JP2003502516A - 吹き飛ばし可能な断熱材クラスター - Google Patents
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Abstract
Description
物、及びその製法に関する。
使用するための、羽毛様品質を有する断熱性材料を実現するために多くの試みが
成されてきた。これまで生産可能な材料を開発するために努力がなされ、大抵の
場合、非常に重くて密である(dense, 目が詰まっている)ために羽毛様とは見な
されないか及び/又は従来の装置では吹き飛ばすことが困難である材料が得られ
てきた。
及び第2の断熱性(ガラス)繊維材料の混合物から成る打綿断熱材(blowing ins
ulation)が記述されている。繊維群の一方は寸法が小さく、大きい繊維群の空隙
を充填する。
に加えて、大きい円筒状又は球状に形成された繊維体(fiber bodies)を用いた充
填性材料が記述されている。それら繊維体は、空隙を充填するのに当てにされて
いるそれら羽毛状形成体と一緒に混合されている。 アルトリッヒ(Aldrich)の米国特許第4,167,604号明細書には、羽毛
と、シリコーンで処理して毛羽を立てたウェブにするこのできる中空のポリエス
テルフィラメントから形成された合成短繊維(staple)との混紡物である、改善さ
れた断熱材材料が記述されている。
羽根及び羽毛と、ウェブ状に形成された合成ポリエステルとの組み合わせから成
る断熱性材料が記述されている。 スミス(Smith)の米国特許第4,468,336号明細書には、空間に吹き飛
ばされる、目の粗い充填断熱材が記述されている。この断熱材材料は、目の粗い
セルロース断熱材と短繊維との混合物から成る。
繊維(binder fibers)を断熱性繊維と混紡することによって形成された断熱材が
記述されている。それら断熱性繊維は、合成繊維及び天然繊維から成る群から選
ばれ、あらゆる望ましい形状に切断することのできるバット(batt)に形成されて
いる。 ヘルナンデス(Hernandez)等の米国特許第5,458,971号明細書には、
衣服(garments)の繊維充填材として有用な繊維混紡物が記述されている。その繊
維充填材の混紡物は、縮みじわをつけた(crimped)中空ポリエステル繊維と、縮
みじわをつけた結合繊維とから成る。
テル短繊維と有機短繊維との混紡物から成る、ポリエステル繊維充填材料が記述
されている。 フランク(Frank)の米国特許第5,492,580号明細書には、第1の熱可
塑性繊維、熱硬化性繊維、無機繊維又は有機繊維と、第2の熱可塑性繊維との混
合物を混紡することによって形成される材料が記述されている。
成羽毛が開示され;しかも、低密度の集合体の中に細い繊維を使用することによ
って実現することのできる、軽量の断熱材系について特に言及されており;更に
、断熱性バットを作るのに使用されるときに、高い[暖かさ]対[重量]比、柔
らかい手触り感、優れた圧縮回復性(compressional recovery)、等の好都合な羽
毛様品質を提供する繊維混合物の範囲が記述されている。この材料にアプローチ
すれば、場合によっては、天然羽毛の断熱性を越えることさえありうる。しかし
、機械的観点から言えば、極端に細い繊維は、剛性不足及び強度不足を欠点とし
て持ち、それらが不足することによって、それら繊維を生産し、操作し、使用す
ることが困難になる。そのような合成断熱材材料の回復特性(recovery properti
es)は、直径の一層大きい繊維で高められるが、大きい繊維成分が増加すれば、
全体の断熱特性が著しく減少する。細い繊維の集合体の機械的安定性に関する諸
問題は、湿潤条件で悪化する。なぜなら、毛管水の存在と関連のある表面張力は
、重力又は他の通常の使用負荷に起因する力よりもかなり大きく、また、それら
表面張力は、その構造に更に多くの悪影響を及ぼすからである。水鳥の羽毛とは
異なり、開示されている繊維の組み合わせによって、優れた耐湿潤性が提供され
る。
を使用して、望ましい特性を失うことなく断熱材統合性を改善することが開示さ
れている。一層具体的に言えば、その明細書に開示されている発明は、結合性の
ある(cohesive)繊維構造の形態の合成繊維断熱材材料であって、その構造が、(
a)3〜12μmの直径を有する合成ポリマーの微小繊維 70〜95重量%;
及び(b)12〜50μmの直径を有する合成ポリマーの巨大繊維 5〜30重
量%;の集合体から成り、それら繊維の少なくとも幾つかはそれらの接触点で結
合されており、その結合は、得られた構造物の密度が3〜16kg/m3の範囲
であり、結合された集合体の断熱性が、結合されていない類似の集合体の断熱性
と比べて、等しいか又は実質的に劣っているようであることを特徴とする上記断
熱材材料に関する。上記明細書には更に、好ましい繊維混紡物の羽毛様クラスタ
ーの形態が記述されている。クラスター形態がバット形態よりも優れている性能
上の明確な利点についても開示されている。
長たらしいバッチ法で、手作業により作られている。更に、従来技術の材料は、
容易には吹き飛ばすことのできない材料であって、従来の製造装置では取り扱う
ことができない。従って、吹き飛ばし可能な(blowable)材料が要求されている。
その材料は、羽毛の部分的又は全面的代用品として使用することができ、従来の
製造装置を用いて作り吹き飛ばすことができる。
とである。 本発明の更なる目的は、羽毛又はその他の吹き飛ばし可能な、天然の断熱材材
料の部分的又は完全な代用品として使用することのできる、吹き飛ばし可能な材
料を提供することである。
クラスターである。そのバットは、熱硬化したバットであって、好ましくは、撥
水性仕上げ又は潤滑性仕上げ繊維及び/又は乾燥繊維及び/又は結合繊維(binde
r fiber)から成る。次いで、そのバットは、機械的に細断されて、従来の装置に
よって吹き飛ばすことのできる小さいクラスターになる。それらクラスターの幾
分ランダムな形状のおかげで一層優れたパッキング(packing, ぎっしり詰めるこ
と)が可能となり、一層均一に充填されることとなる。他の態様では、そのクラ
スターを、羽毛(down)、ウール、絹、綿およびその他の、目的にかなった断熱品
質を有する天然の材料を含む天然材料と結合させる。更に他の態様では、撥水性
仕上げ合成繊維及び/又は潤滑性仕上げ合成繊維並びに乾燥繊維の両者から成る
複合材料が開繊され、前記した天然材料と共に、そのクラスターと混紡される。
それらの態様の目的はひとえに吹き飛ばし可能な材料を提供することにある。そ
の材料には、嵩高性、良好な圧縮特性、改善された手触り感、および優れた混紡
性(blendability)、均一性及び感触(feel、手触り感)がある。
る。このバットは、熱硬化したバットでもよいし、熱硬化していないバットでも
よく、これは、バットの組成に依存する。そのバットは好ましくは、撥水性仕上
げもしくは潤滑性仕上げ繊維及び/又は乾燥繊維及び/又は結合繊維を含有する
。次いで、そのバットは、機械的に1回以上細断されて、吹き飛ばし可能で望ま
しい羽毛様品質を有する小さいクラスターになる。ウェブ(通常、単層材料)及
びバット(通常、多層材料)、又はそれらの部分は、本発明のクラスターを作る
のに使用することができるように意図されている。続いて、それらクラスターを
製造する方法を例示的に記述する。
作られた軽量のカードスライバ(card sliver)で作ることができる。その繊維混
紡物は、ドノバン(Donovan)等の米国特許第4,992,327号明細書に開示
されている繊維混紡物であるのが好ましい。この特許明細書の開示内容は、それ
に言及することによって本明細書に組み入れられている。他の好ましい態様では
、撥水性仕上げもしくは潤滑性仕上げ繊維及び/又は乾燥繊維及び/又は結合繊
維から成る繊維混紡物(fiber-blends)が利用される。そのスライバは、先ず、こ
のために通常使用される容器(cans)の中のカード出力側で収集され、次いで、結
合繊維の混合物を熱によって結合させる加熱管を直接通過する。この結合工程は
、嵩高いカードスライバを収縮させないで且つ密にしないで遂行することが重要
である。各スライバ端部は、縦管の中を通って落ち、同時に、ガイドリング(gui
de rings)によって中心に来るように寄せられ、熱風がその縦管を通って上向き
に吹くとき、嵩高く、線状に伸びる繊維集合体を結合させる。加熱管の出口で、
そのスライバは、ギロキン型短繊維裁断機の入口側に引き伸ばされる。切り口で
の繊維溶融による緻密化の影響(densifying effects)を受けることなく、クリー
ンカット(clean cut, スパッと切れた切り口)が達成される。この方法によって
、非常に嵩高い繊維のクラスターが集められる。
平方ヤード(oz/yd2)のPRIMALOFT(登録商標)バット[PRIMALOFT(登録商標) O
NE]の長くて薄いスライス(slices)を利用して試験を行った。PRIMALOFT(登録
商標)バットは、直交重ね合わせ接合構造体(cross-lapped, bonded structure)
であり、上記のドノバン等の特許明細書に記述された種類の繊維混紡物から成り
、市販されている。幅約7/8インチの、バットのストリップ(strips, 細片)は
、繊維配向(fiber orientation)をストリップの長さに概して平行にさせ、しか
も、カード・スライバに類似させながら、横方向(crossmachine direction)(C
D)に沿って切断した。PRIMALOFT(登録商標)バットから取ったストリップは
事前に接合させておき、従って、カッターに送り込むのに十分な統合性(integri
ty)を有していた。切断する前に接合することによって、切片(cut, 切れ端)の品
質が改善されたものと思われる。使用したステープル・カッター[日本のエース
機械(株)(Ace Machinery)製の実験装置、指定モデル番号C−75]は、7/
8インチ間隔で切断するように設定した。このカッターによって、PRIMALOFT(
登録商標)供給原料はクリーンカットされて(cleanly cut, スパッと切断されて
)、クラスター様立方体(それぞれ、約7/8×7/8×7/8インチ)の集合
物(collection)になった。このクラスター集合物の密度は、0.5ポンド/立方
フィートよりもかなり小さいように思えた。それ故に、その集合物は羽毛様とな
り、且つ非常に重量効率がよい(weight-efficient)断熱材となる。0.5ポンド
/立方フィートが公称密度であり、また、切断工程の間、高密度化は実質的に全
く観測されなかった。
し、本発明のクラスターが、バットからよりもむしろカード・スライバから直接
に作られるならば、得られるクラスターの形状は、立方体様又は矩形と言うより
むしろ、幾分円筒状となる。
ら成るバットが使用される;とは言え、他の繊維質形態のものも同等に適切であ
る。 カード・ラップ又はウェブは、羽毛の密度に匹敵する密度を有するバットに形
成するのが好ましい。カード・ラップ又はウェブは、結合繊維及び/又は乾燥繊
維及び/又は0.5〜6.0デニールの撥水性繊維で調製される。この好ましい
方法において、カード・ラップ又はウェブは、結合繊維 40%と、1.4デニ
ールの乾燥繊維 30%と、1.4デニールの撥水性繊維 30%とから成る。こ
れらの選定された繊維は、固定平坦部(stationary flats)を備えた単一円筒状の
金属製カード(card; 毛羽立て機)によって毛羽立てし、3オンス/平方ヤードの
集合体にするのが好ましい。これらのカードは、ホリングスワース サコ ロウ
エル オブ グリーンビレ(Hollingsworth Saco Lowell of Greenville) サウス
カロライナ州から入手することができる。このようにして得られたカードは、結
合繊維を熱硬化するための電気熱源及び/又はガス燃焼熱源を通って送られる。
そのバットは、繊維を結合させるのに十分な時間と温度をかけて加熱する。この
場合、使用温度は、300〜400oFであった。今、熱硬化したバットは、次
いで、細断し、好ましくは、「ザ ランド マシーン カンパニー オブ マセ
ドン(the Rando Machine Company of Macedon), ニューヨーク州」製のランド・
オープナー・ブレンダー(Rando Opener Blender)で2回細断し、本発明のクラス
ターを形成する。図1と図2は、2回細断したクラスターの正面図である。
クラスターの統合性(integrity)及び耐久性を改善すること; ・ 結合繊維の含有量を変えて、クラスターの細断性、切断性、密着性及び性
能特性を微調整すること; ・ クラスターの寸法、形状及びアスペクト比を変えること; ・ 目的にかなうなら、超音波結合手段を使用すること; ・ クラスターを1回以上細断すること; ・ 熱硬化していないバットを使用すること;並びに、 ・ バット又はウェブの一部のみを細断すること。
であり一層容易に混紡することができることが分かった。更に、細長く切ること
のできる熱硬化済みバットのストリップ又はスライバを利用し、次いで、標準の
細断工程によりこれらの部分を利用してクラスターを形成することができる。 本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、上記に示した諸例から幾つか
の変形を実行することは可能であり、また、望ましい場合がある。
様を示す。これらの代替態様をロフト(嵩高さloft)と圧縮挙動で評価し、布のチ
ャンネル用材として試験した。混紡材料は、それを構成する個々の成分よりも優
れていることが判明した。留意すべき事項は、本発明では、クラスターとの混合
物の形態において、絹、ウール、綿および目的にかなったその他の天然の断熱材
料などの天然材料、又はそれらの組合せを使用することを意図しているというこ
とである。もちろん、必要であれば、このような材料を加工して、その混合物に
吹き込み可能性(blowability)を付与することができる。また、本発明では、更
に、クラスター、天然材料および開繊繊維(open fiber)を含む合成材料から成る
他の態様を意図している。その混合物に用いられる開繊繊維は、0.5〜6.0
デニールの繊維、撥水性仕上げ繊維または潤滑性仕上げ繊維の混合物であっても
よい。
%とから成る、2回細断したバットクラスター 25ポンドを、ブローイング・
ステーション(blowing station; 吹き飛ばし装置)の混合用タンクの中に移した
。ひとたび、そのタンク中のビーター(beaters)が作動して、いかなる問題もな
く、計量・ブローイング装置(metering and blowing system)を通過すれば、そ
の細断されたバットクラスターは単独で非常に容易に開繊した。
、その生成物は非常に均一であり、羽毛に非常に似ていた。その生成物は非常に
良好に吹き飛んだ。その生成物は、手触り感の評価を行うために、ベスト(vest)
の中に入れた。その生成物は良好に広がった。その混合物はまた、羽毛単独の場
合よりも、作業性が容易であった。
た。次いで、細断したバット 25ポンドを添加した。それら成分は、混紡する
のに、試験2の方法よりも一層時間がかかったが、良好に混紡するように見えた
。更に、得られた生成物も均一性が外観上わずかに劣っていた。その生成物は、
非常に良好に吹き飛んだ。その生成物は、手触り感の評価を行うために、ベスト
の中に入れた。その生成物の広がり性(spreadability)は、試験2の生成物のも
のより劣っていた。しかし、その混合物は、羽毛単独の場合よりも、作業性が一
層良好であった。
2の生成物50ポンドのバッチを作り、12着のベストに充填した。その混紡は
、以前の試みの場合と同程度に容易であり均一であった。また、その生成物は、
羽毛ブローイング装置で都合よく吹き飛んだ。しかしながら、クラスター/羽毛
の比50/50の代わりに、そのクラスター/羽毛の比を65/35に変えた。
その生成物は50/50比のもののように良く吹き飛ぶことがなかったし、均一
にもならなかった。
りに、クラスター/羽毛の比は、75/25に変えた。その生成物は、50/5
0の比の場合のように良好に吹き飛びもせず、均一にも成らなかった。
で使用した混紡物は、50/50混紡物に比べて、羽毛様手触り感が劣っていた
。これらの混紡物はまた、精確な量で計量して供給することが困難である。ブロ
ーノズル(blow nozzle)のサイジング(sizing)は、これのために補正することが
できる。場合によっては、手で混紡することも組み入れて、それら混合物の特性
を向上させることができる。
る。乾燥時、及び水への種々の浸漬時間の後における、合成混紡物;羽毛/合成
断熱材タイプ;及び羽毛;のロフト(loft)、水分増加、及び密度を測定する試験
を行った。
態を与えるために、諸試験材料は、浸漬する前に、織物の枕カバーの中に置いた
。これら枕カバーは、8インチ×9インチであり、3オンス/平方ヤードのリッ
プストップ・ナイロンで作り、3つの端部を縫った。第4番目の端部は安全ピン
で固定した。
バットクラスター;細断したバットクラスターのみ;帯電防止処理を行った細断
したバットクラスター;であった。断熱材料12gを各枕カバーの中に置いた;
3つの反復試験片に各材料タイプを充填した。各試料の、初期のロフト、及び重
量を測定し記録した。
べたままにした。そのとき、各試料は、一旦、工業用絞り機を通し、次いで、ロ
フトを測定した。次いで、各試料を、10秒間、力強く振盪し、次いで、ロフト
を再び記録した。次いで、それら試料は、再び10秒間沈め、次いで、全体を浸
漬放置して1、2及び4時間後に測定することができるように、その工程を繰り
返した。図5は、浸漬放置のロフトに及ぼす影響を比較するグラフである。図6
は、浸漬放置後のロフトの差異を示す図であって、(A)は、浸漬し、絞り機に
かけ、次いで振って4時間後の羽毛であり;(B)は、浸漬し、絞り機にかけ、
次いで振盪して4時間後の、50/50の羽毛/細断したバットであり;(C)
は乾燥羽毛である。
。通常、湿潤性能条件下では、羽毛は乾燥時ほどには嵩高くない。その羽毛は平
らになり、結果として薄くなる。そのクラスターは(単独および羽毛との混合物
の形態において)優れた耐水性を示し、洗浄することにより高くなり、羽毛単独
で充填された材料に典型的なほどには、凝集しない。
が生じることが分かる。そのことは、織物柔軟性シート及び/又は静電除去スプ
レーをもって処置される。しばしば静電除去処理をした(細断前の)バットを扱
うのが好ましい。
しい諸態様を詳細に開示し記述してきたが、本発明の範囲は、それら諸態様によ
り限定されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって
決定されるべきである。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 バット、ウェブ、バットの一部、及び1回以上細断されて吹
き飛ばし可能なクラスターになったウェブの一部より成る群から選ばれる1種以
上の材料から成る、吹き飛ばし可能な断熱材材料。 - 【請求項2】 吹き飛ばし可能な天然の断熱材材料との混合物の形態にある
、請求項1の吹き飛ばし可能なクラスター。 - 【請求項3】 前記天然の材料が、羽毛、ウール、絹および綿より成る群か
ら得られる1種以上から成る、請求項2の混合物。 - 【請求項4】 更に開繊された撥水性合成繊維、潤滑性仕上げ合成繊維およ
び乾燥合成繊維より成る群から選ばれる1種以上の材料から成る、請求項2の混
合物。 - 【請求項5】 前記天然の材料が、羽毛、ウール、絹および綿より成る群か
ら得られる1種以上から成る、請求項4の混合物。 - 【請求項6】 前記クラスターが、その混合物のわずか50%である、請求
項2の混合物。 - 【請求項7】 前記乾燥繊維が乾燥ポリエステルであり、前記撥水性繊維ま
たは潤滑性仕上げ繊維がシリコーン処理したポリエステルである、請求項4の混
合物。 - 【請求項8】 請求項1の混合物が、その混合物のわずか40〜70重量%
である、請求項2の混合物。
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