JPH05505959A - 繊維の充填材およびその他の態様 - Google Patents

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】 繊維の充填材およびその他の態様 関連出願の相互参照 本件出願は、１９９０年４月１２日付で受理されたスナイダ−（Ｓｎｙｄｅｒ） およびポーン（Ｖａｕｇｈｎ）の同時係属中の特許出願（Ｄ　Ｐ−４６９０）一 連番号０７１５０８．８７８、ならびに、１９８８年１２月２７日付で受理され た、現在は米国特許第４．９４０．５０２号として付与されている、それ自体１ ９８６年１０月２１日付で受理された、現在は米国特許第４．７９４．０３８号 として付与されている、それ自体１９８５年５月１５日付で受理された、現在は 米国特許第４．６１８．５３１号として付与されている、出願一連番号７３４． ４２３の部分継続出願である、それ自体１９８８年１２月２７日付で受理された 、現在は米国特許第４．７９４．０３８号として付与されている出願一連番号０ ６／９２１．６４４の部分継続出願である出願（Ｄ　Ｐ−４３９０）一連番号０ ７／２９０、３８５の部分継続出願としての、これら自体いずれも１９９０年６ 月９日付で受理されたマーカス（Ｍａｒｃｕｓ）の（Ｄ　Ｐ　−４３９０−Ａ　 ’）一連番号０７１５４９、８１８および（Ｄ　Ｐ−４３９１）一連番号０７１ ５４９．８４７の部分継続出願である。

発明の分野 本発明は繊維性の充填用材料の改良に、特にポリエステル繊維充填材に、より特 定的には繊維球の形状の繊維充填材に、ならびにこれらの繊維の、およびその他 の繊維の他の態様および使用に関するものである。

発明の背景 ポリエステル繊維充填材は広く使用されるようになっており、枕、キルト、寝装 、服飾品、家具の緩衝材、マツトレスおよび類似の物品用の比較的安価な充填用 材料として十分に受容されている。この充填材は一般に、詰め込み箱（ｓｔｕｆ ｆｅｒ　ｂｏｘ）型の捲縮機で捲縮したフィラメントから切断したポリエチレン テレフタレート短（すなわち切断）繊維から製造されてきた。この繊維のデニー ル数（またはｄｔｅｘ）は一般に５−６の程度、すなわち、服飾品に使用される 木綿繊維およびポリエステル繊維より有意に高いフィラメントあたりのデニール 数（ｄｐｆ）であった。

これらの繊維は中空であっての中実であってもよ（、規則的な円形の断面を持っ ていても、他の断面を持っていてもよく、最終使用の要求または工程の要求に応 じて種々の長さに切断されている。

ポリエステル繊維充填材は、しばしば“滑り加工“すなわちシリコーンで、より 近年はポリエチレンテレフタレート／ポリエーテルセグメント共重合体で被覆し て繊維／繊維摩擦を減少させる。繊維／繊維摩擦が低いことにより、この繊維充 填材を用いて製造した最終製品の手触りが改良されて、より滑りのよい、より柔 軟な手触りが得られ、使用中に繊維充填材が製品中で絡み合う（または塊状にな る）傾向の減少に寄与する。

ポリエステル繊維充填材短繊維は一般に開放状態で加工し、ついでウェブに成形 し、これを相互ラップ加工（ｃｒｏｓｓ−１ａｐｐｅｄ）　Ｌ／て、製品の充填 に使用する入れ綿（中入れ綿とも呼ばれる）を形成させる。この技術を用いて充 填した製品の性能は、多くの最終用途において多年にわたり満足すべきものであ ったが、天然の充填材、たとえばダウンおよびダウン／フェザ−混合物の美観を 十分に再現することはできなかった。この種の天然充填材は、梳いたポリエステ ル繊維充填材中入れ綿とは基本的に異なる構造を有していて、充填用材料の連続 性を持たない小さな粒子よりなるものであって、このことにより粒子がマツトレ スカバーの内部を動き回ることが可能になり、使用者の外形または要望に応じて 製品の形状を受け入れることも可能になる。本件発明者らは、ダウンおよびフェ ザ−の充填材の動き回り易さが、その圧縮されたのちの縮小からの、単に振るこ とによる、または叩くことによる回復において肝要な役割を果たしていると考え ている。この長所は、嵩高度回復性（ｒｅｆｌｕｆｆａｂｉｌｉｔｙ）と呼ばれ る。　・ ダウンおよびフェザ−とは対照的に、梳いたポリエステル繊維の充填材は、その 繊維が平行に配列し、各ウェブ内で、眉間でゆるやかに相互結合している層状構 造を有していて動き回ることができず、ダウンおよびフェザ−と同様の方法では 嵩高度が回復し得ない。しかし、ポリエステルの充填材は、特に洗濯可能性およ び持久性に関して天然の充填材を超える幾つかの利点を有している。そこで、マ ーカス（Ｍａｒｃｕｓ）は小さな、柔軟なポリエステル繊維の肩体（ｃｌｕｓｔ ｅｒ）または繊維球よりなる、着用中および洗濯中にその独自性を保持する、使 用者がこの繊維充填材で充填された製品の嵩高度を回復させ得る繊維充填材製品 を開発した。

これらの肩体は、ポリエステル繊維充填材の良好な機械的性質および洗濯可能性 をダウンまたはダウン／フェザ−混合物の嵩高度回復性と結び合わせている。

ある種の粒状製品は改良された梳綿機で、標準的な繊維充填材から商業的に製造 されているが、この種の製品は異なる最終用途用に製造されたものであって、高 品質のベッド用品または家具物品の製造に必要な性質を有していない。スティン ラック（Ｓｔｅｉｎｒｕｃｋ）は米国特許第２．９２３゜９８０号において、こ の種の改良された梳綿機および“結節（ｎｕｂ）”の製造方法を開示している。

マーカスは、特殊な性質を有する繊維を新規な繊維球製造法用の原料として用い て彼の新規な繊維球を製造している。米国特許４．６１８．５３１および４．７ ８３．３６４は好ましい繊維球製品、およびその螺旋状捲縮（オメガ捲縮を含む ）原料繊維からの製造方法を開示しており、この製品は、自発的に捲き上がる潜 在能力のために、穏やかな条件下で丸めることができる。この製品は、主として ベッド用品および家具用の緩衝材として、米国およびヨーロッパにおいて商業的 に成功を収めている。マーカスは、所望の繊維球構造を得るためには、すなわち 各繊維球内で繊維に所望の不規則な配列を与えるには、また、隣接している球体 の表面の間の結合を所望の低い程度に抑えるには、螺旋状の捲縮が重要であるこ とを示した。標準的な機械的捲縮を有する市販の繊維からは、嵩高度の回復可能 な充填材製品に対する重要な要求である良好な持久性、高度の充填能力および低 い結合値を与える所望の繊維球構造を有する繊維球は得られない。

充填能力を最適化するために（すなわち嵩を増大させるために）は、また、持久 性を最適化するために（すなわち使用中の嵩損失を減少させるために）は、特に 洗濯に対する持久性を最適化するためには、繊維球中の繊維は不規則に分布して いるべきであり、全構造を通じて均一な密度を有するべきであり、洗濯を通じて 、または通常の着用中に繊維球の独自性を保持するのに十分なほど絡み合ってい るべきであると考えられる。最適な充填能力と持久性とを得るためには、繊維球 中の各繊維が十分に寄与する（充填能力に、および持久性に）ように十分に、か つ個々に発達した嵩を有することが重要であると考えられる。繊維球の性能を左 右するこの構造を得るために、マーカスは、良好な、湊合された構造が極めて穏 やかな外力の下で得られるように、自発的に捲き上がる傾向を有する繊維を使用 した。上記の諸特許においてマーカスは、螺旋状捲縮を有する繊維を原料繊維と して用い、穏やかな外力下で繊維を丸めるために空気転回法を用いて、この所望 の繊維球構造および諸性質を得る好ましい方法を開示した。得られる製品は、繊 維球中の繊維が不規則に分布していること、少なくとも５０％が円形である　（ 最大寸法の最小寸法に対する比率が２＝１未満である）こと、および、先行技術 の製品では見られない低い結合度を有することを特色とするものである。マーカ スは、標準的な機械的捲縮を有する市販の繊維を用いては、同一の条件下で許容 し得る繊維球を製造しなかった。

マーカスがその新規な繊維球の製造に使用した原料繊維は比較的特殊なものであ り、入手し難く、かつ／または、ポリエステル短繊維の主流が一般的には詰め込 み箱技術により機械的に捲縮されたものである若干の市場においては、高価なも のである。マーカスが、梳いた中入れ締型の構造の平行繊維ではなく、繊維球の 形状の繊維充填材を使用することの価値を開示して以来、標準的な機械的に捲縮 した繊維がなぜ良好な繊維球を与えないか見いだすこと、およびマーカスが使用 したちの以外の原料繊維を提供することが望まれていた。スナイダー（Ｓｎｙｄ ｅｒ）らは、同時係属中の米国特許出願一連番号０７１５０８．８９８において 繊維の肩体を製造する他の方法および装置を開示し、機械的に捲縮した原料繊維 を満足すべき繊維の肩体に加工することに成功した。本件出願の重要な目標は、 しばしば繊維球と呼ばれるこの種の肩体に加工し得るような、機械的に捲縮した 原料繊維を提供することである。他の目標は本件明細書中で明らかになるであろ う。

取り外し可能な、嵩高度の回復可能な緩衝材は、今や近代的な家具様式において 典型的なものである。これが、緩衝材を膨らませ得る、嵩高度の回復可能な繊維 充填材の新規な需要を生み出してきた。家具はまた、ベッド用品または服飾品以 上に大きな支持力と充填能力とを有する充填材製品をも要求している。これには 、より高いデニール数の繊維が必要であろう。この種の繊維は、５−６　ｄｔｅ ｘの程度の繊維とは異なる捲縮条件を必要とするであろう。

マーカスの米国特許第４．７９４．０３８においては、螺旋状捲縮繊維と結合材 繊維とからの、湊合繊維ブロックに鋳型成形し得る繊維球が開示されている。こ こでもまた、所望の球状構造を得るために螺旋状捲縮繊維が使用された。この種 の繊維球を製造し得る機械的に捲縮した繊維を提供することが望ましい。

本件明細書中で明らかになるであろうように、本発明の原理はポリエステル繊維 充填材以外の繊維から肩体を製造する場合にも適用すること驚くべきことには、 本件発明者らは、特定の捲縮構造を有するある種の機械的に捲縮させた繊維から 、同等な性質を有する繊維球かえられることをここに見いだしたのである。本件 発明者らは、重要な特性は、この関連ではマーカスが原料繊維として使用した螺 旋状捲縮繊維のものと同様な、自発的に捲き上がる潜在能力であると考えている 。適当な原料繊維は、特定の範囲の頻度と振れ幅とを有する一次捲縮と二次捲縮 との組合わせとともに使用されている。必要な値の正確な範囲は種々の考慮に応 じて、たとえば原料繊維のデニール数および構造、ならびに球体の製造に使用し た工程技術に応じて変化するであろう。特に二次捲縮の頻度および振れ幅、なら びにこの二次捲縮の良好な熱固定は、繊維球を製造するための肝要な必要事項で あると考えられる。

本発明の一つの態様に従えば、繊維球が約２ないし約２０　ｉｎの平均断面寸法 を有し、個々の繊維が約１０ないし約１００　ｍｏ＋の範囲の長さを有し、１０ 　ｃｔｔｒあたり約１４ないし約４０捲縮の平均頻度を有する一次捲縮と１０Ｃ Ｉ１１あたり約４ないし約１６捲縮の平均頻度を有する二次捲縮とを有し、繊維 の長さ方向の軸の平均振れ幅が一次捲縮の平均振れ幅の少なくとも４倍である繊 維から製造したものであることを特徴とする、均一な密度、および各球体内部で の繊維の不規則な分布および絡み合いを有する、嵩高度の回復可能な（ｒｅｆｌ ｕｆｆａｂｌｅ）繊維球が提供される。

また、繊維球が約２ないし約２０　ａｍの平均直径を有し、個々の繊維が約１０ ないし約１００　ｕ＋の長さを有し、負荷保持体繊維がｌＱｃｍあたり約１４な いし約４０捲縮の平均頻度を有する一次捲縮と１０ｃ履あたり約４ないし約１６ 捲縮の平均頻度を有する二次捲縮とを有し、二次捲縮の平均振れ幅が一次捲縮の 平均振れ幅の少なくとも４倍であることを特徴とする、繊維が負荷保持体繊維と 結合材繊維との混合物であり、任意に、超短波または高周波のエネルー源に暴露 した場合に加熱され得る材料を含有することもある、各球体内部での不規則分布 と繊維の絡み合いとを有する繊維球も提供される。

さらに、本件明細書中でより詳細に記述する上記の繊維球の製造方法も提供され る。

その上に、結合材繊維を含有する繊維球から製造した鋳型成形構造体も提供され る。

本発明の他の態様は、繊維球の製造に好ましい原料＠碓、および適当な原料繊維 の製造に包含される方法である。

本発明のこの種の他の態様に従えば、低デニール（約４ないし約１０ｄｔｅｘ） のポリエステルフィラメントのトウ紐を詰め込み箱捲縮機中で、捲縮機幅１イン チあたり約１３ないし約２６　ｋｔｅｘの捲縮機負荷でフィラメントごとに機械 的に捲縮させる方法、および、１０　ｃｍあたり約１４ないし約４０の平均頻度 の一次捲縮と１０ＣＩ！あたり約４ないし約１６の平均頻度の、−次捲縮の平均 振れ幅の少なくとも４倍の平均振れ幅の二次捲縮とを有する捲縮フィラメントを 得るための捲縮したトウ紐を熱固定する方法、および、得られる捲縮トウ紐を切 断繊維に転化させて、この種の原料繊維から繊維球を製造する方法用の原料繊維 を得る方法、および、空気転回法により、または、たとえば改良ローラートップ 型の、もしくはたとえばスナイダーらにより米国特許出願一連番号０７１５０８ ．８７８に開示されているような針布を装備した造球装置を用いて、この種の繊 維球を製造する方法が、また、この種の造球装置および方法で使用するのに好ま しい機械捲縮原料繊維提供される。同様の、たとえば対応して約３４　ｋｔｅｘ までのより高いｄｔｅｘ数のポリエステルフィラメント用の方法も提供される。

本発明は、たとえば詰め込み箱型の機械的捲縮機の使用により適当な捲縮を誘発 することのみに限定されると考えるべきではな（、適当な構造を誘発する、これ に替わる方法も意図されているのである。

図面の簡単な記述 図ＩＡ、ｉＢ、２Ａ、２Ｂ、３．４および５は全て写真であり、その詳細は本件 明細書中で以下に与えられている。

図６は、得られる捲縮効果を示すための、詰め込み箱型の捲縮機の部分的に切り 開いた透視図である。

１　発明の詳細な記述 本発明に従えば、ある種の機械的に捲縮された原料繊維から、螺旋状捲縮繊維（ しばしばヘリカル捲縮繊維と呼ばれる）から製造したものと同等の嵩高度回復特 性と持久特性とを有する繊維球を、同等の工程条件に置いた場合に製造すること ができる。１９９０年４月１２日付で受理された、その開示が本件明細書中に引 用文献として組み入れられているスナイダーらの同時係属中の米国特許出願一連 番号０７１５０８．８７８　（Ｄ　Ｐ−４６９０）に記載されているもののよう な、他の繊維球製造工程にかけた場合より広い範囲の機械的に捲縮した原料繊維 から満足すべき繊維球を製造することができる。ある場合には、繊維球の構造が 螺旋状捲縮繊維から得たものに極めて類似していて、繊維球の電子走査顕微鏡（ ＥＳＭ）写真でさえも、２種の製品を識別することが困難である。この関連では 、全て２０倍の拡大率のＥＳＭ写真である図ＩＡ、ＩＢ、２Ａおよび２Ｂを引用 する。図ＩＡおよび　ＩＢは、機械的に捲縮した原料繊維から以下の実施例１に 記載したようにして製造した繊維球の写真である。

図２Ａおよび２Ｂは、螺旋状に捲縮した原料繊維から製造した市販の繊維球の写 真である。これらは以下に、より詳細に論する。一般に、いかなるものにせよ、 繊維球を製造した原料繊維の捲縮を検査する最も容易な方法は、繊維球自体をほ ぐして検査しようとするよりは、むしろ、通常は繊維球から延びている自由端の 若干を見いだして、球から延びている部分を検査することである。これらの図に 示されているような繊維球の妥当な二次元像を得ることは困難であるが、ＥＳＭ 写真は通常のカメラで得た写真よりは良好な像を与える。これらのＥＳＭ写真は 、機械的に捲縮した原料繊維を用いて本発明に従って得られる製品の、市販の製 品に対する構造的な類似性を示すために提供される。

機械的に捲縮した繊維から良好な構造を有する繊維球を製造することは、螺旋状 捲線技術または二成分技術を用いては製造および／または捲縮することが困難な 、特殊な断面を有する繊維、たとえば複数の縦溝および／または高度の空隙含有 量を有する繊維、ならびに高デニール繊維に関して特に実際的な、商業的な利点 を有している。本件明細書中に記述した技術は、捲縮条件を改良し、以下に開示 するような一次捲縮と二次捲縮との特定の組合わせを製造することにより、実際 止金ての紡糸合成フィラメント源からの三次元構造、低い結合度、および良好な 持久性を有する繊維球の製造を可能にする。当業者には認められるであろうよう に、全ての捲縮操作はある程度経験的なものであるに相違なく、当業者は特定の 原料繊維に応じて、捲縮機の型、寸法および／または構造に応じて、また、要望 されている事項に応じて、満足すべき結果（繊維球において、現況において）が 得られるまで実験して捲縮条件を変更するであろうが、指針は本件明細書中に与 えられている。

充填材用の目的には、繊維球は好ましくは円形であるべきであり、かつ、２−２ ０　ｅｔａの平均直径を有するべきであり、好ましくは球体の少なくとも５０重 量％がその最大寸法が最小寸法の２倍を超えない断面を有するべきである。繊維 球は不規則に配列した、絡み合った、熱固定された繊維から構成されていて、特 定の頻度と振れ幅とを有する一次捲縮と二次捲縮との双方を備えている。適当な 一次捲縮は１０　ｃｍあたり約１４ないし約４０捲縮の、好ましくは１０　ｃｍ あたり約１８ないし約２８捲縮の（または、ある種の繊維に関しては約３２捲縮 までの）平均頻度を有しており、適当な二次捲縮は１０　ｃｍあたり約４ないし 約１６の平均頻度と一次捲縮の振れ幅の少なくとも４倍の二次捲縮の平均振れ幅 とを有している。捲縮ポリエステル繊維は約２０關ないし約１００　ｍ１１の切 断長と約３ないし約３０　ｄｔｅｘの線密度（繊維充填材の目的用）とを有して いる。より低いｄｔｅｘレベルでは一般に、良好な反発力、または充填支持力が 得られないであろうが、より低いｄｔｅｘ値のポリエステルまたは他の繊維も他 の目的用の、たとえば、所望ならば新型の糸の結節として使用するための繊維球 に加工することはできる。実際に、本件明細書中で挙げた範囲は概略のものであ って、いずれかの繊維に対する正確な限界は一般に種々の因子、たとえば所望の 最終用途、他の繊維因子、たとえばデニール数および断面構造、および特定の繊 維用に特定的に選択した加工条件により変化することが理解されるであろう。

特定の最終用途に応じて、繊維球は一般には３０％以内の比率の他の繊維、特に 結合材繊維を含有することができる。ここでは、本件発明者らが螺旋状捲縮繊維 （マーカスにより示唆されているような）と同等な、繊維球への転化に適した機 械的捲縮繊維をいかにして製造するかを見いだしたことは当業者には明らかであ ろうが、種々の繊維の混合物、特に繊維球の製造に適した螺旋状捲縮繊維と機械 的捲縮繊維との混合物から繊維球を製造することが可能である。さらに、この種 の混合物に必要なこの種の繊維の正確な比率および捲縮構造は種々の因子、たと えば繊維球の製造に使用する技術、ならびに繊維のデニール数および断面に応じ て、また、混合物に関しては付加的な混合物の他の成分に応じて変化するであろ う。負荷保持体繊維は滑り剤、たとえばシリコーン滑り剤で、または基本的にポ リオキシアルキレンとポリエチレンテレフタレートとよりなるセグメント共重合 体で被覆して繊維／繊維摩擦を減少させることができる。最終用途製品における 改良された柔軟性以外にも、潤滑性も、工程中の繊維の重なりにおける滑りを助 け、これらを丸めるのに必要な力を減少させることにより、繊維球の製造工程に おいて重要な役割を果たしている。

本発明記載の原料繊維の捲縮構造を理解し、いかにしてこの種の捲縮構造を得る かを理解するためには、捲縮に関する若干の一般的な議論が有用であろう。

規則的な合成短繊維を加工するためには、その前駆体フィラメントを一般にはフ ィラメントトウの形状で処理して個々のフィラメントを機械的に変形させ、つい で、この変形を最小の引っ張り力の下で加熱して、その熱可塑性構造に固定する 。この処理の主要な理由は繊維−繊維結合を与えること（連続性を与えて梳綿機 および紡糸枠における切断繊維に関するその後の織物加工段階を容易にすること ）、または嵩を増加させて所望の触覚的な美観を与えることである。この方法は 一般には捲縮と呼ばれ、詰め込み箱型の捲縮機を示す図６との関連で論じられる であろう。

市販の捲縮機は細部においては異なっている（また、全ての商業的な操作の正確 な実態に関しては公知情報はないであろう）が、一般には少なくとも以下の要素 よりなるものである：繊維の変形が起きる詰め込み室３に繊維を供給するための 供給ロール１および２、ならびに、たとえば圧力負荷ゲート４（または第２のロ ールの組）による、出口において背圧を適用するためのある種の手段。他にも多 （の部分が存在するが、これらが議論を進めるために肝要である。

通常は、多数のフィラメントを詰め込み室３の幅より僅かに小さい幅のトウ紐５ に成形し、正確に詰め込み室３に供給する。この詰め込み室は三次元箱と考える ことができ、工程を通ずる繊維の流れ（本件発明者らはこれを２軸として示す） と平行であると考えられる長さ、トウ紐の幅（本件発明者らはこれをｙ軸として 示す）より僅かに広い幅、および詰め込み室３の他の軸（本件発明者らはこれを Ｘ軸として示す）である奥行きを有する。この詰め込み室は、トウ紐に対して一 時的な容量または貯蔵能力を背圧に関する手段と組み合わせて提供し、フィラメ ントがｙ軸に沿って折れ曲がる余分の空間が存在するために、フィラメントが詰 め込み室のｙ−ｚ平面内で折れ曲がる原因となる。

望ましくは、発生した捲縮の型は鋸歯型または矢筈型と呼ばれる。所望ならば、 特に入口において捲縮機を加熱して捲縮を容易にし、ついで、捲縮機を離れる前 にさらにある程度冷却して捲縮の固定を助けることができる。詰め込み室３の奥 行き（Ｘ）が十分に太き（、かつ／または詰め込み室に供給される繊維の量が十 分に小さければ、トウ紐はＸ−Ｚ平面内で折れ曲がって、よりサイン曲線型の幾 何学的構造を形成する。この捲縮は、通常はｙ−ｚ平面内での折曲がりにより生 ずるものよりはるかに大きな振れ幅と低い頻度とを有する。本発明を理解する目 的のために、本件発明者らはｙ−ｚ平面内で生ずる捲縮を一次捲縮と呼び、ｘ− ｚ平面内で生ずる捲縮を二次捲縮と呼ぶ。これらの捲縮は、図６の底部の捲縮機 から排出されるトウ紐に示されており、二次捲縮は１２に、−次捲縮は１１に示 されている。

双方の型の捲縮が図３．４および５の捲縮トウ紐の写真に見られる。

背景の紙（１ｃｍ離れている）の線から見られるように、図４および５は図３よ り拡大率が大きい。全トウ紐の二次捲縮は一次捲縮より明らかに示されており、 図３の頂部のトウの部分が曲げられて写真の面内での振れ幅を示していることを 除いて、一般的には写真の面に対して垂直な振れ幅を有するほぼ鉛直の列として 示されている。この二次捲縮は詰め込み箱の奥行きに（Ｘ軸に）対応している。

図３（以下の実施例１に対応する）は、図４（比較例Ａに対応する）よりはるか に良好に固定された二次捲縮を示している。図５においては熱固定が中間的であ って、図４よりは良好であるが、図３はど良好ではない。−次捲縮は若干のフィ ラメントが引き離されている写真で認められるが、振れ幅が二次捲縮よりはるか に小さく、一般的には二次捲縮のものに対して直角の方向にあり、この−次捲縮 はトウ紐の幅と詰め込み室の幅（詰め込み室のｙ軸）との間の差異に対応してい る。

本件明細書中で記したように、繊維球の製造に望ましい捲縮構造を得るためには 捲縮機負荷が重要な因子であり得る。捲縮機負荷は、捲縮機に供給されるフィラ メントトウ（しばしばローブと呼ばれる）の量を示しており、本件明細書中では 捲縮機幅の１インチあたりのｋｔｅＸとして測定される。

重要な必要事項は、引き出される前に、たとえばトウが捲縮機から排出されると きに、またはその後のトウの加工中に、フィラメント中で二次捲縮が固定されて いることである。先行する実際の処理が多様であり、公知のものでない可能性が あるので、特定の商業的な実際の方法のいずれかにおいて、前に何が使用された かに応じて、捲縮が十分に固定される前に引っ張り力を回避するためのある種の 捲縮機後手段の付加、および／または余分の熱固定が望ましいこともあろう。重 要なものは、捲縮機中でのいずれかの一時的な捲縮構造であるよりは、繊維球の 形成時における、またはそのしばら（後における原料繊維の捲縮構造である。

ここでは、本件発明者らが原料繊維の三次元熱固定構造の、丸められた繊維房体 （または繊維球）の製造における重要性を説明したことも理解されるであろうが 、この種の構造は、本発明の広い範囲内の他の手段によっても得られる。理解を 容易にするために、本件発明者らはこれを、詰め込み箱型の機械的捲縮方法との 関連で説明した。

繊維球の製造用の原料繊維を製造するための好ましい機械的捲縮方法は、基本的 には比較的低い捲縮負荷下でローブを捲縮することよりなるものである。本件発 明者らは、４ないし１０　ｄｔｅｘの円形繊維に対しては１インチ（捲縮機幅） あたり１３ないし２６　ｋｔｅｘの、より高いデニール数の繊維に対しては１イ ンチあたり３４　ｋｔｅｘまでの若干高い負荷を用いて成果を挙げた。理解され るであろうように、正確な捲縮機負荷はいずれの場合にも、原料繊維を繊維房体 に転化させるために使用する技術および諸条件を含む、繊維のデニール数以外の 種々の考慮に応じても変化するであろう。本件発明者らは、梳綿機型の技術が改 良ローチ型の装置を使用する場合よりも許容度が大きいことを見いだした。低い 捲縮負荷は二次捲縮を生ずる助けとなり、その頻度および振れ幅に影響を与え、 二次捲縮の熱固定をある程度改良し、これが、自発的な捲き上がりに関する繊維 の記憶を構成する。低い捲縮負荷により、ロープが前後に折り畳まれるためのよ り大きな空間が残され、トウ紐の回転の原因となり得、これが二次捲縮の捲縮面 の変化を生み出し得て、以下に開示するように、これら全てが良好な三次元繊維 球構造の製造を助ける。二次捲縮は本発明記載の繊維球の製造にとって基本的な ものであるが、最適な結果を得るためには、これを熱固定して所望の捲縮構造を 可能な限り良好に固定しなければならない。

上記のように、Ｕ　Ｓ　Ｐ　４．６１８．５３１および４．７８３．３６４は螺 旋状（またはヘリカル）の捲縮を有する原料繊維から製造した繊維球を開示して いる。この種の繊維球は繊維球から突き出ている繊維が比較的少なく、結果とし て繊維球間の結合が少ない。また、螺旋状捲縮により繊維充填材の嵩、反発性お よび持久性、ならびに嵩高度回復性に対する繊維の最適寄与が与えられる。繊維 球の構造は、繊維の二成分構造の結果として、また非対称冷却中に与えられる旋 回応力の結果として生ずる、その“記憶”による繊維の自発的な捲き上がりに大 幅に依存する。自発的な捲き上がりの潜在能力により、湊合した繊維球構造を得 るために極めて小さい外力を適用する極めて穏やかな条件下で、原料繊維から繊 維球を製造することが可能になる。この繊維球は、優れた充填能力および持久性 とともに反発構造を有している。

この種の繊維球と、“結節”と呼ばれる先行技術の製品または、通常は梳綿機で 製造される類似の市販の製品との間の主要な差異は、“結節”が強力に絡み合っ ている核の中に存在する極めて多量の繊維を含有し、これが反発性に全（寄与せ ず、単に“死重量”を構成しているに過ぎないことである。これらの結節はかな り強力に絡み合っていて、梳綿操作の抵抗することがあり得る。結節は、粗紡糸 （たとえばペルベル絨穂、タペスリー等の種々の、視覚および触覚の美観を必要 とする織物の用途の）への組み入れ用に十分に受容されているが、充填材の応用 面に必要な嵩、反発性および持久性は有していない。

上記のように、マーカスは螺旋状捲縮繊維を用いて彼の反発性の繊維球を製造し たが、彼の空気転回性繊維は標準的な機械的捲縮繊維からは繊維球を製造しなか った。螺旋状捲縮繊維は依然として所望の構造を有するこの種の製品の製造用の 好ましい原料ではあるが、本件発明者らは先行技術の経験とは対照的に、−次捲 縮と二次捲縮との極めて特定的な組合わせを有する改良された機械的捲縮繊維か ら極めて類似した構造を有する繊維球を製造し得ることをここに見いだした。要 点は、自発的に捲き上がる潜在能力を有する原料繊維を用意することであると考 えられる。これは常に二成分繊維でのものほど強力であるとは言えないであろう が、この捲き上がる潜在能力により穏やかな条件下で繊維球を製造することが可 能になり、結果として類似の構造が得られる。これらの繊維の製造に使用する繊 維の捲縮構造および工程条件は、繊維球の構造との関連で重要である。標準的な 市販の機械的捲縮繊維を用いては繊維球を全く製造しない空気転回条件も、改良 された機械的捲縮を有する繊維からは、本発明に従って、許容し得る構造、充填 能力および持久性を有する製品の製造に使用することができる。これらの改良さ れた“機械的捲縮繊維”からの最適構造を有する繊維球の製造における主要な変 量は、二次捲縮である。二次捲縮が三次元捲縮構造を与えるので、その自発的に 捲き上がる潜在能力を与えると考えられているものは、これらの繊維の二次捲縮 である。

したがって、改良された機械的捲縮（本発明記載の繊維球の形成に必要であるよ うな）を有する繊維の製造における主要な要素は、１０　ａｍあたり約４捲縮な いし１０　ｃｍあたり約１６捲縮の頻度を有する十分に固定された二次捲縮であ ると考えられる。−次捲縮はより厳密でないと考えられる。−次捲縮のより良好 な固定の助けとなり、繊維球内の丸まりと繊維の絡み合いとをより容易にするの で１０　ｃｍあたり２８捲縮以下の一次捲縮を有することが好ましいが、１０　 ｃｍあたり約４０捲縮という高い一次捲縮頻度でも若干の良好な結果が得られて いる（実施例１）。十分に固定された顕著な二次捲縮を得るために本件発明者ら が使用した簡単な、実証されている方法は捲縮機負荷を減少させることであるが 、これもまた、他の手段、たとえば捲縮機の喉部、すなわちＸ軸を広げることに よっても達成することができる。

本件方法に使用するポリエステルロープは、好ましくは比較的低い、好ましくは １インチあたり２６　ｋｔｅｘ以下の捲縮機負荷または密度で捲縮機に入れて、 ロープの長さ１０ｃｍの部分内で約８回ないし約３２回の速度で方向を変えて前 後に折り畳むことを可能にする。好ましくは、この低い捲縮機負荷のために、ト ウ紐が前後に折り畳まれるのみでなく、下降の角度も変化して二次捲縮の平面内 の変化をも生じさせるべきであり、したがって二次捲縮は必ずしも常に一次捲縮 の平面に対して直角であるとは限らない。二次捲縮、その頻度、その三次元特性 およびその構造の熱固定は、機械的に捲縮された繊維が繊維球を形成するか否か にとっても、この構造にとっても要点である。本件発明者らは、製造中の若干の 観察に基づいて、多くの場合に二次捲縮の節が、繊維が繊維球の一方の側から他 方に向かって走行し、繊維球の表面に円形の平滑なループを作る折り返し点とし て機能すると考えている。得られる構造は、螺旋状捲縮原料繊維から製造した繊 維球の構造に極めて類似している。上記の二次捲縮の頻度および振れ幅は、この 構造に十分に固定されていなければ満足すべきものとはならない。これは、束を 引き伸ばし、これを解放して捲縮の縮みを評価して、容易に機能的に評価するこ とができる。

この種の機能的評価は、所望ならば以下に示すようにして、または、たとえば（ １）既知のｋｔｅｘ値の束をインストロン（Ｉｎ５ｔｒｏｎ）装置に載せ、引き 伸ばして二次捲縮を取り除き、ついでインストロンの負荷セルの応答から捲縮の 復元力を測定するか、もしくは、（２）既知のｋｔｅｘ値の束の一端を固定し、 これをある種の延長手段の下で引き伸ばしてその完全に延長された長さくＴＬ） にしてこれを測定し、ついで延長手段を取り除いて束を収縮させ、収縮した長さ 　（ＲＬ）を測定し、測定した２種の長さの間の百分率差異（ＴＬ　−ＲＬ）と して、完全に延長された長さくＴＬ）の百分率としてＣＴＵを計算することによ り、量的測定に発展させることができる。しかし、本件発明者らは機能的評価を 使用し、これが本発明を基礎に置く新規な製品の開発の指針として満足すべきも のであることを見いだした。

一次捲縮はまた、繊維球の形成および構造においてもある種の小さな役割をも果 たしている。１０　ｃｍあたり２８捲縮以下の比較的低い頻度と球形の捲縮節と を有することが好ましいが、それのみでは、二次捲縮なしに所望の繊維球構造を 達成するのに十分ではない。単に低レベルの一次捲縮を与えるのみでは、上記の 改良ローチ装置で繊維球を形成するのに十分でないことが示されている。

本件発明者らは、中実断面を有する原料繊維が一般には、特に米国特許４．６１ ８．５３１．４．７８３．３６４および４．７９４．０３８に記載されている改 良ローチ型の装置で、中空繊維より容易に繊維球を形成することを見いだした。

ある種の改良された梳綿機では、二次捲縮による差異は単に肩体を作る能力に関 してはより小さいであろう。しかし、本発明に開示されているような特定の捲縮 は依然として、所望の良好な構造、持久性、充填能力（弾性／嵩）、および低い 結合度を有する繊維球の製造には重要である。中実繊維および比較的低デニール の繊維は一般に、本発明に従ってより容易に繊維球に丸めることができるが、以 下の実施例から見られるように、本発明は１３　ｄｔｅｘという高い曲げモデュ ラスを有する繊維、４穴の、２５％空隙率の繊維からも繊維球を製造することが できる。先行技術の（改良された）梳綿機とともに使用する技術では、この種の 高い曲げモデュラスを有する繊維または多溝繊維から高い嵩と良好な持久性とを 有する繊維球は製造し得ないと考えられる。本発明は、高い空隙率の繊維および ／または多溝繊維から所望の構造を有する繊維球を製造する最良の、恐ら（は唯 一の実際的な経路であると考えられる。これらは、螺旋状捲縮繊維を用い、ジェ ット冷却を経て製造することは極めて困難である。二成分経路は、本件発明者ら の知識では極めて困難であろうし、この種の二成分繊維は商業的に生産されてい ない。本発明記載の一次捲縮と二次捲縮との組合わせは、この種の原料繊維から の困難を伴わない繊維球の製造を可能にし、高度の充填能力、高度の支持力およ び良好な持久性を必要とする最終用途用の良好な、高性能の充填材製品を製造す る。

本発明記載の繊維球の製造に使用するポリエステル繊維は滑り剤で被覆されてい てもよく、この目的には市販のいかなる滑り剤も使用することができる。この種 の物質は米国特許４．７９４．０３８に記載されている。

通常の滑り剤を通常は、繊維球の重量に対して０．０１ないし約１％のＳｉのレ ベルで使用する。シリコーン重合体は一般に、繊維の重量に対するＳｉの％とし て測定して０．０３％ないし０．８％の、好ましくは０゜１５ないし０．３％の 範囲（約）の濃度で使用する。ここでの滑り剤の役割は、フィラメント間の結合 を減少させて、繊維球の製造操作中に、より良好な構造の形成を可能にすること 、充填用材料の滑りを改良すること、および繊維球間の結合を減少させる（嵩高 度回復性を改良する）ことである。また、上に開示したように、原料繊維は約０ ．０５ないし約１．２重量％（繊維の）の、マッキンタイア（ＭｃＩｎｔｙｒｅ ）らの米国特許３、４１６．９５２．３．５５７．０３９および３．６１９．２ ６９に、また、ポリエチレンテレフタレートセグメントとポリ酸化アルキレンセ グメントとを含有する同様のセグメント共重合体を開示している他の種々の特許 明細書に開示されているもののようなセグメント（ポリ酸化アルキレン／ポリエ チレンテレフタレート）共重合体で被覆することができる。グラフトしたポリ酸 化アルキレン／ポリエチレンテレフタレートを含有する他の適当な材料も使用す ることができる。これらの製品で達成された繊維／繊維摩擦はシリコーンで達成 されたものと極めて類似しているが、これらの材料で滑り加工された繊維は市販 の共重合ポリエステル結合材繊維と結合し、マーカス（１，）ｌａｒｃｕｓ）の 同時係属中の米国特許出願一連番号０７１５４９．８４７　（Ｄ　Ｐ−４３９１ ）および米国特許４．９４０．５０２に記載されているように、これが成形用の 目的の繊維球の製造にとって基本的である。

同一の繊維混合物から製造した２５　ｋｇ／Ｉ１１’の繊維球ブロックに対して 、また、４５　ｋｇ１０＋３のブロック中入れ綿に対してほぼ同等の、繊維球の 鋳型成形により製造した緩衝材の高度の反発性および支持力のために、５ないし ３０重量％の、好ましくは１０ないし２０重量％の量の結合材繊維が必要である 。使用し得る適当な結合材繊維は、たとえば、１９９０年６月５日付で受理され た、高周波エネルギー源として超短波を用いる結合繊維構造に関するケラワラＱ ｅｒａｗａｌＬａ）の同時係属中の出願一連番号０７１５３３．６０７と同様に 本件明細書中に引用文献として特に組み入れられている米国特許第４．７９４． ０３８号および第４．８１８．５９９号に、マーカスにより記載されている。

本発明はさらに、繊維を全てポリエチレンテレフタレートから製造した以下の実 施例に記述されている。これと異なる言及のない限り、全ての部および百分率は 重量部および重量％であり、繊維の重量を基準にしたものである。嵩の測定は８ ０　Ｘ　８０　ｃｒａの枕（充填重量１０００　ｇ）で行い嵩損失はシミュレー ションによる着用試験ののちの％で与えである。

構造の量的評価は、球形であった繊維球の比率、繊維球のけば立ちの度合い、お よび１＝（最悪）ないし５＝（最良）の尺度で表したこれらの繊維球の形成の良 好度（ゆるやかな構造、絡み合いの良好度等）に反映している。

比較例　Ａ ６、７　ｄｔｅｘの中実繊維から、３．５倍の延伸比、１インチあたり２９　ｋ ｔｅＸの捲縮機負荷、および０．２５％（Ｓｉ）の市販のポリシロキサン滑り剤 を用いて、延伸、捲縮したロープを幸便に製造した。得られた繊維は１０　ｃｔ ｓあたり３１掃縮の一次捲縮頻度および１０　ｃｒａあたり３捲縮の、固定度の 乏しい二次捲縮を有していた。このロープを切断長３２韻の短繊維に切断し、こ の短繊維を市販のラローチはぐし装置中でほぐしくｏｐｅ口ｉｎｇ）　、米国特 許４．６１８．５３１　：　４．７ｇ３．３６４　：および４．７９４．０３８ に記載されているような改良ローチ装置に注入した。この繊維を装置中で、４５ ０　ｒｌ）ｆｆｌで４分間転回させたが、この条件下では、この原料繊維から繊 維球は形成されなかった。

実施例　１ この実施例は比較例Ａと同様であるが、ロープは減圧下で捲縮し、捲縮機の負荷 は３８．５％に減少させた。得られた製品は、１０　ｃｍあたり３９捲縮の一次 捲縮頻度と、１０　ａｍあたり４捲縮の頻度の、約０．６Ｎ／ｋｔｅｘ　（比較 例Ａで使用した原料繊維の二次捲縮のものの約４倍）の捲縮引き伸ばし外力によ り示されるように、はるかに良好に固定された比較的強い二次捲縮とを有してい た。このロープを切断長３２Ｉｌｆｆ＋の短繊維に切断したが、これは上記の条 件下で容易に、良好な構造と嵩高度回復性とを伴って繊維球に転化した。表ＩＢ には、実施例１からのこれらの球体の諸性質が与えてあり、これを、米国特許第 ４．６１８．５３１号ら製造した市販の製品と比較している。比較からの結論は 表ＩＡに概括しである。

表ＩＡ 捲縮の緒特性 比較例Ａ　実施例１ 一次捲縮　捲縮数／１０　ｃｒａ　３１　３９二次捲縮　捲縮数／１０ｃｍ　３ 　４ 捲縮引き伸ばし力（Ｎ／ｋｔｅｘ） −一次捲縮　６．０　５．３ −二次捲縮　０．１４　０．５７ この技術により許容し得る構造を有する繊維球を製造するには、良好に熱固定さ れた有意の頻度の二次捲縮が必要である。一時捲縮を引き伸ばすのに必要な力は 比較例Ａの原料繊維と実施例１のものとで同等であったが、二次捲縮を引き伸ば すのに必要な力は実施例］の場合に４倍の大きさであった。この力は二次捲縮の 熱固定に直接に対応し、繊維の自発的に捲き上がる潜在能力に関連する。

比較例Ａは試験条件下で繊維球を形成しないので、実施例１の繊維球を市販の繊 維球と比較した。比較からの結論は表ＩＢに概括しである。

表ＩＢ 繊維球の諸性質 １、嵩 市販品　実施例１ Ｉ　Ｈ２２２８ｍ＋ａ　２１２　ｍｍ ４　Ｎ　２０８１　１９０本 ６ＯＮ　１０１　ａ＋ａ＋　８７　ｍｍ２０ＯＮ　４４　ｍｏ＋　３９０１１１ ２、　高損失 市販品　実施例１ ＩＨ２−２５，２％　−２１，２％ ４Ｎ　−２５゜０％　−２０，７％ ６ＯＮ　−２１，２％　−１６，４％ ２０ＯＮ　−５，７％　−２，６％ ３　結合度および評価 市販品　実施例１ 結合度　３．３Ｎ　４．３Ｎ Ｎ定量価　４−５　４ これらの機械的に捲縮した繊維は、螺旋状捲縮繊維から製造した市販の繊維球の ものと同等の充填能力と持久性とを有する繊維球を製造した。

図２Ａおよび２Ｂは、電子走査顕微鏡（ＥＳＭ）を通して２０倍の倍率で撮った 市販の繊維球（５ｄｔｅｘの螺旋状捲縮繊維から製造したもの）の写真である。

図ＩＡおよびＩＢは実施例１の繊維球の同様な写真である。このＥＳＭ写真の比 較は、繊維球内の繊維の極めて類似した不規則な配列と類似した均一な繊維密度 とを示している。双方の製品の繊維はともに、フェルト化することなく、その嵩 を十分に広げていた。

この構造が繊維球製品の性能；すなわち嵩、持久性および嵩高度回復性を決定し ている。写真に示された構造の類似性は、表ＩＢのデータの類似性を説明してい る。

図３および４は、上記のように使用した原料繊維を切り出したトウ紐の写真であ る。図３は実施例１に対応し、図４は比較例Ａに対応している。これらは明らか に、二次捲縮が列をなして写真の底部から頂部に走っていることを示している。

−次捲縮は、個々の繊維をローブの残部から分離するために行った操作によりこ れらの列の頂部に形成された割れ目に見られる。ローブから分離され、９０度曲 げられた繊維の束が図３の上部に見られる。二次捲縮および一次捲縮の構造を観 測することができる。−次捲縮の小さな振れ幅および高い頻度に対して二次捲縮 の大きい振れ幅および低い頻度が明らかに見られる。図３の二次捲縮と図４のも のとの間の差異は、これらの写真から明らかである。図５は、改良ローチ装置で 繊維球を製造したがその構造は貧弱な、６．１ｄｔｅｘの単穴繊維のトウ紐を示 している。二次捲縮は、比較例Ａ（図４）よりはるかに良好であるように見える が、十分に熱固定されていない。

この点は修正することができ、改良された原料繊維が得られるであろう。

比較例　Ｂ １３　ｄｔｅｘの４穴、２４％空隙の繊維から、３．５倍の延伸比、１インチあ たり　２６　ｋｔｅｘの捲縮機負荷、および０．５％の、デュポン社（Ｅ、　Ｉ 。

ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅａｌｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手し 得る市販のポリエーテル／ポリエステル共重合体ゼルコン（ＺＥＬＣＯＮＩ＋） 　５１２６を用いて、延伸、捲縮したローブを幸便に製造した。得られた繊維は １０ＣＩ１１あたり２２捲縮の一次捲縮頻度を、１０Ｃ１１あたり２捲縮の頻度 の固定度の乏しい二次捲縮とともに有していた。このローブを切断長５０　ｍｍ の短繊維に切断し、この短繊維を梳綿機でほぐし、ついで、平均直径約６．５ｃ ｍの繊維球を製造するように改造したローラー梳綿機に空気で移送した。この繊 維球は８０　ｋｇ／時で製造したが、かなりのけば立ちと１０．５Ｎの比較的高 度の結合とを若干延びた体形とともに示した。この繊維球は、若干の部分が高い 密度を有する不均一な密度を有していて、若干の限定されたフェルト化を示した 。このフェルト化が嵩（すなわち充填能力）を減少させ、より少ない程度ではあ るが、製品の反発性をも減少させた（表２）。

この短繊維は、実施例１で使用した条件下では、改良ローチ装置で繊維球を全く 作らなかった。

実施例　２ 同一の３．５倍の延伸比、捲縮機負荷（１インチあたり２６　ｋｔｅｘ）、およ び、０．５％の、デュポン社から入手し得る市販のポリエーテル／ポリエステル 共重合体ゼルコン”　５１２６を使用して、比較例Ｂと同様にして延伸、捲縮し たローブを製造したが、捲縮機のゲート圧を減少させて二次捲縮を増加させ、そ の熱固定を改良した。得られた繊維は１０ｃｍあたり２２捲縮の一次捲縮頻度を 、１０　ｃｍあたり約４捲縮の二次捲縮頻度とともに有していた。この二次捲縮 は十分に顕著なものであったが、延伸したローブの復元力の主観的評価から判断 して、その熱固定は最適なものとは考えられなかった。このローブを切断長５０ 關の短繊維に切断し、この短繊維を梳綿機でほぐし、ついで、繊維球を製造する ように改造したローラー梳綿機に空気で移送した。この繊維球は比較例Ｂと同一 の条件設定で９５　ｋｇ／時で製造したが、わずかなけば立ちと、６．３１１Ｉ Ｉｍの平均直径を有する良好に形成された繊維球とを示し、フェルト化面積には 極めて有意の減少が見られた。結果として、結合は約６．５Ｎに低下し、嵩（充 填能力）も有意の改良を示した（表２）。この繊維は比較例Ａおよび実施例１で 使用した条件下で、改良ローチ装置で繊維球を形成したが、その構造は、螺旋状 捲縮原料繊維から同一の装置で製造した市販の製品より貧弱であった。その理由 は、この試験品中の二次捲縮の熱固定が十分でなかったためであって、この空気 転回法は、改良梳綿機の場合よりも強い自発的に捲き上がる潜在能力を原料繊維 に要求すると考えられる。比較からの結論は表２に概括されている。

表２ 捲縮の諸物件 比較例Ｂ　実施例２ 一次捲縮　捲縮数／１０ｃｍ　２２　２２二次捲縮　捲縮数／ｌ０Ｃ１１２４ 繊維球の諸性質 比較例Ｂ　実施例２ Ｉ　Ｒ２９０ｍｍ　１２５　ｍｍ ７．５Ｎ　６７　ａ＋ａ＋　８８１１１ｍ６ＯＮ　４１　ｍｍ　４８　ｍｍ＋ １２ＯＮ　３３　ａ＋ｍ　３７　ｍｍ 作業復元率　４８．５％　５５％ 結合　１０．５　Ｎ　６．５　Ｎ （注−実施例２の二次捲縮は比較例Ｂのものより良好に固定されていたが、主観 的に判断して高い復元力は有してぃながった。） 実施例２の製品は、比較例Ｂのものとの比較ではるかに高い充填能力を、３９％ 高い初期高さおよび１７％高い支持嵩高さとともに示した。結合度は有意に低（ 、はるかに良好な嵩高度回復性に反映していた。

実施例２の製品は高い商業的価値を有しているが、一方、比較例Ｂのものは不満 足であると判定された。

比較例　Ｃ 比較例Ｂと同様にして、延伸、捲縮したローブを製造した。このローブを、１７ 　ｄｔｅｘの鞘／芯型の、８８　：　２２の重量比の二成分結合材とともに５０ 　ｍｍに切断し、この短繊維を梳綿機でほぐし、ついで、平均直径約６．５ｃｍ の繊維球を製造するように改造したローラー梳綿機に空気で移送した。この繊維 球は７４　ｋｇ／時で製造したが、かなりのけば立ちと１２　Ｎの比較的高度の 結合とを若干延びた体形とともに示した。この繊維球は、若干の部分が高い密度 を有する不均一な密度を有していて、若干の限定されたフェルト化を示した。こ のフェルト化が嵩　（すなわち充填能力）を減少させ、より少ない程度ではある が、製品の反発性をも減少させた（表３）。

実施例　３ 実施例２と同様にして１３　ｄｔｅｘ、　４穴、空隙率２４％の延伸、捲縮した ローブを製造した。このローブを、１７　ｄｔｅｘの鞘／芯型の、８８　：　２ ２の重量比の二成分繊維ローブとともに切断長５０　ｍｍの短繊維に切断し、こ の短繊維を梳綿機でほぐし、ついで、繊維球を製造するように改造したローラー 梳綿機に空気で移送した。この繊維球は比較例Ｃと同一の条件設定で８７　ｋｇ ／時で製造したが、わずかなけば立ちと、６，５ｍｔｔｒの平均直径を有する良 好に形成された繊維球とを示し、フェルト化面積には極めて有意な減少が見られ た。結果として、結合は約　７．５Ｎに低下し、嵩（充填能力）も、表３に見ら れるように、比較例Ｃを超えて有意に改良されていた。

表３ 比較例Ｃ実施例３ Ｉ　Ｒ２９３ｍｍ　１３６　＋ａｍ ７．５Ｎ　６８　ｍｍ　９２　ｍｍ ６ＯＮ　４１　ｍｍ　４８　ｍｍ １２ＯＮ　３３　ｍｍ　３６　ｍｍ 作業復元率　４８．６％　５５％ 結合　１２．ＯＮ　７．５　Ｎ 使用した試験方法の記述 ここで使用した試験の多（は、本件明細書中で引用した先行の特許に既に記載さ れている。

緩衝材の高測定： 高測定は、圧縮力と緩衝材の高さとを測定するインストロン装置で幸便に行われ る。この測定は、インストロン装置に取り付けた直径ＩＱ　ｃｍの足を用いて行 われる。最初に試料を６０　Ｎの最大圧力で一度圧縮し、ついで解放する。第２ の圧縮曲線から試験材料の初期高さくＩＨ２）、支持体嵩高さくＳＢ　７．５　 Ｎ）　、すなわち７．５Ｎの力の下での緩衝材の高さ、および６０　Ｎの力の下 での高さく８６ＯＮ）を記録する。柔軟度は絶対値（ＡＳ、すなわち　ＩＨ２− ＳＢ　７．５　Ｎ）と相対値（Ｒ３゜すなわち　ＩＨ２の％で表したＡＳ）との 双方で計算する。反発力は作業回復率（ＷＲ％）、すなわち全回復曲線の下の面 積の比として測定し、全圧縮曲線の下の面積に対する百分率として計算する。

持久性： 長時間の通常の使用をシミュレートするために、一連の重複剪断運動と、それに 続く、繊維充填材の長時間の使用中に通常生ずる塊り、纏れおよび繊維の絡み合 いを作るように企画した迅速圧線とを用いて、約１８時間にわたって約６．００ ０サイクル、枕に交互に機械的に作業する（すなわち圧縮と解放）ように疲労試 験機（ＦＴＰ）を設計した。枕内の繊維充填材の量が結果に大きく影響すること があり得るので、これと異なる言及のない限り、各枕（８０Ｘ　８０　ａｍ）に １０００　ｇの充填材料を吹き込み充填した。

枕が使用中にその最初の形状および体積（高さ）を回復する能力を保持すること が重要であり、この能力を保持しなければ枕はその視覚的な美観と快適さとを失 うであろう。そこで、上記の疲労試験機にかけた前と後の枕について通常の手法 で嵩損失を測定する。枕の視覚的な美観、嵩および柔軟性は個人的な、かつ／ま たは伝統的な好みの問題であって、重要なのは、使用中の枕の性質の変化が可能 な限り小さいこと（すなわち枕の持久性）である。圧縮力と枕の高さとを測定す るために“インストロン”装置で高測定を行い、この枕をインストロン装置に取 り付けた直径２８８關の足で圧縮する。インストロン装置のプロットから、試験 材料の初期の高さくＩＨ２）、支持嵩高度（６ＯＮの圧縮下での高さ）および２ ０ＯＮの圧縮下での高さを（ｃａ＋で）記録する。柔軟性は絶対値（ＩＨ２−支 持嵩高さ）と相対値（ＩＨ２に対する百分率で）との双方で考慮する。双方とも 重要であり、これらの値は疲労試験機で踏み込んだのちにも保持されている。

結合度測定： この試験は、繊維球の物体を通過させる能力を試験することを企画した。これは 、同等の性質、たとえばデニール数、滑り度等を有する繊維から製造した繊維球 の場合には、嵩高度回復性と相関関係にある。基本的には、結合度は金属棒で作 った鉛直の長方形を、その長方形の面の双方の側に対をなして近接して置かれた ６本の固定した金属棒で保持された繊維充填材を通して引き上げるのに必要な力 である。全ての金属棒は直径４ｍｍのステンレススチール製である。上記の長方 形は、長さ３９　ｍａ＋　（鉛直方向）および１６０１ａｍ　（水平方向）の棒 で製造したものである。この長方形をインストロン装置に取り付け、長方形の最 下部の棒を直径１８０１の透明なプラスチック製の円筒の底の約３玉上に支持す る。（固定棒は後に円筒の壁の穴を通して導入し、長方形の双方の側に対をなし て、２０ｍ１ｍ離して置く）。これらの棒を挿入する前に５０ｇの繊維充填材を 円筒内に入れ、長方形の重量と繊維充填材の重量とを補償するようにインストロ ン装置の零線を調節する。４０２ｇの錘の下で繊維充填材を２分間圧縮する。つ いで、６本の（固定）棒を上記のように対をなして水平に、長方形の双方の側に ３本ずつの棒を、２０ｆｆ１ｍの水平間隔で各対が重なるように、最下部の対が 円筒の底から　３０關に位置するように導入する。ついで、錘を除去する。最後 に長方形を、繊維球を通して、３対の固定した棒の間を引き上げ、インストロン 装置が力の上昇をニュートン単位で測定する。

％固形率： 上記のように、尾、すなわち繊維充填材の圧縮された円筒は、本発明記載の繊維 充填材が本来有している嵩高度回復性を減少させる（また、結合度値を増加させ る）ので望ましくない。そこで、円形の体形と延長された体形との比率を測定す る以下の方法が考案された。約１ｇ（−握り）の繊維充填材を目視的検査で抽出 し、明らかに円形のもの、明らかに延長形状のもの、および境界線にあるものの ３個の山に分け、これらを個々に測定する。断面の長さ対幅の比が２＝１以下の もの全てを円形と数えた。

繊維球の寸法および繊維のデニール数は美観の理由から重要であるが、美観の好 みは時間の経過とともに変化する可能性があり、また実際に変化することは理解 されるであろう。切断長は、けば立ちの程度の低い所望の繊維球を製造するのに 好ましいものである。当該技術で示唆されているように、種々のデニール数の繊 維の混合物が美観の理由から好ましいであろう。

捲縮頻度の測定： 捲縮頻度は、ツワイグレロイトリンゲン（Ｚｗｅｉｇｌｅ　Ｒｅｕｔｌｉｎｇｅ ｎ　（ドイツ））のツワイグレＳ−１６０捲縮天秤を用いて測定する。

−次捲縮頻度の測定ニ 一次捲縮の数は、試料を低も司１張り力の下に置いて計数する。個々の繊維を捲 縮天秤に固定し、２　ｍｇ／ｄｔｅｘの錘を鈎にかけて一次捲縮を計数する。（ 測定長をＬｌとして記録することもある。）頻度は、高い引張り力の下での試料 の延長した長さＬ２を基準にして計算する。この延長した長さＬ２は４５　ｍｇ ／ｄｔｅｘの錘の下で測定する。ついで、捲縮頻度をＬ２に対して計算する。

二次捲縮頻度の測定： 上記の延長した長さＬ２を上記のようにして測定し、ついで、試料をその延長し た長さの６０％にまで完全に解放する。ついで二次捲縮を計数し、その頻度を４ ５　ａｉｇ／ｄｔｅｘ下での延長した長さＬ２に対して計算する。

二次捲縮の捲縮解除応力の測定。

二次捲縮の熱固定は、繊維が自発的に捲き上がるための記憶の形成を助ける。二 次捲縮の捲縮解除に必要な力の測定は、繊維が自発的に捲き上がるための潜在能 力に直接に関連する。弱い力は熱固定の乏しさを示す。これは、二次捲縮の頻度 および振れ幅がこの点以外は妥当な場合であっても、貧弱な繊維球の構造を生む 結果となり得る。

約０．７ｋｔｅｘのローブから切り出した繊維の束をインストロン装置のクラン プで固定し、この束を、得られる曲線が直線になるまで一定の延長速度で延長さ せる。この束にクランプのレベルで標識を付し、インストロン装置から外す。こ の束を秤量してその真のｋｔｅＸ値を計算し、２ｏ＋ｇ／ｄｔｅｘの錘を吊して その２個の標識の間の長さくすなわち二次捲縮に関する捲縮解除歪み）を測定す る。この長さを応力歪み曲線上に記録して、二次捲縮の捲縮解除応力を測定する 。−次捲縮に関する捲縮解除応力は、応力歪み曲線の直線部分を基線と交差する まで延長して計算することができる。交点から、応力歪み曲線と交差するまで垂 線を引く。

この交点で読み取った応力が束の全捲縮解除力に相当し、これから、全力と二次 捲縮を捲縮解除するための力との間の差として、−次捲縮の捲縮解除力を計算す る。−次捲縮を捲縮解除するのに必要な力は一般に、二次捲縮を捲縮解除するの に要する力より高い程度の大きさである。

容易に理解されるであろうように、本発明は充填材の応用面用の繊維球に、また 、この種の目的に適した特性を有するポリエステル繊維に適用するのに特に有用 であるが、本発明はこれに限定されるものではない。

同時係属中の出願一連番号０７１５０８．８７８　（Ｄ　Ｐ−４６９０）　から 理解し得るように、繊維の肩体は他の繊維からも製造することができ、充填材の 目的に有用な、適当なデニール数に限定される必要もない。また、他の変更も当 業者には明らかであろう。たとえば、繊維の肩体は種々の材料の混合物からも製 造することができ、利点と増強された諸性質とが得られる。特に有利な結果は同 一の房構造の、捲縮および／またはデニール数および／または繊維構造に関して 異なる繊維構成を組み合わせにより得られ、全肩体における個々の寄与を最大に して得ることができる。さらに、同一の繊維で異なる型の捲縮を有利に組み合わ せて、増強された肩体製造能力および／または得られる肩体中に改良された諸性 質を得ることもできる。また上記のように、当業者は、詰め込み箱捲縮機を用い ることなくフィラメントに三次元ループ状構造を生じさせて、この種のループ状 フィラメントを（短繊維に切断して）適当な装置、たとえば改良ローチ装置また は改良梳綿機で肩体を形成させるのに適したものにする方法を案出することもで きる。この種の択一的な捲縮手段には、詰め込みジェット捲縮機、疑似捻り織成 機および空気ジェット織成機も例として含まれ得る。本発明は、本件明細書中で 特に示した方法または装置の具体例のみに限定されるものではない。

ＦＩＧ、ＩＡ ＦＩＧ、ＩＢ ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、６ 要　約 一次捲縮と二次捲縮との双方を有する、特に振れ幅と頻度とにおいて特殊な構造 を有する機械的に捲縮した繊維から充填材として使用するための繊維球を製造し た。この繊維球は部分的に他の繊維、特に結合材繊維を含有していてもよい。

国際調査報告　ＭＴ／ＩＦ　ＯＬ／ｎ７％。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．繊維球が約２ないし約２０ｍｍの平均直径を有し、個々の繊維が約１０ない し約１００ｍｍの長さを有し、１０ｃｍあたり約１４ないし約４０捲縮の頻度を 有する一次捲縮と１０ｃｍあたり約４ないし約１６捲縮の頻度を有する二次捲縮 とを有し、二次捲縮の平均振れ幅が一次捲縮の平均振れ幅の少なくとも４倍であ る繊維から製造したものであることを特徴とする、各球体内部での繊維の不規則 分布と絡み合いとを有する繊維球。
2. ２．上記の繊維がポリエステル繊維であることを特徴とする請求の範囲１記載の 繊維球。
3. ３．嵩高度回復性を有する請求の範囲２記載の繊維球。
4. ４．上記の球体の少なくとも５０重量％が、各球体の最大寸法が最小寸法の２倍 を超えないような断面を有することを特徴とする請求の範囲１ないし３のいずれ かに記載された繊維球。
5. ５．上記の繊維が約０．０１ないし約１％のＳｉ（繊維に対する重量％）の量の シリコーン重合体である滑り剤で被覆されていることを特徴とする請求の範囲１ ないし３のいずれかに記載された繊維球。
6. ６．上記の繊維が約０．０５％ないし約１．２％（繊維に対する重量％）の、基 本的にポリ−（アルキレンオキシド）とポリ−（エチレンテレフタレート）との セグメント共重合体よりなる滑り剤で被覆されていることを特徴とする請求の範 囲１ないし３のいずれかに記載された繊維球。
7. ７．繊維球が約２ないし約２０ｍｍの平均直径を有し、個々の繊維が約１０ない し約１００ｍｍの長さを有し、負荷保持体繊維が１０ｃｍあたり約１４ないし約 ４０捲縮の頻度を有する一次捲縮と１０ｃｍあたり約４ないし約１６捲縮の頻度 を有する二次捲縮とを有し、二次捲縮の平均振れ幅が一次捲縮の平均振れ幅の少 なくとも４倍であることを特徴とする、各球体中での繊維の不規則分布と絡み合 いとを有し、その繊維が負荷保持体繊維と任意に超短波または高周波のエネルギ ー源に暴露した場合に加熱し得る材料を含有する結合剤繊維との混合物である繊 維球。
8. ８．上記の結合剤繊維が繊維混合物の約５ないし約３０重量％を構成しており、 上記の負荷保持体繊維がポリエステル繊維であることを特徴とする請求の範囲７ 記載の繊維球。
9. ９．上記の結合剤繊維が基本的に他方の成分重合体の融点の少なくとも５０℃下 の結合温度を有する成分重合体よりなる重合体二成分鞘／芯繊維または並列繊維 であることを特徴とする請求の範囲７または８記載の繊維球。
10. １０．上記の結合剤繊維が負荷保持体繊維の融点の少なくとも５０℃下の結合温 度を有する重合体単一成分結合剤繊維であることを特徴とする請求の範囲７また は８記載の繊維球。
11. １１．空気を用いて原料繊維を容器の壁に対して旋回（ｔｕｍｂｌｉｎｇ）させ ることを特徴とする請求の範囲１ないし８のいずれかに記載された繊維球の製造 方法。
12. １２．ローラー梳綿機を通じて原料繊維を通過展開させることを特徴とする請求 の範囲１ないし８のいずれかに記載された繊維球の製造方法。
13. １３．平板梳き機を通じて原料繊維を通過展開させることを特徴とする請求の範 囲１ないし８のいずれかに記載された繊維球の製造方法。
14. １４．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が熱により活性化されてい る請求の範囲７または８記載の繊維球を特徴とする成形構造体。
15. １５．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が超短波または高周波のエ ネルギー源により活性化されている請求の範囲７または８記載の繊維球を特徴と する成形構造体。
16. １６．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が超短波または高周波のエ ネルギー源により活性化されている請求の範囲９記載の繊維球を特徴とする成形 構造体。
17. １７．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が超短波または高周波のエ ネルギー源により活性化されている請求の範囲１０記載の繊維球を特徴とする成 形構造体。
18. １８．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が熱により活性化されてい る請求の範囲９記載の繊維球を特徴とする成形構造体。
19. １９．あらかじめ決定された形状の、その結合剤繊維が熱により活性化されてい る請求の範囲１０記載の繊維球を特徴とする成形構造体。