JPH04226692A - 三次元形状繊維構造体用の充填材の製造方法及び製造装置 - Google Patents

三次元形状繊維構造体用の充填材の製造方法及び製造装置

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JPH04226692A
JPH04226692A JP3213836A JP21383691A JPH04226692A JP H04226692 A JPH04226692 A JP H04226692A JP 3213836 A JP3213836 A JP 3213836A JP 21383691 A JP21383691 A JP 21383691A JP H04226692 A JPH04226692 A JP H04226692A
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fibers
zone
heating
filler
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Karl Nettelnstroth
カルル・ネッテルンシュトロト
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Hoechst AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元形状繊維構造体用
の繊維充填材の新規な製造方法と同方法の実施に適した
装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】三次元形状繊維構造体、例えば枕又は寝
具製品に用いられる充填材は通常、羽毛及び／又はダウ
ン及び／又は繊維である。充填繊維は一般にカードウエ
ブの形状で組み込まれる。これらの構造体は繊維が相互
にゆるくのみ接着するので機械的にあまり安定でない。 それ故、これらのウエブは使用中にしばしば砕解し、も
はや分離し得ないクランプを形成する。二成分系繊維に
基づく、このようなカード固定化充填ウエブは米国特許
第３，５８９，９５６号から公知である。
【０００３】吸収性繊維と少なくとも表面融着性の繊維
とを含むある長さの詰め綿を熱処理によって固定化させ
、次に固定化した、ある長さの詰め綿から詰め綿スワブ
（ｓｗａｂ）を打ち抜くことによって連続長さの詰め綿
から詰め綿スワブを製造することは公知である。例えば
、ドイツ特許公開第３，８０４，２２２号は、ある長さ
の詰め綿を選択的に加熱し、次に打ち抜くべき部分にお
いて冷却してから打ち抜きを行うことを特徴とする、こ
のような方法を述べている。先行技術方法では、ある長
さの詰め綿の打ち抜きによって詰め綿の一部のみが直接
用いられるにすぎないので、廃棄物としてのかなりの材
料損失が起こりがちである。ドイツ特許公開第３，８０
４，２２２号の記述によると、この廃棄物はある長さの
詰め綿の約３５〜４５％の量になりうる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明は、切断による損失が実際にない、三次元形状繊維
構造体の製造方法であって、クランプ傾向がなく、ふわ
ふわと膨らまされうる充填材の製造を可能にする方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、少なくとも１種の充填繊維と少なくとも１種
のバインダー繊維とを含む連続フィラメント又はステー
プルファイバーのトウから出発する充填材の製造方法で
あって、次の工程： （ａ）トウを加熱帯域に連続的に案内して、少なくとも
トウの表面においてバインダー繊維が充填繊維に融着す
るような温度にトウを加熱する工程； （ｂ）トウを冷却帯域に連続的に案内して、冷却帯域に
おいてトウの温度を少なくとも表面において固定化した
トウを形成するような程度に低下させる工程；及び（ｃ
）固定化したトウを切断手段に連続的に案内して、トウ
をピースに、特に２〜６ｃｍ長さのピースに切断する工
程から成るものである。
【０００６】本発明の方法によって製造される充填材を
用いると、長期間の使用後もプランピングアップ（ｐｌ
ｕｍｐｉｎｇ　ｕｐ）によって保存可能な安定化嵩高物
を形成することが可能になる。
【０００７】「繊維トウを連続的に案内する」又は「切
断手段に連続的に供給する」は、繊維トウが少なくとも
加熱帯域と切断手段との間で中断されずに移動すること
を意味する。
【０００８】本発明の方法では種々の領域を水平もしく
は垂直に配置することができる。垂直配置の場合には、
供給帯域は装置の上部又は下部に配置される。供給帯域
が装置の上部に存在する場合には、被処理繊維トウは最
初上方に案内され、供給帯域に導入され、次に下方に移
動し、加熱帯域と冷却帯域とを通って切断帯方向に移動
する。供給帯域が装置の下部に存在する場合には、被処
理繊維トウは、加熱帯域と冷却帯域とを通って切断帯方
向に向かって上方に移動する。
【０００９】本発明の方法では、実際に如何なる種類の
繊維トウも、それが充填繊維とバインダー繊維との組み
合わせから成るものであるかぎり、用いることが可能で
ある。この繊維トウは連続フィラメント繊維又は特にス
テープルファイバーである。ステープルファイバートウ
は任意の方法で製造することができる。例えば、ステー
プルファイバートウはストレッチ・ブロークン（ｓｔｒ
ｅｔｃｈ−ｂｒｏｋｅｎ）トウもしくはカードスライバ
、例えばフラットカードスライバ又はローラ・アンド・
クリアラ（ｒｏｌｌｅｒ−ａｎｄ−ｃｌｅａｒｅｒ）カ
ードスライバでありうる。トウを形成する繊維又はフィ
ラメントはけん縮、好ましくは二次元もしくは三次元け
ん縮を有する。トウの線密度は約１〜１２ｋｔｅｘが有
利であり、好ましくは４〜１２ｋｔｅｘ、特に６〜８ｋ
ｔｅｘである。トウの線密度は特に処理範囲の寸法によ
って、例えば輸送手段の容量及び／又は加熱帯域もしく
は冷却帯域の寸法によって定められる。従って、上記線
密度と異なる線密度を有するトウを用いてはならないと
いう理由は存在しない。
【００１０】トウを形成するステープルファイバー又は
フィラメントファイバーの線密度は通常２〜１５ｄｔｅ
ｘ、好ましくは４〜７ｄｔｅｘである。混合線密度を用
いることも可能である。充填繊維とバインダー繊維の線
密度は、加熱帯域の一定熱出力とこの帯域を通るトウの
一定輸送速度とに対して２種の繊維が少なくともトウの
表面において、次の冷却帯域において予定の最終用途の
ために充分な固定化が得られるような程度に、相互に融
着しうるように選択される。
【００１１】トウの充填繊維部分は原則としてこの目的
に適した如何なる紡織繊維でもありうる。このような繊
維は例えば綿もしくはウールのような天然繊維であるか
、又は例えばポリアミド、ポリエステルもしくはポリア
クリロニトリル繊維のような人造繊維、特に合成繊維で
ありうる。好ましい充填繊維はポリエステル繊維、特に
ポリエチレンテレフタレートをベースとする繊維である
。
【００１２】トウのバインダー繊維部分は原則として熱
可塑性物質製の如何なる繊維でもありうるが、充填繊維
が熱可塑性である場合には充填繊維よりも低い軟化点を
有するバインダー繊維を用いることが必要であり、バイ
ンダー繊維が熱可塑性充填繊維の軟化点よりも１０℃低
い、特に３０℃低い軟化点を有することが好ましい。
【００１３】好ましい使用バインダー繊維は熱可塑性ポ
リエステル製繊維、好ましくはポリエチレンテレフタレ
ート、特に改質ポリエチレンテレフタレートをベースと
する繊維である。鞘が芯形成ポリエステルよりも低い軟
化点を有する共重合ポリエステルによって特に構成され
る芯／鞘構造を有するポリエステル二成分系繊維を含む
バインダー繊維を用いることが非常に好ましい。しかし
、異なるポリマーから成る、例えばポリエステル芯と低
融点ポリマー製例えばポリオレフィン製鞘とから成る二
成分系繊維を用いることも可能である。適当な二成分系
繊維の例は米国特許第３，５８９，９５６号に述べられ
ている。
【００１４】トウの形成中においても充填繊維をバイン
ダー繊維と組み合わせることができる。すなわち異なる
繊維種から製造されたトウ、特にカードスライバを加熱
帯域の上流で相互に組み合わせて、加熱帯域に供給する
。この組み合わせはトウを単に一緒に集めた形態、又は
異なる繊維のトウをダブリングした形態をとることがで
きる。トウ中の充填繊維の割合は充填繊維とバインダー
繊維との総量を基準にして約５０〜９５重量％であり、
従ってバインダー繊維の割合は５０〜５重量％である。 充填繊維の割合が約７５％、バインダー繊維の割合が約
２５重量％であることが好ましい。
【００１５】加熱帯域の温度はバインダー繊維が少なく
ともトウの表面において充填繊維に融着し、トウが次の
冷却帯域において充填材としての使用に充分に安定であ
るような程度に固定化するように選択されなければなら
ない。もちろん、加熱帯域ではバインダー繊維はトウの
全断面にわたって溶融される。
【００１６】加熱は任意の方法で行うことができる。例
えば照射によって又は高温流体若しくはトウを高温案内
部材と接触させることによって行うことができる。例え
ば、赤外線若しくはマイクロウェーブ線をトウに作用さ
せる加熱帯域にトウを通すことができる。あるいは加熱
帯域において高温流体、特に熱風をトウを通してスクイ
ーズさせ及び／若しくは吸引させるか又は熱風をトウの
表面に通過させることができる、さらに又、トウを高温
パイプに通し、パイプの高温内面との接触の結果として
少なくとも表面において溶融させることができる。
【００１７】冷却帯域では、高温トウが冷却装置を通っ
て輸送されるか又は周囲温度によって冷却される。いず
れにせよ、トウはこの領域においてその後の切断操作の
ために充分な程度に固体であり、切断時に個々の繊維に
砕解されないような程度に冷却されなければならない。
【００１８】冷却装置を用いる場合には、適当な冷却剤
は特に冷却流体、特に冷却空気である。該冷却剤はトウ
を通してスクイーズされ及び／若しくは吸引されるか、
又はトウの表面を通過することができる。又はトウをパ
イプに通し、パイプの冷却内面との接触の結果として少
なくとも表面において、好ましい固定化が得られるよう
な程度に冷却することができる。
【００１９】固定化したトウはトウのための公知の切断
手段によって切断することができる。この例は外側に固
定ブレードを有する切断ホイール（ｃｕｔｔｉｎｇ　ｗ
ｈｅｅｌ）であり、トウの内側コイル上の巻き取り圧力
が上昇して、ブレードがこれらの内部コイルを切断する
ような程度になるまでトウはホイール上に巻き取られる
。ブレードがトウの輸送方向に対して垂直に回転して、
トウを切断するブレード付きヘッドを通してトウを案内
することもできる。
【００２０】トウを巻き取る必要がないように、回転切
断ホイールの下方又は上方に接触圧力によって案内する
ことが好ましい。切断プロセス中に形成される断面が少
なくとも形成される断面においてバインダー繊維が充填
繊維に融着するような温度であり、その結果実際に遊離
繊維端部を含まない本質的に平滑な表面が形成されるよ
うに、加熱されるブレードを含む切断手段を用いること
が特に非常に好ましい。このようにして、長方形又は方
形の繊維タフトを形成することができる。
【００２１】例えばトウを輸送媒体を用いて運搬するダ
イ、又は装置の１箇所以上においてトウを支え、輸送す
るロラー対のような、この目的に通常用いられるような
輸送手段によって、トウは種々な処理帯域を輸送される
。このような輸送ローラーは冷却帯域と切断手段との間
に存在することが好ましい。ローラー対では、１ローラ
ーは輸送機能を果たし、他方のローラーはトウを輸送ロ
ーラーに対して押圧する。
【００２２】また本発明は、トウが供給帯域（１）から
加熱手段（８）及び冷却手段（１３）を通って切断手段
（１８）へ連続的に案内され、トウの輸送が冷却手段（
１３）と切断手段（１８）との間に存在する輸送手段に
よって行われる生産ラインから成る、上記の三次元形状
繊維構造体用の充填材を製造するための装置をも提供す
る。
【００２３】以下、本発明を図面を参照しながら更に詳
細に説明する。
【００２４】図１では、本発明の方法を概略図として示
す。カーディング装置からのスライバ（６）は供給帯域
（１）を介して加熱帯域（２）に入る。加熱帯域には冷
却帯域（３）、輸送帯域（４）及び切断帯域（５）が続
く。カードスライバ（６）は加熱手段（８）に入る前に
、装置（２６）によって仮撚りされて、付加的に機械的
に安定化される。 この操作は必ずしも必要ではないが、特にカードスライ
バの場合にはこの操作が好ましい。通常の方法によって
、例えば空気もしくは機械的摩擦、例えば摩擦（ｒｕｂ
ｂｉｎｇ）を用いてカードスライバ（６）を仮撚りする
ことによって安定化を行うこともできる。
【００２５】仮撚りを施した後に、機械的に固定化した
繊維トウ（７）を加熱手段（８）に導入する。図１では
、この加熱手段をトウ（７）が案内管（１０）を通過す
るジャケット付きヒーターとして示す。この管（１０）
は加熱ジャケット（９）に囲まれ、加熱ジャケットを通
って流体が流れ、流体は流入口（１１）から入り、流出
口（１２）から出る。流入口（１１）と流出口（１２）
は逆に配置することもできる。案内管（１０）は流体の
流れに囲まれるため、トウ（７）は図示するように高温
管壁との接触によって加熱される、又は案内管（１０）
は流体自体がトウ（７）と接触しうるように開口部を有
する。使用流体が熱風であり、これを有孔管（１０）（
ここには図示せず；図３参照）によってトウ（７）に直
接作用させることが好ましい。狭い管径を用いることに
よって、トウ（７）はさらに圧縮される。このために、
トウ（７）の案内管（１０）への流入はダイ（２２）と
（３３）とによって促進される。
【００２６】加熱帯域（２）の後には冷却帯域（３）が
続く。図１の実施態様では、この冷却帯域は冷却装置（
１３）として表される。これは冷却剤流体、好ましくは
空気を繊維トウと直接又は冷却面（図示せず）を介して
接触させるのに役立つ。流体はトウ輸送方向に並流もし
くは向流で、又は好ましくは図示するようにトウ輸送方
向に垂直に流れることができる。図１では、流体は流入
口（１４）から導入され、トウを押し通って、流出口（
１５）から排出される。
【００２７】冷却され、固定化したトウ（７）は輸送手
段（１６）方向に流れる、輸送手段は図１に示す形状で
は環状ダイ（１７）であり、この環状ダイ中をトウ（７
）は流体、好ましくは空気によって移動する。
【００２８】輸送帯域（４）を通過した後に固定化トウ
は切断帯域（５）方向に進み、切断帯域では切断ホイー
ル（１８）が固定化トウをタフト（１９）に切断する。 トウ（７）は加圧ロール（２０）によって切断ホイール
（１８）に押圧される。
【００２９】図２は加熱帯域（２）と冷却帯域（３）と
の特定の実施態様を示す。加熱手段（８）はこの場合に
も同様にジャケットヒーターとして構成される。加熱ジ
ャケット（９）には加熱用流体が流入口（１１）から供
給され流出口（１２）から出る。繊維トウ（７）は入口
ダイ（２２）を通って案内管（１０）に入るが、圧縮し
て形態でこの点に達するのが好ましい。
【００３０】加熱手段（８）はスペーサーブッシュ（ｓ
ｐａｃｅｒ　ｂｕｓｈ）（２１）を介して冷却装置（１
３）に直接結合し、冷却装置（１３）は冷却ジャケット
（２５）に囲まれる。冷却剤は流入口（１４）から冷却
ジャケットに供給され、流出口（１５）から排出される
。
【００３１】図３は加熱手段（８）の特定の実施態様を
示す。この実施態様では、案内管（１０）は孔（２３）
を備えるため、ジャケット（９）を通る流体は案内管（
１０）を通って流れ、トウ（７）はこの中を案内される
。案内管（１０）はその全長に沿って孔を有するのが好
ましい。しかし、案内管（１０）がその長さの一部のみ
にわたって有孔である実施態様を受け入れることもでき
る。案内管（１０）のサポート（３１）は加熱用流体の
ための開口部（３２）を備える。入口（３３）のロート
状形は繊維トウ（７）の流入をさらに改良する。
【００３２】図４は冷却装置（１３）をさらに詳細に断
面図として示す。内側には管（２４）が存在し、この中
にトウ（７）は案内される。この管（２４）は加熱手段
と同様に孔を有することができる。しかし、液体冷却媒
体の場合には、管（２４）は孔を有さないことが好まし
く、この場合には冷却媒体は管壁を介して間接的にのみ
トウ（７）に作用する。管（２４）はジャケット（２５
）に囲まれ、このジャケットには流入口（１４）と流出
口（１５）とを介して冷却剤が供給され、流入口（１４
）と流出口（１５）とは逆に配置されることもできる。
【００３３】以下、本発明を実施例によってさらに詳細
に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるもの
ではない。
【００３４】
【実施例】ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレ
ンテレフタレートと改質ポリエチレンテレフタレートと
をベースとする二成分系繊維（芯／鞘繊維）とのブレン
ドをカーディング装置によって処理して、スライバーを
形成した。使用充填繊維はＴＲＥＶＩＲＡ　２９０（ス
テープルファイバー６．７ｄｔｅｘ／６０ｍｍ）又はＴ
ＲＥＶＩＲＡ　２０６（ステープルファイバー６．０ｄ
ｔｅｘ／６０ｍｍ）であり、使用バインダー繊維は充填
繊維７５重量％とバインダー繊維２５重量％とのブレン
ドとしてのＴＲＥＶＩＲＡ　２５２（ステープルファイ
バー３．０ｄｔｅｘ／５０ｍｍ）である。スライバは約
１８０℃の温度において加熱することによって固定化さ
れた。この熱処理した材料を次に直ちに冷却し、好まし
くは成形した。成形され、固定化したスライバを次に種
々の長さ、好ましくは２〜６ｃｍに切断し、例えば枕の
ような寝具製品に吹き入れる。 この材料はクランプ形成傾向がなく、これを充填した枕
はタフトを砕解もしくは相互結合させることなく、プラ
ンピングアップすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に従ってカードスライバーを処理
するための装置の概略側面図である。
【図２】本発明の装置の加熱手段と冷却手段との実施態
様の側面図である。
【図３】本発明の方法の加熱手段の縦断面図である。
【図４】本発明の方法の冷却手段の縦断面図である。
【符号の説明】
１　　供給帯域 ２　　加熱帯域 ３　　冷却帯域 ４　　輸送帯 ５　　切断帯 ６　　カードスライバー ７　　トウ ８　　加熱手段 ９　　加熱ジャケット １０　　案内管 １１　　流入口 １２　　流出口 １３　　冷却手段 １４　　流入口 １５　　流出口 １６　　輸送手段 １７　　環状ダイ １８　　切断手段 １９　　タフト ２０　　加圧ロール ２２　　取り入れロート ２６　　仮撚り ３１　　サポート

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも１種の充填繊維と少なくと
    も１種のバインダー繊維とを含む連続フィラメント又は
    ステープルファイバーのトウから出発する充填材の製造
    方法であって、次の工程： （ａ）トウを加熱帯域に連続的に案内して、少なくとも
    トウの表面においてバインダー繊維が充填繊維に融着す
    るような温度にトウを加熱する工程； （ｂ）トウを冷却帯域に連続的に案内して、冷却帯域に
    おいてトウの温度を少なくとも表面において固定化した
    トウを形成するような程度に低下させる工程；及び（ｃ
    ）固定化したトウを切断手段に連続的に案内して、トウ
    をピースに、特に２〜６ｃｍ長さのピースに切断する工
    程から成る前記方法。
  2. 【請求項２】　　トウが、特にカードスライバの形状で
    あるステープルファイバーから成る請求項１記載の方法
    。
  3. 【請求項３】　　工程（ａ）の前に仮撚りを施すことに
    よって、カードスライバを機械的に安定化させる請求項
    ２記載の方法。
  4. 【請求項４】　　カードスライバが圧縮され且つ固定化
    するように、カードスライバを加熱帯域及び冷却帯域内
    に案内する請求項２又は３に記載の方法。
  5. 【請求項５】　　充填繊維がポリエステル製、特にポリ
    エチレンテレフタレート製である請求項１〜４のいずれ
    かに記載の方法。
  6. 【請求項６】　　バインダー繊維がポリエステル製、特
    に改質ポリエチレンテレフタレート製である請求項５記
    載の方法。
  7. 【請求項７】　　トウが線密度１〜１２ｋｔｅｘを有し
    、充填繊維とバインダー繊維とが線密度２〜１５ｄｔｅ
    ｘを有し、充填繊維の重量割合が５０〜９５％、充填繊
    維の重量割合が５０〜５％であり、　　充填繊維が二次
    元又は三次元けん縮ポリエステル繊維、特にポリエチレ
    ンテレフタレート繊維であり、バインダー繊維がポリエ
    ステル繊維、好ましくは充填繊維の軟化点に比べて１０
    ℃より大きな低い軟化点を有する改質ポリエチレンテレ
    フタレート製繊維から成る請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】　　バインダー繊維が芯／鞘構造を有する
    ポリエステル二成分系繊維であり、鞘が芯を形成するポ
    リエステルよりも低い軟化点を有する共重合ポリエステ
    ルによって特に構成される請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】　　切断面においてバインダー繊維が充填
    繊維に融着して、切断面において本質的に平滑な表面が
    形成されるように、切断が高温切断手段によって行われ
    る請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】　　工程（ｃ）の直後に、得られたタフ
    トを被充填三次元繊維構造に、特にその中に吸引又は吹
    込することによって導入する請求項１〜９のいずれかに
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】　　トウが供給帯域（１）から加熱手段
    （８）及び冷却手段（１３）を通って切断手段（１８）
    へ連続的に案内され、トウの輸送が冷却手段（１３）と
    切断手段（１８）との間に存在する輸送手段によって行
    われる生産ラインから成る、請求項１〜１０のいずれか
    に記載の方法を実施するための装置。
  12. 【請求項１２】　　供給帯域（１）がカードスライバに
    仮撚りを与えることのできる装置（２６）を含む請求項
    １１記載の装置。
  13. 【請求項１３】　　加熱手段がジャケットヒーターとし
    て構成され、該加熱手段において、側壁に孔を有するト
    ウ案内管（１０）が加熱媒体、好ましくは熱風の流入口
    （１１）と流出口（１２）とを有する加熱ジャケット（
    ９）内に達し、案内管（１０）は取り入れロート（２２
    ）に入るトウ（７）よりも小さい直径を有するため、前
    記トウが案内管（１０）内で圧縮され、機械的に安定化
    される請求項１１又は１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】　　冷却手段が冷却媒体、好ましくは水
    を装入される環状腔と固定化したトウ（７）が通る穿孔
    のない内管（２４）とを有するジャッケット付き管（２
    ５）から成る請求項１１〜１３のいずれかに記載の装置
    。
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