JPH0861410A - 繊維系クッション体とその製造方法 - Google Patents
繊維系クッション体とその製造方法Info
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Abstract
よって所定の形状に成形することが可能なクッション体
を得ることが主たる目的である。 【構成】発泡剤を含ませた熱可塑性樹脂または熱可塑性
弾性樹脂を、軟化点よりも高くかつ発泡剤の分解温度よ
りも低い温度に加熱した状態で、押出し機15のノズル
部16からモールド30内に繊維状に一定量連続的に押
出すとともに、吐出された連続繊維12をモールド30
の内部でランダムに曲がりくねらせかつ繊維同志の接触
部を互いに融着させる。その後、閉鎖されたモールド3
0の内部で上記連続繊維12を上記発泡剤の分解温度以
上の温度に加熱し、発泡させることによって、連続繊維
12を膨脹させてモールド30の内部に充満させかつモ
ールド30の内面形状に応じた立体形状に成形する。そ
してモールド30を冷却したのち脱型することにより、
繊維系クッション体を得る。
Description
ッド等を始めとして、ソファやベッド等の家具類などに
好適な繊維系クッション体とその製造方法に関する。
に使われているクッション体は、発泡ウレタンの一体成
形品や、ポリエステル等の非弾性捲縮繊維の詰綿、ある
いは非弾性捲縮繊維をバインダによって接着した繊維系
クッション体などが知られている。特に、発泡−架橋型
ウレタンは、クッション体としての耐へたり性が良好で
あり、加工性も良いため、乗り物用シートなどに多用さ
れている。
透湿・透水性に劣り、蓄熱性があるため人体と触れる部
位が蒸れ易いという問題がある。一方、熱可塑性のポリ
エステル繊維をバインダによって接着した従来の繊維系
クッション体は、繊維の紡糸、捲縮、開綿工程やバイン
ダ繊維との混綿工程、あるいはバインダの添加工程が必
要であり、製造工程が多いという問題がある。また、通
常の硬綿は短繊維を使用しているため、繊維のほつれに
よる形状の崩れを生じやすく、しかも成形品にバリが生
じやすい。また、型によって成形する場合、成形しよう
とする大きさと形に合わせて必要な繊維の量を計り取
り、モールドに対しては成形品の形などに応じて部分的
に投入量を調整する等の手間のかかる工程を必要とし、
製造工程に煩雑さがあった。
れにくく、しかも従来に比べて簡単な製造工程によって
所定の立体形状に精度良く成形することが可能なクッシ
ョン体とその製造方法を提供することにある。
に開発された本発明の繊維系クッション体は、発泡剤入
りの熱可塑性樹脂または熱可塑性弾性樹脂からなる複数
の連続繊維をランダムに曲がりくねらせかつ互いの接触
部を融着させた繊維集合体からなり、上記連続繊維を発
泡させかつモールドによって所定の立体形状に成形した
ことを特徴とするものである。
と発泡剤を含ませた熱可塑性樹脂または熱可塑性弾性樹
脂を上記樹脂の軟化点よりも高くかつ上記発泡剤の分解
温度よりも低い温度に加熱した状態で押出し機のノズル
部からモールド内に繊維状に一定量連続的に押出すとと
もに押出された連続繊維をモールドの内部で曲がりくね
らせかつ繊維同志の接触部を互いに融着させる工程と、
閉鎖された上記モールドの内部で上記連続繊維状を発泡
剤の分解温度以上に加熱し発泡させることによりこれら
連続繊維をモールド内で膨脹させてモールドの内部に充
満させるとともにモールドの内面形状に応じた立体形状
に成形する工程と、上記モールドを冷却したのち脱型す
る工程とを具備している。
ン、ポリエステル、ポリアミドおよびポリウレタンのう
ちから選ばれる樹脂などである。熱可塑性弾性樹脂は、
ポリオレフィンエラストマー、ポリエステルエラストマ
ー、ポリアミドエラストマーおよびウレタン系エラスト
マーのうちから選ばれる樹脂などである。
ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレン、その他のエ
チレン・α−オレフィンの共重合体、ポリプロピレン
や、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体等のα−オレフィンと15モル%以下の他
の重合成単量体との共重合体、あるいはプロピレン−エ
チレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体等の
プロピレンと他の少量のα−オレフィンとの共重合体で
ある樹脂状高分子物質である。
前記のポリオレフィンとオレフィン系共重合体ゴムとか
ら構成されたもので、ここで言うオレフィン系共重合体
ゴムとはエチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン
−プロピレン非共役ジエンゴム、エチレン−ブタジエン
共重合体ゴムなどが挙げられる。また必要に応じて、充
填剤や安定剤、その他の添加剤や鉱物油軟化剤を本発明
の目的を損わない範囲で配合してもよい。
レート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PB
T)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等と、それ
らの共重合体が挙げられる。また、ポリエステルエラス
トマーとは、ハードセグメントとソフトセグメントをブ
ロック共重合したもので、ハードセグメントとしてはP
ET,PBT,PEN等が挙げられ、ソフトセグメント
としては、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサ
メチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙
げられる。
6、ナイロン610、ナイロン12等と、それらの共重
合体が挙げられる。またポリアミドエラストマーとは、
ハードセグメントとソフトセグメントをブロック共重合
したもので、ハードセグメントとしては前記のナイロ
ン、ソフトセグメントとしては、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール共重合体で少なくとも1種から構成されるブロ
ック共重合が挙げられる。
レタン、ポリテトラメチレングリコール系ポリウレタン
やポリカプロラクトングリコール系ポリウレタン等が挙
げられる。また、ウレタン系エラストマーとは、ハード
セグメントとしてポリウレタン、ソフトセグメントとし
てポリオールやポリエステルで構成されるポリカーボネ
ート系ポリオールタイプ、エーテル系ポリオールタイ
プ、カプロラクトン系ポリエステルタイプやアジペート
系ポリエステルタイプのウレタン系エラストマーが挙げ
られる。
とは、公知の熱分解型発泡剤を樹脂に分散させて繊維状
に押出した後、発泡剤の分解温度以上の温度で加熱して
発泡させた繊維、および架橋剤と熱分解型発泡剤を樹脂
に分散させて繊維状に押出した後、架橋剤および発泡剤
の分解温度以上の温度で加熱して架橋発泡させた繊維で
ある。架橋については、架橋剤の代りに、押出した繊維
を加熱発泡させる前に電子線等を照射して架橋させても
よい。また、発泡剤および架橋剤は樹脂と別々に押出し
機に投入して分散させてもよく、または前もって発泡剤
および架橋剤を分散させた樹脂を用いてもよい。
ボキシレート、アゾジカルボンアミド、N,N´−ジニ
トロソペンタメチレンテトラミン等が挙げられる。発泡
剤の分解温度が樹脂の軟化点よりも低いと、繊維の押出
しに支障が出ることがあり、発泡剤はその分解温度が樹
脂の軟化点より10℃以上高いものが好ましい。また発
泡剤の量は、得ようとするクッション体の密度によって
調整し、また樹脂の押出し量によって、発泡した際にモ
ールド内に繊維が充満するように調整することが望まし
い。
定した見掛け粘度が105 を示す温度である。見掛け粘
度の測定は、島津製作所CFT−500によって、余熱
時間180sec、昇温速度5℃/min、押出圧力4
5kgf/cm2 、ダイ(径φ1mm×長さ10mm)
で測定した結果に基いている。
発生剤、例えばジクミルペルオキシド、1,3−ビス
(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼ
ン、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド
等が挙げられる。また公知の電子線架橋等を利用しても
よい。
使われる押出し装置、吐出と対流の切替えができる機能
をもたせた押出し機等の供給装置が挙げられる。また一
般の押出し機でも、ノズル部への樹脂の供給と遮断を切
替えることのできるものや、樹脂の供給をノズル部以外
に切替えることのできるものであれば使用できる。
出し機を用いて、発泡剤もしくは架橋剤と発泡剤を分散
させた樹脂を、直接モールド内に繊維状に押出し、続い
てモールドを閉じてから加熱を行う。通気孔が設けられ
たモールド内での発泡または架橋発泡は、発泡剤および
架橋剤の分解温度以上の温度で行わわる。この時に用い
る加熱装置としては、モールドに直接熱風を供給できる
構造であればよいが、閉鎖された空間内で熱風が循環す
る構造のものであればエネルギー消費量が少ないため望
ましい。熱風を通過させることのできるモールドとし
て、パンチングメタル製モールドや多数の通気孔を設け
た鋳型やアルミ型などが挙げられる。
化状態の熱可塑性樹脂を、モールド内に直接供給して連
続繊維を形成し、同時に発泡させて繊維を膨脹させるた
め、モールドの内面形状に沿う所定の立体形状のクッシ
ョン体を能率良くしかも正確な形状に成形することがで
きる。しかも、繊維同志が互いに接触部で圧迫されるこ
とによって強固に融着するため、形崩れしにくく、しか
も一定量の繊維を正確にかつ無駄なく用いることがき
る。
ると、モールド内で繊維を発泡させても繊維をモールド
内に十分に充満させることができない場合がある。発泡
倍率が5倍を越えると、発泡後の繊維の強度が著しく低
下し、耐へたり性などに悪影響が出る。より好ましい発
泡倍率は1.5倍〜2.1倍の範囲である。
体は、発泡した連続繊維を曲がりくねらせて多数のラン
ダムループを形成し、各々のループの接触部の大部分を
互いに融着させて三次元的な立体網目構造を形成してい
る。このため、クッション体の使用時に大きい応力で大
変形を与えても、立体網目構造全体が互いに協働して三
次元的に変形しつつ応力を吸収し、応力が解除されると
立体網目構造が元の形状に復元することができる。
00デニール未満では強度が低下して反発力が低下する
ので好ましくない。連続繊維の好ましい繊度は、クッシ
ョン体として好ましい反発力が得られる300デニール
以上、望ましくは400デニール以上、100000デ
ニール以下である。繊度が100000デニールを越え
ると、クッション体の単位体積当たりの連続繊維の構成
本数が少くなり、圧縮特性が悪くなるので好ましくな
い。連続繊維の繊度は、より好ましくは、500〜50
000デニールである。
が0.005g/cm3 未満では反発力が失われるので
クッション体として不適当である。また0.20g/c
m3を越えると弾発性が強くなり過ぎて、座り心地が悪
くなるので、やはりクッション体として不適当である。
これらの理由から、繊維集合体の好ましい見掛け密度
は、0.005g/cm3 以上、0.20g/cm3 以
下であり、より好ましくは、0.01g/cm3 以上、
0.05g/cm3 以下である。この繊維集合体を座席
等のクッション体に使用する場合、着座時の嵩保持性と
弾発性および通気性を保持して快適な座り心地を得るた
めの圧縮時の見掛け密度としては、100g/cm2 の
荷重下で0.03g/cm3 〜0.20g/cm3 の嵩
高性を有するものが好ましく、0.05g/cm3 〜
0.20g/cm3 の嵩高性を有するものが特に好まし
い。
掛け密度、通気性、蒸れ性の詳細は以下の通りである。 発泡倍率:試料の四隅と中心部から長さ2cm程度の繊
維を切出し、ミラージュ貿易(株)製の電子比重計によ
って測定した平均値とした。 融着状況:試料の繊維を手で引っ張り、繊維の交絡点が
破壊するか、もしくは外れない場合に融着していると判
断した。クッション体の見掛け密度:試料を20cm×
20cm×5cmの大きさに切出し、精密天秤で重さを
測定して、重さを体積で除した値とした。 通気性:JIS L−1096に準じて測定した。 蒸れ性:温度23℃、湿度30%の恒温恒湿室におい
て、クッション体と大腿部の間に湿度センサを設置し、
着座してから60分後の湿度を測定した時の値とした。
造装置10によって、立体網目構造の繊維集合体11を
製造する。この繊維集合体11は、後述の発泡剤入りの
熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性弾性樹脂からなる複数の
連続繊維12をランダムに曲がりくねらせかつ互いの接
触部を融着させたものである。
押出し機15と、ノズル部16と、加熱装置17などを
備えている。加熱装置17は、ヒータ18と送風機19
を備えている。ノズル部16に、多数のオリフィスが設
けられている。押出し機15は、材料供給口20から投
入された樹脂原料をその軟化点よりも高い温度に加熱し
つつ、例えばスクリューフィーダ21によって樹脂を定
量押出しシリンダ22に向って押出すようにしている。
上記温度に加熱された樹脂は、定量押出しシリンダ22
によってノズル部16のオリフィスから下方に吐出さ
れ、線状に連続して途切れることなく自由落下するよう
になっている。
とエチレン−プロピレン共重合体ゴムを3対7の割合で
混ぜたものを投入する。そしてスクリューフィーダ21
等によって加熱混練して得られたポリオレフィンエラス
トマー(軟化点:132℃)とアゾジカルボンアミド系
の発泡剤(分解温度:142℃)と、パーオキシケター
ル(1分間半減期温度148℃)を、発泡剤と架橋剤が
樹脂100に対して1の割合(以下1部と称する)にな
るように配合し、135℃に加熱された状態で、定量押
出しシリンダ22によってノズル部16からパンチング
メタル製のモールド30(図1に示す)に一定量を繊維
状に押出す。
ド30の内部に落ちることにより、ノズル部16のオリ
フィス数に応じた本数の連続繊維12を形成しつつ、全
ての連続繊維12がモールド30の内部で曲がりくねり
ながらランダムなループが発生する。そしてループ同志
を互いに接触させ、ループ同志の接触部を融着させるよ
うにした。
0に蓋31をし、加熱装置17によって150℃の熱風
で3分間加熱して架橋発泡させることで、立体的な繊維
集合体11を成形した。図示例の加熱装置17は熱風を
循環させることのできる導風路32を有しており、熱エ
ネルギーを有効に使用できるようにしている。
ウム合金等からなるいわゆる簡易アルミ型であり、パン
チングメタルのように多数の通気孔35,36が形成さ
れている。そしてヒータ18と送風機19によって発生
させた熱風を、通気孔35,36を通じてモールド30
の内部に吹込むことができるようになっている。そして
所定時間経過後、モールド30を冷却し、脱型して所望
の立体形状のクッション体40を得た。
ション体40は、連続繊維12をノズル部16から押出
す際にランダムループ状に曲がりくねらせて繊維12を
連続成形するため、従来の合成樹脂綿を用いたクッショ
ン体の場合に必要であった開綿工程が不要となり、しか
も繊維集合体11がその長手方向に連続なる繊維12か
らなるため、ほつれたり形状の崩れを生じることがな
い。そして連続繊維12同志が軟化状態で互いに融着す
るから、バインダが不要であり、しかも熱可塑性樹脂か
らなるため、再溶融によるリサイクル使用が可能であ
る。また、本実施例のクッション体40の製造方法によ
れば、従来の合成樹脂綿を用いたクッション体に比較し
て、トータルとしての加工熱量が少なくてすみ、バリ取
り工程も不要であるなど省エネルギー化と製造工程の簡
略化が図れ、コストを低減させることが可能である。 (実施例2)市販のポリエステルエラストマー(軟化
点:180℃)とアゾジカルボンアミド系の発泡剤(分
解温度:198℃)1部を、185℃に加熱された実施
例1と同様の押出し機15からパンチングメタル製のモ
ールド30に一定量を繊維状に押出した。続いて、モー
ルド30に蓋31をしてから、実施例1と同様の加熱装
置17によって205℃の熱風で3分間加熱して発泡さ
せた。 (実施例3)市販のポリアミドエラストマー(軟化点:
165℃)とアゾジカルボンアミド系の発泡剤(分解温
度:185℃)1部を、170℃に加熱された実施例1
と同様の押出し機15からパンチングメタル製のモール
ド30に一定量を繊維状に押出した。続いて、モールド
30に蓋31をしてから、実施例1と同様の加熱装置1
7によって190℃の熱風で3分間加熱して発泡させ
た。 (実施例4)市販のウレタン系エラストマー(軟化点:
180℃)とアゾジカルボンアミド系の発泡剤(分解温
度:198℃)1部を、185℃に加熱された実施例1
と同様の押出し機15からパンチングメタル製のモール
ド30に一定量を繊維状に押出した。続いて、モールド
30に蓋31をしてから、実施例1と同様の加熱装置1
7によって205℃の熱風で3分間加熱して発泡させ
た。 (比較例1)実施例1と同様のポリオレフィンエラスト
マーにアゾジカルボンアミド系の発泡剤(分解温度:1
37℃)1部と、ジアシルパーオキサイド(1分間半減
期温度117℃)1部を、135℃に加熱された押出し
機15から、パンチングメタル製のモールド30に押出
すことを試みた。しかしながらこの条件では、押出し機
15の内部で樹脂の架橋と発泡が進行してしまい、繊維
の押出しに支障が生じた。 (比較例2)実施例1と同様のポリオレフィンエラスト
マーに、アゾジカルボンアミド系の発泡剤(分解温度:
142℃)3部と、パーオキシケタール(1分間半減期
温度148℃)1部を、135℃に加熱された押出し機
15から、パンチングメタル製のモールド30に一定量
を繊維状に押出した。続いてモールド30に蓋31をし
てから、加熱装置17によって150℃の熱風で3分間
加熱して架橋発泡させた。上記実施例1〜3と比較例
1,2の主な特性を次表1に示す。
塑性樹脂をモールド内に直接供給して発泡させるため、
モールドの内面形状に応じた立体的なクッション体を能
率良くかつ正確な形状に成形することができる。しか
も、モールド内で繊維同志が互いに接触部で圧迫され、
強固に融着するため、形崩れしにくく、しかも一定量の
材料を直接モールド内に供給して繊維集合体を作るため
材料を無駄なく使用でき、重量的に安定したクッション
体が得られる。
いるために蒸れにくいなど、座り心地が良いものであ
る。また、バインダを使用しない熱可塑性樹脂を主体と
するクッション体であるから、リサイクル使用が容易で
ある。
の押出し機の概略断面図。
の加熱装置の概略断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】発泡剤入りの熱可塑性樹脂または熱可塑性
弾性樹脂からなる複数の連続繊維をランダムに曲がりく
ねらせかつ互いの接触部を融着させた繊維集合体からな
り、上記連続繊維を発泡させかつモールドによって所定
の立体形状に成形したことを特徴とする繊維系クッショ
ン体。 - 【請求項2】上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポ
リエステル、ポリアミドおよびポリウレタンのうちから
選ばれる樹脂である請求項1記載の繊維系クッション
体。 - 【請求項3】上記熱可塑性弾性樹脂が、ポリオレフィン
エラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミド
エラストマーおよびウレタン系エラストマーのうちから
選ばれる樹脂である請求項1記載の繊維系クッション
体。 - 【請求項4】上記連続繊維が300デニール以上であり
かつ上記繊維集合体の見掛け密度が0.005〜0.2
0g/cm3 である請求項1記載の繊維系クッション
体。 - 【請求項5】発泡剤または架橋剤と発泡剤を含ませた熱
可塑性樹脂または熱可塑性弾性樹脂を上記樹脂の軟化点
よりも高くかつ上記発泡剤の分解温度よりも低い温度に
加熱した状態で押出し機のノズル部からモールド内に繊
維状に一定量連続的に押出すとともに押出された連続繊
維をモールドの内部で曲がりくねらせかつ繊維同志の接
触部を互いに融着させる工程と、閉鎖された上記モール
ドの内部で上記連続繊維を上記発泡剤の分解温度以上に
加熱し発泡させることによりこれら連続繊維をモールド
内で膨脹させてモールドの内部に充満させるとともにモ
ールドの内面形状に応じた立体形状に成形する工程と、
上記モールドを冷却したのち脱型する工程とを具備した
ことを特徴とする繊維系クッション体の製造方法。 - 【請求項6】上記モールドの内部で上記連続繊維を加熱
する工程は、多数の通気孔を有するモールドの内部に熱
風を通過させることによって行うことを特徴とする請求
項5記載のクッション体の製造方法。 - 【請求項7】上記連続繊維の発泡倍率が1.3〜5倍で
あることを特徴とする請求項5記載のクッション体の製
造方法。 - 【請求項8】上記連続繊維の発泡倍率が1.5〜2.1
倍であることを特徴とする請求項5記載のクッション体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19839394A JP3686689B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 繊維系クッション体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0861410A true JPH0861410A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3686689B2 JP3686689B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=16390388
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|---|---|---|---|
| JP19839394A Expired - Lifetime JP3686689B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 繊維系クッション体の製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3686689B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-08-23 JP JP19839394A patent/JP3686689B2/ja not_active Expired - Lifetime
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