体から
なる成形品を市場に安定して供給することを妨げてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の諸問
題を解決し、繊維集合体を複雑な形状に成形するに際し
て、成形作業が極めて簡単で、且つ、常に安定した品質
の成形品を市場に提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明によれ
ば、捲縮形態を有する非弾性ポリエステル系短繊維から
なるマトリックス中に該短繊維より低い融点を有するバ
インダー繊維が分散混入された繊維集合体を所望の形状
に熱成形する方法において、該バインダー繊維を構成す
るポリマーと実質的に同じポリマーよりなる膜状体から
なり、繊維集合体の収納口と、その内部の空気を抜くた
めの開口部を設けた以外は実質的に気密の袋状膜状体
に、繊維集合体を収納し、袋状膜状体の収納空間内を減
圧ないしは真空状態にすることで、繊維集合体を所望の
充填密度とし、次いで収納口と開口部を密閉後、袋状膜
状体を所望の形状に変形保持し、この状態で繊維集合体
を前記のバインダー繊維の融点以上であって、かつ非弾
性ポリエステル系短繊維の融点より低い温度で熱成形す
ることを特徴とする繊維構造体の成形方法が提供され
る。

【００１０】ここで、本発明の成形方法においては、繊
維集合体を収納した袋状膜状体をシート状に変形保持し
た後、熱成形してシート状成形品とすることが好まし
い。

【００１１】また、本発明の方法において、前記の膜状
体の外表面輪郭を所望の形状とした後、前記の繊維集合
体を収納し、該外表面輪郭を保持させた状態で繊維集合
体を前記のバインダー繊維の融点以上に加熱して成形す
ることもできる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００１３】図１-(a)〜(f) は、本発明の繊維集合体の
成形方法を例示した説明図である。該図において、１
は、繊維集合体であって、捲縮形態を有する非弾性ポリ
エステル系短繊維からなるマトリックスと、該マトリッ
クス中に該短繊維より低い融点を有するバインダー繊維
とから構成されている。２は、該バインダー繊維と実質
的に同等の原料よりなる膜状体である。また、３は、該
膜状体（２）の一端に設けられた開口部から、該膜状体
（２）中の空気を抜くための装置を例示したものであ
る。ここで、該装置（３）は、該膜状体（２）の開口部
をシールするためのシール部材（３ａ）と空気抜き導管
（３ｂ）から構成されている。更に、５は、成形用金型
であって、凸金型（５ａ）と、これに対応する凹金型
（５ｂ）とから構成されており、被成形品（４）を内部
に充填した後に、互いに重ね合わせて該被成形品（４）
を加熱して所望の形状の成形品（６）にするために使用
する。

【００１４】以上で図１に示した符号の説明を終わり、
以下に本発明の方法を詳細に説明する。

【００１５】先ず、綿状の塊となっている繊維集合体
（１）と一端が開口した袋状の膜状体（２）を用意する
（図１ａ）。なお、本実施例における膜状体の形状は、
四角形であるが、これは説明の便宜上、このような形状
としたのであって、成形品の形状に応じて、最適な形状
とすることが好ましい。

【００１６】このようして用意した膜状体の内部へ、繊
維集合体（１）を収納する（図１ｂ）。ここで、繊維集
合体（１）の収納に当たっては、成形斑が生じないよう
に均一に収納する必要がある。また、複雑な成形品を製
作するに当たっては、繊維集合体（１）が均一に収納さ
れるように、袋状膜状体に開口部を複数箇所設けてもよ
い。なお、本例においては、説明を簡単にするために繊
維収納用の開口部が一箇所だけ設けたものを示してお
り、該開口部は、更に空気抜きのためにも使用されてい
る。

【００１７】次いで、該開口部をシール部材（３ａ）に
よって袋状の膜状体（２）を上下から挟むことによりシ
ールし、空気抜き導管（３ｂ）から袋状膜状体（２）内
部の空気を抜く（図１ｃ）。このようにして、該膜状体
（２）の収納空間内を減圧ないしは真空状態にして、繊
維集合体（１）を所望の充填密度とする。そして、該開
口部を密閉する。このような袋状膜状体（２）内を減
圧、或いは真空状態にするための装置としては、例え
ば、食料品の真空パックに使用される装置等の公知の手
段を使用できる。また、袋状膜状体（２）の開口部を密
封するためにも、公知の方法が使用できるが、本発明で
は、該袋状膜状体（２）が熱融着しやすい性質を利用し
て、互いに重ね合わされた袋状膜状体（２）を熱接着さ
せることにより簡便に実現できる。

【００１８】このようにして、袋状膜状体の嵩密度を適
当に変えることによって、所望の充填密度を有する被成
形品をつくる（図１ｄ）。この被成形品は、ほぼ均一な
厚さを有するシート状であるため、金型（５）内に充填
し凸金型（５ａ）と凹金型（５ｂ）とを重ね合わせるこ
とで金型（５）の形状に対応した所望の形状に変形保持
させることができる（図１ｅ）。なお、被成形品（４）
の形状が本実施例のようにシート状である場合には、シ
ート状の成形品を製造するのに適している。

【００１９】そして、最終的に被成形品を内部に収納す
ることで、所望の形状（即ち、金型（５）形状）に変形
保持し、定法に従って、袋状膜状体に収納された繊維集
合体をバインダー繊維の融点以上に加熱して、繊維集合
体に含まれるバインダー繊維同士を熱融着させて、繊維
構造体の構造を金型形状に熱固定して、成形を完了す
る。成形完了後は、金型（５）を冷却し成形品（６）を
金型（５）から取り出す（図４ｆ）。なお、金型（５）
の加熱に関しては、金型（５）を加熱炉へ収納し、その
まま加熱したり、金型（５）に加熱装置を設けて加熱す
る等、公知の方法を採ることができる。

【００２０】次に、本発明の他の実施例について、図２
を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】本実施例では、繊維集合体（１）を収納す
る袋状膜状体（２′）自体は、先ず外表面輪郭を所望の
形状に成形した後、繊維集合体（１）をその内部に収納
する（図２ａ）。なお、袋状膜状体（２′）自体を所望
の該表面輪郭を有する形状に成型する方法は、例えば、
公知のＰＥＴボトルのブロー成形法等を使用できる。

【００２２】そして、該外表面輪郭を保持させた状態で
該繊維集合体（１）をバインダー繊維の融点以上に加熱
するために、加熱炉（５）へ入れて加熱する（図２
ｂ）。そして、成形品（６′）を取り出し、冷却する
（図２ｃ）。このようにして、最終的に所望の形状を有
する成形品を簡便かつ安価に製造できる。

【００２３】なお、本発明の繊維集合体としては、非弾
性ポリエステル系捲縮短繊維をマトリックスとし、該短
繊維を構成するポリマーより低い融点を有するバインダ
ー繊維を混合したものを用いる。これらの繊維集合体に
おいて、成形品に要求される性能を実現するための原料
及び材料構成に関しては、先に本出願人が特願平４−５
７５５号に提案した通りである。

【００２４】ここで、簡単に繊維集合体の概略を説明す
ると、成形品のマトリックスを構成する非弾性ポリエス
テル系繊維としては、例えば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、又はこれらの共重合エステ
ルからなる短繊維、乃至これらの繊維の混綿体、または
上記のポリマー成分のうちの２種以上からなる複合繊維
等である。また、短繊維の断面形状は、円形、扁平、異
形または中空のいずれであっても良い。

【００２５】さらに、この場合の捲縮は、顕在捲縮であ
ることが好ましく、この顕在捲縮は、クリンパー等によ
る機械的な方法、紡糸時の異方冷却による方法、サイド
バイサイド型あるいは偏心シースコア型複合繊維の加熱
による方法等で得ることができる。

【００２６】一方、バインダー繊維としては、例えばポ
リウレタン系エラストマーやポリエステル系エラストマ
ー等を成形品の要求性能に合わせて混合すればよい。そ
して、袋状膜状体は、バインダー繊維を構成するポリマ
ーと実質的に同じポリマーで構成する。

【００２７】また、バインダー繊維としては、接着性ポ
リマーをシース・コア型（又は、サイドバイサイド型）
の複合繊維のシース（サイドバイサイド型においては、
一方のサイド）に配し、コア（サイドバイサイド型にお
いては、他方のサイド）には、マトリックス繊維を構成
する高融点ポリマーを配したものも知られている。この
場合は、袋状膜状体は、シース部（サイドバイサイド型
では、一方のサイド部）のポリマーで構成される。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、綿状の
繊維構造体を簡便かつ安定した品質で所望の形状に熱成
形できることになった。このため、優れた品質のクッシ
ョン材を安価に供給することができ、これによって、ウ
レタンフォーム等の従来はリサイクルが不可能な材料に
対して代替可能な材料を提供できるという極めて大きな
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱成形方法を例示した説明図である。

【図２】本発明の他の熱成形方法を例示した説明図であ
る。

【図３】従来の熱成形方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 繊維集合体 ２ 袋状膜状体 ３ 減圧或いは真空装置 ４，４′ 被成形品 ５ 金型 ５ａ 凸金型 ５ｂ 凹金型 ５′ 加熱炉 ６，６′，６′′ 成形品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 捲縮形態を有する非弾性ポリエステル系
   短繊維からなるマトリックス中に該短繊維より低い融点
   を有するバインダー繊維が分散混入された繊維集合体を
   所望の形状に熱成形する方法において、 該バインダー繊維を構成するポリマーと実質的に同じポ
   リマーよりなる膜状体からなり、繊維集合体の収納口
   と、その内部の空気を抜くための開口部を設けた以外は
   実質的に気密の袋状膜状体に繊維集合体を収納し、 袋状膜状体の収納空間内を減圧ないしは真空状態にする
   ことで、繊維集合体を所望の充填密度とし、次いで収納
   口と開口部を密閉後、 袋状膜状体を所望の形状に変形保持し、この状態で繊維
   集合体を前記のバインダー繊維の融点以上であって、か
   つ非弾性ポリエステル系短繊維の融点より低い温度で熱
   成形することを特徴とする繊維構造体の成形方法。
2. 【請求項２】 繊維集合体を収納した袋状膜状体をシー
   ト状に変形保持した後、熱成形してシート状成形品とす
   る請求項１記載の繊維構造体の成形方法。
3. 【請求項３】 前記の膜状体の外表面輪郭を所望の形状
   とした後、前記の繊維集合体を収納し、該外表面輪郭を
   保持させた状態で繊維集合体を前記のバインダー繊維の
   融点以上に加熱して成形することを特徴とする繊維構造
   体の成形方法。