JPH08164038A

JPH08164038A - クッション材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08164038A
Application number: JP30935994A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Mimasa; 伸夫見正; Yoshinari Yoshioka; 良成吉岡; Tomosato Yamamoto; 知里山本
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間の使用でもへたりにくく、かつリサイ
クリングの容易なクッション材を提供する。【構成】基体繊維であるポリエステル系繊維と、この
基体繊維よりも融点の低い低融点成分を含むポリエステ
ル系バインダー繊維とが均一に混在する不織ウエブ中
に、ポリエステル系繊維にて構成される玉綿状繊維が均
一に混在して一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クッション材およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、家具用、ベツド用、乗り物用
座席シート用などのクッション材としては、ポリウレタ
ンフオームが主として用いられている。ところが近年、
ポリウレタンの製造に用いられる特定フロンによるオゾ
ン層破壊の問題があり、その代替品として合成繊維から
なる詰綿、あるいはバインダー繊維を用いて成型加工の
施された固綿などが使用されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の合成繊維から作られた繊維系のクッション材は、長期
間の使用により、厚みの減少や硬度の低下などのいわゆ
るへたりが発生するという問題点がある。

【０００４】この対策として、クッション材を構成する
繊維の本数を多くすることで密度を向上させてそのクッ
ション材に掛かる応力を分散させ、それによってへたり
を抑えるようにしたものが提案されている。しかし、ク
ッション材の構成繊維量を増加させることにより、その
クッション材の通気性が低下するという問題点がある。
また嵩密度を上げたクッション材は柔軟性に乏しいもの
となり、座り心地を悪化させるなどの問題点があるのが
現状である。

【０００５】さらに、合成繊維からなる不織ウエブにウ
レタン樹脂を含浸させることにより、繰り返し使用後の
へたりを改良する試みがなされている。しかしながら、
ウレタン樹脂を用いることからポリウレタンフォームの
場合と同様に特定フロンの問題があり、またウレタン樹
脂により接着された合成繊維は、その再生使用に際して
の問題点があるのが現状である。

【０００６】本発明は前記問題点を解消し、長期間の使
用でもへたりにくく、かつリサイクリングの容易なクッ
ション材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意研究の結果、本発明に至ったもので
ある。すなわち、本発明のクッション材は、基体繊維で
あるポリエステル系繊維と、この基体繊維よりも融点の
低い低融点成分を含むポリエステル系バインダー繊維と
が均一に混在する不織ウエブ中に、ポリエステル系繊維
にて構成される玉綿状繊維が均一に混在して一体化され
ていることを特徴とするものである。

【０００８】また本発明のクッション材の製造方法は、
基体繊維であるポリエステル系繊維と、この基体繊維よ
りも融点の低い低融点成分を含むポリエステル系バイン
ダー繊維とを開繊機により均一に混合して、開繊したウ
エブを風送ラインに供給するとともに、この風送ライン
にポリエステル系繊維から得られた玉綿状繊維を供給
し、前記基体繊維とバインダー繊維と玉綿状繊維とが前
記風送ラインにおいて均一に配合されたウエブを成型枠
内へ送り込み、その後に前記バインダー繊維の低融点成
分の融点以上の温度により熱処理して、この低融点成分
の熱融着により前記繊維どうしを一体化させることを特
徴とするものである。

【０００９】このような本発明のクッション材およびそ
の製造方法によれば、基体繊維とバインダー繊維との接
着点からできる網目構造内に、圧縮回復性に優れた玉綿
を封じ込めたものが得られるため、形態保持性にすぐれ
て長期間の使用でもへたりにくい。またクッション材を
構成するすべての繊維がポリエステル系の繊維によって
構成されているため、容易にリサイクル可能である。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
クッション材に用いられる基体繊維は、ポリエステル系
繊維にて構成される。その理由は、ポリエステル系繊維
が機械的特性に優れていること、および従来からクッシ
ョン材の表皮材にもポリエステル繊維が多く用いられて
いることから、容易にリサイクル可能であることが挙げ
られる。

【００１１】このポリエステル系繊維は、エチレンテレ
フタレートを構成成分とするものであるが、その特性を
損なわない範囲で、イソフタル酸、５−スルホイソフタ
ル酸、ジエチレングリコール等が共重合されていても差
し支えない。繊維の断面形態としては、非中空丸断面、
中空断面、異形断面などが用いられる。繊維の捲縮形態
に関しては、押し込みクリンパーによる機械捲縮付与繊
維や、粘度ないしは融点が異なる成分が繊維の糸条方向
に配された並列型複合繊維による自己捲縮発現繊維など
を用いることができる。

【００１２】このポリエステル系の基体繊維の繊度とし
ては、２〜５０デニールの範囲のものが使用される。繊
度が２デニール未満の場合は、単糸繊維の剛性が低下
し、クッション材に必要な反発弾性が低下するととも
に、構成繊維量が多くなってクッション材の内部が緻密
化し、その通気性が低下するため好ましくない。また、
繊度が５０デニールを超えると、クッション材の構成繊
維本数が著しく減少し、そのクッション材を構成する単
繊維にかかる応力が多大となり、結果的に基体繊維の有
する捲縮の劣化を招き、そのクッション材がへたりやす
いものとなるため、好ましくない。以上の理由から４〜
４０デニールの範囲であるのがさらに好ましい。

【００１３】クッション材を構成するポリエステル系バ
インダー繊維は、基体繊維と玉綿とで構成される不織ウ
エブを一体化させるものである。このバインダー繊維に
は、融点がポリエステル系基体繊維よりも５０℃以上低
い低融点成分が含有されたポリエステル系バインダー繊
維、すなわちポリエチレンテレフタレートにイソフタル
酸が共重合された変成ポリエステルが用いられる。な
お、この低融点成分の融点は、実用的な観点にたてば１
１０℃以上であることが好ましい。このバインダー繊維
の断面形状としては、共重合ポリエステル単独の全融タ
イプのものや、芯成分にこの共重合ポリエステルよりも
融点の高い他のポリエステル成分が配された芯鞘形状の
ものや、この芯鞘形状で芯成分の位置がずらされた偏芯
芯鞘形状のものなどのほか、低融点の共重合ポリエステ
ルと高融点のポリエステル成分とが糸条方向に並列に配
された並列複合形のものなど、いずれを用いてもよい。

【００１４】このポリエステル系バインダー繊維の繊度
は、２〜５０デニールの範囲であることが好ましい。繊
度が２デニール未満では、バインダー繊維の構成本数が
多くなることにより、熱融着処理が施されることで一体
化されたクッション材の風合いが硬いものとなり、好ま
しくない。また５０デニールを超えると、熱接着処理が
施されたクッション材は、形態を保持するために必要な
バインダー繊維の構成本数に満たなくなり、一体化され
たクッション材が短期間の使用により容易に変形するた
め、好ましくない。以上の理由により、２〜２０デニー
ルの範囲であるのがさらに好ましい。

【００１５】バインダー繊維の量は、基体繊維＋バイン
ダー繊維＋玉綿の全体に対し、１０〜５０重量％の範囲
であるのが好ましい。このバインダー繊維の量が５０重
量％を超えると、熱接着処理が施されて一体化されたク
ッション材の風合いが硬くなり、好ましくない。また１
０重量％未満では、熱接着が施されて一体化されたクッ
ション材の形態保持が困難となり、好ましくない。

【００１６】このとき、玉綿内にもバインダー繊維が含
まれる場合も考えられるが、玉綿に含まれるバインダー
繊維量は前記範囲内には含まないものとする。次に、ポ
リエステル系繊維にて構成される玉綿状繊維について説
明する。本発明でいう玉綿状繊維とは、粘度ないしは融
点の異なるポリエステル成分が繊維の糸条方向に並列に
配された複合繊維からなり、これらポリエステル成分の
融点以下の温度で処理することにより捲縮が発現したポ
リエステル複合繊維を主体として形成されたものをい
う。すなわち、この複合繊維を風洞内に導き、この繊維
を高速気流により撹拌して球状に形成するものである。

【００１７】この玉綿はその直径が１〜７ｍｍφの範囲
のものを使用するのが好ましい。直径が１ｍｍφ未満の
場合は玉綿の弾性効果が少なくなり、好ましくない。ま
た、７ｍｍφを超えると、不織ウエブ中に含まれる玉綿
の数が少なくなり、この不織ウエブ中に均一に混在させ
ることが困難になるばかりか、不織ウエブの表面に存在
する玉綿が、熱接着により一体化されたクッション材に
凹凸を形成することとなり、好ましくない。

【００１８】玉綿を構成するポリエステル系複合繊維の
繊度は、２〜２０デニールの範囲とすることができる。
２デニール未満の場合は、形成される玉綿がやわらかく
なり、弾性が劣るため、好ましくない。また２０デニー
ルを超えると、繊維の剛性が強すぎるため気流速度を高
くしてもきれいな球状とならず、クッション性能の向上
が見られないため好ましくない。

【００１９】玉綿を構成する繊維は、前記ポリエステル
複合繊維に、ポリエステル低融点成分で構成されるバイ
ンダー繊維が１〜２０重量％の範囲で混綿されたもので
あってもよい。このバインダー繊維が２０重量％を超え
ると、きれいな球状とならず、このためクッション性能
が向上しなかったり、またクッション材成型時の熱処理
によって風合いが損なわれることでクッション性能が向
上しなかったりするので、好ましくない。１重量％未満
の場合は、バインダー繊維が少な過ぎて十分に機能しな
くなるので、好ましくない。

【００２０】このように本発明のクッション材は、基体
繊維とバインダー繊維とが点接触されることにより構成
される網目構造の内部に、圧縮回復性に優れた玉綿を封
じ込めることで、形態保持性およびクッション材として
の性能を向上させたものである。この目的のため、クッ
ション材の全体に対する玉綿の混合比率、すなわち、
（基体繊維＋バインダー繊維）：玉綿の混合比率は、３
０：７０〜８０：２０重量％の範囲であることが好まし
い。玉綿の混率が７０重量％を超えた場合は、網目構造
を形成する基体繊維の量が減少するので、玉綿が網目か
ら抜け出るなどによりクッションの形態保持性が悪くな
るため、好ましくない。混率が２０重量％未満の場合
は、玉綿塊の圧縮回復性がクッション材の性能向上に寄
与しなくなるため、好ましくない。

【００２１】クッション材の反発弾性率に関し、ここで
は、後述のようにして測定されることで得られる数値が
５５％以上である場合に、反発弾性が良好であるとす
る。反発弾性率が５５％に満たない場合は、クッション
性が劣って座り心地の悪いものとなる。このため、この
数値が６０％以上であると、さらに好ましい。

【００２２】クッション材の耐久性に関し、ここでは、
後述のようにして測定される繰り返し圧縮残留歪率が１
５％以下の場合に、耐久性に優れているとする。繰り返
し圧縮残留歪率が１５％を超える場合は、短期間でへた
りが発生したり、厚み変化が大きすぎて表皮材にしわが
発生したり、構成繊維が密になることから風合いが変化
したりするといった現象が生じるため、好ましくない。
このため、１０％以下であることが、さらに好ましい。

【００２３】次に、本発明にもとづくクッション材の製
造方法、特に玉綿を均一に混在させる方法について説明
する。この本発明のクッション材の製造には、従来公知
の設備を用いることが可能である。すなわち、原料であ
る基体繊維およびバインダー繊維につき、これら繊維の
持つ捲縮機能を十分に発揮させるために、開繊機を用い
てその繊維１本１本を均一に開繊する。そして、そのウ
エブを、風送ラインによって、通気性を有する成型枠内
に風送する。このときに、あらかじめ作成した玉綿も、
一定混率になるように計量しつつ同時に風送ラインへ送
り、成型枠内へ風送する。そして、この成型枠内の繊維
をそのまま圧縮熱成型する。あるいは、その他の熱処理
機として、熱風循環ドライヤーや、熱風貫流ドライヤー
や、サクシヨンドラムドライヤーなどを用いることもで
きる。そして、バインダー繊維の融点に応じた熱処理温
度、熱処理時間を任意に選択して処理を行えばよく、こ
のようにして玉綿を均一に含むクッション材が製造され
る。

【００２４】クッション材の厚さは、１０〜１５０ｍｍ
の範囲に設定するのが好ましい。厚さが１０ｍｍ未満と
なると、底付き感などがあり、また玉綿の効果が得にく
くなるので好ましくない。厚さが１５０ｍｍを超える
と、製造設備、製造コスト、使いやすさの点で劣ること
になり、好ましくない。

【００２５】

【発明の効果】以上の通り、本発明のクッション材は、
基体繊維であるポリエステル系繊維とポリエステル系バ
インダー繊維とが均一に混在する不織ウエブ中に、第３
の成分としてポリエステル系繊維にて構成される玉綿状
繊維が均一に混在して一体化されているため、長期間の
使用によるへたりが少ないうえに容易にリサイクルが可
能であり、しかも反発弾性にすぐれるうえに適度な風合
いをもつため、家具やベツドや乗り物用座席シートなど
のクッション材として有効に利用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例によって本発明を詳しく説明す
る。しかし、本発明はこれらの実施例のみによって限定
されるものではない。

【００２７】まず、以下の実施例において記述した諸物
性の評価方法は、次の通りである。（１）見かけ密度（ｋｇ／ｍ³）大栄化学精機製作所（株）製の厚み測定機を用い、縦１
０ｃｍ、横１０ｃｍの試料に４．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇの荷
重を印可して厚みを測定し、下記式により算出した。

【００２８】見かけ密度＝目付（ｇ／ｍ²）／厚み（ｍ
ｍ）／１０００（２）クッション材の風合い１０人のパネラーによる官能試験により、次の３段階で
評価した。

【００２９】１級：柔らかい２級：普通３級：硬い（３）繰り返し圧縮残留歪率（％）ＪＩＳＫ−６３８２に記載された方法に準拠して測定
を行った。すなわち１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズの
試験片の厚みを測定した後に一対の平行平面板の間に置
き、毎分６０回のスピードで当初の厚みの５０％まで圧
縮することを８万回繰り返した。そして、３０分間放置
した後に厚みを測定し、下式により繰り返し圧縮残留歪
率を測定した。なお、この値が小さいほど、へたりにく
いことを示す。

【００３０】

【数１】

【００３１】（４）反発弾性率（％）高分子計器株式会社製、反発弾性試験機ＦＲ−１型を
用い、ＪＩＳＫ−６３８２に記載された方法に準拠し
て測定を行った。すなわちクッション材の上方４６０ｍ
ｍの高さの位置から、直径５／８インチ（１５．９ｍ
ｍ）、重量１６．３ｇの鋼球を回転しないように自然落
下させ、その跳ね返り高さを読み取り、下記式より反発
弾性率を算出した。

【００３２】

【数２】

【００３３】（実施例１）クッション材を構成する基体
繊維としての、日本エステル（株）製のポリエステル短
繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度１３デニール、切断長５１ｍ
ｍ）と、バインダー繊維としての、ユニチカ（株）製メ
ルテイ＜４０８０＞（繊度４デニール、切断長５１ｍ
ｍ）とを準備した。一方、日本エステル（株）製のポリ
エステル短繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度６デニール、切断長
３８ｍｍ）を用い、気流速度および撹拌時間を変更し
て、玉径３ｍｍの玉綿を準備した。

【００３４】このようにしてあらかじめ準備した原料の
混合比率、すなわち（基体繊維）：（バインダー繊
維）：（玉綿）の混合比率を、重量比で２０：３０：５
０とした。そして、まずパラレルカード機によって基体
繊維とバインダー繊維とで混合ウエブを作成し、これを
風送ラインにて有孔成型枠内に風送した。かつ、その工
程と同時に、あらかじめ準備しておいた玉綿をその風送
ラインに風送して、成型枠内に送り込んだ。その後、厚
みが５０ｍｍになるように成型枠にて圧縮し、熱風循環
ドライヤーを用いて１７０℃の温度条件下で２０分間の
熱処理を行い、一体化を施してクッション材を得た。得
られたクッション材は、見かけ密度４０ｋｇ／ｍ³、厚
み５０ｍｍであった。

【００３５】この得られたクッション材の性能を玉綿の
特性値とともに表１に記す。このクッション材は風合い
が非常に良好であり、繰り返し圧縮残留歪率や反発弾性
率などの諸物性も優れたものであった。

【００３６】

【表１】

【００３７】（実施例２）実施例１における玉綿用のポ
リエステル短繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度６デニール、切断
長３８ｍｍ）に代えて、＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度２デニー
ル、切断長３２ｍｍ）を使用し、気流速度および撹拌時
間を変更して、玉綿の径を１ｍｍに変化させた。それ以
外は実施例１と同一条件として、クッション材を得た。
その得られたクッション材の性能を玉綿の特性値ととも
に表１に記す。このクッション材は風合いが非常に良好
であり、繰り返し圧縮残留歪率や反発弾性率などの諸物
性も優れたものであった。（実施例３）実施例１における玉綿用のポリエステル短
繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度６デニール、切断長３８ｍｍ）
に代えて、＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度１３デニール、切断長５
１ｍｍ）を使用し、気流速度および撹拌時間を変更し
て、玉綿の径を７ｍｍに変化させた。それ以外は実施例
１と同一条件として、クッション材を得た。その得られ
たクッション材の性能を玉綿の特性値とともに表１に記
す。このクッション材も風合いが非常に良好であり、繰
り返し圧縮残留歪率や反発弾性率などの諸物性も優れた
ものであった。（実施例４）基体繊維として、日本エステル（株）製の
ポリエステル短繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度６デニール、切
断長５１ｍｍ）を使用し、それ以外は実施例１と同一条
件として、クッション材を得た。その得られたクッショ
ン材の性能を玉綿の特性値とともに表１に記す。このク
ッション材も風合いが非常に良好であり、繰り返し圧縮
残留歪率や反発弾性率などのその他の諸物性も優れたも
のであった。（実施例５）（基体繊維）：（バインダー繊維）：（玉
綿）の混合比率を、重量比で３０：５０：２０とし、そ
れ以外は実施例１と同一条件として、クッション材を得
た。その得られたクッション材の性能を玉綿の特性値と
ともに表１に記す。このクッション材も風合いが非常に
良好であり、繰り返し圧縮残留歪率や反発弾性率などの
その他の諸物性も優れたものであった。（実施例６）玉綿の素材を、日本エステル（株）製ポリ
エステル短繊維＜Ｈ３８Ｆ＞（繊度１０デニール、切断
長３８ｍｍ）とし、気流速度および撹拌時間を変更して
玉径５ｍｍの玉綿を得た。そして（基体繊維）：（バイ
ンダー繊維）：（玉綿）の混合比率を、重量比で２０：
１０：７０とし、それ以外は実施例１と同一条件とし
て、クッション材を得た。その得られたクッション材の
性能を玉綿の特性値とともに表１に記す。このクッショ
ン材も風合いが非常に良好であり、繰り返し圧縮残留歪
率や反発弾性率などのその他の諸物性も優れたものであ
った。（比較例１）実施例２に比べ、攪拌時間を変更して玉綿
の径を０．８ｍｍに変化させた。それ以外は実施例２と
同一条件として、クッション材を得た。得られたクッシ
ョン材の性能を玉綿の特性値とともに表２に示すが、そ
の風合いは良好であるものの、繰り返し圧縮残留歪率や
反発弾性率などの諸物性は劣るものであった。

【００３８】

【表２】

【００３９】（比較例２）実施例１のものとは異なる玉
径８ｍｍの玉綿を使用し、それ以外は実施例１と同一条
件として、クッション材を得た。得られたクッション材
の性能を玉綿の特性値とともに表２に示すが、その風合
いのみならず、繰り返し圧縮残留歪率や反発弾性率など
のその他の諸物性も劣るものであった。（比較例３）（基体繊維）：（バインダー繊維）：（玉
綿）の混合比率を、重量比で２５：６０：１５とし、そ
れ以外は実施例１と同一条件として、クッション材を得
た。得られたクッション材の性能を玉綿の特性値ととも
に表２に示すが、その風合いのみならず、繰り返し圧縮
残留歪率や反発弾性率などのその他の諸物性も劣るもの
であった。（比較例４）（基体繊維）：（バインダー繊維）：（玉
綿）の混合比率を、重量比で１５：５：８０とし、それ
以外は実施例１と同一条件として、クッション材を得
た。得られたクッション材の性能を玉綿の特性値ととも
に表２に示すが、その風合いのみならず、繰り返し圧縮
残留歪率や反発弾性率などのその他の諸物性も劣るもの
であった。またこのクッション材は、繰り返し圧縮中に
玉綿が飛散し、形態保持性が非常に劣るものであった。

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体繊維であるポリエステル系繊維と、
この基体繊維よりも融点の低い低融点成分を含むポリエ
ステル系バインダー繊維とが均一に混在する不織ウエブ
中に、ポリエステル系繊維にて構成される玉綿状繊維が
均一に混在して一体化されていることを特徴とするクッ
ション材。
【請求項２】クッション材の全体に対する玉綿状繊維
の混合割合が、２０〜７０重量％であることを特徴とす
る請求項１記載のクッション材。
【請求項３】クッション材の全体に対するバインダー
繊維の混合割合が、１０〜５０重量％であることを特徴
とする請求項１または２記載のクッション材。
【請求項４】玉綿状繊維の玉径が１〜７ｍｍであるこ
とを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載
のクッション材。
【請求項５】玉綿状繊維に低融点のバインダー繊維が
混合されていることを特徴とする請求項１から４までの
いずれか１項記載のクッション材。
【請求項６】基体繊維であるポリエステル系繊維と、
この基体繊維よりも融点の低い低融点成分を含むポリエ
ステル系バインダー繊維とを開繊機により均一に混合し
て、開繊したウエブを風送ラインに供給するとともに、
この風送ラインにポリエステル系繊維から得られた玉綿
状繊維を供給し、前記基体繊維とバインダー繊維と玉綿
状繊維とが前記風送ラインにおいて均一に配合されたウ
エブを成型枠内へ送り込み、その後に前記バインダー繊
維の低融点成分の融点以上の温度により熱処理して、こ
の低融点成分の熱融着により前記繊維どうしを一体化さ
せることを特徴とするクッション材の製造方法。