JPH11140764A - 繊維集合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バインダー体の配合割合を増加させることな
く、特定方向に対する耐へたり性を向上させて、十分な
クッション性能を長期間にわたって維持する。 【解決手段】マトリックス繊維と、このマトリックス繊
維中に分散混入され、マトリックス繊維より低融点のバ
インダー体とを有する繊維混合体を、成形型１、２内に
配置した状態で、バインダー体を加熱溶融させるととも
に、成形型１、２の成形型面１ａ、２ａから型内を吸引
してマトリックス繊維を吸引方向に配向させる。加熱溶
融したバインダー体を冷却して、吸引方向に配向したマ
トリックス繊維同士をバインダー体を介して結合させ
る。こうして得られた繊維集合体は、マトリックス繊維
が一定方向に配向しているため、当該方向に対する耐へ
たり性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は繊維集合体及びその
製造方法に関し、詳しくは特定方向に対してのへたり性
を向上させた繊維集合体及びその製造方法に関する。本
発明に係る繊維集合体は、例えば、車両の座席シート用
パッド材として好適に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両や航空機等の座席シート用パ
ッド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リサイクル使用が困難等
の問題を有するため、近年、これに代わる素材としてリ
サイクル使用が容易な繊維集合体が注目されている。

【０００３】かかる繊維集合体としては、例えば、ポリ
エステル系短繊維からなるマトリックス繊維と、このマ
トリックス繊維同士を結合させるバインダー繊維とから
構成されたものが特開平８−１９９４６３号公報に開示
されている。この繊維集合体は、マトリックス繊維中に
該繊維より低融点の熱可塑性樹脂よりなるバインダー繊
維が分散混入された繊維混合体を所望形状に熱成形する
ことにより、マトリックス繊維とバインダー繊維との融
着を利用して、マトリックス繊維同士をバインダー繊維
を介して結合させることにより製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
繊維集合体を座席シート用パッド材に適用した場合、長
期にわたって繰り返し荷重を受けると、へたりによりク
ッション性能が低下してしまい、座席シート用パッド材
としてのクッション性能を長期にわたって維持すること
が困難であることが明らかとなった。

【０００５】すなわち、上記のような構成の繊維集合体
において、長期間のクッション性を維持するためには、
バインダー繊維の配合割合の増大等により、マトリック
ス繊維とバインダー繊維との交絡点（マトリックス繊維
とバインダー繊維との接触点）の数及び交絡点の大きさ
（マトリックス繊維とバインダー繊維との接触面積の大
きさ）を増大させる必要がある。しかしながら、バイン
ダー繊維の配合割合を増大させると、その分柔軟性が低
下することから、上記交絡点の数等を増大させることに
は限界がある。このため、上記従来の繊維集合体では、
十分なクッション性を長期間にわたって維持することが
困難となる。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、バインダー体の配合割合を増加させることなく、
特定方向に対する耐へたり性を向上させて、十分なクッ
ション性能を長期間にわたって維持することのできる繊
維集合体及びその製造方法を提供することを解決すべき
技術課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の繊維集合体は、マトリックス繊維と、該マトリック
ス繊維中に分散混入され、該マトリックス繊維より低融
点のバインダー体とを有する繊維混合体を、所望形状に
熱成形してなる繊維集合体であって、上記マトリックス
繊維が一定方向に配向していることを特徴とするもので
ある。

【０００８】上記課題を解決する本発明の繊維集合体の
製造方法は、マトリックス繊維と、該マトリックス繊維
中に分散混入され、該マトリックス繊維より低融点のバ
インダー体とを有する繊維混合体を、成形型内で所望形
状に熱成形して繊維集合体を製造する方法であって、上
記繊維混合体を上記成形型内に配置した状態で、上記バ
インダー体を加熱溶融させるとともに、該成形型の成形
型面から型内を吸引して上記マトリックス繊維を吸引方
向に配向させる工程と、上記加熱溶融したバインダー体
を冷却して、上記吸引方向に配向したマトリックス繊維
同士を該バインダー体を介して結合させる工程とからな
ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の繊維集合体は、マトリッ
クス繊維と、該マトリックス繊維中に分散混入され、該
マトリックス繊維より低融点のバインダー体とを有する
繊維混合体を、所望形状に熱成形してなるものである。
マトリックス繊維の種類としては、特に限定されず、本
発明の繊維集合体を適用する製品の要求性能に応じて適
宜選定することができる。例えば、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、あるいは
これらの共重合体エステルからなる繊維若しくは上記ポ
リマー成分のうちの２種以上からなる複合繊維等のポリ
エステル系繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱
可塑性樹脂繊維、又は麻やケナフ等の天然繊維を挙げる
ことができる。

【００１０】マトリックス繊維の長さとしては、本発明
の繊維集合体を適用する製品の要求性能に応じて適宜設
定することができるが、平均長さで５０〜１５０ｍｍと
することが好ましい。マトリックス繊維の長さが短すぎ
ると、一定方向に配向したマトリックス繊維の該一定方
向に対する耐へたり性を十分に確保することが困難とな
る。一方、マトリックス繊維の長さが長すぎると、分配
性が悪くなったり、配向性が低下する。また、マトリッ
クス繊維の長さの上限は、配向性を向上させる観点か
ら、繊維を配向させる方向の繊維集合体の厚さを１００
とした場合、１００〜２００程度（本発明に係る繊維集
合体を車両の座席シート用パッド材に適用する場合は５
０〜１００ｍｍ程度）とすることが好ましい。

【００１１】マトリックス繊維の太さとしては、本発明
の繊維集合体を適用する製品の要求性能に応じて適宜設
定することができるが、平均で２〜４０デニール程度と
することが好ましい。マトリックス繊維が細すぎると、
一定方向に配向したマトリックス繊維の該一定方向に対
する耐へたり性を十分に確保することが困難となる。一
方、マトリックス繊維が太すぎると、バインダー体との
交絡点の数が減り、やはり耐へたり性が劣ってくる。

【００１２】なお、マトリックス繊維の断面形状は、円
形、扁平、異形又は中空のいずれであってもよい。バイ
ンダー体の種類としては、マトリックス繊維の融点より
も低い融点を有する熱可塑性高分子材料であれば特に限
定されず、本発明の繊維集合体を適用する製品の要求性
能に応じて適宜選定することができる。例えば、ポリウ
レタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、
オレフィン系エラストマー等を挙げることができる。

【００１３】バインダー体の形状としては、該バインダ
ー体を介してマトリックス繊維同士を結合させることが
できれば特に限定されず、繊維状や粉末状とすることが
できる。ただし、マトリックス繊維とバインダー体との
交絡点の大きさ（マトリックス繊維とバインダー体との
接触面積の大きさ）を大きくしてバインダー体を介する
マトリックス繊維同士の結合強さをより確保する観点か
ら、繊維状とすることが好ましい。

【００１４】バインダー体は、繊維混合体中に１０〜３
０重量％含有させるとよい。バインダー体が１０重量％
未満ではマトリックス繊維同士を結合する強度が小さく
なり、剛性の確保が困難となる。また３０重量％を超え
ると、柔軟性が低下する。本発明の繊維集合体は、上記
マトリックス繊維及び上記バインダー体の他に、後述す
るように吸引後の密度低下を補う目的等のため、短繊維
等の充填材を含ませることができる。

【００１５】上記マトリックス繊維及び上記バインダー
体を主構成要素とする本発明の繊維集合体は、マトリッ
クス繊維が一定方向に配向していることを特徴とする。
ここに、一定方向とは、本発明の繊維集合体を適用する
製品が主な荷重を受ける方向を意味する。例えば、本発
明の繊維集合体を車両の座席シート用パッド材に適用す
る場合は、上記一定方向とは繊維集合体の厚さ方向を意
味する。また、マトリックス繊維が一定方向に配向して
いるとは、マトリックス繊維の大部分（具体的には６割
程度以上）が一定方向に配向していれば足りる意味で、
マトリックス繊維の一部が当該一定方向から若干ずれた
方向に配向していることを許容し、またマトリックス繊
維の全てが当該一定方向に正確に配向していることまで
を要求するものではない。

【００１６】このような構成を有する本発明の繊維集合
体は、マトリックス繊維が一定方向に配向しているた
め、この方向に受ける荷重に対して耐へたり性が向上す
る。このため、長期にわたってクッション性能を維持す
ることが可能となる。また、バインダー体の配合割合を
増加させることにより耐へたり性を向上させているわけ
ではないので、適切な柔軟性を維持することができる。

【００１７】そして、上記構成の本発明の繊維集合体
は、本発明の繊維集合体の製造方法によれ容易に製造す
ることができる。まず、マトリックス繊維と、該マトリ
ックス繊維中に分散混入され、該マトリックス繊維より
低融点のバインダー体とを有する繊維混合体を、所定の
成形型内に配置する。この繊維混合体の成形型内への配
置は、マトリックス繊維とバインダー体との繊維混合体
を型締めされた成形型内に吹き込み口から吹き込むこと
により行ったり、あるいは型開きされた成形型の凹状キ
ャビティ内に繊維混合体を充填してから型締めすること
により行ったりすることができる。

【００１８】そして、このように繊維混合体を成形型内
に配置した状態で、バインダー体を加熱溶融させるとと
もに、該成形型の成形型面から型内を吸引してマトリッ
クス繊維を吸引方向に配向させる。ここに、成形型面と
は、上記繊維混合体が接触し、この繊維混合体を所望形
状に成形するための型面をいう。バインダー体の加熱溶
融は、上記吹き込み口等から熱風を吹き込むことにより
行ったり、あるいは成形型を加熱することにより行った
りすることができる。このときの加熱温度は、バインダ
ー体の融点以上で、かつ、マトリックス繊維の融点未満
の温度とされる。このようにバインダー体が加熱溶融さ
れると、バインダー体とマトリックス繊維とが融着して
マトリックス繊維同士が溶融バインダー体を介して連結
されるので、繊維混合体を成形型面に応じた形状に賦形
することができ、その賦形状態を保持することができ
る。なお、バインダー体を介するマトリックス繊維同士
の結合は、加熱溶融したバインダー体が冷却されること
により完了する。このため、バインダー体が溶融状態に
あれば、マトリックス繊維は溶融バインダー体により交
絡点が拘束されているものの、その配向状態を変えるこ
とができ、また賦形状態に保持された繊維混合体は変形
可能である。

【００１９】このようにバインダー体を加熱溶融した
後、このバインダー体の溶融状態を維持しつつ、成形型
面から型内を吸引して、溶融バインダー体により交絡点
が拘束されたマトリックス繊維を吸引方向に配向させ
る。ここに、成形型面からの吸引は、対向する成形型面
のうちの一方のみから行うことも可能であるが、マトリ
ックス繊維を全体にわたってより均一に、かつ、より速
く上記吸引方向に配向させる観点から、対向する成形型
面の双方から行うことが好ましい。

【００２０】また、成形型面から型内を吸引する場合、
所定量型開きして対向する成形型面同士の間隔を所定量
大きくしながら吸引することが好ましい。この態様によ
り、溶融バインダー体により交絡点が拘束されたマトリ
ックス繊維が向きを変え易くなるため、ランダムな方向
に配向したマトリックス繊維をより確実に、かつ、より
速く上記吸引方向に配向させることができる。なお、こ
の場合、所定量型開きした後の対向する成形型面同士の
間隔が、本発明の繊維集合体を適用する製品の所定厚さ
とされる。

【００２１】このように成形型面から型内を吸引するこ
とにより、溶融バインダー体により交絡点が拘束された
マトリックス繊維は、吸引された型面側の表面から向き
を変えて吸引方向に配向するため、溶融バインダー体に
より交絡点が拘束された複数のマトリックス繊維の配列
が形成される。なお、バインダー体の加熱溶融と成形型
面からの吸引とを同時期に開始することも可能ではある
が、この場合、溶融される前のバインダー体や溶融バイ
ンダー体により交絡点が拘束されていないマトリックス
繊維が、成形型面に形成された吸引口に浸入するおそれ
があるため、上述したようにバインダー体を加熱溶融さ
せて溶融バインダーによりマトリックス繊維を拘束させ
た後に吸引を行うことが好ましい。

【００２２】ここに、成形型の対向する成形型面のうち
の一方のみから吸引した場合は他方の成形型面側におい
て、双方から吸引した場合は対向する成形型面の中間部
において、マトリックス繊維の密度が低下するおそれが
ある。そこで、成形型面から吸引してマトリックス繊維
を吸引方向に配向させた後、かかる密度低下を補う量の
短繊維等を密度低下した部分に充填材として追加して吹
き込むことが好ましい。特に、上述したように吸引時に
成形型を所定量型開きする場合は、型開きすること自体
により密度が低下するため、充填材の補充を積極的に行
うことが好ましい。なお、この充填材の追加吹き込み
は、充填材とバインダー体との溶融交絡点の形成により
効果的なクッション特性（弾力性や制振性等）を確保す
る観点から、バインダー体が溶融状態にあるときに行う
ことが好ましい。また、充填材とともにバインダー体も
追加して吹き込めば、より効果的なクッション特性を確
保することができる。

【００２３】上記短繊維の種類としては特に限定されな
いが、バインダー体との結合のし易さを考慮してマトリ
ックス繊維と同じものを用いることが好ましい。また、
短繊維の長さは、３０〜８０ｍｍ程度とすることができ
る。このようにして溶融バインダー体に交絡点が拘束さ
れつつ一定方向、すなわち上記吸引方向に配向されたマ
トリックス繊維同士は、溶融バインダー体を冷却するこ
とにより、バインダー体を介して、配向状態及び賦形状
態を維持しつつ結合され、所望形状の繊維集合体が製造
される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ具体的に説明する。本実施例は、本発明の繊維集
合体により自動車の座席シート用パッドを製造するもの
である。まず、マトリックス繊維として、平均長さが８
０ｍｍ（上記座席シート用パッドの厚さの１６０％程度
に相当）、平均太さが７デニールであるポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）繊維（融点：２３０℃）を、ま
たバインダー体として、平均粒径が１００μｍであるポ
リウレタン反応型ホットメルトパウダー材（融点：１４
０℃）をそれぞれ準備した。

【００２５】また、上記座席シート用パッドの製品形状
の成形型面１ａ、２ａを有する一対の上下成形型１、２
を準備した。この上下成形型１、２は、成形型面１ａ、
２ａに垂直方向（図１〜図３の上下方向）に開口する複
数の吸引口１１、２１をそれぞれ有している。また下成
形型２には、吹き込み口２２及び排出口２３が水平方向
に対向して設けられている。なお、排出口２３には、空
気のみを通して排出口２３からの繊維の流出を防ぐ焼結
体ベント２４が配設されている。

【００２６】まず、図１に示すように、上下成形型１、
２を型締めし、マトリックス繊維８０重量％とバインダ
ー体２０重量％とを混合した繊維混合体３を、吹き込み
口２２から型内に吹き込み充填した。なお、型締めされ
た上下成形型１、２の成形型面１ａ、２ａ間の間隔は、
上記座席シート用パッドの製品厚さよりも所定量（２０
ｍｍ程度）小さくされている。

【００２７】そして、吹き込み口２２から型内に熱風を
吹き込むことにより、バインダー体の融点以上で、か
つ、マトリックス繊維の融点未満の温度である１８０℃
の温度でバインダー体を加熱し、バインダー体を溶融状
態とした。これにより、バインダー体はその表面が溶融
してマトリックス繊維と融着し、マトリックス繊維同士
が溶融バインダー体を介して連結されるので、繊維混合
体３を成形型面１ａ、２ａに応じた形状に賦形すること
ができ、その賦形状態を保持することができる。

【００２８】その後、図示しない吸引装置を用いて成形
型面１ａ、２ａの吸引口１１、２１から型内を吸引しな
がら、上下金型１、２を所定量（２０ｍｍ程度）型開き
して成形型面１ａ、２ａ間の間隔を上記座席シート用パ
ッドの製品厚さと同等とした。これにより、溶融バイン
ダー体により交絡点が拘束されたマトリックス繊維は、
成形型面１ａ、２ａ側の表面から向きを変えて、吸引方
向、すなわち成形型面１ａ、２ａに対して垂直方向（図
１〜図３の上下方向）に確実に、かつ、速やかに全体に
わたって配向し、溶融バインダー体により交絡点が拘束
された複数のマトリックス繊維の配列が形成された（図
２参照）。

【００２９】なお、マトリックス繊維は、溶融バインダ
ー体により交絡点が拘束されているため、吸引時に吸引
口１１、２１に浸入するおそれが少ない。その後、成形
型面１ａ、２ａ間の主に中間部分における密度低下を補
うべく、この密度低下を補う量の充填材としてのポリエ
ステル短繊維（平均長さ：４０ｍｍ、平均太さ：５デニ
ール）８０重量％と上記バインダー体２０重量％とを吹
き込み口２２から、１８０℃の熱風により吹き込んだ。
これにより、繊維混合体３の密度低下した主に中央部分
を充填材で補填し、充填材とマトリックス繊維とを溶融
バインダー体により結合させた。

【００３０】そして、溶融バインダー体を冷却すること
により、溶融バインダー体に交絡点が拘束されつつ一定
方向、すなわち上記吸引方向に配向されたマトリックス
繊維同士（及びマトリックス繊維と充填材）を、バイン
ダー体を介して、配向状態及び賦形形態を維持しつつ結
合し、所望形状の繊維集合体４を製造した（図３参
照）。

【００３１】こうして製造された繊維集合体４は、マト
リックス繊維の大部分（全体の６割以上）が上記吸引方
向に配向しているため、この方向から受ける荷重に対し
て耐へたり性が向上する。したがって、この繊維集合体
４を用いた座席シート用パッド材は、長期にわたってク
ッション性能を維持することが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る繊維集
合体では、マトリックス繊維が一定方向に配向している
ことから、当該方向から受ける荷重に対して耐へたり性
が向上する。このため、十分なクッション性能を長期間
にわたって維持することができる。

【００３３】また、バインダー体の配合割合を増加させ
ることにより耐へたり性を向上させているわけではない
ので、適切な柔軟性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の繊維集合体の製造方法を説明する図
であり、マトリックス繊維とバインダー体との繊維混合
体を成形型内に配置した状態を示す断面図である。

【図２】本実施例の繊維集合体の製造方法を説明する図
であり、成形型面からの吸引により、マトリックス繊維
を吸引方向に配向させた状態を示す断面図である。

【図３】本実施例の繊維集合体の製造方法を説明する図
であり、繊維集合体が完成した状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…上成形型 ２…下成形型 １ａ、２ａ…成形型面 １１、２１…吸引口 ３…繊維混合体 ４…繊維集合体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリックス繊維と、該マトリックス繊
   維中に分散混入され、該マトリックス繊維より低融点の
   バインダー体とを有する繊維混合体を、所望形状に熱成
   形してなる繊維集合体であって、 上記マトリックス繊維が一定方向に配向していることを
   特徴とする繊維集合体。
2. 【請求項２】 マトリックス繊維と、該マトリックス繊
   維中に分散混入され、該マトリックス繊維より低融点の
   バインダー体とを有する繊維混合体を、成形型内で所望
   形状に熱成形して繊維集合体を製造する方法であって、 上記繊維混合体を上記成形型内に配置した状態で、上記
   バインダー体を加熱溶融させるとともに、該成形型の成
   形型面から型内を吸引して上記マトリックス繊維を吸引
   方向に配向させる工程と、 上記加熱溶融したバインダー体を冷却して、上記吸引方
   向に配向したマトリックス繊維同士を該バインダー体を
   介して結合させる工程とからなることを特徴とする繊維
   集合体の製造方法。