JP6417497B1 - 吹き込み可能な綿状物断熱材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、吹き込み可能な断熱材料または充填材料、ならびにその製造のための装置および方法を提供する。吹き込み可能な断熱材料または充填材料は、分離され伸びる複数の綿状物を含み、その綿状物のそれぞれが複数の繊維で形成される。綿状物は、比較的開いた広がった中間部分を含む。綿状物はまた、中間部分の両端から延びる比較的密な撚られたテール部分も含む。綿状物は、それが詰まることなく既存のガーメント充填吹き込み装置で利用することができて、優れた柔らかな手触り、耐熱性および耐洗濯性を含む。綿状物は、回転する中空ドラムの穴にステープル繊維を強制的に通して、ドラム内で綿状構造物を部分的に形成することにより形成されてもよい。部分的に形成された綿状物が、回転するドラム内にドウェルタイムの間において保持されて、綿状構造物を完成させることができる。

Description

開示の分野

本開示は一般に、吹き込み可能な断熱材およびその製造方法に関し、とりわけ、綿毛断熱材を模した吹き込み可能な綿状物断熱材およびその製造方法に関する。

開示の背景

例えば、衣類、寝袋、寝具などの物品において使用するための綿毛様品質を有する断熱および／または充填材料を実現するための試みがなされてきた。このような材料を開発するためのこれまでの取り組みでは、綿毛様と見なすには重すぎ、密度が高すぎる、かつ／または従来の充填吹き込み装置で適切に利用することができない断熱および／または充填材料が得られることが最も多かった。例えば、これらの材料は、従来の充填吹き込み装置を詰まらせ、かつ／またはこのような装置に供給もしくは投入されにくい傾向があることがある。

綿毛様品質を有するポリエステル断熱製品のいくつかのこれまでの試みには、不十分な手触り、耐洗濯性、フィルパワーおよび吹き込み効率が含まれる。別の例として、いくつかの綿毛様品質を生み出すことに成功した、典型的なガーメント充填吹き込み装置で利用することができるいくつかの従来のポリエステル断熱製品は、綿毛の柔らかな手触りと耐洗濯性を犠牲にしている。これらの材料は、くっついて、特に洗濯後に物品内を移動しない傾向がある。

したがって、綿毛の手触り、耐洗濯性およびフィルパワーを有し、従来の吹き込み装置で利用することができる、製造された断熱および／または充填材料が必要とされている。

本開示の開示を容易にするために従来の技術の特定の態様を論じたが、出願人がこれらの技術的態様を否定するものでは決してなく、特許請求の範囲に記載の開示が、本明細書に記載の従来の技術的態様のうちの１つまたは複数を包含してもよいことが意図される。

情報の文書、行為または項目が参照または説明される本明細書において、この参考文献または説明は、情報の文書、行為または項目あるいはそれらの任意の組み合わせが優先日に公的に利用可能であったこと、一般に知られていたこと、一般常識の一部であったこと、または、適用される法的規定の下で先行技術を構成すること、あるいは、本明細書が関係する任意の課題を解決する試みに関連すると知られることを承認するものではない。

開示の概要

簡単には、本開示は、典型的な現在のガーメント充填吹き込み装置において利用することができて、綿毛断熱材の手触り、耐洗濯性、フィルパワーおよび吹き込み効率などの綿毛様品質を有する製造された断熱および／または充填材料の必要を満たす。本開示は、前述の技術の課題および不足のうちの１つまたは複数に対処することができる。しかし、本開示が、いくつかの技術領域における他の課題および不足に対処するのに有用であり得ることが意図される。したがって、特許請求の範囲に記載の開示は必ずしも、本明細書に記載の特定の課題または不足のいずれかに対処するものと限定して解釈されるべきではない。

本明細書に開示される吹き込み可能な充填材料または断熱材、前記材料を含む物品、および前記材料の製造のための方法の特定の実施形態はいくつかの特徴を有しており、その特徴のうちの１つが単独でそれらの望ましい属性の要因となるわけではない。以下の特許請求の範囲によって定義される吹き込み可能な断熱および／または充填材料、物品ならびに方法の範囲を限定することなく、それらのより顕著な特徴をここで簡単に説明する。この説明を考慮した後、特に、「本開示の詳細な説明」と題する本明細書の項目を読んだ後、本明細書に開示の種々の実施形態の特徴によって、現在の最先端技術に対するいくつかの利点がどのように提供されるか理解されるであろう。例えば、本発明の吹き込み可能な断熱および／または充填材料の実施形態を物品に取り入れると、得られる物品は、従来の非綿毛の充填材料または断熱材と比べて、手または皮膚で感じられる柔らかさが増す。開示される吹き込み可能な断熱および／または充填材料の実施形態を含む物品はまた、物品の耐洗濯性を向上させることもできて、従来の非綿毛材料と比べて改善されたフィルパワーおよび吹き込み効率を含み得る。吹き込み可能な断熱および／または充填材料はまた、従来の非綿毛の断熱および／または充填材料では通常発生する詰まりや他の投入の問題を伴わずに、典型的な充填吹き込み装置で利用されるように構成され得る。

１つの態様において、本開示は、吹き込み可能な断熱材料または充填材料を提供する。材料は、複数の繊維で形成される、複数の分離した、長手方向に伸びた綿状物を含んでもよい。綿状物は、比較的開いた広がった中間部分と、中間部分の両端から延びる比較的密な撚られたテール部分とを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、複数の繊維は合成繊維であってもよい。いくつかのこのような実施形態において、複数の繊維はポリエステルでできていてもよい。いくつかの実施形態において、複数の繊維は、０．１Ｄ〜８．０Ｄの範囲内のデニールを含んでもよい。いくつかの実施形態において、複数の繊維は、５ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内の長手方向の長さを含んでもよい。いくつかのこのような実施形態において、複数の繊維は、１５ｍｍ以下の長手方向の長さを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、綿状物の長手方向の長さは、２ｃｍ〜４．５ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、綿状物の中間部分の長手方向の長さは、０．１ｃｍ〜２ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、綿状物のテール部分の長手方向の長さは、０．８ｃｍ〜１．８ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、中間部分は、対応するテール部分のそれぞれの全幅および全厚それぞれを超える全幅および全厚を含んでもよい。いくつかのこのような実施形態において、中間部分の全幅は、中間部分の全厚を超えてもよい。

いくつかの実施形態において、中間部分およびテール部分は、長手方向に沿って実質的に直線的に延びてもよい。いくつかの他の実施形態において、中間部分のうちの少なくとも１つおよびテール部分のうちの少なくとも１つは、長手方向に沿って実質的に非直線的に延びてもよい。いくつかの実施形態において、複数の繊維は、長手方向の長さ、デニールおよび組成のうちの少なくとも１つが異なる繊維を含んでもよい。いくつかの実施形態において、綿状物それぞれが、約６００本の総繊維〜約１，２００本の総繊維の範囲内の個々の繊維の総数を含んでもよい。いくつかの実施形態において、材料は、３０グラムあたり２５０および８００立方インチの範囲内のフィルパワーを含んでもよい。いくつかの実施形態において、材料は、綿状物に形成されない緩い繊維を含んでもよい。

別の態様において、本開示は、物品のコンパートメント内に、本明細書に開示の吹き込み可能な断熱材料または充填材料を含む物品を提供する。

別の態様において、本開示は、吹き込み可能な断熱材料または充填材料の製造方法を提供する。本方法は、それを通って延びる複数の穴を含む中空ドラムを１００ＲＰＭ〜４００ＲＰＭの範囲内で回転させるステップを含んでもよい。本方法はさらに、回転するドラムの内側の中に真空圧を発生させるステップを含んでもよい。本方法はまた、内部の真空によって、複数のステープル繊維が複数の穴の中を引き通されて、複数の綿状物を部分的に形成するように、回転するドラムの外面にステープル繊維を付与するステップも含んでもよい。本方法はさらに、２分〜５分の範囲内のドウェルタイムの間、部分的に形成された綿状物を回転するドラム内に保持して、比較的開いた広がった中間部分と、中間部分の両端から延びる比較的密な撚られたテール部分とをそれぞれ含む、複数の分離した、長手方向に伸びた綿状物を形成するステップを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、ステープル繊維は、０．１Ｄ〜８．０Ｄの範囲内のデニールと、５ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内の長手方向の長さとを含んでもよい。いくつかの実施形態において、綿状物は、２ｃｍ〜４．５ｃｍの範囲内の長手方向の長さを含んでもよい。

記載の本開示のこれらおよびその他の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲および添付図面と併せて、記載の本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本開示と見なされる主題は、本明細書の末尾の特許請求の範囲において特に指摘され、明確に記載される。本開示の前述およびその他の特徴、態様および利点は、添付図面と併せて、以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。

本開示の特定の実施形態による吹き込み可能な断熱および／または充填材料の複数の綿状物の全体正面図である。

本開示による例示的な綿状物の全体正面図である。

図２の綿状物の上面図である。

図２の綿状物の側面図である。

図３に示した図２の綿状物の例示的な本体部分の断面図である。

図３に示した図２の綿状物の例示的なテール部分の断面図である。

本開示の特定の実施形態による吹き込み可能な綿状物断熱材および充填材料を製造するための機構の全体正面図である。

開示の詳細な説明

添付図面に示した非限定的な実施形態を参照して、本開示の態様および特定の特徴、利点ならびにこれらの詳細を以下でさらに詳しく説明する。周知の材料、製造ツール、加工技術などの説明は、本開示の詳細を不必要に不明瞭にしないために省略される。しかし、詳細な説明および（１つまたは複数の）特定の実施例は、本開示の実施形態を示しているが、単なる例示のためであって、限定するために記載されているわけではないことが理解されるべきである。基本概念の趣旨ならびに／あるいは範囲内の様々な置換、修正、追加および／または配置は、当業者には本開示から明らかになるであろう。

本開示の例示的な実施形態が以下で詳細に言及され、その例が添付図面に示される。可能な場合は、図面を通じて用いられる同じ参照番号は、同じか、または同様の態様を指す。

本開示は、綿毛塊、綿毛繊維および／または羽毛の特性を持つ綿状物を形成するように構造化された（天然および／または合成）繊維のタフトでできた吹き込み可能な充填材料または断熱材を提供する。一般に、綿状物は、膨らんだ、緩い中間部分と、中間部分の両端から延びる細い、締まった、撚られたテール部分とを持つ伸びた構造に形成された繊維の集合である。綿毛塊、綿毛繊維および／または羽毛と同様、綿状物は、それが詰まることなく既存のガーメント充填吹き込み装置で利用することができる。例えば、本開示の綿状物は、その吹き込みノズル内を流れる気流中で自然に並ぶこと、ならびに互いに自由流動性を形成および維持することによって、従来の、または典型的なガーメント充填吹き込み装置の詰まりを防ぐ。さらに、綿状物の構造は、綿状物が吹き込み装置の底部に急速に落下し、それによって、吹き込み装置によって引き上げられるのを避けるのを防ぐ（すなわち、長時間にわたって「浮遊する」）。さらに、綿状物は、吹き込み装置内を通されるため、綿状物が凝集したり、ロープ状になったりするのを防ぐように構成される。

綿状物はさらに、やはり綿毛塊、綿毛繊維および／または羽毛と同様、優れた柔らかな手触り、耐熱性および耐洗濯性を含むように構成される。例えば、綿状物の構造は、物品内で綿状物が自由に移動するように保つ一方で、柔らかな手触りを損なわない。綿状物は耐洗濯性の改善をもたらすが、その理由は、綿状物が、その構造によって、乾燥すると互いに容易に分離し、互いに自由に移動することができるからである。耐熱性に関して、綿状物は、耐熱性を向上させるエアポケットを作り出す嵩高性を与えるように構成される。これらの方法で、本開示は、綿毛塊、綿毛繊維および／または羽毛と同じように、あるいは実質的に同様に作用し、見え、洗濯され、かつ使用される綿状物で形成された吹き込み可能な充填材料または断熱材を提供する。

図１〜図６に示す通り、本開示の吹き込み可能な充填材料または断熱材の綿状物１０は、規定の構造に組織化された複数の個々の合成繊維または天然繊維で、あるいはこれらによって形成される。本開示において、「綿状物」という用語は、合成繊維または天然繊維あるいはフィラメントのタフトを指す。単一または特定の綿状物１０のみが図１〜図６に示され、本明細書において以下で説明されるが、本開示による吹き込み可能な充填材料または断熱材は、複数の綿状物１０を含んでもよい。本開示による吹き込み可能な充填材料または断熱材の複数の綿状物１０のそれぞれは、互いにわずかに異なっていてもよい。しかし、以下でさらに説明する各綿状物１０の少なくとも一般的な構成または構造は、同じか、または実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態において、吹き込み可能な充填材料または断熱材は、複数の綿状物１０、および緩い繊維または組織化されていない繊維（例えば、綿状構造物１０に形成されない繊維）を含んでもよい。一例では、緩い繊維は、吹き込み可能な充填材料または断熱材を約５重量％を超えて占めない。綿状物１０は、それで形成される得られる吹き込み可能な充填材料または断熱材が、約３０グラムあたり約２５０〜約８００立方インチの範囲内のフィルパワーを含むように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、綿状物１０は、図１〜図６に示す通り、比較的開いた広がった中間部分１２と、中間部分１２から延びる比較的密な細いテール部分１４とを含んでもよい。テール部分１４は、綿状物１０の長手方向の端部を規定する両自由端を規定してもよい。中間部分１２およびテール部分１４、ならびにそれによって全体として綿状物１０が、長手方向に沿って実質的に伸びていてもよい。いくつかの実施形態において、中間部分１２およびテール部分１４が、長手方向に沿って実質的に並んでいてもよい。中間部分１２および／またはテール部分１４は、長手方向に沿って実質的に直線的に延びてもよい。いくつかの代替の実施形態（図示せず。）において、中間部分１２および／またはテール部分１４は、綿状物１０が全体として凸または凹形状を形成するように、弓状または曲線状であってもよい。

図３に示す通り、綿状物１０の中間部分１２は、テール部分１４のそれぞれよりも長手方向に長く延びてもよい。中間部分１２とテール部分１４の間の移り変わりは緩やかであってもよいが、本開示において、綿状物１０のテール部分１２は、繊維２０の大部分が、全体として互いに撚られた、またはらせん状の配置に配置された部分として規定される。図３の上面図に示す通り、中間部分１２は、テール部分１４の長手方向の最大長さＬ２よりも長い長手方向の最大長さＬ１を規定してもよい。しかし、いくつかの綿状物１０において、中間部分の長さＬ１は、対応するテール部分１４のうちの少なくとも１つの長さＬ２以下である。特定の綿状物１０の長さＬ２のテール部分１４は、互いに実質的に同じであっても、または異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、中間部分の長さＬ１は、約０．１ｃｍ〜約２ｃｍの範囲内、または約１ｃｍ〜約１．８ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、テール部分１４の長さＬ２は、約０．８ｃｍ〜約１．８ｃｍの範囲内、または約１ｃｍ〜約１．５ｃｍの範囲内であってもよい。テール部分１４の自由端の間に延びる綿状物１０の全長の長手方向の長さＬ３は、約２ｃｍ〜約４．５ｃｍまたは約２．５ｃｍ〜約４ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、複数の綿状物１０で形成された吹き込み可能な断熱材料または充填材料は、約３．５ｃｍの平均全綿状物長さＬ３、約１．１ｃｍの平均テール部分１２長さＬ２、および／または約１．２ｃｍの平均中間部分１２長さＬ２を含んでもよい。

中間部分１２は、図５の断面図に示す通り、綿状物１０の最大幅Ｗ１および最大厚Ｔ１を規定してもよい。図５に示す通り、綿状物１０の中間部分１２の幅Ｗ１は、その厚さＴ１よりも大きくてもよい。同じく図５に示す通り、中間部分１２は、それによって実質的に、長円または楕円形状の断面を形成してもよい。いくつかの実施形態において、中間部分１２の断面形状は、実質的に丸い楕円形または実質的に尖った楕円形であってもよい。他の実施形態において、中間部分１２の幅Ｗ１は、その厚さＴ１以下であってもよい。いくつかの実施形態において、中間部分１２の幅Ｗ１は、約０．２ｃｍ〜約１ｃｍの範囲内、または約０．４ｃｍ〜約０．７ｃｍの範囲内であってもよい。いくつかの実施形態において、複数の綿状物１０で形成された吹き込み可能な断熱材は、約．６ｃｍ〜約．７ｃｍの範囲内の平均綿状物中間部分幅Ｗ１を含んでもよい。

綿状物１０を形成する繊維２０は、任意の繊維２０であってもよい。例えば、繊維２０は、合成繊維、天然繊維またはこれらの組み合わせであってもよい。一例では、綿状物１０を形成する繊維２０は、ポリエステル、ポリプロピレン、ビスコースレーヨン（すなわち、ｔｅｎｃｉｌ）、ポリ乳酸、炭素（例えば、中空でない炭素繊維またはナノチューブ炭素繊維）、ポリエステル複合体および／または形状変化材料、ならびにこれらの組み合わせで少なくとも部分的に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、綿状物１０は、単一組成（例えば、ポリエステル）の繊維２０で形成されてもよく、他の実施形態において、綿状物１０は、異なる組成の繊維２０のブレンドで形成されてもよい。

繊維２０の組成と同様、特定の綿状物１０を形成する繊維２０の構成は均一であってもよく、または綿状物１０は、異なる構成の繊維２０のブレンドで形成されてもよい。例えば、特定の綿状物１０の繊維２０は、実質的に均一な長さおよび／またはデニールのものであってもよく、あるいは繊維２０は、その長さおよびデニールのうちの少なくとも１つが異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、繊維２０のデニールは、約０．１Ｄ〜約８．０Ｄの範囲内であってもよい。繊維２０の長さは、約５ｍｍ〜約５５ｍｍの範囲内、または約５ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内であってもよい。

綿状物１０を形成する繊維２０の組成および／または構成は、それによって、上述の綿毛様品質を維持しながら、特定の必要または使用に合わせて調整することができる。例えば、綿状物２０は、長さ約１２ｍｍおよび約０．５Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０で形成されてもよい。別の例として、綿状物２０は、長さ約１２ｍｍおよび約１．４Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０で形成されてもよい。同様に、異なる繊維２０または繊維ブレンドの綿状物１０を組み合わせて、調整された吹き込み可能な充填材料または断熱材を形成してもよい。例えば、図１〜図６に示した例示の綿状物１０は、約５０％の長さ約１２ｍｍおよび約０．５Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０と、約５０％の長さ約１２ｍｍおよび約１．４Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０とで形成されている。異なる繊維２０の綿状物１０で形成された吹き込み可能な充填材料または断熱材の別の例として、綿状物１０は、約３５％の長さ約１２ｍｍおよび約０．５Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０と、約３５％の長さ約１２ｍｍおよび約１．４Ｄのシリコーン処理したポリエステル繊維２０と、約３０％の長さ約１２ｍｍおよび約６Ｄの複合ポリエステル繊維２０とで形成されてもよい。

別の例として、綿状物１０を形成する繊維２０は、乾燥環境向け（例えば、特定の流行服、非高性能品、家庭用備品など向け）または湿潤環境（例えば、屋外および高性能服）向けに特に構成されてもよい。いくつかの実施形態において、繊維２０は、水または他の液体をはじくのに効果的な撥水性処理を含んでもよい。さらに別の例として、綿状物１０を形成する繊維２０は、熱および／または水蒸気処理などの処理プロセスによって、形状、配向または他のパラメータを変えるように構成されてもよい。いくつかのこのような実施形態において、繊維２０は、綿状物１０の処理によって、コイル状に巻くか、または捲縮する（あるいはよりいっそうコイル状に巻くか、または捲縮する）ように構成されてもよい。繊維２０のこのようなコイルまたはクリンピングは、綿状物１０の少なくとも中間部分１２の幅Ｗ１および／または厚さＴ１、ならびに／あるいは綿状物１０の全体の形状または構成を大きくするように作用してもよい。いくつかの実施形態において、綿状物１０は、綿状物１０を成形する処理（例えば、熱および／または水蒸気）を経るように構成されてもよい。例えば、綿状物１０は、その長手方向の長さＬ３に沿って綿状物１０を曲げる処理が施されてもよい。綿状物１０のこのような曲がった形状は、その長手方向の長さＬ３に沿って実質的に直線的に延びる綿状物１０の材料と比べて、得られる材料のフィルパワーおよび／または耐熱性を向上させるように作用してもよい。

上で述べたように、綿状物１０の繊維２０の構造が、綿毛塊、綿毛繊維または羽毛の有利な品質のいくつかをもたらしてもよい。図１〜図６に示す通り、綿状物１０の繊維２０は、膨らんだ、緩い中間部分１２と、中間部分１２の両端から延びる細い、締まった、撚られたテール部分１４とを持つ伸びた形状の綿状物１０を形成するよう配置される。図３および図５に示す通り、中間部分１２は、繊維２０が緩く配置されるか、または互いに間隔を大きくあけるように「開いている」。このようにして、中間部分１２の中の繊維２０の密度は、テール部分１４の密度よりも低い。中間部分１２の中の繊維２０の開いた配置または間隔は、（例えば、テール部分１４と比べて）中間部分１２の表面積を大きくするように作用し、構造内に空気を流入させる。このようにして、綿状物１０は、空気流を「受ける」帆と同様に機能して、空気中をゆっくりと落下してもよい（すなわち、「浮遊する」）。それによって、中間部分１２は、吹き込み装置の空気流によって、装置内、およびそれによって充填される物品または基材内に綿状物１０を効率的に運び、または押すことを可能にし、綿状物１０が装置によって容易に引き上げられるように、綿状物１０が、吹き込み装置の供給室内で長時間にわたって浮遊し続けられるようにする。

中間部分１２の繊維１０は、少なくとも一般に長手方向に沿って延びてもよい。しかし、図３および図５に示す通り、中間部分１２の繊維１０は、長手方向に沿って非直線的に延びてもよい。例えば、中間部分１２の繊維２０は、一般に長手方向に延びるように、幅方向および／または厚さ方向にランダムに延びてもよい。別の例として、中間部分１２の繊維２０は、実質的に捲縮されても、コイル状に巻かれても、蛇行しても、正弦曲線を描いてもよく、または一般に長手方向に延びるように、少なくとも一般に、その他の任意の非直線的なパターンまたは配向を含んでもよい。同様に、中間部分１２の繊維２０は、規定のパターンで絡み合っていても、または混じり合っていてもよく、あるいは、ランダムな配置で構成されてもよい。例えば、中間部分１２の繊維２０は、中間部分１２の１つまたは複数の他の繊維２０と緩く撚られていてもよい。しかし、全体として（すなわち、少数の個々の繊維２０ではない。）、中間部分の繊維２０は、締まった、閉じた撚られたパターンで配置されていなくてもよい。

図３および図６に示す通り、中間部分１２の繊維２０の膨らんだ緩い配置とは対照的に、テール部分１４の繊維２０は、比較的細い、閉じた、撚られた配置に形成されてもよい。テール部分１４は、その幅および／または厚さが、中間部分１２の幅および／または厚さよりも実質的に小さくてもよいという点で、細くてもよい。図６の断面に示す通り、テール部分１４は、実質的に円形の断面形状を規定してもよい。他の実施形態において、テール部分１４の断面形状は、中間部分１２の断面形状（図５参照）と異なっていても、異なっていなくてもよい任意の非円形状であってもよい。

テール部分１４の繊維２０は、図３および図４に示す通り、比較的締まった関係または密接な関係に束ねられても、あるいはまとめられてもよく、全体として互いに撚られた、またはらせん状の配置に配置されてもよい。このようにして、図３および図４に示す通り、中間部分１２から延びる繊維２０が、全体として、比較的締まった、閉じた、撚られた性質にまとめられる／撚られるとき、テール部分１４は、断面サイズが小さくなってもよい。それによって、テール部分１４は、図６に示す通り、中間部分１２の繊維密度よりも高い繊維密度を持つ、（例えば、中間部分１２と比べて）実質的に「閉じた」性質を含んでもよい。

テール部分１４の繊維２０の細い、閉じた、撚られた配置、および中間部分１２の繊維２０の膨らんだ、開いた配置によって、綿状物１０が、（例えば、吹き込みノズルを通過する間）気流中で／気流と長手方向に並び、自由流動性を維持することが可能になる。さらに、テール部分１４の繊維２０の細い、閉じた、撚られた配置、および中間部分１２の繊維２０の膨らんだ、開いた配置は、複数の綿状物１０で充填された物品または基材に嵩高性と膨らみを与える。例えば、綿状物１０の構造は、それらの間のエアポケットの形成を促進し、これが、耐熱性を向上させるように作用してもよい。綿状物１０を形成する繊維２０は、その長さに沿ってずれていてもよい（すなわち、繊維２０は、長手方向に沿って並んでいなくてもよく、綿状物１０の長手方向の長さＬ３全体に延びてもよい）。例えば、特定の繊維２０は、中間部分１２と、テール部分１４のうちの少なくとも１つとの両方を部分的に形成してもよく、または、綿状物１０の一部を部分的に形成するだけでもよい。

中間部分１２およびテール部分１４は、およその量の繊維２０を含んでもよく、または中間部分１２およびテール部分１４は、異なる量の繊維２０を含んでもよい。例えば、特定の中間部分１２は、対応するテール部分１４のうちの少なくとも１つよりも多くの繊維２０を含んでもよい。同様に、綿状物１０のテール部分１４は、互いに異なる量の繊維２０を含んでもよい。いくつかの実施形態において、特定の綿状物１０のテール部分１４のうちの一方の長さＬ２、幅、厚さ、形状、配置またはその他の任意の構成が、その他方のテール部分１４と異なっていてもよい。綿状物１０あたりの分離した、または個々の繊維２０の総数は、使用されている繊維２０の特定の構成または組成によるなどして変わってもよい。いくつかの実施形態において、綿状物１０は、約６００本の総繊維２０〜約１，２００本の総繊維２０の範囲内、または約７００本の総繊維２０〜約１，０００本の総繊維２０の範囲内の繊維２０の総数を含んでもよい。いくつかの実施形態において、複数の綿状物１０で形成された吹き込み可能な断熱材料または充填材料は、綿状物１０あたり約８７５本の総繊維２０など、綿状物１０あたり約８００本の総繊維２０〜綿状物１０あたり約１，０５０本の総繊維２０の範囲内の綿状物１０あたりの繊維２０の平均総数を含んでもよい。

図７は、例示的な装置１１０、および本開示による吹き込み可能な充填材料または断熱材（すなわち、本明細書に開示の複数の綿状物１０）を製造するための対応する方法を示す。いくつかの実施形態において、装置１１０および対応する方法は、ファイバーボール製造装置および方法のものと同様の態様および／または運転パラメータを含んでもよい。図７に示す通り、装置１１０は、回転数Ｒで回転するように構成されている中空ドラム１３０を含んでもよい。同じく図７に示す通り、中空ドラム１３０は、その外面１３４から内面１３６にドラム１３０を通って延びる複数の分離した穴１３２を含む。ドラム１３０の穴１３２は、任意の形状、サイズおよび構成であってもよい。いくつかの実施形態において、穴１３２は、実質的に円形、丸い長円形、尖った長円形またはこれらの組み合わせであってもよい。穴１３２の形状によって、それによって形成される綿状物の形状または構成が少なくとも部分的に決まってもよい。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの穴１３２の周りに延びる、またはこれを形成するドラム１３０の他の部分に対して、穴１３２のうちの少なくとも１つの周りに延びる、またはこれを形成するドラム１３０の一部が上がっていても、下がっていてもよい。別様に述べると、穴１３２のうちの少なくとも１つの一部が、ドラム１３０の一部を外側または内側に突出させることによって形成されてもよい。

使用中、ドラム１３０が回転数Ｒで回転している間、中空ドラム１３０の内側の中に真空圧Ｖを作り出しても、または発生させてもよい。ドラム１３０の回転数Ｒは、約５００ＲＰＭ未満であっても、または約１００〜約４００ＲＰＭの範囲内であってもよい。ドラム１３０が回転する間、ステープル繊維（図示せず）がドラム１３０の外面１３４に付与されてもよい。ステープル繊維は、綿状物を形成することが望まれる繊維の塊であってもよい。例えば、綿状物が繊維ブレンドで形成されることが望ましい場合、ステープル繊維は、このような所望の繊維ブレンドを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ステープル繊維は、ドラム１３０の外面１３４に付与される前に開繊されてもよい。

ドラム１３０内で発生させた真空圧Ｖは、ドラム１３０が回転数Ｒで回転するときに、外面１３４に付与されるステープル繊維の複数の繊維が穴１３２を引き通されるように構成されてもよい。複数の繊維が真空圧Ｖによって回転するドラム１３０の穴１３２を引き通された後、繊維が、本明細書に記載の綿状構造物を少なくとも一般に形成してもよい。

複数の繊維が穴１３２を引き通され、予備綿状構造物が形成された後、部分的に形成された綿状物が、ドウェルタイムの間、回転するドラム１３０内に残るように装置１１０がさらに構成されてもよい。ドウェルタイムの間、部分的に形成された綿状物は、互いに、およびドラムの内面１３６に対して混転されてもよく、場合によっては、ドラム１３０の長さに沿って変換されてもよい。部分的に形成された綿状物のドウェルタイムは、本明細書に開示の綿状構造物の最終構成にその繊維をさらに形成するように作用してもよい。回転するドラム１３０内の部分的に形成された綿状物のドウェルタイムは、特定の繊維組成、特定の繊維構成、所望の最終綿状構造物などによるなどして変わってもよい。いくつかの実施形態において、装置１１０は、回転するドラム１３０内の部分的に形成された綿状物のドウェルタイムが約２分〜約５分の範囲内であるように構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、ドラム１３０の回転数Ｒは、ドウェルタイムに少なくとも部分的に関係してもよい。例えば、ドラム１３０の回転数Ｒがより高いほど、回転するドラム１３０内の部分的に形成された綿状物のドウェルタイムがより短いことが、本明細書に開示の綿状構造物の形成に必要であってもよい。一例では、ドラム１３０の回転数Ｒは約２５０ＲＰＭであってもよく、部分的に形成された綿状物のドウェルタイムは約２分であってもよい。別の例において、ドラム１３０の回転数Ｒは約１５０ＲＰＭであってもよく、部分的に形成された綿状物のドウェルタイムは約３分であってもよい。

上述の説明は、例示するためのものであって、制限するためのものではないと理解されるべきである。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いてもよい。さらに、本開示の教示に特定の状況または材料を適合させるために、その範囲から逸脱することなく、多くの修正を行うことができる。本明細書に記載の材料の寸法およびタイプは、本開示のパラメータを定義するためのものであるが、それらは決して限定的でなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態は、上述の説明を検討することで、当業者には明らかになるであろう。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、このような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の範囲すべてと共に決定されるべきである。

添付の説明において、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこで（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語のプレイン・イングリッシュの均等物として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」などの用語が使用される場合、単に標示として使用され、それらの対象に数値的または位置的要件を課するものではない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクション形式で書かれておらず、このような特許請求の範囲の限定が、「の手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という語句を明示的に用いて、その後にさらなる構造がない機能が記載されていない限り、また、記載されるまで、米国特許法（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１２条第６項に基づいて解釈されるものではない。

この書面による説明は、例を使用して、最良の態様を含めて、本開示のいくつかの実施形態を開示すると共に、当業者が、任意の機器もしくはシステムの作成および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含めて、開示の実施形態を実施することも可能にするものである。本開示の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が想起する他の例を含んでいてもよい。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

本明細書において用いられるとき、単数形で記載され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という語に続く要素またはステップは、そのような除外が明示的に記載されていない限り、前記要素またはステップの複数形を除外しないと理解されるべきである。さらに、本開示の「１つの実施形態」への言及は、記載された特徴を同様に組み込む別の実施形態の存在を除外すると解釈されるものではない。さらに、そうではないことが明示的に記載されていない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有していない別のそのような要素を含んでもよい。

本明細書に記載されるすべての刊行物は、完全に記載されているかのように、個々の刊行物それぞれが、参照により本明細書に組み込まれるように具体的かつ個別に示される場合と同様に、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれた主題は、特に明示的に記載されていない限り、特許請求の範囲の限定の代替になるとは見なされない。

１つまたは複数の範囲が本明細書全体にわたって参照される場合、各範囲は、情報を提示するための省略形であることが意図され、その範囲は、それが本明細書に完全に記載されている場合と同様に、その範囲内の各離散点を包含すると理解される。

限られた数の実施形態についてのみ本開示を詳細に説明してきたが、本開示が、このような開示した実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本開示を修正して、これまで説明していないが本開示の趣旨および範囲に相応する任意の数の変形、改変、置換または均等な配置を取り入れることができる。さらに、本開示の種々の実施形態を説明してきたが、本開示の態様は、記載した実施形態の一部のみを含んでもよいと理解されるべきである。したがって、本開示は、前述の説明によって限定されると理解されるべきでなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (21)

1. 吹き込み可能な断熱材料または充填材料であって、
   その断熱材料または充填材料が、分離され長手方向に伸びる複数の綿状物を含み、それぞれの綿状物が複数の繊維で形成され、その綿状物が、比較的開いた広がった中間部分と、前記中間部分の両端から延びる比較的密に撚られたテール部分とを含む、吹き込み可能な断熱材料または充填材料。
2. 前記複数の繊維が合成繊維である、請求項１に記載の材料。
3. 前記複数の繊維がポリエステルを含む、請求項２に記載の材料。
4. 前記複数の繊維が、０．１Ｄ〜８．０Ｄの範囲内のデニールを含む、請求項１に記載の材料。
5. 前記複数の繊維が、５ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内の長手方向の長さを含む、請求項１に記載の材料。
6. 前記複数の繊維が、１５ｍｍ以下の長手方向の長さを含む、請求項５に記載の材料。
7. 前記綿状物の長手方向の長さが、２ｃｍ〜４．５ｃｍの範囲内である、請求項１に記載の材料。
8. 前記綿状物の前記中間部分の長手方向の長さが、０．１ｃｍ〜２ｃｍの範囲内である、請求項１に記載の材料。
9. 前記綿状物の前記テール部分の長手方向の長さが、０．８ｃｍ〜１．８ｃｍの範囲内である、請求項１に記載の材料。
10. 前記中間部分が、それに対応するテール部分のそれぞれの全幅および全厚それぞれを超える全幅および全厚を規定する、請求項１に記載の材料。
11. 前記中間部分の全幅が、前記中間部分の全厚を超える、請求項１０に記載の材料。
12. 前記中間部分および前記テール部分が、前記長手方向に沿って実質的に直線的に延びる、請求項１に記載の材料。
13. 前記中間部分のうちの少なくとも１つおよび前記テール部分のうちの少なくとも１つが、前記長手方向に沿って実質的に非直線的に延びる、請求項１に記載の材料。
14. ３０グラムあたり２５０および８００立方インチの範囲内のフィルパワーを含む、請求項１に記載の材料。
15. 前記複数の繊維が、長手方向の長さ、デニール、および組成のうちの少なくとも１つが異なる繊維を含む、請求項１に記載の材料。
16. 綿状物に形成されない緩い繊維をさらに含む、請求項１に記載の材料。
17. 前記綿状物のそれぞれが、約６００本の総繊維〜約１，２００本の総繊維の範囲内の繊維の総数を含む、請求項１に記載の材料。
18. 物品であって、前記物品のコンパートメント内に位置する請求項１〜１７のいずれか一項に記載の材料を含む、物品。
19. 複数の穴を含む中空ドラムを１００ＲＰＭ〜４００ＲＰＭの範囲内で回転させるステップであって、その複数の穴がその中空ドラムを通って延びている、前記ステップと；
    前記回転するドラムの内側に真空圧を発生させるステップと；
    前記回転するドラムの外面にステープル繊維を付与するステップであって、前記内側の真空によって、複数の前記ステープル繊維が複数の前記穴の中を引き通されて、複数の綿状物を部分的に形成するようにする、前記ステップと；
    前記部分的に形成された綿状物を前記回転するドラム内において２分〜５分の範囲内のドウェルタイムの間で保持することによって、分離され長手方向に伸びる複数の綿状物を形成するステップであって、前記綿状物のそれぞれが、比較的開いた広がった中間部分と、前記中間部分の両端から延びる比較的密な撚られたテール部分とを含む、前記ステップと；
    を含む、吹き込み可能な断熱材料または充填材料の製造方法。
20. 前記ステープル繊維が、０．１Ｄ〜８．０Ｄの範囲内のデニールと、５ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内の長手方向の長さとを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記綿状物が、２ｃｍ〜４．５ｃｍの範囲内の長手方向の長さを含む、請求項１９に記載の方法。

Images