WO1994010366A1

WO1994010366A1 - Agregat fibreux ultra-gonfle et son procede de production

Info

Publication number: WO1994010366A1
Application number: PCT/JP1993/001583
Authority: WO
Inventors: Yugoro Masuda; Makio Nagata
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 1995-05-02
Also published as: KR20000023767A; EP0625603A4; DE69319419D1; KR100286415B1; EP0625603B1; US5569525A; JP2601751B2; KR940703947A; JPH06146148A; DE69319419T2; KR100284511B1; EP0625603A1

Description

明糸田書超嵩高繊維集合体及びその製造方法技術分野

本発明は、低融点バインダー繊維を含むポリエステル織維集合体よりなる超嵩高織維集合体の製造方法に関する。

背景技術

ポリエステル織維製のクッション材は種々開発されているが、圧縮荷童による歪のないボリユウム感ある製品を得ることはできなかった。

そこで、我々は鋭意研究を重ね、ポリエステルからなる複合繊維を使用して、べット用マツトとしても使用できる、ボリュ一ム感のある品質のよいクッシヨン材を製造する方法を開発した（特開平 2 _ 1 5 4 0 5 0号公報）。

この方法は、（A)ポリエステル繊維と（B) 鞘に芯より融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合織維を、特定の割合で混綿したカードウェブを、遠赤外線又は熱風式ヒータで仮融着し、所定の密度及び厚さに応じて積層し、この積層体を熱処理して、積層体を形成する各層間を相互に融着するという方法であり、厚さ 1 0 cm程度のクッション材を製造することを可能とした。

しかし、ウェブを水平に積層して連続乾熱処理する場合、厚さを増すと、密度の均一性及び温熱透過性に限度があり、また、バッチ方式の蒸熱処理においても、厚さが過度になると、繊維の自重により上下に密度勾配を生じ、製品が不均一となるため、特開平 2 - 1 5 4 0 5 0号公報記載の方法でも、厚さ 2 0 cm、 5 0 cmというように厚いクッション材を均一な密度で安定して製造することは不可能であった。

そこで、本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、ポリエステル繊維を使用して、ウレタンフォームのように縦 *横 *高さいずれの方向の密度も均一で、しかも厚さが 2 0 cm以上、特に 1 0 0 cmというような超嵩高のプロック状織維集合体で、スライスして、クッション材ゃ肩パット等として使用できる製品を提供すること、及びその安定した製造方法を提供することを目的とする。発明の開示

本発明では、織維積層体の素材及び熱処理法を工夫することにより、ウレタンフォーム等と同様のスライス加工が可能な、超嵩高織維集合体の提供を可能としたものであり、本発明の製品は、（A)ポリエステル織維と（B) 鞘に芯より融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合織維を、混綿してなるものであり、立体的に連続した織維の交絡部が上記芯鞘型複合繊維の鞘部の溶融によって融着されており、厚さ 2 0 0瞧以上、密度 0. 0 2〜0. 1 g / cm³ で、密度のばらつき範囲が縦 ·横 ·高さいずれの方向においても土 5 %以内であるという特徴を有する。この製品は、（A)ポリエステル織維と（B) 鞘に芯より融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維を混綿した力一ドウエブを、遠赤外線又は熱風ヒータで仮融着し、所定の密度及び厚さに応じて積層し、この積層体を熱処理して、積層体を形成する各層間を相互に融着するという方法において、上記熱処理を、上記積層体を上下 2枚のプレート間に圧縮保持させ、蒸気釜に入れ、蒸気を導入するという方法で実施するものであり、この際、上記積層体が起立した状態で、熱処理を受けるようにすることよって、製造できる。

即ち、本発明では、カードで開織されたウェブを、例えばクロスレイヤー方式で所定の目付けになるように、積み重ね、織維が幅方向に配列された不織布とし、この不織布を積層、一体化して繊維集合体を得るものであるが、積層体を所望の厚さ、密度になるように上下プレート間に圧縮挟持させた後、これを、織維集合体をウェブ積層時と異なる方向に自重がかかるように、例えば、幅方向（織維配列の方向）が垂直になるように 9 0度反転させて、又は、起立方向が織維配列に平行となるように、横方向に 9 0度反転させて熱セットするため、織維の自重による下部への移行が、水平方向に働く繊維の反発力によって抑制され、厚さに関係なく、 X軸、 Y軸両方向とも均一な密度の超嵩高繊維集合体を得ることができるのである。

このような方法では、常に水平方向の反発応力を働かせることにより、繊維集合体の厚さに関係なく、任意な密度の繊維集合体を得ることができるものであり、例えば、ウェブの目付けが同じでも、ウェブの厚さを厚く（密度小）することにより、低密度の製品を得ることができ、また、薄く（密度大）することにより、高密度の製品を得ることができる。

なお、本発明では、繊維積層体を、その自重が一方向に偏らないように、回転させながら、熱処理してもよい。

本発明における（A) のポリエステル繊維としては、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリへキサメチレンテレフ夕レート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ 1, 4-ジメチルシクロへキサンテレフタレート、ポリヒドロラクトンまたはこれらの共重合エステルゃコンジユゲートスピニングによる複合繊維などがいずれも使用できる。熱収縮率の異なる 2種のポリマーからなるサイドバイサイド型複合繊維は、スパイラル状捲縮を発現し、立体構造をとるので好ましく、特に、中空率 5〜3 0 %の中空糸の使用が好ましい。なお、繊度 4〜3 0デニールで、カット長 2 5〜 1 5 0 mmのものが使用するのが好ましい。

次に、（B) の芯鞘型複合繊維としては、芯に通常のポリエステル繊維成分を使用し、鞘に低融点ポリエステル、ポリオレフイン、ポリアミド等を、芯成分と鞘成分の融点の差が 3 0 °C以上となるように組み合わせて製造した複合繊維がいずれも使用できる。繊度 2〜2 0デニール、カツト長 2 5〜7 6匪のものを使用するのが好ましい。

(B) の芯鞘型複合繊維の鞘成分としては、特に、低融点ポリエステルの使用が好ましいが、この種のポリエステルは、アジピン酸、セバチン酸などの脂肪族ジカルボン酸類、フタル酸、イソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および/またはへキサヒドロテレフタル酸、へキサヒドロイソフタル酸などの脂環族ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシリレングリコールなどの脂肪族や脂環族ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのォキシ酸類を添加した共重合エステルであり、例えばテレフタル酸とエチレングリコールに、ィソフタル酸及び 1, 6-へキサンジオールを添加共重合させたポリェステルなどが例示される。

なお、本発明では、重量比で 9 5〜4 0 ： 5 ~ 6 0 というような割合で、（A) 及び（B) の繊維を混綿して得た低目付のカードウエブの表面を、遠赤外線又は熱風式ヒータで仮融着し、所定の密度及び厚さに応じて積層し、この積層体を、熱伝導性のよい金属板などのプレート間に圧縮保持させた状態で、積層体を起立させて、すなわちカードウェブの積層した層の厚さ方向が縦となるような状態で、蒸気釜中で、熱処理する。なお、上記仮融着及び熱処理は、（B) の織維の鞘成分は溶融するが、（A)の織維及び（B) の繊維の芯成分は溶融しない温度で実施されるのがよい。

この熱処理は、蒸気釜内部を 7 5 O mmHg以上に減圧した後、該蒸気釜に 1 kg/c m²以上の蒸気を導入して、実施されるのが好ましく、積層体を圧縮保持するプレ —トは、多孔板からなるのが好ましい。

このように、積層体を圧縮保持した状態で立てて、荷重が積層体の厚さ方向に影響ないようにして、熱処理するため、厚さが 5 O cm、 1 0 O cmというような厚い繊維集合体であっても、内層部まで均一に融着され、全体に風合よく、外観にも優れた製品を効率よく得ることが出来る。所望の密度で、密度のばらつき範囲が ± 5%以内の製品を容易に得ることができ、また、硬さ 10g/cm² 以上である繊維集合体の製造も安定して可能となる。

なお、本発明では、他の繊維を第 3成分として混綿してもよく、また、本発明で使用する織維の少なくとも一部を、潜在捲縮性ポリエステル複合繊維、抗菌性ゼォライト等の抗菌剤を練り込んだ抗菌ポリエステル織維、難燃性ポリエステル繊維などとしてもよい。

本発明の織維集合体は、前述した如く、それを構成する艤維主体（a) として、中空複合繊維を使用するのが好ましいが、これは、ウェブの繊維方向が不規則に絡み合い、芯鞘型複合織維の低融点成分と交絡部で、融着接合されて立体的な構造となるため、繰り返し圧縮荷重による歪が非常に小さい製品を得ることができるからである。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施例における、熱処理前後の繊維積層体の状態を示す説明図である。

図 2は、本発明の実施例で使用した、回転式セッ夕一の概略図である。

発明を実施するための最良の形態

塞施例 1 ~ 6 (A) 相対粘度 1. 3 7のポリエチレンテレフ夕レートと同 1. 2 2のポリエチレンテレフタレートを 1 ： 1の比率でサイドバイサイド型に複合して得た、中空率 1 6. 1 %の中空複合ポリエステル繊維（繊度 1 3デニール、カット長 5 1 漏） 8 0 重量％と、（B) 融点 2 5 7でのポリエチレンテレフタレートを芯とし、融点 1 1 0 の共重合ポリエステル（テレフタル酸イソフタル酸 = 6 0 / 4 0 ) を鞘とする芯鞘型複合繊維（繊度 4デニール、繊維長 5 l mm) 2 0重量％を、開繊機にて混綿し、カーディングをした後、クロスレイヤーにて目付 3 5 0 g Zm ² のゥエブとなし、連続的に温度が 1 3 0 °Cの遠赤外線熱処理機を通過させて、融着したウェブを得た。

得られた幅 1. 5 m、長さ 2 mのウェブを、所望の密度になるように、上下プレート 1 、 2間に多数枚積み重ね、積層体の厚さが 5 0 cm又は 1 mとなるようにサンドィツチ状に圧縮した後、積み重ねたウェブ "^維集合体 3—（図 1の A参照 ) を、幅方向が垂直になるように縦方向に 9 0度反転し（図 1の B参照）、そのまま蒸気釜内部に入れ、蒸気釜内部（及びそこに配置されたウェブ積層体内部）の空気を真空ポンプで抜き、 7 5 0腿 Hgに減圧した後、蒸気釜内部に 3 Kg/cm²の蒸気を吹き込んで、 1 3 2 °Cにて 1 0分間熱処理した。

蒸気釜内部の蒸気を、再度真空ポンプにて抜き、蒸気釜内部で繊維交絡部が融着接合し、一体成型された、幅 X長さ = 1 5 0 cm x 2 0 0 cmで厚さが 5 0 cm又は 1 0 0 cm、密度 0. 0 2 5、 0. 0 3 5、 0. 0 5 g/cm³ のプロック状繊維集合体を得た（表 1参照）。

得られたブロック状繊維集合体を、図 1の Cのように元の状態に戻して、水平 ( X軸）方向と垂直（Y軸）方法にそれぞれ 1 0等分にスライスし、各部分の密度、硬さの分布及び繰返し圧縮残留歪み、圧縮残留歪みを J I S—K 6 7 6 7及び J I S— K 6 4 0 1に準じた方法で測定した。その結果を表 1に示す。

実施例 7

実施例 4と同様の方法で、上下プレー卜 ί、 2間に積み重ねたウェブ ~«維集合体 3—を、起立方向が繊維配列に平行となるように、横方向に 9 0度反転させ、実施例 4と同様の熱処理をした。

得られたプロック状繊維集合体の物性試験の結果を表 1に示す。比較例 1 3

実施例 1 と同様の方法で、ウェブの積み重ねた密度が、 0. 0 2 5 0. 0 3 5 0. 0 5 g/cm³ となるように、ウェブを 3 0 cm- 5 0 cmに積み重ねたものを、図 1の Aように幅方向が水平な状態で、実施例と同様の条件で熱処理した。

得られたプロック状繊維集合体の密度及び硬さの分布を、 X軸及び Y軸方向、 1 0等分にスライスして測定した。その結果を表 1及び表 2に示す。

表 1

注）「密度ばらつき度」は、平均密度に対する密度のばらつきの範囲を示す。表 2

測定方法 ·

1 . 表面硬度（繊維配向面硬度）

ァスカー F型式硬度計にて、 X軸方向にスライスした各面の 9 力所の部分を測定し、その平均値を示す。

2 . 平均密度

X軸方向、 Y軸方向にスライスした各試料の体積及び重量を測定し、その平均値を算出した。

3 . 密度差

X軸方向、 Y軸方向に 1 0層にスライスした各試料の平均密度より、上限、下限の密度差が士 5 %以内のバラツキ範囲であることを基準として優劣を判定した。

4 . 圧縮硬さ（J I S K 6401に準ずる）

1 5 0 X 1 5 0 mmの試料を上下平行圧縮板の間に挟み、 1 0誦 /sec以下の速さで、 0. 3 6 kgf まで圧縮し、この時の厚さを測定し、これを初めの厚さとして、次に初めの厚さの 2 5 %まで圧縮して静止させ、 2 0秒後の荷重を読み取り、その値を示す。

5 . 圧縮残留歪

1 5 0 X 1 5 0 mmの試料を上下平行圧縮板で、最初の厚さの 5 0 %に圧縮固定し、室温にて 4 0時間放置後、圧縮板を取り除き、 3 0分放置後、その厚さを測定する。

圧縮残留歪率（％) = ( t o - t , ) X 1 0 0 / t o

〔但し、 "：初めの試料厚さ（mm)、：試験後の試料厚さ（画）〕

6 . 繰返圧縮残留歪

1 5 0 x 1 5 O mmの試料を上下平行圧縮板の間に挟み、常温で毎分 6 0回の速度で、試料の厚さを 5 0 %に連続 8 0 , 0 0 0回繰り返し圧縮した後、試料を取り出し 3 0分間放置後、その厚さを測定し、上記 5と同様の式で残留歪率を算出する。

表 1及び表 2の測定値より、本発明で得られた各密度の超嵩高繊維集合体は、 X軸方向、 Y軸方向のどの部分をとつても密度勾配の極めて小さい一定範囲内に収斂しており、また、硬さも各密度に応じた一定の値を示し、厚さ、密度に関係なく、均一な品質の優れた繊維集合体であることがわかる。

従って、これらの圧縮特性においても、歪みの小さい、弾性に優れた繊維集合体であることがわかる。

実施例 8

実施例 7の方法を、図 2に示す回転式セッターを利用して実施した。この装置は、プレー卜 1、 2で挟持した繊維集合体 3を、缶体 8内部で、プレー卜支持体 4により保持した状態で、ジョイン卜部分 5を介して、駆動モータ 6により回転される回転シャフト 7に取り付けることができるものであり、繊維集合体 3を回転させながら缶体 8内部で熱処理を可能とする。

この方法では、繊維集合体 3の自重のかかる方向を分散させた状態で、熱処理できるため、非常に密度のばらつきの少ない製品を得ることができる。

産業上の利用可能性

本発明では、厚いブロック状の繊維集合体が得られるため、これをスライスして、肩パットゃクッション材、車のシート材料等となすことができる。また、該繊維集合体は加熱等により成形することが可能であるから、成形材料としても用いることができ、このような成形方法によれば、生産性の向上やコストダウンが計れる。更に、本発明の方法は、従来のプレート板多段方式に比して、熱効率がよく処理時間が短縮できる利点もある。

Claims

請求の範囲

1 . (A)ポリエステル繊維と（B) 鞘に芯より融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維を、混綿してなるものであり、立体的に連続した繊維の交絡部が上記芯鞘型複合繊維の鞘部の溶融によって融着されており、厚さ 2 0 O mm以上、密度 0. 0 2 ~0. 1 /cm³ で、密度のばらつき範囲が縦 ·横 ·高さいずれの方向においても土 5 %以内であることを特徴とする超嵩高繊維集合体。

2 . 上記（A)のポリエステル繊維が、熱収縮率の異なる 2種のポリマーからなるサイドバイサイド型複合繊維である請求項 1の超嵩高繊維集合体。

3 . 上記（A)のポリエステル繊維が、中空率 5〜3 0 %の中空糸である請求項 1 又は 2の超嵩高繊維集合体。

4 . 上記（A) のポリエステル繊維が、繊度 4〜3 0デニールで、カット長 2 5〜 1 5 0誦である請求項 1 ~ 3いずれか 1項の超嵩高繊維集合体。

5 . 上記（B) の芯鞘型複合繊維の芯成分と鞘成分の融点の差が 3 0 °C以上であり、芯が通常のポリエステル繊維成分からなり、鞘が低融点ポリエステル、ポリォレフィン又はポリァミドからなる請求項 1 ~ 4いずれか 1項の超嵩高繊維集合体。

6 . 上記（B) の芯鞘型複合繊維の繊度が 2 ~ 2 0デニール、カツト長が 2 5 - 7 6匪である請求項 1〜 5いずれか 1項の超嵩高繊維集合体。

7 . 上記（A) と（B) の繊維の混綿率が重量比で 9 5〜4 0 ： 5〜6 0である請求項 1 ~ 6いずれか 1項の超嵩高繊維集合体。

8 . (A)ポリエステル繊維と（B) 鞘に芯より融点が低い低融点成分を使用した芯鞘型複合繊維を、混綿したカードウェブを、遠赤外線又は熱風ヒータで仮融着し、所定の密度及び厚さに応じて積層し、この積層体を熱処理して、積層体を形成する各層間を相互に融着するという方法において、上記熱処理を、上記積層体を上下 2枚のプレート間に圧縮保持させ、蒸気釜に入れ、蒸気を導入するという方法で実施するものであり、この際、上記積層体が起立した状態で、熱

' 処理を受けることを特徴とする超嵩高繊維集合体の製造方法。

9 . 上記仮融着及び熱処理が、上記（B) の繊維の鞘成分は溶融するが、上記（A) の繊維及び上記（B) の繊維の芯成分は溶融しない温度で実施される請求項 8の方法。

0 . 上記（A)のポリエステル繊維が、熱収縮率の異なる 2種のポリマーからなるサイドバイサイド型複合繊維である請求項 8又は 9の方法。

1 . 上記（A)のポリエステル繊維が、中空率 5〜3 0 %の中空糸である請求項 8〜 1 0いずれか 1項の方法。

2 . 上記（A) のポリエステル繊維が、繊度 4〜3 0デニールで、カット長 2 5 〜 1 5 0腿である請求項 8〜 1 1いずれか 1項の方法。

3 . 上記（B) の芯鞘型複合繊維の芯成分と鞘成分の融点の差が 3 0 °C以上であり、芯が通常のポリエステル繊維成分からなり、鞘が低融点ポリエステル、ポリオレフィン又はポリァミドからなる請求項 8〜 1 2いずれか 1項の方法。 4 . 上記（B) の芯鞘型複合繊維の繊度が 2〜2 0デニール、カツト長が 2 5〜 7 6腿である請求項 8〜 1 3いずれか 1項の方法。

5 . 上記（A) と（B) の繊維の混綿率が重量比で 9 5〜4 0 ： 5〜6 0である請求項 8〜 1 4いずれか 1項の方法。