(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダーを配合されている原料繊維の異なる３種の繊維が巾方向に並存し開繊状態にある繊維帯を、該繊維帯の進行方向に対し交差する方向にずらしつつ同種の原料繊維が重なるよう折り返し重ね合せ、厚さ方向に前記３種の異原料繊維と同数の原料層を形成し、且つ、各層がその境界付近で原料繊維レベルで混合一体とされていると共に、加熱加圧されることで前記バインダーにより繊維が固定され３層の固綿となっており、上記３層固綿の上層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を最も少なく、中層乃至下層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を前記バインダー量より大とし、表面層に柔軟性を持たせ、下層をそれより硬くしたことを特徴とする多層構造綿。
【請求項２】
繊維帯を構成する繊維が、短繊維をカーディングすることによりえられるカードウエブである請求項１記載の多層構造綿。
【請求項３】
繊維帯を構成する繊維が、長繊維トウを平行状態で開繊し原料繊維の異なる３種の繊維が巾方向に併存し開繊状態にある繊維ウエブである請求項１記載の多層構造綿。
【請求項４】
バインダーを配合されている原料の異なる３種の繊維が巾方向に並存し開繊状態にある繊維ウエブを、該ウエブの進行方向に対し交差する方向に走行するコンベア上に折り畳んで重合しつつ供給することによって、コンベア上に同種の原料繊維が重なるよう厚さ方向に前記３層の異原料繊維の層を形成し、前記異原料繊維の層を加熱加圧し前記バインダーによって原料繊維同志を固定する多層構造綿の製法において、配合するバインダーの量を上層部の原料繊維に比して中層乃至下層部の原料繊維に多くしたことを特徴とする、厚さ方向に複数の異原料繊維の層を形成する、多層構造綿の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層構造綿及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
布団など寝装品の中綿材料としては、複数の性質の異なる繊維を混繊一体化した中綿とするか、または、所定の形状に成形された固綿（樹脂固定綿）が用いられている。かかる繊維綿や固綿は、繊維一本一本を開繊させて作った合成繊維ウエブを積層させ、そのまま側地に詰めるか、あるいは、樹脂で固めたり、該ウエブに混入されている低融点の熱可塑性合成繊維（バインダ）を加熱処理によって溶融させて固綿として布団等の寝装品の芯材として利用されている。
【０００３】
中綿は、原料繊維やバインダの配合比、綿の詰め込み量（密度）、樹脂の付着量等によって硬さや、クッション性が変化し、また、布団自体においても身体と接する表面側と、裏面側とでは要求される性能が異なる。
【０００４】
このような性状の異なる複数の層を有する繊維綿もしくは固綿を製造するに際しては、各々は単体で成形した綿同士を重ね合せ、再加熱して一体とする方法、または、複数のカード機を並列或いは直列に配置し、各々のカード機で形成される性状の異なる繊維ウエブを積層し、加熱する方法が想定されるが、上記前者は、各層の境界部分が分離しやすく、綿切れの原因個所になる。また、製造工程が増加するという問題も有る。また、上記後者では、層の数だけカード機が必要になり、製造設備が大規模化する問題が有る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記の点に鑑みて、１台の機械で性状の異なる複数の層を有する多層構造綿が得られ、且つ、各層の積層構造に特徴を有する多層構造綿及びその製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の多層構造綿は、バインダーを配合されている原料繊維の異なる３種の繊維が巾方向に並存し開繊状態にある繊維帯を、該繊維帯の進行方向に対し交差する方向にずらしつつ同種の原料繊維が重なるよう折り返し重ね合せ、厚さ方向に前記３種の異原料繊維と同数の原料層を形成し、且つ、各層がその境界付近で原料繊維レベルで混合一体とされていると共に、加熱加圧されることで前記バインダーにより繊維が固定され３層の固綿となっており、上記３層固綿の上層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を最も少なく、中層乃至下層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を前記バインダー量より大とし、表面層に柔軟性を持たせ、下層をそれより硬くした。上記繊維帯を構成する繊維は、短繊維をカーディングすることにより得られるカードウエブとし、或いは、繊維帯を構成する繊維が、長繊維トウを平行状態で開繊し原料繊維の異なる３種の繊維が巾方向に併存し開繊状態にある繊維ウエブとした。
【０００７】
そして、本発明は多層構造綿の製造方法として、バインダーを配合されている原料の異なる３種の繊維が巾方向に並存し開繊状態にある繊維ウエブを、該ウエブの進行方向に対し交差する方向に走行するコンベア上に折り畳んで重合しつつ供給することによって、コンベア上に同種の原料繊維が重なるよう厚さ方向に３層の異原料繊維の層を形成し、前記異原料繊維の層を加熱加圧し前記バインダーによって原料繊維同志を固定する多層構造綿の製法において、配合するバインダーの量を上層部の原料繊維に比して中層乃至下層部の原料繊維に多くしたことを特徴とする、厚さ方向に複数の異原料繊維の層を形成する、多層構造綿の製造方法を採用した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に本発明の多層構造綿の製造装置の一例を示す。図において、製造装置１は、カードウエブから多層構造固綿を製造する場合の製造装置１を示し、該製造装置１は、ホッパー２、カード機３、クロスレイヤー４、コンベア５より主に構成されている。
【０００９】
ホッパー２は、カードウエブを形成するための原料繊維を貯溜し、カード機３に供給するものであり、内部は２枚の仕切板２１，２２によって幅方向に３つの部分２ａ，２ｂ，２ｃに区画されている。尚、仕切板２１，２２は必要とする区画の数によって１枚、または、３枚以上とすることもできる。２３，２４，２５は繊維を送給するエプロンである。
【００１０】
次に、上記実施形態に基づき、多層構造固綿の製造過程について、三層構造固綿の場合を例にとり説明する。
【００１１】
図２に示すホッパー２の３つの部分２ａ，２ｂ，２ｃには、夫々、隣接する部分間で互いに性状、即ち、素材、繊度、バインダの配合量、付加機能等の異なる原料繊維ａ，ｂ，ｃを投入する。そして、エプロン２３，２４，２５の作動により原料繊維ａ，ｂ，ｃはホッパー２から平行に送り出されカード機３に供給され、カード機３において原料繊維ａ，ｂ，ｃは開綿され、一枚の薄いシート状をなす繊維ウエブとして連続的に送出される。
【００１２】
カード機３より送出された繊維ウエブ１１はクロスレイヤー４のラチス４１，４２，４３によってカード機３の送出方向に対して直交方向に配置されたコンベア５上に運ばれる。
【００１３】
この際、ラチス４２は始端４２ａを中心として終端４２ｂが揺動可能であり、且つ、ラチス４２の終端４２ｂに上端４３ａが回動自在に連結されたラチス４３の下端４３ｂは、図示しない往復動機構によってコンベア５の上面に沿ってコンベア幅方向に所定の速度で往復動しており、ラチス４３より送出された繊維ウエブ１１は、図３に示すようにコンベア５上で折り畳まれ重ね合される。
【００１４】
次いで、コンベア５の進行方向に対してほぼ真横に折り重ねられることで充分に厚みを確保された繊維ウエブ１１は、コンベア５の上方に配置され、所定の温度に加温されているパンプレート６ａ，６ｂにより加熱され、加圧されることによって、繊維ウエブ中に配合されているバインダが溶融して一体となりａ，ｂ，ｃの３層からなる三層構造固綿１２として送出される。
【００１５】
上記のような過程で製造された三層構造固綿１２は、図４（ａ）に模式的に示すように各層ａ，ｂ，ｃの境界部が、明確な境界面（接合面）を形成せず、境界付近の領域で隣接する層同士が原料繊維のレベルで混合し、その混合比が漸次変化するようにして隣接している。言うならばクロスフェードしている。
【００１６】
このクロスフェードしている事が本発明の核心であり、このため、各層の原料繊維の繊度、色調が同程度であれば肉眼で境界を見分けることは困難であり、その場合は色調の異なる原料繊維を用いることで初めて識別可能となる。
【００１７】
三層構造固綿１２の各層ａ，ｂ，ｃの厚味が長手方向は勿論、幅方向においてもほぼ一定となり、均質化されるためには、カード機３側からの繊維ウエブ１１の供給速度に対して、コンベア５の進行速度が相対的に充分低速に設定される必要がある。折り畳まれる繊維ウエブ１１の長短比にも依るが、コンベア５の進行速度はウエブ供給速度の１／１０〜１／２０程度である。尚、図３においてコンベア５上で繊維ウエブ１１を折り重ねた際にａ，ｂ，ｃ各部に送り分のずれを生じていても、このずれがそのまま各層ａ，ｂ，ｃの厚味に反映される訳ではなく、パンプレート６ａ，６ｂで圧縮される際にずれも圧縮され且つ、繊維ウエブ１１の傾斜も圧縮され均一化される。また、コンベア進行速度が上記範囲以上であっても、各層境界領域の厚味分布は幅方向に左右対称に現れ、この特徴は中綿材料に利用することもできる。
【００１８】
次に、三層構造固綿１２の各層ａ，ｂ，ｃに使用する原料繊維及びバインダ配合比の例について述べる。
【００１９】
三層構造固綿１２（または二層構造固綿１２′）を固綿敷布団の中綿材料として用いる場合の代表的な構成例としては、下層部（ａ）または中層部（ｂ）には繊度の大きい原料を使用し、また、バインダの配合比を多くして硬めに仕上げ、底づき感の無いようにすることが好適である。例えば、通常の単層の固綿であれば、繊度が４ｄ〜１８ｄ程度であるが、繊度が０．５ｄ程度の極細繊維から繊度５０ｄ〜１００ｄの超極太繊維を用いることができる。
【００２０】
一方、上層部（ｃ）は、身体に接する側であり柔軟性を持たせるためにバインダの配合比を少なくし、繊度も通常と同程度または小さい原料を使用し、仕上りをソフトにすることが好適である。例えば、通常の単層の固綿の場合、バインダの配合比は２０〜３０％程度であるが、多層構造固綿では１０〜１５％程度に留める。また繊度も０．５ｄ〜４ｄの超極細繊維を使用する。
【００２１】
本発明においては、バインダー量を少なくしても、二つの綿がミックスされる境界層では、一方の混率から他方の混率へと徐々に変化しており、他方の綿は逆に変化しており、所謂クロスフェード効果で、両者の綿の特性を自然に生かすことができる。
【００２２】
特に、敷きふとんとして用いた時、従来の貼り合わせた綿では、綿の沈み込み変化は、両者の境界で急に不連続に変化しているが、本発明の構造綿を用いた時には、境界領域での不連続性は見られず、体圧分散性のよい敷きふとんが得られる。
【００２３】
上層部（ｃ）をこのような極端に柔軟な構造に出来るのは、固綿自体としての強度、保形性が、硬めの仕上げが可能な中・下層部（ｂ，ａ）により確保されているからであり、これにより、従来固綿を敷布団の芯材として用いる際に、表層部に不定形の合繊綿などを併用して柔軟性を確保していたのに対し、単独敷布団の中綿材料とて用いることも可能である。
【００２４】
この場合、合繊綿のような綿の分離移動といった問題を生じず、また、表層部に合繊綿や羊毛等、不定形の中綿材料を併用する場合にも、これらの材料と同綿上層部との馴染みが良く、中綿材料の分離移動も起こり難くなる。
【００２５】
三層構造固綿１２を固綿敷布団等の中綿材料に使用する場合の他の代表的な構成例としては、上層部（ｃ）及び下層部（ａ）には保温断熱性、吸放湿性に優れたポリエステル繊維を用いる一方、中層部（ｂ）には、吸湿発熱反応を利用した発熱性繊維、遠赤外線効果を有するセラミックスや金属を練り込んだ遠赤外線繊維、備長炭練り込み繊維、抗菌防臭加工繊維等、特定の機能を付与した機能性繊維を単独または複数混合して用いる。
【００２６】
このような構成により、中層部（ｂ）の機能性繊維の特徴を生かしながらも、上層部（ｃ）の柔軟性、保温性、吸放湿性、下層部（ａ）の保形性、保湿断熱性によって、機能性繊維の短所が補われ、中綿材料としてバランスの良い多層構造固綿を構成できる。尚、上記機能性繊維は、中層部（ｂ）以外に単独または混合して用いても良い。
【００２７】
上記実施形態においては、上層部（ｃ）、中層部（ｂ）、下層部（ａ）の各層の厚味がほぼ均等な場合を示したが、２層或いは４層以上の場合も含め各層の厚味は均等でなくても良い。各層の厚味は、図２に示した仕切板２１，２２の位置に対応し、該仕切板２１，２２をホッパー２に対して幅方向に移動可能若しくは取付位置を段階的、連続的に変更可能に設ければ、各層の厚味を任意に変更できる。
【００２８】
又、隣接する繊維同士がクロスフェード状態で混合されている境界層の厚味は数ｍｍ厚から１ｃｍ厚程度であり、ホッパーに供給する繊維を何層にも細かく仕切って供給すれば、数ｍｍ厚から１ｃｍ厚程度毎に性質の異なる超多層構造綿を作ることも可能である。
【００２９】
尚、上記実施形態では、多層構造綿及びその製造過程について、三層構造固綿の場合を例に述べたが、コンベア５上で折り畳まれ重ね合された繊維ウエブ１１を加圧せず、熱接着等により一体とするか、または、そのままキルティングすることにより一体として、柔軟な多層構造綿を製造することもできる。また、カード機３を使用しカードウエブから多層構造綿を製造する代わりに、長繊維トウを開繊した繊維ウエブから多層構造綿を製造することもできる。その場合は、原料繊維の異なる長繊維トウを並行状態にて開繊し、原料繊維の異なる複数の部分が並存し開繊状態にある繊維ウエブ（繊維帯）を、繊維ウエブの送出方向に対して直交方向に配置されたコンベア５上で折り畳み重ね合せれば良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の多層構造綿は、バインダーを配合されている原料繊維の異なる３種の繊維が巾方向に並存し開繊状態にある繊維帯を、該繊維帯の進行方向に対し交差する方向にずらしつつ同種の原料繊維が重なるよう折り返し重ね合せ、厚さ方向に前記３種の異原料繊維と同数の原料層を形成し、且つ、各層がその境界付近で原料繊維レベルで混合一体とされていると共に、加熱加圧されることで前記バインダーにより繊維が固定され３層の固綿となっており、上記３層固綿の上層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を最も少なく、中層乃至下層部を構成する原料繊維に配合するバインダー量を前記バインダー量より大とし、表面層に柔軟性を持たせ、下層をそれより硬くしたので、各層が容易に分離しない上、明確な境界面（接合面）が形成されないため、境界面によって吸放湿性や柔軟性など各繊維層自体の性能が損なわれることが無く、敷布団やマットレスの中綿材料、芯材としては勿論、原料繊維の選定、組合わせにより様々な分野での応用が期待できる。バインダー量を変化させることで、表面層を柔軟性の高いものとし中下層を固いものとし、柔軟な上層部を強度保形性が確保されている硬めの仕上げの下層部で支えることが出来、体圧分散性の良い布団が得られる。
【００３１】
また、上記多層構造綿の製造方法として、原料繊維の異なる複数の部分が並存し開繊状態にある繊維帯を、該繊維帯の進行方向に対し交差する方向にずらしつつ重合し、厚さ方向に複数の層を形成する方法を採用したので、１台の機械を使用して各層間で原料繊維、機能、性状の異なる多層構造綿を連続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を実施する装置の概略を示す正面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  図１のＣ方向斜視図である。
【図４】  本発明の三層構造固綿の実施形態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１  製造装置
２  ホッパー
３  カード機
４  クロスレイヤー
５  コンベア
６ａ，６ｂ  パンプレート（加熱・加圧手段）
１１  繊維ウエブ
１２  三層構造固綿
２１，２２  仕切板
【図１】
0003780424.tif 000002
【図２】
0003780424.tif 000003
【図３】
0003780424.tif 000004
【図４】
0003780424.tif 000005