(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成繊維間が部分的に融着又は接着された繊維集合体からなる粒状物であって、該粒状物は非球状で、且つ少なくとも１つの平坦面を有しており、かつ、粒状物の見掛け体積が０．１２５〜１２５ｃｍ3であることを特徴とする繊維構造体成形用粒状物。
【請求項２】
粒状物がサイコロ状である、請求項１記載の繊維構造体成形用粒状物。
【請求項３】
粒状物に水を滴下した際、下記方法により定義される濡れ指数Ｄが１．０〜１．６である請求項１又は２記載の繊維構造体成形用粒状物。
（濡れ指数Ｄの測定方法））
粒状物に着色した水を約０．０４ｇ滴下した後、着色された部分の最大外接円の直径及び最小内接円の直径をそれぞれ測定し、下記式により濡れ指数Ｄの値を算出した。測定は５回実施し、その平均値をＤの値とした。
【数１】
Ｄ＝（着色された部分の最大外接円の直径）／（着色された部分の最小内接円の直径）
【請求項４】
粒状物の見掛け密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3である請求項１、２又は３記載の繊維構造体成形用粒状物。
【請求項５】
繊維集合体が、ポリエステル繊維と該ポリエステル繊維の融点より４０℃以上低い融点を有する熱接着性繊維から構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維構造体成形用粒状物。
【請求項６】
繊維集合体中の、熱接着性繊維の含有比率が５〜４０重量％である請求項５記載の繊維構造体成形用粒状物。
【請求項７】
ポリエステル繊維と該ポリエステル繊維の融点より４０℃以上低い融点を有する熱接着性繊維から構成されるシート状の繊維集合体を、該熱接着性繊維の軟化温度よりも高い温度で加熱処理した後、該繊維集合体を裁断することを特徴とする、請求項１に記載の繊維構造体成形用粒状物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寝具、枕等の充填材、車両並びに家具の椅子類と寝具類に於けるクッション材及び自動車用フロアーシート材、或いは断熱材、防音材等に使用される繊維構造体を成形するための粒状物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、椅子等のクッション材としては、ウレタンフォームが主として用いられてきたが、寸法安定化のために補強材を積層したり、表皮材で被覆する等、作業性が非常に劣るものであった。また、ウレタンフォームは自動車用フロアーシート材としても使用されているが、ウレタンは、見掛け密度が０．５ｇ／ｃｍ3以上あるため、車両重量が重くなり燃費が悪化する。さらに、ウレタンは、廃棄処理の際に焼却するとシアンガスが発生し、環境汚染の原因となるという問題があった。
【０００３】
また、ウレタンフォームに代わる充填材として、寝具、枕、クッションなどにはポリエステル系短繊維も用いられている。その充填方法としては、ポリエステル短繊維をカード等で開繊し、吹き込みにより充填したり、ウェッブを層状に積層したシートを熱成型し、裁断した後、側地で覆う方法がよく知られているが、前者の方法では、均一な吹き込みが難しく、また、後者の層状ウェッブ積層体の場合は、必要な形状に裁断したり、側地で覆うのに手間がかかる上、得られたクッション材が硬くなるという問題を有していた。
【０００４】
一方、充填の作業性を良くし、嵩高性、取り扱い性、耐久性を改良する方法として、特開平１０−２５９５５９号公報には、繊維球状体を用いて成形を行う方法が開示されているが、該繊維球状体は形状が球体であるため、角のある形状にたいしては、その形状に沿ったきれいな形状が得られない等の問題があった。
【０００５】
さらに、クッション性の異方性をなくし、圧縮時の反発力を向上させる方法として、特開２０００−１９２３９９号公報には、熱接着性繊維を含む繊維多面体を用いて成形を行う方法が開示されているが、該繊維多面体は加熱圧縮されて繊維構造体を形成するまでは繊維間に熱融着による結合点が生成しないため、充填中に多面体を構成する繊維が移動したりへたり易いという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、風合いがソフトで、弾性に富み、軽量で形状への沿いが良い繊維構造体成形用粒状物及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、構成繊維間が部分的に融着又は接着された繊維集合体からなる粒状物を少なくとも１つの平坦面を有する非球状とするとき、所望の粒状物が得られることを究明した。
【０００８】
すなわち本発明によれば、（１）構成繊維間が部分的に融着又は接着された繊維集合体からなる粒状物であって、該粒状物は非球状で、且つ少なくとも１つの平坦面を有しており、かつ、粒状物の見掛け体積が０．１２５〜１２５ｃｍ3であることを特徴とする繊維構造体成形用粒状物、及び（２）ポリエステル繊維と該ポリエステル繊維の融点より４０℃以上低い融点を有する熱接着性繊維から構成されるシート状の繊維集合体を、該熱接着性繊維の軟化温度よりも高い温度で加熱処理した後、該繊維集合体を裁断することを特徴とする、前記の繊維構造体成形用粒状物の製造方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の構成をさらに具体的に説明する。本発明の粒状物は構成繊維間が部分的に融着又は接着された繊維集合体からなる。構成繊維間に接合点がない場合は、例えば、該粒状物を型内に充填して繊維構造体を成形する際、充填中に粒状物を構成する繊維が移動したりへたり易くなり、繊維構造体の弾性や形状への沿いが悪くなる。
【００１０】
また、本発明の粒状物は非球状で、且つ少なくとも１つの平坦面を有していることが必要である。平坦面を有していることにより枕や金型の端部分に繊維集合体が上手く沿うことができ、角のある成型品であってもその形状が上手く再現できるのである。さらに、平坦面を有していることにより、端部と端部がぶつかり合うので嵩高性も向上する。
【００１１】
該粒状物が全く平坦面を有しない球状である場合は、成型品の角の形状が上手く再現できない上、詰め物としたときには細密充填化され、嵩性が低くなる。
【００１２】
上記粒状物の見掛け体積は０．１２５〜１２５ｃｍ3であることが好ましい。見掛けの体積が０．１２５ｃｍ3未満である場合は、粒状物の製造が非常に難しくなりかつ、枕や成型用金型に吹き込みなどで詰め込む場合、繊維間の接合点が少なくなるため、繊維が引っ張り出されたりし形状を保持できなくなることがある。一方、見掛けの体積が１２５ｃｍ3を超える場合は、複雑な形状を持った金型などへの繊維集合体の分散が不十分となる場合がある。
【００１３】
また、上記粒状物の見掛け密度は、０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、さらに好ましくは０．０１５〜０．０３５ｇ／ｃｍ3である。見掛け密度が０．０１ｇ／ｃｍ3未満の場合、実質的に繊維立方体の形状維持が難しくなり、一方０．０４ｇ／ｃｍ3を超える場合は、自動車のフロアシートとして使用した場合、最終製品の重量が重くなり燃費を悪くすることがある。
【００１４】
さらに、上記粒状物は、着色した水を約０．０４ｇ滴下した後、着色された部分の最大外接円の直径及び最小内接円の直径をそれぞれ測定し、下記式により濡れ指数Ｄの値を算出した場合、Ｄが１．０〜１．６となる、ランダムな繊維配向を示すことが好ましい。
【００１５】
【数２】
0004275303.tif 000002
【００１６】
濡れ指数が１未満又は１．６を越える場合（例えばスライバー等を熱処理した場合）は、生産性に問題あると同時に繊維が長さ方向に並んでいるため、その方向に割れが生じ易くまた、接合度を上げ割れを防止すると密度が上がってしまうことがある。
【００１７】
上記粒状物を構成する繊維としては天然繊維及び合成繊維が任意に使用できるが、ポリエステル繊維が耐久性及びリサイクル性の点で好ましい。使用できる繊度は１．１〜１１１ｄｔｅｘである。
【００１８】
構成繊維間を部分的に融着又は接着する場合は、合成ゴム系接着剤、ウレタン系系接着剤などを使用しても良いが、好ましくは、接着性繊維がよい。この接着性繊維は、例えば粒状物の構成繊維としてポリエステル繊維を使用した場合、該ポリエステル繊維の融点より４０℃以上低い融点を有する熱接着性繊維であれば良く、非弾性ポリエステル系接着繊維、弾性ポリエステル系繊維、ポリオレフィン系接着繊維などを使用できる。一方、接着剤を使用する場合、シートへの均一な付与が難しくなるとともに、工程が増えるため、繊維を混綿する時に接着性繊維を使用する方法が、均一性、作業性の点で優れている。
【００１９】
上記の熱接着性繊維は５〜４０重量％の割合で含有されている事が好ましい。該含有量が５％未満の場合、繊維間の接合が少なく、各工程でバラバラになることがある。一方、４０％を超える場合は、繊維立方体が、非常にかたくなりクッション材として使用した場合、クッション性に劣るものとなる場合がある。
【００２０】
上記粒状物の製造方法としては、熱接着性繊維を含むシート状の繊維集合体を、該熱接着性繊維の軟化温度よりも高い温度で乾熱処理し、このシート状物をシートの巻き取り方向に裁断した後、連続して、該裁断方向と交差する方向に裁断すれば良い。
【００２１】
この際の繊維集合体の熱処理温度としては、熱接着性繊維の軟化温度よりも高い温度であり、例えば１４０℃以上の加熱された温風により処理することである。この操作により次の工程である裁断での形態安定性が保たれる。
【００２２】
また、繊維シート状物を取り方向に裁断した後、連続して、該裁断方向と交差する方向に裁断するには、回転刃等により連続に裁断し、次に同様な回転刃により巻き取り方向と交差する方向に裁断したり、または、ギロチンカッター、ロータリーカッター等を使用し裁断してもよい。
【００２３】
なお、繊維シート状物の製造方法としては、何ら特別のものではなく通常の短繊維不織布製造工程を用いるか又は、スパンポンド不織布製造法を用いて製造すれば良い。ただし、接接着性繊維を混合する場合短繊維不織布工程が好ましい。
【００２４】
ウェッブの製造に際しては通常の不織布製造工程を用いれば良く、クロスレイドウェッブ製造法、ランダムレイドウェッブ製造法の適用が好適である。そして交絡処理は実施しなくともまた実施してもよい。ここで、交絡処理とは、ウェッブ工程に接続したニ−ドルパンチ機を用い、ニ−ドルパンチング法を適用して所望する交絡度を付与することを言う。
【００２５】
かくして得られた粒状物は、それ自体でクッション素材や詰め物として利用できるが、さらにこの粒状物を各種の金型中に手で詰め込んだり、又は、金型の繊維供給口から吹込んだ後、熱成形して椅子や座席などの成形品として利用できる。すなわち、金型中で繊維集合体を互いに表面で熱接着して所望の形状に成形してクッション構造の成形体を得るのである。
【００２６】
この際使用する金型は空気透過性の金型が好ましい。つまり該金型に熱風を通し、内部の熱接着性繊維が他の熱接着性繊維や非熱接着性繊維と熱融着させれば、繊維構造体が短時間で形成されるのである。そして、加熱サイクルが終了すると、直ちに冷却サイクルに入り、成形品は冷却されて金型から取り出され、熱成形を終了する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものでははない。尚、実施例中の各物性は下記の方法により測定した。
【００２８】
（１）濡れ指数Ｄ
粒状物に着色した水を約０．０４ｇ滴下した後、着色された部分の最大外接円の直径及び最小内接円の直径をそれぞれ測定し、下記式により濡れ指数Ｄの値を算出した。測定は５回実施し、その平均値をＤの値とした。
【００２９】
【数３】
0004275303.tif 000003
【００３０】
（２）見かけ体積、見掛け密度
ＪＩＳ  Ｋ  ６４０１に準じて測定した。
【００３１】
［実施例１］
繊維長６４ｍｍ、繊度１３ｄｔｅｘの非熱接着性ポリエステルステープル原綿と、繊維長５１ｍｍ、繊度４．４ｄｔｅｘの熱接着性ポリエステルステープル複合繊維（芯鞘複合繊維、鞘部分溶解温度１１０℃）とを７０対３０の重量比率で開綿機で混合した後、開綿し、カード機にかけウェッブとした。
【００３２】
その後、ウェッブをクロスレイヤーにより積層し、ニードルパンチ機により２０本／ｃｍ2の交絡を付与した。さらに、熱風乾燥機で１５０℃、５分間熱処理した。次に、このシート状繊維集合体を、回転刃により巻き取り方向に1０ｍｍピッチにて裁断し、さらにギロチンカッターにより、巻き取り方向と垂直方向に1０ｍｍでカットした。得られた粒状物はサイコロ状のものであり、見かけ体積は３ｃｍ3、見掛け密度は０．０３ｇ／ｃｍ3、濡れ指数Ｄは１．１であった。
【００３３】
該粒状物を枕の充填材として使用したところ、耳部や側面部に均一に入り嵩高く見栄えのするものであった。
【００３４】
［実施例２］
実施例１において、繊維長５１ｍｍ、繊度４．４ｄｔｅｘの熱接着性ポリエステルステープル複合繊維に代えて繊維長６４ｍｍ、繊度１０ｄｔｅｘの熱接着性ポリエーテルエステルステープル複合繊維（芯鞘複合繊維、鞘部分溶解温度１９０℃）を使用し、１５ｍｍにカットした以外は実施例１と同様に実施した。得られた粒状物はサイコロ状のものであり、見かけ体積は３．４ｃｍ3、見掛け密度は０．０２５ｇ／ｃｍ3、濡れ指数Ｄは１．４であった。
【００３５】
該粒状物を椅子形状の金型に手で詰め込み、２００℃で３０分間熱処理をほどこして得られた繊維成型物は、弾力性に優れ、端部の形状の良いものであった。また、成形物の密度は、０．０５ｇ／ｃｍ3と非常に軽量であった。
【００３６】
［比較例１］
実施例１と同じ原綿を用いてカードを２回通過させ、嵩高綿を得た。この後別の貯綿ボックス内に移し、１５０℃の弱い空気流によって攪拌することにより、球状の粒状物が得られた。これを、実施例１と同様にの充填材として使用したところ、枕の端部に上手く入りきらず、張りの感ある枕とはならなかった。
【００３７】
［比較例２］
廃棄された車、家具等より取り出したウレタンフォームを裁断して、チップ状にした。これらにウレタン樹脂を２０重量％添加し、十分混合した。得られたチップを使用し実施例２と同様に成型加工を行ったところ、得られた成型品の形状は綺麗なものであったが。密度は０．１５ｇ／ｃｍ3と重いものであった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、風合いがソフトで、弾性力も高く、軽量で形状の沿いが良い繊維構造体成形用粒状物が得られる。