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技術 改良された耐久性及び撥水性を有する吹き込み可能な絶縁材料

出願人 プリマロフト,インコーポレイテッド
発明者 アラムパラヤムジャヤラマンカナンルミーツジョセフジュニアメイスンヴェネッサ
出願日 2019年2月1日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2019-016953
公開日 2019年6月27日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2019-105021
状態 特許登録済
技術分野 繊維製品への有機化合物の付着処理 衣服の材料 寝具 不織物 繊維製品の化学的、物理的処理
主要キーワード 節止め 結合集合体 塊形状 バット形 耐菌性 大径繊維 凝集繊維 中空タイプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年6月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

天然繊維ショートカット合成繊維又は繊維球とを含む従来の製造設備を使用して吹き込み可能な絶縁材料を提供する。

解決手段

天然繊維及びショートカット合成繊維又は繊維球を撥水剤で個別に処理して、繊維に撥水性を付与し、そして、その後空気力学的一緒に混合する。撥水性繊維は、吹き込み可能な絶縁材料の一部又は大部分を構成し、従って、洗浄又は洗濯の間で有利であることがある撥水性並びに構造の耐久性を改良する。

概要

背景

例えば、衣類寝袋掛け布団等の絶縁用品に使用される、ダウン品質を有する絶縁材料を達成するための数多くの試みがなされてきた。適当な材料を開発するための従来の試みでは、多くの場合、ダウン様と考えるには重すぎ且つ密度が高すぎるものが得られていた。

この例外としては、例えば、上質の合成ダウンを開示するDonovanの米国特許第4,588,635号明細書を挙げることができ、前記文献は、低密度集合体(assemblies)において微細繊維を使用することにより達成することのできる軽量断熱システムについて特に言及しており、そして、絶縁バット(batt)の製造に使用される際に、例えば、重量に対して暖かさが高く、柔らかな手触りであり、そして、圧縮回復性の良好なダウン様品質の利点を提供する種々の繊維混合物について記載している。この材料は、天然のダウンの断熱性とほぼ等しく、そして、多くの場合にはそれに勝るものである。しかしながら、機械的な観点から、極めて微細な繊維は剛性及び強度に欠点があり、それによりこれらは製造、処理及び使用することが困難である。このような合成絶縁材料の回復特性繊維径を増やすことによって強化されるが、大径繊維成分の増加は断熱性を全体的に著しく低下させる。微細繊維集合体の機械的安定性に関する問題は湿潤状態において悪化する。なぜなら、毛管水の存在に関する表面張力が、重力によるもの又はその他の通常の使用加重によるものよりもかなり大きく、そして、これらが組織に対してより悪影響を有するからである。しかしながら、水鳥のダウンとは異なり、本明細書中に開示される繊維の組み合わせは、湿潤に対して優れた耐性を提供する。

別の例外は、Donovanらの米国特許第4,992,327号明細書であり、これは、所望の特性を損なうことなく絶縁体完全性を改善するための、結合繊維成分の使用を開示するものである。より詳細には、前記特許明細書に記載される発明は、凝集繊維構造の形態の合成繊維断熱材料に関するものであり、その構造は:
(a)3〜12ミクロンの直径を有する合成高分子マイクロ繊維70〜95重量%;及び
(b)12〜50ミクロンの直径を有する合成高分子マクロ繊維5〜30重量%;
の集合体を含むものであり、
繊維の少なくとも一部は、それらの接触点で結合していることを特徴とし、
ここで、前記結合は、得られる構造の密度が3〜16kg/m3の範囲にあるように、そして、結合した集合体の断熱性が同等の未結合集合体の断熱性と等しいか又は実質的にそれ以上であるようにされるものとする。この文献は、好ましい繊維混合体のダウン様の塊形状についても記載している。バット形状に対する塊形状の明確な性能利点も、前記特許文献中に開示されている。

しかしながら、これらの先行技術の塊は、多くの場合、遅く且つ面倒なバッチ処理において一般的に手作業で製造される。更に、先行技術材料は、従来の製造設備で使用されるこのとある容易に吹き込み可能な(blowable)材料ではない。従って、従来設備を使用して吹き込み及び製造することがあるダウンの部分的又は完全な代替品として使用することのできる吹き込み可能な材料に対する需要があった。

この需要の結果として、部分的には、米国特許第6,329,051号明細書に記載されるような高度の吹き込み可能な絶縁塊があった。前記特許第6,329,651号明細書には、細断された結合バット又は結合ウェブからつくられる吹き込み可能な塊が記載されていた。このウェブ又はバットは、Donovanの前記特許第4,992,327号明細書に記載される同一の繊維混合体として記載されていた。前記特許第4,992,327号明細書に記載される材料から形成されるバット又はウェブを細断することによって、塊がロフト(loft)及び絶縁性を含むダウン様品質を達成することが分かった。天然材料との混合物におけるこのような塊は、米国特許第6,329,052号明細書に記載されている。上記の特許文献の開示は、参照することにより本明細書中に完全に組み込まれることに注意されたい。

天然繊維及び混合物からつくられる吹き込み可能な絶縁材料に関する別の例は、米国特許第7,790,639号明細書に開示される。

上記の吹き込み可能な絶縁材料は従来の送風機を使用して容易に吹き込み可能であり、そして、ダウン又はダウン様の絶縁材料用の部分的又は完全な代替品として使用されることができるが、これらは、適当に使用されない場合に重量及び洗濯性に関する問題を有する。これらの材料は洗濯間で濡れることがあり、そして、凝集によってそれらの絶縁性を永久に失うことがある。前記特許第6,329,051号明細書及び前記特許第6,329,052号明細書の吹き込み可能な絶縁塊は合成繊維のみを組み込むものである。それとは逆に、本発明は、天然繊維及びショートカット(short cut)合成繊維から製造される吹き込み可能な絶縁材料を提供することを目的とするものである。

概要

天然繊維とショートカット合成繊維又は繊維球とを含む従来の製造設備を使用して吹き込み可能な絶縁材料を提供する。天然繊維及びショートカット合成繊維又は繊維球を撥水剤で個別に処理して、繊維に撥水性を付与し、そして、その後空気力学的一緒に混合する。撥水性繊維は、吹き込み可能な絶縁材料の一部又は大部分を構成し、従って、洗浄又は洗濯の間で有利であることがある撥水性並びに構造の耐久性を改良する。

目的

この例外としては、例えば、上質の合成ダウンを開示するDonovanの米国特許第4,588,635号明細書を挙げることができ、前記文献は、低密度な集合体(assemblies)において微細繊維を使用することにより達成することのできる軽量断熱システムについて特に言及しており、そして、絶縁バット(batt)の製造に使用される際に、例えば、重量に対して暖かさが高く、柔らかな手触りであり、そして、圧縮回復性の良好なダウン様品質の利点を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

天然繊維ショートカット合成繊維又は繊維球とを含む、吹き込み可能な絶縁材料

請求項2

天然繊維を撥水剤で処理して、天然繊維に撥水性を付与する、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項3

撥水繊維が吹き込み可能な絶縁材の一部又は大部分を構成する、請求項2に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項4

撥水性を付与するために使用される化学薬品が、撥水性の、耐菌性の且つ低摩擦硬化性酢酸ジルコニウム溶液である、請求項2に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項5

天然繊維が、ウール、綿、亜麻獣毛及び天然ダウンからなる群から選択される、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項6

ショートカット合成繊維が0.5〜15デニールを有する、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項7

ショートカット合成繊維が、5mm〜25mmの切断長さを有する、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項8

ショートカット合成繊維を平滑剤又は潤滑剤でコーティングして、ショートカット合成繊維に撥水性を与える、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項9

合成繊維が、ポリアミドポリエステルアクリルアセテートナイロンポリオレフィン及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項10

天然繊維がダウン塊であり、ここで、ショートカット合成繊維が前記ダウン塊の羽枝閉じ込められるものとする、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項11

絶縁材料が、衣類寝袋又は掛け布団の一部を含む、請求項1に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項12

天然繊維とショートカット合成繊維又は繊維球とを空気力学的に混合する工程を含む、吹き込み可能な絶縁材料の製造方法。

請求項13

天然繊維を撥水剤で処理して、天然繊維に撥水性を付与する、請求項12に記載の方法。

請求項14

撥水性を付与するために使用される化学薬品が、撥水性、耐菌性、及び低摩擦硬化性の酢酸ジルコニウム溶液である、請求項13に記載の方法。

請求項15

天然繊維が、ウール、綿、亜麻、獣毛、絹及び天然ダウンからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。

請求項16

ショートカット合成繊維が0.5〜15デニールを有する、請求項12に記載の方法。

請求項17

ショートカット合成繊維が5mm〜25mmの切断長さを有する、請求項12に記載の方法。

請求項18

ショートカット合成繊維を平滑剤又は潤滑剤でコーティングして撥水性を与える、請求項12に記載の方法。

請求項19

合成繊維が、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、アセテート、ナイロン、ポリオレフィン及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。

請求項20

天然繊維がダウン塊であり、ここで、ショートカット合成繊維が前記ダウン塊の羽枝に閉じ込められるものとする、請求項12に記載の方法。

請求項21

衣類、寝袋、寝具、又はダウンを使用するその他の絶縁製品において絶縁材料を導入する工程を更に含む、請求項12に記載の方法。

請求項22

プラズマ処理を含むエネルギー改質技術を使用して、撥水性を付与する、請求項2に記載の吹き込み可能な絶縁材料。

請求項23

プラズマ処理を含むエネルギー改質技術を使用して、撥水性を付与する、請求項13に記載の方法。

関連出願に関する相互参照

0001

本発明は、2013年1月22日に出願された米国特許仮出願第61/755,195号及び2013年3月15日に出願された米国特許仮出願第61/791,914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り本明細書中に組み込まれる。

発明の分野

0002

本発明は、ダウン様の絶縁材料及び前記絶縁材料の製造方法に関するものである。

背景技術

0003

例えば、衣類寝袋掛け布団等の絶縁用品に使用される、ダウン様品質を有する絶縁材料を達成するための数多くの試みがなされてきた。適当な材料を開発するための従来の試みでは、多くの場合、ダウン様と考えるには重すぎ且つ密度が高すぎるものが得られていた。

0004

この例外としては、例えば、上質の合成ダウンを開示するDonovanの米国特許第4,588,635号明細書を挙げることができ、前記文献は、低密度集合体(assemblies)において微細繊維を使用することにより達成することのできる軽量断熱システムについて特に言及しており、そして、絶縁バット(batt)の製造に使用される際に、例えば、重量に対して暖かさが高く、柔らかな手触りであり、そして、圧縮回復性の良好なダウン様品質の利点を提供する種々の繊維混合物について記載している。この材料は、天然のダウンの断熱性とほぼ等しく、そして、多くの場合にはそれに勝るものである。しかしながら、機械的な観点から、極めて微細な繊維は剛性及び強度に欠点があり、それによりこれらは製造、処理及び使用することが困難である。このような合成絶縁材料の回復特性繊維径を増やすことによって強化されるが、大径繊維成分の増加は断熱性を全体的に著しく低下させる。微細繊維集合体の機械的安定性に関する問題は湿潤状態において悪化する。なぜなら、毛管水の存在に関する表面張力が、重力によるもの又はその他の通常の使用加重によるものよりもかなり大きく、そして、これらが組織に対してより悪影響を有するからである。しかしながら、水鳥のダウンとは異なり、本明細書中に開示される繊維の組み合わせは、湿潤に対して優れた耐性を提供する。

0005

別の例外は、Donovanらの米国特許第4,992,327号明細書であり、これは、所望の特性を損なうことなく絶縁体完全性を改善するための、結合繊維成分の使用を開示するものである。より詳細には、前記特許明細書に記載される発明は、凝集繊維構造の形態の合成繊維断熱材料に関するものであり、その構造は:
(a)3〜12ミクロンの直径を有する合成高分子マイクロ繊維70〜95重量%;及び
(b)12〜50ミクロンの直径を有する合成高分子マクロ繊維5〜30重量%;
の集合体を含むものであり、
繊維の少なくとも一部は、それらの接触点で結合していることを特徴とし、
ここで、前記結合は、得られる構造の密度が3〜16kg/m3の範囲にあるように、そして、結合した集合体の断熱性が同等の未結合集合体の断熱性と等しいか又は実質的にそれ以上であるようにされるものとする。この文献は、好ましい繊維混合体のダウン様の塊形状についても記載している。バット形状に対する塊形状の明確な性能利点も、前記特許文献中に開示されている。

0006

しかしながら、これらの先行技術の塊は、多くの場合、遅く且つ面倒なバッチ処理において一般的に手作業で製造される。更に、先行技術材料は、従来の製造設備で使用されるこのとある容易に吹き込み可能な(blowable)材料ではない。従って、従来設備を使用して吹き込み及び製造することがあるダウンの部分的又は完全な代替品として使用することのできる吹き込み可能な材料に対する需要があった。

0007

この需要の結果として、部分的には、米国特許第6,329,051号明細書に記載されるような高度の吹き込み可能な絶縁塊があった。前記特許第6,329,651号明細書には、細断された結合バット又は結合ウェブからつくられる吹き込み可能な塊が記載されていた。このウェブ又はバットは、Donovanの前記特許第4,992,327号明細書に記載される同一の繊維混合体として記載されていた。前記特許第4,992,327号明細書に記載される材料から形成されるバット又はウェブを細断することによって、塊がロフト(loft)及び絶縁性を含むダウン様品質を達成することが分かった。天然材料との混合物におけるこのような塊は、米国特許第6,329,052号明細書に記載されている。上記の特許文献の開示は、参照することにより本明細書中に完全に組み込まれることに注意されたい。

0008

天然繊維及び混合物からつくられる吹き込み可能な絶縁材料に関する別の例は、米国特許第7,790,639号明細書に開示される。

0009

上記の吹き込み可能な絶縁材料は従来の送風機を使用して容易に吹き込み可能であり、そして、ダウン又はダウン様の絶縁材料用の部分的又は完全な代替品として使用されることができるが、これらは、適当に使用されない場合に重量及び洗濯性に関する問題を有する。これらの材料は洗濯間で濡れることがあり、そして、凝集によってそれらの絶縁性を永久に失うことがある。前記特許第6,329,051号明細書及び前記特許第6,329,052号明細書の吹き込み可能な絶縁塊は合成繊維のみを組み込むものである。それとは逆に、本発明は、天然繊維及びショートカット(short cut)合成繊維から製造される吹き込み可能な絶縁材料を提供することを目的とするものである。

0010

本発明は、ダウン用の部分的又は完全な代替品として使用される吹き込み可能な絶縁材料を提供することを目的とするものである。

0011

本発明の或る実施態様は、天然繊維と、ショートカット合成繊維及び/又は繊維球との混合物を含む吹き込み可能な絶縁材料である。前記絶縁材料は、用衣類、寝袋、掛け布団、等において使用されることがある。天然繊維を、撥水剤で処理して繊維に撥水性を付与することができる。撥水繊維は、吹き込み可能な絶縁材料の一部又は大部分を構成することができ、従って、撥水性及び構造耐久性が改良され、これは、洗浄又は洗濯の間で非常に有利である。撥水性を付与するために使用される化学薬品は、任意のタイプの撥水剤であることができ、以下に限定されるものではないが、例えば、フルオロカーボンシリコン及びワックス乳剤を挙げることができる。或る実施態様によると、環境保全の理由から酢酸ジルコニウム溶液が好ましい。しかしながら、撥水性を付与するために使用される化学処理は、例えば、米国特許第4,537,594号明細書に記載されるいずれかの処理とすることができる。天然ダウンが最も好ましい材料であるが、天然繊維それ自体は、ウール、綿、亜麻獣毛及びダウンのいずれかとすることができる。あるいは、ダウン/天然繊維用の撥水性は種々の技術を使用して付与することができ、前記技術は湿浴(wet bath)又は乾燥噴霧方法に限定されるものではない。例えば、プラズマ処理のように公知の種々の表面エネルギー改質技術を用いてダウン塊を処理して、撥水性を提供することもできる。ショートカット合成繊維は0.5〜15デニールを有することができ、そして、5mm〜25mmの切断長さを有することができる。ショートカット合成繊維を平滑剤(slickening agent)又は潤滑剤でコーティングして撥水性を付与することができる。使用される合成繊維としては、例えば、米国特許第7,682,693号明細書及び米国特許第7,074,242号明細書に記載されるものを挙げることができる。好ましい実施態様において、天然繊維はダウン塊であり、そして、ショートカット合成繊維は前記ダウン塊の羽枝閉じ込められる。必要に応じて、短繊維の代わりに、米国特許第4,618,531号明細書及び米国特許第5,218,740号明細書に記載される繊維球も使用することができる。

0012

ダウン塊は本明細書中に言及されるが、用語「ダウン塊」は、ダウン、天然ダウン、ダウン羽毛、ダウン塊及びそれらの組み合わせを含む。

0013

本発明の別の実施態様は、天然繊維とショートカット合成繊維とを混合する工程を含む、吹き込み可能な絶縁材料を製造する方法である。絶縁材料は、冬用衣類、寝袋、掛け布団等において使用されることがある。天然繊維を、撥水剤で処理して繊維に撥水性を付与することができる。撥水繊維は、吹き込み可能な絶縁材料の一部又は大部分を構成することができ、従って、撥水性及び構造耐久性が改良され、これは、洗浄又は洗濯の間で非常に有利である。撥水性を付与するために使用される化学薬品は、任意のタイプの撥水剤であることができ、以下に限定されるものではないが、例えば、フルオロカーボン、シリコン及びワックス乳剤を挙げることができる。或る実施態様によると、環境保全の理由から酢酸ジルコニウム溶液が好ましい。しかしながら、撥水性を付与するために使用される化学処理は、例えば、米国特許第4,537,594号明細書に記載されるいずれかの処理であることができる。あるいは、ダウン/天然繊維用の撥水性は種々の技術を使用して付与することができ、前記技術は湿浴(wet bath)又は乾燥噴霧法に限定されるものではない。例えば、プラズマ処理のように公知の種々の表面エネルギー改質技術を用いてダウン塊を処理して、撥水性を提供することもできる。天然ダウンが最も好ましい材料であるが、天然繊維それ自体は、ウール、綿、亜麻、獣毛、絹及びダウンのいずれかであることができる。ショートカット合成繊維は0.5〜15デニールを有することができ、そして、5mm〜25mmの切断長さを有することができる。ショートカット合成繊維を平滑剤又は潤滑剤でコーティングして撥水性を付与することができる。使用される合成繊維又は繊維球としては、例えば、米国特許第7,682,693号明細書、米国特許第7,074,242号明細書、米国特許第4,618,531号明細書及び米国特許第5,218,740号明細書に記載されるものを挙げることができる。好ましい実施態様において、天然繊維はダウン塊であり、そして、ショートカット合成繊維は前記ダウン塊の羽枝に閉じ込められる。

0014

ダウン塊は本明細書中に言及されるが、用語「ダウン塊」は、ダウン、天然ダウン、ダウン羽毛、ダウン塊及びそれらの組み合わせを含む。

0015

本発明を特徴付け新規の種々の特徴は、本明細書に添付の且つその開示の一部を形成する特許請求の範囲において特に指摘される。本発明、その動作利点並びにその使用により得られる特定の目的をより良く理解するために、本発明の好ましい実施態様が示される添付の明細書を参照されたい。

0016

従って、本発明によって本発明の目的及び利点は理解されるものであり、そして、その解釈は以下の詳細な説明と合わせてなされることが好ましい。

図面の簡単な説明

0017

本発明の吹き込み可能な絶縁材料の説明図である。

発明の詳細な説明

0018

本発明の或る実施態様において、吹き込み可能な絶縁材料は、天然繊維とショートカット合成繊維又は繊維球との均質な混合物を含み、ここで、前記混合物は吹き込み可能であり且つ所望のダウン用品質を有する。

0019

本発明の範囲内にあると考えられる天然繊維又は材料としては、以下に限定されるものではないが、ウール、綿、亜麻、獣毛、絹及びダウン並びにその他の天然繊維又は材料を挙げることができる。しかしながら、或る好ましい実施態様において、天然繊維はダウン塊である。ダウン塊は本明細書中に言及されるが、用語「ダウン塊」は、ダウン、天然ダウン、ダウン羽毛、ダウン塊及びそれらの組み合わせを含む。天然繊維又は材料を処理して撥水性を提供することができる。いくつかの撥水剤化学薬品をこの処理に使用することができるが、しかしながら、天然繊維又は材料の充填力について悪影響をもたずに且つ環境に悪影響を及ぼさずに恒久的な撥水性を付与することができる、酢酸ジルコニウム高分子溶液が特に好ましい化学薬品である。

0020

或る実施態様によると、塊(ダウンを含む)は、ダウン塊が洗浄後での優れた乾燥性並びに凝集に対する優れた処理性及び抵抗性を有するように、撥水性、耐菌性、及び低摩擦硬化性の酢酸ジルコニウム仕上げ(water-repellant, bacterial-resistant, low friction cured zirconium acetate finish)が施される。より詳細には、ダウン塊はその表面に、撥水性、耐菌性、及び低摩擦硬化性の酢酸ジルコニウム仕上げを有する。種々の処理プロセスを使用して酢酸ジルコニウムの溶液でダウン塊を処理し、撥水性を付与することができる。このような処理は、例えば、米国特許第4,537,594号明細書に開示されており、その内容の全ては参照することにより本明細書中に組み込まれる。加工は、ダウン羽毛に硬化性酢酸ジルコニウムの水性乳剤を付与する工程及び前記ポリマー硬化させる工程に関する。乳剤は、例えば、吸尽(exhaustion)により付与することができる。前記コポリマーの付与の前に、羽毛を十分に洗浄する。前記洗浄は水洗浄により行われ、その後、完全に乾燥した羽毛の重量に基づく5〜45%の残留水分含有量を残すように部分的に水分除去される。コポリマーは、130℃〜170℃で硬化することができる。

0021

あるいは、ダウン/天然繊維用の撥水性は種々の技術を使用して付与することができ、前記技術は湿浴又は乾燥噴霧法に限定されるものではない。例えば、プラズマ処理のように公知の種々の表面エネルギー改質技術を用いてダウン塊を処理して、撥水性を提供することもできる。このような処理又は加工は、米国特許第4,869,922号明細書、米国特許第5,262,208号明細書、米国特許第5,895,558号明細書、米国特許第6,416,633号明細書、米国特許第7,510,632号明細書、米国特許第8,309,033号明細書及び米国特許第8,298,627号明細書に記載されており、その内容の全ては参照することにより本明細書中に組み込まれる。

0022

好ましいショートカット合成/人工繊維は、0.5デニール〜15デニールの繊維デニール又は線密度を有することができる。しかしながら、15デニールを超える繊維を本発明の吹き込み可能な絶縁材料との組み合わせで使用することもできる。ショートカット繊維は、5mm〜25mmの範囲の長さを有することができ、そして、天然繊維と空気力学的に混合させて前述のような均質な混合体を得ることができる。合成/人工繊維製の好ましい繊維球は、例えば、0.5デニール〜15デニールの繊維デニール又は線密度を有することができる。その他の好ましい実施態様は、撥水性仕上げ若しくは潤滑剤仕上げ繊維及び/又は乾燥繊維及び/又は結合繊維を含む繊維混合体を使用するものである。例えば、本発明のショートカット合成/人工繊維を、撥水性を提供するための任意の平滑剤又は潤滑剤でコーティングすることができる。本発明において使用される合成繊維/人工繊維としては、以下に限定されるものではないが、固体中空タイプ並びに波形を伴う又は伴わない他の断面形状を含む。外殻結合剤を有する繊維をインスタント(instant)の合成/人工繊維用に使用することもある。

0023

本発明で使用されるショートカット合成/人工繊維を製造するために使用される材料は、米国特許第7,682,693号明細書に記載されており、その内容の全ては参照することにより本明細書中に組み込まれる。或る実施態様によると、ショートカット合成/人工繊維はポリエステル繊維を含み、前記繊維は、0.5〜15デニールの平均寸法を有し、平滑剤でコーティングされ且つ波形にされており、そして、5〜25mmの長さに切断され且つ開放される。ポリエステル繊維は、例えば、当業界で公知のようにポリエステル繊維を押出することによって得られることがある。本発明の或る重要な観点は、ポリエステル繊維が特定の平均寸法、すなわち、特定の断面サイズを有する必要があるということである。押出されたポリエステル繊維は、平滑化される必要がある。これは、例えば、米国特許第3,454,422号明細書に記載されるように、平滑剤(好ましくは、シリコン平滑剤)で繊維をコーティングすることにより得られる。平滑剤によって繊維は開放し易くなり、従って、繊維を互いに分離させる。あるいは、本発明の繊維を、いくつかの用途において有利であることの或る他の平滑剤(例えば、ポリアルキレンオキシドセグメント化コポリマー、並びに、例えばポリエステルのその他のポリマー、あるいは米国特許第6,492,020号明細書に記載されるようなポリエチレン又はポリアルキレンポリマー)を用いて、平滑剤の重量%が(繊維の重量につき)約0.1〜約1.2%であるように平滑化することがある。

0024

本発明の吹き込み可能な絶縁材料の所望の性質を得るためには、ポリエステル繊維に波形を与えることが必要である。適当な波形の或る実施例は、いわゆるジグザグの波形であり、機械的波形とも呼ばれるものである。このタイプの波形は、それ自体公知であり、押出された繊維の先端(tow)を二つの波形ローラーの間の細長い隙間へ通過させることによって得られる。機械的波形法の更なる実施例は、欧州特許出願公開第929700号明細書及び米国特許第6,492,020号明細書に言及されている。別の波形のタイプは、らせん状の波形である。らせん状の波形は、2次元ジグザグ波形とは逆に、三次元である。らせん状の波形は、例えば、米国特許第3,050,821号明細書、米国特許第3,118,012号明細書、欧州特許出願公開第929700号明細書及び米国特許第6,492,020号明細書に記載される方法により得ることができる。波形の頻度を、或る切断長さで各切断繊維が少なくとも1つ又は2つの波形を与えられるように調節することが好ましい。更に、固体及び中空繊維の両方を異なる断面の繊維と同様に使用することができることを理解されたい。

0025

或る実施態様によると、ショートカット合成/人工繊維を完全に開放し、そして、天然繊維又は材料と混合することができる。このような開放及び混合プロセスは、例えば、米国特許第7,074,242号明細書中に記載されており、その内容の全ては参照することにより本明細書中に組み込まれる。前記方法は、天然ダウン羽毛を得る工程;規定の洗浄処理によってダウンを洗浄して調製ダウンを製造する工程;規定の混合プロセスによって調製ダウンをショートカット合成/人工繊維と混合して充填材料を製造する工程を含むことができる。混合工程は、調製ダウン少なくとも50重量%ショートカット合成/人工繊維又は繊維球を混合することによって実施される。洗浄工程は、以下のサブ工程:
(a)ダウンを高温せっけん水で洗浄する工程;
(b)ダウンを熱湯すすぐ工程;
(c)ダウンを冷水ですすぐ工程;
(d)ダウン塊を撥水性のために処理する工程;
(e)すすいだダウンを乾燥させる工程;及び
(f)乾燥したダウンからごみを除去(dedusting)して冷却する工程;
により実施される。乾燥サブ工程は、洗浄したダウン40ポンドを実質的に105℃の温度で実質的に20分間乾燥させることにより実施される。ごみ除去及び冷却サブ工程は、ダウンにオゾンを注入する工程を更に含むことができ、そして、スクリーニング遠心分離機を使用して実施することができる。

0026

本発明の或る実施態様によると、本発明の吹き込み可能な絶縁材料を製造する方法は以下の工程を含む:
(1)天然繊維又は材料を処理して撥水性を与える工程。このプロセスの間で、場合により天然繊維又は材料を開放し、清掃し、洗浄し、そして乾燥することがある。撥水性のための処理は、乾燥又は湿潤状態において行うことができるが、湿潤プロセスが好ましい方法である。
(2)ショートカット合成/人工繊維の開放工程及び天然繊維又は材料との混合工程。混合工程は、乾燥又は湿潤プロセスを使用して実施することができるが、乾燥プロセスが好ましい方法であり、この場合、制御された気流を使用して、前記気流が、完全に開放したショートカット繊維を担持する反対方向からの別の気流と衝突する前に、保管庫混合室へダウン塊を供給し、そして、それによりダウン塊とショートカット繊維との両方が均質に混合する。空気力学的な前記混合プロセスは、ダウン塊の極めて少ない破損を達成する好ましい配合方法であり、それによって可能な限り高い充填能力を達成する。より良好な結果のためには、少なくとも100kgのバッチ量で行うことが好ましい。
(3)適用が適切である場合に、繊維球をショートカット繊維の代わりに選択することもできる。

0027

従って、本発明の吹き込み可能な絶縁材料において、短繊維又は繊維球が空気力学的にダウン塊の羽枝及び節を有する小さな羽枝に閉じ込められる、すなわち、合成繊維から形成される短繊維は密接にそこへ均一に組み込まれて、短繊維の性質をダウンへ分け与えることが可能になる。

0028

得られる新規の本発明の吹き込み可能な絶縁材料は、図1に示されており、例えば、以下の特徴を有するものである:
(1)現在市場入手可能なものよりもより多くの洗浄及び洗濯に耐えることができるという点で優れた耐久性を有する。本発明の材料は、繰り返される洗浄及び洗濯の間で、任意の凝集又は節止めのない優れた撥水特性を示す。
(2)湿潤状態にさらされる場合であっても優れた断熱性を有する。
(3)天然ダウン繊維の充填力は、撥水性のために化学薬品で処理された後でも維持される。
(4)100%ダウンの断熱性と比較する場合に、大幅なコス優位性を提供する。しかしながら、天然ダウン繊維の少なくとも50重量%を使用して本発明の好ましい特徴を達成する必要があることがわかった。
(5)空気力学的な混合による最終混合生成物の優れた圧縮性

0029

その他の可変要素修正して、吹き込み可能な絶縁材料に所望の効果を得ることができる。当業者は、本発明の範囲を超えることなくこれらのその他の要素をその所望の目的のために最適化できることを理解するであろう。

0030

本発明の吹き込み可能な絶縁材料の物理的性質を評価するために使用された、いくつかの模範的な試験方法は、以下の通りである:
EN13543:2002 −充填材料の吸水率を測定するために使用された、羽毛及びダウンで充填される製品
衣類の洗浄性及び洗濯性を調査するためのAATCC方法;
充填力を測定するためのIDFB10B法;
IDFB方法 − 吹き込み可能な絶縁体の乾燥時間を測定する;及び
ISO11092 −定常状態下での耐熱性及び耐水蒸気性の測定。

0031

これらの試験を使用して得られる試験結果は以下の通りである:
(1)吸水率試験:EN13543 − 通常のダウン塊よりも10倍少ない水量;
(2)乾燥時間:IDFB法 − 通常のダウン塊よりも5倍速い乾燥時間;
(3)乾燥及び湿潤性保温(Thermals):ISO −乾燥性保温の90%が湿潤状態に維持される;
(4)充填力測定:IDFB10B −化学処理前のダウンと同じ、処理後のダウンの充填力;
(5)充填力測定:IDFB10B − 未混合のダウンの80%〜90%の充填力は、ショートカット合成繊維の30%〜40%を追加した後で達成される;及び
(6)洗浄性の分析:AATCC135 −凝集又は節止めが観察されていない、パスされた性能(Performance passed)。

0032

本発明は、本明細書中で検討されていない人工繊維混合体あるいは天然繊維混合体と人造繊維混合体との混合物を使用することも更に考慮する。これらの混合体の範囲は平均繊維径を制限して高水準絶縁性能保証する。いくつかの例では、引用特許により定義されるものよりも大きな平均繊維径が望ましい。例えば、最終生成物が枕又はクッションである場合並びに圧縮剛性が重要な要件である場合には、比較的大きな直径の繊維を利用することがある。

0033

用途に応じて、このように形成された吹き込み可能な絶縁材料を、混合工程において、その他の繊維(例えば、その他の天然及び/又は人工繊維、あるいは、考えられる所望の結果に応じた材料)と混合することが望ましいこともある。

0034

従って、本発明によってその利点が理解され、そして、好ましい実施態様が本明細書中に開示及び説明されるが、その範囲は限定されるべきではなく、むしろその範囲は添付の特許請求の範囲のものにより決定されることが好ましい。

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