(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の剛性をもつ成形体部分を成形する工程と、
前記成形された成形体部分を成形型に配置する工程と、
成形体部分が配置された前記成形型内に発泡体原料を注入する工程と、
注入後に所定の形状をもつウレタンフォームを成形する工程と、
を含み、
前記成形体部分を成形する工程が、
化学繊維の織物又は編物を含む裁断屑を解繊する裁断屑解繊工程と、
解繊された前記裁断屑にバインダー繊維を混入させる工程と、
該バインダー繊維が混合した前記裁断屑を加圧してフェルト状のマットに成形するフェルトマット成形工程と、
前記フェルト状のマットの少なくとも一部に熱反応性の硬化剤を浸透させる硬化剤浸透工程と、
前記硬化剤が浸透されたフェルト状のマットを熱プレス成形によって成形体部分を成形する熱プレス成形工程と、を備える、
ことを特徴とするウレタンフォーム成形方法。
【請求項２】
前記硬化剤浸透工程がスプレーによる塗布である、請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
前記硬化剤浸透工程は、前記フェルト状のマットの塗布部の裏側から吸引することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
成形されるウレタンフォームが自動車シートのクッション体である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の成形方法により成形された成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学繊維（合成繊維も含む）を含む裁断屑を利用して成形した成形体部分、特に自動車などの座席表皮材の裁断屑を利用して成形した繊維質の成形体部分と該成形体部分と一体となるウレタンフォームの成形に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の輸送車両に設けられる座席の表皮材は、例えばポリエステルなどの合成繊維の編物又は織物を表面生地にして、その下に厚さ５〜２０ｍｍ程度の軟質スラブウレタンとポリエステル不織布との３層構造となるものが使用されている。そしてこの３層構造の表皮材シート原反を、座席のデザイン、形状に基づいて裁断、縫製して、座席の表皮材として提供されている。
【０００３】
上記した表皮材シート原反の裁断においては、相当数量の端材（「裁断屑」という）が発生するが、その裁断屑を主原料とした軟質な繊維質成形体の製造方法等が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０２２２１９号（特開平８−１３４２２８号公報）  上記の裁断屑利用技術は、本来硬い裁断質を軟質な成形体とすることができる、優れた技術であるが、裁断屑を繊維状に解した後に発泡ポリウレタン細粒を均一になるまで十分に攪拌混合してから成形するため、煩雑な手間が必要であった。
【０００４】
かかる欠点を解消する新たな成形体および製造方法について、本出願人は「裁断屑を用いた成形体およびその製造方法」と題する特許出願を行った（特願２００７−２３７２２２）。
【０００５】
この製造方法に基づく成形体は、形状を所定のものとすることができ、さらに硬化剤の浸透により任意の硬度をもたせることがきるものである。そのため、表１に示すとおり、ウレタンフォームやフェルトなどの部材に比べて優れた吸音特性、断熱性能を示す。
【０００６】
【表１】
0005096868.tif 000002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、自動車の車内の快適性、さらには周囲環境への配慮が近年ますます要求されており、そのため車内・車外における吸音遮音への要求が高くまた拡大している。
【０００８】
また、乗員の安全の観点かから自動車の各部材、特に座席シートに関して、衝突時のエネルギー吸収性能の向上が求められている。
【０００９】
さらに、従来裁断後廃棄されていた座席シートそのもののリサイクルの要求も高くなってきている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記出願した発明に基づいて成形された成形体部分を使用して、優れた遮音特性、断熱特性をもつウレタンフォームを提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、エネルギー吸収性能をもつ上記ウレタンフォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、所定の剛性をもつ成形体部分を成形する工程と、成形された成形体部分を成形型に配置する工程と、成形体部分が配置された成形型内に発泡体原料を注入する工程と、注入後に所定の形状をもつウレタンフォームを成形する工程と、を含むウレタンフォーム成形方法である。
【００１３】
ここで、成形体部分を成形する工程は、化学繊維の織物又は編物を含む裁断屑を解繊する裁断屑解繊工程と、解繊された裁断屑にバインダー繊維を混入させる工程と、該バインダー繊維が混合した裁断屑を加圧してフェルト状のマットに成形するフェルトマット成形工程と、フェルト状のマットの少なくとも一部に熱反応性の硬化剤を浸透させる硬化剤浸透工程と、硬化剤が浸透されたフェルト状のマットを熱プレス成形によって成形体部分を形成する熱プレス成形工程と、を備える、混入されているバインダー繊維は熱により溶けて解繊繊維間を溶着し、フェルトマット成形を容易にする。
【００１４】
浸透される熱反応性の硬化剤は、エネルギー吸収を可能にする剛性をもつ部位、高い剛性をもつ部位、端末処理のために剛性を必要としない部位に必要な量を浸透させ、さらに熱プレスすれば所定の形状の成形体部分を容易に製造することができる。
【００１５】
裁断屑に含まれる化学繊維には、合成繊維も含まれるものであり、このような裁断屑としては、例えば自動車等の輸送車両の座席に使用される表皮の廃材が該当する。
【００１６】
自動車等の輸送車両の座席に使用される表皮は、例えばポリエステルなどの合成繊維の編物又は織物を表面生地にして、その下に厚さ５〜２０ｍｍ程度の軟質スラブウレタンとポリエステル不織布との３層構造であり、この表皮の裁断屑を利用して軟質な成形体部分を製造するには煩雑な手間を要するが、解繊後に熱反応性の硬化剤を浸透せて熱プレス成形するので、簡便に所定形状の成形体部分を製造することができる。
【００１７】
熱反応性の硬化剤の浸透はスプレーによる塗布が有効であるが、一様な剛性をもたせるときは、フェルト状のマット全体を熱反応性の硬化剤の溶液内に浸漬してもよい。
【００１８】
熱反応性の硬化剤の浸透を効果的にするために、フェルト状のマットの塗布部の裏側から吸引してもよい。
【００１９】
上記バインダー繊維には、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有していないものを使用する。例えばホルムアルデヒドのようなＶＯＣが含有されていると、成形体の用途に制限が生じるからである。ＶＯＣを含有していないバインダーを使用することで、例えばシックハウス症候群等の対応品として自動車室内用部品にも使用できるからである。
【００２０】
また硬化剤が浸透したフェルト状のマットに、さらに成形型からの脱型を容易にするための離型剤を含浸させてもよい。熱プレス成形の成形型からの離型を容易にし、成形体部分の形状破損を防止するためである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、成形体部分に必要な剛性を与え、また所望の形状とすることができ、その結果優れたエネルギー吸収性、吸音性、断熱性をもつウレタンフォームを形成することができる。
【００２２】
さらに、成形体部分が、裁断屑の一つとして自動車の座席表皮の裁断屑を利用するものであるから、自動車用の座席シートのリサイクルを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施例を説明する。最初に、成形体部分の形成方法を説明する。つぎに成形体部分を利用したウレタンフォームの形成方法を説明する。
【００２４】
ここで、成形される成形体部分は、ウレタンフォームを成形するに際して、必要とされる部位において必要な効果（例えば、吸音特性、断熱性能、エネルギー吸収効果）を奏するように、剛性をもつように成形される。
【００２５】
形成体部分の成形方法は、特願２００７−２３７２２２に開示されている。
【００２６】
１．成形体部分の成形
成形体部分の成形方法は主として工程順に、裁断屑解繊工程と、フェルトマット成形工程と、硬化剤浸透工程と、熱プレス成形工程とを含んでなるものである。
【００２７】
原料である化学繊維（合成繊維も含む）の織物又は編物を含む裁断屑は、自動車の座席シートの表皮の裁断屑を使用する。表皮材シート原反の裁断において発生する裁断屑の有効利用を図ることができる。
【００２８】
すなわち自動車シート用表皮の裁断屑から抽出した解繊繊維に、熱可塑性のバインダー繊維を混入させてからフェルト状のマット（「フェルトマット」という）に加工し、つぎにこのフェルトマットに熱反応性（熱硬化性）の硬化剤を浸透させる。そしてこのフェルトマットを１８０℃に加熱した成形型にセットして熱プレスにより所定形状をもち必要な剛性をもつ成形体部分を成形する。
【００２９】
裁断屑解繊工程
解繊は、裁断屑に含まれる化学繊維の織物、編物である生地を引っかき繊維の状態にすることで、この解繊により繊維質が長く残り最終製品である成形体の強度を確保することができる。
【００３０】
自動車シート用表皮材（ポリエステル繊維の生地、５ｍｍ厚みのスラブウレタン、１５デニールのポリエステル不織布の３層で構成）の裁断屑をブレーカー（池上機械（株）製）によって予備解繊する。
【００３１】
予備解繊された表皮材の裁断屑をさらに解繊機（池上機械（株）製リサイクラー）に投入し、解繊繊維に加工する。このリサイクラー投入時に繊維状のバインダー繊維を基材（裁断屑）に対し１０％重量部となるように投入し、リサイクラーによる解繊及び基材の空送によって解繊表皮材とバインダー繊維の混合された解繊繊維を得ることができる。
【００３２】
上記バインダー繊維１２（ユニチカ（株）製）は、ポリエステル繊維の表面をポリプロピレンでコーティングされた繊維である。
【００３３】
フェルトマット成形工程
フェルトマット成形工程は、裁断屑解繊工程で生成された解繊繊維をフェルトマット１３に成形する工程である。この工程により、解繊による粉砕された表皮材のハンドリング性、密度の均一性を確保する。
【００３４】
具体的なフェルトマット成形工程は、上記解繊繊維を１ｋｇ／ｍ２になるように分散させマット状にしたものを厚さ３ｃｍに圧縮し、１００℃の加熱炉で８時間放置し、その後混合繊維を取り出しフェルトマットに成形するものである。
【００３５】
なお混入されているバインダー繊維（ユニチカ（株）製、ポリエステル繊維の表面をポリプロピレンでコーティングされた繊維）が熱により溶けて解繊繊維間を溶着し、冷却にともないフェルトマットが成形される。
【００３６】
硬化剤浸透工程
硬化剤浸透工程は、フェルトマットに熱反応性（熱硬化性）の硬化剤（特殊ＭＤＩ溶液）を吸着させる工程である。
【００３７】
硬化剤の浸透方法には、スプレーによる塗布が好適である。剛性が必要な箇所に必要な量の塗布が可能であるからである。しかし、全体に同じ剛性を持たせるときは、この特殊ＭＤＩ溶液を溶剤で溶解した溶液に浸漬し、余った分を圧力で搾り取るなどの方法がある。
【００３８】
具体的には、硬化剤となる特殊ＭＤＩ（三井化学ポリウレタン（株）製造）を９倍の水に希釈した溶液をスプレーにより塗布する。
【００３９】
なお特殊ＭＤＩ溶液には成型後の成形体部分の脱型を容易にする目的で離型剤成分を含めることが可能である。さらに特殊ＭＤＩ溶液にはその反応時間を短縮させる触媒成分を含めることも可能である。
【００４０】
熱プレス成形工程
熱プレス成形工程は、熱反応性（熱硬化性）の硬化剤を含んだフェルトマットを高温に加熱した形成型にセットし、熱プレスにより水分と硬化剤とを反応硬化させて、成形体部分を成形する工程である。
【００４１】
具体的には、硬化剤溶液が浸透してフェルトマットを１８０℃に加熱した成形下型にセットする。成形型はあらかじめ目的とする形状をもつもので、電気ヒータが下型に組み込まれている。そして１８０℃に加熱された上型を閉じ、６０秒間、２０ｔでプレス成形した。
【００４２】
硬化剤となる特殊ＭＤＩは加熱により反応が促進され、フェルトマットに含まれる水分と反応して固化するが、この時硬化剤に含まれる水分が気化して水蒸気になる。この水蒸気がフェルトマット内に蓄積し高圧状態になると、その後プレス終了時に上型が上昇して大気圧下に置かれた際に、製品内外の圧力差から成形体部分が破損し破損（パンク）する。この対策として、成形型には製品内が高圧状態になるのを防止するために３ｍｍのガス抜き穴を適当量設けている。
【００４３】
この方法にしたがい、原料である化学繊維（合成繊維も含む）の織物又は編物を含む裁断屑（例えば自動車用シート表皮の裁断屑）を利用して、所定の硬度をもち、優れた吸音特性、断熱性能をもつ成形体部分の提供が可能となるものである
【００４４】
なお化学繊維（合成繊維も含む）の織物又は編物を含む裁断屑であれば、シート表皮の裁断屑に限らず他のものを原料材にすることができる。
【００４５】
２．成形された形成体を成形型に配置する工程
所定のウレタンフォームの外形を画定する成形型に、上記に従って成形された成形体部分を所定配置する。
【００４６】
３．  成形体が配置された前記成形型内に発泡体原料を注入する工程
成形体部分が配置された成形型内に、ウレタンフォームが形成される発泡体原料を注入する。
【００４７】
４．  注入後に所定の形状をもつウレタンフォームを成形する工程
成形型を閉じて原料を発泡させてウレタンフォームを成形する。
【００４８】
これら注入工程、ウレタンフォーム成形工程自体は従来実施されている工程であり、注入条件、発泡条件は周知であり、ここでは説明を要しない。
【実施例】
【００４９】
成形された成形体部分を利用した自動車用座席シートのウレタンフォームの成形を説明する。
【００５０】
自動車用座席シートのウレタンフォームの断面図が図１（a）に示されている。ウレタンフォームＵは発泡体部分１と成形体部分２とからなる。発泡体部分１と成形体部分２とので必要なウレタンフォームＵの外形を形成している。
【００５１】
成形体部分２の形状は、この実施例では、座席シートの構造体をなすように決定されている。
【００５２】
この形状の外形を画定する成形型が用意される。
【００５３】
つぎに、自動車シート用表皮材（ポリエステル繊維の生地、５ｍｍ厚みのスラブウレタン、１５デニールのポリエステル不織布の３層で構成）の裁断屑をブレーカー（池上機械（株）製）によって予備解繊する。
【００５４】
予備解繊された表皮材の裁断屑を解繊機（池上機械（株）製リサイクラー）に投入し、解繊繊維に加工する。このリサイクラー投入時に繊維状のバインダー繊維を基材（裁断屑）に対し１０％重量部となるように投入し、リサイクラーによる解繊及び基材の空送によって解繊表皮材と（熱可塑性）バインダー繊維の混合された解繊繊維を得る。バインダー繊維１２（ユニチカ（株）製）は、ポリエステル繊維の表面をポリプロピレンでコーティングされた繊維である。
【００５５】
この解繊繊維を１ｋｇ／ｍ２になるように分散させマット状にしたものを厚さ３ｃｍに圧縮し、１００℃の加熱炉で８時間放置し、その後混合繊維を取り出しフェルト状のマットに成形する。
【００５６】
混入されているバインダー繊維（ユニチカ（株）製、ポリエステル繊維の表面をポリプロピレンでコーティングされた繊維）は熱により溶けて解繊繊維間を溶着し、冷えることでフェルト状のマットが成形される。
【００５７】
通常自動車シートでは、成形後に剛性を必要としエネルギー吸収を目的する部位４（図４）、高剛性をもつべき構造部位、端末処理にために剛性の必要な部位にそれぞれ必要な量の硬化剤である特殊ＭＤＩ溶液（三井化学ポリウレタン（株）製造）をスプレーによって塗布、浸透させる。
【００５８】
このとき、塗布部の裏側から吸引を行うことにより、硬化剤の溶液の浸透が促進され、同時にスプレー時の飛散も防止することができる。
【００５９】
図２に示されているように座席シートにおいて、従来技術では、ウレタンフォームに枠線を有するように一体発泡され、その枠材にウレタンフォームを覆うカバーをフォグリングにより固定している。
【００６０】
このような部位に高い剛性をもつ構造体を成形すべく、熱反応性の硬化剤を十分に塗布する。一方、成形後不要な部分を削除する端末処理を行う部位に必要以上の熱反応性の硬化剤を塗布しない。
【００６１】
なお特殊ＭＤＩ溶液には成型後の成形体部分の脱型を容易にする目的で離型剤成分を含めることが可能である、さらに特殊ＭＤＩ溶液にはその反応時間を短縮させる触媒成分を含めることも可能である。
【００６２】
熱プレス成形工程は、熱反応性の硬化剤を含んだフェルトマットを高温に加熱した形成型にセットする。フェルトマットは、加熱により、バインダー繊維が溶けることで成形型に従った形状となることができる。
【００６３】
一方、硬化剤は、熱プレスにより水分と反応硬化し、成形体部分が成形される。
【００６４】
具体的には、硬化剤の溶液が浸透したフェルトマットを１８０℃に加熱した成形下型にセットする。成形型はあらかじめ目的とする形状をもつもので、電気ヒータが下型に組み込まれている。そして１８０℃に加熱された上型を閉じ、６０秒間、２０ｔでプレス成形した。
【００６５】
硬化剤１５となる特殊ＭＤＩは加熱により反応が促進され、フェルトマット１３に含まれる水分と反応して固化する。
【００６６】
プレス締め付けを解除し、取り出すことで所望の形状、硬度をもつ成形体部分を得ることができる。この成形体部分は、表１に示したとおり、優れた吸音特性、断熱性能をもつ。
【００６７】
つぎに、自動車用シートのウレタンフォームの外形をもつ、予め４０度に温度の調節されたウレタンモールド発泡型内に、所定の位置に成形体部分を配置し、発泡反応後ウレタンフォームとなるウレタン原液を高圧ウレタン発泡機によって注入する。
【００６８】
ここで用いられるウレタン原液は下記の通りに調節される。
【００６９】
アクトコールＰＯＰ−８０６０（三井化学ポリウレタン製）
１００      重量部
水                                  ３．０  重量部
Ｎメチル−２−モルフォリン          ０．１  重量部
トリエチレンアミン                  ０．０３重量部
スズ触媒                            ０．１  重量部
シリコン整泡剤                      １．０  重量部
ＴＤＩ80(三井化学ポリウレタン製)  ３６      重量部
成形型を閉じて２００℃の加熱炉で１５分間反応硬化させる。
【００７０】
ウレタンフォームの発泡時に、形成体部分とのウレタンフォームとの境界に含浸層が形成され、この含浸層が優れた防音効果をもたらす。
【００７１】
成形されたウレタンフォームは座席シートの外形をもつが、このウレタンフォームを表皮材で覆い、硬度をもつ部位に係合させることで、枠線、フォグリングなしで座席シートが完成する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１（a）は本発明に従ったウレタンフォームの断面を示し、図１（b）は本発明に従ったウレタンフォーム（一部断面）の裏側から見た斜視図（写真）を示し、図１（c）は図１（b）のウレタンフォームの部分拡大斜視図（写真）を示す。
【図２】図２（a）は、従来のウレタンフォームに表皮材をフォグリングで固定した状態を示すウレタンフォーム（一部断面）の裏側から見た斜視図（写真）を示し、図２（b）は図１（a）のウレタンフォームの部分拡大斜視図（写真）を示す。
【符号の説明】
【００７３】
Ｕ  ウレタンフォーム
１  発泡体部分
２  成形体部分
【図１】
0005096868.tif 000003
【図２】
0005096868.tif 000004