JP2002544398A - トウおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 毛管を通してポリマーを押出し、押出されたポリマーをフィラメントへと紡糸して繊維群を形成し、繊維群を急冷し、急冷された繊維群を集めて２つ以上の別個のロープを形成し、別個のロープを同時に延伸して平坦なリボンを形成し、平坦なリボンを互いの上に積み重ねて単一で均一なトウ帯を形成し、そして帯から張力を除去することによって、３次元的に捲縮され延展可能な連続フィラメントトウ帯を作製する。トウ帯を均一に位置ずれおよび延展することにより製造される詰め物は、たとえば寝袋、羽布団および枕のような充填製品を作製するのに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願） 本出願は、１９９９年５月１０日に出願された仮出願第６０／１３３，３９４
号の優先権を主張し、およびその全てを参照により本明細書に組み込むものとす
る。

【０００２】 （発明の分野） 本発明は、トウならびにそれを用いて製造される詰め物および製品と、そのよ
うなトウ、詰め物および製品を作成するための方法とに関する。

【０００３】 （発明の背景） 機械的捲縮を有する延展可能な連続フィラメントトウの製造、および該フィラ
メントを均一に延展するのに用いられる方法は、たとえば米国特許第３，７３０
，８２４号および米国特許第３，９５２，１３４号に記載されている。加えて、
延展機を経た捲縮されたトウ帯(tow band)も知られている。そのようなトウ帯は
、枕、寝袋などのような製品の繊維充填材として用いられるであろう詰め物の製
造に有用である。そのような機械的捲縮を有する延展可能なトウは、機械的に捲
縮され、カーディングされたステープルファイバーから製造される慣用の詰め物
に比較して、有用な品目を生産するためのそれらの単純化される加工要件、およ
びそのようなトウから製造される詰め物の相対的強度において特に有利である。
しかしながら、得ることができる機械的に捲縮されたトウおよびそれらから製造
される詰め物は、軟らかさ、厚さおよび他の美観的特性が不足しているという難
点がある。

【０００４】 加えて、３次元的に捲縮されたステープルファイバーの使用も、同様に当該技
術においてよく知られている。３次元構造を付与するためのいくつかの方法が存
在し、および、米国特許第５，７２３，２１５号、米国特許第３，６７１，３７
９号および特公昭６１−３２，４０４号に開示されているような、非対称急冷、
かさ高連続フィラメント（ＢＣＦ）加工、分子鎖長のみが異なる２つのポリマー
の複合紡糸、および２つの別個のポリマーまたは共重合体の２成分紡糸のような
技術を含む。

【０００５】 機械的に捲縮されたステープルファイバーおよびトウに比較して、３次元的に
捲縮されたステープルファイバーおよびそれらから製造される製品は、より大き
な厚さ、軟らかさ、改善された捲縮の回復、棚における魅力、およびより良好な
圧縮性について著しい利点を提供することが知られている。しかしながら、それ
ら３次元的に捲縮されたステープルファイバーの加工は、部分的にはその捲縮さ
れた構造が原因であるとされる軟らかさおよび滑らかさに起因して、しばしば困
難である。同様にそのような繊維から作成される詰め物も、それらが多くの場合
に弱く、かつ容易に破壊されるという欠陥を有する。

【０００６】 従って、当該技術において、延展して、寝袋、掛け布団、羽布団(duvet)およ
び枕のような製品における使用のための詰め物を製造することができる、トウの
製造における３次元的に捲縮された繊維を作製および取り扱う方法を得ることの
要求が存在する。

【０００７】 （発明の概要） これらの要求に従い、本発明によって、３次元的に捲縮され延展可能な連続フ
ィラメントトウ帯が提供される。好ましい実施形態において、該トウ帯はそれぞ
れの繊維中に２つのポリマーを含有する２成分繊維から構成される。３次元的に
捲縮され延展可能な連続繊維トウ帯から構成される詰め物および製品が、本発明
のさらなる態様である。

【０００８】 本発明の別の実施形態において、３次元的に捲縮された延展可能なトウを作製
するための方法が提供され、該方法は、毛管を通して少なくとも２つの成分ポリ
マーを押出す工程と；該押出されたポリマーをフィラメントへと紡糸して中空繊
維群を形成する工程と；該中空繊維群を急冷する工程と；該急冷された繊維群を
集めて、少なくとも２つの別個のロープを形成する工程と；該別個のロープを同
時に延伸して、平坦なリボンを形成する工程と；該平坦なリボンを互いの上に積
み重ねて単一のトウ帯を形成する工程と；該帯から張力を除去し、その時点にお
いて弦巻または渦巻状の捲縮が形成される工程とを具える。

【０００９】 さらに別の実施形態において、３次元的に捲縮され延展可能なトウ帯を作成す
るための方法が提供され、該方法は、ポリマー繊維群を製造する工程と、該繊維
群を集めて、複数の別個のロープを形成する工程と；該別個のロープを同時に延
伸して、張力下において平坦なリボンを形成する工程と；該平坦なリボンを互い
の上に積み重ねて、単一のトウ帯を形成する工程と；該帯を圧縮する工程と；該
帯から張力を除去して、その時点において弦巻または渦巻状の捲縮を形成させる
工程とを具える。

【００１０】 別の実施形態において、詰め物を作成する方法は、３次元的に捲縮され延展可
能な連続トウ帯を均一に延展することを具える。

【００１１】 本発明のさらなる目的、特徴および利点は、以下に続く詳細な説明から明らか
となるであろう。

【００１２】 （発明の詳細な説明） 本発明は、低粘着のトウ製造方法および帯の積み重ね手順を用いて３次元的に
捲縮されたトウを製造することにより、従来技術に関連する問題点を克服する。
それらは個々の構成要素の帯の間の低粘着を付与し、そして組み合わされたトウ
帯を延展工程を通じて一体の構成単位として加工できるようにする。そのように
製造されたトウは、積み重ね物の厚さを通して、その構成要素のトウへと分離す
ることができる。加えて、トウは依然として、それが１つの単一のトウ線である
かのように、延展装置を通して加工することが可能である。そのようにして、そ
れぞれのトウ帯は、延展機の幅を横断して均一に延展することを許容される。

【００１３】 本明細書中で用いられる際に、術語「捲縮」は、繊維の波打ちまたはかさ高さ
を意味する。従って、「３次元的な捲縮」は、機械的捲縮による２次元的なジグ
ザグの捲縮と比較して、３次元的なかさ高さまたは波打ちを意味する。３次元的
な捲縮は、当該技術において、たとえば、弦巻または渦巻状の捲縮、オメガ捲縮
、３次元的ランダム捲縮などを含む種々の術語を用いて記載されている。また、
３次元的に捲縮された繊維は、繊維クラスタおよびかさ高連続フィラメント技術
に関連する技術において、広く記載されている。３次元的な捲縮を得るための方
法も、同様に記載されている。たとえば、米国特許第４，６１８，５３１号（参
照により本明細書の一部をなすものとする）は、クラスタまたはランダムに配列
され、絡まり、弦巻状に捲縮された繊維充填材を作製する方法を記載している。
米国特許第５，７２３，２１５号（参照により本明細書の一部をなすものとする
）は、弦巻または渦巻状の捲縮を有する２成分ポリエステル繊維を作製する方法
を記載している。

【００１４】 「トウ帯」、「トウ」または「ロープ帯」は、緩やかなロープ状の形態に集め
られた連続的に製造されたフィラメントの大きなストランドを指す。好ましくは
、本発明のトウ帯は、少なくとも２つのポリマーを含有する２成分フィラメント
を含む。本発明のトウ帯のための例示的ポリマーは、任意の種類の溶融紡糸可能
ポリマーを作るモノマーの単独重合体、共重合体および３元重合体を含むが、そ
れらに限定されるものではない。そのような溶融紡糸可能なポリマーは、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴまたは
４ＧＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴまたは３ＧＴ）、ポリプロ
ピレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリ
エステル類；およびポリプロピレンおよびポリエチレン（ＰＥ）のようなポリオ
レフィン類；および、ＰＥＴおよびＰＴＴから調製される２成分ポリエステル繊
維を含むそれらの組合せを含む。本発明において用いられる単独重合体、共重合
体および３元重合体を作製する方法は当該技術において知られており、および当
該技術において知られているように、触媒、共触媒および／または連鎖分枝剤の
使用を含んで、共重合体および３元重合体を形成してもよい。

【００１５】 本発明において用いられるポリマーおよび得られる繊維は、慣用の添加剤を含
むことができ、それら添加剤は、重合プロセス中に、または形成されたポリマー
に対して添加され、およびポリマーまたは繊維の特性を改善することに寄与する
ことができる。これら添加剤の例は、帯電防止剤、酸化防止剤、抗微生物剤、防
炎加工剤、染料、光安定剤、重合触媒および補助剤、定着剤、二酸化チタンのよ
うな艶消剤、マット剤、有機リン酸エステル、およびそれらの組合せを含む。た
とえば紡糸中および／または延伸中に繊維上に付着してもよい他の添加剤は、耐
電防止剤、スリック化剤(slickening agent)、定着剤、酸化防止剤、抗微生物剤
、防炎加工剤、潤滑剤、およびそれらの組合せを含む。さらに、そのような追加
の添加剤は、当該技術において知られているように、本方法の種々の工程中に添
加してもよい。

【００１６】 合成繊維充填材製品の製造において特有の価値を有するものは、当該技術にお
いて知られているように、スリック化剤の付着である。スリック化剤は、繊維ま
たは詰め物に対して、絹のような、羽毛のような触感、美観を提供し、および完
成品中の繊維が使用中にもつれることなしに互いを越えて移動することを可能に
する。種々のシリコーンオイル類、好ましくはポリアミノシロキサン類のような
任意の適当なスリック化剤を用いてもよい。同様に、繊維に付着される帯電防止
剤および潤滑剤も、それらが繊維加工中に与える補助に起因する特有の重要性を
有する。帯電防止剤を用いてトウ延展機上の静電気の発生を防止することができ
、および該帯電防止剤は延伸する前または後において繊維に付着することができ
る。

【００１７】 さらに、本発明において用いられる繊維は、任意の適当な断面形状を有しても
よい。該断面形状は、当該技術において知られているように、たとえば円、楕円
、３つのローブを有する形状、より多くの数の対称または非対称ローブを有する
形状、犬の骨のような形状、および、複数の穴または空隙（好ましくは約１から
約１０の穴）を有する中空繊維を含む。本発明の１つの実施形態において、繊維
は、３つの空隙を有する(trivoid)円形断面を有する。

【００１８】 好ましい実施形態において、トウ帯中の繊維は、ポリエチレンテレフタレート
単独重合体から作製される第１のポリマーと、ポリエチレンテレフタレートおよ
び約７，０００重量ｐｐｍのトリメリット酸トリヒドロキシエチルの共重合体か
ら作製される第２のポリマーとを含む。

【００１９】 第２の好ましい実施形態において、トウ帯中の繊維は、ポリ（エチレンテレフ
タレート）およびその共重合体から選択される第１の成分と、ポリ（トリメチレ
ンテレフタレート）およびその共重合体から選択される第２の成分とを有し、そ
れら２つの成分が約９５：５から約５：９５、好ましくは約７０：３０から約３
０：７０の重量比において存在する、２成分繊維を含むことができる。２成分繊
維の断面は、並列であるか、または偏心の被覆／コアであることができる。ポリ
（エチレンテレフタレート）またはポリ（トリメチレンテレフタレート）の共重
合体を用いる時には、コモノマーは、４〜１２炭素原子を有する線状、環状およ
び分枝の脂肪族ジカルボン酸（たとえば、ブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン
二酸、ドデカン二酸および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸）；テレフタル
酸を除き、かつ８〜１２炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸（たとえば、イソ
フタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸）；３〜８炭素原子を有する線
状、環状および分枝の脂肪族ジオール（たとえば、１，３−プロパンジオール、
１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペ
ンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−
１，３−プロパンジオールおよび１，４−シクロヘキサンジオール）；４〜１０
炭素原子を有する脂肪族または芳香族−脂肪族(araliphatic)エーテルグリコー
ル（たとえば、ヒドロキノンビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、またはジ
エチレンエーテルグリコールを含む約４６０未満の分子量を有するポリ（エチレ
ンエーテル）グリコール）から選択することができる。イソフタル酸、ペンタン
二酸、ヘキサン二酸、１，３−プロパンジオールおよび１，４−ブタンジオール
が好ましい。なぜなら、それらは容易に商業的に入手可能であり、かつ安価であ
るからである。イソフタル酸がより好ましい。なぜなら、イソフタル酸から誘導
されるコポリエステル類は、他のコモノマーを用いて作成されるコポリエステル
程には変色しないからである。ポリ（トリメチレンテレフタレート）の共重合体
を用いる時には、コモノマーは好ましくはイソフタル酸である。いずれのポリエ
ステル成分においても、染色部位コモノマーとして５−ナトリウム−スルホイソ
フタレートを、少量にて用いることができる。

【００２０】 本発明のトウ帯は、詰め物を作成するのに用いてもよい。本明細書において用
いられる際に、「詰め物」とは、トウ延展機上でその初期の幅の約４倍以上に延
展され、および斜めに重ね合わされて複数の層を形成した連続フィラメントトウ
帯を意味する。好ましくは、詰め物は、１〜５層の連続フィラメントトウ帯を有
する。詰め物は、枕、寝袋、クッション、キルトおよび断熱衣服または断熱製品
のような製品用の繊維充填材として用いられる。

【００２１】 本発明の３次元的に捲縮された連続フィラメント延展トウを作成する方法は、
最初に、３次元的に捲縮された構造を生成する能力を有する繊維を製造する工程
を含む。これは、任意の知られている方法によって実施することができ、該方法
は、非対称急冷、かさ高連続フィラメント（ＢＣＦ）加工、分子鎖長のみが異な
る２つのポリマーの複合紡糸、および２つの別個のポリマーまたは共重合体の２
成分紡糸を含む。好ましくは、フィラメントは３次元的な捲縮を形成する能力を
有して紡糸され、そして引き続いて延伸されて分子配向を達成し、それが捲縮を
形成するか、あるいは捲縮を形成する原因となる。

【００２２】 ３次元的な捲縮構造を有する繊維を作成するための１つの例は、２成分のポリ
マーを毛管を通して押出す工程と、押出されたポリマーをフィラメントへと紡糸
して、２つの別個のレベルの紡糸配向を有する繊維を形成する工程と、および該
繊維を延伸し、そして３次元的な捲縮を形成するように張力を開放する工程とを
有するプロセスを含む。

【００２３】 ３次元的に捲縮された繊維を作成する第２の方法は、毛管を通してポリマーを
紡糸する工程と、該ポリマー流を直ちに冷却液と接触させてフィラメントを形成
する工程とを伴い、そのように形成されたフィラメントは、繊維全体にわたる格
差のある冷却速度に起因して、その直径を横切る紡糸配向勾配を有する。このい
わゆる「非対称急冷」は、知られている方法により実施することができる。たと
えば、非対称急冷は、１つの毛管に対して空気ジェットを向けることを伴っても
よい。あるいはまた、繊維を連続的に更生される水のフィルムに一方の面上で接
触させて所望される３次元的な捲縮を生成させてもよい。非対称急冷に引き続い
て、繊維を延伸し、そして３次元的な捲縮を形成するように張力を開放する。

【００２４】 さらに、３次元的な捲縮を調製するための方法は、当該技術において知られて
いる他の方法において実施されてもよい。加えて、前述の技術の２つ以上の組合
せを用いてもよい。たとえば、異なる断面を有する繊維を用いることは１つまた
は複数の空隙の包含、あるいは非円形の周囲を有することに寄与することができ
る。これは、次に繊維の３次元的な捲縮構造を提供または強化することに加えて
、他の有用な特性を提供することができる。

【００２５】 ３次元的な捲縮を調製するための他の方法は、当該技術において知られており
、および／またはHermann LudwigのPolyester Fibers - Chemistry and Technol
ogy (Wiley-Interscience, 1964)のような印刷物の参考文献中に記載されている
。繊維に対して３次元的な捲縮を付与する方法として、これらの技術の任意のも
のを使用してもよい。

【００２６】 ３次元的な捲縮構造を形成する能力を有する繊維が得られたならば、繊維を集
めて、複数の別個のロープを形成する。３次元的な捲縮を有する繊維から、任意
の数の別個のロープを作成してもよい。少なくとも２本のロープ、好ましくは２
〜２０本のロープ、および最も好ましくは２〜１０本のロープが存在すべきであ
る。次に、これらのロープを、低粘着トウ製造プロセスに委ねる。

【００２７】 「低粘着」トウ製造プロセスは、加熱下において別個のロープを同時に延伸し
て平坦なリボンを形成する工程と、該リボンを冷却してさらなる延伸を防止する
工程と、個々のリボンを互いの上に連続的に積み重ねる工程と、帯を圧縮する工
程とを伴う。該帯は、圧縮のために適当な任意の装置中で圧縮されてもよい。好
ましくは、帯は、共回転する１対のロールのニップを通して圧縮される。この積
み重ねは、それらリボンを互いにほどけないほど連結することを強制することな
しに、わずかなリボン対リボンの粘着を提供する。この積み重ねは、任意の所望
される方法において実施してもよく、および好ましくは、完成した積み重ね物の
幅は、それ以前の独立の帯のそれぞれの幅と本質的に同等である。また、わずか
なレベルの粘着を提供することに加えて、圧縮は帯から過剰の水を除去する。圧
縮工程に引き続いておよび／または先だって、スリック化剤(slickening agent)
を局所的に付着してもよい。

【００２８】 平坦なリボンを延伸し、積み重ね、そして圧縮および／または脱水した後に、
３次元的な捲縮が形成または強調される。たとえば、２成分フィラメントおよび
非対称に捲縮されたフィラメントにおいて、トウ帯から張力を減少または除去し
たら、３次元的な捲縮が自発的に生じてもよい。一方、たとえばＢＣＦ繊維に関
しては、３次元的な捲縮をトウ製造プロセスのより早期に形成してもよく、およ
び張力の減少または除去は、既に形成された３次元的な捲縮を強調することをも
たらす。

【００２９】 捲縮の形成に引き続いて、フィラメントを処理して、捲縮を定着してもよい。
たとえば、自発的に形成された３次元的な捲縮のトウ帯に関して、フィラメント
は、典型的には連続オーブン中で加熱されて収縮応力を緩和され、捲縮をヒート
セットされ、そして、適用可能ならばスリック化剤の硬化反応を完了される。次
に、該帯をポリマーのガラス転移温度未満に冷却して捲縮を永久的とし、そして
トウ延展プロセスへの輸送のための輸送／保存容器中へと梱包する。捲縮を永久
的に定着させる他の方法が当該技術において知られており、およびそれらを用い
てもよい。

【００３０】 従って、本発明によれば、「低粘着トウ製造プロセス」は、梱包および引き続
く加工工程であるトウ延展機への導入を可能にするのに充分な結着性を提供する
が、しかし、トウ延展機上でトウ帯が個々のフィラメントへと容易に位置ずれす
る(deregister)ことを可能にするものである。本明細書にて用いられる際に、「
位置ずれする」とは、連続的に捲縮されたフィラメントのトウの間隙を意味し、
それぞれの繊維の捲縮構造を、隣接の繊維のそれと一致しないようにする。典型
的には、位置ずれ化に引き続いて延展工程が行われる。そこでは、延展装置を通
過するにつれて、トウ帯が延展機の幅を横断しておよび帯の長さに沿って実質的
に均一に延展される際に、トウ帯の幅は、入ってくるトウ帯の幅の４〜１０倍に
増大される。

【００３１】 本発明の３次元的に捲縮された延展可能な連続トウを作成するプロセス中に、
フィラメントまたは繊維を、前述した多数の仕上剤の任意のもので処理してもよ
い。好ましい実施形態において、延伸機上でフィラメントにスリック化剤を塗布
して、フィラメントを柔らかくかつ滑らかにする。好ましくは、スリック化剤は
シリコーンオイルである。さらに別の実施形態において、フィラメントを延伸機
上で帯電防止仕上げ剤で処理して、トウ延伸機における静電気の発生を排除する
。

【００３２】 好ましくは、スリック化剤は、延伸の後、しかしヒートセットの前に付着され
る。次に、ヒートセットは、スリック化剤を硬化し、およびそれを繊維に結合す
ることができる。次に、この工程の後に帯電防止剤を付着することができる。

【００３３】 さらに、追加のプロセス工程を容易に追加することができ、およびそのような
工程は本発明の範囲内であることは認識される。さらに、そのようなプロセスに
より製造される製品もまた、本発明の範囲内である。

【００３４】 以下の記載は、本発明の３次元的に捲縮され延展可能な連続フィラメントトウ
帯を製造するプロセスをどのように実施してもよいかの例として、図面を参照す
る。

【００３５】 図１においては、２成分トウの紡糸および延伸プロセスを伴う、２成分の延展
可能なトウを製造するための最小限の本質的な機能を果たす工程のみを示す。

【００３６】 図１において、ポリマーを最初に装置１を通過させることによる２成分繊維を
作成するための当該技術においてよく知られている方法において、２つの別個の
ポリマーが紡糸口金毛管のそれぞれを通して同時に紡糸される。装置１は、それ
ぞれのポリマーを紡糸口金２のそれぞれの毛管の入口に分配するように設計され
ている。

【００３７】 次にポリマーは紡糸口金を通して押出され、適当な媒体（典型的には調節され
た空気）を用いて急冷され、１つまたは複数のゴデット３および４の周囲に引っ
張られる。１つまたは複数の紡糸口金からそのように製造される繊維を、適当な
収集容器５中へと収集し、そして別個の延伸工程へと輸送する。

【００３８】 延伸工程において、複数の少なくとも２本の別個のロープ、好ましくは２〜２
０本、最も好ましくは２〜１０本の別個のロープを形成するのに必要なように、
別個の容器からの多数の紡糸されたロープ（６、７、８および９により図示され
る）を組合せおよび分離する。最も好ましい実施形態において、４本以上の別個
のロープが作成される。次に、これらのロープを、第１のロールセット１０と第
２のロールセット１１（第１のセットの表面速度の２．５〜５倍、好ましくは３
〜３．５倍の表面速度で動作する）との間で、別個かつ同時に延伸する。延伸温
度は、加熱ロールの使用、または図１にて示されているように液体スプレイ１２
の使用のいずれかによって制御される。該スプレイの最初の系列は約９０℃から
約９９℃（華氏１９４度〜華氏２１０度）の制御された温度において作働し、一
方、後半のスプレイは約１５℃〜約７０℃（華氏５９度〜約華氏１５８度）、好
ましくは約２０℃〜４０℃（華氏６８度〜華氏１０４度）の間で作働する。ある
いはまた、供給ロール１０をより高い温度に制御し、同時に延伸ロール１１をよ
り低い温度に制御することもできる。

【００３９】 延伸ロールに引き続いて、個々の帯は、それら帯を積み重ねるための器具（図
１においては斜めの棒１３が記載されている）を通して、１対の対向するロール
１４によって引かれる。積み重ねは、任意の所望される方法において実施しても
よく、および好ましくは、完成される積み重ね物の幅を、それ以前の独立の帯の
それぞれの幅と本質的に同等にするように実施される。

【００４０】 次に、積み重ねられた帯を、低張力下でベルト１５上に置き、該ベルトは繊維
をオーブン１６中を通過させる。オーブンは繊維から収縮を除去し、および任意
のシリコーン化(siliconized)された仕上剤（オーブンベルト上へ置くのに先立
って、いくつかの知られている手段の任意のものにより繊維に付着することがで
きる）を硬化するのに役に立つ。オーブン温度は、典型的には約１００℃〜約２
００℃（華氏２１２度〜約華氏３９２度）、好ましくは約１４０℃〜約１８０℃
（華氏２８４度〜華氏３５６度）である。オーブンの加熱区域内の滞留時間は、
５〜２０分、好ましくは７〜１５分の範囲で変動する。次に、繊維は、１〜５分
間かけて、好ましくは１〜３分間かけて、室温で作働される冷却区域を通過する
。オーブンに続いて、繊維を、トウ延展機への輸送に適当な保存／輸送容器１７
中に置く。

【００４１】 以下の記載は、本発明の範囲内のトウ延展プロセスの１つの例を記載する図２
に関する。図２において、弦巻状に捲縮された繊維から構成されるトウ帯１８を
、保存／輸送容器１９から引き出し、帯からねじれおよび折り目を除去するのに
役立つアンチフォールド・ガイド２０を通して引かれる。

【００４２】 次に、図２のトウは、１対の対向する円筒形ロール２４および２５の従動対に
よって形成されるニップを通過する前に、一連のガイド２１、２２および２３を
通して引かれる。これらのロールの最初のもの２４は、金属製であり、および弦
巻状に溝が付けられた表面を有する。第２のロールは、ゴム状材料の組成物を有
し、および平滑な表面を有する。このロール対から、トウ帯は第２の対の対向ロ
ール２６および２７により形成されるニップ中へと通過する。それら第２の対は
、それぞれロール２４および２５と本質的に同一に構成され、および第１の対の
速度より高い速度で駆動される。溝を付けられたロール表面に関連する速度差は
、フィラメントの差別化された牽引およびグリップをもたらし、およびトウの位
置ずれに役立つ。たとえば米国特許第３，４２３，７９５号（参照により本明細
書の一部をなすものとする）に記載されるように、差別化されたグリップ作用が
達成されることを条件として、ロールのこれらの異なる表面および組成を変更し
てもよい。

【００４３】 次に、位置ずれしたトウを対向する平滑なロール２８および２９の従動対によ
り形成されるニップを通過させ、それは、以下に記載の低張力延展プロセスから
高張力の位置ずれプロセスを絶縁するのに役立つ。

【００４４】 絶縁ロールから、トウは、延展セクションを通過してもよい。たとえば、延展
セクションは、Watsonの米国特許第３，４２３，７９５号に記載されているもの
と類似の空気延展ジェット３０と、従動金属ロール３１および３２の対向する組
とを含んでもよい。延展ジェットを通過する空気は、トウ帯中のフィラメントに
中央線から外側に向かって移動することを強制する。第１の延展セクションから
、トウは、空気延展ジェット３３と張力絶縁ロール３４および３５とを含む第２
の延展セクションを通過する。延展セクション２は、空気延展ジェットおよび張
力絶縁ロールが全てより長いことを除いて、延展セクション１と本質的に同一で
ある。この増大した長さは、トウ帯が機械内を進行するのに伴って、該トウ帯が
より広く延展することを可能にする。第２の延展セクションに続いて、トウは、
空気延展ジェット３６と張力絶縁ロール３７および３８とを含む第３の延展セク
ションを通過する。以前の延展機セクションと本質的に類似しているが、このセ
クションはなお広く、それによってトウがさらに延展することを可能にする。ト
ウは、第３の延展機セクションから、以前の部品と類似しているが、以前のセク
ションよりもさらにより広い空気延展機ボックス３９とロール４０および４１と
により示される、第４の延展機セクションへと通過する。

【００４５】 この延展機セクションから、トウは、一対の斜め重ね合わせロール４２および
４３によって作成されるニップを通して下方へと通過することができ、それら一
対の斜め重ね合わせロールは、移動ベルト１１の上方を直交して振動しながら同
時にロール４１からの延展トウを引っ張り、そのようにして連続フィラメントの
層状詰め物４５を形成する。斜めに重ね合わされた詰め物を、１つまたは複数の
牽引ロールを通過させることによりさらにドラフトして、単位面積当たりの重量
をさらに減少させ、およびより良好に制御してもよい。そのように形成された詰
め物は、この時点においてロール上に収集し、枕へと丸める樹脂結合付着または
繊維詰め物製造業者にとって一般的な他の加工工程にかけてもよい。

【００４６】 本発明の３次元的に捲縮され延展可能な連続フィラメントトウは、良好な厚さ
を示す詰め物を作成するのに有用である。特に、本発明の２成分トウからの３次
元的捲縮によりもたらされる厚さは、知られている２次元的な機械的に捲縮され
たトウの厚さよりも優れている。３次元的に捲縮されたトウは、同様に、良好な
圧縮性、軟らかさ、増大した充填力、強度、および増大した保温機能のような他
の望ましい属性も示す。

【００４７】 さらに、大抵の３次元的に捲縮された構造は、典型的には延展することおよび
繊維を互いから分離することにおける困難さを有する。なぜならそれぞれの繊維
中の捲縮が、他の繊維との多くのランダムな接触点を有するからである。結果的
に、典型的な２成分トウにおける欠陥は、帯が延展される際に帯の一部のフィラ
メントが隣接するフィラメントに粘着する時に引き起こされる開放部分を含み、
それは粘着したフィラメントに隣接するウェブ中の穴を作り出す。しかし、本発
明の３次元的に捲縮され延展可能なトウは、多数の小さい帯を積み重ねることに
よりこれらの困難を克服する。その積み重ねは、帯を横切る繊維の粘着を減少さ
せ、同時にその積み重ねは、任意の１つの帯中の欠陥が他の帯により遮蔽される
ようなカバーを提供する。さらに、複数の別個のロープからのトウを延伸し、そ
して次にそれら帯を積み重ねることにより、均一な延展を得るのに充分な帯を横
方向に横切る粘着が存在する。従って、本発明の３次元的に捲縮され延展可能な
トウは、均一に延展されて、大きな厚さ、より良好な圧縮性、軟らかさ、増大し
た充填力、強度および保温機能を有する詰め物を提供することが可能である。さ
らに、この配置は、良好な延展を妨害するフォールドオーバー、ほころび、およ
び交差するフィラメントを最小限にするのに役立つ。

【００４８】 本発明を、以下の非制限的な実施例により例示する。

【００４９】 （実施例１） 両方とも０．６６の固有粘度（ＩＶ）を有し、それぞれの繊維の全長に沿って
縦方向に並列様式で配列される２つの別個の成分ポリマーから、本発明にしたが
う２成分の繊維を製造する。一方の成分ポリマー（Ａ）はポリエチレンテレフタ
レート単独重合体であり、一方第２の成分ポリマー（Ｂ）は、３５００重量ｐｐ
ｍのトリメリテート連鎖分枝剤（トリメリット酸トリメチルとして分析されるが
、しかしトリメリット酸トリヒドロキシエチルとして添加される）を含有するポ
リエチレンテレフタレートの共重合体であった。それぞれのポリマーを、２１０
ポンド／時（９５．５ｋｇ／時）の総合ポリマー流量において、そのそれぞれの
単一スクリュー押出し機を通して別個かつ同時に加工し、および１１７６個の紡
糸口金の穴のそれぞれのオリフィス入口へと計量した。その時点において、それ
ら２つのポリマーを、８６．５％（Ａ）および１３．５％（Ｂ）の比率において
互いに接触させた。

【００５０】 ポリマーを、それぞれの後合体(post-coalescent)毛管を通して押出し、そし
て０．１７８６ポンド／時／毛管（０．０８１ｋｇ／時／毛管）および７７０ｙ
ｐｍ（７０４ｍｐｍ）の速度においてフィラメントへと紡糸した。得られる中空
繊維を、クロスフロー方法において華氏５５度（１８℃）の空気を用いて急冷し
た。次に紡糸された繊維を、１３７，５００デニール（１５２，７７８dtex、加
工後）の２本の別個のロープに集め、９５℃に維持される熱湿スプレイ延伸ゾー
ン中で３．２４倍の延伸比を用いて同時に延伸し、そして直ちに２５℃に冷却し
た。延伸圧力下にある間に、延伸中に平坦なリボンの形態を取った個々のロープ
を、他方の上に一方を積み重ねて均一な厚さを有する単一のトウ帯を形成した。
次に帯から張力を除去し、その時点において、フィラメントによるそれら固有の
３次元的形状の発現が観察され、一方、帯は均一なリボン形状を維持した。

【００５１】 次に、繊維をポリアミノシロキサンスリック化剤を用いて塗装し、その後に低
粘着のトウ帯をコンベアボルト上に置いた。該コンベアベルトは、繊維を１７５
℃にて作働するオーブンへと運んだ。引き続いて、繊維を５５℃未満に冷却し、
そして０．３３％（繊維の重量に基づく）において帯電防止仕上剤を塗布した。
２７０，０００デニール（３０５，５５６dtex）の公称値の緩和されたトウのデ
ニールを有するトウ帯を、さらなる加工のために繊維を輸送するのに適当な容器
中に置いた。

【００５２】 保存／輸送容器からトウを引き出し、捻れおよび／または折り目がトウ延展機
に入るのを防止するために設計されたアンチフォールド・ガイドおよびプレテン
ションバー系を通して引っ張った。帯は、ガイドから、Dunlapの米国特許第３，
１５６，０１６号（参照により本明細書の一部をなすものとする）に記載されて
いるような対向する円筒形ロールの対により作られるニップに入る。これらのロ
ールの第１のものは金属製であり、および弦巻状の溝を切られた表面を有し、一
方他方のロールは平滑な表面およびゴム被覆を有した。次に、トウ帯を、３６．
７５メートル／分の表面速度における第１のロール対と、第１と同一であるが、
５８．３４メートル／分、すなわち第１の対の１．５９倍の表面速度において回
転する第２のロール対との間で延伸した。牽引および溝付きの表面によってもた
らされる差別化されたグリップの組合せの効果は、トウ帯を構成する繊維の長さ
方向の位置ずれであった。

【００５３】 この点から、位置ずれしたトウは、プロセスの残余を位置ずれロールの張力か
ら絶縁するのに役立つ２つの対向する平滑なロールの接触により作られるニップ
を通過する。次に、トウは低張力下で３つの引き続く延展位置（ステーション）
を通過する。該延展位置は、参照により本明細書の一部をなすものとするWatson
の米国特許第３，４２３，７９５号に記載されるように空気延展機および引取ロ
ールから構成され、各段階においてトウはより広く延展され、最終段階において
約７０インチ（１７８ｃｍ）幅であるような様式で設計されている。引取ロール
の表面速度は、それぞれの段階において、繊維がロール上に巻き付くのを防止す
るのに必要な最小限まで低下された。最終引取ロール段階の表面速度は３４．２
５メートル／分（３７．４６ヤード／分）であった。

【００５４】 次に、延展トウは、２〜４個の斜めに重ねられた層が連続的に作られ、そのよ
うにしてかさ高く弾力のある連続繊維詰め物を形成するような方法で、トウの方
向とは直交して作働するエプロン上へと畳まれる。次に、詰め物に対して、詰め
物製造において典型的に用いられるものであるアクリル樹脂（Rohm and Haas Co
mpanyから商業的に入手可能なRhoplex TR-407）を８質量％から１０質量％にお
いて塗布し、そしてさらなる取り扱いに耐えるのに必要な詰め物の強度を付与す
るために、１８０℃の熱結合オーブン中で硬化させた。次に、樹脂化された詰め
物を、寝袋のような充填製品へのさらなる加工のために、ロール上に収集した。

【００５５】 （実施例２） 本発明にしたがう２成分繊維を、位置当たりの総流量を１８６ポンド／時（８
４．４ｋｇ／時）（０．１５８２ポンド／時／毛管（０．０７１８ｋｇ／時／毛
管）の毛管当たりの流量を与える）に低下させたことを除いて、実施例１に従う
方法において製造した。ポリマー比率を、８８％のポリマーＡと１２％のポリマ
ーＢとに変化させた。加えて、紡糸速度を９５０ヤード／分（８６８．７ｍ／分
）に増加させた。そのように形成される繊維をまとめて、４本の７７，５００デ
ニール（８６，１１１dtex）のロープを形成し、および実施例１に記載されるよ
うに同時に延伸した。

【００５６】 次に延伸されたロープを積み重ねて、個々のリボンのものと同等の幅、および
初期のリボンの４倍の厚さを有する単一のリボンを形成した。

【００５７】 保存／輸送容器からトウを引き出し、そして実施例１に記載される方法に従っ
て位置ずれさせ／延伸し／斜めに重ね合わせて、かさ高く弾力のある連続フィラ
メント詰め物を形成した。

【００５８】 （実施例３） 実施例２に従う方法により、本発明の２成分の繊維を製造した。そのように形
成された延伸されたロープを、位置ずれさせおよび延展されたトウを直ちに巻き
取り、そして枕ティッキング中に挿入したことを除いて、実施例２に記載される
方法に従って位置ずれさせた。そのように製造された枕は、柔らかくかつ厚みが
あった。

【００５９】 前述のような本発明の教示の利点を得た当業者は、それに対する多数の改良を
施すことができるであろう。これらの改良は、添付される特許請求の範囲に記載
される本発明の範囲内に包含されると解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従う２成分トウの紡糸および延伸プロセスを示す概略図である。

【図２】 本発明に従うトウ延展プロセスを示す概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ダレン スコット クイン アメリカ合衆国 27534 ノースカロライ ナ州 ゴールズボロ クレアモント ロー ド 305 Ｆターム(参考） 4L033 AA07 AC09 CA59 4L041 AA07 AA18 AA19 AA20 AA25 BA02 BA05 BA42 BA60 BD10 BD11 CA06 CA10 DD01 DD10 DD15 4L047 AA21 AB03 BA05 BD01 CA20 CC07

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元的に捲縮され延展可能な連続フィラメントトウ帯。
2. 【請求項２】 該トウ帯は、弦巻状に捲縮されたフィラメントを含むことを
   特徴とする請求項１に記載のトウ帯。
3. 【請求項３】 該トウ帯は、２つの異なる成分ポリマーから製造される２成
   分繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載のトウ帯。
4. 【請求項４】 該フィラメントは、ポリエチレンテレフタレート単独重合体
   と、ポリエチレンテレフタレートの共重合体とを含むことを特徴とする請求項２
   に記載のトウ帯。
5. 【請求項５】 該２成分繊維は、ポリ（エチレンテレフタレート）およびそ
   の共重合体から成る群から選択される第１の成分と、ポリ（トリメチレンテレフ
   タレート）およびその共重合体から成る群から選択される第２の成分とを含み、
   それら２つの成分は、約９５：５から約５：９５の重量比において存在すること
   を特徴とする請求項３に記載のトウ帯。
6. 【請求項６】 該２つの成分は、約７０：３０から約３０：７０の重量比に
   おいて存在することを特徴とする請求項５に記載のトウ帯。
7. 【請求項７】 該第１の成分は、ポリ（エチレンテレフタレート）の共重合
   体であり、該共重合体を形成するのに用いられるコモノマーは、イソフタル酸、
   ペンタン二酸、ヘキサン二酸、１，３−プロパンジオールおよび１，４−ブタン
   ジオールから成る群から選択されることを特徴とする請求項５に記載のトウ帯。
8. 【請求項８】 ３次元的に捲縮され延展可能な連続フィラメントトウを含む
   ことを特徴とする詰め物。
9. 【請求項９】 ３次元的に捲縮され延展可能なトウから構成される充填製品
   。
10. 【請求項１０】 （ａ）２成分ポリマーを毛管を通して押出す工程と、 （ｂ）該押出されたポリマーをフィラメントへと紡糸して、中空繊維群を形成す
    る工程と、 （ｃ）該中空繊維群を急冷する工程と、 （ｄ）該急冷された繊維群を集めて、少なくとも２つの別個のロープを形成する
    工程と、 （ｅ）該別個のロープを同時に延伸して、平坦なリボンを形成する工程と、 （ｆ）該平坦なリボンを互いの上に積み重ねて、単一のトウ帯を形成する工程と
    、 （ｇ）該帯から張力を除去する工程と を具えたことを特徴とする３次元的に捲縮され延展可能な連続トウを作製する方
    法。
11. 【請求項１１】 該ロープを延伸する工程に引き続いて、該フィラメントに
    スリック化剤を塗布する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１０に記載
    の方法。
12. 【請求項１２】 該平坦なリボンを形成した後に、該フィラメントを冷却す
    る工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 【請求項１３】 該延伸工程に引き続いて、該フィラメントに帯電防止仕上
    剤を塗布する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 （ａ）少なくとも１つのポリマーを繊維群へと成形する工
    程と、 （ｂ）該繊維群を集めて、複数の別個のロープを形成する工程と、 （ｃ）該別個のロープを同時に延伸して、平坦なリボンを形成する工程と、 （ｄ）該平坦なリボンを互いの上に積み重ねて、単一のトウ帯を形成する工程と
    、 （ｅ）該帯を圧縮する工程と、 （ｆ）該帯から張力を除去して、該帯上に３次元的な捲縮を形成する工程と を具えたことを特徴とする３次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯を作製する
    ための方法。
15. 【請求項１５】 張力を除去した後に、該トウ帯に対して、機械的捲縮オー
    バーレイを付与することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 該ロープを延伸する工程に引き続いて、該フィラメントに
    スリック化剤を塗布する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１４に記載
    の方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０の方法に従って製造されることを特徴とする３
    次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯。
18. 【請求項１８】 請求項１４の方法に従って製造されることを特徴とする３
    次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯。
19. 【請求項１９】 請求項１７の３次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯を
    均一に延展する工程を具えたことを特徴とする詰め物の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１８の３次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯を
    均一に延展する工程を具えたことを特徴とする詰め物の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１７の３次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯か
    ら構成されることを特徴とする詰め物。
22. 【請求項２２】 請求項１８の３次元的に捲縮され延展可能な連続トウ帯か
    ら構成されることを特徴とする詰め物。
23. 【請求項２３】 前記充填製品は、枕、掛け布団、羽布団、および寝袋から
    成る群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の充填製品。