JP2007239115A

JP2007239115A - 繊維成型材の製造装置および繊維成型材

Info

Publication number: JP2007239115A
Application number: JP2006060530A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamamoto; 和夫山本
Original assignee: TOKYO KASEN KK
Current assignee: TOKYO KASEN KK
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】立体的繊維層による特有の耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を保持すると共に、クッション材の部分的な密度や硬度を自在に調節できる繊維成型材の製造装置および繊維成型材を提供する。
【解決手段】本発明の繊維成型材の製造装置１は、カード機２より送り込まれたカードウエブを規則的に縦方向に折り畳み、立体的繊維層を形成するフォーミング装置１０と、カード機３から搬送されたカードウエブを幅方向に往復移動させるクロスレイヤー２０と、該クロスレイヤー２０から繰り出されるカードウエブをジグザグ状に折り重ねて積層シートを形成し、該積層シートを立体的繊維層の上面に搬送させるフロアコンベア２３と、前記立体的繊維層の下面に配設される繊維シートを懸架するローラ４と、該ローラ４から繰り出された繊維シートを立体的繊維層の下面に搬送する搬送コンベア３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、特有の耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を有すると共に、クッション材の部分的な密度や硬度を自在に調節できる繊維成型材の製造装置および繊維成型材に関する。

従来、種々のタイプの繊維成型材が提案されており、そのような中で、腰が強くてへたりにくく、また経時変化が少なく耐久性に優れた繊維製クッション材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上掲特許文献１記載の繊維製クッション材の製造方法は、高融点繊維と、この高融点繊維より融点に低い低融点繊維とを、高融点繊維：低融点繊維の重量比が９０：１０〜５０：５０となるように混合して繊維ウエブを形成し、この繊維ウエブを所定の間隔を隔てて対向配置した垂直方向の一対のコンベア間に連続的に供給してクッション材の厚み方向に対して直交するように積層し、これを前記両繊維の融点間の温度に加熱して低融点繊維を溶融せしめることにより前記高融点繊維間、及び前記両繊維ウエブの層間を熱融着して安定化することを特徴としている。
特公平７−１１５４３６号公報（第１−２頁、図１）

しかしながら、上記方法において製造されるものを含め繊維製クッション材においては、クッション材の密度を部分的に調節することができず、全体が同一の硬さに形成されるために使用勝手やフィット性の向上は得られなかった。

そこで本発明の目的は、立体的繊維層による特有の耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を保持すると共に、クッション材の部分的な密度や硬度を自在に調節できる繊維成型材の製造装置および繊維成型材を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の繊維成型材の製造装置は、カード機より送り込まれたカードウエブを規則的に縦方向に折り畳み、立体的繊維層を形成するフォーミング装置と、
カード機から搬送されたカードウエブを幅方向に往復移動させるクロスレイヤーと、
該クロスレイヤーから繰り出されるカードウエブをジグザグ状に折り重ねて積層シートを形成し、該積層シートを立体的繊維層の上面に搬送させるフロアコンベアと、
前記立体的繊維層の下面に配設される繊維シートを懸架するローラと、
該ローラから繰り出された繊維シートを立体的繊維層の下面に搬送する搬送コンベアと
を備えることを特徴とする。

本発明の繊維成型材の製造装置の好適実施形態としては、前記繊維シートを繰り出すローラに代え、前記積層シートを連続製出供給する積層シート製造装置を設置した製造装置、前記フォーミング装置へカードウエブを送り込むカード機を、ウエブ形状が異なる２プライウエブを製出可能なるダブルドファタイプとした製造装置および前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートを加熱および圧着させる加熱処理機を備えた製造装置を挙げることができる。

本発明の繊維成型材は、上記のいずれかの製造装置により製造される、立体的繊維層と、該立体的繊維層の上面に配設される積層シートと、前記立体的繊維層の下面に配設される繊維シートとで形成されるものである。また、前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートの少なくとも１層の組成中に、構成する他の短繊維より溶融点の低い接着繊維を３〜５０％重量の範囲で混入させてもよく、前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シート夫々に混入する接着繊維の混入比率を変えてもよい。さらに、立体的繊維層の下面に、前記繊維シートに代えて積層シートを配設させることができる。さらにまた、前記繊維成型材は、加熱処理機により一定の厚さ幅の一体化されたマット状に成型することができる。

本発明の繊維成型材の製造装置によれば、クロスレイヤーの振り幅およびフロアコンベアの搬送速度を調節することで、積層シートの密度や硬度を部分的に調節できる。

また、カード機を、ウエブ形状が異なる２プライウエブを製出可能なるダブルドファタイプとすることで、短繊維がランダム配置のウエブと、長手方向にパラレル配置のウエブを同時に製出し、これらを重ねた状態で同時に規則的に一定厚さを連続して折り込むことにより、通気性や吸音性能、また強度向上に寄与する立体的繊維層を構成することができる。

本発明の繊維成型材によれば、立体的繊維層の上面に積層シートを、下面に繊維シートを配設させ、連続加熱処理されて一体化成型されるため、規則的に折り込まれた立体的繊維層の乖離防止機能による強靭なマットを得ることができる。また、前記立体的繊維層の下面に、繊維シートに代えて積層シートを配設させることで、立体的繊維層の下面においても部分的な密度や硬度を自在に調節できる。さらに、繊維成型材を加熱処理機により一定の厚さと幅のマット状とすることにより、通気性が高く、優れた強度を発揮することができるクッション材を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図示する本発明の一実施の形態に係る製造装置１は、カード機２から搬送されたカードウエブＷ１を規則的に縦方向に折り畳み、立体的繊維層ａを形成するフォーミング装置１０と、カード機３から搬送されたカードウエブＷ２を幅方向に往復移動させるクロスレイヤー２０と、クロスレイヤー２０から繰り出されるウエブＷ２をジグザグ状に折り重ねて積層シートｂを形成し、かかる積層シートｂを立体的繊維層ａの上面に搬送させるフロアコンベア２３と、立体的繊維層ａの下面に配設される、繊維シートｃを懸架するローラ４と、ローラ４から繰り出された繊維シートｃを立体的繊維層ａの下面に搬送する搬送コンベア３０とを備える。

フォーミング装置１０は立体的繊維層ａを製造するもので、カード機２から送られたウエブＷ１を規則的に縦方向に折り畳むギア部１１と、ギア部１１を回転駆動させるモータ（図示せず）により形成されている。カード機２から送られたウエブＷ１をフォーミング装置１０にて規則的に縦方向に折り畳むことにより、任意の立体的厚さ、例えば、２０〜１００ｍｍの立体的繊維層ａを形成することができる。

立体的繊維層ａは、単繊維が平面に対し略立体的に配列している繊維集合体からなる。立体的繊維層ａは、単繊維が略立体的に配列されていることで、構造的にへたりにくく、上面から下面への空気、液体、音などの透過性が良好となり、通気性および吸音性の向上効果に付与する。

クロスレイヤー２０は、所定の間隔を隔ててパラレル状態に配列された一対のコンベア２１により、上昇コンベア２２を介してカード機３から搬送されたウエブＷ２を、挟んだ状態で連続的に幅方向に往復移動させるものである。また、クロスレイヤー２０においては、その往復移動の幅を変更することで、ウエブＷ２の積層状態を部分的に調節することが可能となる。例えば、図２に示すように、コンベア２１の往復移動幅を通常幅Ｄから小幅ｄに変更させた場合、小幅ｄ部分においては肉厚状の積層シートｂ１が形成される。

フロアコンベア２３は、クロスレイヤー２０から繰り出されるウエブＷ２をジグザグ状に折り重ねて積層シートｂを形成し、かかる積層シートｂを一定速度で立体的繊維層ａの上面に搬送させるものである。この際、図３に示すように、フロアコンベア２３の搬送速度を高めることで、積層シートｂの積層状態が疎になり（Ｂ部分）、フロアコンベア２３の搬送速度を低くすると、積層シートｂの積層状態が密になる（Ａ部分）。そのため、積層シートｂの積層密度や硬度を自在に調節することができる。

カード機２の下方には、ローラ４が配設されている。かかるローラ４には、通気性良好なる不織布等からなる繊維シートｃが懸架されている。またローラ４の前方には、ローラ４に懸架されている繊維シートｃを、立体的繊維層ａの下面に搬送する搬送コンベア３０が配設されている。

加熱処理機４０は、立体的繊維層ａと、立体的繊維層ａの上面に配列された積層シートｂ、および下面に配列された平面的繊維シートｃを加熱および圧着させるものである。加熱処理機４０の加熱処理の手段としては、熱水スチームや高圧スチーム等の湿熱タイプ、また各種熱源による乾熱タイプ等の公知の設備が使用できる。

本発明の繊維成型材の製造装置の他の好適例として、繊維シートｃを繰り出すローラ４に代え、積層シートを連続製出供給する積層シート製造装置（図示せず）を設置することが好ましい。かかる積層シート製造装置は、上述と同様のカードウエブをジグザグ状に折り重ねて形成するクロスレイヤーとフロアコンベアからなる。

また、本発明の繊維成型材の製造装置の他の好適例として、図４に示すように、カード機２を、短繊維配列構造が異なる少なくとも２種類のカードウエブを製出させるダブルドファーカード機２´とすることが好ましい。ダブルドファーカード機２´は、ロール５の先方に一対のドファー６、７を上下位置に配列させることにより形成されており、短繊維がランダム配置のウエブＷ´と、長手方向にパラレル配置のウエブＷ”を同時に製出することができる。これらのウエブを重ねた状態でフォーミング装置１０に送り込み、フォーミング装置１０にて同時に規則的に一定厚さを連続して折り畳むことにより、図６に示す立体的繊維層ａ´を構成することができる。ランダム配置のウエブＷ´はほぼ均一のボリュームであることから、通気性や吸音性能の向上に、またパラレル配置のウエブＷ”は立体方向の強度の向上に寄与する。この結果、単一の立体的繊維層のみでも複数の性能向上が図られることとなる。

次に、上述の製造装置により形成される繊維成型材の詳細を説明する。
図５に示す繊維成型材５０は、立体的繊維層ａと、立体的繊維層ａの上面に配設される積層シートｂと、立体的繊維層ａの下面に配設される繊維シートｃとで形成されており、それらを加熱処理機４０にて加熱および圧着することにより形成される。

積層シートｂは、クロスレイヤー２０の往復移動およびフロアコンベア２３の移動にてウエブＷ２をジグザグ状に折り重ねて形成され、往復移動の幅を変更、またフロアコンベア２３の移動速度を変更することで、厚さ、密度、硬度等を自在に変更することができる。

繊維シートｃは、ローラ４に懸架されており、好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ²程度の樹脂綿タイプの通気性良好なる不織布で、所望の最適な結果が得られる。通気性のある不織布であれば、熱風循環タイプ加熱処理機での熱風通過が容易であり、本発明の厚みを有するマットの加熱処理による一体化に好適である。５０ｇ／ｍ²以下の繊維シートとすればサーマルボンディング不織布が有効であり、概８０ｇ／ｍ²以上の繊維シートであれば、積層シート製造装置のインラインにより製造される、後述詳細の図７に示す積層シートｂ´が効率的である。

立体的繊維層ａ、積層シートｂ、繊維シートｃを夫々構成する単繊維からなる原料組成は、単繊維と、単繊維同士を相互に接着させる接着繊維とからなる。この単繊維は、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレンなどの合成繊維が好ましく、より好ましくはポリエステル繊維を使用する。用途に応じ、羊毛などの天然繊維を使用することもできる。

また、単繊維同士を相互に接着させる接着繊維は、形状安定性の良好な芯鞘構造が好ましい。なお、近年開発されたポリ乳酸組成の接着繊維も、羊毛繊維原料との組み合わせにより環境負荷に配慮したマット製造に有効である。

繊維成型材５０は、それらの立体的繊維層ａ、積層シートｂ、繊維シートｃを加熱処理機４０にて加熱および圧着することにより形成される。加熱処理機４０にて加熱および圧着された立体的繊維層ａ、積層シートｂ、繊維シートｃは任意のサイズに裁断され、特有の耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を保持すると共に、部分的な密度や硬度を自在に調節できる繊維成型材５０が得られる。さらに、繊維成型材５０を加熱処理機４０により一定の厚さと幅の一体化されたマット状とすることにより、通気性が高く、優れた強度を発揮することができるクッション材を実現できる。

また、図６においては、ダブルドファーカード機２´にて形成された立体的繊維層ａ´からなる繊維成型材５０を示す。立体的繊維層ａ´を短繊維配列構造が異なる少なくとも２種類のカードウエブにて形成することで、ランダム配置のウエブＷ´はほぼ均一のボリュームであることから、通気性や吸音性能の向上に、またパラレル配置のウエブＷ”は立体方向の強度の向上に寄与する。

本発明の繊維成型材の他の好適例として、図７に示すように、繊維成型材５０において、立体的繊維層ａの下面に、繊維シートｃに代えて積層シートｂ´を配設させた。かかる積層シートｂ´は、クロスレイヤーの往復移動およびフロアコンベアからなる積層シート製造装置にてウエブをジグザグ状に折り重ねて形成される。積層シートｂ´を立体的繊維層ａの下面に配設させることで、厚さ、密度、硬度等の異なる繊維成型材５０を得ることができる。

また、本発明の繊維成型材の他の好適例として、立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートに、構成する他の短繊維より溶融点の低い接着繊維を３〜５０％の範囲で混入させることが好ましい。溶融点の低い接着繊維としてはユニチカ(株)のメルティ（登録商標）、東レ(株)のサフメット（登録商標）等のポリエステル系バインダー繊維やポリプロピレン製などの接着繊維を使用することができる。また、接着繊維でも繊維断面が二重構造で、外周の鞘部が芯より融点が１０〜２０℃低い成分となっている、いわゆる芯鞘型繊維が望ましく、鞘部が他繊維と融着接合しても芯部繊維が残存して構造体を維持するために立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートの構成が強力となる。そのため、短繊維より溶融点の低い接着繊維を混入することで、加熱処理後、製品全体に凹凸形状が現れて斬新的な風合いを醸し出すことができる。

さらに、本発明の繊維成型材の他の好適例として、立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートに混入する接着繊維の混入比率を変えることが好ましい。混入比率としては、例えば、繊維成型材の構造成分中においては、短繊維同士の接着結合であれば少なくとも３重量％、好ましくは１０〜３０重量％であるが、構造体での部位、即ち上面又は下面の積層シートにおいては、強度を必要とすれば１０〜３０重量％を、中層の立体繊維層にあっては耐圧性能、保形性、高密度を所望すれば３０〜４０重量％の混入率が好適である。５０重量％以上の混入は、加熱時の熱風通過による過剰反応により繊維構造体を維持することが困難であり現実的ではない。前述の実施例示での結果として、立体的繊維層を構成する各層の接着繊維の混入比率が加減できることにより、屈曲性能、通気・透水性能、防音・遮音性能等の機能を特化できる効果が得られる。

本発明の繊維成型材の製造装置の全体斜視図である。クロスレイヤーの振幅を調節した状態のカードウエブの平面図である。フロアコンベアの搬送速度を調節した状態のカードウエブの平面図である。ダブルドファーとしたカード機の側面図である。本発明の製造装置にて製造される繊維成型材の部分斜視図である。立体的繊維層をダブルドファーにより形成した繊維成型材である。立体的繊維層の下部に積層シートを配列させた繊維成型材である。

符号の説明

１製造装置
２カード機
２´ダブルドファーカード機
３カード機
４ローラ
５ロール
６ドファー
７ドファー
１０フォーミング装置
１１ギア部
２０クロスレイヤー
２１コンベア
２２上昇コンベア
２３フロアコンベア
３０搬送コンベア
４０加熱処理機
５０繊維成型材
ａ立体的繊維層
ｂ積層シート
ｂ´ 積層シート
ｃ繊維シート

Claims

カード機より送り込まれたカードウエブを規則的に縦方向に折り畳み、立体的繊維層を形成するフォーミング装置と、
カード機から搬送されたカードウエブを幅方向に往復移動させるクロスレイヤーと、
該クロスレイヤーから繰り出されるカードウエブをジグザグ状に折り重ねて積層シートを形成し、該積層シートを立体的繊維層の上面に搬送させるフロアコンベアと、
前記立体的繊維層の下面に配設される繊維シートを懸架するローラと、
該ローラから繰り出された繊維シートを立体的繊維層の下面に搬送する搬送コンベアと
を備えることを特徴とする繊維成型材の製造装置。
前記繊維シートを繰り出すローラに代え、前記積層シートを連続製出供給する積層シート製造装置を設置した請求項１記載の繊維成型材の製造装置。
前記フォーミング装置へカードウエブを送り込むカード機を、ウエブ形状が異なる２プライウエブを製出可能なるダブルドファタイプとした請求項１または２記載の繊維成型材の製造装置。
前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートを加熱および圧着させる加熱処理機を備えた請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の繊維成型材の製造装置。
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の製造装置により製造される、立体的繊維層と、該立体的繊維層の上面に配設される積層シートと、前記立体的繊維層の下面に配設される繊維シートとで形成される繊維成型材。
前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シートの少なくとも１層の組成中に、構成する他の短繊維より溶融点の低い接着繊維を３〜５０％重量の範囲で混入させた請求項５記載の繊維成型材。
前記立体的繊維層、積層シートおよび繊維シート夫々に混入する接着繊維の混入比率を変えた請求項６記載の繊維成型材。
立体的繊維層の下面に、前記繊維シートに代えて積層シートを配設させた請求項５乃至７のうちいずれか一項記載の繊維成型材。
前記繊維成型材は、加熱処理機により一定の厚さ幅の一体化されたマット状に成型される請求項５乃至８のうちいずれか一項記載の繊維成型材。