JP3267540B2 - 繊維クッション体の成形方法及び熱風成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用座席や事務
用椅子、あるいはヘッドレストやアームレスト等の緩衝
ないしはクッション材として有用な繊維クッション体の
成形方法及び熱風成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３はこの種の繊維クッション体例を示
している。この繊維クッション体５０は、メイン部５０
ａの両側に位置する上下部５０ｂ，５０ｃが立ち上が
り、メイン部５０ａの内側にフレームが配置される。原
料の繊維系原材料は高融点素材に低融点素材を混合した
ものである。低融点素材は、例えば、リサイクル性に優
れた熱可塑性のものであり、繊維間ないしは繊維同士の
バインダーとして機能する。

【０００３】図４はその成形に使用された熱風成形装置
の主要部である成形型例を示している。この成形型６０
は、上下型６１，６２の型締め状態で形成される型成形
部６３に加熱送風手段を介して熱風を通過しながら熱処
理する構造である。そのため、上下型６１，６２は、型
成形部６３を形成している気体透過性の型成形部分６１
Ａ，６２Ａと、各型成形部分６１Ａ，６２Ａの外側にそ
れぞれ設けられている空洞部６４，６５とを有し、上型
６１が下型６２内に型締めされる。また、下型６２に
は、前記加熱送風手段を介して圧送されてくる熱風を空
洞部６５内に導入する入口６６が設けられている。上型
６１には、空洞部６５から型成形部６３を通って空洞部
６４内に達した熱風を排気する出口６７が設けられてい
る。この出口６７から排気された熱風は、前記加熱送風
手段に導かれ再び定温度に加温されて入口６６へ送られ
循環される。

【０００４】そして、繊維クッション体５０を成形する
場合は、下型６２の型成形部分６２Ａ内に繊維系原材料
を配置した後、上型６１を下型６２に収容するように移
動して繊維系原材料の圧縮を伴って型締めする。その状
態から、型成形部６３内の繊維系原材料は、前記した熱
風が空洞部６５から型成形部６３を介して空洞部６４へ
所定時間通過されるのに伴って低融点素材を溶融して繊
維間ないしは繊維同士を結合し、その後、冷却されると
型成形部６３に応じた形状に保形される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した成形方法で
は、繊維系原材料として、例えば、開繊されて綿状のも
のを適宜な大きさに切り込んで、計量された必要量を下
型６２の型成形部分６２Ａ内に配置して、型締めにより
圧縮した状態から熱処理するものである。このような、
成形方法にあっては、加熱不足や過剰が部分的に起こる
と品質に直接することから、型成形部６３内にセットさ
れている繊維系原材料の全体が均一に熱処理されること
を前提としている。そして、設計上は、熱風が型内に均
等に流れるよう型形態等に細心の注意がなされると共
に、加熱送風手段の加熱能率や送風圧等にも配慮されて
いる。しかし、実際上は型成形部６３の容積が比較的大
きくなったり、複雑な形状になるほど温度差が生じ易
い。典型例としては、下型６２の型成形部分６２Ａと上
型６１の型成形部分６１Ａとの温度差である。この温度
差は、型成形部６３の容積等によっても異なるが、例え
ば、座席用の繊維クッション体程度の大きさになると約
１０〜３０℃に達することもある。このように、型成形
部６３の温度差が大きくなると、成形の進行度合いが不
均一になるばかりでなく、過剰な溶融や溶融不足等を部
分的に生じて所定の品質を維持できなくなる。

【０００６】本発明は以上のような背景に鑑みなされた
ものである。その目的は、型成形部内の温度をより均一
化できるようにして、成形品の品質と信頼性を更に向上
できるようにした繊維クッション体の成形方法及び熱風
成形装置を実現することある。更に他の目的は、以下に
説明する内容の中で順次明らかにして行く。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明方法は、図１から図３に例示される如く、型成形
部分２Ａ，３Ａが気体透過性に形成されている上下型
２，３を用いて、上下型２，３で形成される型成形部４
内に保形用低融点素材と高融点素材の混合された繊維系
原材料を配置した後、上下型２，３を型締めし、上下型
２，３の外側から型成形部４内に熱風を通過しつつ、前
記繊維系原材料を加熱成形する繊維クッション体の成形
方法において、前記上下型２，３をハウジング５に回転
可能に内蔵し、前記熱風をハウジング５の上側又は下側
の何れか一方に設けられた入口９から圧送し、型成形部
４内を通して前記他方に設けられた出口１０に向かう熱
風流路をハウジング５内に形成して、該熱風流路内で上
下型２，３を回転しながら熱処理するよう構成したもの
である。

【０００８】また、本発明装置は、上下型２，３が型成
形部２Ａ，３Ａを気体透過性にそれぞれ形成しており、
型成形部４内に低融点素材と高融点素材の混合された繊
維系原材料を配置し、加熱送風手段１７，１６により型
成形部４の一方側から型成形部４内を通って他方側へ熱
風を通過しつつ、前記繊維系原材料を熱成形する繊維ク
ッション体用の熱風成形装置１において、上下型２，３
により内部を上下に区分し、かつ上下型２，３を回転可
能に配置しているハウジング５と、上下型２，３を回転
するモータ１４等の回動手段１３と、ハウジング５の下
側に設けられた入口９及び上側に設けられた出口１０と
を少なくとも備え、加熱送風手段１７，１６から入口９
を通じてハウジング５内に圧送される熱風により、出口
１０に向かう一方向の熱風流路をハウジング５内に形成
し、該熱風流路内で上下型２，３を回転しながら熱処理
可能にした構成である。

【０００９】以上の本発明方法は、この種の熱風成形に
おいて、型成形部４内の温度差を極力形成しない手法と
してハウジング５内に一方向の熱風流路を形成し、その
熱風流路内で上下型２，３を回転させることにより、上
下型２，３が座席用の繊維クッション体程度の大きさに
なる場合にも、各型成形部分２Ａ，３Ａ間に生じる温度
差を緩和し、全体がより均一に加温されるようにしたも
のである。この構造では、上下型２，３を構成している
各型成形部分２Ａ，３Ａが熱風流路内で回転されて、熱
風流路の上流又は導入側と下流又は排出側とに交互に位
置移動することから、図４の如く各型成形部分が位置的
に固定されている従来構造と比較して、加熱度合いが局
部的に片寄る虞を構造的に解消し、型成形部４の内部の
繊維系原材料をより均一に熱処理することが可能にな
る。

【００１０】装置構造的には、従来構造に対し、上下型
２，３を回転可能に支持する機構と、回動手段１３等を
必要とするが、何れも公知手段を利用できることから、
機器類に要する経費増も少なく、上下型２，３自体の形
状を専用ハウジング５を用いることで単純化することも
可能となる。

【００１１】本発明の繊維系原材料としては、例えば、
ポリエステル系等の低融点繊維と、反発性・圧縮耐久性
に優れたポリエステル系ポリマー等の高融点繊維とを混
合したものである。要は、低融点素材（繊維等）だけを
溶融可能な温度にて熱処理して、その低融点素材をバイ
ンダーとして繊維間ないしは繊維同士を結合し、成形型
の成形部形状に対応した成形体形状に保形できるもので
あればよい。この場合、低融点素材と高融点繊維は、融
点差が大きいほど成形効率的に好ましいが、通常、４０
度以上であればクッション物性的に充足される。混合形
態的には、低融点素材と高融点繊維とを所定の混率で混
綿するが、この場合、熱接着性を持つ捲縮繊維等の芯鞘
型や偏芯鞘型を用いることが優クッション構造体を得る
上で好ましい。型詰め形態としては、例えば、低融点繊
維と高融点繊維とを混綿した後、カード等により開繊さ
れたウェブを適宜な大きさに切り込んだもの、又は低融
点繊維と高融点繊維とを混綿した後、カーディング作用
を与えると共に所定の厚さに重ねてウェブ積層体を形成
しそれを適宜な大きさに切り込んだもの等が用いられ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる形
態は、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲を制約するものではない。

【００１３】図１は本発明を適用した熱風成形装置例を
示す要部の概略構成断面図であり、図３に示した繊維ク
ッション体５０を成形するために用いられたものであ
る。図１において、熱風成形装置１は、上下型２，３
と、上下型２，３を回転可能に内蔵しているハウジング
５と、上下型２，３を所定の速度で回転させる回動手段
１３と、加熱送風手段１７などにより構成されている。

【００１４】上下型２，３は、型成形部分２Ａ，３Ａが
主体となり、型締め状態で型成形部分２Ａ，３Ａの間に
型成形部４を区画形成する。型成形部４は繊維クッショ
ン体５０に対応している。このうち、上型２は、外周部
を除いて型成形部分２Ａつまり上型成形面を構成し、そ
こが気体透過性（パンチングメタル構成）に形成され、
多数の透孔２ａが規則正しく設けられている。下型３
は、上開口した容器状をなしており、容器状の開口周囲
部を除いた部分が型成形部分３Ａつまり下型成形面を構
成し、そこが気体透過性（パンチングメタル構成）に形
成され、多数の透孔２ａが同様に設けられている。容器
状の両側には、立ち上がり基部外面に取付部３ｂ，３ｃ
が設けられ、各取付部３ｂ，３ｃに対し後述するシャフ
ト１３Ａ，１３Ｂの対応端部が固定されるようになって
いる。なお、以上の上下型２，３は、下型３に上型２を
型締めした状態において、両外周部分が従来と同様に固
定具により拘束される。この固定具は符号Ｂ1，Ｂ2にて
模式的に示している。

【００１５】ハウジング５は、本体部６及び開閉蓋７か
らなり、上下型２，３を水平方向に余裕を持つて配置可
能な大きさとなっている。本体部６には下側部に入口９
が設けられてると共に、開閉蓋７には略中央部に出口１
０が設けられている。本体部６の内部には、下型３が前
記したシャフト１３Ａ，１３Ｂを介して略中間に位置
し、水平方向に配置されている。シャフト１３Ａの自由
端側は、本体部６の対応側部に設けられた軸受け８Ａを
通じて外部へ突出されている。シャフト１３Ｂの自由端
側は、本体部６の対応側部に設けられた軸受け８Ｂに支
持されている。そして、本体部６は、両内側に仕切板１
１Ａ，１１Ｂを取り付けることにより、下型３及び各仕
切板１１Ａ，１１Ｂを介在した状態で、内部空間を上下
の空洞部５Ａ，５Ｂに区分している。なお、各仕切板１
１Ａ，１１Ｂは下型３の回転を損なわないよう設けら
れ、図１の前後に延びている。

【００１６】回動手段１３はモータ１４及び減速ギア列
１５等から構成されている。減速ギア列１５は、図では
模式的に示しているが、モータ１４の駆動軸側とシャフ
ト１３Ａの自由端側との間に大小のギアを介在すること
により、モータ１４の回転を減速してシャフト１３Ａに
伝達するものである。この構造自体は、下型３を低速回
転可能であればよく、公知のギア機構が必要に応じて適
用されるものである。他の構造としては、回動手段１３
をハウジング５の本体部６内に配置する等して、モータ
１４の駆動力を、シャフト１３Ａの回転と共に、後述す
る加熱送風手段１７の構成要素であるファン機構１６の
回転を兼用できるようにしてもよい。

【００１７】これに対し、加熱送風手段１７は、従来と
同様のものを用いることができ、図１に例示される如
く、成形温度まで加熱する不図示の加熱機構と、ファン
機構１６等からなり、熱風を配管１８ａを通じて入口９
から空洞部５Ｂへ圧送するものである。通常は、出口１
０に対し配管１８ｂを介して接続されており、出口１０
から排気された熱風を再び加熱機構により定温度まで加
温して、それをファン機構１６等を通じて入口９に循環
する方式となっている。再循環に際し、熱風から不純物
を除く濾過部材等を有している。また、加熱機構を停止
させると常温の冷風を循環できることは勿論である。

【００１８】次に、以上の熱風成形装置を用いる場合の
成形方法の要領を詳述する。なお、使用される繊維系原
材料は、例えば、低融点繊維素材と高融点繊維素材とを
混綿したものである。型詰め形態としては、混綿した状
態から、所定厚さのウェブ積層体に重ねたものを、適当
な大きさにカットしたもの、又は、混綿されて開繊され
た綿状ウェブを適当な大きさにカットしたものである。

【００１９】型セット作業では、先ず、開閉蓋７及び上
型２が移動機構により取り除かれて、下型３内に上記し
た繊維系原材料が型詰めセットされる。その後、上型２
を型締めする。この操作では、上型２が下型３の上部内
に移動しつつ所定の押圧力を伴って配置される。そし
て、上下型２，３は固定具Ｂ1，Ｂ2にて着脱可能に固定
される。なお、このような操作において、下型３はシャ
フト１３Ａを介して減速ギア列１５で動きを拘束されて
いるが、必要に応じて空洞部５Ｂ等に仮保持手段を設け
ておき、繊維系原材料のセット及び上型２の型締めが完
了するまでその仮保持手段により保持してもよい。更
に、各シャフト１３Ａ，１３Ｂに対し下型３を着脱方式
により連結して、繊維系原材料のセット及び型締めがな
された状態から、本体部６内に入れシャフト１３Ａ，１
３Ｂに連結するようにしてもよいものである。

【００２０】以上の型締め状態から、加熱送風手段１７
が作動される。加熱機構が作動されると、ファン機構１
６はその加熱された気体を入口９から空洞部５Ｂ内に圧
送する。空洞部５Ｂに圧送された熱風は、所定圧に達す
ると、型成形部４内に透孔３ａを通じて侵入し、繊維系
原材料内を上に向けて通過しつつ、繊維系原材料を熱処
理する。繊維系原材料を通過した熱風は、透孔２ａを通
じて上型２から空洞部５Ａに達し、出口１０から排出さ
れる。そして、通常はハウジング５の内部にそのような
一方向の熱風通路が形成された後、モータ１４が動作さ
れる。すると、上下型２，３は、モータ１４の駆動軸，
減速ギア列１５，シャフト１３Ａを通じて一体的に回転
され、図１と図２に示す如く各空洞部５Ａ，５Ｂに対し
順次に逆転されながら、前記熱風通路を横切る。同時
に、熱風は透孔２ａ，３ａを通じて型成形部４内に吸排
気される。なお、上下型２，３の回転時期は加熱送風手
段１７の作動と同時に行ってよい。

【００２１】以上の熱処理が所定時間行われると、繊維
系原材料を構成している低融点素材が次第に溶融して繊
維間ないしは繊維同士を結合し、型成形部４に応じた一
体ものの繊維クッション体５０が成形される。その後、
加熱機構の作動を停止し、ファン機構１６を介して常温
の冷風を同様に循環して、繊維クッション体５０を冷却
する。これにより、繊維クッション体５０は、その形状
が保形されるので開閉蓋７が移動されると共に上型７も
取り除かれ、脱型される。

【００２２】このような、熱処理構造は次のような加熱
作用を有効に利用するものである。第１に、ハウジング
５に形成された熱風流路内で上下型２，３を回転し、型
成形部分２Ａ，３Ａを各空洞部５Ａ，５Ｂを順次に位置
移動していることから、従来の如く座席用の繊維クッシ
ョン体程度の大きであっても、全体が均一に加熱され、
局部的に温度差が形成されるのを効率的に防ぐことがで
きる。第２に、上下型２，３の回転速度は比較的低速に
設定されるが、最適な回転速度を選定することにより、
型成形部４内に入り込んだ熱風の蓄熱作用も得られるこ
とである。これは、透孔２ａ，３ａを通じて型成形部４
内に侵入した熱風が再び透孔２ａ，３ａから排出される
軌跡を想定すると、従来の如く上下型が固定されている
構造ではその熱風の移動軌跡が熱風通路の風圧等により
おおよそ決まることに対し、上下型２，３が回転してい
る構造では型成形部４内から排出しようとする熱風部分
が新たに侵入する熱風部分によりその排出力を減衰ない
しは弱めるべく作用されるからである。

【００２３】したがって、この熱風成形装置１を用いた
場合は、従来加熱不足となり易かった上型２の型成形部
分２Ａ側を下型３と同程度に効率的に加熱し、繊維系原
材料の局部的な熱過剰や不足を防いで、熱処理の均一性
を確保し、熱成形的に極めて良好なものとなる。これに
より、成形される繊維クッション体５０は、従来成形品
に対し局部的な過剰な溶融や溶融不足がなく、品質的に
より安定している。また、上記した蓄熱作用を制御する
ことにより成形時間の短縮化も可能となる。

【００２４】なお、以上の形態は本発明の基本例であ
り、例えば、ハウジング１内に上下型２，３を保持する
構造、回動手段１３や加熱送風手段１７の具体的構造等
については上下型２，３の具体的な大きさ及び量産規模
等に応じて、公知の技術を適用して種々変形されるもの
である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
熱風流路内で上下型を回転させて、型成形部分に生じ易
い温度差を緩和し、全体がより均一に加熱されるように
したことから、型成形部分が位置的に固定されている従
来構造に対し、加熱度合いが片寄る虞がなく成形品の品
質と信頼性をより向上できる。また、型成形部に吸排気
される熱風の蓄熱作用も期待できることから、熱処理時
間を短縮して成形効率も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱風成形装置例を示す要部の概略
構成断面図である。

【図２】前記熱風成形装置の作動例を示す図である。

【図３】本発明対象の繊維クッション体例を示す断面図
である。

【図４】従来の熱風成形装置のうち、成形型例を示す概
略構成断面図である。

【符号の説明】

２…上型、３…下型、２Ａ…下型の型成形部分 ３Ａ…上型の型成形部分、４…型成形部 ５…ハウジング、５Ａ，５Ｂ…空洞部 ９…入口、１０…出口、１３…回動手段 １６…ファン機構、１７…加熱送風手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−192952（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−95838（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−294061（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311410（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280689（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−141957（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−85759（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−84973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−37373（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00 B27N 1/00 - 9/00 B68G 1/00 - 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型成形部分が気体透過性に形成されてい
   る上下型を用いて、前記上下型で形成される型成形部内
   に保形用低融点素材と高融点素材の混合された繊維系原
   材料を配置した後、前記上下型を型締めし、前記上下型
   の外側から型成形部内に熱風を通過しつつ、前記繊維系
   原材料を加熱成形する繊維クッション体の成形方法にお
   いて、 前記上下型をハウジングに回転可能に内蔵し、前記熱風
   を前記ハウジングの上側又は下側の何れか一方に設けら
   れた入口から圧送し、前記型成形部内を通して前記他方
   に設けられた出口に向かう熱風流路を前記ハウジング内
   に形成して、該熱風流路内で前記上下型を回転しながら
   加熱処理する、ことを特徴とする繊維クッション体の成
   形方法。
2. 【請求項２】 上下型が型成形部を気体透過性にそれぞ
   れ形成しており、前記型成形部内に低融点素材と高融点
   素材の混合された繊維系原材料を配置し、加熱送風手段
   により前記型成形部の一方側から型成形部内を通って他
   方側へ熱風を通過しつつ、前記繊維系原材料を熱成形す
   る繊維クッション体用の熱風成形装置において、 前記上下型により内部を上下に区分し、かつ前記上下型
   を回転可能に配置しているハウジングと、前記上下型を
   回転するモータ等の回動手段と、前記ハウジングの下側
   に設けられた入口及び上側に設けられた出口とを少なく
   とも備え、 前記加熱送風手段から前記入口を通じて前記ハウジング
   内に圧送される熱風により、前記出口に向かう一方向の
   熱風流路を前記ハウジング内に形成し、該熱風流路内で
   前記上下型を回転しながら熱処理可能にした、繊維クッ
   ション体用の熱風成形装置。