JP4791175B2 - 高弾性繊維球状体からなる成型品 - Google Patents

Description

本発明は、柔らかく、反発性に富み、耐洗濯性が高く、硬くなりにくい高弾性繊維球状体からなる成型品に関するものである。

従来、寝具、枕、クッションなどに充填材としてポリエステル系短繊維が用いられてきた。その充填方法は、ポリエステル短繊維をカードなどで開繊しウェブを層状に積層したシートを側地で覆う方法がよく知られているが、この方法では、層状ウェブ積層体を覆うのに手間がかかり、得られたクッション材も厚み方向に方向性が強く、クッション材としては好ましくない。一方、作業性を良くしクッション材の方向性をなくす方法として、特許文献１（特開昭５６−８５４５３号公報）などに示された繊維の粒状体を側地の中に吹き込みなどの手段で充填する方法があるが、風合いが硬く、繊維間に結合点がないため使用中に繊維が移動したりへたり易く問題がある。さらに、特許文献２（特開昭６１−１２５３７７号公報）では、バインダー繊維を含有した玉状綿を側地内に吹き込んだ後、熱処理する方法があるが、後から熱処理をするために、個々の玉状綿が移動できず、使用中に移動変形出来ず、使用形状に容易に変わらず、風合いも硬く、弾力性や回復性も悪い。さらに、特許文献３（特開平１０−２５９５５９号公報）では、ループ状非弾性ポリエステルを使用しているため圧縮耐久性はよいが、風合いが硬い。
特開昭５６−８５４５３号公報 特開昭６１−１２５３７７号公報 特開平１０−２５９５５９号公報

本発明は、風合いがソフトで、弾力性に優れ、圧縮耐久性にも優れた形態安定性を有する高弾性繊維球状体（ファイバーボール）からなる成形品を提供するものである。

本発明は、繊維球状体を型内において熱成形して得られる成形品であって、該繊維球状体が、
（ａ）非弾性ポリエステルと該非弾性ポリエステルの融点より４０℃以上低い融点を有する弾性熱可塑性エラストマーとが配された複合短繊維であって、該非弾性ポリエステルが複合短繊維表面の２５〜４９％を占めるように露出している複合短繊維と、
（ｂ）単糸繊度が１〜７ｄｔｅｘの範囲内である、ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維とから構成され、
その繊維交絡点の一部が可撓性熱固着点で熱固着されており、ＪＩＳ Ｋ６４０１により測定された２５％圧縮硬さが、１１Ｎ以下である
ことを特徴とする、高弾性繊維球状体からなる成型品に関する。
本発明において、上記ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維は、２種の成分がサイド・バイ・サイド型または偏心芯鞘型に接合された複合繊維であって、少なくとも一方成分がポリトリメチレンテレフタレートであり、潜在捲縮が発現してなるものが好ましい。また、成形品のＪＩＳ Ｋ６４０１の硬さ測定時に測定される直線性が４０％以下であるものが好ましく、さらに、ＪＩＳ Ｌ０２１７−１０３法に規定された洗濯を３回行った後において、ＪＩＳ Ｋ６４０１による厚みの変化に準拠して測定された歪が５％以下であるものが好ましい。
この成型品は、クッションまたは詰め物または中綿として好適に使用される。

本発明の高弾性繊維球状体からなる成形品は、風合いがソフトで、弾力性に優れ、圧縮耐久性にも優れた形態安定性を有している。

本発明の成形品を構成する高弾性繊維球状体は、上記（ａ）非弾性ポリエステルと該非弾性ポリエステルの融点より４０℃以上低い融点を有する弾性熱可塑性エラストマーとが配された複合短繊維であって、該非弾性ポリエステルが複合短繊維表面の２５〜４９％を占めるように露出している複合短繊維（以下「（ａ）複合短繊維」ともいう）と、（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維とから構成されている。

（ａ）複合短繊維：
本発明の（ａ）複合短繊維に用いられる非弾性ポリエステルとは、ポリエステルであって非弾性のポリマーであればいかなるものでもよいが、通常の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、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、ポリトリ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体エステルからなるポリマーが挙げられ、繰り返し歪みがかかる用途には、歪みの残しにくいポリブチレンテレフタレートが好ましい。特に、複合繊維の融着成分に用いられるエラストマーのハードセグメントがポリブチレンテレフタレートの場合は、特に剥離などの問題がなく良好である。

また、本発明の（ａ）複合繊維に用いられる弾性熱可塑性エラストマーは、上記非弾性ポリエステルの融点より４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーであればいかなるものでもよいが、紡糸適正や物性の面から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。

このうち、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６，０００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イト、ジヒドロキシポリエステルアミドなどと、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などと、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で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−カプロラクトンである。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。

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（アルキレンオキシド）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−スルフォイソフタル酸ナトリウムなど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など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、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、またはこれらのエステル形成誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも一種と、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などの脂肪族ジオール、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などの脂環族ジオール、またはこれらのエステル形成誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも一種、および平均分子量が約４００〜５,０００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などのポリ（アルキレンオキシド）グリコールのうち少なくとも一種から構成される三元共重合体である。

これらのうち、ポリエステル複合成分との接着性や耐熱特性、強度など物性の面などから、ポリエステル系エラストマーが好ましく、とりわけ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、ポリオキシテトラメ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、主たる酸成分がテレフタル酸、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。もちろん、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もよく、同様にグリコール成分の一部はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分に置換されてもよい。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル成分は、テトラメ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などの弾性熱可塑性エラストマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分枝剤、艶消剤、着色剤、その他各種の改良剤なども必要に応じて配合されていてもよい。

以上の弾性熱可塑性エラストマーのうち、ウェブ形成後、熱処理により融着結合点を形成するために、熱安定性の優れたポリエステル系エラストマーが特に好ましい。

本発明に用いられる（ａ）複合短繊維は、この非弾性ポリエステルとそれよりも融点の低い熱可塑性エラストマーが複合され繊維化されるのであるが、非弾性ポリエステルが繊維表面の２５〜４９％露出することが必要であり、さらに好ましくは２８〜４０％である。この露出度が低いと複合繊維を製造する際に繊維どうしが融着や圧着され易く製造でのトラブルとなり易く、さらにポリマーが柔らかいため繊維の球状体化の準備での開繊や混綿などに使われる回転ガーネットワイヤーに食い込んだり、ひっついたりして通過性が悪く長時間の製造が困難になったり、均一な混綿嵩高綿が得られにくくなったりして問題となる。また、接着部分が多くなるため、周りの繊維と熱固着点を多くつくり易くなり、細かいネットワーク構造となり弾力性が出にくくなる。一方、この露出度が大きすぎると、繊維表面の熱融着成分が覆っている面積が少なくなり接着が起きにくくなり、弾力性や耐久性が小さくなってしまう。

なお、この非弾性ポリエステルと弾性熱可塑性エラストマーは、繊維断面でこの２成分が湾曲度（図１に示す繊維断面における非弾性ポリエステルＰの露出点を結ぶ直線Ｌに対する接着部の境界線長さＣの比Ｃ／Ｌ）が１.１〜２.５で貼り合わせ接合されていることが好ましい。さらに好ましくは、１.２〜２.０である。この湾曲度が１に近い直線に近くなると剥離し易くなったり、捲縮の発現が小さくなったり、熱処理での捲縮発現が少なくなり繊維の球状化が容易でなくなり、非弾性捲縮短繊維を巻き込みながらの可撓性熱固着点を形成できにくく好ましくない。一方、この湾曲度が大きすぎると、捲縮が大きくなり過ぎたり、熱処理での捲縮も極端に起きやすく繊維球状体の嵩などが小さくなったり、風合いにゴロゴロ感が生じ好ましくない。
また、この２つのポリマーの断面での厚い部分の肉厚比（図１に示す、複合短繊維の芯成分の非弾性ポリエステルの最大厚み（Ｌ_Ｐ）と弾性熱可塑性エラストマーの最大厚み（Ｌ_Ｅ）の比率Ｌ_Ｐ／Ｌ_Ｅ）は、１.２〜３.０の範囲が好ましい。肉厚比のさらに好ましい値は、１.５〜２.９である。この肉厚比が１に近くなると捲縮の発現が小さくなったり、熱処理での捲縮発現が少なくなり、同様に繊維が球状化しにくくなり、非弾性捲縮短繊維を巻き込みながらの融着が起きにくく好ましくない。一方、この肉厚比が大きすぎると、捲縮が大きくなり過ぎたり、熱処理での捲縮も極端に起きやすく嵩などが小さくなったり、風合いにゴロゴロ感が出て好ましくない。

この湾曲度や肉厚比が適正でないと、繊維を球状体化したりする際の捲縮が適切でなく、球状体化しにくく、熱処理による捲縮発現をしながら、非弾性ポリエステル短繊維であるポリトリメチレンテレフタレート短繊維を巻き込みながら可撓性熱固着点を形成して強固な構造をつくりにくくなる。

さらに、この複合短繊維の繊維断面における非弾性ポリエステルと弾性熱可塑性エラストマーの面積比率は２５／７５〜７５／２５の比率が好ましい。この比率のさらに好ましい値は３０／７０〜６５／３５である。この比率が小さ過ぎると繊維球状体中での可撓性熱固着点が十分に強靭で弾力性を発揮できなくなるために耐久性や弾力性が期待できなくなってしまう。一方、この比率が高すぎると、繊維の可撓性熱固着点が強固になりすぎて、弾力性を発揮できなくなったり、繊維の交点での変形がしにくく周りの繊維が歪んだり、破損する現象が起こったりするなど、かえって耐久性が低下する現象を起こしてしまう。

以上の（ａ）複合短繊維の単糸繊度は、２〜１００ｄｔｅｘ、好ましくは４〜１００ｄｔｅｘの範囲が適当である。

（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維
本発明で用いられるポリトリメチレンテレフタレート系短繊維とは、トリメチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステル短繊維を言い、トリメチレンテレフタレート単位が約５０％以上、好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上、特に好ましくは９０モル％以上のものをいう。従って、第３成分としての他の酸成分および／またはグリコール成分の合計量が約５０モル％以下、好ましくは３０モル％以下、さらに好ましくは２０モル％以下、特に好ましくは１０モル％以下の範囲で含有されたポリトリメチレンテレフタレートを含有する。

ポリトリメチレンテレフタレートは、テレフタール酸またはその機能的誘導体とトリメチレングリコールまたはその機能的誘導体とを、触媒の存在下で適当な反応条件下に縮合させることにより製造される。この製造過程において、適当な１種または２種以上の第３成分を添加して共重合ポリエステルとしても良いし、またポリエチレンテレフタレートなどのポリトリメチレンテレフタレート以外のポリエステル、ナイロンなどとポリトリメチレンテレフタレートを別個に製造した後、ブレンドしたり、複合紡糸（鞘芯、サイド・バイ・サイドなど）しても良い。

添加する第３成分としては、脂肪酸ジカルボン酸（シュウ酸、アジピン酸）、脂環族ジカルボン酸（シクロヘキサンジカルボン酸など）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソジウムスルホイソフタル酸）、脂肪族グリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、テトラメチレングリコールなど）、脂環族グリコール（シクロヘキサングリコールなど）、芳香族ジオキシ化合物（ハイドロキノンビスフェノールＡなど）、芳香族を含む脂肪族グリコ−ル（１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンなど）、脂肪族オキシカルボン酸（ｐ−オキシ安息香酸など）などが挙げられる。また、１個または３個以上のエステル形成性官能基を有する化合物（安息香酸など、またはグリセリンなど）も重合体が実質的に線状である範囲で使用できる。

なお、ポリトリメチレンテレフタレートは、固有粘度が、通常、０．５〜１．６ｄＬ／ｇである。固有粘度は、ｏ−クロロフェノール中、３５℃で測定した値である。固有粘度が０．５ｄＬ／ｇ未満の場合、最終的に得られる繊維の機械的強度が不十分となり、一方、１．６ｄＬ／ｇを超える場合、取り扱い性が低下するため好ましくない。固有粘度は、好ましくは０．５５〜１．５ｄＬ／ｇ、より好ましくは０．５５〜１．４５ｄＬ／ｇ、さらにより好ましくは０．６〜１．４ｄＬ／ｇである。

さらに、ポリトリメチレンテレフタレートには、二酸化チタンなどの艶消し剤、リン酸などの安定剤、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体などの紫外線吸収剤、タルクなどの結晶化核剤、アエロジルなどの易滑剤、ヒンダードフェノール誘導体の抗酸化剤、難燃剤、制電剤、顔料、蛍光増白剤、赤外線吸収剤、消泡剤などを含有させても良い。

なお、本発明に用いられる上記ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維としては、２種の成分がサイド・バイ・サイド型または偏心芯鞘型に接合された複合繊維であって、少なくとも一方成分がポリトリメチレンテレフタレートであり、潜在捲縮が発現しているものも好ましく用いられる。
このような潜在捲縮発現性ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維としては、例えば、下記（１）〜（２）が挙げられる

（１）３官能性共重合成分を有さないポリトリメチレンテレフタレート（Ａ）と、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、ピロメリット酸などの３官能性共重合成分が０．０５〜０．２モル％共重合されたポリトリメチレンテレフタレート（Ｂ）または上記（Ａ）よりも固有粘度が０．１５〜０．３低いポリトリメチレンテレフタレート（Ｃ）とが、サイド・バイ・サイド型または偏心シースコア型に複合された潜在捲縮性複合短繊維（特開２０００−２５６９１８号公報参照）。

（２）固有粘度が０．９〜１．５のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルＡと、固有粘度が０．３〜０．７のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルＢとを、Ａ：Ｂ＝３０：７０〜７０：３０の重量比率で、サイド・バイ・サイド型または偏心芯鞘型に貼り合わせてなる複合繊維であって、該繊維の全捲縮率が１５〜５０％、沸水収縮率が７〜１５％であるポリエステル系複合繊維（特開２００１−２８８６２１号公報参照）。

これらのポリマーを使い繊維化する際は、公知の異方冷却紡糸法により紡糸することが好ましい。これは溶融ポリマーを口金より吐出した直後に一方向より冷却風を当てて冷却する方法であり、繊維断面方向において結晶配向差を付与することが可能である。このようにして得られた未延伸糸を公知の温水２段延伸にて延伸し、所定の長さにカットした後、弛緩熱処理をすると、３次元的な立体捲縮が付与された短繊維を得ることができる。

この立体捲縮を付与された短繊維は、通常の押し込み捲縮短繊維に比べ、嵩性があり不織布とした場合でもクッション性などに大きな優位性がみられる。

本発明に用いられる（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維は、１〜７ｄｔｅｘである。繊度が１ｄｔｅｘより小さいと嵩高性が発揮されず、空気などによって側地内に吹き込まれたときに圧縮されて旨く均一に吹き込みにくくなり、得られたクッション材などの成形品のクッション性や反撥力が乏しくなってしまう。一方、上記範囲を超えると繊維が曲がりにくく球状体化が難しく、得られた繊維球状体の構成本数が少なくなり過ぎ、風合いが硬くなってしまう傾向がある。

なお、この（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊繊維の表面には平滑剤が処理され、滑り易い加工がされていることが好ましい。表面が滑り易くなることによって空気乱流などによる繊維球状体化が行ない易くなる。また、得られた繊維球状体の風合いが柔らかく、羽毛やフェザータッチの風合いが得られ易くなる。これらの処理剤は、剤を付与し乾燥あるいは硬化処理によって滑り易くなるものであればなんでもよいが、例えば、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンオキシドのセグメント化ポリマーで被覆することにより表面摩擦も少なくすることが可能である。さらに、シリコン系樹脂の平滑剤として、ジメチルポリシロキサン、エポキシ変成ポリシロキサン、アミノ酸変成ポリシロキサン、メチルハイドロジエンポリシロキサン、メトキシポリシロキサンなどのシリコン樹脂を主たる成分とする処理剤を任意の段階で付与することにより平滑性を大幅に向上するので好ましい。付着量は、通常、０.１〜０.３重量％が適当である。もちろん、シリコン樹脂中に帯電防止剤を添加したり、シリコン樹脂処理後、帯電防止剤処理を施すことは、繊維を球状体化する際の空気との摩擦や、融着処理する際の高温空気乱流処理などで静電気を防止するのに必要な場合が多い。

このような平滑剤による処理は、一般的には、低融点繊維との融着を阻害することになるが、上記（ａ）複合繊維を構成する弾性熱可塑性エラストマーと比較的よく融着し、しかも形態的に程よくポリトリメチレンテレフタレート系短繊維をかかえこみ、見かけ上接着強度を上げることが可能である。もちろん、一般的な低融点複合繊維のみの場合は、これらの作用は少ない。

本発明では、（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維の混率は、９５〜５１重量％の混率が好ましく、さらに好ましくは９０〜５５重量％である。この混率が高すぎると、熱融着繊維である（ａ）複合短繊維の量が少ない場合は、結合点が少なくなるために反撥性が少なく、形態安定性がすくない。一方、混率が低すぎると、結合点の数が多すぎて繊維球状体が硬くなり、クッション材の材料にするには問題がある。また、後から述べるように、熱処理により融着点を形成する際に、捲縮発現しながら融着結合点を形成するために繊維球状体が高密度化しさらに好ましくない。

本発明では、特定の条件を持つ（ａ）複合短繊維と非弾性短繊維である（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維を混綿し、後で述べる方法などで繊維球状体化を行なうが、その繊維球状体表面には、該非弾性短繊維や非弾性短繊維の毛羽が多く存在することが、吹き込みや、吹き込まれたあとのクッション風合いが、表面の平滑性が寄与して非常に良好となる。また、特に変形が大きいときには、最初滑る平滑な感触と大きな変形時にはエラストマーによる可撓性熱固着点の弾力性と摩擦の大きくなる感触が加わり、良好な風合いが得られる。しかも、繰り返し大変形が繰り返されても、エラストマーの可撓性熱固着点が変形回復し、弾力性が維持されるとともに、耐久性も良好となる。

本発明の繊維球状体の形成方法は、非弾性短繊維である（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維と低融点の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（ａ）複合短繊維を所定の混綿比率〔（ａ）複合短繊維の混率が５〜４９％〕になるように原綿を配合し、均一に十分混綿するように、ガーネットワイヤーが表面に設けられた複数のローラが設けられたカードなどで、開繊と混綿を十分にして混綿嵩高綿を得、空気の乱流の起きやすい円筒状の空間の中で複数のフィンが着いて回転する回転体が設けられた部屋の中に、混綿嵩高綿を吹き込み所定時間乱流撹拌後に取り出せるようにした装置などで繊維を球状体化したり、混綿嵩高綿をある程度大きな部屋に空気の渦流を起こさせながら滞留させて混綿嵩高綿を球状体化したりして、非弾性短繊維の捲縮と熱可塑性エラストマーを一部に持ち、捲縮の発現しやすい（ａ）複合短繊維が均一に混綿され絡んだ混綿嵩高綿が、空気や力学的な力を受けながら、特にその複合短繊維の特性から捲縮が進行し易く、繊維の球状体が早く形成される。また、この（ａ）複合短繊維の低融点エラストマーの融点以上で熱処理をし、繊維球状体に熱可撓性熱固着点をつくることにより、弾力性、耐久性に優れた風合いに優れた繊維球状体が得られる。また、捲縮は熱処理によっても進行し球状体化しやすい作用が進行され易くなる。このような作用を起こさせ繊維を球状体化が進めやすい方法であればいかなる方法でも構わない。また、非弾性短繊維（ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維）表面が平滑性をもち滑り易いほど球状体化がし易くなる。もちろん、この球状体化処理の初期から熱風により球状体化と捲縮発現と低融点ポリマーを溶融させ熱融着を同時に進める方法や、まず、球状化の初期は常温で処理し、球状化の核ができ始めた時点で熱風を吹き込み捲縮発現と融着を起こさせたり、球状化したのち後から緩い熱風で捲縮発現と融着処理を行なう方法などが考えられる。

特に好ましい場合には、非弾性短繊維である（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維の捲縮発現性が（ａ）複合短繊維の捲縮発現性よりも低くて、該非弾性短繊維が繊維球状体の表面に出やすくなり、平滑表面をもつ該非弾性短繊維が繊維球状体表面にでて、繊維球状体が全体に平滑性を示し、吹き込み易く、吹き込まれたクッションの風合いもソフトで良好となる。

本発明の繊維球状体を形成する（ａ）複合短繊維およびポリトリメチレンテレフタレート系短繊維の繊維長は、それぞれ、１０〜１００ｍｍ、好ましくは１５〜９０ｍｍの範囲が適当である。また、繊維球状体の大きさは、平均径２〜１５ｍｍ、好ましくは３〜１３ｍｍの範囲が有利である。

以上の本発明の繊維球状体は、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、さらにこの繊維球状体を椅子や座席、平板状のものなど各種の金型中で熱成形して成形品として利用する。すなわち、金型中で繊維球状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体とする。その成形体を得る方法および装置の一例を図２により説明する。

図２は、本発明の成形品を成形するための装置の一例を示す断面図であり、１は繊維球状体供給装置であり、この供給装置から吹込み口４を通して吹き出された繊維球状体２は、３の金型内に吹き込まれ充填される。３の金型は空気透過性の金型であり、繊維球状体を含んだ気流は、この透過性の金型により、球状体のみが金型内に堆積され、空気は金型を透過して外部に放出される。金型内に球状体が必要量充填後、該金型に熱風を通し、内部のバインダー繊維が他のバインダー繊維やマトリックス繊維と熱融着し、繊維成形構造体が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。この際使用する通気性金型の材質は、熱成形されることや金型として要求される剛性を考慮するとステンレスのパンチングプレートなどが好ましいが、特にこの材質に限定する必要はない。また、熱成形後の成形物の取り出し性を考慮して、離型性をよくするため、表面を梨地としたり、ポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン）で被覆しておいてもよい。

以上のようにして得られる本発明の成形品は、ＪＩＳ Ｋ ６４０１により測定された２５％圧縮硬さが、好ましくは１１Ｎ以下、さらに好ましくは５〜１０Ｎである。１１Ｎを超えると、風合いが硬くなり、枕などとした場合、頭の体圧を均一に分散できないため好ましくない。２５％圧縮硬さを１１Ｎ以下にするには、使用している繊維に細デニールのものを使用したり、複合繊維の相手側の混率を低下させることで可能となる。

また、本発明の成形品は、下記の方法により測定された直線性が、好ましくは４０％以下、さらに好ましくは２５〜３５％である。４０％を超えると、風合いが硬く感じる。直線性を４０％以下にするには、ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維を使用した繊維球状体とすることで可能となる。ここで、直線性は、ＪＩＳ Ｋ６４０１の硬さ測定時に測定するものとする。

さらに、本発明の成形品は、ＪＩＳ Ｌ０２１７ １０３法に規定された洗濯を３回行った後において、下記の方法により測定された歪が、好ましくは５％以下、さらに好ましくは０．５〜３．０％である、この歪が５％を超えると、洗濯後の形状変化が大きい。歪を５％以下にするには、ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維を使用した繊維球状体とするとこで可能となる。
ここで、歪は、ＪＩＳ Ｋ６４０１による厚みの変化を測定するものとする。

以下に実施例により本発明を説明する。なお、実施例における各評価項目はそれぞれ下記の方法に従って評価した。
捲縮数、捲縮度
ＪＩＳ Ｌ１０１５により測定した。
２５％、５０％圧縮硬さ
試作された繊維球状体を直方体３０ｃｍ×３０ｃｍ、１ｇ／ｃｍ²の荷重で計測して厚み５ｃｍになるように側地に詰め、ＪＩＳ Ｋ６４０１による２５％あるいは５０％圧縮硬さを測定する方法を流用して求めた。
直線性
図３参照
洗濯後の厚み歪み
ＪＩＳ Ｋ６４０１に準拠した。
なお、洗濯後の乾燥は、自然乾燥により２０時間放置した。

実施例１
テレフタル酸とイソフタル酸とを８０／２０（モル％）で混合した酸成分とブチレングリコールとを重合し、得られたポリブチレン系テレフタレート４０％（重量％）をさらにポリテトラメチレングリコール（分子量２，０００）６０％（重量％）と加熱反応させ、ブロック共重合ポリエーテルポリエステルエラストマーを得た。この熱可塑性エラストマーの融点は１５７℃であった。この熱可塑性エラストマーをシースに、常法で得られたポリブチレンテレフタレート（融点２２４℃）をコアに、シース／コアの重量比で５０／５０になるように特殊口金とポリマー吐出配分を調整して複合短繊維を得た。この繊維を２.０倍に延伸したのち、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンオキシドのセグメント化ポリマーのエマルジョンを付与し１２０℃で乾燥固化捲縮発現し、５１ｍｍに切断した。ここで得られた複合短繊維の繊度は３．３ｄｔｅｘ、捲縮数は１０個／インチ、捲縮度は１５％であった。
次に、異方冷却により立体捲縮を付与した、ポリトリメチレンテレフタレートからなる短繊維を得た。この短繊維は、繊度が６．６ｄｔｅｘ、繊維長が６４ｍｍ、捲縮数が１１個／インチ、捲縮度が２６％であった。

ここで、得られた複合短繊維１０重量％とポリトリメチレンテレフタレート系短繊維９０重量％の混綿比率になるようにローラーカードを２回通過させて、混綿嵩高綿を得た。この綿をブロワーと貯綿ボックスをダクトで結ぶ装置に投入し、空気で３０秒、ブロアー撹拌を行い、繊維球状体化した綿を得た。こののち別の貯綿ボックス内に移し、１９５℃の弱い空気流によって撹拌して、弾性熱可塑性エラストマーを溶融させながら、繊維球状体の内部に可撓性熱固着点を形成させ、続いて常温の空気を送り、冷却後形成された繊維球状体（fiber
ball）を得た。この繊維球状体を顕微鏡で観察したところ、球状体表面にはポリメチレンテレフタレート系短繊維が９０重量％の以上の確率で観察された。しかも、側地の中に吹き込む吹き込み機にて、クッションが和知あに吹き込んでみたが、吹き込みのトラブルがなく良好で、得られたクッションの感触もソフトで弾力性がよかった。
次いで、この繊維球状体をブロック状の通気金型に詰め込み、１９０℃で１０分間、熱成形して得られた成形品について、評価した。結果を表１に示す。

実施例２、比較例１
（ａ）複合短繊維とポリトリメチレンテレフタレート系短繊維（もしくはポリエチレンテレフタレート短繊維）の種類や割合を変更する以外は、実施例１と同様にして実施した。結果を表１に示す。

比較例２〜４
（ａ）複合短繊維を用い、あるいは用いず、これに、ポリメチレンテレフタレート系短繊維あるいはポリエチレンテレフタレート短繊維を用いて、カードウェブを作製し、評価した。結果を表１に示す。

＊）比較例１で用いられたポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエステル短繊維）は、機械捲縮された通常のポリエステルスフである（捲縮数１１個／インチ、捲縮度１５％）。一方、比較例３〜４で用いられたポリエステル短繊維は、潜在捲縮発現性ポリエステル繊維であり、固有粘度の異なるポリエチレンテレフタレートをサイド・バイ・サイドに複合紡糸されたものであり、熱処理により捲縮が発現する繊維である（捲縮数１１個／インチ、捲縮度１９％）。

本発明の繊維球状体よりなる成形品は、繊維球状体が繊維の捲縮特性や曲げ特性のために繊維球状体化が行い易く、かつ熱処理によってつくられる可撓性熱固着により弾力性と圧縮などの耐久性が良好であり、吹き込み特性に優れ作業性もよいことから、得られる成形品は、弾力性や耐久性が良好であり、かつ応力拡散性が良好でさらに圧縮特性が等方向であるほか、風合いが非常にソフトなクッションや詰め物、中綿などの材料として最適である。

複合短繊維の断面を示す模式図である。 繊維球状体から成形品を熱成形するための装置の一例を示す断面図である。 厚み変化と圧縮硬さの関係を示すモデル図である。

符号の説明

Ｅ 弾性熱可塑性エラストマー
Ｐ 非弾性ポリエステル
Ａ 露出しているＥの長さ
Ｂ 露出しているＰの長さ
Ｌ_E Ｅの最大厚み
Ｌ_P Ｐの最大厚み
Ｌ 周囲におけるＰとＥの接点（Ｐ₁とＰ₂）を結んだ直線距離
Ｃ Ｐの露出しないＥと接する曲線の長さ
１ 繊維球状体供給装置
２ 繊維球状体
３ 金型
４ 吹込み口

Claims (5)

1. 繊維球状体を型内において熱成形して得られる成形品であって、
   該繊維球状体が、
   （ａ）非弾性ポリエステルと該非弾性ポリエステルの融点より４０℃以上低い融点を有する弾性熱可塑性エラストマーとが配された複合短繊維であって、該非弾性ポリエステルが複合短繊維表面の２５〜４９％を占めるように露出している複合短繊維と、
   （ｂ）単糸繊度が１〜７ｄｔｅｘの範囲内である、ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維とから構成され、
   その繊維交絡点の一部が可撓性熱固着点で熱固着されており、ＪＩＳ Ｋ６４０１により測定された２５％圧縮硬さが、１１Ｎ以下である
   ことを特徴とする、高弾性繊維球状体からなる成型品。
2. 上記（ｂ）ポリトリメチレンテレフタレート系短繊維が、２種の成分がサイド・バイ・サイド型または偏心芯鞘型に接合された複合繊維であって、少なくとも一方成分がポリトリメチレンテレフタレートであり、潜在捲縮が発現してなる、請求項１に記載の高弾性繊維球状体からなる成型品。
3. ＪＩＳ Ｋ６４０１の硬さ測定時に測定される直線性が４０％以下である、請求項１または請求項２に記載の高弾性繊維球状体からなる成型品。
4. ＪＩＳ Ｌ０２１７−１０３法に規定された洗濯を３回行った後において、ＪＩＳ Ｋ６４０１による厚みの変化に準拠して測定された歪が５％以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の高弾性繊維球状体からなる成型品。
5. 成型品が、クッションまたは詰め物または中綿である、請求項１〜４のいずれかに記載の高弾性繊維球状体からなる成型品。
   

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