JP6375781B2 - クッション性を有する繊維成形体、及びそれを用いて得られた製品 - Google Patents
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Description
他の製造方法で得られる繊維成形体としては、短繊維をカード法にてウェブとした後、折り畳み成形により得られる不繊布が挙げられる(例えば、特許文献1参照。)。ここでいう「折り畳み成形」とは、ウェブをプリーツ加工等によりウェブのMD方向に折り畳まれた状態にすることである。しかし、この方法で得られる不織布は、クッション性には優れるものの、短繊維から構成されるため、圧縮を繰り返した場合に毛羽立ちやリントが発生し、繰り返し圧縮の耐久性に劣ってしまうという問題がある。
〔1〕捲縮を有し一方向に延びている連続繊維の束を開繊してなる繊維層3が、繊維層3の表面に畝2が繰り返し現れるように連続繊維の延びている方向に折り畳まれた構造を有してなる繊維成形体1であって、繊維成形体は、繊維成形体1の表面において、繊維成形体1の厚み方向4に圧縮扁平化された形状の畝2を形成しているか、または、繊維成形体は、畝2を形成し畝2の両側から繊維成形体1の厚み方向4に延びる繊維層3で連続した曲面を形成しており、畝を形成して繊維成形体1の厚み方向4に延びる互いに隣り合う畝の繊維層3が、繊維成形体1の厚み方向4において互いに密着している繊維成形体1。
〔2〕連続繊維が、熱融着性連続繊維であり、互いに隣り合う畝の繊維層が、繊維層3の熱融着性連続繊維の熱融着によって接合することで、繊維成形体1の厚み方向4において互いに密着している前記〔1〕記載の繊維成形体1。
〔3〕前記互いに密着している繊維層3を構成している熱融着性連続繊維の少なくとも一部が、少なくとも一方の畝の繊維層内に絡み込まれており、該畝の繊維層内部において、該繊維層3を構成する熱融着性連続繊維と、前記の絡み込まれた熱融着性連続繊維とが、熱融着によって接合されている前記〔2〕記載の繊維成形体1。
〔4〕前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の繊維成形体1の畝2を有する表面側に、さらに刻印紋様が賦形されてなる繊維成形体1。
〔5〕連続繊維が、ポリエステルを芯とし、ポリエチレンを鞘とする、鞘芯型複合連続繊維である前記〔1〕〜〔4〕のいずれか1に記載の繊維成形体1。
〔6〕前記〔1〕〜〔5〕のいずれか1に記載の繊維成形体1を用いて得られる製品。
本発明の繊碓成形体は、捲縮を有し一方向に延びている連続繊維の束を開繊してなる繊維層が、繊維層の表面に畝が繰り返し現れるように連続繊維の延びている方向に折り畳まれた構造を有している。
繊維成形体は、繊維成形体の表面において、繊維成形体の厚み方向に圧縮扁平化された形状の畝を形成しているか、または、繊維成形体は、畝を形成し畝の両側から繊維成形体の厚み方向に延びる繊維層で連続した曲面を形成しており、畝を形成して繊維成形体の厚み方向に延びる互いに隣り合う畝の繊維層が、繊維成形体の厚み方向において互いに密着している。
本発明でいう「畝」とは、繊維成形体の厚み方向に対して、垂直方向で、かつ、繊維層の密着状態と曲面の状態が観測できる方向から見た場合、畑などに見られる農作物を栽培するための畝のように高低のある状態が水平方向に続く構造をいう。
本発明に用いられる繊維層は、捲縮を有し一方向に延びている連続繊維の束を開繊してなる。連続繊維の束を用い、繊維層の表面に畝が繰り返し現れるように連続繊維の延びている方向に折り畳まれた構造を有していることで、得られる繊維成形体は、圧縮を繰り返して使用した場合であっても、毛羽立ちやリントが発生し難いなどの繰り返し圧縮の耐久性に優れることから、クッション材として好ましく用いることができる。
本発明に用いられる連続繊維は、特に限定されないが、繰り返し圧縮の耐久性の点で、熱融着性を有することが好ましく、熱融着性複合連続繊維であることが特に好ましい。
熱融着性複合連続繊維としては、低融点成分と高融点成分とからなる複合連続繊維であることが好ましい。低融点成分/高融点成分の組み合わせとしては、ポリエチレン/ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー/ポリプロピレンホモポリマー、ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレートなどが例示できるが、これらに限定されない。本発明で用いられるポリエチレンは、ポリエチレンホモポリマー、エチレンとプロピレンもしくは他のオレフィンとのコポリマー、エチレンとその他の共重合成分とのコポリマーなどである。本発明で用いられるポリプロピレンは、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレンとエチレンもしくは他のオレフィンとのコポリマー、プロピレンとその他の成分との共重合体などである。本発明で用いられるポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、それらの共重合体などである。特にポリエチレン/ポリエチレンテレフタレートの組み合わせで構成される熱融着性複合連続繊維は、ポリエチレンテレフタレートの樹脂特性である剛性を活かし、最終成形品はクッション性に優れるものとなるため好ましい。
連続繊維の束の開繊においては、ウインスロールによる繊維の開繊効果、ロールとロール間の速度比率、及び、Zバー(スイングするテンションバー)による緊張と緩和を繊維束に適度に与えることにより、均一に拡幅させることができる。繊維束へ緊張状態を与える場合、拡幅された繊維束の捲縮が伸びきるほどの過剰な緊張を与えないことが重要である。
一方向に延びている連続繊維同士が互いに接合されていない繊維層を、繊維層の表面に畝が繰り返し現れるように連続繊維の延びている方向に折り畳み、隣り合う畝同士を構成する繊維層が互いに密着するように構成すると、連続繊維間は互いに接合されていないため、畝を形成する繊維層内に、隣の畝を形成する繊維層の繊維の一部分が絡み込む(食い込む)状態が形成され易い。この状態で加熱すると、両畝を構成する繊維層間の熱接着は、両繊維層の接触界面のみにおいて互いの繊維軸の接点のみで熱接着する場合に比べて、強固な熱接着が可能となる。これによって、繰り返し圧縮の耐久性が強化されうる。
一方向に延びている連続繊維の束が開繊(拡幅)されてなる繊維層を用いて、畝が繰り返し現れるように折り畳まれた構造を有する繊維成形体を製造するための方法としては、スタフィンボックス内に繊維層を押し込み、折り畳み構造を形成する方法や、プリーツ加工を用いて、折り畳み構造を形成する方法などが挙げられる。
1)出口側で繊維層が排出されにくい状態になるように、入口から出口に向かって開口面積が減少する構造を有するボックス内に繊維層を押し込む。繊維層はボックス内に蓄積され、折り畳まれた状態となる。
2)さらに、入口側から繊維層をボックス内に押し込み続けることで、出口側から、折り畳まれた繊維層が排出される。排出される繊維層には、折り畳み構造が付与される。
3)次に、繊維層を繊維成形体とするために、互いに密着している繊維層を接合する。接合する方法は、例えば、連続繊維として熱融着性連続繊維を用いた場合には、例えば、熱風循環式サクションドライヤーを用いて、熱風による熱融着性連続繊維の熱融着によって、互いに密着している繊維層同士を接合すればよい。熱融着性連続繊維としては、熱融着性複合連続繊維が好ましく利用でき、熱融着性複合連続繊維の低融点成分の融点以上、高融点成分の融点未満の温度範囲内の熱風によって接着成形される。
折り畳まれた繊維層の高さは、用いるボックス内の体積により調整すればよい。例えば、ボックス上面の入口側を固定し、出口側を下降できる構造とすることで、ボックス内の体積を変更できる。このとき、体積を小さくすると折り畳み構造を小さくすることができ、逆に体積大きくすると折り畳み構造を大きくすることができる。この製造方法により、畝を形成して繊維成形体の厚み方向に延びる互いに隣り合う畝の繊維層同士が、繊維成形体の厚み方向において互いに密着している繊維成形体を効率よく得ることができるため、好ましい。
その他の繊維成形体の製造方法としては、プリーツ加工などを挙げることができる。繊維成形体の製造方法は、これらに限定されるものではない。
また、こうして得られた繊維成形体の畝を有する表面側に、種々の刻印紋様を賦形してもよい。刻印紋様は、そのような紋様が刻印された金型等を、必要によって加熱しながら、前記成形体の畝を有する表面側に圧接するなどの方法で得ることができる。
10人のパネラーによって、次ぎの評価基準に従い、クッション性を評価した。
◎:反発性があると感じた人数が、8人以上である。
○:反発性があると感じた人数が、5人以上、7人以下である。
×:反発性が有ると感じた人数が、4人以下である。
本評価法において、○または◎の評価となった成形体をクッション性に優れると評価した
10人のパネラーによって、次ぎの評価基準に従い、柔軟性を評価した。
◎:柔軟であると感じた人数が、8人以上である。
○:柔軟であると感じた人数が、5人以上、7人以下である。
×:柔軟であると感じた人数が、4人以下である。
本評価法において、○または◎の評価となった繊維成形体を柔軟性に優れると評価した。
繊維成形体を100mm×100mmに切り出し、圧縮機を用いて、3kgf/cm2(29.4Pa)の圧力にて10回繰り返し圧縮した後の繊維成形体を用いて、次ぎの評価基準に基づき、評価を行った。評価は、柔軟性の評価を行った10人のパネラーを起用した。
◎:毛羽、リント量がない又は少ないと評価した人数が、8人以上である。
○:毛羽、リント量がない又は少ないと評価した人数が、5人以上7人以下である。
×:毛羽、リント量がない又は少ないと評価した人数が、4人以下である。
本評価法において、○または◎の評価となった繊維成形体を、毛羽立ち、リント量が少なく、繰り返し圧縮の耐久性が良好であると評価した。
低融点成分がHDPE(高密度ポリエチレン;融点130℃、MI16)であり、高融点成分がPET(ポリエチレンテレフタレート;融点250℃、IV0.68)である、機械捲縮を施し、10〜20山/2.54cmのジグザグ捲縮を持った同心鞘芯型複合繊維(鞘芯比が容量基準で50/50、3.3dtex)が一方向に延びている連続繊維の束を、トウ開繊法で緊張と緩和することによって均―に開繊した。得られた、目付け20g/m2、厚み約1mm、幅約500mmの繊維層を、入口から出口に向かって開口面積が小さくなり、出口の開口部が縦10mm、横500mmであるボックス内に押し込むことにより、ボックス内で折り畳み構造が形成された繊維層を得た。
この折り畳み構造を有した繊維層を、熱風循環式熱処理機を用いて、循環風速1.5m/s、熱風温度130℃、コンベアー速度8.5m/minの条件で熱処理加工を行い、繊維成形体を得た。
得られた繊維成形体は、畝を形成し畝の両側から繊維成形体の厚み方向に延びる繊維層で連続した曲面を形成しており、畝を形成して繊維成形体の厚み方向に延びる互いに隣り合う繊維層が、繊維成形体の厚み方向において、該繊維の低融点成分による熱融着によって接合され互いに密着していた。隣り合う畝の繊維層同士を剥離しようとすると、一方の繊維層の繊維の一部分が、隣り合う他方の繊維層の内部に食い込んで(絡みこんで)熱接着しており、剥離強度の向上に寄与している状況が観察された。
低融点成分がHDPE(高密度ポリエチレン;融点130℃、MI16)であり、高融点成分がPP(ポリプロピレンホモポリマー;融点160℃、MFR16)である、潜在捲縮性を持った偏心鞘芯型複合繊維(鞘芯比が容量基準で50/50、3.3dtex)のトウを、トウ開繊法で緊張と緩和を与えることによって均―に開繊した。目付け25g/m2、厚み約2.5mm、幅約500mmの繊維束の層を得た以外は、サンプルAの製法に準じて、繊維成形体を得た。繊維成形体を構成する繊維には、10〜15山/2.54cmの螺旋捲縮が発現していた。
得られた繊維成形体は、畝を形成し畝の両側から繊維成形体の厚み方向に延びる繊維層で連続した曲面を形成しており、畝を形成して繊維成形体の厚み方向に延びる互いに隣り合う繊維層が、繊維成形体の厚み方向において、該繊維の低融点成分による熱融着によって接合され互いに密着していた。隣り合う畝の繊維層同士を剥離しようとすると、一方の繊維層の繊維の一部分が、隣り合う他方の繊維層の内部に食い込んで(絡みこんで)熱接着しており、剥離強度が向上していると推定される。
低融点成分がHDPE(高密度ポリエチレン;融点130℃、MI16)であり、高融点成分がPET(ポリエチレンテレフタレート;融点250℃、IV0.68)である、機械捲縮を施し、10〜20山/2.54cmのジグザグ捲縮を持った同心鞘芯型の複合短繊維(鞘芯比が容量基準で50/50、3.3dtex×51mm)をカード加工法にて、目付け20g/m2、厚み約1.5mm、幅約500mmの繊維層とした後、サンプルAの方法に準じて、折り畳み構造を有する繊維成形体を得た。
低融点成分がHDPE(高密度ポリエチレン;融点130℃、MI16)であり、高融点成分がPET(ポリエチレンテレフタレート;融点250℃、IV0.68)である、同心鞘芯型複合繊維(鞘芯比が容量基準で50/50)をスパンボンド法にてコンベアー上に集積し、目付け20g/m2、厚み約0.3mm、幅約500mmの繊維層(フリース:2.2dtex)とした後、サンプルAの方法に準じて、折り畳み構造を有する繊維成形体を得た。
2 畝
3 繊維層
4 繊維成形体の厚み方向
Claims (5)
- 捲縮を有し一方向に延びている連続繊維の束を開繊してなる繊維層が、繊維層の表面に畝が繰り返し現れるように連続繊維の延びている方向に折り畳まれた構造を有してなる繊維成形体の製造方法であって、
一方向に延びている連続繊維の束を、トウ開繊法で緊張と緩和することによって均―に開繊し、得られた繊維層を、入口から出口に向かって開口面積が小さくなるボックス内に押し込むことにより、ボックス内で折り畳み構造が形成し、
この折り畳み構造を有した繊維層を、熱風循環式熱処理機を用いて、熱処理加工を行うことで、
繊維成形体は、繊維成形体の表面において、繊維成形体の厚み方向に圧縮扁平化された形状の畝を形成しているか、または、
繊維成形体は、畝を形成し畝の両側から繊維成形体の厚み方向に延びる繊維層で連続した曲面を形成しており、
畝を形成して繊維成形体の厚み方向に延びる互いに隣り合う畝の繊維層が、繊維成形体の厚み方向において互いに密着している繊維成形体の製造方法。 - 連続繊維が、熱融着性連続繊維であり、互いに隣り合う畝の繊維層が、繊維層の熱融着性連続繊維の熱融着によって接合することで、繊維成形体の厚み方向において互いに密着している請求項1記載の繊維成形体の製造方法。
- 前記繊維成形体の厚み方向において互いに密着している繊維層を構成する熱融着性連続繊維の少なくとも一部が、隣り合う畝の繊維層内に絡み込まれており、該畝の繊維層内部において、該繊維層を構成する熱融着性連続繊維と、前記の絡み込まれた熱融着性連続繊維とが、熱融着によって接合されている請求項2記載の繊維成形体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維成形体の畝を有する表面側に、さらに刻印紋様が賦形されてなる繊維成形体の製造方法。
- 連続繊維が、ポリエステルを芯とし、ポリエチレンを鞘とする、鞘芯型複合連続繊維である請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維成形体の製造方法。
Priority Applications (6)
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