クッション体の製造方法および座席シートの製造方法
【課題】繊維構造体を短時間熱成形することにより形成可能であると共に、熱成形後の触感が良好なクッション体の製造方法および該クッション体を用いた座席シートの製造方法を提供する。
【解決手段】所定形状のキャビティ４０ａを有すると共に型面に蒸気孔４１が形成された成形型４０内に、主体繊維とバインダ繊維が混合されたシート状繊維構造体４を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、バインダ繊維の融点以上であって主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を成形型４０に対して吹き付け可能とするように、成形型４０の周辺気圧を成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、蒸気孔４１を通してシート状繊維構造体４に蒸気を吹き付けてクッション体１１を形成する成形工程と、を備えた。
【解決手段】所定形状のキャビティ４０ａを有すると共に型面に蒸気孔４１が形成された成形型４０内に、主体繊維とバインダ繊維が混合されたシート状繊維構造体４を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、バインダ繊維の融点以上であって主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を成形型４０に対して吹き付け可能とするように、成形型４０の周辺気圧を成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、蒸気孔４１を通してシート状繊維構造体４に蒸気を吹き付けてクッション体１１を形成する成形工程と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクッション体の製造方法および座席シートの製造方法に係り、特に、ポリエステル繊維等からなる繊維構造体を用いたクッション体の製造方法および座席シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維等からなる繊維構造体を成形型内で熱成形してクッション体を形成し、このクッション体を用いて座席シートを製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記繊維構造体は、主体繊維とバインダ繊維を混合したものであり、バインダ繊維の軟化点以上で熱処理することによりバインダ繊維が溶融・軟化され、主体繊維とバインダ繊維あるいはバインダ繊維同士が点接合され所定形状に成形される。
特許文献１では、多数の通気孔が形成された成形型内に複数の繊維構造体を積層して圧締状態で配置し、成形型内に熱風およびスチームを通気させている。これにより、熱風およびスチームが成形型内を通過し、繊維構造体の熱成形が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、熱成形に１０分以上と長い時間を要するため、生産効率が良好でないという問題があった。また、繊維構造体を長時間、加熱処理することになるため、熱成形後のクッション体は、当初の繊維構造体の柔らかな風合が失われ硬い風合となり触感が良好でなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、繊維構造体を短時間で熱成形することにより形成可能であると共に、熱成形後の触感が良好なクッション体の製造方法および該クッション体を用いた座席シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のクッション体の製造方法は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明では、蒸気孔が形成された成形型内に繊維構造体を圧縮状態で配置し、成形型周辺気圧を、成形型に吹き付ける蒸気の吹き付け温度（成形温度）における飽和蒸気圧以上に保持しつつ、蒸気を成形型に吹き付ける。これにより、成形型に吹き付けられた蒸気は、成形温度に保持されたまま、成形型に形成された蒸気孔を通して繊維構造体内部を通過可能となる。このとき、蒸気は熱風よりも熱容量が大きいため、本発明では、短時間で繊維構造体を成形することが可能であり、成形時間が大幅に短縮化される。また、成形時間が短縮化されることにより、繊維構造体が加熱処理される時間が短くなるので、成形後のクッション体の風合を良好とすることができる。
【０００９】
また、具体的には、前記蒸気として水蒸気を用いることができる。
また、前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定すると好適である。このように繊維構造体と表皮とを成形型内で同時に成形する場合に、成形温度を表皮を染色している染料の溶融温度よりも低く設定すれば、スチーム成形中に染料が溶け出して色落ちしてしまうことを防止することができる。
【００１０】
また、上記クッション体の製造方法を組み込むことにより、シートフレームと、該シートフレームに配設されたクッション体を備えた座席シートの製造方法であって、前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、前記シートフレームに前記クッション体を取り付ける組み付け工程と、を備え、前記クッション体形成工程は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、繊維構造体をスチーム成形するために、繊維構造体周辺を所定成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に昇圧し、この状態で所定成形温度の蒸気を吹き付けるようにしたので、繊維構造体を短時間で熱成形し、クッション体を形成することが可能となる。また、繊維構造体を熱成形する時間が短時間となるので、形成されるクッション体の風合を良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１３】
図１〜図８は、本発明の一実施形態に係るものであり、図１は座席シートの説明図、図２はウェブの繊維方向の説明図、図３はシート状繊維構造体の製造工程の説明図、図４はシート状繊維構造体の積層前の説明図、図５は成形型の説明図、図６〜図８はクッション体の製造工程の説明図である。
【００１４】
本例の座席シート１は、車、電車、航空機等の座席に適用することができるものであり、事務椅子、介護椅子等の各種椅子等にも適用可能である。本例の座席シート１は、図１に示すように、着座部１０と、背もたれ部２０と、を備えている。着座部１０，背もたれ部２０は、それぞれシートフレーム１５，２５にクッション体１１，２１が載置されて構成されている。本例では、クッション体１１，２１は、表皮１３，２３で覆われた構成となっている。
【００１５】
本例のクッション体について、着座部１０のクッション体１１を例にとり、その形成工程（クッション体形成工程）について説明する。クッション体２１についても同様な方法で形成されている。本例のクッション体１１は、後述するようにウェブ２を林立状態に折り畳んで繊維構造体としてのシート状繊維構造体４を形成し、このシート状繊維構造体４を複数積層して、無数の通気孔である蒸気孔４１が型面に形成された成形型４０内に配置し、圧締した状態で、高圧スチーム成形機５０内で高圧スチーム成形したものである。
【００１６】
まず、本例のクッション体１１を形成するためのウェブ２について説明する。ウェブ２は、非弾性捲縮短繊維の集合体からなるマトリックス繊維中に、この短繊維よりも低い融点であって、少なくとも１２０℃以上の融点を有する熱接着性複合短繊維が接着成分として分散・混合されたものである。
【００１７】
本例のウェブ２は、非弾性捲縮短繊維としての非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリエステルポリマーの融点より４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとからなる熱接着性複合短繊維とが、主に長さ方向に繊維の方向が向くように混綿されたものである。本例のウェブ２は、少なくとも３０ｋｇ／ｍ３の嵩性を有すると共に、熱接着性複合短繊維同士間、および熱接着性複合短繊維と非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との間に立体的繊維交差点が形成されている。
【００１８】
本例では、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維として、異方冷却により立体捲縮を有する単糸繊度１２デニール、繊維長６４ｍｍの中空ポリエチレンテレフタレート繊維を用いている。
非弾性ポリエステル系捲縮短繊維は、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリピバロラクトンまたはこれらの共重合エステルからなる短繊維ないしそれら繊維の混綿体、または上記のポリマー成分のうちの２種以上からなる複合繊維等を用いることができる。これら短繊維のうち好ましいのはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの短繊維である。さらに、固有粘度において互いに異なる２種のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、またはその組み合わせからなり、熱処理等により捲縮がミクロクリンプを有する潜在捲縮繊維を用いることもできる。
【００１９】
また、短繊維の断面形状は、円形、偏平、異型または中空のいずれであってもよい。また、その短繊維の太さは２〜２００デニール、特に６〜１００デニールの範囲にあることが好ましい。この短繊維の太さが小さいと、ソフト性はアップするもののクッション体の弾力性が低下する場合が多い。
【００２０】
また、短繊維の太さが大きすぎると、取扱い性、特にウェブ２の形成性が悪化する。また構成本数も少なくなりすぎて、熱接着性複合短繊維との間に形成される交差点の数が少なくなり、クッション体の弾力性が発現しにくくなると同時に耐久性も低下するおそれがある。更には風合も粗硬になりすぎる。
【００２１】
また、本例では、熱接着性複合短繊維として、融点１５４℃の熱可塑性ポリエーテルエステル系エラストマーを鞘成分に用い、融点２３０℃のポリブチレンテレフタレートを芯成分に用いた単糸繊度６デニール、繊維長５１ｍｍの芯／鞘型熱融着性複合繊維（芯／鞘比＝６０／４０：重量比）が用いられている。
【００２２】
熱接着性複合短繊維は、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとで構成される。そして、前者が繊維表面の少なくとも１／２を占めるものが好ましい。重量割合でいえば、前者と後者が複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、サイド・バイ・サイド、シース・コア型のいずれであってもよいが、好ましいのは後者である。このシース・コア型においては、非弾性ポリエステルがコアとなるが、このコアは同心円上あるいは偏心状にあってもよい。特に偏心型のものにあっては、コイル状弾性捲縮が発現するので、より好ましい。
【００２３】
熱可塑性エラストマーとしては、ポリウレタン系エラストマーやポリエステル系エラストマーが好ましい。特に後者が適当である。ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコール、アミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。これらのポリマーのうち、特に好ましいものはポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクトンあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合、有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ'−ジフェニルメタンジイソシアネートが好適である。また、鎖伸長剤としては、ｐ，ｐ'ビジスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールが好適である。
【００２４】
一方、ポリエステル系エラストマーとしては、熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アレキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステルブロック共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３−スルホイソフタル酸ナトリウム等の芳香族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオール、あるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族ジオール、またこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度の、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アレキレンオキシド）グリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体である。
【００２５】
しかしながら、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との接着性や温度特性、強度の面からすれば、ポリブチレン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルポリエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分テレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。勿論、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていてもよく、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されてもよい。
【００２６】
また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分は、ブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってもよい。なお、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていてもよい。
【００２７】
このポリエステル系エラストマーの重合度は、固有粘度で０．８〜１．７ｄｌ／ｇ、特に０．９〜１．５ｄｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。この固有粘度が低すぎると、マトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維とで形成される熱固着点が破壊され易くなる。一方、この粘度が高すぎると、熱融着時に紡錘状の節部が形成されにくくなる。
【００２８】
熱可塑性エラストマーの基本的特性としては、破断伸度が５００％以上が好ましく、更に好ましくは８００％以上である。この伸度が低すぎると、クッション体１１が圧縮されその変形が熱固着点におよんだとき、この部分の結合が破壊され易くなる。
【００２９】
一方、熱可塑性エラストマーの３００％の伸長応力は０．８ｋｇ／ｍｍ２以下が好ましく、更に好ましくは０．８ｋｇ／ｍｍ２である。この応力が大きすぎると、熱固着点が、クッション体１１に加わる力を分散しにくくなり、クッション体１１が圧縮されたとき、その力で熱固着点が破壊されるおそれがあるか、あるいは破壊されない場合でもマトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維まで歪ませたり、捲縮をへたらせてしまったりすることがある。
【００３０】
また、熱可塑性エラストマーの３００％伸長回復率は６０％以上が好ましく、さらに好ましくは７０％以上である。この伸長回復率が低いと、クッション体１１が圧縮されて熱固着点は変形しても、もとの状態に戻りにくくなるおそれがある。これらの熱可塑性エラストマーは、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリマーよりも低融点であり、かつ熱固着点の形成のための融着処理時に捲縮短繊維の捲縮を熱的にへたらせないものであることが必要である。この意味から、その融点は短繊維を構成するポリマーの融点より４０℃以上、特に６０℃以上低いことが好ましい。かかる熱可塑性エラストマーの融点は例えば１２０〜２２０℃の範囲の温度とすることができる。
【００３１】
この融点差が４０℃より小さいと、以下に述べる融着加工時の熱処理温度が高くなり過ぎて、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の捲縮のへたりを惹起し、また捲縮短繊維の力学的特性を低下させてしまう。なお、熱可塑性エラストマーについて、その融点が明確に観察されないときは、融点を軟化点をもって交替する。
【００３２】
一方、上記、複合繊維の熱可塑性エラストマーの相手方成分として用いられる非弾性ポリエステルとしては、既に述べたような、マトリックスを形成する捲縮短繊維を構成するポリエステル系ポリマーが採用されるが、そのなかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートがより好ましく採用される。
【００３３】
上述の複合繊維は、ウェブ２の重量を基準として、２０〜１００％、好ましくは３０〜８０％の範囲で分散・混入される。
本例のウェブ２では、バインダ繊維としての熱接着性複合短繊維と、主体繊維としての非弾性捲縮短繊維が、６０：４０の重量比率で混綿されている。
【００３４】
複合繊維の分散・混入率が低すぎると、熱固着点の数が少なくなり、クッション体１１が変形し易くなったり、弾力性、反撥性および耐久性が低くなったりするおそれがある。また、配列した山間の割れも発生するおそれがある。
【００３５】
本例では、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、熱接着性複合短繊維とを、重量比率４０：６０で混綿し、ローラーカードに通して、目付２０ｇ／ｍ２のウェブ２に形成した。
【００３６】
この連続ウェブ２中の長さ方向（連続している方向）に向いている繊維Ｃと横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維Ｄの単位体積当りの総数を調べると、Ｃ：Ｄ＝２：１であることが確かめられた。
本例のウェブ２は、上述のように長さ方向に向いている繊維の方が、横方向に向いている繊維よりも相対的割合が多くなるように形成されている。すなわち、本例のウェブ２は、単位体積当りにおいて、Ｃ≧３Ｄ／２、好ましくはＣ≧２Ｄの関係を満足するように形成されている。
【００３７】
ここでウェブ２の長さ方向に向いている繊維とは、図２に示すように、ウェブ２の長さ方向に対する繊維の長さ方向の角度θが、０°≦θ≦４５゜の条件を満足する繊維であり、横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維とは、θが４５°＜θ≦９０゜を満足する繊維である。図中、符号ａはウェブを構成する繊維、符号ｂはウェブの長さ方向（延出方向）、符号ｃはウェブを構成する繊維方向を表している。
また、シート状繊維構造体４を構成する繊維の向きについても、シート状繊維構造体４の厚さ方向および厚さ方向に垂直な方向に沿う方向とは、これらの方向に対して±４５°の範囲にあるものを意味する。
【００３８】
各繊維の向いている方向は、ウェブ２の表層部、内層部でランダムな箇所を抽出し、透過型光学顕微鏡で観察することによって観察した。
なお、ウェブ２の厚みは５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上である。通常５〜１５０ｍｍ程度の厚みである。
【００３９】
次に、主に長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を、所定の密度と構造体としての所望の厚さになるようにアコーデオンの如く折り畳んでいき、複合繊維同士間、および非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と複合繊維間に立体的な繊維交差点を形成せしめた後、ポリエステルポリマーの融点よりも低く、熱可塑性エラストマーの融点（または流動開始点）より高い温度（〜８０℃）で熱処理することにより、上記繊維交差点でエラストマー成分が熱融着され、可撓性熱固着点が形成される。
【００４０】
具体的には、図３に示すように、ローラ表面速度２．５ｍ／分の駆動ローラ６１により、熱風サクション式熱処理機６２（熱処理ゾーンの長さ５ｍ、移動速度１ｍ／分）内へ押し込むことでアコーデオン状に折り畳み、Ｓｔｒｕｔｏ設備で１９０℃で５分間処理し熱融着された厚さ２５ｍｍのシート状繊維構造体４を得た（繊維構造体形成工程）。
【００４１】
このようにして形成されたシート状繊維構造体４中には、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在した状態となっている。
シート状繊維構造体４の密度は、０．０１５〜０．２０ｇ／ｃｍ３の範囲が、クッション性、通気性、弾力性の発現のために適当である。
【００４２】
長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を折り畳んで形成することにより、シート状繊維構造体４は、厚さ方向に向いている繊維の方が、厚さ方向と垂直な方向を向いている繊維よりも多く、主に繊維方向が厚さ方向と平行となる。つまり、本例のシート状繊維構造体４は、単位体積当りにおいて、厚さ方向に沿って配列している繊維の総数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿って配列している繊維の総数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２、好ましくはＡ≧２Ｂの関係を満足するように形成される。
【００４３】
次に、シート状繊維構造体４を所定形状に裁断し、図４に示すように、縦方向に積層した。本例では、略矩形状のシート状繊維構造体４ａ、シート状繊維構造体４ｂと、クッション体１１の土手部を形成するためのＵ字型のシート状繊維構造体４ｃと、両腿の間にわずかに突出させる凸部を形成するためのシート状繊維構造体４ｄとを裁断し、シート状繊維構造体４ａとシート状繊維構造体４ｂとの間に、シート状繊維構造体４ｃとシート状繊維構造体４ｄを挟持させた。これらのシート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、その厚さ方向に積層される。つまり、繊維方向が縦方向に揃うように積層される。
また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが互いに当接する部分には、必要に応じホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が配設される。
【００４４】
このように積層したシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを、図５に示すような、成形型４０に配設し、圧締する（繊維構造体配置工程）。本例の成形型４０は、上型と下型からなる。上型と下型を型締めすると所望のクッション１１の凹凸形状を有するキャビティ４０ａが形成される（図６参照）。また、成形型４０の型面には一部又は全面に蒸気孔４１が形成されている。成形型４０は、鉄，鋼，アルミニウム等の金属、ガラス繊維，カーボン繊維を使用し樹脂で形成したもの、又、合成樹脂のいずれで形成されていてもよい。
【００４５】
図６は、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄを内部に配置し、成形型４０を型締めした状態の断面図である。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、自然状態で成形型４０のキャビティ４０ａよりも、容積で１．２〜３．０倍程度大きく形成されている。したがって、型締め時には、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、キャビティ４０ａの形状に圧縮された状態となる。
【００４６】
次に、図７に示すように、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが内部に配設された成形型４０を高圧スチーム成形機５０内に入れる。そして、高圧スチーム成形機５０内部を大気圧よりも高い気圧である２〜８気圧程度に加圧し、１〜３分間、成形型４０に１２０℃〜１８０℃程度の蒸気を吹き付ける（成形工程）。蒸気を吹き付けた後、冷却し、脱型してクッション体１１を得る（冷却・離型工程）。
【００４７】
図８は、本例の成形工程における高圧スチーム成形機５０内の圧力（線Ａ）と温度（線Ｂ）の時間変化を示している。図８に示すように、本例の成形工程では、先ずバインダ繊維としての熱接着性複合短繊維の融点以上、すなわち、熱可塑性エラストマーの融点以上であって、主体繊維としてのマトリックス繊維（非弾性捲縮短繊維）の融点よりも低い成形温度の蒸気を成形型４０に対して吹き付け可能とするように、高圧スチーム成形機５０内の温度を不図示のヒーターによって成形温度まで昇温すると共に、高圧スチーム成形機５０内の気圧を周辺大気圧（約１ａｔｍ）から少なくとも成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に昇圧する。
【００４８】
本例では、バインダ繊維の融点は約１５４℃であり、成形温度を１６１℃に設定している。そして、本例では、約３０秒で高圧スチーム成形機５０内を成形温度１６１℃まで昇温すると共に、高圧スチーム成形機５０内を熱伝達物質として用いる水（Ｈ２Ｏ）の沸点が成形温度１６１℃となる気圧約５．５ａｔｍ（約０．５５７ＭＰａ）まで昇圧している。すなわち、成形温度１６１℃での水の飽和蒸気圧は約５．５ａｔｍである。
【００４９】
成形工程では、高圧スチーム成形機５０内を成形温度および所定圧力に保持した状態で、成形温度の水蒸気を成形型４０に対して吹き付ける。本例では、約１分１０秒間蒸気を吹き付けた。
その後、約１分で高圧スチーム成形機５０内を成形温度以下に下げると共に、周辺大気圧まで減圧する。そして、成形型４０を高圧スチーム成形機５０内から取り出して、成形型４０を冷却し（冷却工程）、成形型４０から熱成形されたクッション体１１を離型する（離型工程）。
本例では、高圧スチーム成形機５０にてクッション体１１を熱成形するタクトタイムは約３〜５分とすることができる。
【００５０】
このように成形温度の蒸気を吹き付けることによって、成形型４０の蒸気孔４１から蒸気が通気性を有するシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内に入り込み、他の蒸気孔４１から成形型４０外部へ抜け出て行く。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、圧縮状態で成形型４０内に配設されており、蒸気熱によって、熱接着性複合短繊維同士、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との交差点が熱融着され、成形型４０のキャビティ４０ａの形状に形成される。
【００５１】
また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間に配設されたホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が、蒸気熱によって溶融し、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着する。
このように、蒸気によってシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内の繊維同士が熱融着されると共に、ホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等がシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着することによって、所定形状のクッション体１１が形成される。なお、必要に応じ表面に布帛を入れても良いし、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間にスチール等のワイヤを入れても良い。
【００５２】
本例のように、飽和蒸気圧まで昇圧された高圧スチーム成形機５０内で、成形温度の蒸気を成形型４０に吹き付けると、成形時間を大幅に短縮することができる。すなわち、成形温度の蒸気は、熱風よりも熱容量が大きいため、バインダ繊維を短時間で溶融させることが可能となる。
【００５３】
なお、大気圧下で高圧蒸気を成形型に吹き付ける場合には、高圧蒸気がすぐに断熱膨張して温度が下がってしまうので、繊維体内に成形温度の蒸気を到達させることが難しい。このため、やはり長い成形時間が必要となる。
また、本例では、成形時間が大幅に短縮化されることにより、繊維が熱に晒される時間が短くなるので、成形されたクッション体１１の風合も良好とすることができる。
【００５４】
本例のクッション体１１は、繊維の方向が厚さ方向に向いたシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを積層して高圧スチーム成形している。したがって、クッション体１１を構成する繊維は、座席シート１に着座者が着座したときに荷重が加わる方向に沿うように配列されている。このような構成によって、本例のクッション体１１は、通気性を有すると共に、応力方向に対して適度な硬さを確保することができ、また、応力の分散性、耐久性に優れたものとなる。
【００５５】
また、本例のクッション体１１は、成形型４０によって圧縮した状態で成形されるものであり、成形型４０のキャビティの形状に合わせて、３次元的な複雑な凹凸形状とすることが可能である。その際、成形型４０内での圧縮度に応じて、部分的にクッション感を調整することも可能となる。
【００５６】
以上はクッション体１１について説明したが、クッション体２１についても同様に形成することができる。クッション体２１についても、着座者が着座したときに荷重が掛かる方向がクッション体２１の厚さ方向である。したがって、応力方向に硬さや応力の分散性、耐久性を確保するために、シート状繊維構造体を応力の掛かる方向に積層して、成形型内で高圧スチーム形成することにより、３次元的な形状とするとよい。そして、このように形成されたクッション体１１，２１をシートフレーム１５，２５に配設し、表皮１３，２３で覆うことによって、座席シート１が形成される（組み付け工程）。
【００５７】
なお、クッション体１１を形成するときに、表皮１３とシート状繊維構造体４ａ〜４ｄとをホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等を介在させて積層し、これらを成形型４０に配設して、高圧スチーム成形してもよい。このようにすれば、表皮１３をクッション体１１と一体に形成することができる。表皮２３についても同様である。
【００５８】
このように表皮１３でシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを覆うようにして、これらを成形型４０内に配置して、高圧スチーム成形する場合は、成形温度が高すぎると表皮１３が色落ちしてしまうおそれがある。したがって、この場合は、表皮１３を染色している染料の溶融温度よりも成形温度を低く設定するとよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、水蒸気を成形型４０に吹き付けていたが、これに限らず、繊維に悪影響を与えない熱伝達物質を用いることができる。すなわち、所望の成形温度が、選択した熱伝達物質の沸点となるように、高圧スチーム成形機５０内の圧力を昇圧することにより、選択した熱伝達物質の蒸気を成形型４０へ吹き付け可能となる。
【００６０】
また、上記実施形態では、繊維構造体として、ウェブ２をアコーデオン状に折畳んで形成されたシート状繊維構造体４を用いてクッション体１１を形成しているが、これに限らず、例えば、繊維構造体としてウェブ２を厚さ方向に多数積層したものを用いてもよいし、主体繊維とバインダ繊維とが分散・混合された原繊維集合体を用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、成形型４０の上型および下型に蒸気孔４１が形成されていたが、これに限らず、クッション体１１の裏側の面を形成する下型のみに蒸気孔４１を形成し、クッション体１１の表側の面を形成する上型には蒸気孔４１を形成しなくてもよい。このように構成すると、形成されたクッション体１１の表側の面（着座者との当接面）を柔らかい触感に形成することができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、着座部１０および背もたれ部２０に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体１１，２１を用いているが、これに限らず、アームレストやヘッドレスト等の着座者による荷重が掛かる部位に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る座席シートの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウェブの繊維方向の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の製造工程の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の積層前の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る成形型の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 座席シート
２ ウェブ
４ シート状繊維構造体
１０ 着座部
１１，２１ クッション体
１３，２３ 表皮
１５，２５ シートフレーム
２０ 背もたれ部
４０ａ キャビティ
４０ 成形型
４１ 蒸気孔
５０ 高圧スチーム成形機
６１ 駆動ローラ
６２ 熱風サクション式熱処理機
ａ ウェブを構成する繊維
ｂ ウェブの長さ方向
ｃ ウェブを構成する繊維方向
θ ウェブの長さ方向に対する繊維の長さ方向のなす角度
【技術分野】
【０００１】
本発明はクッション体の製造方法および座席シートの製造方法に係り、特に、ポリエステル繊維等からなる繊維構造体を用いたクッション体の製造方法および座席シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維等からなる繊維構造体を成形型内で熱成形してクッション体を形成し、このクッション体を用いて座席シートを製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記繊維構造体は、主体繊維とバインダ繊維を混合したものであり、バインダ繊維の軟化点以上で熱処理することによりバインダ繊維が溶融・軟化され、主体繊維とバインダ繊維あるいはバインダ繊維同士が点接合され所定形状に成形される。
特許文献１では、多数の通気孔が形成された成形型内に複数の繊維構造体を積層して圧締状態で配置し、成形型内に熱風およびスチームを通気させている。これにより、熱風およびスチームが成形型内を通過し、繊維構造体の熱成形が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、熱成形に１０分以上と長い時間を要するため、生産効率が良好でないという問題があった。また、繊維構造体を長時間、加熱処理することになるため、熱成形後のクッション体は、当初の繊維構造体の柔らかな風合が失われ硬い風合となり触感が良好でなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、繊維構造体を短時間で熱成形することにより形成可能であると共に、熱成形後の触感が良好なクッション体の製造方法および該クッション体を用いた座席シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のクッション体の製造方法は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明では、蒸気孔が形成された成形型内に繊維構造体を圧縮状態で配置し、成形型周辺気圧を、成形型に吹き付ける蒸気の吹き付け温度（成形温度）における飽和蒸気圧以上に保持しつつ、蒸気を成形型に吹き付ける。これにより、成形型に吹き付けられた蒸気は、成形温度に保持されたまま、成形型に形成された蒸気孔を通して繊維構造体内部を通過可能となる。このとき、蒸気は熱風よりも熱容量が大きいため、本発明では、短時間で繊維構造体を成形することが可能であり、成形時間が大幅に短縮化される。また、成形時間が短縮化されることにより、繊維構造体が加熱処理される時間が短くなるので、成形後のクッション体の風合を良好とすることができる。
【０００９】
また、具体的には、前記蒸気として水蒸気を用いることができる。
また、前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定すると好適である。このように繊維構造体と表皮とを成形型内で同時に成形する場合に、成形温度を表皮を染色している染料の溶融温度よりも低く設定すれば、スチーム成形中に染料が溶け出して色落ちしてしまうことを防止することができる。
【００１０】
また、上記クッション体の製造方法を組み込むことにより、シートフレームと、該シートフレームに配設されたクッション体を備えた座席シートの製造方法であって、前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、前記シートフレームに前記クッション体を取り付ける組み付け工程と、を備え、前記クッション体形成工程は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、繊維構造体をスチーム成形するために、繊維構造体周辺を所定成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に昇圧し、この状態で所定成形温度の蒸気を吹き付けるようにしたので、繊維構造体を短時間で熱成形し、クッション体を形成することが可能となる。また、繊維構造体を熱成形する時間が短時間となるので、形成されるクッション体の風合を良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１３】
図１〜図８は、本発明の一実施形態に係るものであり、図１は座席シートの説明図、図２はウェブの繊維方向の説明図、図３はシート状繊維構造体の製造工程の説明図、図４はシート状繊維構造体の積層前の説明図、図５は成形型の説明図、図６〜図８はクッション体の製造工程の説明図である。
【００１４】
本例の座席シート１は、車、電車、航空機等の座席に適用することができるものであり、事務椅子、介護椅子等の各種椅子等にも適用可能である。本例の座席シート１は、図１に示すように、着座部１０と、背もたれ部２０と、を備えている。着座部１０，背もたれ部２０は、それぞれシートフレーム１５，２５にクッション体１１，２１が載置されて構成されている。本例では、クッション体１１，２１は、表皮１３，２３で覆われた構成となっている。
【００１５】
本例のクッション体について、着座部１０のクッション体１１を例にとり、その形成工程（クッション体形成工程）について説明する。クッション体２１についても同様な方法で形成されている。本例のクッション体１１は、後述するようにウェブ２を林立状態に折り畳んで繊維構造体としてのシート状繊維構造体４を形成し、このシート状繊維構造体４を複数積層して、無数の通気孔である蒸気孔４１が型面に形成された成形型４０内に配置し、圧締した状態で、高圧スチーム成形機５０内で高圧スチーム成形したものである。
【００１６】
まず、本例のクッション体１１を形成するためのウェブ２について説明する。ウェブ２は、非弾性捲縮短繊維の集合体からなるマトリックス繊維中に、この短繊維よりも低い融点であって、少なくとも１２０℃以上の融点を有する熱接着性複合短繊維が接着成分として分散・混合されたものである。
【００１７】
本例のウェブ２は、非弾性捲縮短繊維としての非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリエステルポリマーの融点より４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとからなる熱接着性複合短繊維とが、主に長さ方向に繊維の方向が向くように混綿されたものである。本例のウェブ２は、少なくとも３０ｋｇ／ｍ３の嵩性を有すると共に、熱接着性複合短繊維同士間、および熱接着性複合短繊維と非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との間に立体的繊維交差点が形成されている。
【００１８】
本例では、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維として、異方冷却により立体捲縮を有する単糸繊度１２デニール、繊維長６４ｍｍの中空ポリエチレンテレフタレート繊維を用いている。
非弾性ポリエステル系捲縮短繊維は、通常のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリピバロラクトンまたはこれらの共重合エステルからなる短繊維ないしそれら繊維の混綿体、または上記のポリマー成分のうちの２種以上からなる複合繊維等を用いることができる。これら短繊維のうち好ましいのはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの短繊維である。さらに、固有粘度において互いに異なる２種のポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、またはその組み合わせからなり、熱処理等により捲縮がミクロクリンプを有する潜在捲縮繊維を用いることもできる。
【００１９】
また、短繊維の断面形状は、円形、偏平、異型または中空のいずれであってもよい。また、その短繊維の太さは２〜２００デニール、特に６〜１００デニールの範囲にあることが好ましい。この短繊維の太さが小さいと、ソフト性はアップするもののクッション体の弾力性が低下する場合が多い。
【００２０】
また、短繊維の太さが大きすぎると、取扱い性、特にウェブ２の形成性が悪化する。また構成本数も少なくなりすぎて、熱接着性複合短繊維との間に形成される交差点の数が少なくなり、クッション体の弾力性が発現しにくくなると同時に耐久性も低下するおそれがある。更には風合も粗硬になりすぎる。
【００２１】
また、本例では、熱接着性複合短繊維として、融点１５４℃の熱可塑性ポリエーテルエステル系エラストマーを鞘成分に用い、融点２３０℃のポリブチレンテレフタレートを芯成分に用いた単糸繊度６デニール、繊維長５１ｍｍの芯／鞘型熱融着性複合繊維（芯／鞘比＝６０／４０：重量比）が用いられている。
【００２２】
熱接着性複合短繊維は、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとで構成される。そして、前者が繊維表面の少なくとも１／２を占めるものが好ましい。重量割合でいえば、前者と後者が複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、サイド・バイ・サイド、シース・コア型のいずれであってもよいが、好ましいのは後者である。このシース・コア型においては、非弾性ポリエステルがコアとなるが、このコアは同心円上あるいは偏心状にあってもよい。特に偏心型のものにあっては、コイル状弾性捲縮が発現するので、より好ましい。
【００２３】
熱可塑性エラストマーとしては、ポリウレタン系エラストマーやポリエステル系エラストマーが好ましい。特に後者が適当である。ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコール、アミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。これらのポリマーのうち、特に好ましいものはポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクトンあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合、有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ'−ジフェニルメタンジイソシアネートが好適である。また、鎖伸長剤としては、ｐ，ｐ'ビジスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールが好適である。
【００２４】
一方、ポリエステル系エラストマーとしては、熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アレキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステルブロック共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３−スルホイソフタル酸ナトリウム等の芳香族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオール、あるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族ジオール、またこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度の、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アレキレンオキシド）グリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体である。
【００２５】
しかしながら、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との接着性や温度特性、強度の面からすれば、ポリブチレン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルポリエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分テレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。勿論、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていてもよく、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されてもよい。
【００２６】
また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分は、ブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってもよい。なお、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていてもよい。
【００２７】
このポリエステル系エラストマーの重合度は、固有粘度で０．８〜１．７ｄｌ／ｇ、特に０．９〜１．５ｄｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。この固有粘度が低すぎると、マトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維とで形成される熱固着点が破壊され易くなる。一方、この粘度が高すぎると、熱融着時に紡錘状の節部が形成されにくくなる。
【００２８】
熱可塑性エラストマーの基本的特性としては、破断伸度が５００％以上が好ましく、更に好ましくは８００％以上である。この伸度が低すぎると、クッション体１１が圧縮されその変形が熱固着点におよんだとき、この部分の結合が破壊され易くなる。
【００２９】
一方、熱可塑性エラストマーの３００％の伸長応力は０．８ｋｇ／ｍｍ２以下が好ましく、更に好ましくは０．８ｋｇ／ｍｍ２である。この応力が大きすぎると、熱固着点が、クッション体１１に加わる力を分散しにくくなり、クッション体１１が圧縮されたとき、その力で熱固着点が破壊されるおそれがあるか、あるいは破壊されない場合でもマトリックスを構成する非弾性ポリエステル系捲縮短繊維まで歪ませたり、捲縮をへたらせてしまったりすることがある。
【００３０】
また、熱可塑性エラストマーの３００％伸長回復率は６０％以上が好ましく、さらに好ましくは７０％以上である。この伸長回復率が低いと、クッション体１１が圧縮されて熱固着点は変形しても、もとの状態に戻りにくくなるおそれがある。これらの熱可塑性エラストマーは、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリマーよりも低融点であり、かつ熱固着点の形成のための融着処理時に捲縮短繊維の捲縮を熱的にへたらせないものであることが必要である。この意味から、その融点は短繊維を構成するポリマーの融点より４０℃以上、特に６０℃以上低いことが好ましい。かかる熱可塑性エラストマーの融点は例えば１２０〜２２０℃の範囲の温度とすることができる。
【００３１】
この融点差が４０℃より小さいと、以下に述べる融着加工時の熱処理温度が高くなり過ぎて、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の捲縮のへたりを惹起し、また捲縮短繊維の力学的特性を低下させてしまう。なお、熱可塑性エラストマーについて、その融点が明確に観察されないときは、融点を軟化点をもって交替する。
【００３２】
一方、上記、複合繊維の熱可塑性エラストマーの相手方成分として用いられる非弾性ポリエステルとしては、既に述べたような、マトリックスを形成する捲縮短繊維を構成するポリエステル系ポリマーが採用されるが、そのなかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートがより好ましく採用される。
【００３３】
上述の複合繊維は、ウェブ２の重量を基準として、２０〜１００％、好ましくは３０〜８０％の範囲で分散・混入される。
本例のウェブ２では、バインダ繊維としての熱接着性複合短繊維と、主体繊維としての非弾性捲縮短繊維が、６０：４０の重量比率で混綿されている。
【００３４】
複合繊維の分散・混入率が低すぎると、熱固着点の数が少なくなり、クッション体１１が変形し易くなったり、弾力性、反撥性および耐久性が低くなったりするおそれがある。また、配列した山間の割れも発生するおそれがある。
【００３５】
本例では、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、熱接着性複合短繊維とを、重量比率４０：６０で混綿し、ローラーカードに通して、目付２０ｇ／ｍ２のウェブ２に形成した。
【００３６】
この連続ウェブ２中の長さ方向（連続している方向）に向いている繊維Ｃと横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維Ｄの単位体積当りの総数を調べると、Ｃ：Ｄ＝２：１であることが確かめられた。
本例のウェブ２は、上述のように長さ方向に向いている繊維の方が、横方向に向いている繊維よりも相対的割合が多くなるように形成されている。すなわち、本例のウェブ２は、単位体積当りにおいて、Ｃ≧３Ｄ／２、好ましくはＣ≧２Ｄの関係を満足するように形成されている。
【００３７】
ここでウェブ２の長さ方向に向いている繊維とは、図２に示すように、ウェブ２の長さ方向に対する繊維の長さ方向の角度θが、０°≦θ≦４５゜の条件を満足する繊維であり、横方向（ウェブの幅方向）に向いている繊維とは、θが４５°＜θ≦９０゜を満足する繊維である。図中、符号ａはウェブを構成する繊維、符号ｂはウェブの長さ方向（延出方向）、符号ｃはウェブを構成する繊維方向を表している。
また、シート状繊維構造体４を構成する繊維の向きについても、シート状繊維構造体４の厚さ方向および厚さ方向に垂直な方向に沿う方向とは、これらの方向に対して±４５°の範囲にあるものを意味する。
【００３８】
各繊維の向いている方向は、ウェブ２の表層部、内層部でランダムな箇所を抽出し、透過型光学顕微鏡で観察することによって観察した。
なお、ウェブ２の厚みは５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上である。通常５〜１５０ｍｍ程度の厚みである。
【００３９】
次に、主に長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を、所定の密度と構造体としての所望の厚さになるようにアコーデオンの如く折り畳んでいき、複合繊維同士間、および非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と複合繊維間に立体的な繊維交差点を形成せしめた後、ポリエステルポリマーの融点よりも低く、熱可塑性エラストマーの融点（または流動開始点）より高い温度（〜８０℃）で熱処理することにより、上記繊維交差点でエラストマー成分が熱融着され、可撓性熱固着点が形成される。
【００４０】
具体的には、図３に示すように、ローラ表面速度２．５ｍ／分の駆動ローラ６１により、熱風サクション式熱処理機６２（熱処理ゾーンの長さ５ｍ、移動速度１ｍ／分）内へ押し込むことでアコーデオン状に折り畳み、Ｓｔｒｕｔｏ設備で１９０℃で５分間処理し熱融着された厚さ２５ｍｍのシート状繊維構造体４を得た（繊維構造体形成工程）。
【００４１】
このようにして形成されたシート状繊維構造体４中には、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在した状態となっている。
シート状繊維構造体４の密度は、０．０１５〜０．２０ｇ／ｃｍ３の範囲が、クッション性、通気性、弾力性の発現のために適当である。
【００４２】
長さ方向に繊維が沿うように形成されたウェブ２を折り畳んで形成することにより、シート状繊維構造体４は、厚さ方向に向いている繊維の方が、厚さ方向と垂直な方向を向いている繊維よりも多く、主に繊維方向が厚さ方向と平行となる。つまり、本例のシート状繊維構造体４は、単位体積当りにおいて、厚さ方向に沿って配列している繊維の総数をＡ、厚さ方向に対して垂直な方向に沿って配列している繊維の総数をＢとしたときに、Ａ≧３Ｂ／２、好ましくはＡ≧２Ｂの関係を満足するように形成される。
【００４３】
次に、シート状繊維構造体４を所定形状に裁断し、図４に示すように、縦方向に積層した。本例では、略矩形状のシート状繊維構造体４ａ、シート状繊維構造体４ｂと、クッション体１１の土手部を形成するためのＵ字型のシート状繊維構造体４ｃと、両腿の間にわずかに突出させる凸部を形成するためのシート状繊維構造体４ｄとを裁断し、シート状繊維構造体４ａとシート状繊維構造体４ｂとの間に、シート状繊維構造体４ｃとシート状繊維構造体４ｄを挟持させた。これらのシート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、その厚さ方向に積層される。つまり、繊維方向が縦方向に揃うように積層される。
また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが互いに当接する部分には、必要に応じホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が配設される。
【００４４】
このように積層したシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを、図５に示すような、成形型４０に配設し、圧締する（繊維構造体配置工程）。本例の成形型４０は、上型と下型からなる。上型と下型を型締めすると所望のクッション１１の凹凸形状を有するキャビティ４０ａが形成される（図６参照）。また、成形型４０の型面には一部又は全面に蒸気孔４１が形成されている。成形型４０は、鉄，鋼，アルミニウム等の金属、ガラス繊維，カーボン繊維を使用し樹脂で形成したもの、又、合成樹脂のいずれで形成されていてもよい。
【００４５】
図６は、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄを内部に配置し、成形型４０を型締めした状態の断面図である。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、自然状態で成形型４０のキャビティ４０ａよりも、容積で１．２〜３．０倍程度大きく形成されている。したがって、型締め時には、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、キャビティ４０ａの形状に圧縮された状態となる。
【００４６】
次に、図７に示すように、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄが内部に配設された成形型４０を高圧スチーム成形機５０内に入れる。そして、高圧スチーム成形機５０内部を大気圧よりも高い気圧である２〜８気圧程度に加圧し、１〜３分間、成形型４０に１２０℃〜１８０℃程度の蒸気を吹き付ける（成形工程）。蒸気を吹き付けた後、冷却し、脱型してクッション体１１を得る（冷却・離型工程）。
【００４７】
図８は、本例の成形工程における高圧スチーム成形機５０内の圧力（線Ａ）と温度（線Ｂ）の時間変化を示している。図８に示すように、本例の成形工程では、先ずバインダ繊維としての熱接着性複合短繊維の融点以上、すなわち、熱可塑性エラストマーの融点以上であって、主体繊維としてのマトリックス繊維（非弾性捲縮短繊維）の融点よりも低い成形温度の蒸気を成形型４０に対して吹き付け可能とするように、高圧スチーム成形機５０内の温度を不図示のヒーターによって成形温度まで昇温すると共に、高圧スチーム成形機５０内の気圧を周辺大気圧（約１ａｔｍ）から少なくとも成形温度における蒸気の飽和蒸気圧以上に昇圧する。
【００４８】
本例では、バインダ繊維の融点は約１５４℃であり、成形温度を１６１℃に設定している。そして、本例では、約３０秒で高圧スチーム成形機５０内を成形温度１６１℃まで昇温すると共に、高圧スチーム成形機５０内を熱伝達物質として用いる水（Ｈ２Ｏ）の沸点が成形温度１６１℃となる気圧約５．５ａｔｍ（約０．５５７ＭＰａ）まで昇圧している。すなわち、成形温度１６１℃での水の飽和蒸気圧は約５．５ａｔｍである。
【００４９】
成形工程では、高圧スチーム成形機５０内を成形温度および所定圧力に保持した状態で、成形温度の水蒸気を成形型４０に対して吹き付ける。本例では、約１分１０秒間蒸気を吹き付けた。
その後、約１分で高圧スチーム成形機５０内を成形温度以下に下げると共に、周辺大気圧まで減圧する。そして、成形型４０を高圧スチーム成形機５０内から取り出して、成形型４０を冷却し（冷却工程）、成形型４０から熱成形されたクッション体１１を離型する（離型工程）。
本例では、高圧スチーム成形機５０にてクッション体１１を熱成形するタクトタイムは約３〜５分とすることができる。
【００５０】
このように成形温度の蒸気を吹き付けることによって、成形型４０の蒸気孔４１から蒸気が通気性を有するシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内に入り込み、他の蒸気孔４１から成形型４０外部へ抜け出て行く。シート状繊維構造体４ａ〜４ｄは、圧縮状態で成形型４０内に配設されており、蒸気熱によって、熱接着性複合短繊維同士、および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との交差点が熱融着され、成形型４０のキャビティ４０ａの形状に形成される。
【００５１】
また、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間に配設されたホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等が、蒸気熱によって溶融し、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着する。
このように、蒸気によってシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ内の繊維同士が熱融着されると共に、ホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等がシート状繊維構造体４ａ〜４ｄ同士を固着することによって、所定形状のクッション体１１が形成される。なお、必要に応じ表面に布帛を入れても良いし、シート状繊維構造体４ａ〜４ｄ間にスチール等のワイヤを入れても良い。
【００５２】
本例のように、飽和蒸気圧まで昇圧された高圧スチーム成形機５０内で、成形温度の蒸気を成形型４０に吹き付けると、成形時間を大幅に短縮することができる。すなわち、成形温度の蒸気は、熱風よりも熱容量が大きいため、バインダ繊維を短時間で溶融させることが可能となる。
【００５３】
なお、大気圧下で高圧蒸気を成形型に吹き付ける場合には、高圧蒸気がすぐに断熱膨張して温度が下がってしまうので、繊維体内に成形温度の蒸気を到達させることが難しい。このため、やはり長い成形時間が必要となる。
また、本例では、成形時間が大幅に短縮化されることにより、繊維が熱に晒される時間が短くなるので、成形されたクッション体１１の風合も良好とすることができる。
【００５４】
本例のクッション体１１は、繊維の方向が厚さ方向に向いたシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを積層して高圧スチーム成形している。したがって、クッション体１１を構成する繊維は、座席シート１に着座者が着座したときに荷重が加わる方向に沿うように配列されている。このような構成によって、本例のクッション体１１は、通気性を有すると共に、応力方向に対して適度な硬さを確保することができ、また、応力の分散性、耐久性に優れたものとなる。
【００５５】
また、本例のクッション体１１は、成形型４０によって圧縮した状態で成形されるものであり、成形型４０のキャビティの形状に合わせて、３次元的な複雑な凹凸形状とすることが可能である。その際、成形型４０内での圧縮度に応じて、部分的にクッション感を調整することも可能となる。
【００５６】
以上はクッション体１１について説明したが、クッション体２１についても同様に形成することができる。クッション体２１についても、着座者が着座したときに荷重が掛かる方向がクッション体２１の厚さ方向である。したがって、応力方向に硬さや応力の分散性、耐久性を確保するために、シート状繊維構造体を応力の掛かる方向に積層して、成形型内で高圧スチーム形成することにより、３次元的な形状とするとよい。そして、このように形成されたクッション体１１，２１をシートフレーム１５，２５に配設し、表皮１３，２３で覆うことによって、座席シート１が形成される（組み付け工程）。
【００５７】
なお、クッション体１１を形成するときに、表皮１３とシート状繊維構造体４ａ〜４ｄとをホットメルトフィルム、ホットメルト不織布、ホットメルト接着剤等を介在させて積層し、これらを成形型４０に配設して、高圧スチーム成形してもよい。このようにすれば、表皮１３をクッション体１１と一体に形成することができる。表皮２３についても同様である。
【００５８】
このように表皮１３でシート状繊維構造体４ａ〜４ｄを覆うようにして、これらを成形型４０内に配置して、高圧スチーム成形する場合は、成形温度が高すぎると表皮１３が色落ちしてしまうおそれがある。したがって、この場合は、表皮１３を染色している染料の溶融温度よりも成形温度を低く設定するとよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、水蒸気を成形型４０に吹き付けていたが、これに限らず、繊維に悪影響を与えない熱伝達物質を用いることができる。すなわち、所望の成形温度が、選択した熱伝達物質の沸点となるように、高圧スチーム成形機５０内の圧力を昇圧することにより、選択した熱伝達物質の蒸気を成形型４０へ吹き付け可能となる。
【００６０】
また、上記実施形態では、繊維構造体として、ウェブ２をアコーデオン状に折畳んで形成されたシート状繊維構造体４を用いてクッション体１１を形成しているが、これに限らず、例えば、繊維構造体としてウェブ２を厚さ方向に多数積層したものを用いてもよいし、主体繊維とバインダ繊維とが分散・混合された原繊維集合体を用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、成形型４０の上型および下型に蒸気孔４１が形成されていたが、これに限らず、クッション体１１の裏側の面を形成する下型のみに蒸気孔４１を形成し、クッション体１１の表側の面を形成する上型には蒸気孔４１を形成しなくてもよい。このように構成すると、形成されたクッション体１１の表側の面（着座者との当接面）を柔らかい触感に形成することができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、着座部１０および背もたれ部２０に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体１１，２１を用いているが、これに限らず、アームレストやヘッドレスト等の着座者による荷重が掛かる部位に、シート状繊維構造体４を積層して高圧スチーム形成したクッション体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る座席シートの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウェブの繊維方向の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の製造工程の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシート状繊維構造体の積層前の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る成形型の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るクッション体の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 座席シート
２ ウェブ
４ シート状繊維構造体
１０ 着座部
１１，２１ クッション体
１３，２３ 表皮
１５，２５ シートフレーム
２０ 背もたれ部
４０ａ キャビティ
４０ 成形型
４１ 蒸気孔
５０ 高圧スチーム成形機
６１ 駆動ローラ
６２ 熱風サクション式熱処理機
ａ ウェブを構成する繊維
ｂ ウェブの長さ方向
ｃ ウェブを構成する繊維方向
θ ウェブの長さ方向に対する繊維の長さ方向のなす角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、
前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とするクッション体の製造方法。
【請求項２】
前記蒸気は、水蒸気であることを特徴とする請求項１に記載のクッション体の製造方法。
【請求項３】
前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、
前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載のクッション体の製造方法。
【請求項４】
シートフレームと、該シートフレームに配設されたクッション体を備えた座席シートの製造方法であって、
前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、
前記シートフレームに前記クッション体を取り付ける組み付け工程と、を備え、
前記クッション体形成工程は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、
前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とする座席シートの製造方法。
【請求項５】
前記蒸気は、水蒸気であることを特徴とする請求項４に記載の座席シートの製造方法。
【請求項６】
前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、
前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定し、前記表皮によって表面が被覆されたクッション体を形成することを特徴とする請求項４に記載の座席シートの製造方法。
【請求項１】
所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、
前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とするクッション体の製造方法。
【請求項２】
前記蒸気は、水蒸気であることを特徴とする請求項１に記載のクッション体の製造方法。
【請求項３】
前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、
前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載のクッション体の製造方法。
【請求項４】
シートフレームと、該シートフレームに配設されたクッション体を備えた座席シートの製造方法であって、
前記クッション体を形成するクッション体形成工程と、
前記シートフレームに前記クッション体を取り付ける組み付け工程と、を備え、
前記クッション体形成工程は、所定形状のキャビティを有すると共に型面に蒸気孔が形成された成形型内に、主体繊維とバインダ繊維が混合された繊維構造体を圧縮した状態で配置する繊維構造体配置工程と、
前記バインダ繊維の融点以上であって前記主体繊維の融点よりも低い成形温度の蒸気を前記成形型に対して吹き付け可能とするように、前記成形型の周辺気圧を前記成形温度における前記蒸気の飽和蒸気圧以上に保持しながら、前記蒸気孔を通して前記繊維構造体に前記蒸気を吹き付けてクッション体を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とする座席シートの製造方法。
【請求項５】
前記蒸気は、水蒸気であることを特徴とする請求項４に記載の座席シートの製造方法。
【請求項６】
前記繊維構造体配置工程では、前記繊維構造体の表面に染料にて染色された表皮を配置し、
前記成形工程では、前記成形温度を前記染料の溶融温度よりも低く設定し、前記表皮によって表面が被覆されたクッション体を形成することを特徴とする請求項４に記載の座席シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２６８０９８（Ｐ２００７−２６８０９８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９９５９８（Ｐ２００６−９９５９８）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００２２００６６）テイ・エス テック株式会社 (625)
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００２２００６６）テイ・エス テック株式会社 (625)
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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