JP2000508032A

JP2000508032A - 熱可塑性三次元繊維網状構造体

Info

Publication number: JP2000508032A
Application number: JP09525206A
Authority: JP
Inventors: キム，デイ・ダブリュー; ハース，ジョセフ・エス・ダブリュー; ベッセイ，ウィリアム・イー
Original assignee: ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2000-06-27
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: DE69609631D1; DE69609631T2; HK1015427A1; IL125050A0; WO1997024916A3; US5731062A; EP0868551A2; MX9805091A; EP0868551B1; KR19990076593A; WO1997024916A2; ATE195156T1; US6007898A; JP3947225B2

Abstract

(57)【要約】半硬質でかつ寸法的に安定な三次元繊維網状構造体は、圧縮可能で、圧縮された後、それらの本来の形状に戻る突起および任意のくぼみを有するテキスタイル布帛より製造される。繊維網状構造体は、熱可塑性繊維より順次製造されるテキスタイル布帛の熱−機械的変形によって製造される。繊維網状構造体は、クッション材料および衝撃吸収材料としての特別の用途を有する。

Description

【発明の詳細な説明】熱可塑性三次元繊維網状構造体発明の分野本発明は、熱可塑性繊維の三次元網状構造体に関する。発明の背景三次元繊維網状構造体は、公知である。これらは、概して、熱硬化性ポリマーまたは低溶融熱可塑性樹脂を含浸させ、ついで、所望の形状に成形されたテキスタイル布帛より誘導される。例えば、米国特許No．4,631,221は、規則的に配列された突起を有する硬質三次元繊維網状構造体を含有するラミネートを記載している。三次元網状構造体は、硬質材料の２つのシートの間に置かれる。ラミネートに使用される三次元網状構造体は、シート状のテキスタイル布帛を深絞り成形によって突起を生じさせることによって製造される。テキスタイル布帛は、先に、熱硬化性樹脂を含浸させ、乾燥させて、プレプリグを生成させ、深絞り成形の後硬化される。テキスタイル布帛は、より多量の樹脂がフィラメント間領域に吸収されうるように、マルチフィラメントヤーンより製造される。米国特許5,364, 686は、より高溶融の強化繊維と混合された熱可塑性繊維を有するヤーンを含む布帛より製造される三次元造形された材料を記載しており；布帛は、より低溶融の熱可塑性材料を溶融するのには十分であるが、強化繊維を溶融するのには十分でない温度で深絞り成形することによって造形し、三次元構造体を生成させ、これは、恐らくは、繊維の交点の固定化により、それが冷却された後、硬質となる。最後に、米国特許4,890,877は、自動車のドアに使用されるエネルギー吸収構造体を記載しており、このエネルギー吸収構造体は、樹脂（例えば、熱硬化性）で被覆され、ついで、それが一連の、好ましくは、円錐台の突起を有するように、成形された非常に伸縮性の軽量の材料である。成形後の構造体は、開かれた繊維網状構造体の外観を有しないようである。上記したかまたは他の箇所で記載する繊維網状構造体は、概して、硬質であり、主として、軽量の構造体材料として使用されることを意図したものである。発明の概要三次元繊維網状構造体は、半硬質で、かつ、寸法安定性であるが、クッション材料として有効であるような十分な柔軟性を有するように製造されうる。これら繊維網状構造体は、圧縮可能であり、圧縮力が取り除かれると、材料は、それらの本来の形状に戻る(すなわち、それらは、弾性である。)。これら繊維網状構造体は、単一の熱可塑性ポリマー製であり、熱硬化性ポリマーを含まないフィラメントを含む。網状構造体は、それより繊維網状構造体が製造されるテキスタイル布帛の面よりも突出する多数の突起によって構成される。突起は、その基準面より、概して、突然、突出したテキスタイル布帛の部分である。くぼみは、対向する側で基準面より対向する側方向への突起であり、任意に、また、存在してもよい。突起および任意のくぼみは、開かれた布帛様の外観を保持し、個々のフィラメントが相互に交差する交点で、概して、結合されていない別々のフィラメントからなる。結合が容易に壊れる（すなわち、それらが“堅く結合され”ていない）場合には、網状構造体が最初に圧縮される時、交点に結合が存在してもよく、その後、網状構造体は、弾性となる。突起および任意のくぼみが、それらの５０％高さまで圧縮された後、それらの形状を実質的に回復する場合に、網状構造体は、“弾性”である。しかし、例えば、突起の頂部のエッジの湾曲における変化のように、突起および任意のくぼみの形状に少量の変化が存在してもよい。繊維が相互に交差する点での緊密な結合の密度が大きくなると、繊維網状構造体および突起は、より硬質となり、突起は、それらの弾性が緩くなる。テキスタイル布帛の開かれた構造および突起および／またはくぼみ内の大きな空隙率により、網状構造体は、網状構造体によって占められる空間の量基準で、ポリマーと比較して、（概して、約１０％未満、好ましくは、約５％未満）低い密度を有する。空気およびその他の流体は、ほとんど抵抗なく、繊維網状構造体を流通することができる。フィラメントは、少なくとも約０．１mmの径を有するモノフィラメントの形であってもよく、ポリ（エチレンテレフタレート）の場合には、約１００dpfに相当する。繊維網状構造体に使用されるフィラメントは、また、ヤーンの個々のフィラメントが、造形プロセスの間の加熱および加圧下で大きなフィラメントに圧潰する限り、かつ、さらに、マルチフィラメントヤーンが、それらが相互に交差する点で、繊維網状構造体が圧縮される時、これら結合が壊れないように堅く結合している限り、ほぼ同一の合計寸法を有するマルチフィラメントヤーンより誘導することができる。繊維は、概して、約８０℃〜約３７５℃の範囲の温度で溶融する単一の熱可塑性ポリマーまたはコポリマー（または、所望により、ブレンドまたはポリマー合金）製である。繊維は、ハイブリッドヤーンまたは２成分繊維よりは誘導されない。ポリマーは、好ましくは、溶融紡糸法によって繊維にされる。ポリマーの好ましい類としては、ポリエステル類、ポリアミド類、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類、ポリ(アリーレンスルフィド類)、ポリオレフィン類、脂肪族−芳香族ポリアミド類、ポリアクリレート類およびサーモトロピック液晶ポリマー類が挙げられる。三次元繊維網状構造体は、概して、例えば、繊維延伸プロセスにおいて発生するように、繊維が永久的に変形することができる程十分に高い温度で所望の形状にテキスタイル布帛を変形することによって製造される。温度は、概して、ガラス転移温度(Ｔｇ)より高く、好ましくは、また、溶融温度以下である。変形は、熱−機械的方法を使用して生じさせることができ、これは、高温での機械的力の負荷を意味する。機械的な力は、数種の方法、例えば、固相加圧形成、真空ブラダーマッチプレート成形(vacuum bladder match plate molding)、組み合わせ(i nterdigitation)、深絞り成形、加熱した型の使用等を用いて加えることができる。熱および圧力は、テキスタイル布帛が永久的に変形するに十分な時間加えられるが、フィラメントが圧潰して、造形された繊維網状構造体がその開かれたネット様構造および弾性を緩くする程、長い時間または高い温度（例えば、溶融温度よりも十分に高い）ではない。三次元繊維網状構造体の個々のフィラメントは、それら個々の繊維様外観および特性の大部分をなお維持している。三次元繊維網状構造体を製造するのに使用される出発二次元テキスタイル布帛は、標準的な布帛類、例えば、ニット、織布または不織布テキスタイル布帛より選択される。布帛のタイプは、所望される生成網状構造体の種類に依存する。ニット布帛は、それらの構造が繊維の破壊をもたらす個々の繊維の過剰な伸びを生ずることなく容易に変形するという利点を有する。これらはまたドレープ適性を有する。織布布帛は、それらがより大きな径の繊維、例えば、モノフィルよりもより製造しやすいという利点を有する。図面の簡単な説明図１は、基準面２上に“ハット形状の”多数の突起を有する三次元網状構造体１の断面を概略的に示す。繊維網状構造体の開かれたメッシュ構造を示す。これら図示されたハット形状の突起は、四角な底部と四角な頂部とを有し、頂部は、底部よりも小さな寸法を有する。図２は、図１のハット形状の突起３の１つの拡大を概略的に示し、変形されている面内に生ずるテキスタイル材料のメッシュ構造の拡大を示す。図３は、円錐台の形状にある４つの突起の拡大を概略的に示す。発明の詳細な説明クッション材料として特別の有用性を有する三次元繊維網状構造体は、それより網状構造体が形成されるテキスタイル布帛の面上の多数の突起によって構成される。くぼみは、また、所望により、布帛の突起とは対向する側に存在してもよい。三次元繊維網状構造体およびそれらを製造する方法の例は、米国特許Nos．5 ,364,686および4,631,221にまとめて示されており、それら文献は、参考とすることによって本明細書に組み込む。突起および任意のくぼみは、円錐もしくは円錐台、多角形の底面を有するピラミッドもしくはピラミッド台、シリンダー、プリズム、球形の機素等の形状であってもよい。概して、突起の頂点または頂面は、底面に平行な面を画定する。くぼみが存在する場合にも同様に、それらの頂点または頂面は、底面に平行な面のような第２の面を画定する。その結果、好ましい三次元網状構造体は、２つの頂面または平面を画定し、その１つは、突起の頂部によって画定され、他の１つは、底面またはくぼみによって画定される面もしくは頂面によって画定される。さらに、突起および任意のくぼみは、概して、均一な間隔で均一または繰り返しパターンで配列される。しかし、突起および任意のくぼみの形状、高さ、寸法および間隔は、個々の用途に適するように変化させることができる。例えば、それらは、特定の形状、例えば、靴に使用されるヒトの足の形状に適合するように変化させることができ、それらは、それらの重量に耐える能力を増加させたり、減少させたり、堅さを変化させることができる。突起および／またはくぼみは、また、面の１つの方向に伸びるようにすることもでき、極端な場合には、テキスタイルの全長および全幅にわたって伸びることができ、その場合には、突起は、典型的には、厚紙において見られるもののように、実際に、畝状である。畝状でない構造体が大部分の用途については好ましい。突起およびくぼみの寸法、高さ、形状および間隔は、三次元網状構造体のクッション特性および“感触(feel)”に影響を及ぼす。網状構造体の個々の繊維の剛性は、また、三次元網状構造体のクッション特性を決定する主要な因子であり、繊維の剛性は、ひいては、フィラメントの径およびそれよりフィラメントが製造される材料（例えば、ポリマー類）の種類に依存する。大部分の用途については、フィラメントの径は、約０．１５mm〜約０．７mmの範囲である。四角な底部とその底部よりも短い側部を有する四角な頂部とを有する規則正しい間隔の突起の好ましい構造の例は、図１に示されている。もう１つの好ましい構造は、例えば、図３に示されているような、同じ寸法および形状の円錐台である規則正しい配列の突起からなる。三次元繊維網状構造体にフィラメントとして使用されるポリマー類は、本質的に、以前に硬質の網状構造体を製造するために使用されてきた、強化繊維とマトリックスポリマー、例えば、熱硬化性樹脂よりも、むしろ単一の熱可塑性ポリマーよりなる。ポリマー類としては、少量の添加剤、例えば、難燃剤、紡糸滑剤等が挙げられる。熱可塑性ポリマー類は、概して、約８０℃〜約３７５℃、好ましくは、約１５０℃〜約３５０℃の範囲の溶融温度を有する。好ましい熱可塑性ポリマーとしては以下のものが挙げられる：（１）２〜１０個の炭素原子を有するアルキレングリコール類と芳香族二酸類とのポリエステル類。ポリ(アルキレンテレフタレート類)、特に、ポリ（エチレンテレフタレート）およびポリ（ブチレンテレフタレート）が特に好ましい。ポリ（アルキレンナフタレート類）がまた好ましく、それは、２，６−ナフタレンジカルボン酸とアルキレングリコール類とのポリエステル類であり、例えば、ポリ（エチレンナフタレート）である。（２）以下により詳細に記載する熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類。（３）ポリアミド類であり、特に、ナイロン６およびナイロン６６であり、それらは、繊維を製造するのに一般に使用されている。（４）ポリ(アリーレンスルフィド類)、特に、ポリ(フェニレンスルフィド)。（５）ポリオレフィン類、特に、ポリエチレンおよびポリプロピレン。（６）脂肪族−芳香族ポリアミド類、例えば、テレフタル酸と、２−メチル−１，５−ペンタンジアミンとより誘導されるポリアミド類。（７）１，４−シクロヘキサンジメタノールとテレフタル酸とより誘導されるポリエステル類。および、（８）熱可塑性液晶ポリマー類、例えば、６−ヒドロキシ−２−ナフトン酸と４−ヒドロキシ安息香酸とより誘導されるポリエステル類が挙げられる。特に好ましいポリマー類としては、ポリ（エチレンテレフタレート）(ＰＥＴ) 、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類、ナイロン６およびナイロン６６ならびにポリプロピレンが挙げられる。ＰＥＴは、多くの製造者、例えば、 Hoechst Celanese Corporation，Somerville，NJより広く入手可能である。ＰＥＴは、繊維に紡糸するのに適した十分に高い分子量を有し、概して、固有粘度（Ｉ．Ｖ.）少なくとも０．６dl/gに相当する分子量が適し、Ｉ．Ｖ．は、２５℃ 、ｏ−クロロフェノール中での４重量／体積％溶液の相対粘度を測定することによって決定される。ついで、相対粘度は、固有粘度に変換される。ポリプロピレンおよびナイロン類は、また、多くの製造者により広く入手可能である。熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類は、熱可塑性エラストマー類とも称し、本質的に、エステル結合を介して頭−尾結合した多数の繰り返し長鎖エーテルエステル単位と短鎖エステル単位とからなる。長鎖エーテルエステル単位は、テレフタル酸および／またはイソフタル酸にエステル結合によって結合されたポリ（アルキレンオキシド）グリコール単位によって構成される。短鎖エステル単位は、短鎖グリコール単位のイソフタル酸および／またはテレフタル酸との反応生成物である。短鎖エステル単位は、約１５重量％〜約９５重量％の熱可塑性エラストマーによって構成される。三次元繊維網状構造体を製造するのに使用される熱可塑性エラストマー類は、周知であり、多数の参考文献、例えば、米国特許No．3,023,192、3,651,014、3,763,109、3,766,146、3,784,520、4,355,1 55、4,405,749および4,520,150に記載されている。ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールは、また、poly-ＴＨＦとしても知られ、長鎖エーテルエステル単位についての好ましいポリ（アルキレンオキシド）グリコールである。短鎖エステル単位の好ましいグリコールは、１，４−ブタンジオールの約４０重量％以下の１，４−ブテンジオールとの混合物である。最も好ましくは、短鎖グリコールは、１，４−ブタンジオールのみである。短鎖および長鎖エステル単位を製造するのに使用される好ましい芳香族二酸は、約２０％以下のイソフタル酸を含有するテレフタル酸である。最も好ましくは、テレフタル酸が、存在する唯一の二酸である。poly-ＴＨＦおよびテレフタル酸の長鎖エーテルエステル単位と１，４−ブタンジオールおよびテレフタル酸の短鎖エステル単位とによって構成される熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類は、Hoechst Celanese Corpo rationよりRITEFLEX^R商標の下に市販されている。上記列挙したポリマー類、例えば、ＰＥＴおよびナイロンの多くは、易燃性である。これら材料の使用の多くは、自動車、家、家具およびアパレルであるので、ポリマー類は、難燃性添加剤を含有させられることが多い。大部分の難燃剤は、６つの化学的な類よりの１つが選択される：アルミニウム３水和物；有機塩素化合物；有機臭素化合物；有機リン（ハロゲン化されたリンを含む）化合物；アンチモン酸化物類；および、ホウ素化合物。難燃剤は、また、基材にブレンドされる添加剤および別の工程での重合の間に基材と化学的に結合する反応剤に分割することができる。コモノマー類として反応剤を含有するポリマー類は、ポリマー組成物中に約１０モル％以下の難燃性モノマー類を含有することができる。場合により使用される難燃剤のその他の種類としては、発泡性防炎塗料、硫黄または硫黄化合物(例えば、アンモニウムサルファメートおよびチオ尿素化合物)、および、ビスマス、錫、鉄およびモリブデンの酸化物類および炭酸類が挙げられる。上記類の全ておよび種々の難燃剤は、R．G．Gann，et alにより、Encyclopedi a of Polymer Science and Engineering，Second Edition，Volume 7，John Wil ey and Sons，New York，1987 pages 184-195の“Flammability”と題する論文に概説されている。ＰＥＴについては、好ましい難燃剤は、重合の間にポリマー構造に組み込まれる反応性リン化合物であり、Hoechst AGより名称Oxaphospholane（固体）またはOxa-phospholane Glycol Ester（溶液）の下に入手可能である。Ox aphospholane製造物は、２−カルボキシエチルメチルホスフィン酸を遊離酸またはホスフィン酸の１種以上のエチレングリコールエステル類およびジエステル類として含有する。２−カルボキシエチルメチルホスフィン酸は、ポリエステル骨格に約５％以下のレベルのポリエステルモノマー単位で組み込まれ、難燃剤として機能する。反応性ホスフィン酸およびその難燃剤モノマーとしての使用は、米国特許Nos．4,033,936および3,941,752に存在し、それら文献は、参考とすることによって本明細書に組み込む。突起および任意のくぼみの間隔、寸法、高さおよび形状、フィラメントの径、および、布帛の構成は、特定の用途について所望されるクッション特性を与えるように選択される。変形の形状も、また、それらを製造するために使用される方法に依存する。例えば、テキスタイル布帛がプレートに対して丸い穴で保持され、シリンダーロッドがその穴を介してテキスタイル布帛と同一の側に押し出される変形法においては、テキスタイル布帛は、穴を介して押し出され、テキスタイル布帛に形成された突起は、円錐台の形状（すなわち、突起の底部および頂部がともに丸い）であり、円錐の頂部の径は、穴を介してテキスタイルを押し出すロッドの径である。同様に、四角な穴を有するプレートおよび四角な断面を有するロッドが使用される場合には、突起は、“ハット形状”である。本明細書に記載する繊維網状構造体は、軽量、耐久性、かつ、通気性である。それらは、弾力性、かつ、弾性であり、このことは、それらが、特性を著しく失うことなく、（好ましくは、繰り返し）圧縮されうることを意味する。繊維の剛性および突起の寸法により、それらは、クッション材料として、衝撃吸収材として、または、半硬質支持材料として使用することができる。それらは、概して、唯一のポリマー製、例えば、ＰＥＴ製であるので、それらは、その他のリサイクル可能なプラスチックス（例えば、ＰＥＴの場合のボトル）とともに使用後容易にリサイクルすることができる。繊維網状構造体材料は、単一層として使用することができ、それらは、向かい合わせて組合わされ、突起が互いにかみ合うか、または、それらは、積み重ねて１つの層の突起が次の層の底面に対するかまたは２つの層の底面が相互に対して、厚いスペーサーおよびクッションを生ずる。２つ以上の層を有する材料は、接着剤結合または超音波溶接のような方法によって互いに結合させることができる。繊維網状構造体は、数多くの用途、例えば、マットレス、マットレス最上層パッドおよび窒息死を防止するための幼児用マットレスおよびマットレスカバー、履物(ソックス裏地、襟裏地および靴用の中底)、保護ヘッドギア用のパッド、例えば、相動車シートのようなシートクッション、医療ギブス包帯用のラッピング(wrapping for medical casts)、保護装具、保護ヘルメット裏地、壁仕切りおよびパネル用のスペース／サウンドバリヤー、エレクトロニクス用の保護パッケージ、ヘッドクッションを提供する自動車ヘッドラインおよび配線用の溝、運動およびアウトドア衣類用の裏地、カーペットパッド、婦人用ブラジャーおよび紳士用アスレチックサポーター、容易に乾燥し、水分を保持しないアウトドア備品用のクッションにおけるコンポーネントまたはサブコンポーネントとして使用することができる。本発明を以下の実施例によってさらに説明するが、実施例は、本発明を何ら限定するものではない。実施例実施例１ Hoechst Celanese Corporationより得られる、溶融温度約１８０℃を有するRI TEFLEX^R640コポリエーテルエステルエラストマーを溶融紡糸して、以下の性質を有する０．２０mm（４３５デニール）のモノフィルを製造した。繊維の靭性は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって２．８gpdと測定され、破断時の伸び９８％を有した。繊維の弾性の回復率は、同様の試験法によって、２０％または５０％の伸びで１００サイクル後１００％と測定された。モノフィルを編み、縦目８ウエール／インチおよびよこ糸４２コース／インチを有するテキスタイル布帛とした。加熱したプレス板を使用することによって、ニット布帛を三次元構造に造形した。プレス板は、３／８インチ径の穴を有する金属板であり、約１６０℃〜約２３０℃に加熱した。布帛は、加熱した板に対して９秒間プレスし、ついで、１／４インチ径であるピンを穴に通した。得られた円錐台は、底部で３／８インチ径および頂部で１／４インチ径である布帛上の突起に造形した。突起は、高さ３／１６インチであり、突起間（中心対中心間）の最短距離約３／４インチを有する四角なグリッド配列に配置した。この造形した繊維網状構造体は、柔らかな弾力性の感触を有し、繰り返し圧縮しても、弾力性を失わなかった。実施例２約２０５℃で溶融する、RITEFLEX^R672熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーをHoechst Celanese Corporationより得、８２３デニール（約０．２８mm 径）のモノフィルに溶融紡糸した。繊維の破断時の靭性は、２．４gpdであり、それは、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって測定して、破断時の伸び８７％を有した。繊維の弾性回復率は、同様の方法によって測定して、２０％または５０％の伸びで１００サイクル後１００％であった。繊維を実施例１のそれと同様の縦目およびよこ糸を有する布帛に編んだ。実施例１のプレス板装置を使用し、実施例１におけると同じ条件下で、布帛を三次元網状構造体に変形した。この造形した繊維網状構造体も、また、柔らかい弾力性の感触を有し、繰り返し圧縮しても、弾力性を失わなかった。実施例３テキスタイル布帛に使用するために製造された市販のＰＥＴを０．１８２mmモノフィル（約３２１デニール）に溶融紡糸した。ついで、モノフィルを１６ウエールおよび２４コース／インチを有する平編み(plain knit)の布帛とした。布帛試料は、実施例１に記載したと同種であるが、プレス板に１／４インチの穴および１／８インチ径のシリンダー状のピンを有する装置を使用して三次元網状構造体に変形し、平らな頂部を有する円錐突起を形成した。突起の底部および頂部は、底板の穴径およびピンの径と同一であった。突起を四角なグリッド配列に配置し、１／２インチ（中心対中心）離した。突起の高さは、約１／４インチであった。突起は、底板およびピンを２４０℃に加熱し、穴を介して布帛を約３０秒間プレスすることによって製造した。変形した布帛は、弾性であり、手で押した時に、快適な弾力性の感触を有し、何回圧縮した後でもその感触を保った。実施例４一連のポリ（エチレンテレフタレート）(ＰＥＴ)布帛試料（ニットおよび織布）を、均一な間隔の穴の四角なグリッド配列を有する加熱された底板に対して約２００℃で２分間布帛をプレスし、ついで、約１８０℃に加熱したシリンダー状のピンを使用し、底板の穴を介して布帛を押し込むことによって三次元繊維網状構造体とした。ピンを（その温度で穴を介して突出した）位置に、１５秒間保ち、ピンを６００秒間その位置に保つ試料No.4(以下)以外は、その後、取り出した。これは、均一に離隔され、突起の底部が穴の径を有し、突起の頂部がピンの径を有する、平担な頂部を有する円錐形状の突起の三次元網状構造体を生じた。突起の高さ（試料の厚さ）は、機械的な力を取り除いた後の収縮により、ピンが穴を貫通する深さよりも幾分短かった。ニットおよび織布布帛の両方を試験した。これら試料は、ポリウレタン発泡体およびラテックス発泡体用に使用される方法の改良法を使用して圧縮試験に賦した。この材料の試料をインストロン引っ張り試験器のプレート間に置き、ついで、０．０２psiの負荷に予備負荷した。０．０２psi圧縮でのプレート間の距離を試料の厚さとして定義した。ついで、試料０．１０〜０．２９インチの厚さに対して試験速度０．２インチ／分、試料０．３０〜０．６９インチ厚さに対して試料速度０．５インチ／分および試料０．７０〜１．３９インチ厚さに対して試料速度１．０インチ／分で２サイクルについて６０％圧縮に材料を圧縮した。上記２つのプレサイクルは、２つの試料（表１のNos．4および6）で有意な変化をし；プレサイクル測定値も、また、これら２つの試料について報告する。上記プレサイクル後６分で、圧縮試験は、プレサイクルにおけると同様の速度で６０％の圧縮まで試験された。応力およびパーセント圧縮を測定し、２５％および５０％圧縮での応力を測定した。これら値は、二重の測定試験についての平均とともに、表１に記録する。これら測定値は、圧縮が増大するにつれて応力が増大することを示し、これが、クッション用途用に望ましい特性である。上記０．０２psiで測定された厚さおよび試料の測定された寸法に基づき、見かけの体積を計算した。これは、見かけの密度を計算するために使用され、見かけの密度は、０．０１６〜０．０６７g/ccの範囲であった。比較により、固体のＰＥＴは、密度約１．４g/ccを有する。かくして、三次元繊維網状構造体の見かけの密度は、固体のＰＥＴの密度の約５％未満（これら実施例においては１．１％〜４．８％）である。試料の見かけの密度（g/cc）も、また、表１に列挙するが；これらは、６２．４を掛けることによってポンド／cu.ft.に換算することができる。本発明の上記実施態様は、単に例示するだけのものであり、当業者であれば、変更、変形が可能であることを理解するべきである。したがって、本発明は、本明細書に開示した実施態様に限定されると見なすべきではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年２月２日（１９９８．２．２）【補正内容】請求の範囲１．５０％圧縮後、それらの本来の形状に実質的に戻る圧縮可能な多数の突起を有する織りまたは編みテキスタイル布帛を含み、そのテキスタイル布帛が本質的に熱可塑性ポリマーからなる熱可塑性フィラメントを含み、そのフィラメントが径少なくとも約０．１mmを有し、前記布帛中の前記フィラメントが交点で相互に交差し、前記交点での前記フィラメントが結合されていない三次元繊維網状構造体。２．前記突起が頂点または平面状頂部を有し、前記頂点または平面状頂部が表面を画定する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。３．前記熱可塑性フィラメントがモノフィルである、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。５．前記熱可塑性ポリマーが約８０℃〜約３７５℃の範囲の溶融温度を有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。６．前記繊維網状構造体の見かけの密度が前記熱可塑性繊維の密度の約１０％未満である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。７．前記熱可塑性ポリマーが、ポリエステル類、ポリアミド類、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類、ポリ(アリーレンスルフィド類)、脂肪族− 芳香族ポリアミド類、ポリアクリレート類およびサーモトロピック液晶ポリマー類からなる群より選択される、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。８．前記熱可塑性ポリマーが、エステル結合を介して頭−尾結合した、長鎖エーテル−エステル単位と短鎖エステル単位とを含む熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーである、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。９．前記長鎖エーテルエステル単位が、本質的に、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールとテレフタル酸との残基からなり、前記短鎖エステル単位が、本質的に、１，４−ブタンジオールとテレフタル酸との残基からなる、請求の範囲第８項に記載の繊維網状構造体。１０．前記熱可塑性ポリマーがポリ（エチレンテレフタレート）である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１１．前記熱可塑性ポリマーがポリプロピレン、ナイロン６またはナイロン６６である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１２．前記網状構造体がまたくぼみを含む、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１３．前記くぼみが頂点または平面状頂部を有し、前記頂点または平面状頂部が表面を画定する、請求の範囲第１２項に記載の繊維網状構造体。１４．前記フィラメントが約０．１５mm〜約０．７mmの範囲の径を有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１５．前記熱可塑性ポリマーが難燃剤を含有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１６．前記ポリ（エチレンテレフタレート）がリンを含有する約５％以下のモノマー単位を含む、請求の範囲第１０項に記載の繊維網状構造体。１７．クッション材料に適した材料を製造する方法であって、（ａ）熱可塑性ポリマーより少なくとも約０．１mmの径を有するモノフィラメントを形成し；（ｂ）前記モノフィラメントを編みまたは織りテキスタイル布帛とし；（ｃ）一連の突起および任意のくぼみを、熱−機械的処理によって、前記布帛中の前記フィラメントが交点で相互に交差し、前記交点での前記フィラメントが結合されていない前記テキスタイル布帛に形成する；各工程を含む方法。１８．前記モノフィラメントが溶融紡糸法によって製造される、請求の範囲第１７項に記載の方法。１９．前記熱−機械的処理が、前記熱可塑性ポリマーのガラス転移温度以上の温度で機械的な力を加えることによって行われる、請求の範囲第１７項に記載の方法。２０．前記機械的な力が前記熱可塑性ポリマーの溶融温度以下の温度で加えられる、請求の範囲第１９項に記載の方法。２１．前記テキスタイル布帛がニット布帛である、請求の範囲第１７項に記載の方法。２２．前記テキスタイル布帛が織布である、請求の範囲第１７項に記載の方法。３３．前記突起および前記任意のくぼみが、円錐、円錐台、多角形の底部を有するピラミッド、多角形の底部を有するピラミッド台、シリンダー、プリズム、球形機素およびそれらの混合物からなる群より選択される形状を有する、請求の範囲第１項、第２項、第３項および第５項〜第１６項のいずれか１項に記載の繊維網状構造体。３４．前記突起および前記任意のくぼみが、円錐、円錐台、多角形の底部を有するピラミッド、多角形の底部を有するピラミッド台、シリンダー、プリズム、球形機素およびそれらの混合物からなる群より選択される形状を有する、請求の範囲第１７項〜第２２項のいずれか１項に記載の方法。３５．請求の範囲第１項、第２項、第３項および第５項〜第１６項のいずれか１項に記載の繊維網状構造体を含む物品であり、前記物品が、マットレス、運動靴、保護ヘッドギヤー用のパッド、シートクッション、自動車シート、注型品、カーペットパッド、自動車ヘッドライン、エレクトロニクス用の保護パッケージおよびマットレスの最上層パッドからなる群より選択される物品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０４Ｂ 1/00 Ｄ０４Ｂ 1/00 ＺＤ０４Ｈ 13/00 Ｄ０４Ｈ 13/00 (72)発明者ベッセイ，ウィリアム・イーアメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28226，シャーロット，ウィンディラッシュ・ロード 7159

Claims

【特許請求の範囲】１．５０％圧縮後、それらの本来の形状に実質的に戻る圧縮可能な多数の突起を有するテキスタイル布帛を含み、そのテキスタイル布帛が本質的に熱可塑性ポリマーからなる熱可塑性フィラメントを含み、そのフィラメントが径少なくとも約０．１mmを有する三次元繊維網状構造体。２．前記突起が頂点または平面状頂部を有し、前記頂点または平面状頂部が表面を画定する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。３．前記熱可塑性フィラメントがモノフィルである、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。４．前記布帛中の前記フィラメントが交点で相互に交差し、前記交点での前記フィラメントが結合されていない、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。５．前記熱可塑性ポリマーが約８０℃〜約３７５℃の範囲の溶融温度を有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。６．前記繊維網状構造体の見かけの密度が前記熱可塑性繊維の密度の約１０％未満である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。７．前記熱可塑性ポリマーが、ポリエステル類、ポリアミド類、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類、ポリ(アリーレンスルフィド類)、脂肪族− 芳香族ポリアミド類、ポリアクリレート類およびサーモトロピック液晶ポリマー類からなる群より選択される、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。８．前記熱可塑性ポリマーが、エステル結合を介して頭−尾結合した、長鎖エーテル−エステル単位と短鎖エステル単位とを含む熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーである、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。９．前記長鎖エーテルエステル単位が、本質的に、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールとテレフタル酸との残基からなり、前記短鎖エステル単位が、本質的に、１，４−ブタンジオールとテレフタル酸との残基からなる、請求の範囲第８項に記載の繊維網状構造体。１０．前記熱可塑性ポリマーがポリ（エチレンテレフタレート）である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１１．前記熱可塑性ポリマーがポリプロピレン、ナイロン６またはナイロン６６である、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１２．前記網状構造体がまたくぼみを含む、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１３．前記くぼみが頂点または平面状頂部を有し、前記頂点または平面状頂部が表面を画定する、請求の範囲第１２項に記載の繊維網状構造体。１４．前記フィラメントが約０．１５mm〜約０．７mmの範囲の径を有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１５．前記熱可塑性ポリマーが難燃剤を含有する、請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体。１６．前記ポリ（エチレンテレフタレート）がリンを含有する約５％以下のモノマー単位を含む、請求の範囲第１０項に記載の繊維網状構造体。１７．クッション材料に適した材料を製造する方法であって、（ａ）熱可塑性ポリマーより少なくとも約０．１mmの径を有するモノフィラメントを形成し；（ｂ）前記モノフィラメントをニット、織布または不織布テキスタイル布帛とし；（ｃ）一連の突起および任意のくぼみを、熱−機械的処理によって、前記テキスタイルに形成する；各工程を含む方法。１８．前記モノフィラメントが溶融紡糸法によって製造される、請求の範囲第１７項に記載の方法。１９．前記熱−機械的処理が、前記熱可塑性ポリマーのガラス転移温度以上の温度で機械的な力を加えることによって行われる、請求の範囲第１７項に記載の方法。２０．前記機械的な力が前記熱可塑性ポリマーの溶融温度以下の温度で加えられる、請求の範囲第１９項に記載の方法。２１．前記テキスタイル布帛がニット布帛である、請求の範囲第１７項に記載の方法。２２．前記テキスタイル布帛が織布である、請求の範囲第１７項に記載の方法。２３．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含むマットレス。２４．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含む運動靴。２５．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含む保護ヘッドギヤ用のパッド。２６．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含むシートクッション。２７．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含む自動車シート。２８．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含む注型品。２９．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含むカーペットパッド。３０．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含む自動車ヘッドライン。３１．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含むエレクトロニクス用保護包装。３２．請求の範囲第１項に記載の繊維網状構造体を含むマットレス最上層パッド。