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発明の名称 クッション体とその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−70106(P2001−70106A)
公開日 平成13年3月21日(2001.3.21)
出願番号 特願平11−247889
出願日 平成11年9月1日(1999.9.1)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外5名)
【テーマコード(参考)】
3B096
4L047
【Fターム(参考)】
3B096 AA01 AD04 BA01 
4L047 AA21 AA23 AA25 AA28 AB03 AB07 BA09 BD03 CA15 CB10 CC07 CC09 CC16 EA05
発明者 峰岸 健 / 海老原 隆 / 溝渕 進
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】熱可塑性樹脂からなる繊度300〜100000デニールの複数本の連続線状体を各々ループ状に曲がりくねらせかつ互いの接触部を融着させた見掛け密度が0.005〜0.2g/cm3 の立体網状構造を有する網状クッション材と、前記網状クッション材を覆う表皮材と、前記表皮材を前記網状クッション材に固定するための樹脂プレートであって前記表皮材の吊り込み部を縫い付ける接続部と前記網状クッション材に差し込まれる先端部と前記連続線状体に引っ掛けることの可能な抜け止め部を有する樹脂プレートと、を具備したことを特徴とするクッション体。
【請求項2】前記網状クッション材に溝を形成し、この溝の内側に前記樹脂プレートを収容したことを特徴とする請求項1記載のクッション体。
【請求項3】軟化した熱可塑性樹脂を複数のノズルから吐出させることによって複数本の連続線状体を各々ループ状に曲がりくねらせかつ互いの接触部を融着させて立体網状構造を有する網状クッション材を形成する工程と、前記網状クッション材に溝を形成する工程と、表皮材の吊り込み部を縫い付けた樹脂プレートを前記溝に挿入してこの樹脂プレートの先端部を前記網状クッション材に差し込むとともに該樹脂プレートに形成されている抜け止め部を前記連続線状体に引っ掛けることによって前記表皮材の吊り込み部を網状クッション材に固定する工程と、を具備したことを特徴とするクッション体の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両や船舶,航空機等の乗り物に装備される座席、あるいはソファやベッド等の家具類などに好適なクッション体とその製造方法に係り、特に表皮材の取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば車両の座席等に使われるクッション体として、従来よりウレタンフォーム等の樹脂フォームからなるクッション材が多く用いられてきた。また、クッション材の外側を覆う表皮材をホグリングと呼ばれる環状の止め金具によって固定することも行なわれている。ホグリングによって表皮材を固定する場合、樹脂フォームに第1のワイヤを埋設するとともに、表皮材の吊り込み部の裏面側に吊り込み袋を縫い付け、この吊り込み袋に第2のワイヤを挿入し、これら第1のワイヤと第2のワイヤの双方にホグリングを引っ掛け、工具によってホグリングをかしめることにより、第1のワイヤと第2のワイヤとを連結するといった作業が行なわれる。
【0003】ウレタンフォーム等の樹脂フォームを用いたクッション材の場合、前記第1のワイヤは樹脂フォーム成形用のモールド内にセットされ、樹脂フォームの発泡成形に伴なってこのワイヤが樹脂フォームと一体化する。このため樹脂フォームとその内部に埋設されたワイヤとは互いに樹脂の接着力によってかなり強力に接着された状態になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記クッション材をリサイクルするには、表皮材やワイヤをクッション材(樹脂フォーム)から分離させる必要がある。このため、工具によってホグリングを切断し、表皮材をクッション材から分離させている。表皮材の吊り込み袋に入っている第2のワイヤは容易に抜き取ることができるが、樹脂フォーム中に埋設されている第1のワイヤは樹脂フォームと強固に接着し合っているために、このワイヤを樹脂フォームから分離させることがきわめて困難である。また、工具によってホグリングを切断する作業自体にも手間がかかる。このため解体作業に多大の時間と費用を要し、実用上リサイクル化が困難であった。
【0005】ホグリングを用いる代りに、ベルクロ(登録商標)テープ等の脱着可能な平面ファスナによって表皮材をクッション材に固定することも考えられるが、この平面ファスナをクッション材と表皮材とのそれぞれの所定位置に取付ける作業に手数がかかり、しかもコストが高いという問題もある。また、クッション材と平面ファスナとが互いに異種材料である場合にクッション材をリサイクルするには、平面ファスナをクッション材から取除く必要があって手間がかかる。
【0006】従って本発明の目的は、クッション材と表皮材を容易に解体することができ、リサイクルが容易なクッション体とその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を果たすための本発明のクッション体は、熱可塑性樹脂からなる繊度300〜100000デニールの複数本の連続線状体を各々ループ状に曲がりくねらせかつ互いの接触部を融着させた見掛け密度0.005〜0.2g/cm3の立体網状構造を有する網状クッション材と、前記網状クッション材を覆う表皮材と、前記表皮材を前記網状クッション材に固定するための樹脂プレートであって前記表皮材の吊り込み部を縫い付ける接続部と前記網状クッション材に差し込まれる先端部と前記連続線状体に引っ掛けることの可能な抜け止め部を有する樹脂プレートとを具備している。
【0008】この発明のクッション体は、前記樹脂プレートの先端部を網状クッション材に差し込むことにより、樹脂プレートの抜け止め部が連続線状体の三次元ランダムループの一部に引っ掛かり、表皮材の吊り込み部が固定される。リサイクルのための解体時には、表皮材を網状クッション材から引き剥がす力を加えることにより、樹脂プレートの抜け止め部を折損あるいは変形させるなどして表皮材を網状クッション材から分離させることができる。
【0009】前記樹脂プレートの材料に、網状クッション材の連続線状体と同じ材料(例えばポリエステル等の熱可塑性樹脂)を用いた場合には、解体後に樹脂プレートの一部が網状クッション材に残ったとしても、クッション材をそのままリサイクル処理することができる。
【0010】また、着座したときに前記樹脂プレートが異物感を生じる場合には、前記網状クッション材に溝を形成し、この溝の内側に前記樹脂プレートと表皮材の吊り込み部を収容すれば、着座時に樹脂プレートが異物感の原因となることを回避できる。この溝を形成するには、網状クッション材の軟化温度よりも高い温度に加熱された型を網状クッション材に押付けることによって、網状クッション材を構成している熱可塑性の連続線状体を加熱し溝形に変形させる。
【0011】クッション材が曲面を有する場合に、その曲面に沿って前記樹脂プレートが撓むことができるようにするために、樹脂プレートが幅方向あるいは厚み方向などに変形しやすい断面形状にするとか、樹脂プレートの一部に凹部を形成するなどして、樹脂プレートをクッション材の溝に挿入しやすくするとよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の第1の実施形態について図1〜図6を参照して説明する。図1に示すクッション体1は、主として熱可塑性弾性樹脂からなる300デニール以上の連続線状体2を、ランダムなループ状に曲がりくねらせかつ各々のループの互いの接触部を融着させた立体的な網状構造を有する網状クッション材3と、網状クッション材3を覆う表皮材4と、表皮材4を固定するための樹脂プレート5などを含んでいる。
【0013】このクッション体1は、例えば自動車等の車両用シートの座部あるいは背もたれに使用され、着座者の荷重が加わる主部1aと、主部1aの左右両側に位置する盛り上がった形状のサイドサポート部1bなどを備えている。連続線状体2の線径の一例はφ1mmである。
【0014】表皮材4は、図2に一部を示すように、外皮6と、緩衝層7と、裏基布8などの積層構造であり、カバーリングに必要なサイズに予め裁断されている。緩衝層7は、連続線状体2よりも線径の小さい細繊維の集合体からなる厚さ8mm程度の繊維層でもよいし、あるいは薄手のウレタンフォームなどからなる従来のワディングであってもよい。
【0015】表皮材4の吊り込み部4aは、樹脂プレート5によって網状クッション材3に固定される。表皮材4の周縁の端末部4bは、図示しない引止め具によって網状クッション材3の裏面側の目立たない箇所に固定される。樹脂プレート5は例えばポリエステル等の合成樹脂からなり、図2に一例を示すように、基部10と、表皮材4の吊り込み部4aを縫い付ける接続部11と、網状クッション材3に差し込まれる先端部12と、連続線状体2に引っ掛けることの可能な抜け止め部13とを一体に有し、好ましくは連続線状体2と同質の樹脂によって成形されている。
【0016】吊り込み部4aが縫合される接続部11は、ミシンによって縫い糸14を縫い付けることが可能な適度の硬さと厚さを有している。基部10と接続部11は、それぞれ樹脂プレート5の長手方向に連続している。
【0017】図3に示すように樹脂プレート5の先端部12は先が尖った矢じり形をなし、樹脂プレート5の長手方向に間隔をあけて複数箇所に設けられている。抜け止め部13は、樹脂プレート5の先端部12に設けられている。この抜け止め部13は、先端部12の両側から外方に突出しかつ基部10側を向くような戻り止め可能な形状をなしている。
【0018】図4に示すように網状クッション材3に溝15が形成されている。この溝15の内側に、樹脂プレート5と表皮材4の吊り込み部4aが収容されるようになっている。この溝15に樹脂プレート5を収容することにより、樹脂プレート5がクッション表面に出なくなるため、着座したときに異物感を生じることを回避できる。
【0019】樹脂プレート5をクッション材3の幅方向あるいは厚み方向などに変形しやすくするために、図3に示すように樹脂プレート5の基部10の断面形状を略円形にしたり基部10に中空孔10aを形成することにより、樹脂プレート5を幅方向Xに撓みやすくしている。また、接続部11などに樹脂プレート5の長手方向に所定間隔で凹部11aを形成することにより、樹脂プレート5を厚み方向Yに撓みやすくしている。こうすることにより、樹脂プレート5がクッション材3の曲面に沿って容易に撓むことができるようになり、樹脂プレート5をクッション材3の曲がった溝15にも挿入しやすくなる。
【0020】なお、網状クッション材3の見掛け密度が0.005g/cm3 未満になると反発力が失われるのでクッション体として不適当である。見掛け密度が0.2g/cm3 を越えると弾発性が強くなり過ぎて座り心地が悪くなるので、やはりクッション体として不適当となる。より好ましい見掛け密度は0.01g/cm3以上、0.05g/cm3 以下である。
【0021】また、連続線状体2の繊度が300デニール未満では強度が低下し、反発力が低下するので好ましくない。繊度が100000デニールを越えると、単位体積当たりの連続線状体2の構成本数が少なくなり、圧縮特性が悪くなるので好ましくない。すなわちクッション体として好ましい反発力が得られる300デニール以上、望ましくは400デニール以上、100000デニール以下であり、より好ましくは、500〜50000デニールである。
【0022】連続線状体2の材料である熱可塑性弾性樹脂としては、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等を適用できる。ポリエステル系エラストマーは、例えば熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリアルキレンジオールをソフトセグメントとするポリエステルエーテルブロック共重合体、または脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするポリエステルエーテルブロック共重合体である。ポリアミド系エラストマーは、例えばナイロンをハードセグメントとし、ポリエチエングリコールあるいはポリプロピレングリコール等をソフトセグメントとするものなどが例示できる。
【0023】上記熱可塑性弾性樹脂に、熱可塑性の非弾性樹脂を組合わせてもよい。熱可塑性非弾性樹脂は、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンなどである。これら非弾性樹脂と熱可塑性弾性樹脂との組合わせは、リサイクル使用の観点から互いに同系の樹脂が望ましく、例えば、ポリエステル系エラストマーとポリエステル系樹脂との組合わせや、ポリアミド系エラストマーとポリアミド系樹脂との組合わせ、あるいはポリウレタン系エラストマーとポリウレタン系樹脂との組合わせなどが推奨される。
【0024】網状クッション材3は、図5に概念的に示した網状クッション材製造装置20によって製造される。網状クッション材製造装置20の一例は、押出機25とノズル部26を備えている。押出機25は、材料供給口27から投入された熱可塑性弾性樹脂原料を、その融点より10℃ないし80℃高い温度(例えば40℃高い温度)に加熱しつつ、ノズル部26に向って押出す。
【0025】上記温度に加熱された熱可塑性弾性樹脂はノズル部26から下方に吐出され、線状に連続して途切れることなく自由落下するようになっている。なお、熱可塑性弾性樹脂の吐出時の溶融温度をこの樹脂の融点より30℃〜50℃高い温度とすれば、ランダムな三次元ループを形成しやすく、しかもループどうしの接触部が互いに融着しやすい状態に保つことができるので好ましい。
【0026】ノズル部26は所定広さのノズル有効面28を有し、このノズル有効面28に孔径0.5mm程度の多数のノズル26aが所定の孔間ピッチ(例えばピッチ:5mm)で設けられている。押出機25は、ノズル1つ当りの吐出量が0.5g〜1.5g/分となるように前記熱可塑性弾性樹脂をノズル26aから吐出するようにしている。ノズル有効面28は、成形すべき網状クッション材3の横断面形状に応じた領域のみにノズル26aを開口させてもよい。ノズル部26の下方に、冷却手段として機能する水等の冷却液30の液面30aが位置している。この冷却液30は、例えば70℃前後の温度に加熱されている。
【0027】ノズル部26の下方にガイド手段31が設けられている。ガイド手段31は、網状クッション材3の厚み方向両面3a,3bに対向するように設けた例えばステンレス鋼などの金属ネットからなる一対のエンドレスベルト32,33と、上下のローラ34,35などを備えている。各ベルト32,33の上部は冷却液30の液面30a上に露出している。これらのベルト32,33は、モータ等を駆動源とする駆動機構によって、ローラ34,35間で連続的に無端走行する。
【0028】このクッション材製造装置20によって製造された三次元ランダムループ網状構造を有する網状クッション材3は、例えばヒータ線を備えた切断機等によって所望形状に切断される。切断手段としては、ヒータ線を用いる以外に、例えばウォータジェットによる切断でもよいし、プレス型による切断、あるいは回転する円板状の刃(いわゆるバーチカルカッタ)による切断でもかまわない。また、成形用の型を用いるホットプレスによって網状クッション材3を加熱・加圧下で所望形状に成形してもよい。
【0029】次に、クッション体1を製造する工程について説明する。網状クッション材製造装置20の押出機25に熱可塑弾性樹脂原料を供給し、樹脂原料を加熱し軟化させ、溶融状態の熱可塑性弾性樹脂原料をノズル26aから吐出させてベルト32,33の間に自然落下させる。溶融した熱可塑性弾性樹脂がベルト32,33の間に落ちることにより、ノズル26aの数に応じた本数の連続線状体2が形成されつつ、ベルト32,33の間に挟まれかつ停留することで曲がりくねりながらランダムなループが発生する。これらの連続線状体2はそれぞれ途切れることなく曲がりくねりながらも、図5中の矢印A方向に連続しつつ、A方向と交差する方向(例えば矢印B方向)にループを形成する。
【0030】ノズル26aのピッチをループが互いに接触できる寸法にしておくことで、ベルト32,33の間でループを互いに接触させ、ループどうしの接触部を融着させることによって立体網状構造を有する網状クッション材3が得られる。なお、冷却液30の温度を連続線状体2のアニーリング温度(擬似結晶化促進温度)に保持しておくことで擬似結晶化処理を同時に進行させることができる。
【0031】ループが融着した網状クッション材3は、その厚み方向両面3a,3bが前記ベルト32,33によって規制されつつ冷却液30に引き込まれ、冷却液30の中で硬化するとともに、各ループの融着部が固定される。この網状クッション材3は、ノズル26aの数に応じた本数の連続線状体2がそれぞれランダムループを描きながら途切れることなく連なったものとなっている。このクッション材3を切断あるいは熱プレスするなどして所望形状に成形する。
【0032】溝15は、図6に例示するような型40を用いて成形される。型40は、溝15に応じた形状であり、内蔵したヒータ(図示せず)によって網状クッション材3を構成している連続線状体2の軟化温度よりも高い温度に加熱することができるようになっている。例えば230℃に加熱された型40を網状クッション材3に押付けることにより、溝15を形成する。
【0033】予めカバーリング可能なサイズに裁断された表皮材4の吊り込み部4aを、ミシン等を用いて縫い糸14によって樹脂プレート5の接続部11に縫い付ける。そののち樹脂プレート5と吊り込み部4aを網状クッション材3の溝15に挿入する。そして樹脂プレート5の先端部12を網状クッション材3に差し込み、図2に示すように抜け止め部13を三次元ランダムループの連続線状体2に引っ掛ける。こうすることによって表皮材4の吊り込み部4aが網状クッション材3に固定される。表皮材4の端末部4bは、図示しない引止め具によって、網状クッション材3の裏面側に固定される。
【0034】上記網状クッション材3は、熱可塑性弾性樹脂からなる300デニール以上の連続線状体2を曲がりくねらせて多数のランダム三次元ループを形成し、各々のループを互いに溶融状態で接触させ、接触部の大部分を互いに融着させて三次元的なランダムループからなる立体形状の網状構造をなしている。このため大きい応力で大変形を与えても、クッション材3の全体が互いに三次元的に変形しつつ応力を吸収し、応力が解除されると、熱可塑性弾性樹脂のゴム弾性によってクッション材3が元の形状に復元することができる。しかもこのクッション材3は、連続線状体2どうしが溶融状態で互いに融着するからバインダが不要であり、単一の熱可塑性樹脂からなるため再溶融によるリサイクル使用が容易である。
【0035】上記クッション体1をリサイクルする場合、表皮材4に外力を加えて表皮材4を網状クッション材3から引き剥がす。その際に、樹脂プレート5の抜け止め部13などが折損あるいは変形することにより、解体作業を始めてから僅か10秒程度で表皮材4を網状クッション材3から分離させることができた。表皮材4が分離した網状クッション材3は、例えばチップ状に切断するとか、微粉末にしてマテリアルリサイクル材として再利用することができる。
【0036】なお樹脂プレート5は、図7に示す第2の実施形態のように二対以上の抜け止め部13を有する形状であってもよく、要するに表皮材の吊り込み部を縫い付ける接続部11と、網状クッション材3に差し込む先端部12と、連続線状体2の三次元ランダムループの一部に引っ掛けることのできる抜け止め部13を有する形状であればよい。
【0037】[比較例]軟質高弾性ウレタンフォームの一般的な処方を用い、予め50℃に型温調されたモールドの所定位置に吊り込みワイヤをセットし、ウレタンフォームの原料を調合し、25℃に液温調しミキシング後、モールド内に注入し、発泡させて10分後に脱型した。その後、クラッシングにより泡を連通させ、吊り込みワイヤと一体成形されたクッション材を得た。表皮材の裏面側に吊り込み袋を縫い付け、この吊り込み袋に第2のワイヤを挿入した。そしてこの第2のワイヤと吊り込みワイヤとをホグリングガンを用いてホグリングによって固定することにより、表皮材をクッション材に固定した。
【0038】この比較例のクッション材をリサイクルするには、工具によってホグリングを切断し、吊り込み袋からワイヤを抜き取る。また、クッション材を吊り込みワイヤに沿ってナイフでカットしたのち、クッション材を引きちぎりながら吊り込みワイヤをクッション材から引き剥がす。この解体作業に約8分間を要した。この比較例は解体に時間がかかり、しかも吊り込みワイヤにウレタンフォームが強固に付着しているなど、実用上リサイクル化が困難であった。
【0039】
【発明の効果】請求項1に記載した発明によれば、通気性が良く、耐へたり性に優れかつ軽量な三次元ランダムループ網状構造のクッション材と表皮材とを有するクッション体のリサイクルが容易となる。請求項2に記載した発明によれば、請求項1による効果に加えて、樹脂プレートが異物感の原因となることを回避できる。
【0040】請求項3に記載した発明によれば、三次元ランダムループ網状構造のクッション材と表皮材を有する通気性およびクッション性に優れた軽量なクッション体を能率良く製造することができ、加工工程が短く、作業工数も少いなど、製造コストを下げることができる。またこの製造方法によって製造されたクッション体はリサイクル時の解体作業も容易である。




 

 


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