JP2002514095A

JP2002514095A - 新規なファイバーフィル構造体

Info

Publication number: JP2002514095A
Application number: JP50436698A
Authority: JP
Inventors: マルキュ，イラン．
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2002-05-14
Also published as: US5851665A; DE69704496T2; CN1094533C; CN1223699A; TR199802684T2; DE69704496D1; ES2156394T3; WO1998000593A1; EP0932717B1; EP0932717A1; AU3584997A; US6053999A

Abstract

(57)【要約】新規なダウンのようなクラスターを調製する方法は、毛羽を立てられた繊維のウェブの堆積物における熱可塑性樹脂の切断された繊維またはトウにおける連続フィラメントを点接合し、ついで再び綿毛状になる全体的に異なる構造を有する得られたクラスターを切断しおよび分離する方法を備える。超音波接合は接合方法としてよく機能したが、他の方法も有用であることを立証できる。

Description

【発明の詳細な説明】新規なファイバーフィル構造体発明の分野本発明は、ファイバーフィルにおける改良、およびファイバーフィルに関し、さらに詳しくは新規な構造体、すなわち繊維が一緒に接合されている綿毛状の独特の、そして再び綿毛状にすることもできるファイバークラスター（パフ）の形態でファイバーフィルを提供すること、およびこのような新規な構造体を生産する新規な方法に関し、そして、成形に使用する材料およびそれらから得られる成形品のようにファイバーフィルで充填されおよびファイバーフィルに関連する製品およびそれらに関連するプロセスを含む。発明の背景合成充填材料は、寝具、家具、服飾品および類似の用途において廉価な充填材料としてよく受け入れられてきている。一般的にポリエステルで作られるこれらの材料は、それらの嵩および風合いに対して高く評価されている。ファイバーフィルは伝統的に毛羽を立てられたウェブの形状で使用されていて、ウェブはクロスラップされそれらの厚みによりバットを形成し、ついでバットは、枕、キルトまたは他の製品を充填するために使用される。例えば、米国特許第3,271,189号においてHoffmannにより、およびMeadの米国特許第3,454,422号において開示されているように、異なる横断面、嵩、デニールを備える多種の繊維、および異なる繊維の配合物は、所望の弾性および柔らかさを生み出すために使用され、そして、通常、シリコーン艶出し剤（slickener）塗料で被覆されて繊維／繊維摩擦を減らし、およびバットにより良好な柔らかさと圧縮からの改良された回復を与えており；本発明者らの米国特許第4,818,599号およびそこに参照されている従来技術において、および他の先行技術において記載されているように、シリコーンに変えて、いくつかの非珪素（Ｓｉ）艷出し剤が使用されている。バット構造体は、天然の詰め物とは異なり、詰め物を使用者の外形の周りに移動させ、そしてそれ自体を使用者の外形に合わせ、および使用後に再び綿毛状にして元の形に戻すことができない。ダウンおよびダウン／フェザーブレンドは、使用者の外形に合わせ、かつ振ったり叩いたりすることにより容易に再び綿毛状にされ元の形へと戻る性能により特徴を表される。そこで、合成繊維を使用してダウンのような特性を複製するためにいくつかの提案および試みがなされている。 "合成ダウン"と題するMillerの米国特許第3,892,909号は、例えば枕に対して、合成繊維から作られた２種類のもの（body）を詰め物として使用することを提案した。Millerは、枕の詰め物の塊（mass）の大部分を作り上げるために、球や円柱のような回転形の形状のより大きいもの、およびより大きいものの間の隙間を満たすために羽毛でおおったものを提案した。Millerの羽毛でおおったものは、中央（両側）または一端（片側）で連結したステープルファイバーまたはフィラメントの片側あるいは両側の束であった。Millerの束は、交点で繊維を接着するような方法で、そして好ましくは物体の全体を隅から隅までバインダーの均一な分布が得られるような方法で塗布される相溶性バインダーを噴霧された。形の保持に対して提案された他の方法は、慣用に適用された熱、インパルスヒート、レーザーあるいは超音波エネルギーおよび化学品による溶融であった。その後の提案は、Taniらにより米国特許第4,418,103号においてなされた。Tan iは、（例えば、ポリエステルの）捲縮された連続フィラメントのトウから始められるプロセスを提案し、プロセスは、（１）トウを開口し、（２）狭いスリットまたは溝において特定された非常に高い繊維密度へと（トウの端で）フィラメントの端を一緒に圧縮し、(３)トウ(フィラメント)を切断して切断端面を露出し、（４）フィラメントの端は狭いスリットまたは溝にて高い繊維密度の圧縮状態においてまだ維持されているが、それらを一緒に溶融し、（５）トウを進めてフィラメントの今しがた溶融した端を狭いスリットまたは溝から所望の距離まで進め、そして（６）トウフィラメントを切断し、そしてそれらは狭いスリットまたは溝から放たれ、ついで、工程（５）において定期的にトウが進められる場合以外は圧縮状態においてトウの端を保持し続けながら、工程４〜６を繰り返す工程を備えた。Taniは彼のフィラメントは切断されたとき（工程６）、それらが溶融した端付近で球状または放射線状に広がったと述べた。Taniは、彼の図１に彼のプロセスを図解した。Taniは、得られた球状の塊は、充填材料として使用されることができると述べた。ダウンのような充填材料を得るために、Taniは、球状の塊を、約１ダースから２００の繊維から成るより小さい綿のような材料に分けることを提案し、そしてこれを彼の図２において図解した。Taniは、彼の充填材料における捲縮された繊維は、常に、高密度で一端において一緒に結合されているが、繊維の他の一端は解放されたままであることを強調した。これはTaniのプロセスの不可避な結果であり、彼は彼のフィラメントの端を溶融し、そのため切断された繊維は、それらが溶融している端においてのみ繋げられていたためである(したがって、彼の得られた充填材料は彼が切断した(捲縮された)長さをほぼ２倍に延ばした)。Taniは、彼が他の接合方法を使用できることを示した。本発明者らは、Millerの提案およびTaniの提案のいずれもかつて商業的に製造または販売されたことがないと信じている。しかしながら、これに対して、内部周辺で亜麻布（ticking）を動かして使用者の外形に合わせ、ついで再び綿毛状にされて元の形を回復する性能を備えるファイバーフィル製品を提供するという問題は、本発明者らの米国特許第4,618,531号および同第4,783,364号、そして例えば米国特許第5,112,684号において開示されるように、１９８５〜６年にファイバーボールの提供により商業規模で本質的に解決された。これらの特許は、従来技術において、フェザーまたはダウンに対する代用品を調製するための種々の従前の提案を参照する。ファイバーボール（それらが時々称されるように、またはクラスター）は、内部で亜麻布を動かし、そして再び綿毛状にするためのそれらの性能を再生することにおいて、ダウンのような天然の詰め物に近づいており、そして枕および家具の背当てクッションにおいてうまく使用されている。しかしながら、さらなる改良が所望されていただろう。本発明にしたがって、ここに本発明者らは、立体的な繊維分布を達成し、およびダウンの特徴を表すものに類似している狭く、小さい、接合点を有する新規な構造体を提供する。本発明者らは、完全に開口された繊維を備えたファイバータフトを有することが重要であると考え、ここで小さな接合点、好ましくはそのような各タフトにおいてただひとつだけの接合点以外に、繊維の嵩の完全な成長への制限はない。本発明者らは、捲縮を避け、そして使用の間に別個のタフトの同一性を維持することにより再び綿毛状にする性能を確かにするために接合点が必要であると考える。繊維が一緒に巻かれ、そしてクラスターの同一性がファイバーのもつれにより維持されるファイバーボールに反して、本発明の繊維は十分に開口され、そしてそれらの嵩を十分に開発する。本発明の構造体は、柔らかい、再び綿毛状にすることができ、洗濯機において洗濯でき、かつ改良された断熱を提供するという利点を有することができる。それは、ファイバーボールの再び綿毛状にする性能という利点とファイバーバットの断熱との組み合わせである。本発明のタフトは、Taniが提案したように繊維の端で接合されるだけ、または Millerが提案したように中央または一端で連結されるだけであることを必要とせず、別個のタフトにおけるいかなる場所において接合されることもできる。実際、接合場所が繊維の長さに沿って変化する混合物は、本発明者らの新規なプロセスの結果および特徴となり、そして本発明者らは、本発明のすべてのタフトに対して接合がいつも同じ場所ではなく、このことが優れた結果を与え、かつ利点であるという事実を見出した。接合それ自体は、異なる手段を用いて達成されることができるが、本発明者らは、合理的にできるだけ小さい繊維の部分を使用して、および嵩を最大にするために、接合エリアに隣接した繊維の部分の嵩をできるだけわずかしか損なわずに効果的に繊維を接合させる接合技術を好む。本発明者らは、このような接合を達成することに対して好都合な技術は、超音波接合を使用することであることを見出した。発明の要旨本発明にしたがって、充填材料における改良が提供され、充填材料はそれらで充填された製品を含み、そして接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスター（より適した用語は"パフ"または"タフト"かもしれないが、本発明者らはここでは用語クラスターをたいてい使用している）を備え、該繊維は、捲縮された外形を有し、および繊維の長さのわずかな割合、好ましくは２から１０％に沿って延在する場所で一緒に接合され、前記改良は、繊維が充填材料中の異なるクラスターにおいて変えられた場所で接合されていることを特徴とする。言い換えると、前記接合は、TaniによりおよびMillerにより記載されたようにすべてのクラスターに対して同じ場所においてではなく、充填材料中の異なるクラスターにおける繊維の長さに沿って変化する場所においてである。これらのクラスターにおける繊維は、好ましくは、完全に開口され、そして完全に自由でありそれらの嵩を作るべきであるが、しかし接合されておりそのため別個の繊維は完全に自由に互いに独立して動くことはない。本発明者らは、これは互いに絡まるためにクラスターの性能を低くするらしいということを見出したので、これが再び綿毛状にする性能に関して優位であることを見出した。繊維は、それらの表面に比較して、非常に限られた場所でのみ一緒に接合され；このような接合されたエリアは、２０ｍｍ以下の、例えば１〜２０ｍｍ×０．５〜１０ｍｍの小さな面積を所望し、および繊維またはクラスターの全エリアの１または２から３０％以下、好ましくは１５％以下あるいは１０％までを構成し、さらに好ましくは１から５％である。クラスター（パフ）は、好ましくは、５から１００ｍｍ、さらに好ましくは１から５ｃｍの大きさ（寸法）を有し、寸法は通常所望の最終用途によると理解されている。繊維の８０％より多くが、好ましくは接合されてクラスターになる。所望されるなら、特に適当な接合方法が用いられるなら、繊維の混合物が使用されることもでき、天然繊維を含む非熱可塑性樹脂繊維の混合物を含む。良好な再び綿毛状にする性能に対して、一般的に未接合繊維の数は最小にされるべきである。他の目的のために、バインダー繊維を使用した、例えば、成形品を作るために本発明のクラスターを使用した接合構造体、またはバインダー繊維を使用した他の製品に対してなど、本発明のクラスターは、切断された繊維または天然繊維との混合物において使用されることもできる。好ましくは、本発明のクラスターは、クラスター当たりのフィラメントの数およびクラスターの寸法のような制御された大きさの分布を有する。本発明の他の利点のようなこのような制御は、以下に記載された本発明者らの新規なプロセスにより実践的である。適当な繊維は、異なる充填力および柔らかさを備えたファイバーフィルを製造するために幅広い範囲の特性を有することができる。それらは、同一のポリマーまたは異なるポリマーから作られることができ、同一のデニールおよび横断面を有することができ、または異なるデニールおよび／または横断面のブレンドであることもできる。適当な例は、上記に参照されたファイバーボールにおける先行技術、例えば、Tolliverの米国特許第3,772,137号、JonesらのEP第67 684号A2、 Broaddusの米国特許第5,104,725号、およびHernandezらの米国特許第5,458,971 号において開示されている。繊維は、好ましくは（ゆるんだ）長さにおいて１から６ｃｍであり、そして、ファイバーフィルの文献において記載されているように、好ましくは、例えば０．０５から１．５重量％のシリコーン艶出し剤でなめらかにされる。米国特許第4,818,599号における実施例、およびポリアルキレンオキサイドと芳香族ポリエステルのコポリマーの他の開示に対して記載されているように、非珪素艶出し剤も使用されることができる。繊維の捲縮された形状は、機械的またはいわゆる螺旋状であることもでき、異なる嵩の外面的形態を備える繊維のブレンドを含む。このような繊維のすべて、またはいずれかが使用され本発明の繊維構造体を製造することができ、そして使用されるための捲縮の種類、捲縮レベル、デニール、横断面の選択、および繊維のブレンドの選択によって、本発明の製品の特性を変えることができ、それにより最終用途または市場の特定のニーズに合わせてそれらを調整する。さらなる詳細に対して、米国特許第4, 618,531号、同第4,783,364号および同第5,112,684号を含む従前の特許が参照される。ここに表された実践的な理由に対して、一般的に、合成繊維が好ましく、そして、それらが非常に良好な結果を与え、および一般的にファイバーフィルとしての使用に対して好ましいので、以下の記載の大部分はポリエステル繊維に向けられるが、しかし、熱可塑性樹脂である他の合成ポリマーは、全体的にあるいは部分的に、合成ポリエステルと置き換えられることもできる。多くの充填製品に対して、艶出しされた繊維はそれらの美的価値観のためにしばしば好ましいが、本発明は、乾燥（艶出しされていない）繊維の使用にも適用されることができる。このような艶出しされていない繊維の使用は、例えば、成形されたクッションおよびマットレスのような成形品を作成するか、耐力繊維と混合されたバインダー繊維を使用してクラスターを形成するか、またはバインダー繊維とクラスターを混合するために、バインダー繊維をともなう使用に対して、特に優位であることもできる。このようなバインダー繊維は、Frankoskyらの米国特許第5,527,600号およびここに開示された従来技術のような先行技術において開示されており、２成分バインダー繊維が一般的に好ましく、特に耐カコアとバインダー材料の鞘を有する鞘−芯２成分繊維が好ましい。したがって、充填製品および充填材料は、活性化され接合されたネットワークを作るバインダー材料と切断された繊維との混合物においてクラスターを備えることもできる。本発明にしたがって、捲縮された外形を有しかつ長さが１から６ｃｍである接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法も提供され、(１)繊維を、平行にしたこのような繊維の重ねられたウェブのスタックに形成し、(２)かかるスタックを接合ゾーンに通して、そのスタックにおける熱可塑性樹脂繊維がパターンで断続的に一緒に接合され、(３)得られた断続的に接合された繊維のスタックを切断し、そして（４）得られた切断されたスタックを分離してクラスターにする工程を備える。本発明にしたがって、接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法がさらに提供され、(１)捲縮された外形を有する連続熱可塑性樹脂フィラメントのトウを形成し、（２）かかるトウを、トウスプレッダーに通してトウを開口し、開口されたトウを接合ゾーンに通して、トウにおける熱可塑性樹脂フィラメントを接合された部分のパターンで断続的に一緒に接合し、(３)得られた断続的に接合されたフィラメントのトウを切断し、そして（４）得られた切断されたトウを分離して切断された繊維のクラスターにする工程を備える。好ましくは、工程（２）の後で、得られたトウが工程（３）において切断される前に、トウにおける断続的に接合されたフィラメントは広げられて接合された部分を分離する。本発明のさらなる形態および詳細を以下に示す。図面の簡単な説明図１は、本発明にしたがうクラスターおよび比較のための天然ダウンの写真である。図２は、本実施例に使用された型どられたロールのデザインの部分の概略図である。図３は、本発明にしたがって使用するための接合装置の正面における概略図である。発明の詳細な説明本発明の再び綿毛状にできるファイバークラスター（パフ）の実物は、図１における写真から見られることができ、本発明のクラスターが写真の右側に、そして比較のためにダウンのクラスターが左側に示されている。したがって、本発明のファイバーフィルは、繊維の端である必要はないが繊維の長さに沿ういずれかの点であることもでき、そして充填材料においてすべてのクラスターに対して同一の場所ではない小さい部分で繊維が接合されることを特徴とする別個のクラスターから成る。事実、本発明者らは、繊維の長さに沿って接合場所が変わる、すなわち、いくつかのクラスターにおける接合場所は、繊維の端または端の近くであることもできるが、他のクラスターは、繊維の端から十分な距離にそれらの接合場所を有する製品の混合物を提供することが好ましいことを見出した。本発明者らは、接合エリアの近傍においてそれ自体が繊維の捲縮を十分に減らさない接合を行うことができた。天然製品におけると同様に、それらがすべての方向に均一に分布されなくてもよいが、繊維は立体的な分布を有する。この新規な構造体は、ダウンの構造に全く類似しているが、本発明者らが本実施例を作るために使用している繊維は羽枝を有していない。羽枝を有する繊維を出発材料として用いることにより、天然製品の完全な構造にさらに近づけることができた。ダウンは生来、不均一であり、そして、鳥およびダウンが抜かれた鳥の体の場所によって構造において変化するものである。ダウンは、性質において、そして羽柄（quill）の大きさ、フィラメントの厚さおよび羽柄の周辺のフィラメントとの分布を変えることができる。本発明の製品は、本発明のファイバーフィルを作る繊維または繊維ブレンドを選択することにより、および適当な接合パターンのようなプロセス変数を選択することにより、製造されこのような構造の変形物を再現することができる。クラスターの寸法は、出発材料、接合パターンおよび条件、繊維層の厚さ、そして切断条件のような変数を選択することにより同様に制御されることができる。本発明は、このような本発明の再び綿毛状にすることができるファイバーフィルを生産する方法も提供する。本発明のひとつの形態によれば、ステープルファイバーが毛羽を立てられ、好ましくはクロスラップされるよりはむしろ相互に上部に重ねて得たウェブを備え、そして得られたバットは接合機を通過し、断続的な接合パターンを作る。このようなパターンは、好ましくは、小さなギャップによって分けられた短い、不連続の接合されたエリアの列を備える。接合されたエリアは、好ましくは、長さが、接合ロールの軸に対して０度と４５度との間、すなわち、機械方向に対して４５度と９０度との間の角度にある延在された形状を有する。本発明者らは、接合は種々の異なる手段により達成されることができると信じている。本発明者らは、超音波接合が、繊維の他の部分、またはそれらの捲縮や嵩のようなそれらの特性に顕著に影響することなく、繊維表面の小さいエリア（すなわち、制限されたエリア）だけで接合することを可能にしているために、それが特に満足であることを見出している。接合ロールおよび超音波ホーン（ソノトロード(sonotrode)）は、パターンを精密に制御するために作られることができ、そして示されるように、接合は接合されたエリアのすぐ近くで繊維の嵩に害を及ぼしていない。大部分のファイバーフィルの最終用途に対して、嵩および充填力を最大にすることが重要である。ついで接合されたバットはカッターを通過し、そしてカット長は、好ましくは、接合ロールの列の間の距離と同じか、またはわずかに短く調整される。ついで、切断された材料は、機械的手段によって、例えば、切断された材料を１または２以上のバーの列を通して材料を壊して別個のタフトあるいはクラスターにすることにより、別個のダウンのようなクラスターに分けることもできる。他の本発明にしたがう出発材料はトウの形態である。トウはトウスプレッダーを通過してトウを開口し、そして別個のフィラメントを分離し、そして開口されたトウは類似の接合機械を通って導かれる。ついで、接合されたトウは、同様に、好ましくは接合ロールの列の間の距離と同じかわずかに短いカット長に切断される。本発明者らは、トウにおけるフィラメントは、一般的にステープルファイバーの毛羽を立てられたバットにおける繊維より機械方向においてはるかに配向されるので、このような接合されたトウから製造された切断された材料は、本発明にしたがう別個のクラスターに非常に容易に分離することもできることを見出した。所望されるなら、断続的に接合されたトウは、切断に先立って、本実施例においてなされたように、広げられて接合部分を分離することもでき、そして本発明者らはこれが利点となることを見出した。接合エリアにおける張力は、好ましくは、接合ロールの上流および下流の両方に好ましくは配置される運転ロールにより制御される。これは、接合エリアにおける張力の精密な制御を可能にする。適当な接合装置は、ここに添付の図面の図３を参照して記載され、毛羽を立てられた繊維の重ねられたウェブまたは平らな形態に広げられるトウのいずれかが接合され、そして、いずれの場合でも、図３において平らなウエブ１１により描かれ、図３において左側から、一般的に１２により描かれた接合装置に入る。ウェブ１１は、最初に、一対の運転ロール１４の間のロール間隙を、接合の前に、ついで、接合の後に、一対の運転ロール１５の間のロール間隙を通る。ウェブ１１が接合機械１２を通って担体としての紙を添えられるなら、ついでこのような紙１６は紙供給ロール１７から供給される。ウェブ１１および紙１６は、一対の運転ロール１４の間を、ついで超音波ホーン２１と接合ロール２２との間を、そしてついで一対の運転ロール１５の間を一緒に通過する。ついで紙担体１６はパターン接合されたウェブ１１を残し、そしてロール１８に巻き取られ、一方、ウェブ１１は（図示されていない）カッターへと通過する。クラスターは、枕または他の充填製品への詰め込みに先立って、または包装に先立って、好ましくは混転されるか、または別の方法で加工されそれらの毛羽立ちを改良する。各別個のクラスターにおける繊維の数は、繊維のデニール、接合パターンおよび接合ゾーンに入る繊維構造体の厚さに本質的による。これらは、簡単に変えられ異なるクラスターサイズ、嵩、柔らかさおよび形状を備える本発明のファイバーフィルを製造することができる。繊維の捲縮の外面的形態も、別個のクラスターにおける立体的な繊維分布に、したがって本発明のファイバーフィルの充填力、柔らかさ、大きさ、および断熱に顕著な影響を及ぼす。超音波接合の好ましい方法を用いるときに、本発明の方法は、簡単かつ廉価であり、比較的小さい投資を必要とするという利点を有する。これは、本発明の軽量かつ嵩高なファイバーフィルの移送費を削減するために顧客の近くに設けられることもできる小さい製造ユニットにおいて本発明を実践することを可能にする。本発明の方法は、順応性があり、広い範囲の新製品を製造すること、および製品を特定の市場のニーズに合わせることを可能にする。トウ接合プロセスをトウ延伸操作と連結することにより費用をさらに削減することもできる。ダウンは、家具のクッションのような高い弾性および圧縮からの高い回復を要求される製品とは対照的に、キルト、スキーウェア、カジュアルウェアおよび類似の製品のような高い断熱を要求される製品においてたいてい使用されている。しかしながら本発明の製品は、これらの用途に限定されず、そして供給繊維およびプロセス条件の適当な選択により枕や家具クッションのような製品のニーズに合わせることもできる。実際に、ここに記載されたように、本発明の製品は、例えば、本発明者らの米国特許第4,794,038号、同第4,940,502号、同第5,169,580 号、同第5,294,392号、および同第5,500,295号において考えたように、成形品および他の目的物を製造するための供給材料として使用することもできる。実施例本発明は、ポリエステル繊維を使用した以下の実施例においてさらに具体的に明らかにされる。実施例１から３に対する接合装置は、イギリス、マンチェスターのBritish Te xtile Technology Groupにある図２（一定の縮尺にしていない）に部分的に示されるデザインを備えた型どられた接合ロールを有する２２cm幅、単一ヘッド、２０kHzのPinsonic機であった。断続的な接合パターンを達成するための技術における変形は、例えば、他の方法でパターンを適用すること、例えば、連続している接合ロールに高くしたストリップを提供し、および超音波を印加する際に機械の全幅にわたって遮断されない超音波エネルギーを提供する超音波フット（時々"ホーン"または"ソノトロード(sonotrode)"と呼ばれる）を使用する代わりに断続的なギャップを提供することを含み、そしてこれにより一層良好な結果 (非接合の繊維がより少ない)を提供することができた。接合の超音波方法は、繊維の残りの部分に顕著な影響を及ぼすことなく溶融した部分が接合された状態において固まるような方法で、ロールとフットの間の接触点において断続的に繊維を溶融することができるので好ましい。型どられた接合ロール上の突出は、以下の寸法であった：３０mm 機械方向（MD）において測定された列の間２１mm 列に対して垂直の測定された列の間２mm 列に対して垂直の測定された突出の幅３mm 直交方向（CD）において測定された突出の長さ３mm 直交方向（CD）において測定された突出の間の空所３mm デザインの深さ（突出の高さ）４２度列とMDとの間の角度実施例１から３に対しては、表１を参照のこと。バットはポリエステルステープルファイバーを毛羽立たせ、そしてスタックにおいて毛羽を立てられたウェブを、その一方の上に他方を積み重ねることによって、接合機械方向（MD）に平行に配向された、毛羽を立てられた繊維で、単位面積当たりに示されたバット重量を定めることにより調製された。ついで、バットは機械方向において２０cmの幅のストリップに切断され、そして超音波接合機械への移送用担体としての紙と一緒に巻かれた。これらのロールは超音波接合機械の入り口で一緒に合わせられ、カッターに供給するための接合材料の十分な長さを有したロールを提供した。接合された材料はギロチン型の実験室用カッターで切断され、ついで切断された材料は手で別個のタフトへと分離された。注：上記の供給繊維のすべては、約０．５重量％の市販のシリコーン艶出し剤を用いて艶出しされ(繊維の重量に基づくＳｉの％として約０．２５％Ｓｉに対応するが、これは通常の方法で算出される)；"Ｍ"および"Ｓ"はそれぞれ機械的および螺旋状捲縮を示し；円形の周縁の横断面でもあった中実の横断面に対比して、７つの孔の横断面は、米国特許第5,104,725号においてBroaddusにより記載されている。実施例１２２mmの切断の長さにおいて、製品は別個のタフトに容易に分離した。比較的わずかなフィラメントが２点以上で接合され、好ましいタフト当たりただ一つの接合点を有する別個のタフトに分離するためにそれらは壊されるか切断されなければならなかった。２８mmの切断の長さにおいて、分離はより困難であった。カードで形成されたウェブは注意深く重ねられたが、毛羽を立てられた繊維はトウにおけるように( 後の実施例を参照のこと)平行にはならず、そしてこれは結果として異なる分布および接合面積周辺の繊維の配向を生じた。製品は、十分に開口され、および嵩高くされた繊維を備えるタフト内で繊維に沿った種々の位置における小さい接合面積を示した。実施例２本実施例において供絵物として使用された（螺旋状捲縮製品からの）２００ｇ／ｍ²のバットは、バットの完全さが劣っているために、加工することが困難であった。しかしながら、得られた接合材料は、容易に実施例１の製品より丸い形態を有する別個のタフトに分けられ、そして螺旋状の捲縮は実施例１の製品と比較して製品に柔らかさと艶を加えた。実施例３実施例２と実施例３のバットの間のただ一つの差は、バット密度（厚さ）であり、そのためより大きいホーン圧が適用された。３００ｇ／ｍ²のバットの単位面積当たりのフィラメントの数は、はるかに高く、そしてこれは結果としてタフト当たりのフィラメントのはるかに高い数を生じた。これらのタフトはより嵩高く、かつより耐圧縮性であった。これは、オペレーターが本発明の製品の寸法および特徴を変更することができるパラメーターの一つを具体的に明らかにする。残りの実施例（表２を参照のこと）は、ウェブのスタックにおける切断された繊維からに代えて、（連続フィラメントの）トウから製造された。実施例４、４Ａおよび５は、改良され接合面積と同様に未接合の繊維の数を減らした異なるロールデザインを使用したトウ製品から製造され、以下の特徴を有した。 −列スペース（ＭＤにおいて）：２８ｍｍ −ロール軸に対する列の角度：３０度 −接合部分：長さ３ｍｍ、幅１ｍｍ −隣接する接合部分との間のギャップ：０．５ｍｍ −接合する部分の高さ：１．５ｍｍ −ギャップにおける高さ：０．７５ｍｍ（接合する部分の半分の高さ）実施例４、４Ａおよび５に使用された材料および条件。実施例４４．０デシテックス／フィラメントの単孔中空フィラメント約１２２，０００本を有する４８．９キロテックス、CHI１０および（繊維の重量に基づいて計算された）シリコーンの濃度が約０．４％のシリコーン処理したトウが、トウスプレッダーにおいて開口された。開口されたトウは、注意深くカートンに手で置かれ、そして接合および切断試験のために発送された。トウは詰め込まれず、引っ張られて、そして超音波機械に供給された。開口されたトウを詰め込まず、そして手で取り扱ったことは、たくさんのフィラメントがからまり、結果として接合ロールの上に覆いを作る壊れたフィラメントを生じる原因となるので、型どられた接合ロールとトウの間を通過する紙のロールがトウの下で担体として使用された。紙なしと同じ接合を達成するために、より高い圧力が必要とされ、１．０ｋｇ／ｃｍ²に対して１．５ｋｇ／ｃｍ²であった(実施例４Ａを参照のこと)。接合されたトウは、それを手で幅において引き伸ばし、ついで市販のLummusカッターで２４ｍｍに切断することにより開口された。紙の中間ライナーの使用は、未接合フィラメントの数を３１．８％（実施例４Ａ）から１３．８％に減らした。このパーセンテージは、このプロセス用に特にデザインされた装置を使用することにより、繊維をより平行にすることを確実にすることにより、およびトウの束の厚さの均一性を制御することによりさらに減らされるべきである。実施例４Ａこの実施例は、紙の中間ライナーが使用されなかった以外は、同じ開口されたトウ供給物および同じ接合パターンと速度を使用した。同程度の接合に到達するために実施例４に対してより小さい圧力が必要とされた(１．５ｋｇ／ｃm²から１．０ｋｇ／ｃｍ²)。操業性能は十分許容された；品質における唯一の差は未接合のフィラメントのより高いパーセンテージ（３１．８％）であった。本発明者らは、これらの試験がなされた条件のために(すなわち、他の目的のためにデザインされた装置を適合させること、および本発明にしたがう使用のために特にデザインされた装置を使用しないこと)、不相応な多数のフィラメントがロールの接合部分の間のギャップにたまる傾向があり、そして紙は不相応な多数の未接合のフィラメントを減らしたと信じている。実施例５約０．３６％のシリコーン濃度（繊維の重量当たり計算された）で、シリコーン処理された、約４６．７キロテックス、６．７デシテックス／フィラメント、 CHI９−１０、単孔中空フィラメントのトウは、表２に示された以外は、実施例４に記載されたように本質的に加工された。プロセス性は(実施例４のように紙ロールを使用した)、実施例４の材料に対して一層良好であった。注：カッターにおける切断する長さの設定は、得られる接合製品のゆるんだ長さより常に高い。CHI（チップ捲縮（chip crimp）に対して短い）は、ゆるんだ状態におけるトウバンド（tow band）のインチ当たりの捲縮の数である。シリコーン濃度はＸ線により測定された。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年６月２日（１９９８．６．２）【補正内容】請求の範囲１．接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターの混合物を備え、該繊維は捲縮された外形を有し、および各クラスターにおいて一箇所でのみ一緒に接合され、該接合場所が繊維の長さのわずかな割合に沿って延在する充填材料において、前記接合場所が前記充填材料中の異なるクラスターにおいて該繊維の長さに沿って変えられることを特徴とする充填材料。２．前記わずかな割合が２から１０％であることを特徴とする請求項１記載の充填材料。３．前記クラスターの大きさが１から５ｃｍであることを特徴とする請求項１または２記載の充填材料。４．前記繊維が０．０５から１．５重量％のシリコーン艶だし剤で被覆されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の充填材料。５．前記クラスターは切断された繊維との混合物にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の充填材料。６．前記クラスターが、活性化されて接合ネットワークを作るバインダー材料を備える切断された繊維との混合物にあることを特徴とする請求項５記載の充填材料。７．請求項１乃至６のいずれかに記載の充填材料で充填されたことを特徴とする製品。８．捲縮された外形を有しかつ長さが１から６ｃｍである接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法であって、（１）繊維を、平行にした該繊維の重ねられたウェブのスタックに形成し、(２)前記スタックを接合ゾーンに通して、前記スタックにおける熱可塑性樹脂繊維をパターンで断続的に一緒に接合し、（３）得られた断続的に接合された繊維のスタックを切断し、そして（４）得られた切断されたスタックを分離してクラスターにする工程を備えたことを特徴とするクラスターの調製方法。９．接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法であって、（１）捲縮された外形を有する連続熱可塑性樹脂フィラメントのトウを形成し、(２) 前記トウを、トウスプレッダーに通して前記トウを開口させ、該開口されたトウを接合ゾーンに通して、トウにおける熱可塑性樹脂フィラメントが接合された部分のパターンで断続的に一緒に接合し、(３)得られた断続的に接合されたフィラメントのトウを切断し、そして（４）得られた切断されたトウを分離して切断された繊維のクラスターにする工程を備えたことを特徴とするクラスターの調製方法。 10．工程（２）の後で、工程（３）において得られたトウが切断される前に、前記トウにおける断続的に接合されたフィラメントは、広げられて接合された部分を分離することを特徴とする請求項９記載の方法。 11．前記接合が超音波エネルギーにより行われることを特徴とする請求項８乃至10のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＵ，ＴＲ

Claims

【特許請求の範囲】１．充填材料および該充填材料で充填された製品であって、接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを備え、該繊維は、捲縮された外形を有し、および繊維の長さのわずかな割合に沿って延在する場所で一緒に接合された充填材料において、前記繊維を前記充填材料中の異なるクラスターにおいて変えられた場所で接合したことを特徴とする充填材料。２．前記わずかな割合が２から１０％であることを特徴とする請求項１記載の充填材料。３．前記クラスターの大きさが１から５ｃｍであることを特徴とする請求項１または２記載の充填材料。４．前記繊維が０．０５から１．５重量％のシリコーン艶だし剤で被覆されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の充填材料。５．前記クラスターは切断された繊維との混合物にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の充填材料。６．前記クラスターが、活性化されて接合ネットワークを作るバインダー材料を備える切断された繊維との混合物にあることを特徴とする請求項５記載の充填材料。７．捲縮された外形を有しかつ長さが１から６ｃｍである接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法であって、（１）繊維を、平行にした該繊維の重ねられたウェブのスタックに形成し、(２)前記スタックを接合ゾーンに通して、前記スタックにおける熱可塑性樹脂繊維をパターンで断続的に一緒に接合し、（３）得られた断続的に接合された繊維のスタックを切断し、そして（４）得られた切断されたスタックを分離してクラスターにする工程を備えたことを特徴とするクラスターの調製方法。８．接合された熱可塑性樹脂繊維のクラスターを調製する方法であって、（１）捲縮された外形を有する連続熱可塑性樹脂フィラメントのトウを形成し、（２）前記トウを、トウスプレッダーに通して前記トウを開口させ、該開口されたトウを接合ゾーンに通して、トウにおける熱可塑性樹脂フィラメントが接合された部分のパターンで断続的に一緒に接合し、(３)得られた断続的に接合されたフィラメントのトウを切断し、そして（４）得られた切断されたトウを分離して切断された繊維のクラスターにする工程を備えたことを特徴とするクラスターの調製方法。９．工程（２）の後で、工程（３）において得られたトウが切断される前に、前記トウにおける断続的に接合されたフィラメントは、広げられて接合された部分を分離することを特徴とする請求項８記載の方法。 10．前記接合が超音波エネルギーにより行われることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の方法。