(57)【要約】【課題】座り心地の改良された乗物用座席の製造方法及び座席を提供する。【解決手段】熱可塑性フィラメントからなるテキスタイル布帛を、複数の突起を有する三次元繊維網状構造へと成形し、座席中のスペーサー層として用いる。三次元繊維網状構造におけるフィラメントは、交点で結合していない。スペーサー層は大きな空隙容量を有しており、スペーサー層中に空気が流れるので、座席は、体温及び発汗の除去に関して心地よいものとなる。【選択図】図１
2008029854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物用座席の製造方法であって：
少なくとも０．１ｍｍの直径を有する熱可塑性フィラメントを含み、メリヤス又は織布であるテキスタイル布帛を準備する工程；
該布帛に、該フィラメントのガラス転移温度から融点の間の範囲である温度の熱と、圧力とを、該フィラメントの交点で結合が生じないような長さの時間与えることにより、該布帛を三次元繊維網状構造の形状へと変形する工程；
該三次元繊維網状構造を１又は複数用いてスペーサー層を形成する工程；及び
該スペーサー層を２又はそれを超える布帛及び／又は緩衝材料の間に配置する工程
を含んでなり、
該三次元繊維網状構造は、該布帛の平面から立ち上がっている該布帛からなる複数の突起を有しており、
該スペーサー層は、該座席の外面の１インチ（２．５４ｃｍ）以内に配置されており、
該スペーサー層は、該スペーサー層を作るために用いられる材料の密度の１０％未満の密度を有する、製造方法。
【請求項２】
少なくとも０．１ｍｍの直径を有する熱可塑性フィラメントを含み、メリヤス又は織布であるテキスタイル布帛を準備する工程；
該布帛に、該フィラメントのガラス転移温度から融点の間の範囲である温度の熱と、圧力とを、該フィラメントの交点で結合が生じないような長さの時間与えることにより、該布帛を三次元繊維網状構造の形状へと変形する工程；
該三次元繊維網状構造を１又は複数用いてスペーサー層を形成する工程；及び
該スペーサー層を２又はそれを超える布帛及び／又は緩衝材料の間に配置する工程
を含んでなる方法により製造される乗物用座席であって、
該三次元繊維網状構造は、該布帛の平面から立ち上がっている該布帛からなる複数の突起を有しており、
該スペーサー層は、該座席の外面の１インチ（２．５４ｃｍ）以内に配置されており、
該スペーサー層は、該スペーサー層を作るために用いられる材料の密度の１０％未満の密度を有する、乗物用座席。
【請求項３】
（ａ）緩衝材料及び布帛から選択される材料の２つ以上の層と、（ｂ）該材料層の間にあるスペーサー層とを含む乗物用座席であって、
該スペーサー層は、座席の外面の約１インチ（２．５４ｃｍ）以内に配置されており、
該スペーサー層は、メリヤス又は織布であるテキスタイル布帛の平面から立ち上がっている該布帛から成る複数の突起を有する該布帛である通気性を有する三次元繊維網状構造の１以上の層から実質的に成り、
該布帛は、少なくとも０．１ｍｍの直径を有する熱可塑性フィラメントから成り、  
該フィラメントは、交点で互いに交錯していて、該フィラメントは該交点において結合しておらず、
該スペーサー層は、該スペーサー層を作るために用いられる材料の密度の約１０％未満の密度を有する、乗物用座席。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車及び他の乗物で用いるための、改良された座り心地の良さを有する座席を製造する方法及び座席に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、自動車及び他の乗物用座席では、緩衝材料としてポリウレタン及び他の発泡材料が用いられている。これらの材料は、卓越した緩衝性を有する。例えばフェルト及び繊維のような他の材料も、乗物用座席において、単独で又はフォームと組み合わせて用いることができる。用いられる軟質フォームは連続気泡フォームであり、圧縮及び減圧下で、フォーム中への及びフォームから外への空気の移動を許す。しかしながら、緩衝性を提供するために用いられるこれらのフォーム及び様々な他の充填材は、座席内の空気の流れを妨げ、座席内における通気を制限する。自動車の座席では、内部スプリングも用いることができる。前記スプリングによって、空気の自由な循環が可能になるが、フォーム又は他の軟質材料の厚い層で隠蔽して、座り心地の良さを提供しなければならず、そのことによっても、座席表面の空気循環が悪くなる。
【０００３】
また典型的な緩衝材料は、断熱材としても働き、座席が占有されている場合には熱を保持する。而して、暑い日には、空調を使用していても、座席が長時間暖かく感じられる。同様に、寒いときには、乗物の暖房装置を数分間作動させない場合、もしくは座席が電気的に加熱されない場合には、座席は、初めは冷たく感じられ、しばらくの間座っていないと冷たいままである。
【０００４】
緩衝層内における空気の大きな移動性を有する乗物用座席が説明されて来た。例えば米国特許第４，４８６，６９３号は、荷重下で変形可能であるスプリング体を含み、共に接合される親水性繊維の開放立体延伸網状構造から成る乗物座席用クッションを教えている。緩衝材料として座り心地が良く、乗物用座席のクッション内において周囲空気又は加熱された空気又は冷却された空気を容易に循環させる他の材料に関する継続的なニードが依然として存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、座り心地が改良された乗物用座席の製造方法及び座り心地が改良された乗物用座席を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
改良された座り心地の良さを有する自動車用座席は、緩衝材料層の１つとして以下で説明されるスペーサー層を含む。前記スペーサー層は、大きな空隙容量、低密度、及び殆ど制限されない空気流を有する三次元繊維網状構造である。大きな空隙容量とは、スペーサー層中に大きな開放空隙が存在していることを意味している。更に、前記空隙は、前記の層を通じて連続しており、独立気泡の場合のように孤立したポケット中には包含されていない。空気流は実質的に制限されてはいけないので、連続気泡フォームも、スペーサー層として不適当である。空隙容量が大きい故に、スペーサー層は、見掛密度が低い（スペーサー層を作るために用いられる材料の密度は約１０％未満）。スペーサー層は、座席の緩衝性を損なってはならず、好ましくは緩衝性を向上させる。内部スプリングは、座席表面へと非常に接近させなければならず、この用途では心地の良いものではないので、不適である。
【０００７】
また、スペーサー層を、周囲空気、加熱された空気を送達するための手段及び／又は空調のための手段を提供する車の換気システムと接続して、加熱された又は冷却された座席を提供しても良い。空気で加熱された（air-heated）座席は、加熱むらがあるかもしれない電気加熱座席に比べて、一層心地良くあるべきである。空調システムに対して座席を接続すると、座席を冷却することができ；そのようにすると、冷却を容易に利用することができる。
【０００８】
一般的に、乗物用座席は、緩衝材料及び布帛から成る２つ以上の層を含む。スペーサー層は、座席において追加の層として含まれる。スペーサー層中に含まれる空気が熱源、空調源、又は通風源として有効に機能することができるように、スペーサー層は座席の外面に近接していなければならない(一般的には、約１インチ（２．５４ｃｍ）以内)。
【０００９】
好ましくは、スペーサー層中の空気は、座席上方の空気と連絡していて、その結果、スペーサー層は、汗を運び去ることができ；また、加熱された又は冷却された空気をスペーサー層中に強制的に入れ、その空気を座席表面へと直接通すことができ、座席表面の間接的な加熱又は冷却ではなく、体と直接接触している座席部分の迅速な加熱又は冷却が得られる。而して、好ましくは、スペーサー層は、例えば布のような多孔質材料の１つ以上の薄層によって隠蔽される。
【００１０】
例えばポリウレタンフォーム又はなめし革のような低多孔質材料から成る１つ以上の層を用いても良いが、それらは、空気の流れを可能にするために、スペーサー層と表面との間に風洞（air channels）を含む。風洞を有していない低多孔質材料も、スペーサー層上のカバーとして用いても良いが、それらはあまり好ましくない。
【００１１】
加熱及び冷却システムからの空気は、スペーサー層中にある１個又は数個の開口部の中に供給され、スペーサー層の空隙容量によって分散される。別法として、スペーサー層内又はスペーサー層下に、１つ以上のポイントにおいて加熱システム及び空調システムからスペーサー層中に空気を供給するフレーム構造が存在していても良い。通常は、空気は、エンジン室から、ホース又は他の管路を通って座席に達する。
【００１２】
以下で詳細に説明する三次元繊維網状構造は、スペーサー層として用いるための理想的な材料である。繊維網状構造、而してスペーサー層は、様々な厚さで作ることができる。座席の座り心地の良さ、その緩衝性及び通気性は、形成される繊維網状構造の突起の大きさ、高さ、形状、及び間隔によって調節することができる。一般的には単一層が用いられるが、１つ以上の繊維網状構造の層をスペーサー層で用いて、スペーサー層を厚くし、緩衝性を更に改良することができる。また、搭乗者のプロポーション及び重量配分（weight distribution）に適合するように突起の寸法を変化させることによって、人間工学的に座席の輪郭を決めることもできる。また、例えばＰＥＴのような容易に再利用されるポリマーから完全に作られている場合には、繊維網状構造は再利用にも適する。
【００１３】
スペーサー層として有用である三次元繊維網状構造は、半硬質で寸法安定性であるが、緩衝材料ならびにスペーサーとして有用であるに足る柔軟性を依然として有する。これらの繊維網状構造は圧縮可能であり、圧縮力を取り除くと、前記材料は、それらの元の形状に復帰する(すなわち、それらは弾性である)。これらの繊維網状構造は、一般的に単一の熱可塑性ポリマー又はコポリマーから作られ、熱硬化性ポリマーを含んでいないフィラメントを含む。繊維網状構造は、繊維網状構造が作られるテキスタイル布帛の平面から立ち上がっている複数の突起から構成される。突起は、基材平面の上に概ね急に突き出しているテキスタイル布帛の一部である。反対側において突き出ている及び基材平面から反対方向に突き出ている窪み（depressions）も任意に存在することができる。突起及び任意の窪みは、開かれた布帛様外観を保持しており、個々のフィラメントが互いに交錯している交点で一般的に結合されていない離散フィラメントから成っている。網状構造が初めに圧縮され、付着が容易に破壊される場合には(すなわち、付着は「密結合」されていない)、交点において接合が存在していても良く、その後で網状構造は弾性になる。突起及び任意の窪みが、それらの高さの５０％まで圧縮された後、それらの形状を実質的に回復する場合、網状構造は「弾性」である。
【００１４】
しかしながら、突起及び任意の窪みを圧縮した後、それらの形状が小さく変化していても良い。例えば突起頂面の縁の曲率変化に関する小さな変化である。繊維が互いに交錯しているポイントにおける密結合（tight bonds）の密度が増加すると、繊維網状構造及び突起は一層硬質になり、突起はそれらの弾性を失う。
【００１５】
テキスタイル布帛の開かれた構造と、突起及び／又は窪み内の大きな空隙容量との故に、網状構造によって占められる空間の量を基準とすると、ポリマーに比べて網状構造の密度は低い(一般的に約１０％未満、好ましくは約５％未満)。空気及び他の流体は、ほとんど抵抗を受けることなく、繊維網状構造の中を流れることができる。フィラメントは、ポリ（エチレンテレフタレート）の場合では約１００dpfに相当する少なくとも約０．１ｍｍの直径を有するモノフィラメントの形態であることができる。繊維網状構造で用いられるフィラメントは、ほぼ同じ全直径（total diameter）を有するマルチフィラメント糸から得ることもできる。ただし、それは、成形プロセス中に加熱及び加圧下で、糸の個々のフィラメントを合体させてより大きなフィラメントにするという条件付きであり、またマルチフィラメント糸が、互いに交錯するポイントで堅く結合されないので、これらの結合は、繊維網状構造が圧縮されると破壊され得るという条件が付く。大きなフィラメントへと合体されるマルチフィラメント糸は、混成糸（hybridyarns）であっても良く、又はコンジュゲートファィバー（bicomponent fibers）を含んでいても良い。好ましくは、マルチフィラメント糸は、単一のポリマー又はコポリマーから作られる。
【００１６】
一般的に、上記フィラメントは、約８０℃〜約３７５℃の温度で溶融する単一の熱可塑性ポリマー又は熱可塑性コポリマー（もしくは任意のブレンド又はポリマーアロイ）から作られる。上述したように、フィラメントは、混成糸又はコンジュゲートファイバーから作っても良いが、あまり好ましくない。好ましくは、ポリマーは、溶融紡糸法によって繊維にされる。三次元繊維網状構造を作るのに用いることができるポリマーの組としては、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー、ポリ(アリーレンスルフィド)、ポリオレフィン、脂肪族・芳香族ポリアミド、ポリアクリレート、及びサーモトロピック液晶ポリマーが挙げられる。
【００１７】
一般的に、三次元繊維網状構造は、例えば繊維延伸（fiber drawing）プロセスで生じると考えられる、繊維を永久に変形させることができるに足る高い温度で、所望の形状へとテキスタイル布帛を変形することによって作られる。一般的に、温度は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を超え、好ましくは溶融温度未満のままである。変形は、熱加工（thermomechanical）プロセスによつて起こす。前記熱加工とは、高温で機械的力を施用することを意味している。機械的力は、例えば固相圧力成形、真空ブラダマッチプレート成形(vacuum bladder match plate molding)、鉗合、深絞り成形、熱金型などのような多数の方法を用いて施用することができる。熱及び圧力は、テキスタイル布帛が永久に変形するのに充分な時間ではあるが、フィラメントが合体して、成形された繊維網状構造の開放構造及び弾性を失わせしめるような長時間及び高温（例えば、溶融温度を充分に超える温度）ではない条件下で施用する。三次元繊維網状構造における個々のフィラメントは、依然として、それらの個々の繊維様外観及び特性の殆どを保持していた。
【００１８】
三次元繊維網状構造を作るときに用いられる出発二次元テキスタイル布帛は、例えばメリヤス、織布、又は不織布（non-woven textile fabrics）のような布帛の標準的な組のいずれかから選択される。布帛のタイプは、所望の網状構造の種類に左右される。メリヤス生地（knit fabrics）は、それらの構造が繊維の破損をもたらす個々の繊維の過剰な伸びを必要とせずに、容易に変形される利点を有する。また、メリヤス生地は、ドレープ性も有する。織布は、例えば短繊維のようなより大きな直径の繊維から、より容易に製造されるという利点を有する。一般的に、不織布は、織布及びメリヤス生地に比べてあまり好ましくない。
【００１９】
乗物用座席において特有の有用性を有する三次元繊維網状構造は、前記構造が作られるテキスタイル布帛の平面上に複数の突起を有する。任意に、窪みも、突起に対して布帛の反対側上に存在していても良い。三次元繊維網状構造の例及びそれらを作る方法は、米国特許第５，３６４，６８６号及び第４，６３１，２２１号に要約されている。突起及び任意の窪みは、円錐又は円錐台、多角形の底面を有する角錐又は角錐台、円柱、角柱、球形の部材などの形状で有り得る。一般的に、突起の頂点（apex points）又は頂面（apex surfaces）は、底面に対して平行な平面を画定する。同様に、窪みがある場合も、窪みの頂点又は頂面は、第二表面、例えば底面に対して平行な平面を画定する。結果として、好ましい三次元網状構造は２つの表面又は平面を画定し、１つは、突起の頂面によって画定され、もう１つは、底面か、あるいは窪みによって画定される平面又は表面によって画定される。更に、一般的に、突起及び任意の窪みは、一定の間隔を置いて、一様な又は反復性のパターンで配置される。しかしながら、突起及び任意の窪みの形状、高さ、大きさ及び間隔を変えて、特定の用途に適合させることができる。例えば、突起及び任意の窪みは、特定の形状、例えば靴で用いるために人間の足の形状に適合するように変化させることができ、また、それらの剛性を変えて、重量支持能力を増加又は減少させることができる。突起及び／又は窪みは、平面の１つの方向に伸ばすこともでき、極端な場合には、テキスタイル布帛の全長又は全幅を延ばすことができ、その場合、突起は、カードボードで典型的に見られる突起のように、まさに波形（corrugations）である。殆どの用途にとっては、非波形構造が好ましい。
【００２０】
突起及び窪みのパターンの大きさ、高さ、形状及び間隔は、三次元網状構造の緩衝性及び「感触(feel)」に影響を与える。網状構造における個々の繊維の剛性は、三次元網状構造の緩衝性を決定する主な要因でもあり、その繊維の剛性は、フィラメントの直径及び前記フィラメントを作るための材料（例えば、ポリマー）の種類に左右される。殆どの用途にとって、フィラメント直径は、約０．１５ｍｍ〜約０．７ｍｍである。正方形の底面と、前記底面に比べてより短い辺を有する正方形の頂面とを有する、規則的に配置された突起の好ましい構造の例を、図１及び図２に示してある。別の好ましい構造は、例えば図３に示してあるように、同等な大きさ及び形状の角錐台である突起の規則的な配列から成る。
【００２１】
好ましくは、三次元繊維網状構造におけるフィラメントとして用いられるポリマーは、硬質網状構造を作るために従来用いられて来た強化繊維とマトリックスポリマーとの複合材料、例えば熱硬化性樹脂ではなく、単一の熱可塑性ポリマー又は熱可塑性コポリマーから実質的に成っている。ポリマーブレンド又はポリマーアロイを用いても良いが、あまり好ましくない。前記ポリマーは、例えば難燃剤、紡糸潤滑剤（spinning lubricants）などのような添加剤を半量未満含むことができる。熱可塑性ポリマーは、一般的には約８０℃〜約３７５℃、好ましくは約１４０℃〜約３５０℃の溶融温度を有する。一般的に、三次元繊維網状構造を作るのに好ましい熱可塑性ポリマーとしては：(１)２〜１０個の炭素原子を有するアルキレングリコールと芳香族二酸とのポリエステルであって、特に好ましくはポリ(アルキレンテレフタレート)、詳しくはポリ（エチレンテレフタレート）及びポリ（ブチレンテレフタレート）であり、また好ましくはポリ(アルキレンナフタレート)、すなわち２，６−ナフタレンジカルボン酸とアルキレングリコールとのポリエステル、例えばポリ（エチレンナフタレート）；(２)以下で更に詳細に説明する熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー；(３)繊維を作るときに通常用いられるポリアミド、詳しくはナイロン６及びナイロン６６；(４)ポリ(アリーレンスルフィド)、詳しくはポリ（フェニレンスルフィド）；(５)ポリオレフィン、詳しくはポリエチレン及びポリプロピレン；(６)脂肪族芳香族ポリアミド、例えばテレフタル酸と２−メチル−１，５−ペンタンジアミンから誘導されるポリアミド；(７)１，４−シクロヘキサンジメタノール及びテレフタル酸から誘導されるポリエステル、及び（８）サーモトロピック液晶ポリマー、例えば６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸及び４−ヒドロキシ安息香酸が挙げられる。
【００２２】
乗物用座席におけるスペーサー層として用いるための特定の好ましいポリマーとしては、ポリ（エチレンテレフタレート）(ＰＥＴ)、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー、ナイロン６及びナイロン６６、及びポリプロピレンが挙げられる。ＰＥＴは、Hoechst Celanese Corporation，Somerville，NJを含む多くの製造者から広く市販されている。ＰＥＴは、紡糸して糸にするのに適する充分に高い分予量を有しているべきであり；一般的に、少なくとも約０．６dl/gの極限粘度数（Ｉ.Ｖ.）に対応する分子量が適当であり、前記Ｉ.Ｖ.は、２５℃においてｏ−クロロフェノール中４％溶液（重量／体積）の相対粘度を測定することによって決定される。次に、相対粘度を極限粘度数へと変換する。ポリプロピレン及びナイロンも多くの製造者から広く市販されている。
【００２３】
熱可塑性エラストマーとも呼ばれている熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーは、実質的に、エステル結合によって頭・尾で結合された、非常に多数の反復長鎖エーテルエステル単位と短鎖エステル単位とから成っている。長鎖エーテルエステル単位は、テレフタル酸及び／又はイソフタル酸に対してエステル結合によって結合されたポリ（アルキレンオキシド）グリコール単位から構成されている。短鎖エステル単位は、短鎖グリコールとイソフタル酸及び／又はテレフタル酸との反応生成物である。短鎖エステル単位は、熱可塑性エラストマーの約１５重量％〜約９５重量％を構成している。三次元繊維網状構造を作るときに用いられる熱可塑性エラストマーは、公知であり、米国特許第３，０２３，１９２号、第３，６５１，０１４号、第３，７６３，１０９号、第３，７６６，１４６号、第３，７８４，５２０号、第４，３５５，１５５号、第４，４０５，７４９号及び第４．５２０，１５０号を含む多数の引例で説明されている。ポリ-ＴＨＦとしても知られているポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールは、長鎖エーテルエステル単位のための好ましいポリ（アルキレンオキシド）グリコールである。短鎖エステル単位において好ましいグリコールは、１，４−ブタンジオールと、約４０重量％以下の１，４−ブテンジオールとの混合物である。最も好ましくは、短鎖グリコールは１，４−ブタンジオールのみである。短鎖エステル単位及び長鎖エステル単位を作るときに用いられる好ましい芳香族二酸は、イソフタル酸を約２０％以下含むテレフタル酸である。最も好ましくは、テレフタル酸は、存在する二酸のみである。ポリ-ＴＨＦとテレフタル酸との長鎖エーテルエステル単位、及び１，４−ブタンジオールとテレフタル酸との短鎖エステル単位から構成されている熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーは、RITEFLEX（登録商標）という商標でHoechst Celanese Corporationから市販されている。
【００２４】
例えばＰＥＴ及びナイロンのような上記ポリマーの多くは、易燃性である。前記ポリマーは、乗物で用いられるので、一般的に、前記ポリマーには、難燃剤を添加する必要がある。殆どの難燃剤は、以下の６つの化学分類：すなわち、アルミニウム三水和物；有機塩素化合物；有機臭素化合物；有機燐（ハロゲン化燐を含む）化合物；酸化アンチモン；及び硼素化合物の１つから選択される。また、難燃剤は、基幹（substrate）と配合される添加剤と、分離工程で、重合中において、基幹に対して化学的に結合される活性成分（reactives）とに分類することもできる。コモノマーとして活性成分を含むポリマーは、ポリマー組成物中に難燃性モノマーを約１０モル％以下含んでいても良い。時々用いられる難燃剤の他の種類としては、発泡性防炎塗料、硫黄又は硫黄化合物(例えば、スルフアミド酸アンモニウム及びチオ尿素化合物)、及びビスマス、錫、鉄及びモリブデンの酸化物と炭酸塩が挙げられる。難燃剤の前記の組及び種類のすべては、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，Second Edition,Volume 7，John Wiley and Sons，New York，1987，pages 184-195に掲載されているR.G.Gannらによる「易燃性(flammability)」という表題の論文で検討されている。ＰＥＴにとって、好ましい難燃剤は、重合中にポリマー構造中に組み込まれる反応性燐化合物であり、オキサ-ホスホラン（Oxa-phospholane）（固体）又はオキサ-ホスホラングリコールエステル（Oxa-phospholane Glycol Ester）（溶液）という名称で、Hoechst AGから市販されている。オキサ-ホスホラン製品は、遊離酸として２−カルボキシエチルメチルホスフィン酸、又はホスフィン酸の１種類以上のエチレングリコールエステル及びジエステルを含む。２−カルボキシエチルメチルホスフィン酸は、ポリエステルモノマー単位に関して約５％以下のレベルで、ポリエステル主鎖中に組み込まれ、難燃剤として作用する。反応性ホスフィン酸及び難燃性モノマーとしてのその使用は、米国特許第４，０３３，９３６号及び第３，９４１，７５２号で教示されている。
【００２５】
突起及び任意の窪みの間隔、大きさ、高さ、及び形状、フィラメントの直径、及び布帛の構造を選択して、特定の用途のための所望の緩衝性を与える。また変形の形状も、突起及び任意の窪みを作るために用いられる方法に左右される。例えば、テキスタイル布帛を円形孔を有するプレートに対して保持し、円筒形ロッドをテキスタイル布帛と同じ側にある孔の中に押し通し、その結果として、テキスタイル布帛を孔の中に押し通す変形方法では、テキスタイル布帛において作られる突起は、円錐台（すなわち、突起の底面及び頂面は双方とも円形である）の形状になり、円錐台の頂面の直径は、テキスタイル布帛を孔に押し通すロッドの直径である。同様に、正方形の孔を有するプレート及び正方形の断面を有するロッドを用いる場合、突起は「帽子形」となる。
【００２６】
上記繊維網状構造は、軽重量で耐久性があり、また通気性である。繊維網状構造は、特性を有意に損失せずに、（好ましくは繰り返して）圧縮され得ることを意味する弾力及び弾性を有する。これらの特性により、前記繊維網状構造は、スペーサーとしてだけでなく、他の目的のための乗物用座席においても有用である。繊維の剛性及び突起の大きさによっては、それらを、緩衝材料、衝撃吸収材料、又は半硬質支持材料として用いても良い。好ましくは、それらは、例えばＰＥＴのようなただ１種類のポリマーから作られ、他の再利用可能なプラスチックと共に、使用後に容易に再利用することができる(例えば、ＰＥＴの場合はボトル)。一般的に、繊維網状構造材料は、単一層として用いられるが、突起を噛み合わせて（interlocking）面と面とを嵌合させる（nested）こともでき、又は多くの方法で積み重ねることができる。その積み重ね方としては、例えば、１つの層の突起（複数）を次の層の底面に対して積み重ねる方法、一層厚い空間及び緩衝を提供するために２つの層の底面を互いに積み重ねる方法、又は突起の頂面にある平らな領域を互いに向かい合わせて共に結合させる方法がある。１つ以上の層を有する材料を、接着又は超音波溶接のような方法によって共に結合させることができる。多層を用いると、所望の厚さを達成する場合において、また緩衝性を調整する場合において、より大きな融通性が得られる。
【００２７】
形成された繊維網状構造は、乗物の加熱システム及び空調システムに接続されなくても、乗物用座席緩衝材料として用いることができる。その通気性及び緩衝性の故に、その状態でも心地良い。
【００２８】
繊維網状構造が乗物の加熱システム及び冷却システムに接続されていてもいなくとも、例えばフレーム、スプリング、フォームクッションなどのような座席で普通に用いられる他の部材と組み合わせて追加の層として用いられる。座席設計者は、現在使用されている座席設計を改良することによって、繊維網状構造を乗物用座席中に容易に組み込むことができる。
【００２９】
三次元繊維網状構造の例及び（任意には、加熱システム及び冷却システムと接続して）自動車の座席で用いることができる方法を、以下の実施例及び図１〜図４で説明する。
【実施例１】
【００３０】
Hoechst Celanese Corporationから入手した約１８０℃の溶融温度を有するRITEFLEX 640コポリエーテルエステルエラストマーを溶融紡糸して、以下の特性を有する０．２０ｍｍ（４３５デニール）モノフィラメントを得た。ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって測定した繊維の強力は２．８9gpdであり、破断点伸びは９８％であった。同じ試験法によって測定された繊維の弾性回復率は、伸び率２０％又は５０％において、１００サイクルの後、１００％であった。モノフィラメントを編んで、８縦目/インチ（３．１縦目/ｃｍ）の縦目及び４２横目/インチ（１６．５横目/ｃｍ）のよこ糸を有するテキスタイル布帛にした。
【００３１】
熱プレス板（heated press plate）によってメリヤス生地を三次元繊維網状構造へと成形した。前記プレス板は、直径３／８インチ（０．９５ｃｍ）の孔を有する金属板であり、約１６０℃〜２３０℃まで加熱した。９秒間、加熱板に対して布帛をプレスし、次に直径１／４（０．６４ｃｍ）のピンを孔から突き通した。これによって、底面の直径約３／８インチ（０．９５ｃｍ）及び頂面の直径約１／４インチ（０．６４ｃｍ）である、布帛上に円錐台に成形された突起が生じた。突起は、約３／１６インチ（０．４８ｃｍ）の高さであり、正方形格子状に間隔を置いて配置されており、突起と突起との間の最も近い距離（中心から中心）は約３／４インチ（１．９ｃｍ）である。
【００３２】
成形された繊維網状構造は、軟らかい弾力のある感触（soft springy feel）を有しており、クッション性を失わずに、繰り返し圧縮することができた。
【実施例２】
【００３３】
Hoechst Celanese Corporationから入手した約２０５℃で溶融するRITEFLEX672熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーを溶融紡糸して、８２３デニールのモノフィラメント（直径約０．２８ｍｍ）を得た。ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって測定した場合、繊維の破断点における強力は、２．４gpdであり、８７％の破断点伸びを有していた。同じ試験法によって測定された繊維の弾性回復率は、伸び率２０％又は５０％において、１００サイクルの後、１００％であった。
【００３４】
繊維を編んで、実施例１と同じ縦目及びよこ糸を有する布帛にした。その布帛を実施例１と同じ条件下で、実施例１のプレス板装置を用いて、三次元繊維網状構造へと変形させた。
【００３５】
この成形された繊維網状構造も、軟らかい弾力のある感触を有しており、クッション性を失わずに、繰り返し圧縮することができた。
【実施例３】
【００３６】
テキスタイル布帛で用いるために作られた市販のＰＥＴを溶融紡糸して、０．１８２ｍｍのモノフィラメント（約３２１デニール）を得た。次に、そのモノフィラメントから、１インチ当たり１６縦目及び２４横目（１ｃｍ当たり６．３縦目及び９．４横目）を有する無地のメリヤス生地を作った。
【００３７】
プレス板に１／４インチ（０．６４ｃｍ）の孔と、直径１／８インチ（０．３２ｃｍ）の円筒形ピンを有する以外は実施例１で説明したものと同様な種類の装置を用いて、布帛サンプルを三次元網状構造へと変形し、平らな頂面を有する円錐突起を作った。突起の底面及び頂面は、ピンの底板にある孔の直径、及びピンの直径と同じであった。突起は、正方形の格子状配列で配置され、１／２インチ（１．２７ｃｍ）（中心から中心）だけ離れていた。突起の高さは、約１／４インチ（０．６４ｃｍ）であった。突起は、底板及びピンを２４０℃まで加熱し、約３０秒間、布帛を孔を通してプレスすることによって作った。変形された繊維は、弾性であり、手でプレスしたときに、安楽な弾力のある感触を有しており、複数回の圧縮後でも前記の感触を保持していた。
【実施例４】
【００３８】
一連のポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）布帛サンプル（メリヤス及び織布の双方）を、等間隔に配置された孔の正方形格子状配列を有する約２００℃に加熱された底板に対して前記布帛を２分間プレスし、約１８０℃に加熱された円筒形ピンを用いて底板にある孔の中に前記布帛を押し通すことによって、三次元繊維網状構造材料にした。６００秒間、前記ピンを適所に保持したサンプルＮｏ.４（下記）を除いては、抜き取る前に、１５秒間、前記ピンを適所に保持した(温度で（at temperature）孔の中に突き通した)。それによって、等間隔に配置された平らな頂面を有する円錐形の突起の三次元網状構造が得られた。前記突起において、突起の底面は孔の直径を有し、突起の頂面はピンの直径を有していた。機械的力が除かれた後の収縮の故に、突起の高さ（サンプルの厚さ）は、ピンによって孔の中に押し通された深さに比べて幾分短い。試験は、メリヤス及び織布の双方に関して行った。
【００３９】
ポリウレタンフォーム及びラテックスフォームのために用いられる方法の改良方法を用いて、これらのサンプルに関して圧縮試験を行った。材料のサンプルを、インストロン引張試験機のプレートの間に配置し、０．０２psi（０．１４ｋＰａ）の荷重に対してプレロードした。０．０２psi（０．１４ｋＰａ）の圧縮におけるプレート間の距離を、サンプルの厚さとして規定した。次に、厚さ０．１０〜０．２９インチ（０．２５〜０．７４ｃｍ）のサンプルに関しては０．２インチ/分（０．５１ｃｍ/分）の試験速度で、厚さ０．３０〜０．６９インチ（０．７６〜１．７５ｃｍ）のサンプルに関しては０．５インチ/分（１．２７ｃｍ/分）、及び０．７０〜１．３９インチ（１．８〜３．５ｃｍ）のサンプルに関しては１．０インチ/分（２．５４ｃｍ/分）の速度で、２サイクルの間、６０％まで圧縮した。前記２つのプレサイクルによって、サンプルの内の２つ（表１のサンプルＮｏ．４及び６）は著しく変化した；これらの２つのサンプルに関してはプレサイクル測定も記録してある。上記プレサイクルの６分後に、プレサイクルと同じ速度で、６０％まで圧縮して圧縮試験を行った。応力及び圧縮率を測定した。２５％及び５０％圧縮における応力を測定した。これらの値は、二重反復測定値を得た試験の平均と共に、表１に記録してある。これらの測定値は、圧縮が増加すると共に増加を示しており、その傾向は、クッション用途には望ましい特性である。
【００４０】
０．０２psi（０．１４ｋＰａ）で測定したときのサンプルの厚さと、サンプルの測定された寸法（長さ及び幅）とに基づいて、見掛体積を計算した。その値を用いて、０．０１６〜０．０６７g/ccの見掛密度が算出された。比較すると、固体ＰＥＴは、約１．４g/ccの密度を有する。而して、三次元繊維網状構造の見掛密度は、固体ＰＥＴの密度（これらの実施例では１．１％〜４．８％）の約５％未満である。単位g/ccの見掛密度も表１に掲げてあり；これらは、６２．４を掛けることによってポンド／立法フィートの単位に変換することができる。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
【表２】
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【００４３】
（１）メリヤス生地は、約１７縦目/インチ（６．７縦目/cm）及び約３８横目/インチ（１５．０横目/cm）を有する無地のジャージーニットであった。織布に関して、単位は、１インチ当たりの糸数（１ｃｍ当たりの糸数）である。
（２）０．０２psi（０．１４kpa）において。
（３）突起の頂面の直径 ｘ 突起の底面の直径 ｘ 間隔（中心から中心）、単位はインチ（ｃｍ）。 
（４）プレサイクルは荷重曲線の特性を著しく変化させる。試験片Ｎｏ.１及びＮｏ.２はプレサイクルを用いて試験した。試験片Ｎｏ.３はプレサイクルを用いずに試験した。
（５）プレサイクルは荷重曲線の特性を著しく変化させる。試験片Ｎｏ.１はプレサイクルを用いて試験した。試験片Ｎｏ.２はプレサイクルを用いずに試験した。
【実施例５】
【００４４】
図４では、バケットシートが、硬質支持フレーム１の上方にあるクッション及び他の材料のいくつもの層と共に示してある。硬質フォームクッション２の厚い層が硬質フォーム中に配置される。前記の層は、空気分散フィルタ−３で隠蔽され、前記フィルターは、ホース及び／又はダクトによって車の加熱及び冷却システムに接続され、三次元に形成された繊維網状構造４の層中へと、加熱することができる、冷却することができる又は周囲温度であることができる循環空気を分散及び濾過するように機能する。前記三次元繊維網状構造４は、多孔質フォーム５の薄層で隠蔽されいて、前記薄層は、座席の占有者への空気循環を向上させるために、該層を貫通している孔を有する。最後に、座席は、布椅子張りの薄層６で隠蔽され、また該層も、座席を貫通している、座席占有者への空気流を増加させるための孔を有することができる。
【００４５】
三次元に形成された繊維網状構造４を含む座席は、自動車のＨＶＡＣシステム中に組み込むことができる。加熱された又は冷却された空気は、自動車のエンジン室で発生し、ダクト又はホースを通って車の内部に入り、更に座席クッション中に含まれる三次元に形成された繊維製品の層中に入る。空気流に対する抵抗性は、充分に低く、フロントシートの繊維網状構造の中に入る空気は、フロントシートの背側にある開口部を通って、自動車のバックシートの方へと排気することができ、その結果、バックシートの搭乗者も、加熱された又は冷却された、通風孔からの空気を受容する。加熱及び冷却システムからの空気は、管又は管路を通してバックシート中に、次にフロントシートに関して成される同じ仕方で、バックシートの内側にある空隙容量の中に直接供給することもできる。
【実施例６】
【００４６】
自動車の座席で用いることができる三次元に形成された繊維網状構造の例は、次の通りである。約０．２ｍｍの直径を有するＰＥＴモノフィラメントを編んだり又は織ったりして、布帛にする。その布帛を、変形プロセスによって所望の三次元繊維網状構造にする。前記変形プロセスでは、約２４５℃の温度で１５秒間、直径３／４インチ（１．９ｃｍ）のピンを１．０インチ（２．５４ｃｍ）の孔の中に押し通して、底面の直径が約１．０インチ（２．５４ｃｍ）、頂面の直径が３／４インチ（１．９ｃｍ）、高さが約１／２〜３／４インチ（１．２７〜１．９ｃｍ）であって、頂面が平らである円錐台様に成形されている突起が生じる。前記突起は、正方形格子状配列で配置されていて、約１．５インチ（３．８ｃｍ）離れている(中心から中心)。一般的に、通風される乗物用座席を作るための厚さ（突起の高さ）は、約０．５ｃｍ〜３ｃｍであるが、より大きな厚さ及びより小さな厚さを用いても良い。
【００４７】
より硬質のスペーサーを必要とする場合は、複合材料を作ることができる。例えば、突起を互いに対面させ噛み合わせることによって、２つ以上の成形繊維網状構造を共に「嵌合させる」ことができる；繊維網状構造材料の底面は外側に面している。別法として、底面を一緒にし、突起が別々に２つの方向に面するように、又は突起の頂面にある平面領域が互いに面し、底面が外側に向くように、２つの繊維網状構造を一緒に配置することによって、より厚い材料を得ることができる。これらの複合材料の双方における層は、接着又は超音波溶接のような方法を用いることによって互いに接着させても良い。
【００４８】
図４に示した座席設計は、三次元に形成された繊維材料を設計の中に組み込んでいる１つの座席設計を説明している。層の順序の変更及び追加の材料と材料層の使用を含む多くの変法がある。また前記変法は当業者には容易に理解され、上記の説明及び実施例を、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、基材領域上に複数の「帽子形(hat-shaped)」突起３を有する三次元繊維網状構造の部分を概略的に示している。前記繊維網状構造の目の粗いメッシュ構造を図示してある。これらの例示的帽子形突起は、正方形の底面及び正方形の頂面を有し、頂面は底面に比べて寸法が小さい。
【図２】図２は、図２の帽子形突起３の１つに関する概略拡大図を示しており、変形される領域で起こる繊維材料のメッシュ構造の拡幅（widening）を示している。
【図３】図３は、円錐台形状である４つの突起に関する概略拡大図である。
【図４】図４は、バケットシートと、三次元繊維網状構造の形態のスペーサー層を含む、用いることができる材料の多くの層のいくつかを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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