JPH0826505B2 - ポリエステルのファイバーボール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリエステルのファイバーフィル（fiberf
ill）と普通に呼ばれるポリエステルのファイバーフィ
リング（fiberfilling）材料における改良に関し、さら
に詳しくは、有用な新規な完全に結合された製品を製造
するために結合できる、バインダー繊維を含有するファ
イバーボール（fiberball）の形態のポリエステルのフ
ァイバーボールを提供することに関する。

熱的に結合した（ポリエステルの）ファイバーボール
のバットは、よく知られており、そして、とくにヨーロ
ッパにおいて、大規模の商業的用途を獲得した。バイン
ダー繊維は、ファイバーフィルの中に緊密にブレンドし
て、ファイバーフィルのバットの真に「完全な結合（th
rough bonding）」を達成すること、および、慣用法で
あった、よりすぐれた耐久性対樹脂結合を達成すること
ができ、そして、また、減少した燃焼性対樹脂結合を提
供することができる。このようなバインダー繊維のブレ
ンドは、大規模で、室内装飾品、マットレスおよび強い
支持が望まれる同様な最終用途において使用される。し
かしながら、それらは、これらの最終用途において、と
くに室内装飾品のシートのクッションにおける唯一の充
填剤材料としてめったに使用されず、ここではファイバ
ーフィルのバットはフォームのコアのための「ラッピン
グ（rapping）」として使用されることが普通である。
主な理由は、多分、100％のファイバーフィルのクッシ
ョンにおいて所望の弾性および性能を得るためには、従
来現在の技術を用いてコストがかかりかつ困難であり過
ぎると考えられ、かつ所望の性能が美的に得ることがで
きないであろうほど、このような比較的高い密度のを提
供することが必要であろうということにあったと信じら
れる。従来のファイバーフィルのバットにおいて、繊維
は平行な層で配置されており、それらの層は一緒に結合
されている。このような層状化構造体において、クッシ
ョンとして使用する間に加えられる圧力は繊維の方向に
対して本質的に垂直であり、そして、これは、従来の層
状化および結合の技術を用いて所望の弾性および耐久性
を達成するために、このような高い密度に到達しなけれ
ばならない理由の少なくとも１部であると、私は信ず
る。

本発明によれば、後述するように、従来入手可能であ
るものよりも、ことに弾性および耐久性に関して、改良
された性能を有する製品に、結合して製造できる、新規
なファイバーフィル構造体が提供される。

本発明の１つの面によれば、ブレンドの約５〜約50重
量％の量のバインダー繊維と緊密に配合された、約10〜
約100mmの切断長さを有する、ランダムに配置された、
もつれた、らせん状にけん縮したポリエステルのファイ
バーフィルから本質的に成ることを特徴とする平均寸法
約２〜約15mmのファイバーボールが提供される。あるい
は、約10〜約100mmの切断長さを有するを有するランダ
ムに配置された、もつれた、らせん状にけん縮した二成
分ポリエステル／バインダー物質の繊維から本質的に成
ることを特徴とする平均寸法約２〜約15mmのファイバー
ボールが提供される。

理解されるように、本発明のファイバーボールは、従
来、商業的実施において、カーディングしたウェブおよ
びバットを使用し、そしてこれが実施において付与した
すべての拘束をもって、バットの形態に結合および造形
することに、効果的に制限されてきた、ポリエステルの
ファイバーフィルから結合した物品を製造する代替の技
術の完全に新規な可能性および使用を開く。

本発明のファイバーボールの性質、ことにらせん状に
けん縮したファイバーフィルが取る形状の性質のある考
えは、添付図面の第１図および第２図にから得ることが
できる。便宜上、この時点において、私の同時係属出
願、すなわち、らせん状にけん縮したポリエステルのフ
ァイバーフィルの再毛羽立ち可能なファイバーボール、
およびこのようなファイバーボールを製造する方法に関
する、米国特許第4,618,531号（この開示をここに引用
によって加える）を参照することができる。私の同時係
属出願の目的は、再毛羽立ち可能な特性（ダウンから得
られる）およびまた選択可能性（ダウンと異なる）を有
するという意味において、ダウンより低いコストで、ダ
ウンの代替物を提供することであった。示したように、
この目的はらせん状にけん縮したポリエステルのファイ
バーフィルから再毛羽立ち可能なファイバーボールを製
造することによって達成された。本質的な要素はこのよ
うならせん状にけん縮したファイバーフィルの使用であ
った。このような再毛羽立ち可能なファイバーボール
は、ここで第３図および第４図に対応する、私の同時係
属出願の第５図および第６図に示される容器の壁に対し
てファイバーフィルの小さいタフトを反復した空気の混
転することによって得ることができる。本発明の目的
は、上に示したように、私の同時係属出願の目的と完全
に異なる。その上、本発明のファイバーボールは、私の
同時係属出願中に特定的に開示される再毛羽立ち可能な
ファイバーボールと、結合を達成するための、バインダ
ー繊維の含量および本発明の目的である新規な結合した
製品によって、区別される。それにもかかわらず、ファ
イバーボールを製造するために使用する技術は同様であ
り、そして本質的に同一の装置が両者の場合において使
用することができ、そして第１図および第２図は本発明
のファイバーボールおよびその中のらせん状にけん縮し
たファイバーフィルの可視化において助けとなるであろ
う。

本発明の本質的要素は、らせん状にけん縮したフアイ
バーフイルを使用することにある。このようなフアイバ
ーフイルは、繊維にらせん状の形状を取らせる「メモリ
ー」を有する。このようならせん状にけん縮を与えるこ
とは、それ自体他の目的に対してよく知られている。こ
れは、例えば、キリアン（Kilian）への米国特許第3,05
0,821号または米国特許第3,118,012号において教示され
ているように、ことに約１〜10の範囲内の延伸デニール
のフィラメントについて、新しく押出したポリエステル
フィランントの非対称噴射急冷によって経済的に提供さ
れうる。このらせん状のけん縮は繊維の横断面を横切る
結晶構造における差から生ずると信じられ、これは差別
的収縮を与えるので、繊維は適切な熱処理時にらせん状
にカールする。このようなカールは規則的でなく、そし
て事実非常に不規則であるが、一般に３次元であり、そ
れゆえらせん状のけん縮と呼んで、機械的手段、例え
ば、スタッファーボックス、によって誘発された本質的
に２次元ののこ歯状けん縮と区別し、この機械的手段は
現在ステープル繊維に対するポリエステルのトウ前駆体
をけん縮する、商業的に使用されている好ましい方法で
ある。非対称噴射急冷は、ここにおける実施例１〜５に
おいてファイバーボールを作るために使用した技術であ
る。らせん状のけん縮を形成する別の方法は、二成分フ
ィラメント、時には複合フィラメントと呼ばれる、を作
ることであり、ここでこれらの成分は熱処理されるとき
異なるように収縮し、それゆえらせん状にけん縮する。
二成分は一般により高価であるが、ある最終用途、こと
に、例えば、非対称噴射急冷技術によって適切にらせん
状にけん縮することがより困難である場合、比較的高い
デニールのファイバーフィルを使用しようとするとき、
好ましいことがある。二成分のポリエステルのフィラメ
ントは、例えば、エバンス（Evans）らの米国特許第3,6
71,379号において教示されている。同時係属出願EP Al
0 203 469号の実施例IIIBにおいて記載されているよう
な、ユニチカ・リミテッド（Unitika Ltd.）によりH38X
として販売されている二成分ポリエステルのファイバー
フィルを使用することによって、とくにすぐれた結果が
達成された。ここでポリエステル成分のみを使用する必
要はない。適当なポリアミド／ポリエステルの二成分フ
ィラメントを選択して、すぐれたらせん状にけん縮を得
ることができる。らせん状のけん縮する「メモリー」お
よび能力をもつファイバーフィルを得るなお他の方法
は、ニッポンエステルの特開昭57−56512号、1982年４
月５日発行およびトウヨウ・ボウセキの英国特許第1,13
7,028号、これはこの性質の中空ファイバーフィルを得
ることができることを示している、に開示されている。

必須であるらせん状のけん縮のほかに、ファイバーフ
ィルのステープルファイバーは、望む審美性および入手
可能な材料に従い、充実または中空であり、丸いかある
いは丸くない横断面をもち、そして先行技術において開
示される他の形状をもつことができる。

らせん状のけん縮はファイバーフィルにおいて発現さ
せ、こうしてファイバーボールの製作が可能となるよう
にしなくてはならない。こうして、フィラメントを溶融
紡糸し、そして紡糸されたフィラメントを一緒にするこ
とによって、非対称噴射急冷したポリエステルのトウを
製造する。次いで、トウを延伸し、必要に応じて表面変
性剤を被覆し、必要に応じて緩和した後、普通の方法で
切断してステープルファイバーを形成し、そして好まし
くは切断後に緩和して繊維の非対称特性を高める。この
特性は、繊維がらせん状にけん縮しかつ毛羽立ちが最少
の所望のファイバーボールを形成するために、必要であ
る。慣用の機械的けん縮は望ましくない。なぜなら、例
えば、スタッファーボックスの技術では、不適切な熱処
理が所望のらせん状のけん縮を破壊し、それゆえ、この
ような機械的にけん縮されたファイバーフィルは、望む
ように、ファイバーボールを形成しないであろうからで
ある。このような機械的けん縮はらせん状にけん縮の代
替法ではない。なぜなら、機械的けん縮は、所望のファ
イバーボールを形成しない、のこ歯状けん縮を与えるか
らである。しかしながら、適当な熱処理を用いるある適
当な程度の機械的けん縮は前駆体のフィラメントのトウ
に対して与えられる場合、ファイバーボールを得ること
ができることをわれわれは発見し、この場合において、
究極のファイバーフィルはこの機械的けん縮およびらせ
ん状のけん縮の組み合わせである形状を有するであろ
う。これは、ここにおける実施例６〜10において使用し
た技術である。われわれは、このけん縮をΩ−けん縮
（オメガ−けん縮）と呼ぶ。なぜなら、繊維の形状はこ
のギリシャ文字のΩの形状に類似し、前述の「メモリ
ー」のために得られるらせん状のけん縮のカールの上に
重なった機械的けん縮からののこ歯の組み合わせである
からである。このΩ−けん縮は他の方法で得ることがで
きる。

本発明のファイバーボールの他の必須要素はバインダ
ー繊維であり、このバインダー繊維は好ましくはブレン
ドの約５〜約50重量％の量で使用し、正確な量は特定の
成分および所望の最終用途に依存するが、約10〜30重量
％が一般に好ましい。上に示したように、バインダー繊
維はよく知られており、そしてポリエステルのファイバ
ーフィルの熱的に結合したバットを得るために商業的に
使用されきている。このような普通のバインダー繊維、
例えば、より低い融点のポリエステルのバインダー繊維
を、本発明に従い、そのままであるは適当の変性して使
用できる。しかしながら、いくつかの任意なものは、以
後明らかなように、利用できる。バインダー繊維のため
の一般的要件は、便利にはパンム（Pamm）の米国特許第
4,281,042号およびフランコスキー（Frankosky）の米国
特許第4,304,817号（これらの開示を引用によってここ
に加える）に記載されている。ここに示しかつ以後述べ
るように、意図する最終用途に依存して、バインダー繊
維と表面変性した（平滑化した）ファイバーフィルとの
ブレンドを形成し（熱的に結合した製品において望まし
いことがある審美性を与えるため）、また、平滑化しな
いファイバーフィル（結合部位を与えようとする場合、
平滑化したファイバーフィルがこの目的に従わないと
き）との３成分ブレンドならびにバインダー繊維それら
自体を提供することが好ましいことがある。結合剤材料
の１つの重要な要件は、それがポリエステルのファイバ
ーフィルの軟化温度より低い結合温度を有するというこ
とである。こうして、結合剤は、材料の熱に対する感受
性および結合装置の高率および条件に依存して、ポリエ
ステル繊維より適当に低い。例えば、約20℃または30
℃、あるいは好ましくは50℃だけ低い融点を有し、こう
してブレンドの熱的結合がポリエステルのファイバーフ
ィルの物理的性質に悪影響を及ぼさないで便利に起こる
ことができるようにするか、あるいはそうでなければポ
リエステルのファイバーフィルを結合するその必須の機
能を提供できるように感受性であることができるべきで
ある。バインダー繊維がブレンド中において１成分繊維
である場合、それらは結合作業の間に繊維の形態を失う
ことができ、したがってバインダーはポリエステルのフ
ァイバーフィルの交差点を結合する単なるかたまりとし
て存在することができる。しかしながら、バインダー繊
維が二成分繊維である場合、例えば、好ましいシース−
コア繊維を使用し、そして二成分繊維の、例えば、約５
〜約50重量％を構成するシースが結合材料であり、これ
に対してコアが結合作業後に繊維の形態で残ることので
きる高い融点の成分である場合、最終の結合した製品は
ポリエステルのファイバーフィルに加えてもとのバイン
ダー繊維からの、これらの残留コア要素を含むであろ
う。事実、またらせん状にけん縮し、それゆえそれ自体
本発明の要件のすべてをはたすことのできる、多成分バ
インダー繊維を提供することが可能でありかつ望ましい
ことがある。換言すると、別のバインダー繊維およびら
せん状にけん縮した繊維のブレンドの必要性はないが、
本発明のファイバーボールは、まず、ファイバーボール
に形成されるらせん状にけん縮した、多成分の、バイン
ダー繊維から本質的に成り、次いで後の段階で処理して
結合成分を活性化し、これにより結合したファイバーフ
ィルの結合アセンブリーまたは造形品を残すようにす
る。

バインダー繊維は、好ましくは、ポリエステルのファ
イバーフィルと同様な寸法および処理特性を有して、緊
密なブレンディングを容易にするようにするが、これは
必須ではなく、そして意図する最終の用途および成分に
依存して望ましくないことさえある。例えば、バインダ
ー繊維が、比較的大量で使用する、二成分繊維である場
合、最終結合製品は本質的に同様な寸法および特性の結
合した繊維からなることが望まいしことがある。示した
ように、らせん状にけん縮した形態でバインダー繊維を
提供することが有利なことがある。これは、バインダー
繊維がブレンドの有意なまたは大きい比率を構成して、
ファイバーボールの形成を促進するようにする場合、と
くに望ましいが、らせん状にけん縮したファイバーフィ
ルは、らせん状にけん縮しない他の繊維の存在下でさえ
ファイバーボールを形成することができ、こうしてらせ
ん状にけん縮した成分の効果を希釈することができる。

上のことを心に留めて、繊維の構成成分の種々の特
性、量および寸法の選択は、一般に、意図する最終用
途、および結合した物品の審美性、そしてコストおよび
入手可能性のような考慮に依存するであろう。一般に、
dtexは１〜30、好ましくは少なくとも3dtexであり、好
ましくは20dtexより小さく、しばしば約5dtexまたは10d
texまでであり、そして切断長さは、一般に、約10〜約1
00mm、好ましくは少なくとも20mm、好ましくは60mmまで
である。

示したように、繊維の少なくともあるものを平滑化す
る（表面を潤滑化する）こと、そしてこの目的に対して
普通の平滑剤を使用することが望ましいことがある。こ
れはいくつかの理由で、例えば、最終結合製品の審美性
のために、耐久性を改良し、そしてまたファイバーボー
ルの凝集を減少させ、そしてファイバーボールを、例え
ば、ブローウィングによって、移送できるようにするた
めに望ましいであろう。しかしながら、慣用のシリコー
ン平滑剤を使用する場合、すでに1986年10月21日に提出
の米国特許出願第921,646号に相当する、私の同時係属
出願に開示したように、これはファイバーボールの結合
能力を低下し、そして燃焼性を増加し、それゆえ、好ま
しくは、ファイバーボールを、その中で開示したよう
に、ポリ（アルキレンオキシド）の鎖から本質的に成る
親水性平滑剤で被覆する。

いくつかのこのような材料は文献に記載されている。
好ましい材料はポリエステルのファイバーフィルに対し
て「硬化可能」である。例えば、ポリ（エチレンテレフ
タレート）およびポリ（エチレンオキシド）のセグメン
ト化コポリマーは好ましい。あるこのような材料は、例
えば、ICIスペシャリティ・ケミカルス（Specialty Che
micals）、ブラッセル、の商標“ATLAS"G−7264で販売
されている繊維材料の仕上げ剤、は商業的に入手可能で
あるが、繊維対金属の摩擦が低く、ならびに繊維対繊維
の摩擦が低い材料を使用することが好ましいであろう。
他の材料はデュポン社（E.I.du Pont de Nemours and C
ompany）によって“ZELCON"4780として販売されてい
る。他の材料はレイノルズ（Raynolds）の米国特許第3,
981,807号中に開示されている。ポリ（エチレンテレフ
タレート）セグメントおよび、分子量300〜6,000のポリ
（オキシアルキレン）から誘導された、ポリ（アルキレ
ンオキシド）のセグメントから本質的に成る、いくつか
のセグメント化コポリエステルおよびそれらの分散液
は、マクインタイヤー（McIntyre）らの米国特許第3,41
6,952号、米国特許第3,557,039号および米国特許第3,61
9,269号および、ポリ（エチレンテレフタレート）セグ
メントおよびポリ（アルキレンオキシド）セグメントを
含有する同様なセグメント化コポリマーを開示する種々
の他の特許明細書中に開示されている。一般に、ポリ
（アルキレンオキシド）は商業的に便利な材料であるポ
リ（エチレンオキシド）である。他の適当な材料は、例
えば、クエン酸処理によって、架橋できるように官能基
をグラフト化した変性ポリ（エチレンオキシド）／ポリ
（プロピレンオキシド）、例えば、ユニオン・カーバイ
ド（Union Carbide）から“UCON"3207Aとして商業的に
入手可能であるものを包含する。とくに有用な組成物を
包含できる他の材料は、テイジン（Teijin）のEP159 88
2号およびICIのEP66944号に開示されている。特定の平
滑剤の選択は所望の最終用途に依存し、そして示した平
滑剤の多くは潤滑する能力、例えば、繊維対繊維および
／または繊維対金属の摩擦を低下する能力およびアニオ
ン基の量において異なる。例えば、湿気の輸送および耐
久性を望むが、柔軟性が重要でない場合、EP66944号中
の項目12は望ましいことがある。望む審美性に依存し
て、平滑剤の量は、例えば、平滑剤のタイプおよび望む
効果に依存して、ファイバーフィルの重量の約0.05〜約
１％、好ましくは約0.15〜約0.5％である。

ポリエステルのファイバーフィルは、他のステープル
ファイバーと同様に、圧縮されたこりに入れて一般に輸
送され、これを便利にはまずオープナー（opener）で処
理して、個々の繊維をある程度分離した後、平行化した
ウェブを望む場合、例えば、カードでさらに処理する。
本発明の製品を作るために、繊維を完全に平行にするこ
とは不必要であり、そして一般に望ましくないが、ま
ず、繊維をオープニングおよび分離して、明確なタフト
にした後、後述するように、処理してファイバーボール
を形成する。

ファイバーボールは、容器の壁に対して反復してファ
イバーフィルの小さいタフト（らせん状のけん縮を有す
る）を空気の混転することによって形成される。処理が
長くなると、一般に密なボールが得られる。物体の反復
した衝撃は、らせん状のけん縮のカールのために、個々
の繊維をいっそうからみ合わせかつ一緒にロックする。
しかしながら、輸送容易な製品を提供するためには、突
起する繊維のらせん状のけん縮は隣接するファイバーボ
ール間の凝集を生ずるであろうから、また、ボールの毛
羽立ちを減少することが好ましい。しかしながら、この
凝集は、また、ここに記載するように、平滑剤を完全に
分布させて、ボール間の潤滑性を増加することによって
減少させることができる。平滑剤は、また、審美性に影
響を及ぼす。所望の審美性に依存して、混転および平滑
剤の適用量を調節することができる。

本発明のファイバーボールは、第１図および第２図に
示すように、ランダムに配置された繊維からなり、らせ
ん状にけん縮したファイバーフィルを使用するため、低
い凝集の、望ましい軽い綿毛状ボールを示す。対照的
に、規則的なポリエステルのファイバーフィル、すなわ
ち、らせん状にけん縮した材料を含まない、機械的にけ
ん縮したポリエステルのファイバーフィル、のみから成
るかたまりは、本発明の方法によってボールに形成する
ことができない。このような規則的なファイバーフィル
は、他の繊維、例えば、羊毛と同様に、非常に高い剪断
力の使用によって、ボールを包含する、密なアセンブリ
ーに強制的にすることができる。これらの密なアセンブ
リーは、本発明の綿毛状ブローウィング可能なファイバ
ーボールと完全に異なり、より硬く、より密でありかつ
毛羽立っており、そして本発明の方法にとって望ましく
ない。

空気の混転は、私の同時係属出願、現在米国特許第4,
618,531号、に記載されるローチ（Lorch）機に基づき、
かつ第３図および第４図に示されている、修正した機械
で満足に実施された。この機械を実施例において使用し
た。

得られるファイバーボールは、例えば、ここにおよび
私の同時係属出願に記載するように、ことに毛羽立ちを
潤滑によって減少する場合、ブローウィングによって容
易に輸送される。

次いで、これらのファイバーボールを圧縮しかつ一緒
に結合して、外見的には結合したバットに類似する結合
した構造体にすることができ、あるいは任意の所望の造
形物に成形することができる。例えば、ファイバーボー
ルは軽いマットレスカバー地または不織布の中にブロー
ウィングし、次いで加熱してマットレスカバー地（tick
ing）の形状のクッション様物品を製造することができ
る。その結果、最終製品は、以後示すように、改良され
た弾性および性能を有し、そして先行技術の結合したバ
ットと非常に異なる。この改良は、先行技術の層状化バ
ットの主として平行な繊維と対照的に、繊維がすべての
方向において有意の成分を有するという事実から生ず
る。性能の差は、異なる構造体が重りを支持していると
き、それらの構造体を検査することによって示すことが
できるように、驚くべきことでありかつ有意である。本
発明の結合した製品は、その上に重りを支持する、多く
の独立のばねのように作用し、これに対して先行技術の
平行化した繊維の構造体は、回顧において理論的に説明
できる理由のために、側面から内方に引かれるであろ
う。他の利点は湿気の移送が速いということであり、こ
れはファイバーボール間の多孔性から生ずると信じら
れ、これは主要なあるいは唯一のスタッフィング（stuf
fing）材料がこのようなファイバーボールである、構造
体、例えば、クッションおよびマットレスのために特定
の潜在的重要性をもつ。湿気の移送の特性は、示すよう
に、永久的親水性仕上げ剤の使用によってさらに向上さ
せることができる。こうして、最終構造体のための主な
期待される最終用途は、室内装飾品、例えば、自動車の
座席、マットレスなどの製品である。このような構造体
は、必要に応じて、マットレスカバー地内のファイバー
ボール中のバインダー繊維を、所望の形状の型内で、加
熱により活性化することによって、最終的に望む形状に
最初にすることができる。あるいは、結合した構造体
は、先行技術の結合したバットのような長い長さに、あ
るいは他の標準の形状に形成し、次いで切断し、そし
て、必要に応じて、再成形することができる。これに関
して、先行技術の結合バットより、大きい柔軟性を得る
ことができる。

その上、従来商業的に使用されているものと完全に異
なる方法で、すなわち、ファイバーボールを個々に流動
床で結合し、次いで個々のボールをマットレスカバー地
の中にブローウィングすることによって使用することが
可能であることを証明できる。得られる新規な製品は、
再毛羽立ち可能であり、それゆえ、先行技術の結合した
ファイバーフィル製品と完全に異なるが、フェザーおよ
び裁断したフォームを充填したクッションにいっそう類
似する。このような製品は、弾性および耐久性にすぐれ
ることに加えて、個々のボールをダウンおよびフェザー
のブレンドと同様な方法で、マットレスカバー地内で動
かすことができるという新規な特性を有する。このよう
な製品において、この目的で（および、私の同時係属出
願に開示するように、湿気の移送を促進するために）適
当な潤滑剤または平滑剤を適用することによって凝集を
減少することが再び望ましい。毛羽立ち／凝集のこの減
少は、例えば、ブローウィングによる、ファイバーボー
ルの輸送性を改良し、そして柔軟性が望ましい場合、最
終用途における柔軟性を改良し、そして、しばしば、先
行技術の製品では達成できないと信じられる、改良され
た程度の湿気の輸送を、また、提供する。このような製
品において、ファイバーボールの寸法は、私の同時係属
出願、米国特許第4,618,531号に記載するように、新美
的理由で重要であると信じられ、約２〜約15mmの平均寸
法が好ましい。

試験法の説明 かさの測定は、インストロン（Instron）機に取り付
けた直径10cmの適当なフート（foot）で圧縮した、各試
料のクッションの圧縮力および高さを測定するために、
インストロン機で便利に実施された。インストロンのプ
ロットから、試験材料の第２初期高さ（IH2）、すなわ
ち、第２サイクルの開始時の高さ、支持のかさ（Suppor
t Bulk）（SB 60N）、すなわち、60Nの圧縮下の高さ、
および7.5Nの圧縮下のかさ（高さ）（B 7.5N）を記録
（cmで）した。ASは絶体柔軟性を表わし、AS＝IH2−B7.
5Nとして計算される。RSは相対柔軟性を表わし、 として計算される。クッションのかたさは強い支持、す
なわち、支持かさと相関関係があり、そして柔軟性と逆
に関係する。

弾性は、仕事の回復（Work Recovery）（WR）として
測定する。インストロン機で最初圧縮曲線が得られ、次
いで回復曲線が得られる。この回復の間にクツシヨンは
初めの高さよりも低い高さまで回復する。弾性（WR）
は、回復曲線の下での面積を圧縮曲線の下での面積で割
り、パーセントとして表わす。WRが高いほど、弾性はす
ぐれる。

耐久性−クッションの試料の各々を、約100l/m²／秒
の空気の透過率を有する布で覆い、そしてその圧縮曲線
を測定し、そしてBFとして記録した（曲げの前）。次い
で、よりかたいクッション（その試験は表２〜５に示
す）を13kPa（約133g/cm²）の加圧下に1400サイクル／
時間の速度で10,000回連続的に曲げ、そして圧縮曲線を
再び測定し、そしてAF（曲げ後）として記録して、曲げ
試験から生ずるかさおよび弾性の変化を百分率（△）と
して示す。実施例15以降のまくらは、表６に関して後述
するように、異なる方法で曲げた。

本発明を次の実施例においてさらに説明する。特記し
ないかぎり、すべての部および百分率は、繊維の合計重
量に関する重量による。

実施例１ 4.7dtexの非対称噴射急冷し延伸したポリ（エチレン
テレフタレート）フィラメントのトウを、機械的にけん
縮しないで普通の方法により、2.8×の延伸比で調製し
た。このトウを36mmの長さに切り、そして175℃の温度
で緩和してらせん状のけん縮を発生させた。ステープル
フアイバーを、同一長さに切った4.4dtexのシース／コ
アのバインダー繊維と80/20の比でブレンドした。この
ブレンドを市販のオープナーを使用してオープニング
し、そして得られたオープニングしたブレンドをトスツ
シュラー（Ttutzschler）綿ビーターで６秒間処理して
離散した小さいタフトにした。得られる生成物のバッチ
を、説明しかつ図解した、修正したローチ機の中にブロ
ーウィングし、そして１分間250rpmで、次いで３分間40
0rpmで処理して、タフトを固められたファイバーボール
に転換した。

太さ2mmのステンレス鋼の棒で補強されかつ40×33cm
の長方形の基部をもつワイヤメッシュで作られた箱
（型）の中に、ファイバーボールを、異なる程度に詰め
て、下に示すように、20Kg/m³（Ａ）〜50Kg/m³（Ｅ）の
１系列の異なる密度を発生させた。ファイバーボールの
試料の各々を約9cmの同様な高さに圧縮したが、箱の中
へのファイバーボールの量を変化させることによって生
ずる密度を変化させた。次いで、型を炉内に入れ、160
℃の温度の空気を長方形の基部を横切らせて15分間流れ
させた。型を冷却後、得られる「クッション」を解放
し、そして圧縮特性を決定し、そして表１の上部に項目
Ａ〜Ｅとして記録する。これが示すように、本発明の製
品から得ることのできる支持は、密度を変化させること
によって、広い範囲内で変化させることができ、そし
て、また、きわめてすぐれる弾性（WR）が、ことに高い
密度の生成物において、得られる。耐久性は、また、き
わめてすぐれる；（これは高い密度について測定し、か
つ表２に関して後述する）。比較のため、実施例１と正
確に同一の手順に従って結合した５つの従来の材料につ
いて、同様な圧縮の測定を実施し、そして表１の下部に
記載する。これらの「比較」の組成物は、次の通りであ
った： 1.3成分の60/20/20のブレンドを約20Kg/m³に圧縮し（本
発明の項目Ａとの比較のため）同一量20％の量で同一の
バインダー繊維を使用したが、３倍高いデニール（13dt
ex）の商用ポリ（エチレンテレフタレート）ファイバー
フィルの80％を含有し、これは低いデニールの繊維から
の製品よりも通常すぐれた弾性および大きいかたさ（支
持のかさ）を与え、前記フィメントの1/4は商用シリコ
ーン平滑剤（20％）で平滑化されており、一方残りの3/
4（60％）は「乾燥」していた、すなわち、平滑化され
ていなかった。

2.85/15のブレンドを約25Kg/m³に圧縮し（本発明の項目
Ｂとの比較のため）デニール4.4dtexの同一バインダー
繊維（15％）を使用したが、6.1dtexの乾燥中空商用フ
ァイバーフィルの85％を含有した（項目Ｂにおいて使用
した4.7dtexのファイバーフィルよりも有意に高い）。

本発明のクッションにおいてdtexは低いにもかかわら
ず、項目ＡおよびことにＢは、同様な密度の比較１およ
び２と比較して、等しいかあるいはすぐれた弾性（高い
WR）およびすぐれた支持のかさ（低いRS）を示した。さ
らに、本発明の製品はきわめてすぐれた耐久性を有する
が、これに対して比較はこの面において非常に劣る。よ
り高い密度について、同様な比較のブレンドは非常に悪
いであろう。そこで室内装飾品のシートのクッションま
たはマットレスのコアにおいて使用した、次の代表的製
品を試験した；（成分を変化させて柔軟性またはかたさ
を増加させることによって、ポリウレタンの特性を変化
させることができ、それゆえこれらの特性は密度によっ
て調節しない）：− 3.商用ポリウレタン「柔軟な」フォームのコア、35Kg/m
³。

4.商用ポリウレタン「かたい」フォームのコア、30Kg/m
³。

5.商用ラテックスのコア（10cmの高さ）、72Kg/m³。

表１の結果が示すように、本発明の製品ＣおよびＤ
は、かたいフォームのクッション３および４に弾性が匹
敵し、そして本発明の製品Ｅはラテックスより多少弾性
がある。これは有意の達成であり、そして、しばしば、
従来フォームのコアが使用されてきた、ある最終用途に
おいて唯一の充填材料として使用するファイバーフィル
のために路を切り開くことができるであろう。

試料のクッションＥの耐久性（50Kg/m³における）
を、実施例１におけるようにして表２に記録し、そして
実施例２〜10に記載するようにして作った同様な密度の
クッションと比較する。

実施例２ 実施例１の手順に従うが、ただしフアイバーボールを
密度50Kg/m³に成形する前に10％の同一バインダー繊維
と混合して、多少弾性が高くそしてかさの損失が低い、
すなわち、多少耐久性にすぐれる製品を得た。

実施例３ 実施例１の手順に従うが、ただしフアイバーボールを
成形前に0.35％の3207A UCONで処理し、そして50℃で乾
燥した。この生成物は、低い初期の弾性を示すが、耐久
試験後、かさまたは弾性の損失は少ない。

実施例４ 実施例１の手順に従うが、ただし3207A UCONの代わり
に0.35％のＧ−7264をＰ使用した。この製品は実施例１
と等しいかさおよび低い弾性を示す。

実施例５ 実施例４のファイバーボールを10％のランダムの形態
（ボールではない）の同一のバインダー繊維と、実施例
２におけるように成形前に混合した。この製品は、耐久
性または弾性とすぐれたかさとの組み合わせを示す。

実施例１〜５の耐久性の結果を要約すると、実施例１
は「乾燥」ファイバーボール単独の成形を示し、これに
対して実施例３および４は非シリコーンPEO型平滑剤で
平滑化されたファイバーボールの単独成形を示し、実施
例２は成形前の乾燥ファイバーボールとランダムバイン
ダー繊維との混合を示すが、実施例５はこの面と実施例
４のより有効な平滑剤との組み合わせを示す。表２に示
すように、実施例３および４の平滑化された項目は顕著
に良好な性能を有し、すぐれた結合が起こることを示
し、そして、これらの特定の平滑剤で被覆したにもかか
わらず、曲げ処理を通じて良好に保持した（これに対し
てシリコーンで平滑化した繊維は結合しない）。事実、
それらの耐久性は同等の支持のかさにおいて、乾燥の実
施例１よりもすぐれていたが、弾性は低かった。最良の
結果は実施例５において得られ、ここで弾性は最初にほ
とんど同一であったが、耐久性の試験後、すぐれてお
り、そして支持のかさはすぐれた耐久性を示した。

実施例６〜10 これらの実施例は、それぞれ、実施例１〜５に対応す
るが、ただし4.7dtexのトウを、おだやかなゲートおよ
びロールの加圧下に、スタッファーボックスに通過させ
ることによって機械的けん縮した（らせん状にけん縮に
加えて、おだやかな機械的けん縮を与えるため）。得ら
れるファイバーフィルはΩ−けん縮を有した。実施例６
〜10のファイバーボールは実施例１〜５のファイバーボ
ールより10〜20％高いかさを有し、これに対して成形し
た製品は非常に異なるが、低い弾性および低い支持のか
さ（SB 60N）を有する。

実施例11および13は、ポリエステルのフィメントの緩
和前に、好ましい（非シリコーン、親水性）の平滑剤を
使用してファイバーボールを製造し、こうして緩和処理
の間に平滑剤をフィラメント上に「硬化」させることを
示す。得られるクッションの耐久性のデータは、実施例
１のファイバーフィルからの匹敵する製品と表３におい
て比較し、一方表４および５はフォームおよびラテック
スの製品（４）から、そして本発明に従わない他の成形
した繊維構造体（５）から得られた匹敵するデータを提
供する。

実施例11 4.7dtexの非対称噴射急冷し延伸したポリ（エチレン
テレフタレート）のフィラメントのトウを、機械的けん
縮を用いないで、2.8×の延伸比において普通の方法で
調製した。“ATLAS"G−7264として販売されているセグ
メント化コポリマーを、0.35％の濃度で、繊維に適用
し、そして130℃で乾燥した。このトウを引続いて35mm
に切り、そして175℃で緩和した。このステープルを80/
20の比で、同一長さに切った4.4dtexのシース／コアの
バインダ繊維とブレンドした。このブレンドを商用オー
プナーでオープニングし、そして生ずるオープニングし
た繊維を実施例１に本質的に記載するようにしてファイ
バーボールに加工した。

ファイバーボールを、実施例１に本質的に記載するよ
うにして、密度50Kg/m³の40×33×9cmのクッションに成
形した。このクッションを前述のように耐久性について
試験し、そして結果は、主として仕事の回復（弾性）に
関して、実施例１に対する耐久性の改良を示す。実施例
11に従って作った製品の弾性の損失は、表２において最
良の実施例の約1/2であり、かさの損失は匹敵する。

実施例12 このクッションは実施例11との比較のために実施例１
のステープルを使用して作った。

実施例13 これは実施例11に本質的に類似するが、ステープル／
バインダーに比は90/10であった。このクッションはき
わめてすぐれた耐久性を示すが、弾性は非常に劣る。こ
の製品は背中のクッションまたはより柔軟なクッション
を要求するスタイルにおいて可能性を有する。

実施例14 このクッションは、実施例13と比較するため、実施例
１のステープルを同一バインダーと90.10の比でブレン
ドして作った。耐久性の試験は、実施例12より多少高い
かさの損失を示す（80/20の比を使用する）。

表３が確証するように、「乾燥」ブレンドから作った
成形された構造対の弾性は、対応する「平滑剤化」ブレ
ンドについてのものより高い（実施例11対12、および13
対14）。他方において、「乾燥」ブレンドを含有するフ
ァイバーボールから作った成形構造体は弾性の損失が高
い。

比較製品 表４は、本発明の製品と同一の条件下に試験したマッ
トレスおよび室内装飾品の製造業者が供給した、次の代
表的なフォームおよびラテックスの試料についての耐久
性のデータを示す。これらの製品の初期の値（表４に報
告するような）と前に報告した測定値（表１）との間の
小さい差は、試料対試料の差および試料の大きさからの
結果である。表４における結果は、成形されたクッショ
ンと同一大きさに切断した、実際に試験した片について
の測定値である：− Re 1:30Kg/m³のポリウレタンフォーム Re 2:35Kg/m³のポリウレタンフォーム「柔軟」 Re 3:35Kg/m³のポリウレタンフォーム Re 4:40Kg/m³のポリウレタンフォーム Re 5:72Kg/m³のラテツクスマツトレスコア 表５は、ファイバーボールから作られないが、常に同
一バインダー繊維を使用した、成形された繊維構造体か
らの、同一大きさのクッションについての匹敵する耐久
性のデータを示す。

Ct 1:6dtexの中空乾燥ステープルを使用し、カージン
グし、50Kg/m³の密度に成形した85/15ブレンド。

Ct 2:オープニングし、そしてランダムに型の中に、
同一密度に、充填した同一ブレンド。

Ct 3:ランダムに充填したが、40Kg/m³の密度である、
同一ブレンド。

Ct 4:Ct 1と同一であるが、6dtexの中空繊維を、実施
例11におけるように、ポリ（エチレンテレフタレート）
とポリ（エチレンオキシド）とのセグメント化コポリマ
ーの0.35％で被覆した。

Ct 5:Ct 4と同一のブレンドであるが、Ct 2のように
オープニングしかつランダム充填した。

Ct 6:Ct 5と同一であるが、わずかに40Kg/m³の密度を
有した。

表３、４および５に含有されるデータは次のようにし
て分析することができる： 適当な比のファイバーフィルのバインダーのブレンド
から作った繊維のアセンブリーは、本発明によるファイ
バーボールを使用することにより、匹敵する支持のかさ
において、フォームよりすぐれそしてラテックスに匹敵
する耐久性を有する成形されたクッションおよび同様な
製品を製造することができる。

本発明のファイバーボールから作ったクッションまた
はマットレスのコアは、「平滑剤」の親水性特性および
ファイバーボール構造体のため、ほとんどのフォームお
よびラテックスより高い空気透過性及びより良好な湿気
輸送性を有することによって、フォームおよびラテック
スを越えた重要な利点を有する。

本発明のファイバーボール−成形クッションは、凝集
したバットから作った成形クッションと比較して、12〜
22％高い支持のかさを有するが、同一密度において匹敵
する耐久性ないしすぐれた耐久性を有する。その上、カ
ージングしたバットから成形したクッションはそれ自体
人間の体によく適合しない。圧力をその中央に加えたと
き、それは側面を引き、側面を上昇させる。本発明のフ
ァイバーボールから作ったクッションは、それ自体、使
用者が引き起こした変形に適合し、独立のばねから構成
された系に類似する。

これらの性質は、本発明の製品を、室内装飾品のクッ
ション、マットレスおよび同様な製品のための非常にす
ぐれた製品となる。

繊維のブレンド、例えば、Ct 4において使用したもの
から作られた製品は、とくにより低い密度において、そ
れら自体のメリットを有し、そして同時係属出願DP−41
55の首題である。

個々に結合したファイバーボール、例えば、まくらの
ファイバーボール 実施例15〜17において、ファイバーボールは一緒に成
形して一体的ブロックを形成せず、個々に結合して、そ
れらが再毛羽立ち可能なクッションおよびまくらにおい
て高度の充填を実行するように使用することができる。
個々のファイバーボールの結合は、例えば、流動床にお
いて実施することができる。

実施例15および16において、本発明のファイバーボー
ルを個々に結合し、次いでまくらのカバー地の中にブロ
ーウィングした。実施例17において、比較のため、ファ
イバーボールを加熱せず、すなわち、バインダー繊維の
最初の結合を実施しないで、カバー地の中にブローウィ
ングした。Ct 18において、商業的に入手可能な製品
（バインダー繊維を含まない）、米国特許第4,618,631
号の首題、をカバー地の中にブローウィングして追加の
比較を製造した。各場合において、1000gのファイバー
ボールを寸法80cm×80cmのカバー地の中に充填し、そし
て曲げの前および後に圧縮の測定を実施した。しかしな
がら、前に用いた曲げと異なり、耐久性は米国特許第4,
618,631号の欄９〜10に記載される疲労試験を使用して
試験したが、ただし曲げの過酷さは、完全な10,000サイ
クル後得られたかさの損失（米国特許第4,618,631号に
報告されているような）にほぼ相当する6,000サイクル
後（本発明の場合において）かさが損失する程度に増加
し、そして曲げは合計10,000サイクルの間続けた（本発
明の場合）；それゆえ、表６に報告されている結果は米
国特許第4,618,631号において使用したよりも過酷な曲
げ条件を反映することが理解されるであろう。

実施例15 本発明のファイバーボールは実施例１に記載されるよ
うに製造した。次いで、個々のファイバーボールを非常
に開いた織製した綿布の２枚の間に薄く分布させ、そし
て160℃で炉内で加熱した。このようにしてファイバー
ボールは本質的に個々に結合した（一緒に結合したボー
ルは手で分離した）。次いで、1,000gを80×80cmのまく
らのカバー地の中にブローウィングによって充填した。

実施例16 実施例15に記載するファイバーボールを0.35％“ATLA
S"G−7264として販売されたセグメント化コポリマーで
噴霧し、室温で乾燥し、そして160℃で実施例15におけ
るのと同一条件下に加熱した。表６における結果は実施
例15の製品ついてよりすぐれた初期高さの保持を示す。

実施例17 ファイバーボールを実施例15におけるのと同一のブレ
ンドから製造したが、加熱せず、結合しない製品をまく
らのカバー地の中に充填し、実施例15の対照として試験
して、ファイバーボールの耐久性への結合により達成さ
れる改良を示した。

表６中のデータは、次のことを示す：− 乾燥したファイバーボール（実施例17）は、とくに支
持のかさレベル（60N）において、平滑化した市販製品
（Ct18）より劣った耐久性を有する。

「乾燥」結合したファイバーボール（実施例15）は、
平滑化し、結合しない商用製品（Ct18）に対して改良さ
れた耐久性を示し、非常にかたく、そして成層製品の特
性をもたない。

平滑化しかつ結合したファイバーボール（実施例16）
は最良の耐久性を示す。２つの結合した試料（実施例15
および16）は、耐久性の試験後、結合しない試料よりも
非常に高いかさを有し、これはすぐれた概観、より快
く、全体的により望ましい室内装飾品のクッションに転
換する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、米国特許第4,618,531号に従う
ファイバーボールの拡大した写真である。 第３図および第４図は、ここにおける実施例においてフ
ァイバーボールを製造するために使用する機械の略断面
図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレンドの約５〜約50重量％の量のバイン
   ダー繊維と緊密に配合された、約10〜約100mmの切断長
   さを有する、ランダムに配置された、もつれた、らせん
   状にけん縮したポリエステルのフアイバーフイルから本
   質的に成ることを特徴とする平均直径約２〜約15mmのフ
   アイバーボール。
2. 【請求項２】バインダー繊維は約10〜約100mmの切断長
   さを有する二成分繊維からなり、前記二成分繊維の１つ
   の成分はバインダー物質であり、これに対して他の成分
   はバインダー物質の融点より高い融点を有するポリエス
   テルである特許請求の範囲第１項記載のフアイバーボー
   ル。
3. 【請求項３】バインダー物質は二成分繊維の約５〜約50
   重量％からなる特許請求の範囲第２項記載のフアイバー
   ボール。
4. 【請求項４】バインダー繊維はらせん状にけん縮してい
   る特許請求の範囲第２または３項記載のフアイバーボー
   ル。
5. 【請求項５】フアイバーフイルはポリ（アルキレンオキ
   シド）の鎖から本質的に成る平滑剤のコーテイングを有
   する特許請求の範囲第１項記載のフアイバーボール。
6. 【請求項６】フアイバーフイルはその約0.05〜約１重量
   ％の量のポリ（エチレンテレフタレート）とポリ（エチ
   レンオキシド）のセグメント化コポリマーで被覆されて
   いる特許請求の範囲第１項記載のフアイバーボール。
7. 【請求項７】フアイバーフイルは、架橋を可能とするた
   め、官能基でグラフト化された変性ポリ（エチレンオキ
   シド）／ポリ（プロピレンオキシド）で被覆されている
   特許請求の範囲第１項記載のフアイバーボール。
8. 【請求項８】ポリエステルフアイバーフイルは二成分ポ
   リエステルフアイバーフイルからなる特許請求の範囲第
   １項記載のフアイバーボール。