KR20180051644A

KR20180051644A - 팽창 가능한 면상 응집물 절연 재료 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20180051644A
Application number: KR1020187012078A
Authority: KR
Inventors: 존-알란 미네하드트; 바네사 메이슨
Original assignee: 프리마로프트, 인크.
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-05-16
Also published as: JP2018534442A; TW201718962A; JP6417497B1; US10633244B2; HK1252802A1; CN108291342A; KR101964024B1; EP3356588B1; US20180290879A1; US10870573B2; TWI685593B; RU2670531C1; EP3356588A1; US20190225484A1; HK1252802B; CN108291342B; WO2017058986A1

Abstract

본 발명은 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료, 및 장치 및 이의 제조방법을 제공한다. 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료는 각각 복수의 섬유로 형성되어 있는, 이산된, 연신된 복수의 면상 응집물을 포함한다. 면상 응집물은 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분을 포함한다. 또한, 면상 응집물은 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장된 상대적으로 압축된 트위스트된 꼬리 부분을 포함한다. 면상 응집물은 막힘 없이 의복 필 블로잉 기계를 존재시킴으로써 이용될 수 있고, 우수한 부드러운 손 감촉, 내열성 및 세탁성을 포함한다. 면상 응집물은 드럼 내에 면상 응집물 구조를 부분적으로 형성하도록 빈 드럼을 회전시키는 구멍을 통해 스태플 섬유를 가함으로써 형성될 수 있다. 부분적으로 형성된 면상 응집물은 면상 응집물 구조를 완성하도록 체류 시간 동안 회전 드럼 내에 유지될 수 있다.

Description

팽창 가능한 면상 응집물 절연 재료 및 이의 제조방법

본 발명은 일반적으로 팽창 가능한 절연 재료 및 이의 제조방법, 특히 다운 절연 재료를 모방한 팽창 가능한 면상 응집물 절연 재료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

의류, 침낭, 침구류 등과 같은 물품에 사용하기 위해 다운 유사 품질을 갖는 절연 및/또는 충전 재료를 얻는 것이 시도되어 왔다. 이러한 재료를 개발하기 위한 종래의 노력은, 종종 너무 무겁고 밀도가 높아 다운과 같은 것으로 간주되거나 종래의 필 블로잉 장치(fill blowing equipment)에 의해 적절히 이용될 수 없는 절연 및/또는 충전 재료를 산출하였다. 예컨대, 이들 재료는 종래의 필 블로잉 장치 및/또는 이러한 장치로 공급 또는 로딩되는 레지스트를 막히게 하는 경향이 있다.

다운 유사 품질을 갖는 폴리에스테르 절연 제품에 대한 몇몇 종래의 시도는 불량한 손 촉감, 세탁성, 필 파워 및 블로잉 효율을 포함한다. 다른 예로서, 일부 다운 유사 품질을 생성하는데 성공하였고, 전형적인 의복 필 블로잉 기계에 이용될 수 있는 종래 폴리에스테르 절연 제품 중 일부는 다운의 세탁성 및 부드러운 손 감촉을 희생시킨다. 이들 재료는 함께 부착되기 쉽고, 특히 세탁 후 물품을 통해 이동시키지 못한다.

따라서, 종래의 블로잉 장치에 이용될 수 있고, 다운의 필 파워, 세탁성, 손 촉감을 갖는 절연 및/또는 충전 재료를 제조할 필요가 있다.

본 발명의 개시를 용이하게 하기 위해 종래 기술의 특정 양태가 논의되지만, 본 출원인은 어떠한 방식으로도 이러한 기술적 양태를 부인하지 않고, 청구된 발명이 여기에서 논의된 하나 이상의 종래기술의 양태를 포함할 수 있다고 생각된다.

본 명세서에서, 문서, 행위 또는 지식의 항목이 언급 또는 논의될 때, 이 참조 또는 논의는 문서, 행위 또는 지식의 항목 또는 이들의 임의의 조합이 우선일에 공개적으로 이용 가능하고 일반적인 지식의 일부로 대중에게 알려지거나 적용 가능한 법률 조항 하에 선행기술을 구성하는 것을 인정하는 것이 아니고; 또는 본 명세서와 관련되는 임의의 문제를 해결하기 위한 시도로 적합한 것으로 알려진다.

간단히, 본 발명은 일반적인 현재의 의복 필 블로잉 기기에 이용될 수 있고, 손 촉감, 세탁성, 필 파워 및 다운 절연 재료의 블로잉 효율과 같은 다운 유사 품질을 갖는, 제조된 절연 및/또는 충전 재료의 필요성을 만족시킨다. 본 발명은 상기 논의된 기술의 문제 및 결점 중 하나 이상을 다룰 수 있다. 그러나, 본 발명은 다수의 기술 영역에서 다른 문제 및 결점을 다루기에 유용함을 입증할 수 있는 것이 고려된다. 따라서, 청구 발명은 여기서 논의되는 임의의 특정 문제 또는 결점을 다루는 것에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

현재-개시되는 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료, 상기 재료를 포함하는 물품, 및 상기 재료의 제조 방법의 소정의 실시형태는 몇몇의 특징을 가지며, 그 중 단 하나만이 바람직한 특성의 원인이 되는 것은 아니다. 이어지는 청구항에 의해 정의되는 팽창 가능한 절연 및/또는 충전 재료, 물품, 및 방법의 범위에 제한 없이, 이제 이들의 더욱 중요한 특징이 논의될 것이다. 이러한 논의를 고려한 후, 특히 본 명세서의 "발명의 상세한 설명" 부분을 읽은 후, 여기에 개시되는 다양한 실시형태의 특징이 본 기술 분야의 현재의 기술에 비해 얼마나 다수의 이점을 제공하는지 이해할 것이다. 예컨대, 물품으로 본 발명의 팽창 가능한 절연 및/또는 충전 재료의 실시형태의 도입은, 이전 논-다운 충전 재료 또는 절연 재료와 비교하여 생성된 물품에 손 또는 피부에 의해 느껴지는 증가된 부드러움을 제공한다. 또한, 개시되는 팽창 가능한 절연 및/또는 충전 재료의 실시형태를 포함하는 물품은 물품의 세탁성을 증가시킬 수 있고, 이전의 논-다운 재료에 비해 개선된 필 파워 및 블로잉 효율을 포함할 수 있다. 또한, 팽창 가능한 절연 및/또는 충전 재료는 이전 논-다운 절연 및/또는 충전 재료에서 일반적으로 접하게 되는 막힘 또는 다른 로딩의 문제 없이 일반적인 필 블로잉 기기에 의해 이용되는 것으로 이해될 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료를 제공한다. 상기 재료는 이산된, 다수의 섬유로 형성된 세로로 연장된 복수의 면상 응집물을 포함할 수 있다. 면상 응집물은 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분 및 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장된 상대적으로 압축된 트위스트된 꼬리 부분을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 복수의 섬유는 합성 섬유일 수 있다. 일부 이러한 실시형태에서, 복수의 섬유는 폴리에스테르로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 섬유는 0.1 D 내지 8.0 D 범위 내의 데니어를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 섬유는 5 mm 내지 55 mm 범위 내의 세로 길이를 포함할 수 있다. 일부 이러한 실시형태에서, 복수의 섬유는 15 mm 이하의 세로 길이를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 면상 응집물의 세로 길이는 2 cm 내지 4.5 cm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물의 중간 부분의 세로 길이는 0.1 cm 내지 2 cm 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물의 꼬리 부분의 세로 길이는 0.8 cm 내지 1.8 cm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분은 각각의 대응하는 꼬리 부분의 총 폭 및 총 두께보다 각각 큰 총 폭 및 총 두께를 가질 수 있다. 일부 이러한 실시형태에서, 중간 부분의 총 폭은 중간 부분의 총 두께보다 클 수 있다.

일부 실시형태에서, 중간 부분 및 꼬리 부분은 세로 방향을 따라 사실상 선형으로 연장될 수 있다. 일부 다른 실시형태에서, 중간 부분의 적어도 하나 및 꼬리 부분의 적어도 하나는 세로 방향을 따라 사실상 비선형으로 연장될 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 섬유는 세로 길이, 데니어 및 조성물 중 적어도 하나가 다른 섬유를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물은 약 600 총 섬유 내지 약 1,200 총 섬유의 범위 내에서 각각의 섬유의 총 수를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 재료는 30 gram 당 250 및 800 입방 인치의 범위 내에서 필 파워를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 재료는 면상 응집물로 형성되지 않는 루스한 섬유를 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명은 물품의 구획 내에 여기서 개시된 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료를 포함하는 물품을 제공한다.

다른 양태에서, 본 발명은 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료의 제조방법을 제공한다. 상기 방법은 100 RPM 내지 400 RPM의 범위 내에서, 이를 관통해 연장하는 복수의 구멍을 포함하는 빈 드럼을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 회전하는 드럼의 내부 내에 진공 압력을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 회전하는 드럼의 외부에 스태플 섬유를 적용하여, 복수의 면상 응집물을 부분적으로 형성하도록, 상기 복수의 구멍을 통해 내부 진공이 복수의 상기 스태플 섬유를 잡아당기는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 2분 내지 5분의 범위 내의 체류시간 동안 회전하는 상기 드럼 내로 부분적으로 형성된 면상 응집물을 유지시켜, 복수의 이산된, 세로로 연신된 면상 응집물을 형성하는 단계로서, 상기 각각의 면상 응집물은 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분 및 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장된 상대적으로 압축된 트위스트된 꼬리 부분을 포함하는 것인, 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 스태플 섬유는 5 mm 내지 55 mm 범위 내의 세로 길이 및 0.1 D 내지 8.0 D 범위 내의 데니어를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물은 2 cm 내지 4.5 cm 범위 내의 세로 길이를 포함할 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 특징 및 이점은 첨부되는 청구 범위 및 첨부 도면과 관련하여 제공되는 본 발명의 다양한 양태에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명과 관련된 주제는 명세서의 결론의 청구항에서 특히 지적되고 명백하게 주장된다. 본 발명의 앞서 말한 및 다른 특징, 양태 및 이점은 첨부되는 도면과 함께 이하 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 소정의 실시형태에 따른 팽창 가능한 절연 및/또는 충전 재료의 복수의 면상 응집물의 입면 투시도를 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 면상 응집물의 입면 투시도를 도시한다;
도 3은 도 2의 면상 응집물의 상면도를 도시한다;
도 4는 도 2의 면상 응집물의 측면도를 도시한다;
도 5는 도 3에서 지시된 도 2의 면상 응집물의 예시적인 몸체 부분의 단면도를 도시한다;
도 6은 도 3에 지시된 도 2의 면상 응집물의 예시적인 꼬리 부분의 단면도를 도시한다;
도 7은 본 발명의 소정의 실시형태에 따른 충전 재료 및 팽창 가능한 면상 응집물 절연 재료의 제조를 위한 메카니즘의 입면 투시도를 도시한다.

본 발명의 양태 및 소정의 특징, 이점 및 그 상세는 첨부 도면에서 설명되는 비제한적인 실시형태와 관련하여 이하에 더욱 전체적으로 설명된다. 공지의 재료, 제조 툴, 가공 기술 등의 설명은 불필요하게 본 발명을 상세하게 모호하게 하지 않도록 생략된다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 예(들)은 본 발명의 실시형태를 나타내지만, 단지 실례의 방법으로 제공되었으며, 제한의 방법이 아니라는 것을 이해해야 한다. 근본적인 개념의 사상 및/또는 범위 내에서 다양한 치환, 변형, 추가 및/또는 배열은 본 발명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.

이하에 본 발명의 예시적인 실시형태를 상세하게 참조할 것이며, 이들의 예는 첨부 도면들에 도시된다. 가능할 때마다, 도면 전체에서 사용된 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 양태를 말한다.

본 발명은 다운 클러스터, 다운 섬유, 및/또는 깃털의 특성을 갖는 면상 응집물을 형성하기 위한 방법으로 구조화되는 섬유(천연 및/또는 합성)의 뭉치(tuft)로 제조된 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료를 제공한다. 일반적으로, 면상 응집물은 연장된, 루스한 중간 부분 및, 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장되는 가늘고, 타이트한, 트위스트된 꼬리 부분을 갖는 길어진 구조로 형성되는 섬유의 집합이다. 다운 클러스터, 다운 섬유, 및/또는 깃털과 같은, 면상 응집물은 그 막힘 없이 기존의 의복 필 블로잉 기기에 의해 이용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 면상 응집물은 그 블로잉 노즐을 통해 흐르는 공기 흐름을 자연스럽게 얼라이닝(aligning) 함으로써, 서로 자유로운 흐름 특성을 형성 및 유지함으로써, 종래의 또는 일반적인 의복 필 블로잉 기기의 막힘을 억제한다. 또한, 면상 응집물의 구조는 이들이 블로잉 기기의 바닥으로 빠르게 떨어지는 것을 방지하여(즉, 연장된 기간 동안 "플로트(float)"), 블로잉 기계에 의해 빨아들여지는 것을 방지한다. 또한, 면상 응집물은 블로잉 기계를 통해 빨아들여질 때마다 클럼핑(clumping) 및 로핑(roping)을 방지하도록 구성된다.

면상 응집물은 다운 클러스터, 다운 섬유, 및/또는 깃털과도 같이 우수한 부드러운 손 감촉, 내열성 및 세탁성을 포함하도록 더 구성된다. 예컨대, 면상 응집물의 구조는 부드러운 손 감촉을 타협하지 않고 물품을 통해 이들이 자유롭게 움직이는 것을 유지한다. 이 구조는 한번 건조되면 서로 쉽게 분리되고, 서로에 대해 자유롭게 움직이도록 하기 때문에, 면상 응집물은 개선된 세탁성을 제공한다. 내열성에 대해서, 면상 응집물은, 공기 주머니를 생성하고, 차례로 내열성을 증가시키는 로프트(loft)를 제공하도록 구성된다. 이 방법에서, 본 발명은 다운 클러스터, 다운 섬유, 및/또는 깃털과 동일한 또는 사실상 유사한 방법으로 작용하는, 나타내는, 세탁하는, 및 적용되는 면상 응집물로 형성되는 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료를 제공한다.

도 1-6에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료의 면상 응집물(10)은 정의된 구조로 조직화된 복수의 개별 합성 또는 천연 섬유에 의해 또는 이것으로 형성된다. 본 발명의 목적을 위해, "면상 응집물"은 합성 또는 천연 섬유 또는 필라멘트의 뭉치를 말한다. 오직 단독 또는 특정 면상 응집물(10)이 도 1-6에 묘사되고, 이하에 설명되지만, 본 발명에 따른 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료는 복수의 면상 응집물(10)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료의 복수의 면상 응집물(10) 각각은 서로 살짝 변화될 수 있다. 그러나, 이하에 더 설명되는 바와 같이, 각각의 면상 응집물(10)의 적어도 일반적인 형태 또는 구조는 동일하거나 사실상 유사할 수 있다. 일부 실시형태에서, 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료는 복수의 면상 응집물(10) 및 루스하거나 비조직화된 섬유(예컨대, 면상 응집물 구조(10)로 형성되지 않는 섬유)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 루스한 섬유는 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료가 약 5 중량% 이상으로 구성되지 않는다. 면상 응집물(10)은, 그 형성되는 생성된 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료가 약 30 gram 당 약 250 내지 약 800 입방 인치의 범위 내에서 필 파워를 포함한다.

일부 실시형태에서, 면상 응집물(10)은 도 1-6에 도시되는 바와 같이, 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분(12) 및 상기 중간 부분(12)으로부터 연장된 상대적으로 압축된 좁은 꼬리 부분(14)을 포함할 수 있다. 꼬리 부분(14)은 면상 응집물(10)의 세로 말단을 정의하는 대향하는 프리한 말단(free end)으로 정의될 수 있다. 중간(12) 및 꼬리(14) 부분, 및 그 결과 전체로서 면상 응집물(10)은 세로 방향을 따라 사실상 연장될 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간(12) 및 꼬리(14) 부분은 세로 방향을 따라 사실상 얼라이닝될 수 있다. 중간(12) 및/또는 꼬리(14) 부분은 세로 방향을 따라 사실상 선형으로 연장될 수 있다. 일부 다른 실시형태에서(도시되지 않음), 중간(12) 및/또는 꼬리(14) 부분은, 전체로서 면상 응집물(10)이 볼록한(convex) 또는 오목한(concave) 형태를 형성하도록 아치형 또는 커브될 수 있다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 면상 응집물(10)의 중간 부분(12)은 각각의 꼬리 부분(14)보다 세로 방향으로 더 길게 연장될 수 있다. 중간 부분(12)과 꼬리 부분(14) 사이의 변화가 점진적일 수 있지만, 본 발명의 목적으로 위해서, 면상 응집물(10)의 꼬리 부분(12)은 섬유(20)의 대부분이 전체로서 서로 트위스트 또는 상승하는 배열로 배열되는 부분으로 정의된다. 도 3의 상면도에 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)은 꼬리 부분(14)의 최대 세로 길이(L2)보다 큰 최대 세로 길이(L1)로 정의될 수 있다. 그러나, 일부 면상 응집물(10)에서, 중간 부분의 길이(L1)는 대응하는 꼬리 부분(14) 중 적어도 하나의 길이(L2)와 이하이다. 특정 면상 응집물(10)의 꼬리 부분(14) 길이(L2)는 서로 사실상 동일하거나 다를 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분의 길이(L1)는 약 0.1 cm 내지 약 2 cm의 범위 내, 또는 약 1 cm 내지 약 1.8 cm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 꼬리 부분(14)의 길이(L2)는 약 0.8 cm 내지 약 1.8 cm의 범위 내, 또는 약 1 cm 내지 약 1.5 cm의 범위 내일 수 있다. 꼬리 부분(14)의 프리한 말단들 사이에 연장되는 면상 응집물(10)의 세로 길이(L3)의 총 길이는 약 2 cm 내지 약 4.5 cm, 또는 약 2.5 cm 내지 약 4 cm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 면상 응집물(10)로 형성된 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료는 평균 총 면상 응집물 길이(L3) 약 3.5 cm, 평균 꼬리 부분(12) 길이 (L2) 약 1.1 cm, 및/또는 평균 중간 부분(12) 길이(L2) 약 1.2 cm를 포함할 수 있다.

중간 부분(12)은 도 5의 단면도에 도시되는 바와 같이, 면상 응집물(10)의 최대 두께(T1) 및 최대 폭(W1)으로 정의될 수 있다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 면상 응집물(10)의 중간 부분(12)의 폭(W1)은 두께(T1)보다 클 수 있다. 또한, 도 5에 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)은 단면도로 계란형 또는 타원형을 사실상 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분(12)의 단면 형태는 사실상 라운드된 타원형 또는 사실상 날카로운 타원형일 수 있다. 다른 실시형태에서, 중간 부분(12)의 폭(W1)은 그 두께(T1) 이하일 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분(12)의 폭(W1)은 약 0.2 cm 내지 약 1 cm의 범위 내, 또는 약 0.4 cm 내지 약 0.7 cm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 면상 응집물(10)로 형성된 팽창 가능한 절연 재료는 평균 면상 응집물 중간 부분 폭(W1)이 약 .6 cm 내지 약 .7 cm의 범위 내를 포함할 수 있다.

면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)는 임의의 섬유(20)일 수 있다. 예컨대, 섬유(20)는 합성 섬유, 천연 섬유 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)는, 적어도 일부에서, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 비스코스 레이온(즉, 텐실), 폴리 락트산, 카본(예컨대 고체 또는 나노-튜브 카본 섬유), 폴리에스테르 콘쥬게이트 및/또는 형상 변화 재료, 및 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물(10)은 단독 조성물(예컨대 폴리에스테르)의 섬유(20)로 형성될 수 있고, 다른 실시형태에서, 면상 응집물(10)은 다른 조성의 섬유(20)의 블랜드로 형성될 수 있다.

섬유(20)의 조성물과 유사하게, 특정 면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)의 형태는 균일할 수 있고, 면상 응집물(10)은 다른 형태의 섬유(20)의 블랜드로 형성될 수 있다. 예컨대, 특정 면상 응집물(10)의 섬유(20)는 사실상 균일한 길이 및/또는 데니어일 수 있고, 섬유(20)는 이들의 길이 및 데니어 중 적어도 하나가 다를 수 있다. 일부 실시형태에서, 섬유(20)의 데니어는 약 0.1 D 내지 약 8.0 D의 범위 내일 수 있다. 섬유(20)의 길이는 약 5 mm 내지 약 55 mm의 범위 내, 또는 약 5 mm 내지 약 14 mm의 범위 내일 수 있다.

면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)의 조성 및/또는 형태는 상기 기재된 다운과 같은 품질을 유지하지만 특정 필요 또는 용도에 맞추도록 조정될 수 있다. 예컨대, 면상 응집물(20)은 약 12 mm의 길이 및 약 0.5 D의 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 면상 응집물(20)은 약 12 mm의 길이 및 약 1.4 D의 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20)로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 다른 섬유(20) 또는 섬유 블랜드의 면상 응집물(10)은 조절된 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료를 형성하도록 조합될 수 있다. 예컨대, 도 1-6에 도시되는 예시적인 면상 응집물(10)은 약 12 mm의 길이 및 약 0.5 D의 약 50% 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20) 및 약 12 mm의 길이 및 약 1.4 D의 약 50% 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20)로 형성된다. 다른 섬유(20)의 면상 응집물(10)로 형성된 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료의 다른 예로서, 면상 응집물(10)은 약 12 mm의 길이 및 약 0.5 D의 약 35% 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20) 및 약 12 mm의 길이 및 약 1.4 D의 약 35% 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20) 및 약 12 mm의 길이 및 약 6 D의 약 30% 실리콘화된 폴리에스테르 섬유(20)로 형성될 수 있다.

다른 실시예로서, 면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)는 건조한 환경(예컨대 소정의 패션 의상, 비퍼포먼스 아이템, 홈 퍼니싱 등) 또는 습윤한 환경(예컨대 아웃도어 및 퍼포먼스 의상)을 위해 특히 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 섬유(20)는 물 또는 다른 액체가 스며들지 못하도록 효과적인 방수 처리를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)는 열 및/또는 스팀 처리와 같은 처리 공정을 통해 형태, 배향 또는 다른 파라미터가 변화도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시형태에서, 섬유(20)는 면상 응집물(10)의 처리에 기인하여 코일 또는 크림프(또는 더 큰 정도로 코일 또는 크림프)로 구성될 수 있다. 섬유(20)의 이러한 코일 또는 크림핑(crimping)은 면상 응집물(10)의 적어도 중간 부분(12)의 폭(W1) 및/또는 두께(T1), 및/또는 면상 응집물(10)의 전체 형태 또는 배열을 증가시키도록 작용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물(10)은 면상 응집물(10)을 형성하는 처리(예컨대 열 및/또는 스팀)를 겪도록 구성될 수 있다. 예컨대, 면상 응집물(10)은 그 세로 길이(L3)를 따라 면상 응집물(10)을 커브하는 처리가 가해질 수 있다. 면상 응집물(10)의 이러한 커브된 형태는 세로 길이(L3)를 따라 사실상 선형으로 연장된 면상 응집물(10)의 재료와 비교하여, 생성되는 재료의 필 파워 및/또는 내열성을 증가시키도록 작용할 수 있다.

상기 언급하는 바와 같이, 면상 응집물(10)의 섬유(20)의 구조는 다운 클러스터, 다운 섬유, 또는 깃털의 몇가지 유리한 품질을 제공할 수 있다. 도 1-6에 도시되는 바와 같이, 면상 응집물(10)의 섬유(20)는 연장된, 루스한 중간 부분(10) 및 상기 중간 부분(12)의 대향하는 말단으로부터 연장된 가늘고, 타이트하고, 트위스트된 꼬리 부분(14)의 면상 응집물(10)을 형성하도록 배열된다. 도 3 및 5에 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)은 "개방되어", 섬유(20)는 루스하게 배열되거나 서로로부터 사실상 이격되어 있다. 이러한 방법에서, 중간 부분(12) 내에서 섬유(20)의 밀도는 꼬리 부분(14)보다 약하다. 중간 부분(12) 내에서 섬유(20)의 개방된 배열 또는 공간은 중간 부분(12)의 표면적을 증가시키도록 작용하고(예컨대, 꼬리 부분(14)과 비교하여), 공기가 구조로 흐르게 한다. 이 방법에서, 면상 응집물(10)은 공기를 통해 느리게 떨어지는, 공기 흐름을 "포획"하도록 나아가는 것과 유사한 기능을 할 수 있다(즉 "플로트"). 중간 부분(12)은 블로잉 기기의 공기 흐름이 기기를 통해, 채워지는 물품 또는 기판으로 면상 응집물(10)을 효율적으로 전달 또는 밀게 하고, 면상 응집물(10)이 연장된 기간 동안 블로잉 기기의 공급 챔버에 서스팬딩되도록 유지시켜, 면상 응집물(10)이 기기에 의해 쉽게 빨아들이도록 한다.

중간 부분(12)의 섬유(10)는 세로 방향을 따라 적어도 일반적으로 연장될 수 있다. 그러나, 도 3 및 5에서 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)의 섬유(10)는 세로 방향을 따라 비선형으로 연장될 수 있다. 예컨대, 중간 부분(12)의 섬유(20)는 일반적으로 세로 방향으로 연장되지만, 폭 및/또는 두께 방향으로 임의로 연장될 수 있다. 다른 예로서, 중간 부분(12)의 섬유(20)는 사실상 크림프되고, 권취되고, 구불구불하고, 사인 곡선적일 수 있고, 또는 일반적으로 세로 방향으로 연신되지만, 임의의 다른 비연속적 패턴 또는 배향을 적어도 일반적으로 포함한다. 마찬가지로, 중간 부분(12)의 섬유(20)는 정의된 패턴으로 뒤얽히거나 혼합될 수 있고, 또는 임의의 배열로 구성될 수 있다. 예컨대, 중간 부분(12)의 섬유(20)는 중간 부분(12)의 하나 이상의 다른 섬유(20)로 루스하게 트위스트될 수 있다. 그러나, 전체로서(즉 몇개의 개별 섬유(20) 대신에), 중간 부분의 섬유(20)는 타이트하고, 폐쇄된 트위스트된 패턴으로 배열되지 않을 수 있다.

도 3 및 6에 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)의 섬유(20)의 연장 및 루스한 배열과는 반대로, 꼬리 부분(14)의 섬유(20)는 상대적으로 가늘고, 폐쇄되고, 트위스트되는 배열로 형성될 수 있다. 꼬리 부분(14)은 이들의 폭 및/또는 두께가 중간 부분(12)보다 사실상 얇아지거나 가늘어질 수 있다. 도 6의 단면도에서 도시되는 바와 같이, 꼬리 부분(14)은 사실상 원형인 단면적 형태로 정의될 수 있다. 다른 실시형태에서, 꼬리 부분(14)의 단면적 형태는 중간 부분(12)의 단면적과 다르거나 다르지 않을 수 있는 임의의 비원형 형태일 수 있더(도 5 참조).

꼬리 부분(14)의 섬유(20)는, 도 3 및 4에 도시되는 바와 같이, 전체로서 서로 트위스트 또는 상승하는 배열로 배열되고, 함께 상대적으로 타이트하거나 폐쇄된 관계로 번들되거나 당겨질 수 있다. 이러한 방법에서, 꼬리 부분(14)은 도 3 및 4에 도시되는 바와 같이, 중간 부분(12)부터 연장되는 섬유(20)로서 단면적 크기가 작아질 수 있고, 전체로서 상대적으로 타이트한 폐쇄된 트위스트된 특성으로 당겨지고/함께 트위스트된다. 꼬리 부분(14)은 중간 부분(12)보다 큰 섬유 밀도를 갖는, 도 6에 도시되는 바와 같이 사실상 "폐쇄된" 특성(예컨대 중간 부분(12)과 비교하여)을 포함할 수 있다.

꼬리 부분(14)의 섬유(20)의 가늘고, 폐쇄되고, 트위스트된 배열 및 중간 부분(12)의 섬유의 연장되고, 개방된 배열은 면상 응집물(10)이 공기 흐름 내에/과 세로로 얼라이닝 되도록 하고(예컨대, 블로잉 노즐을 통해 이동하는 동안), 프리한 흐름 특성을 유지시킨다. 또한, 꼬리 부분(14)의 섬유(20)의 가늘고, 폐쇄되고, 트위스트된 배열 및 중간 부분(12)의 연장된, 개방된 배열은 복수의 면상 응집물(10)로 충전된 물품 또는 기질에 로프트 및 붓기(puffiness)를 부여한다. 예컨대, 면상 응집물(10)의 구조는 내열성을 증가시키는 작용을 할 수 있는, 공기 주머니가 그들 사이에 생성되는 것을 증진시킨다. 면상 응집물(10)을 형성하는 섬유(20)는 길이를 따라 엇갈려질 수 있다(staggered)(즉, 섬유(20)는 세로 방향을 따라 얼라이닝 되지 않고, 면상 응집물(10)의 전체 세로 길이(L3)를 연장할 수 있음). 예컨대, 특정 섬유(20)는 중간 부분(12)과 적어도 하나의 꼬리 부분(14)을 부분적으로 형성할 수 있고, 또는 면상 응집물(10)의 부분을 단지 부분적으로 형성할 수 있다.

중간 부분(12) 및 꼬리 부분(14)은 대략 섬유(20)의 양을 포함할 수 있고, 또는 중간 부분(12) 및 꼬리 부분(14)은 섬유(20)의 다른 양을 포함할 수 있다. 예컨대, 특정 중간 부분(12)은 대응하는 꼬리 부분(14)의 적어도 하나보다 더욱 섬유(20)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 면상 응집물(10)의 꼬리 부분(14)은 서로에 대해 다양한 양의 섬유(20)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 특정 면상 응집물(10)의 꼬리 부분(14) 중 하나의 길이(L2), 폭, 두께, 형태, 배열 또는 임의의 다른 구성은 다른 꼬리 부분(14)과 상이할 수 있다. 면상 응집물(10) 당 이산된 또는 개별의 섬유(20)의 총 수는, 사용되는 섬유(20)의 특정 구성 또는 조성에 기인하는 것과 같이 달라질 수 있다. 일부 실시형태에서, 면상 응집물(10)은 약 600 총 섬유(20) 내지 약 1,200 총 섬유(20)의 범위 내에서, 약 700 총 섬유(20) 내지 약 1,000 총 섬유(20)의 범위 내에서 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 면상 응집물(10)로 형성된 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료는 면상 응집물(10) 당 약 875 총 섬유(20)와 같이, 면상 응집물(10) 당 약 800 총 섬유 내지 면상 응집물(10) 당 약 1,050 총 섬유(20)의 범위 내에서 면상 응집물(10) 당 섬유(20)의 평균 총 수를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 팽창 가능한 충전 재료 또는 절연 재료의 예시적인 장치(110) 및 대응하는 제조방법을 설명한다(즉, 여기서 개시되는 복수의 면상 응집물(10)). 일부 실시형태에서, 장치(110) 및 대응하는 방법은 섬유 볼 제조 장치 및 방법과 유사한 양태 및/또는 작동 파라미터를 포함할 수 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 장치(110)는 회전 빈도(R)로 회전하도록 구성되는 빈 드럼(130)을 포함할 수 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 빈 드럼(130)은 그 외부면(134)에서 내부면(136)으로 드럼(130)을 통해 연장되는 복수의 이산된 구멍(132)을 포함한다. 드럼(130)의 구멍(132)은 임의의 형태, 크기 및 구성일 수 있다. 일부 실시형태에서, 구멍(132)은 사실상 원형, 둥근 계란형, 날카로운 계란형 또는 이들의 조합일 수 있다. 구멍(132)의 형태는 형성되는 면상 응집물의 형태 또는 구성이 적어도 부분적으로 별개일 수 있다. 일부 실시형태에서, 구멍(132) 중 적어도 하나를 형성하거나, 연장되는 드럼(130)의 부분은 적어도 하나의 구멍(132)을 형성하거나, 연장되는 드럼(130)의 다른 일부에 대해 올리거나 내려질 수 있다. 달리 말해서, 구멍(132) 중 적어도 하나의 부분은 드럼(130)의 바깥쪽 또는 안쪽 돌출 부분에 의해 형성될 수 있다.

사용 시에, 드럼(130)이 회전 빈도(R)로 회전할 때, 진공 압력(V)은 빈 드럼(130)의 내부 내에서 생성 또는 형성될 수 있다. 드럼(130)의 회전 빈도(R)는 약 500 RPM 미만, 또는 약 100 내지 약 400 RPM의 범위 내일 수 있다. 드럼(130)이 회전할 때, 스태플 섬유(도시되지 않음)는 드럼(130)의 외부면(134)에 적용될 수 있다. 스태플 섬유는 면상 응집물을 형성하도록 요구되는 섬유의 질량일 수 있다. 예컨대, 면상 응집물이 섬유 블랜드로 형성되는 것이 요구되는 경우, 스태플 섬유는 이러한 소망되는 섬유 블랜드를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스태플 섬유는 드럼(130)의 외부면(134)에 적용되기 전에 개방될 수 있다.

드럼(130) 내에 형성되는 진공 압력(V)은, 드럼(130)이 회전 빈도(R)로 회전될 때, 구멍(132)을 통해 외부면(134)에 적용되는 스태플 섬유의 복수의 섬유를 당기도록 구성될 수 있다. 복수의 섬유가 진공 압력(V)을 통해 회전 드럼(130)의 구멍(132)을 통해 당겨진 후, 섬유는 적어도 일반적으로 여기에 기재된 면상 응집물 구조를 형성할 수 있다.

구멍(110)은, 복수의 섬유가 구멍(132)을 통해 당겨지고, 예비의 면상 응집물 구조가 형성된 후, 부분적으로 형성된 면상 응집물이 체류 시간 동안 회전 드럼(130) 내에서 유지되도록, 더 구성될 수 있다. 체류 시간 동안, 부분적으로 형성된 면상 응집물은 드럼의 내부면(136)에 대해 및 서로 떨어질 수 있고, 드럼(130)의 길이를 따라 잠재적으로 바뀔 수 있다. 부분적으로 형성된 면상 응집물의 체류 시간은, 여기에 개시된 바와 같이, 면상 응집물 구조의 최종 구성으로 섬유를 더 형성하도록 작용할 수 있다. 회전 드럼(130) 내에서 부분적으로 형성된 면상 응집물의 체류 시간은 특정 섬유 조성, 특정 섬유 형태, 소망되는 최종 면상 응집물 구조 등에 기인하여 달라질 수 있다. 일부 실시형태에서, 장치(110)는 회전 드럼(130) 내에서 부분적으로 형성된 면상 응집물의 체류 시간이 약 2분 내지 약 5분의 범위 내가 되도록 구성될 수 있다.

일부 실시형태에서, 드럼(130)의 회전 빈도(R)는 체류 시간에 적어도 부분적으로 관련될 수 있다. 예컨대, 드럼(130)의 회전 빈도(R)가 커질수록, 여기에 개시되는 면상 응집물 구조를 형성하기 위해, 회전 드럼(130) 내에서 부분적으로 형성되는 면상 응집물의 더 짧은 체류 시간이 필요할 수 있다. 일 예에서, 드럼(130)의 회전 빈도(R)는 약 250 PM일 수 있고, 부분적으로 형성된 면상 응집물의 체류 시간은 약 2분일 수 있다. 다른 예에서, 드럼(130)의 회전 빈도(R)는 약 150 RPM일 수 있고, 부분적으로 형성된 면상 응집물의 체류시간은 약 3분일 수 있다.

상기 설명은 제한하는 것이 아닌 설명하려는 것임이 이해되어야 한다. 예컨대, 상기 기재된 실시형태(및/또는 그 양태)는 서로 조합하여 이용될 수 있다. 그 범위를 벗어나지 않고 본 발명이 가리키는 특정 상황 또는 재료를 적용하도록 다수의 변형이 이루어질 수 있다. 여기에 기재되는 치수 및 재료의 형태는 본 발명의 파라미터를 정의하는 것이지만, 이들은 한정하는 수단이 아닌 예시적인 실시형태이다. 다수의 다른 실시형태는 상기 설명을 리뷰할 때 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 이러한 청구범위가 부여되는 등가물의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

첨부되는 설명에서, 용어 "포함하는(including)" 및 "~인(in which)"은 각각의 용어 "포함하는(comprising)" 및 "~인(wherein)"의 평이한-영어 등가물로 사용된다. 또한, 다음 청구항에서, "제1(first)," "제2(second)," 등의 용어가 존재한다면, 단지 레이블로 사용되며, 이들 대상에 대해 수치 또는 위치의 요건을 부과하는 것은 아니다. 또한, 이하 청구항의 한정은 수단(means)-플러스-기능(function) 형식으로 작성되지 않고, 이런 청구항 제한이 "수단(means for)" 후 다른 구조가 없는 기능의 언급이 없는 한 35 U.S.C. "112, 6항에 기초하여 해석하려는 것이 아니다.

이러한 기재된 설명은 본 발명의 몇몇의 실시형태를 기재하기 위해 최적의 모드를 포함하는 실시예를 사용하고, 임의의 당업자가 임의의 도입되는 방법 및 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것을 포함하는 본 발명의 실시형태를 실시하도록 할 수 있다. 본 발명의 특허 가능 범위는 청구항에 의해 정의되고, 당업자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는, 청구항의 문자 그대로의 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나, 또는 청구항의 문자 그대로의 언어와 무의미한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함하는 경우, 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

여기서 사용되는 단어 "a" 또는 "an"으로 진행되고, 단수로 인용되는 요소 또는 단계는, 배제가 명확하게 언급되지 않는 한 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시형태(one embodiment)"에 대한 언급은 인용되는 특징을 포함하는 추가적인 실시형태의 존재를 배제하려는 것이 아니다. 또한, 반대로 명시적으로 언급되지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 또는 "갖는(having)" 실시형태는 그 특성을 갖지 않는 이러한 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 명세서에 인용되는 모든 공개물은, 각각의 개별 공개물이 완전히 설명되는 것처럼 여기서 참조로 인용되도록 구체적으로 및 개별적으로 지시되는 것처럼 여기에 참조로 인용된다. 참조로 포함되는 주제는 달리 명확하게 명시하지 않으면 임의의 청구항 제한에 대한 대안으로 간주되지 않는다.

하나 이상의 범위가 본 명세서에 언급되면, 각각의 범위는 정보를 제공하기 위한 약칭 포맷으로 의도되고, 범위는 여기에 완전히 설명되는 것과 같이 범위 내에서 각각의 구체적인 포인트를 포함하는 것으로 이해된다.

본 발명은 단지 제한된 수의 실시형태와 관련하여 상세히 설명되지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시형태에 한정되지 않는 것으로 쉽게 이해되어야 한다. 대신, 본 발명은 임의의 수의 변형, 변경, 대체 또는 앞서 기술되지 않았지만 본 발명의 사상 및 범위와 상응하는 등가의 배열을 포함하도록 변형될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 다양한 실시형태가 기재되지만, 본 발명의 양태는 기재되는 실시형태 중 단지 일부를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 앞선 설명에 의해 제한되는 것이 아니고, 오직 첨부되는 청구항의 범위로 제한된다.

Claims

각각 복수의 섬유로 형성되어 있는, 이산된(discrete), 세로로 연신된 복수의 면상 응집물(floccules)을 포함하는 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료로서,
상기 면상 응집물은 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분 및 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장된 상대적으로 압축된 트위스트된 꼬리 부분을 포함하는, 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료.
제1항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 합성 섬유인 것인, 재료.
제2항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 폴리에스테르를 포함하는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 0.1 D 내지 8.0 D 범위 내의 데니어를 포함하는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 5 mm 내지 55 mm 범위 내의 세로 길이를 포함하는 것인, 재료.
제5항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 15 mm 이하의 세로 길이를 포함하는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 면상 응집물의 세로 길이는 2 cm 내지 4.5 cm의 범위 내인 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 면상 응집물의 중간 부분의 세로 길이는 0.1 cm 내지 2 cm의 범위 내인 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 면상 응집물의 꼬리 부분의 세로 길이는 0.8 cm 내지 1.8 cm의 범위 내인 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 중간 부분은 각각의 대응하는 꼬리 부분의 총 폭 및 총 두께보다 각각 큰 총 폭 및 총 두께로 정의되는 것인, 재료.
제10항에 있어서,
상기 중간 부분의 총 폭은 상기 중간 부분의 총 두께보다 큰 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 중간 부분 및 상기 꼬리 부분은 세로 방향을 따라 사실상 선형으로(linearly) 연장되는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
상기 중간 부분의 적어도 하나 및 상기 꼬리 부분의 적어도 하나는 세로 방향을 따라 사실상 비선형으로(non-linearly) 연장되는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
30 gram 당 250 및 800 입방 인치의 범위 내에서 필 파워를 포함하는, 재료.
제1항에 있어서,
상기 복수의 섬유는 세로 길이, 데니어 및 조성물 중 적어도 하나가 상이한 섬유를 포함하는 것인, 재료.
제1항에 있어서,
면상 응집물로 형성되지 않는 루스한 섬유(loose fiber)를 더 포함하는, 재료.
제1항에 있어서,
상기 면상 응집물은 각각 약 600 총 섬유 내지 약 1,200 총 섬유의 범위 내에서 섬유의 총 수를 포함하는, 재료.
물품의 구획 내에 위치하는 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 재료를 포함하는 물품.
100 RPM 내지 400 RPM의 범위 내에서, 이를 관통해 연장하는 복수의 구멍을 포함하는 빈 드럼을 회전시키는 단계;
회전하는 상기 드럼의 내부 내에 진공 압력을 형성하는 단계; 및
회전하는 상기 드럼의 외부에 스태플 섬유를 적용하여, 복수의 플루쿨을 부분적으로 형성하도록, 상기 복수의 구멍을 통해 내부 진공이 복수의 상기 스태플 섬유를 잡아당기는 단계; 및
2분 내지 5분의 범위 내의 체류시간 동안 회전하는 상기 드럼 내에 상기 부분적으로 형성된 면상 응집물을 유지시켜, 복수의 이산된, 세로로 연신된 면상 응집물을 형성하는 단계로서, 상기 각각의 면상 응집물은 상대적으로 개방된 확대된 중간 부분 및 상기 중간 부분의 대향하는 말단으로부터 연장된 상대적으로 압축된 트위스트된 꼬리 부분을 포함하는 것인, 단계;
를 포함하는, 팽창 가능한 절연 또는 충전 재료의 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 스태플 섬유는 5 mm 내지 55 mm 범위 내의 세로 길이 및 0.1 D 내지 8.0 D 범위 내의 데니어를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서,
상기 면상 응집물은 2 cm 내지 4.5 cm 범위 내에서 세로 길이를 포함하는, 방법.