JPH09111628A

JPH09111628A - クッション材の成形方法

Info

Publication number: JPH09111628A
Application number: JP7272481A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okochi; 秀樹大河内
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】内層と該内層を囲繞する繊維集合体を熱成形
するに際して、皺や歪みの発生しない品質の優れたクッ
ション材を市場に提供する。【解決手段】非弾性捲縮短繊維集合体からなるマトリ
ックス中に熱可塑性弾性短繊維が分散混合された内層
と、非弾性捲縮短繊維集合体からなるマトリックス中に
熱可塑性弾性短繊維、或いは該熱可塑性弾性短繊維と共
に１種類以上の耐炎性捲縮短繊維及び／又は難燃性捲縮
短繊維が分散混合された前記の内層を囲繞する外層とか
らなる繊維集合体をクッション材として成形する方法に
おいて、前記の内層と外層とを構成する繊維集合体を金
型（１及び２）内で成形するに際して、外層を構成する
繊維集合体（４）のみを仮成形して成形後のクッション
材の外形を賦形し、賦形後の外層の内部に内層を構成す
る繊維集合体を充填した後、熱成形してクッション材を
得ることを特徴とするクッション材の成形方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機等
の座席用用クッション材、並びに家具、寝具等に使用さ
れるクッション材の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活様式の高度化とともに、家
具、寝具（特に、老人ホーム及び病院のベッド）等のク
ッション、及び各種交通機関の座席用クッション等に安
全上の見地から耐燃性あるいは難燃性が要求されるよう
になってきた。特に、航空機の座席用クッションについ
ては、火災等から乗客の尊い命を守ることが第一義とさ
れるため、米国連邦航空局（ＦＡＡ）規格によって、極
めて厳しい難燃規格が決められていることは、周知の事
実である。

【０００３】上記の条件に適合するクッション材とし
て、ＷＯ９４−０３３９３には、内層の繊維構造体を囲
繞する外層の繊維構造体からなる二層構造を有するクッ
ション材が提案されている。ここで、該クッション材の
内層及び外層をそれぞれ構成する繊維構造体について、
以下に簡単に説明する。

【０００４】先ず外層を構成する繊維構造体としては、
「非弾性捲縮短繊維」で構成された繊維集合体からなる
マトリックス中に、「熱可塑性弾性短繊維」（場合によ
っては、「熱可塑性弾性短繊維」と共に１種類以上の
「耐炎性捲縮短繊維」及び／又は「難燃性捲縮短繊維」
をも含む。）とが分散混入され、かつ該「熱可塑性弾性
短繊維」と他の繊維との交絡点の一部が熱融着された繊
維構造体が使用されている。

【０００５】また、内層を構成する繊維構造体として
は、外層を構成する繊維構造体と同種の繊維集合体から
構成してもよいが、前記の「非弾性捲縮短繊維」で構成
された繊維集合体からなるマトリックス中に、「熱可塑
性弾性短繊維」が分散混合され、かつ該「熱可塑性弾性
短繊維」と「非弾性捲縮短繊維」との交絡点の一部が熱
融着された繊維構造体がコストを低減することを目的と
して使用されている。

【０００６】ここで、上記の「非弾性捲縮短繊維」とし
ては、ポリエステル繊維およびメタアラミド繊維を挙げ
ることができる。また、「熱可塑性弾性短繊維」として
は、「非弾性捲縮短繊維」よりも、その融点が６０℃以
上低く、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルと
で構成される偏心したシース・コア型の複合繊維などを
挙げることができる。更に、「耐炎性捲縮短繊維」とし
ては、ポリアクリロニトリル繊維を耐炎化処理（プレオ
キシダイズド）した繊維等を挙げることができ、「難燃
性捲縮短繊維」としては、リン系又はハロゲン系の化合
物を共重合又はブレンド重合させたポリエステル繊維や
前記のメタアラミド繊維を挙げることができる。

【０００７】ところで、前記の二層構造を有する繊維構
造体を成形する方法に関しては、これも前掲のＷＯ９４
−０３３９３において、予め内層からなる繊維集合体を
外層を構成する繊維集合体で囲繞しておき、これを金型
のキャビティに載置して、熱成形する方法が開示されて
いるに過ぎない。この方法に関して、図１及び図２を使
用して簡単に説明する。

【０００８】図３は、繊維集合体を成形するための金型
であって、該金型は、上金型（１０）と下金型（２０）
とから構成されており、該金型には、図４に示すような
繊維集合体を充填してそのキャビティ形状に賦形すると
共に、熱成形するためのキャビティ（Ｃ´）が設けられ
ている。なお、該キャビティ（Ｃ´）には、外層を構成
する繊維集合体（４ａ〜４ｄ並びに４ｅ及び４ｆ）と、
内層を構成する繊維集合体（３ａ〜３ｃ）とがそれぞれ
図４に示すようにその形状を整形された状態で載置され
る。そして、この状態で上金型（１０）と下金型（２
０）とを重ね合わせ、この状態で加熱し、所定の形状を
有するクッション材を得ようとするものである。なお、
図４では、図の手前側と奥側とに設置される繊維集合体
（４ｅ及び４ｆ）は、図示していない。

【０００９】しかしながら、このような成形方法におい
ては、金型のキャビティ形状が複雑になると、キャビテ
ィ内に内外層からなる繊維集合体を充填する過程におい
て、繊維集合体が金型のキャビティ形状に円滑に賦形さ
れず、この故に、成形した後の成形品（繊維構造体）に
皺や歪みが発生することがしばしば生じる。このため、
皺や歪みが発生しないように細心の注意を払いながら繊
維集合体を載置しなければならないが、このような細心
の注意を払ったとしても、皺や歪みが生じることがしば
しばあった。このため、優れた品質を有する成形品を得
るために、この工程を改善することが強く望まれてき
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
を解決し、優れた難燃性又は耐燃性を有するクッション
材を得るために、内外層からなる二層構造を有する繊維
集合体を複雑な形状に成形するに際して、皺や成形歪み
の発生が極めて少ない成形品を市場に提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明によれ
ば、非弾性捲縮短繊維集合体からなるマトリックス中に
熱可塑性弾性短繊維が分散混合された内層と、非弾性捲
縮短繊維集合体からなるマトリックス中に熱可塑性弾性
短繊維、或いは該熱可塑性弾性短繊維と共に１種類以上
の耐炎性捲縮短繊維及び／又は難燃性捲縮短繊維が分散
混合された前記の内層を囲繞する外層とからなる繊維集
合体をクッション材として成形する方法において、外層
を構成する繊維集合体を仮成形して成形後のクッション
材の外形を賦形し、賦形後の外層の内部に内層を構成す
る繊維集合体を充填した後、外層と内層とを一体成形し
てクッション材を得ることを特徴とするクッション材の
成形方法が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】図１と図２は、本発明の成形方法を実施す
るための外層を構成する繊維集合体の仮成形装置の一部
を例示した斜視図である。該図において、１は上金型、
２は下金型、４は外層を構成する繊維集合体、５は流体
圧作動シリンダー、６は熱風送風口、７は熱風排気口、
８は仮成形装置本体、そして、Ｃは金型のキャビティを
それぞれ示す。

【００１４】以上のように構成された仮成形装置におい
て、上金型（１）と下金型（２）とは、通気性を有する
材料（例えば、多数の孔が穿孔されたステンレス鋼製の
プレート、金網等）で構成されている。

【００１５】ここで、上金型（１）は、流体圧作動シリ
ンダーによって下方へ移動することにより、下金型
（２）に嵌合する。このため、図２に示すように、外層
を構成する繊維集合体（４）を上下の金型間に載置し、
上下金型の間でサンドイッチして、最終製成形品である
クッション材の形状を賦形する。この外層を構成する繊
維集合体（４）の賦形処理は、図３に示すように箱型の
場合は上下、前後及び左右の合わせて６個の整形された
繊維集合体そのれぞれに対して行っても良い。しかしな
がら、このような賦形処理では、賦形処理に要する設備
投資、作業の繁雑さ等により、成形コストが高騰する。

【００１６】このため、必要に応じて、例えば、外層を
構成する繊維集合体をシート状に整形しておき、これを
絞り成形することにより、上部が開放された箱状形状に
賦形処理し、上部のみを除き、下部、前後部及び左右部
を一度に賦形することもできることは、言うまでもな
い。

【００１７】次に、繊維集合体の賦形作用について、以
下に簡単に説明する。

【００１８】本発明における繊維集合体は、熱成形時に
主たる構成繊維である「非弾性捲縮短繊維」中に「熱可
塑性弾性短繊維」が分散混合されているために、該「熱
可塑性弾性短繊維」の融点以上であって、「非弾性捲縮
短繊維」の融点以下に加熱すると、「熱可塑性弾性短繊
維」の交絡点で繊維同士が熱融着（熱接着）し、これに
よって短繊維の動きが規制され、繊維構造体を形成す
る。しかも、このようにして成形された繊維構造体は、
交絡点が３次元的に分布した点融着（点接着）であるた
め、２次元形状を有する繊維間には、多くの空隙が存在
し、このため極めて通気性に富み、かつ嵩高性にも優れ
るという特性を有する。

【００１９】ここで、本発明のクッション材の成形条件
としては、外層を先ず仮成形して賦形し、その後、内層
を外層で囲繞して本成形する必要上、外層を仮成形する
賦形処理においては、本成形よりも緩やかな条件で成形
賦形することが好ましい。例えば、仮成形に要する時間
を本成形に要する時間よりも短縮したり、成形温度を本
成形時よりも仮成形時の方が低くなるような状態が好ま
しい。

【００２０】このため、図１及び図２において、熱可塑
性弾性短繊維の融点より高く、かつ非弾性捲縮繊維の融
点よりも低い温度を有する熱風を（図示した矢印方向
へ）熱風供給口（６）より供給する。このとき、上金型
（１）と下金型（２）とは、通気性を有する材料で構成
されているため、熱風は、下金型（２）を貫流して外層
を構成する繊維集合体中へ供給され、この時に受ける熱
によって繊維集合体の熱可塑性短繊維同士が交絡する点
において、熱融着（熱接着）を生じるのである。そし
て、熱融着を発生させるための熱風は、これも通気性の
材料で構成された上金型（２）から排気口（７）を通し
て排出される。なお、熱風は、そのまま装置外へ排気し
てもよいが、省エネルギーの観点からは、循環使用する
ことが好ましい。

【００２１】最後に、本発明において使用する「非弾性
捲縮短繊維」、「熱可塑性弾性短繊維」、「耐炎性捲縮
短繊維」及び「難燃性捲縮短繊維」として好適に用いる
ことができるものを以下に詳細に示す。

【００２２】本発明において使用される外層を構成する
「非弾性捲縮短繊維」としては、アラミド繊維及びポリ
エステル繊維を使用することが好ましい。例えば、非弾
性ポリエステル系捲縮短繊維としては、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、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
る複合繊維等が挙げられる。これらのポリエステル系繊
維の難燃性及び耐熱性を向上させるためには、リン系又
はハロゲン系の化合物を共重合又はブレンドさせたもの
を使用することが特に好ましい。また、短繊維の横断面
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。

【００２３】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。

【００２４】一方、「熱可塑性弾性短繊維」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
ラストマー等の熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエス
テルとで形成される複合繊維であって、マトリックスを
構成する「非弾性捲縮短繊維」より融点が６０℃以上低
いものが好ましく使用することができる。この場合、融
点の差が６０℃未満の場合には、熱処理に際して「熱可
塑性弾性短繊維」が劣化し易くなるため、好ましくな
い。

【００２５】また、該「熱可塑性弾性短繊維」として
は、熱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。なお、本発明に使用する「熱可塑性弾性短繊
維」からなるシース・コア型複合繊維としては、コア部
が偏心したものがコイル状の弾性捲縮が発現するので好
ましい。

【００２６】次に、「耐炎性捲縮短繊維」としては、無
炎試験法による重量残存率が３５％以上のものが好まし
く、例えば、ポリアクリロニトリル繊維或いは架橋フェ
ノール系繊維を空気酸化処理（耐炎化処理）した耐炎化
繊維（プレオキシダイズド繊維）、該耐炎化繊維を完全
に炭素化処理した炭素繊維及びポリベンズイミダール
（ＰＢＩ）繊維が挙げられる。更には、石炭或いは石油
から精製されたピッチを使用して不融化し、次いで炭素
化処理したピッチ系炭素繊維が好ましく使用することが
できる。

【００２７】なお、上記の無炎試験法による重量残存率
は、次のようにして測定される。

【００２８】一辺５０ｃｍの立方体ボックス中に電熱ヒ
ーターを設置し、その中心にサンプル１ｇを測定する試
料が溶融してドリップしないように容器に入れておき、
７５０℃で４分間熱分解処理を行う。その際、温度は試
料載置ステージに設置した熱電対により検出し、重量残
存率として測定試料の熱分解前重量（Ｗ）と熱分解後
（Ｗ´）の夫々の重量の差（Ｗ−Ｗ´）を測定し、（Ｗ
−Ｗ´）をＷで除し、これを百分率表示したものであ
る。

【００２９】最後に、本発明で好適に使用できる「難燃
性捲縮短繊維」としては、ポリエステル繊維或いはアラ
ミド繊維が挙げられる。なお、ポリエステル繊維を使用
するときには、その難燃性及び耐熱性を向上させるため
にリン系又はハロゲン系の化合物を共重合又はブレンド
させたものが好ましい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内層を
囲繞する外層とからなる繊維集合体を熱成形する際に、
皺や歪みの発生が極めて少なくなり、この故に、優れた
品質のクッション材を市場に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】本発明の成形装置の斜視図である。

【図２】本発明の成形装置の正面図である。

【図３】本発明に使用する外層繊維集合体の仮成形用金
型を例示した斜視図である。

【図４】従来の熱成形方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１上金型２下金型４外層繊維集合体５流体圧作動シリンダー６熱風排気口７熱風供給口８装置本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非弾性捲縮短繊維集合体からなるマトリ
ックス中に熱可塑性弾性短繊維が分散混合された内層
と、非弾性捲縮短繊維集合体からなるマトリックス中に
熱可塑性弾性短繊維、或いは該熱可塑性弾性短繊維と共
に１種類以上の耐炎性捲縮短繊維及び／又は難燃性捲縮
短繊維が分散混合された前記の内層を囲繞する外層とか
らなる繊維集合体をクッション材として成形する方法に
おいて、外層を構成する繊維集合体を仮成形して成形後のクッシ
ョン材の外形を賦形し、賦形後の外層の内部に内層を構
成する繊維集合体を充填した後、内層と外層を一体成形
してクッション材を得ることを特徴とするクッション材
の成形方法。