JP3910334B2

JP3910334B2 - 繊維成型材

Info

Publication number: JP3910334B2
Application number: JP2000064445A
Authority: JP
Inventors: 和夫山本
Original assignee: 東京化セン株式会社
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: JP2001254259A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維成型材に関し、詳しくは医療介護用ベッド、寝具、椅子、座席シートなどのクッション中入れ材、床、壁などに使用される防音材などに好適に使用される繊維成型材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より医療用ベッド、寝具、椅子、座席シートなどに使用される繊維成型材は、同一密度、同一配向で使用される場合が殆どであり、製品の要求に応じた性能により成型材全体を変えて用いるのが一般的であった。しかし、最近では、部分的に密度を変えたり、繊維シート層を積層構造とすることにより同一繊維で各種性能を個別に満足させようとする試みがなされている（特開平１１−１３１３５６号、特開平１１−２９０１６０号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、かかる繊維成型材には、より高度に複数の性能を同時に満たすことが求められるようになってきた。例えば、医療介護用マットレスにおいては、高い屈曲性が要求されると同時に、高い通気性能も要求されるようになってきた。また、同様に、防音材においては、優れた耐久性とともに高い防音性能が要求されるようになってきた。
【０００４】
そこで本発明の目的は、従来の繊維成型材に比し優れた耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を兼ね備えた繊維成型材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は下記に示す通りである。
【０００６】
（１）単繊維と、該単繊維同士を相互に接着させる接着繊維とからなる繊維成型シート材において、
カード機から製出された、単繊維と接着繊維とが製出方向に配列されたカードウェブを、繊維成型シート材平面に対し立体的に規則的に製出方向に折り畳み、かつ単繊維が部分的に接着繊維を介して接着している繊維集合体からなる立体的繊維層と、
前記立体的繊維層の上面および／または下面に前記カードウェブを略水平に配置し、その内部において単繊維が部分的に接着繊維を介して接着している繊維集合体からなる平面的繊維シート層と、
からなり、
前記立体的繊維層と前記平面的繊維シート層との界面において前記立体的繊維層の単繊維と前記平面的繊維シート層の単繊維とが部分的に接着繊維を介して接着してなり、
単繊維と接着繊維との混合比率が重量比で５０：５０〜９０：１０の範囲内であることを特徴とする繊維成型材である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
本発明の好適例においては、図１に示すように、単繊維が平面に対し略立体的に配列し、かつ該単繊維が部分的に接着または結合している繊維集合体からなる立体的繊維層１と、この立体的繊維層の上面および下面（いずれか一方の面だけでもよい）に配置された平面的繊維シート層２とからなる。かかる平面的繊維シート層２は、単繊維が平面に対し略水平に配列し、立体的繊維層１との界面において該立体的繊維層１の単繊維と部分的に接着または結合し、同時に内部でも部分的に接着または結合している。立体的繊維層１は、単繊維が厚さ方向に対し略立体的構造となっているために、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寄与し、一方平面的繊維シート層２は、耐久性能および屈曲性能の向上効果に寄与する。特に、立体的繊維層１との界面において該立体的繊維層１の単繊維と部分的に接着または結合せしめることにより、界面剥離を生ずることがなく、屈曲性能に優れた効果を奏する。
【００１２】
立体的繊維層１は、カード機より製出されたウェブを図示するように、規則的に折り畳むことにより構成される。このような構成をとることにより、立体的繊維層１内の単繊維が平面に対し略立体的に配列することになる。一方、平面的繊維シート層２は、上記ウェブがそのまま立体的繊維層１の上面および／または下面に配置される。
【００１３】
かかるウェブは、単繊維と、該単繊維同士を相互に接着させる接着繊維または接着剤とからなる。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チレンテレフタレートのごときポリエステル繊維を使用する。また、用途に応じ、羊毛、木綿などの天然繊維を単独でまたは合成繊維と混合して使用することもできる。
【００１４】
単繊維の長さは、カード機からのウェッブ製出状態の関係から、２０ｍｍ〜１００ｍｍのものであることが好ましく、より好ましくは３０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲のものである。また、単繊維の太さは、種々の特性、例えば、弾力性、風合い、強力、防音性などの点から１．５〜５０デニール、好ましくは２〜３０デニールのものである。なお、単繊維の断面は特に制限されるべきものではなく、中空、中実、偏平などいずれのものでも使用することができる。
【００１５】
次に、単繊維同士を相互に接着させる接着繊維または接着剤としては、繊維状の形態の他に、粒状、膜状、液状などの形態のものを使用することができるが、加工性、使用中の接着剤の脱落、接着強力などの点から、近年、開発、実用化が目ざましい様々の用途に応じた各種機能、性能が付与された繊維形状の接着剤、すなわち接着繊維が好ましい。
【００１６】
接着手段としては、熱溶解、乾燥などの方法が挙げられるが、好ましくは熱溶解によるものとする。単繊維を構成する非溶解繊維に比べ、好ましくは５０〜１６０℃低い温度で溶解するものを使用する。かかる繊維状接着剤としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン等の、熱溶融接着機能を有する合成繊維が挙げられる。より好ましくは、単繊維を構成する非溶解繊維と同じ種類の繊維状接着剤とし、太さは非溶解繊維より同一重量ならば繊維本数が多くなって接着効果が高まる、より細いデニールが好ましい。
【００１７】
非溶解性の単繊維と接着繊維との混合比率は、十分な接着性と弾力性との観点から、重量比で、好ましくは９５：５〜３０：７０、より好ましくは５０：５０〜９０：１０の範囲である。この場合の単繊維は、性質、規格の異なる２種以上の配合でもよい。
【００１８】
立体的繊維層１を構成するウェブの平均繊維密度は、好ましくは５〜１００ｇ／ｍ²のカードウェブである。５ｇ／ｍ²未満では、密度が不足し折り畳み加工による規則的な立体的繊維層１の形成が困難となり、弾力、強力の面で不十分である。一方、１００ｇ／ｍ²を超えると折り畳み加工時の繊維断層が生じるなどの不具合が発生するので好ましくない。
【００１９】
また、立体的繊維層１の立体的厚さは、好ましくは２〜１００ｍｍの範囲内とする。同厚さは、用途によっても異なるが、５ｍｍ未満または１００ｍｍを超えると、本発明の所期の効果を発揮し得なくなる。
【００２０】
本発明の他の実施の形態においては、図２示すように、単繊維が平面に対し略立体的に配列し、かつ該単繊維が部分的に接着または結合している２種類（２種類以上であってもよい）の繊維集合体３、４が存在し、これらが交互に配置されて立体的繊維層１を構成する。２種類の繊維集合体３、４は、互いの単繊維種、密度等を変えることにより得ることもできるが、好ましくは２種類の繊維集合体３、４のうち、一方の単繊維をランダム配置とし、他方の単繊維を配向性を有するようにする。かかる２種類の繊維集合体３、４は、既知の２ウェブの製出が可能な、いわゆる２ドファタイプのカード機を用いることにより得ることができる。即ち、１台のカード機から、単繊維がランダム配置のウェブと、長手方向にパラレル配置のウェブを同時に製出し、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畳むことにより立体的繊維層１を構成することができる。ランダム配置のウェブは、配向性がなく、ほぼ均一でボリュームがあることから、通気性や吸音性能の向上に寄与し、一方、パラレル配置のウェブは、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になる。
【００２１】
上述の立体的繊維層１のみからなる繊維成型材の上面および／または下面に、前述の立体的繊維層１と実質的に同一の密度を有し、非接着繊維と接着繊維とが一定の混入率で配合されたカードウェブからなり、折り畳み加工がなされないまま予め熱成型されて略平面状とした平面的繊維シート層を配置してもよく、これにより、立体的繊維層１の形状安定とより耐久性能および屈曲性能の向上を図ることができる。
【００２２】
ここで、上述の平面的繊維層の代わりに熱接着性の不織布や低融点プラスチック性メッシュシートなどのシート材を使用すれば、所望する製品の用途開発が容易となる。
【００２３】
本発明の繊維成型材は、その優れた通気性および屈曲性から、医療介護用ベッドを始めとして、使用中に高荷重がかかる座席、マットレス、寝具、椅子などに好適に使用することができ、またその優れた吸音特性から、防音材などにも好適に使用することができる。かかる繊維成型材は、構成する上面および／または下面の平面的繊維層２と、立体的繊維層１の夫々に溶解性および非溶解性の単繊維が均一に配合されて形成されているために、後加工での熱成型性も良好であり、所望の形状品が容易に製作できる。この場合の溶解性および非溶解性の単繊維の配合比率は、立体的繊維層１と平面的繊維層２とで所望する製品要求性能上、同一または、夫々異なってもよい。また、本発明の繊維成型材を構成する立体的繊維層１の構造は、厚さ方向における層間剥離が発生しないために加熱、加圧成型後の性能に優れている。
【００２４】
【実施例】
本発明を実施例に基づきさらに詳しく説明する。
実施例１
単繊維として、非接着繊維Ａ（ポリエステル繊維、捲縮度１５％、溶解温度２７０℃、繊度１３ｄｔｅｘ、繊維長６４ｍｍ）および非接着繊維Ｂ（ポリエステル繊維、捲縮度１５％、、溶解温度２７０℃、繊度６．７ｄｔｅｘ、繊維長７６ｍｍ）と、接着繊維（ポリエステル芯鞘複合繊維、鞘部溶解温度１１０℃、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）とを重量比で夫々５０：２０：３０の比率で投入し、解繊機で解繊混合した後、カード機（池上機械（株）製、ＭＤＫＳ−１００型）で３０ｇ／ｍ²の単繊維パラレル配列のカードウェブを得た。
【００２５】
かかるウェブを連続製出し、熱処理機にてヒートセットした後、略１００ｍに巻き取り、平面的繊維層のシートとした。次に、この平面的繊維層シートを下面に配置した状態で、該シート上にカードウェブを連続規則的に略５０ｍｍの厚さに折り畳んで立体的繊維層１を構成して、更に上面にも前記平面的繊維層シートを載せたサンドイッチ構造として熱処理、冷却して、図１に示す構造の繊維成型材を作製した。サイズは、立体的厚さ６０ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ８００ｍｍの時の重さは７４０ｇであった。
【００２６】
実施例２
単繊維として、非接着繊維Ａ（ポリエステル繊維、捲縮度２５％、溶解温度２７０℃、繊度１３ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）および非接着繊維Ｂ（ポリエステル繊維、捲縮度１５％、、溶解温度２７０℃、繊度６．７ｄｔｅｘ、繊維長７６ｍｍ）と、接着繊維（ポリエステル芯鞘複合繊維、鞘部溶解温度１１０℃、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）とを重量比で夫々２５：４０：３５の比率で投入し、解繊機で解繊混合した後、カード機（池上機械（株）製、ＭＤＫＳ−１００型）で上ドファーより単繊維ランダム配列のウェブを、下ドファーより単繊維パラレル配列の合わせて５０ｇ／ｍ²のカードウェブを得た。
【００２７】
かかる２層のカードウェブを積層した状態のままで、連続規則的に略５０ｍｍの厚さに折り畳み、熱処理、冷却して、図２に示す構造の繊維成型材を作製した。サイズは、立体的厚さ４７ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ８００ｍｍの時の重さは６８０ｇであった。
【００２８】
本サンプルを試験片（サンプルＡ）として、加圧による表面圧力と厚みとの関係（弾性特性）を図４に示す。この試験は、製品の厚みが、その表面に機械的圧力を加えた場合、どのように変化するかを見るものである。比較のために、上述の同一条件でのカードウェブを、厚さ方向に単純に積層した後に熱処理、冷却加工して得られた従来の製造方式の同一厚みのクロスラッパー式嵩高不織布（サンプルＢ）についても同様の試験を行った。その結果、本発明の繊維成型材は、加圧に対し従来のものに比し比較的安定していることがわかる。
【００２９】
実施例３
単繊維として、非接着繊維Ａ（ポリエステル繊維、捲縮度２５％、、溶解温度２７０℃、繊度１３ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）および非接着繊維Ｂ（ポリエステル繊維、捲縮度１５％、、溶解温度２７０℃、繊度６．７ｄｔｅｘ、繊維長７６ｍｍ）と、接着繊維（ポリエステル芯鞘複合繊維、鞘部溶解温度１１０℃、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）とを重量比で夫々２５：４０：３５の比率で投入し、解繊機で解繊混合した後、カード機（池上機械（株）製、ＭＤＫＳ−１００型）で上ドファーより単繊維ランダム配列のウェブを、下ドファーより単繊維パラレル配列の合わせて５０ｇ／ｍ²のカードウェブを得た。
【００３０】
かかる２層のウェブを積層した状態のままで、下面に配置した４０ｇ／ｍ²のポリエステル繊維製のスパンボンド不織布の上面に、連続規則的に折り畳み立体的繊維層１とし、さらに前記実施例１にて得られた平面的繊維シート層を該立体的繊維層１の上にサンドイッチ状に積層したまま熱処理、冷却して図３に示す構造の繊維成型材を作製した。得られたサイズは、立体的厚さ５４ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ８００ｍｍの時の重さは７２０ｇであった。使用した前述不織布は、片面に低融点のポリアミド系パウダーが規則的にドット状に具備されたいわゆる接着タイプであり、同面が立体的繊維層１に接合するように配置した。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の繊維成型材においては、従来の繊維成型材に比し優れた耐久性能、屈曲性能、通気性能、防音特性を兼ね備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る繊維成型材の一部切り欠きの斜視図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る繊維成型材の一部切り欠きの斜視図である。
【図３】本発明の更に他の実施の形態に係る繊維成型材の一部切り欠きの斜視図である。
【図４】表面圧力（Ｐａ）と厚み（ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１立体的繊維層
２平面的繊維シート層
３，４繊維集合体

Claims

単繊維と、該単繊維同士を相互に接着させる接着繊維とからなる繊維成型シート材において、
カード機から製出された、単繊維と接着繊維とが製出方向に配列されたカードウェブを、繊維成型シート材平面に対し立体的に規則的に製出方向に折り畳み、かつ単繊維が部分的に接着繊維を介して接着している繊維集合体からなる立体的繊維層と、
前記立体的繊維層の上面および／または下面に前記カードウェブを略水平に配置し、その内部において単繊維が部分的に接着繊維を介して接着している繊維集合体からなる平面的繊維シート層と、
からなり、
前記立体的繊維層と前記平面的繊維シート層との界面において前記立体的繊維層の単繊維と前記平面的繊維シート層の単繊維とが部分的に接着繊維を介して接着してなり、
単繊維と接着繊維との混合比率が重量比で５０：５０〜９０：１０の範囲内であることを特徴とする繊維成型シート材。