JP6669755B2 - 繊維球中綿及び前記繊維球中綿を含む物品 - Google Patents
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Description
本出願は、２０１４年１２月１７日に出願された、米国仮出願第６２／０９３，２９３号の優先権を主張するものであり、これらの全開示は、参照することによって本明細書中に組み込まれる。
本発明は、合成繊維と接着繊維とを含む繊維球中綿（fiberball batting）であって、例えば、絶縁体材（insulation）として有用な前記中綿に一般的に関するものである。本発明は、前記中綿を含む物品、並びに、前記中綿の製造方法にも関するものである。
繊維球はこれまで公知ものである。例えば、種々の連続的な不織材料の梳綿においては、多くの場合、繊維球は好ましくない製造上の欠陥としてこれまで考えられていたのに対して、例えば、ブローアブル（blowable）用途のその他の用途においては繊維球が有用であることが証明されている。
米国特許第４，６１８，５３１号明細書は、このようなブローアブル繊維球の発明を記載するものである。特に、米国特許第４，６１８，５３１号明細書は、ランダムに配置され且つブローアブル繊維球に絡まる、らせん状の捲縮を有するポリエステル繊維充填剤を開示するものである。前記繊維球は、例えば、吹き込むことによって容易に輸送可能であるとされている。
米国特許第４，７９４，０３８号明細書は、絡まってらせん状捲縮繊維充填剤及び接着繊維の形態である繊維球であって、それ自体も好ましくはらせん状に捲縮する前記繊維球を開示するものである。前記繊維球は、例えば吹き込むことによって容易に輸送可能であるとされ、そして、続いて圧縮することができ、一緒に結合することができる。接着繊維の混合体は、備え付け家具、マットレス及び同様の最終用途（強い支持体を必要とする場合の）へ大規模に使用されることが、前記参照文献により説明されている。しかしながら、発泡体コア用の「ラッピング（rapping）」として繊維充填剤中綿を使用することが慣行である場合の、例えば、備え付け座席クッションでのこれらの最終用途では、唯一の充填材料としてこれらはめったに使用されない。なぜなら、１００％繊維充填剤のクッションで所望される弾力性及び性能を達成するためには、達成不可能なほど又は莫大な費用がかかるような比較的高い密度を提供する必要があり、そして、所望の性能を必ずしも提供するものではないからである。そのブローアブル繊維球を圧縮／成型して、そして、結合して、例えば、備え付け家具、マットレス及び同様の最終用途で使用される層状構造に対する代替物としての強固な支持体を形成できる点において、米国特許第４，７９４，０３８号明細書は１つの解決策を提案している。この目的と一致して、前記参考文献は、強固で、比較的高密度（２０Ｋｇ／ｍ３〜５０Ｋｇ／ｍ３）の結合組織を開示するものであって、その最も高密度（５０Ｋｇ／ｍ３）なものは最も優れた弾力性及び支持バルクを示した。
米国特許第４，９４０，５０２号明細書は、圧縮段階に関連するプロセスを通してつくられる、成型された繊維球ブロックの形態で提供される結合構造を開示するものである。得られる成型された繊維球ブロックは比較的高密度（約２０Ｋｇ／ｍ３〜８０Ｋｇ／ｍ３に一般的に及ぶ密度をともなう）であり、改良された弾力性、耐久性及び一致性を有し、そして、例えばマットレスに使用されることがある。
繊維充填材料に関連するこれまでの取り組みは、例えば、従来の中綿、ブローアブル繊維球及び繊維球を含む高密度の弾性結合組織を対象にしているが、改良された充填材料に対する必要性が存在し続けている。
従来技術の特定の観点は、本発明の開示を容易にするために本明細書中に説明されているが、出願者はこれらの技術観点を放棄するものでは全くなく、そして、請求の範囲に記載の本発明が、本明細書に開示される従来技術観点の１つ以上を包含することがある、ことが見込まれる。
情報の文献、行為又は項目が参照される又は説明される本明細書において、この参考文献又は説明は、前記情報の文献、行為又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、又は適用される法的規定の下で先行文献を構成すること、あるいは、本明細書に関連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。
簡単には、本発明は、改良された充填材料についての必要性を満たすものである。本発明は、前述の先行文献での課題及び欠陥の１つ以上に取り組むものである。しかしながら、本発明が、複数の技術分野のその他の課題及び欠陥に対処するのに有利であることが分かることもあることを考慮されたい。従って、請求の範囲に記載の本発明は、本明細書で説明される任意の特定の課題又は欠陥に取り組むものと限定して解釈される必要は無い。
本明細書に開示される中綿、前記中綿を含む物品及び前記中綿を形成する方法のいくつかの実施態様は複数の特徴を有しており、その個々の特徴がそれらの所望の属性に全部関与するものではない。本明細書につづく請求の範囲に規定される前記中綿、物品及び方法の範囲を限定せずに、それらのより顕著な特徴をここに簡単に説明する。この説明を考慮した後に、特に、「本発明の詳細な説明」と題される本明細書の項目を読んだ後に、本明細書に開示される種々の実施態様の特徴によって、現在の技術水準を超える多数の利点がどのように提供されるかが理解されるであろう。
或る観点において、本発明は、繊維混合物を含む不織布（nonwoven web）を含む（comprising）中綿であって、
前記繊維混合物が：
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を有する、
前記中綿を提供するものである。構造的に、前記不織布は：
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む。前記中綿は、密度２〜１２ｋｇ／ｍ３を有する。
前記繊維混合物が：
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を有する、
前記中綿を提供するものである。構造的に、前記不織布は：
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む。前記中綿は、密度２〜１２ｋｇ／ｍ３を有する。
第二の観点において、本発明は、本発明の中綿を含む物品を提供するものである。このような物品の非限定的な例としては、例えば、アウターウェア（上着等のアウターウェア衣類）、衣類、寝袋、寝具（例えば、掛布団）などを挙げることができる。
第三の観点において、本発明は、本発明の中綿の製造方法であって、
前記方法が：
− 繊維の混合工程であって、前記繊維が、
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を含むものとし、そして、それにより繊維混合物を形成するものとする、前記混合工程；
− 前記繊維混合物から複数の繊維球を形成する工程；
− 前記繊維混合物から不織布を形成する工程であって、前記不織布が、
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む、前記不織布形成工程；並びに、
− 前記接着繊維の前記接着温度まで又はそれを超えるまで前記不織布を加熱する工程であって、それにより前記中綿を形成する前記加熱工程；
を含む、前記方法を提供するものである。
前記方法が：
− 繊維の混合工程であって、前記繊維が、
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を含むものとし、そして、それにより繊維混合物を形成するものとする、前記混合工程；
− 前記繊維混合物から複数の繊維球を形成する工程；
− 前記繊維混合物から不織布を形成する工程であって、前記不織布が、
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む、前記不織布形成工程；並びに、
− 前記接着繊維の前記接着温度まで又はそれを超えるまで前記不織布を加熱する工程であって、それにより前記中綿を形成する前記加熱工程；
を含む、前記方法を提供するものである。
本発明のこれらの及びその他の特徴並びに利点は、請求の範囲及び添付の図面とともに本発明の種々の観点の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本発明を、以下の図面とともに以下に説明する。ここで、類似の数字は類似の要素を意味する。
本発明の観点並びにそれらのいくつかの特徴、利点及び詳細を、添付図面に図示される非限定的な実施態様を参照しながら、以下により十分に説明する。周知の材料、製造ツール、加工技術等の記載は、本発明を不必要に不明瞭にしないために省略される。しかしながら、本発明の実施態様を示す特定の実施例及び詳細な説明は、単なる例示のためであって、限定するために与えられているわけではないことを理解されたい。この開示から、本発明の概念の範囲及び／又は精神の範囲内での、種々の置き換え、修正、追加及び／又は配置は当業者に明らかである。
或る観点において、本発明は、繊維混合物を含む不織布を含む中綿であって、
前記繊維混合物が：
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を有する、
前記中綿を提供するものである。構造的に、前記不織布は：
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む。
前記繊維混合物が：
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を有する、
前記中綿を提供するものである。構造的に、前記不織布は：
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む。
複数の前記繊維球と、１つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない複数の不織布部分とは、前記不織布の繊維混合物を必然的に含むものでもある。
本発明の中綿は、通常、熱処理を施され、接着繊維の全て又はある部分を溶融することによって、結合ウェブタイプの中綿を形成する。従って、このような実施態様において、「接着繊維」は不織布の繊維混合物中に列挙されるが、前記繊維は、それらの元々の予備加熱処理形態における接着繊維とは反対に、完全に又は部分的に溶融されるものであることを当業者は理解するであろう。それにもかかわらず、本明細書に使用されるように、接着繊維のデニール及び長さの記載は、熱接着処理前の接着繊維の特性を表す。
図１は、本発明の中綿１００の或る実施態様の上面写真図である。図示されるように、中綿は、複数の繊維球１２と、１つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない複数の不織布部分とを含み、複数の前記不織布部分は、不織布の繊維混合物１４（簡略間ためにこれらを「スペース（spaces）」と称する）を含む。本発明は、（例えば、米国特許第４，７９４，０３８号明細書に開示される）ブローアブル繊維球から形成される結合材料の先行発明とは区別される。なぜなら、例えば、先行文献に記載される圧縮及び熱処理を用いて前記ブローアブル繊維球を互いに結合させる場合に、熱処理前に形成される不織布の利点により本発明において生じるスペース１４が欠如するからである。図２は、本発明の中綿２００の或る実施態様の側面写真図であり、この図にも繊維球１２及びスペース１４が示されている。
現状技術に対する本発明の利点は、本発明の中綿がロール状物品（rolled goods）を形成することができる能力を含むことである。先行技術のブローアブル繊維球が結合される場合、前記繊維球がそれらの最終目的（例えば、クッション）へ導入されたあとでのみ結合が起こる。それに対して、本発明の中綿は、不織布（通常、柔軟で成形しやすいシートの形状である）を形成するように製造され、続いて、それに熱処理を施して接着繊維を溶融して、本来の場所以外（最終生成品の外で）本発明の中綿を形成することができる。従って、本発明の中綿を場合によりロール状にすることがあり、そして、ロール状物品として使用するために出荷されることがある。対象とする用途に応じて、例えば、中綿のロールをその後に所望の寸法へ切断して、物品中に充填剤及び／又は絶縁体材として使用することがある。
中綿の繊維混合物は、４０〜９５重量％の合成繊維を含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、中綿は、４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０，９１，９２，９３，９４又は９５重量％の合成繊維を含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、７５〜９０重量％）を含むものである。
多くの合成繊維は当業界に公知であり、そして、任意の所望の合成繊維を本発明に使用することがある。勿論、種々の繊維は種々の特性を有し、そして、種々の用途で使用される利点に役立つものである。この情報は、当業者の知識の範囲内である。多様な合成繊維を本発明に使用することがあるのに対して、いくつかの実施態様では、前記合成繊維は、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、アセテート、ポリオレフィン、ナイロン、レーヨン、リヨセル、アラミド、スパンデックス、ビスコース及びモダール繊維（modal fibers）並びにそれらの混合物からなる群から選択される。
特定の実施態様では、合成繊維はポリエステル繊維を含む。いくつかの実施態様において、このようなポリエステル繊維は、§エステル単位の少なくとも８５モル％がエチレンテレフタレート又はヘキサヒドロ−ｐ−キシレンテレフタレート単位である、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ヘキサヒドロ−ｐ−キシレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ−１，４−シクロヘキシレン（cyclohexelyne）ジメチレン（ＰＣＤＴ）及びテレフタレートコポリエステルの１つ以上を含む。特定の実施態様では、合成繊維はポリエチレンテレフタレート繊維である。
デニールは、９０００メートルの繊維又は糸のグラム量として定義される測定単位である。繊維又は糸の重量（又は寸法）を特定するのは一般的な方法である。例えば、１．０デニールのポリエステル繊維は、通常、約１０マイクロメートルの直径を有する。マクロデニール繊維が１．０超のデニールを有するのに対して、マイクロデニール繊維は、１．０以下のデニールを有する繊維である。
合成繊維は、０．５〜７．０のデニールを有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、デニールは、０．５，０．６，０．７，０．８，０．９，１．０，１．１，１．２，１．３，１．４，１．５，１．６，１．７，１．８，１．９，２．０，２．１，２．２，２．３，２．４，２．５，２．６，２．７，２．８，２．９，３．０，３．１，３．２，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．９，４．０，４．１，４．２，４．３，４．４，４．５，４．６，４．７，４．８，４．９，５．０，５．１，５．２，５．３，５．４，５．５，５．６，５．７，５．８，５．９，６．０，６．１，６．２，６．３，６．４，６．５，６．６，６．７，６．８，６．９又は７．０であり、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、１．０〜４．０デニール、１．０〜２．０デニール等）を含むものである。
合成繊維は、１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、長さは１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０又は５１ｍｍであり、これは全ての範囲／部分的な範囲（例えば、２０〜３０ｍｍ）を含むものである。
いくつかの実施態様において、合成繊維はシリコン処理される。用語「シリコン処理」は、シリコン含有組成物（例えば、シリコン）を用いて繊維をコーティングすることを意味する。シリコン処理技術は当業界で周知であり、例えば、米国特許第３，４５４，４２２号明細書に記載される。シリコン含有組成物は、当業界で公知の任意の方法、例えば、噴霧、混合、浸漬、パディング等を使用して付与することがある。オルガノシロキサン又はポリシロキサンを含むことがあるシリコン含有（例えば、シリコン）組成物は、繊維の外部と結合する。いくつかの実施態様において、シリコンコーティングは、例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン（methylhydrogenpolysiloxane）、変性メチルハイドロジェンポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン又はアミノ変性ジメチルポリシロキサンのポリシロキサンである。当業界では公知の通り、シリコン含有組成物を、繊維に直接付与するか、又は、付与の前に、例えば、ポリシロキサンの水性乳剤の乳剤又は溶液として、溶媒を用いて希釈することがある。処理に続いて、コーティングを乾燥及び／又は硬化させることがある。当業界では公知の通り、触媒を使用してシリコン含有組成物（例えば、Ｓｉ−Ｈ結合を含むポリシロキサン）の硬化を加速させることがあり、そして、利便性のために、シリコン含有組成物乳剤へ加えて、得られる組み合わせを用いて合成繊維を処理することがある。適当な触媒としては、カルボン酸（例えば、酢酸塩、オクタン酸塩、ナフテン酸塩及びオレイン酸塩）の鉄塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩及びスズ塩を挙げることができる。いくつかの実施態様において、シリコン処理に続いて、繊維を乾燥させて残余溶媒を除去し、そして、場合により６５℃〜２００℃の間に加熱して硬化させることがある。
いくつかの実施態様において、合成繊維を別の滑材、例えば、ポリアルキレンオキシドのセグメント化コポリマー及びその他ポリマー（例えば、米国特許第６，４９２，０２０号明細書に記載されるようなポリエステル、あるいは、ポリエチレン又はポリアルキレンポリマー）を用いて平滑化する。
接着繊維は当業界に周知であり、そして、種々の接着繊維が市販されている。本発明で使用される接着繊維は、従来の接着繊維（例えば、低融点ポリエステル接着繊維）又はその他の接着繊維であることができる。この場合には、いずれの接着繊維が使用される場合であっても、接着繊維は、合成性繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有する。接着繊維は、例えば、米国特許第４，７９４，０３８号明細書に説明され、そして、接着繊維の特定の態様のための一般的なプロトコルは、米国特許第４，２８１，０４２号明細書及び米国特許第４，３０４，８１７号明細書に記載される。いくつかの実施態様において、接着繊維は単一成分繊維である。いくつかの成分において、接着繊維は多成分繊維（例えば、芯材（core）が鞘繊維（sheath）よりも高い溶融成分を有する鞘芯繊維（sheath-core fibers）の、複合成分繊維）である。いくつかの実施態様において、接着繊維は、１つ以上の異なる種類の接着繊維の混合を含む。
中綿の繊維混合物は接着繊維５〜４０重量％を含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、中綿は、５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９又は４０重量％の接着繊維を含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、１０〜２５重量％）を含むものである。
接着繊維は、１．０〜５．０デニールを有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、デニールは、１．０，１．１，１．２，１．３，１．４，１．５，１．６，１．７，１．８，１．９，２．０，２．１，２．２，２．３，２．４，２．５，２．６，２．７，２．８，２．９，３．０，３．１，３．２，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．９，４．０，４．１，４．２，４．３，４．４，４．５，４．６，４．７，４．８，４．９又は５．０デニールであり、これは任意の範囲及び部分的な範囲（例えば、１．５〜３．５デニール、１．９〜２．５デニール等）を含むものである。
接着繊維は１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、長さは１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０又は７１ｍｍであり、これは全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、１８〜５１ｍｍ、４０〜６０ｍｍ等）を含むものである。
前述の通り、接着繊維は、合繊繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有する。いくつかの実施態様において、接着繊維は２００℃以下の接着温度を有する。いくつかの実施態様において、接着繊維は５０〜２００の接着温度を有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。いくつかの実施態様において、接着繊維は８０℃〜１５０℃の接着温度を有する。いくつかの実施態様において、接着繊維は１００℃〜１２５℃の接着温度を有する。
いくつかの実施態様において、接着繊維は、合成繊維の溶融温度よりも１５〜１７０℃低い溶融温度を有する。例えば、いくつかの実施態様において、接着繊維は、合成繊維の溶融温度よりも１５〜１７０℃（例えば、１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９，１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７，１３８，１３９，１４０，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８，１５９，１６０，１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８，１６９又は１７０℃）低い溶融温度を有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、合成繊維は約２５０℃の溶融温度を有するポリエステル繊維であり、そして、接着繊維は８０〜１８０℃（例えば、約１１０℃）の溶融温度を有する。
いくつかの実施態様において、接着繊維は低融点ポリエステル繊維を含む。
いくつかの実施態様において、接着繊維は鞘繊維と芯材とを含む複合成分繊維であり、前記鞘繊維は、前記芯材よりも低い溶融点を有する材料を含む。いくつかの実施態様において、接着繊維は、ポリエチレン／ポリプロピレン複合成分繊維である。
いくつかの実施態様において、合成繊維及び／又は接着繊維は捲縮繊維（crimped fibers）である。らせん状捲縮（spiral crimp）及び標準的な捲縮（standard crimp）を含む種々の捲縮が当業界に公知である。繊維は通常任意の捲縮を有することがある。しかしながら、いくつかの実施態様において、繊維はらせん状又はらせん形（helically）捲縮繊維ではない。いくつかの実施態様において、合成及び／又は接着繊維は捲縮がない。
いくつかの実施態様において、合成繊維及び接着繊維に加えて、繊維混合物は１種類以上の天然繊維を更に含む。例えば、いくつかの実施態様において、繊維混合物は、ウール、綿、テンセル、亜麻、獣毛、絹及び羽毛から選択される１つ以上の要素を更に含む。
不織布は、５０〜９０重量％の繊維球と、１０〜５０重量％のスペースとを含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。例えば、いくつかの実施態様において、中綿／不織布は、５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９又は９０重量％の繊維球を含み、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、７０〜９０重量％）を含むものである。いくつかの実施態様において、中綿／不織布は、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９又は５０重量％のスペースを含み、これはその範囲／部分的な範囲（例えば、１０〜３０重量％）を含むものである。
繊維球は平均直径３．０〜８．０ｍｍ（例えば、３．０，３．１，３．２，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．９，４．０，４．１，４．２，４．３，４．４，４．５，４．６，４．７，４．８，４．９，５．０，５．１，５．２，５．３，５．４，５．５，５．６，５．７，５．８，５．９，６．０，６．１，６．２，６．３，６．４，６．５，６．６，６．７，６．８，６．９，７．０，７．１，７．２，７．３，７．４，７．５，７．６，７．７，７．８，７．９又は８ｍｍ）を有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲（例えば、４〜６ｍｍ、５〜６ｍｍ等）を含むものである。
いくつかの実施態様において、中綿は厚さ４０ｍｍ以下、例えば、５〜４０ｍｍ（例えば、５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９又は４０ｍｍ）を有し、これは全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。
中綿は、密度２〜１２ｋｇ／ｍ３（例えば、２．０，２．１，２．２，２．３，２．４，２．５，２．６，２．７，２．８，２．９，３．０，３．１，３．２，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．９，４．０，４．１，４．２，４．３，４．４，４．５，４．６，４．７，４．８，４．９，５．０，５．１，５．２，５．３，５．４，５．５，５．６，５．７，５．８，５．９，６．０，６．１，６．２，６．３，６．４，６．５，６．６，６．７，６．８，６．９，７．０，７．１，７．２，７．３，７．４，７．５，７．６，７．７，７．８，７．９，８．０，８．１，８．２，８．３，８．４，８．５，８．６，８．７，８．８，８．９，９．０，９．１，９．２，９．３，９．４，９．５，９．６，９．７，９．８，９．９，１０．０，１０．１，１０．２，１０．３，１０．４，１０．５，１０．６，１０．７，１０．８，１０．９，１１．０，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５，１１．６，１１．７，１１．８，１１．９又は１２．０ｋｇ／ｍ３）を有し、これは任意の及び全ての範囲及び部分的な範囲を含むものである。従って、中綿の密度は、圧縮された繊維球を利用する先行技術と比べると、比較的低いものである。勿論、本発明の中綿の実施態様は、先行技術とは異なり、丈夫で、柔軟で、成形可能な絶縁体材を提供する。当分野における従来の見解は、密度２〜１２ｋｇ／ｍ３を有する本発明の中綿が、取扱い及び使用後に損傷をうけないような十分な構造的完全性を有さず（そして、従って、絶縁体材としては適合しない）、十分な絶縁特性を有さず、及び／又は、容易に製造可能ではないと示唆するであろうが、本願出願人は、本発明の実施態様が驚くべきことにこれらの課題の全てを達成することを見出した。本発明の中綿は、第一表面及び第二表面を含み、前記第二表面は前記第一表面に対して平行である。いくつかの実施態様において、中綿の第一表面及び／又は第二表面は架橋樹脂を含む。これは、例えば、架橋剤化合物を含む架橋剤溶液が前記第一表面及び／又は第二表面へ付与される場合である。樹脂は、架橋剤溶液の架橋（例えば、熱処理を介して）版である。いくつかの実施態様において、架橋樹脂は、架橋アクリレート（コ）ポリマーである架橋剤を含む。いくつかの実施態様において、架橋剤溶液及び／又は架橋剤化合物は柔軟性及び疎水性を示す。いくつかの実施態様において、架橋剤化合物は、０℃未満のガラス転移点（Ｔｇ）を有する。
いくつかの実施態様において、第一表面及び第二表面の少なくとも１つはスクリム層を含む。スクリムは当業界に周知である。スクリムを使用することによって、本発明における繊維の転移（例えば、生成品の取り扱い時での）を緩和することができる。
前述の通り、本発明の中綿は、繊維混合物を有する不織布を含む。いくつかの実施態様において、不織布の繊維含有量は前記繊維混合物からなる。
いくつかの実施態様において、中綿は単一の不織布を含む。その他の実施態様において、中綿は複数の不織布層を含み、ここで、前記層の１つ以上は本発明の不織布である（すなわち、繊維球とスペースとの特定の重量％並びに繊維混合物を含有する）。いくつかの実施態様において、中綿は、複数の不織布を含み、それらの全てが本発明による不織布である。
第二の観点において、本発明は、本発明の中綿を含む物品を提供する。これらの物品の非限定的な実施例としては、例えば、アウターウェア（例えば、上着等のアウターウェア衣類）、衣類、寝袋、寝具（例えば、掛け布団）などを挙げることができる。
第三の観点において、本発明は、本発明の中綿の製造方法であって、
前記方法が：
− 繊維の混合工程であって、前記繊維が、
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を含むものとし、そして、それにより繊維混合物を形成するものとする、前記混合工程；
− 前記繊維混合物から複数の繊維球を形成する工程；
− 前記繊維混合物から不織布を形成する工程であって、前記不織布が、
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む、前記不織布形成工程；並びに、
− 前記接着繊維の前記接着温度まで又はそれを超えるまで前記不織布を加熱する工程であって、それにより中綿を形成する前記加熱工程；
を含む、前記方法を提供する。
前記方法が：
− 繊維の混合工程であって、前記繊維が、
− ０．５〜７．０デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を含むものとし、そして、それにより繊維混合物を形成するものとする、前記混合工程；
− 前記繊維混合物から複数の繊維球を形成する工程；
− 前記繊維混合物から不織布を形成する工程であって、前記不織布が、
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む、前記不織布形成工程；並びに、
− 前記接着繊維の前記接着温度まで又はそれを超えるまで前記不織布を加熱する工程であって、それにより中綿を形成する前記加熱工程；
を含む、前記方法を提供する。
繊維球の形成方法は当業界で周知であり、そして、繊維混合物からの繊維球形成をもたらす任意の公知の繊維球形成プロセス（その情報は十分に当業者の知識の範囲内である）を使用することができる。例えば、繊維球の形成方法は、例えば、米国特許第４，７９４，０３８号明細書及び米国特許第６，６１３，４３１号明細書に記載される。任意の繊維球形成技術を使用することがあるが、いくつかの実施態様において、合成繊維及び接着繊維の小さなタフトを容器の壁に対して空気により繰り返し回転させて、本体を圧縮させ、そして、それらをより丸くすることによって、繊維球を形成する。その他の実施態様において、繊維球機器を使用して繊維球を形成する。いくつかの実施態様において、繊維球はボールカード（すなわち、繊維球製造用に改良されるカーディング機器）を使用して形成される。
いくつかの実施態様において、繊維球形成の前に、合成繊維及び／又は接着繊維を広げる。当業界に周知の通り、広げることによって、追加の加工の前に、繊維をある程度まで（例えば、ベールオープニングシステムのオープナーを使用して）分解する。
繊維混合物からの不織布の形成は、任意の許容可能なウェブ形成技術（例えば、エアレイドシステム（airlaid system）又はカーディング機器）を利用することがある。例えば、いくつか実施態様において、繊維混合物（すなわち、前記混合物から形成された繊維球の形態である）は、気流にさらされて不織布を形成する。このような実施態様において、例えば、エアレイドシステムを通過する繊維球の混合物から分離した「副産物」繊維から、スペースが形成されることがある。
いくつかの実施態様において、不織布の形成は、形成されるワイヤー上への繊維混合物（例えば、形成された繊維球及び前記繊維球形成後に残るばらけた繊維）の堆積を含む。いくつかの実施態様において、これは真空補助（例えば、形成するワイヤーの下に位置する真空システム）によりなされることがある。特定の態様において、ばらけた繊維をエアレイシステムへ供給する。前記エアレイシステムは、任意の幅及び特定の厚さにわたって、気流を介して繊維球を測定する。
不織布が形成された後で、前記不織布を、接着繊維の接着温度まで又はそれを超えるま加熱し、それによって本発明の中綿を形成する。例えば、エアレイシステムによって不織布繊維球が生成された後で、エプロンにより熱接着オーブン中へ運び、そこで熱により接着繊維を活性化して、接着した中綿を得ることができる。
熱接着（接着繊維の接着温度まで又はそれを超えるまで不織布を加熱すること）の前に、中間不織布へ場合により機械加工（例えば、圧延）を施して、望ましい場合には（もちろん、このような機械加工は、１２ｋｇ／ｍ３を超える密度を有するであろう中綿を生じさせない）ウェブの或る程度の完成性を提供することがある。
前記不織布は中綿としての役目を果たすことがあるか、又は、１つ以上の追加層（本発明によるもの又はその他）とともに積層されて層状の中綿を形成することがある。
本発明を、以下の実施例において記載される特定の実施態様を参照しながら説明するが、それに限定されるものではない。
前記方法によりサンプル中綿を製造する。前記サンプル用の繊維混合物は、２８ｍｍの繊維長を有する１．４デニールのポリエステル繊維９０％と、低融複合繊維ポリエステル／ポリエステル接着繊維１０％とである。前記繊維混合物をカーディング機器によって処理して不織布中綿前駆体を得て、これを１１０℃で加熱して本発明中綿の実施態様を形成する。最終的な中綿構造は、直径６ｍｍを有する繊維球８０％と、１つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない複数の不織布部分２０％とからなる。中綿は、重量１７５ｇｓｍ（平方メートル当たりの重量グラム）、厚さ１７．５ｍｍ及び密度１０ｋｇ／ｍ３を有する。
本明細書中に使用される専門用語は、特定の実施態様を記載するためだけのものであり、そして、本発明を限定するためのものではない。本明細書中に使用されるように、単数形の「或る（a，an）」及び「前記（the）」は、文脈中に特に明瞭に示唆されない限り、複数形を含むものと意図される。用語「含む；comprise」（及び、例えば、「comprises」及び「comprising」の含むの任意の形）、「有する；have」（及び、例えば、「has」及び「having」の有するの任意の形）、「含む；include」（及び、例えば、「includes」及び「including」の含むの任意の形）、「含有する；contain」（及び、例えば、「contains」及び「containing」の含有するの任意の形）並びに、それらの任意のその他の文法的変異は、制限のない連結動詞である。結果として、１つ以上の工程又は要素を「含む」、「有する」又は「含有する」方法又は物品は、それらの１つ以上の工程又は要素をもつが、それらの１つ以上の工程又は要素のみをもつものとして限定されることがない。同様に、１つ以上の特徴を「含む」、「有する」又は「含有する」方法の工程あるいは物品の要素は、それらの１つ以上の特徴をもつが、それらの１つ以上の特徴のみをもつものとして限定されることがない。
本明細書中に使用されるように、用語「含む；comprising」、「有する；has」、「含む；including」、「含有する；containing」並びにそれらのその他の文法的変形体は、用語「からなる；consisting of」及び「本質的にそれからなる；consisting essentially of」を包含する。
表現「本質的にそれからなる」並びにそれらのその他の文法的変形体は、本明細書中に使用される場合、記載された特徴、整数、工程又は要素を特定するものとして理解されるべきであるが、１つ以上の追加の特徴、整数、工程、要素又はそれらの群が、請求の範囲に記載の構成又は方法の基本的且つ新規の特徴を物質的に変更しない場合に限り、前記１つ以上の追加の特徴、整数、工程、要素又はそれらの群の追加を除外するものではない。
本明細書中に引用される全ての文献は、それぞれの個々の文献が完全に記載されているものとして具体的且つ個々に示唆されて参照により明細書中に組み込まれるものとして、参照により明細書中に組み込まれる。
参照により組み込まれる主題は、特に記載がない限り、任意の請求の範囲の限定に対する代替物であると考えられることはない。
１つ以上の範囲が本明細書にわたって参照される場合、前記各範囲は情報を提示するための省略表現を意図し、この場合、前記各範囲は各離散点を（それが完全に本明細書に記載されているものとして）前記範囲内に包含すると理解される。
本発明のいくつかの観点及び実施態様が本明細書中に記載及び表現されるが、当業者によって代替観点及び実施態様を作用させて前記目的を達成することがある。従って、本開示及び添付の請求の範囲は、このような追加及び代替の観点及び実施態様を、本発明の範囲及び真の精神内にあるものとして包括することを意図する。
Claims (23)
- 繊維混合物を含む不織布を含む中綿であって、
前記繊維混合物が：
− ０．５〜６．５デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を有し、
ここで、前記不織布が構造的に：
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含むものとし、そして、
前記中綿が密度２〜１２ｋｇ／ｍ３を有する、前記中綿。 - 合成繊維がポリエステル繊維を含む、請求項１に記載の中綿。
- 合成繊維が１．０〜２．０デニールを有する、請求項１に記載の中綿。
- 合成繊維が２０ｍｍ〜３０ｍｍの長さを有する、請求項１に記載の中綿。
- 繊維球が４．０ｍｍ〜６．０ｍｍの平均直径を有する、請求項１に記載の中綿。
- 繊維球が５．０ｍｍ〜６．０ｍｍの平均直径を有する、請求項５に記載の中綿。
- 接着繊維が１．５〜３．５デニールを有する、請求項１に記載の中綿。
- 接着繊維が１．９〜２．５デニールを有する、請求項７に記載の中綿。
- 接着繊維が１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する、請求項１に記載の中綿。
- 接着繊維が２００℃以下の接着温度を有する、請求項１に記載の中綿。
- 接着繊維が８０℃〜１５０℃の接着温度を有する、請求項１０に記載の中綿。
- 接着繊維が１００℃〜１２５℃の接着温度を有する、請求項１１に記載の中綿。
- 繊維混合物が：
− 合成繊維７５〜９０重量％と；
− 接着繊維１０〜２５重量％と；
を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿。 - 不織布が：
− 複数の繊維球７０〜９０重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分１０〜３０重量％と；
を含む、請求項１３に記載の中綿。 - 合成繊維がシリコン処理される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿。
- 合成繊維が捲縮繊維である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿。
- 捲縮繊維がらせん状捲縮又は標準的な捲縮を有する、請求項１６に記載の中綿。
- らせん状捲縮繊維を含まない、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿。
- 接着繊維が、鞘繊維と芯材とを含む複合繊維であり、ここで、前記鞘繊維は、前記芯材よりも低い融点を有する材料を含むものとする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿を含む物品。
- アウターウェア製品、衣類、寝袋及び寝具類からなる群から選択される、請求項２０に記載の物品。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の中綿の製造方法であって、
前記方法が：
− 繊維の混合工程であって、前記繊維が、
− ０．５〜６．５デニール及び１８ｍｍ〜５１ｍｍの長さを有する合成繊維４０〜９５重量％と；
− 前記合成繊維の軟化温度よりも低い接着温度を有し、そして、１．０〜５．０デニール及び１８ｍｍ〜７１ｍｍの長さを有する接着繊維５〜４０重量％と；
を含むものとし、そして、それにより繊維混合物を形成するものとする、前記混合工程；− 前記繊維混合物から複数の繊維球を形成する工程；
− 前記繊維混合物から不織布を形成する工程であって、前記不織布が、
− ３．０〜８．０ｍｍの平均直径をもつ複数の繊維球５０〜９５重量％と；
− １つ以上の前記繊維球に隣接するが、それ自体は１つ以上の前記繊維球又はその任意の部分を含むことがない、複数の不織布部分５〜５０重量％と；
を含む、前記不織布形成工程；並びに、
− 前記接着繊維の前記接着温度まで又はそれを超えるまで前記不織布を加熱する工程であって、それにより中綿を形成する前記加熱工程；
を含む、前記方法。 - エアレイドシステムを使用して不織布を形成する、請求項２２に記載の方法。
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