(57)【要約】  マットレス及び、難燃性の側面パネルなどの難燃性のパネルを有するマットレスの製造方法。本システム及び方法には、熱可塑性の延焼防止材層と、これを被覆する、芯材から形成された延焼防止材層とを幾つかの実施例において有する難燃性のパネルを有するマットレスが含まれる。前記第１及び第２の延焼防止材層は、マットレスコアへの酸素の伝達を抑制することによって、詰め物材の燃焼に必要な酸素の存在を抑制する延焼防止効果を有する。本発明には、マットレスの製造方法も含まれる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーコアと；
前記インナーコア上に又は前記インナーコアに隣接して配置された難燃性の層であって、繊維から形成された布地層が含まれる難燃性の層と；
前記布地層に重ね合わせられた難燃性の熱可塑性材料であって、実質上連続的な難燃性の延焼防止材層を形成する、熱可塑性材料と；
を備えた、マットレス構成体。
【請求項２】
前記難燃性の熱可塑性材料が、前記布地層に平面状に熱接着されている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記難燃性の熱可塑性材料が、前記布地層に平面状に圧着されている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項４】
前記難燃性の熱可塑性材料が、前記布地層に接着剤によって平面状に接着されている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項５】
前記難燃性の熱可塑性材料が溶融し、前記布地層の表面を経て前記繊維内に浸透している、請求項１に記載のマットレス。
【請求項６】
前記繊維の表面と前記難燃性の熱可塑性材料の表面とが相互に融合している、請求項１に記載のマットレス。
【請求項７】
前記布地層が、前記繊維全体にわたって散在する間隙を有し；
前記難燃性の熱可塑性材料が前記間隙を被覆している；
請求項１に記載のマットレス。
【請求項８】
前記難燃性の熱可塑性材料が、前記難燃性の層に空気を実質上透過させない程度に十分な体積を有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項９】
前記難燃性の熱可塑性材料が、厚さ０．５ミル乃至５ミルの層を形成する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１０】
前記布地層が、難燃繊維又は難燃剤の少なくとも１つを含有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１１】
前記難燃繊維が、アラミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、メラミン、モダクリリック、ポリベンゾイミダゾール、ガラス繊維又は炭素繊維の少なくとも１つを含有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１２】
前記難燃剤が、リン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、無水リン酸アンモニウム、コロイド状の五酸化アンチモン、三酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛、酸化ジルコニウム、リン酸二アンモニウム、スルファミン酸、スルファミン酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩又はアルミナ水和物の少なくとも１つを含有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１３】
前記難燃性の熱可塑性材料が、非晶質ポリエーテルイミド、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ又はポリカーボネート／アクリルアロイの少なくとも１つを含有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１４】
前記布地層が、綿、ポリエステル、ビニル、麻、絹、毛、ラテックス、アクリル、ポリプロピレン、レーヨン、竹、大麻、カシミヤ又はモダールの少なくとも１つを含有する、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１５】
前記難燃性の層が、詰め物の最外層として用いられている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１６】
前記難燃性の層が、インナーコアの一面上に又はこれに隣接して配置されている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１７】
前記マットレスの詰め物の下側かつインナーコアの上側に配置された第２の難燃性の層を更に備えた、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１８】
前記難燃性の層に隣接した不織布製の芯材層と；
前記不織布製の芯材層に隣接した布地製の裏材層と；
を備えた、請求項１に記載のマットレス。
【請求項１９】
前記難燃性の熱可塑性材料が非晶質ポリエーテルイミドを含有し；
前記布地層がポリプロピレン又はポリエステルの少なくとも一方を含有し；
前記不織布製の芯材層が難燃性のレーヨン及びポリエステルを含有し；
前記布地製の裏材層がポリプロピレンを含有する；
請求項１８に記載のマットレス。
【請求項２０】
難燃性の熱可塑性材料から形成されたフィルムを繊維から形成された難燃性の布地層の表面に重ね合わせるステップと；
前記フィルムを前記繊維に接着させるステップであって、前記難燃性の熱可塑性材料が実質上連続した難燃性の延焼防止材層を形成するステップと；
が含まれる、難燃性の層の製造方法。
【請求項２１】
前記接着ステップに、前記難燃性の熱可塑性材料を前記繊維に浸透させるのに十分な熱を加えることが含まれる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記表面に繊維表面が含まれ；
前記熱を加えることが、前記繊維の表面を柔軟にし、前記難燃性の熱可塑性材料を前記繊維表面と融合させるのに十分な熱を加えることである；
請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記布地層が、前記繊維全体にわたって散在する間隙を有し；
前記熱を加えることが、前記難燃性の熱可塑性材料に前記間隙を被覆させるのに十分な熱を加えることである；
請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、マットレス及びその他の家具に難燃性を付加することへの関心が高まっている。
【０００２】
難燃性及び耐火性を有する材料は、以前より知られている。アスベスト、ケブラー（登録商標）、ハロゲン処理された布、熱可塑性の材料及びその他の材料が、燃焼の抑制及び防止のために長年にわたり使用されてきた。これらの材料は、良好に機能するが、あらゆる用途や必要に応えられる訳ではない。衣類、作業手袋及びその他の物品への難燃性の付与は以前より行われ、相当の効果をもたらしてきた。そのような例の一つが、Ｃｏｘ他による米国特許第６，７１３，４１１号に開示されている。Ｃｏｘ他には、難燃剤を添加されたスパンレース布地からなる第１の層と、ポリマーフィルムからなる第２の層とを有する多層構造の難燃性材料が記載されている。この材料は高い難燃性を有し、作業手袋や機械保護カバーに用いられてきた。しかし、作業手袋や機械保護カバーは、難燃性が最優先に求められる、非常に特殊な製品である。
【特許文献１】米国特許第６７１３４１１号公報
【０００３】
マットレスに難燃性を付加することの難しさの一つに、マットレスはその性格上、詰め物を入れた柔らかな表面を必要とするということが挙げられる。詰め物は、炎に接触していなくても、十分な熱が延焼防止材を通過した場合には、発火可能な燃料源となりうる。従って、マットレスには、マットレスの柔軟性を損なったり不快な匂いを放ったりすることなく、高度な難燃性を付与する必要がある。
【０００４】
提示されている幾つかの解決法の一つである、Ｋｌａｎｃｎｉｋによる米国特許第４，５０４，９９１号には、難燃性の二層複合構造の材料を有する難燃性マットレスが記載されている。この複合材料は、ファイバーグラス製の布地に接着されたネオプレンフォームであり、炎に十分に曝されると炭化する。Ｍｕｒｐｈｙ他による米国特許第６，８２３，５４８号にも、マットレス用の延焼防止布地が開示されている。この延焼防止材は、断熱層と共に用いられて、難燃性のマットレスのコアを少なくとも部分的に封入している。このマットレスコアは、コアの燃焼を防止するために、前記延焼防止材によって少なくとも部分的に包囲されている。
【特許文献２】米国特許第４５０４９９１号公報
【特許文献３】米国特許第６８２３５４８号公報
【０００５】
これらの刊行物に記載の布地は、良好に機能するが、非常に高価であるために、マットレスのコストを時として大幅に上昇させてしまう。従って、消費者に大きなコスト負担をかけることなく効果的に延焼を防止する材料が求められている。
【発明の概要】
【０００６】
ここに記載のシステム及び方法には、マットレス及び、難燃性の側面パネルなどの難燃性のパネルを有するマットレスの製造方法が含まれる。詳細には、ここに記載のシステム及び方法には、幾つかの実施例において、芯材から形成された延焼防止材層が熱可塑性の延焼防止材層に隣接して配置され、これらの延焼防止材層の双方が、前記マットレスのインナーコアを被覆するキルト地のパネルの一部分である難燃性のパネルを有するマットレスが含まれる。前記第１及び第２の延焼防止材層は、詰め物材への酸素の伝達を抑制することによって、前記詰め物材の燃焼に必要な酸素を減少させる延焼防止効果を有する。前記熱可塑性の層を使用することで、耐火性の芯材層の使用量を減らし、この結果製造コストを抑えてもよい。本発明には、マットレスの製造方法も含まれる。
【０００７】
一局面においては、ここに記載のシステム及び方法には、インナーコアと、前記インナーコア上に又はこれに隣接して配置された難燃性の層とを備えたマットレス構成体であって、前記難燃性の層が、繊維から形成された布地層と、前記布地層に積層された難燃性の熱可塑性材料とを有してもよく、前記難燃性の熱可塑性材料が、実質上連続した難燃性の延焼防止材層を形成するマットレス構成体が含まれる。これらの異なる層が互いに接合されてもよく、また、例えば前記難燃性の熱可塑性材料と前記布地層とが互いに平面状に熱接着されても、或いは前記難燃性の熱可塑性材料と前記布地層とが、圧力、超音波、接着剤又はその他の何らかの適切な方法によって互いに接着又は接合されてもよい。その他の複数の実施例においては、前記難燃性の熱可塑性材料が、その遷移温度にまで加熱され、前記布地層の表面を経て前記繊維内部及び／又は前記繊維間の隙間に流入してもよい。或いは、前記繊維の表面と前記難燃性の熱可塑性材料の表面とが互いに融合してもよい。
【０００８】
前記難燃性の熱可塑性材料の量及び／又は体積が、前記難燃性の層に空気を実質上透過させない程度に十分であってもよい。一実施例においては、前記難燃性の熱可塑性材料が、０．１ミル乃至５ミルの厚さの層を形成している。
【０００９】
前記布地層が、難燃繊維及び難燃剤の少なくとも１つを含有してもよく、またアラミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、メラミン、モダクリリック、ポリベンゾイミダゾール、ガラス繊維又は炭素繊維の少なくとも１つを含有してもよい。更に、前記難燃剤が、リン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、無水リン酸アンモニウム、コロイド状の五酸化アンチモン、三酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛、酸化ジルコニウム、リン酸二アンモニウム、スルファミン酸、スルファミン酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩又はアルミナ水和物の少なくとも１つを含有してもよい。更に、前記布地層は、綿、ポリエステル、ビニル、麻、絹、毛、ラテックス、アクリル、ポリプロピレン、レーヨン、竹、大麻、カシミヤ又はモダールの少なくとも１つを含有する。前記難燃性の熱可塑性材料が、非晶質ポリエーテルイミド、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ又はポリカーボネート／アクリルアロイの少なくとも１つを含有するなどの好適な熱可塑性材料であってもよい。
【００１０】
前記難燃性の層を、詰め物の最外層として用いてもよく、またインナーコアの一面上に又はこれに隣接して配置してもよい。或いは、第２の難燃性の層を、前記マットレスの詰め物の下側かつインナーコアの上側に配置してもよい。前記難燃性の層に隣接して不織布製の芯材層を配置し、前記不織布製の芯材層に隣接して布地製の裏材層を配置してもよい。一実施例においては、前記難燃性の熱可塑性材料が非晶質ポリエーテルイミドを含有し、前記布地層がポリプロピレン又はポリエステルの少なくとも一方を含有し、前記不織布製の芯材層が難燃性のレーヨン及びポリエステルを含有し、前記布地製の裏材層がポリプロピレンを含有する。
【００１１】
別の一局面においては、ここに記載のシステム及び方法に、難燃性の熱可塑性材料から形成されたフィルムを繊維から形成された難燃性の布地層の表面に重ね合わせることを含めた難燃性の層の製造方法であって、前記難燃性の熱可塑性材料が実質上連続した難燃性の延焼防止材層を形成する方法が含まれる。接着ステップに、前記難燃性の熱可塑性材料を前記繊維に浸透させ、前記繊維の表面を柔軟にし、前記難燃性の熱可塑性材料を前記繊維の表面と融合させるのに十分な熱を加えることが含まれてもよい。幾つかの実施例においては、前記布地層は、前記繊維全体にわたって散在する間隙を有し、十分な熱を加えることによって、前記難燃性の熱可塑性材料が前記間隙を被覆する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の以上の及びその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させながら以下の更なる説明を参考にすることにより、より十二分に理解されることであろう。
【図１】本発明に基づく難燃性のパネルを有するマットレスの一実施例を図示したものである。
【図２】図１のマットレスに用いられる側面パネルのより詳細な破断組立分解図である。
【図３】側面パネルの２つの例示的な部分の表側及び裏側を図示し、複数の熱結合測定点を示したものである。
【図４】図３に図示したサンプルと同様のサンプルの質量損失実験データを示すグラフである。
【図５】複数の異なる熱結合点の透過熱を示すグラフである。
【図６】様々な繊維芯材の重量及び熱可塑性フィルムの厚さについての質量損失特性パーセンテージの三次元グラフである。
【図７】図６に示すグラフ中のデータの二次元グラフである。
【図８】様々な繊維芯材の重量及び熱可塑性フィルムの厚さについての熱透過特性の三次元グラフである。
【図９】図８に示すグラフ中のデータの二次元グラフである。
【図１０】本発明に基づく難燃性のパネルを作製するための一方法を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明の全体を説明するために、熱可塑性材料の層と難燃性材料の層とが含まれる側面パネルを有するマットレスを含めた幾つかの実施例をここに記載する。但し、ここに記載のシステム及び方法を、本発明の範囲から逸脱することなく改変、修正及び他の用途に利用可能であることが、当業者に理解されよう。
【００１４】
ここに開示するシステム及び方法を、図面に示す幾つかの実施例を参照しながら以下に記載する。図１は、本発明のマットレスの一実施例を表したものである。図１のマットレス１０は、難燃性であり、図１に示す実施例においては、マットレス１０は、マットレス１０の表面上に広がって就寝面を構成する上面キルトパネル１２と、マットレス１０の左右の側、頭側及び足側にわたって延伸する１つ又は複数の側面パネル１４及び２８とを有する。
【００１５】
図１に示す実施例においては、上面キルトパネル１２は、側面キルトパネル１４及び２８とは異なる。この実施例におけるキルトパネル１２は、この実施例ではキルトパネル１２の全長及び全幅にわたって広がる単層のＦｉｒｅＧａｒｄ（登録商標）であってもよい延焼防止材を有する、詰め物入りのキルト就寝面である。更に別の一実施例においては、前記延焼防止材が、支持層として構成されたフォームパッドを包囲する管状の材料として構成されていてもよく、また前記包囲されたフォームパッドが、ティッキング層によって被覆されていてもよい。いずれの場合においても、図１に図示されたマットレスの側面パネルに、就寝面として用いられるキルトパネル１２とは異なる種類の延焼防止材を用いてもよいことが、当業者に理解されよう。
【００１６】
図示されたこの実施例においては、側面パネル１４及び２８は、上面キルトパネル１２とは別に形成されている。詳細には、図１に示す側面パネル１４には、ポリプロピレン製のティッキングであってもよく、更に延焼防止材であってもよい表側布地層１８が含まれ、布地層１８の下に熱可塑性材料の層２０が配置され、熱可塑性材料の層２０の下に難燃性繊維芯材の層２２と裏材層２４とが配置されている。図１に示す実施例においては、パネル２８の側板がキルト側面パネル１４と同様に構成されていてもよい。またこの実施例においては、側面パネル１４及び２８と同様に構成されているが、表側ティッキング層１８の代わりに外観の劣る不織布が用いられていてもよい底部パネル３０（図示せず）も設けられていてもよい。例えば、片面マットレスの底側の非就寝面に、このような変更を加えた延焼防止材料を用いてもよい。そのようなマットレスにおいては、前記延焼防止材の底面層が、バルキー性の低い、又は布地製の材料からなる多層構造の底面層であってもよい。片面マットレスの底面層には材料の美観が高度に求められないので、低コストの材料で有用な延焼防止材を構成することが可能である。この多層構造の材料が、片面マットレスの底部の外表面全体又はその殆どにわたって広がっていてもよい。前記複数の層に、スパンボンデッドのポリウレタン層と、前記ポリウレタン上に配置された難燃処理レーヨン材料の層と、熱可塑性フィルムの層とが含まれてもよい。本発明の範囲から逸脱することなくその他の実施例を用いることも可能である。図１に図示されたマットレス１０は、延焼防止材層が含まれる上面キルトパネル１２並びに、２つの難燃性材料の層から形成された延焼防止材をそれぞれが有する側面パネル１４、２８及び底面パネル３０を有する。
【００１７】
図２は、二層構造の延焼防止材が含まれる側面パネル１４の一例をより詳細に図示したものである。詳細には、図２は、一枚の帯状の側面パネル１４を図示したものである。この帯は、ポリエステル織布の層１８と、この実施例ではＧＥ社によって製造販売されているＵＬＴＥＭ（登録商標）又はＶＡＬＯＸ（登録商標）フィルムなどの熱可塑性フィルムを有する第１の延焼防止材２０とを有する。ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）ポリマーを用いたその他の熱可塑性ポリマー樹脂などのその他の市販の難燃性の熱可塑性フィルムを使用してもよい。第１の延焼防止材２０の下には、この実施例では０．５オンスの難燃性のレーヨンポリエステル芯材の層などの不織芯材を有する第２の延焼防止材層２２が設けられている。第２の延焼防止材層２２の下には、ポリプロピレン材料又はその他のキルト側面パネル１４の裏材に適した同様の材料であってもよい裏材層２４が配置されている。
【００１８】
更に別の一実施例においては、熱可塑性フィルム２０が布地層１８と結合されて、既存の製造ラインへの投入に適した単体構造をなしている。例えば、図１に図示する側面パネル１４などの側面パネルを形成する目的で、前記熱可塑性フィルムを布地層１８に接着剤を用いて接着させ、切断及び既存のキルティングマシンへの供給が可能な複合材料を構成してもよい。別の一実施例においては、熱可塑性フィルム２０と布地材料１８とを、熱接着してもよい。例えば、熱可塑性フィルム２０を、布地１８の繊維間に流入可能な温度にまで加熱してもよい。好適には、前記熱可塑性フィルムは、布地１８の片側に熱可塑性材料の連続的な層が形成されるように、繊維１８の間隙内へと流入する。このような方法は、以下に図１０と関連させてより詳細に説明されている。加えて、更なる詰め物及び層を本発明の範囲から逸脱することなく前記側面パネルに加えることが可能であり、また選択される詰め物及び布地の材料が、用途により異なるであろうことが理解されよう。更に、図２に示す実施例ではＵＬＴＥＭ（登録商標）熱可塑性フィルムを使用しているが、使用するフィルムが、本発明の範囲から逸脱することなくこれとは異なっていてもよい。
【００１９】
本発明の一実施例においては、マットレス１０の側面パネル１４及び２８に、２つの異なる種類の難燃性の材料を使用して、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ＴＢ  ６０３の規定及び試験方法並びに連邦規則第１６編第１６３３条以下に記載のマットレスの難燃性基準などの現行の基準に適合可能な、複合的な難燃性を実現してもよい。更に別の一実施例においては、熱可塑性フィルムが難燃性を有するより安価な材料であることから、図示された熱可塑性フィルム層２０などの熱可塑性薄膜層を用いることにより、上述の基準に適合するレーヨン／ポリエステル芯材の必要量を減らし、この結果、難燃性の側面パネルの製造コスト全体を削減してもよい。
【００２０】
ここで図３を参照すると、１平方フィート当たり０．５オンスの難燃繊維芯材、詳細にはＷｅａｔｅｒｎ  Ｎｏｎ−Ｗｏｖｅｎ社によって製造され、商品名ＴＢ２０−８０で販売されている種類の難燃繊維の芯を１平方フィート当たり０．５オンス有する側面パネルの２種類のサンプルが示されている。具体的には、図３には、それぞれが裸火への曝露試験済みの側面パネルの２種類のサンプル３２及び３４が示されている。サンプル３２は、サンプル３２が裸火に曝された位置又は概ねその位置に生じた焦げ目３８を中央部に有する。サンプル３２は、表側布地層１８が上向きとなるように図示されている。布地層１８は、一定の時間だけ裸火に曝された後に、前記裸火から離される。図３には、Ｗｅｓｔｅｒｎ  Ｎｏｎ−Ｗｏｖｅｎ社から購入した、１平方フィート当たり０．５オンスの難燃芯材から形成された側面パネルの一部分であるサンプル３４も図示されている。熱可塑性材料の層が、表側布地層１８と前記Ｗｅａｔｅｒｎ  Ｎｏｎ−Ｗｏｖｅｎ社の難燃芯材２２との間に配置されている。
【００２１】
図３では、サンプル３４は、裏材層１８が上向きとなるように図示されており、中央の焦げ目４３は、サンプル３４の外表面が裸火に曝された際に、側面パネル３４が焼損した部分である。従って、前記部分４３は、前記ポリプロピレン製の不織裏材の特性を劣化させるのに十分な熱伝達がなされた部分を表している。サンプル３４には、一連の熱結合測定点４０Ａ乃至４０Ｅも図示されているが、４０Ｃは黒化した焦げ目の中央に生じているために、図示されていない。これらの点は、前記サンプルの底部から前記サンプルの頂部へと上方に向かって移動する。
【００２２】
上述のように、裸火試験の間、前記側面パネルのサンプルは、前記サンプルの表面１８に接触している前記裸火が、より低い熱結合点からより高い熱結合点へと上方に向かって移動する熱を発生するように、約４５度の角度に配置されている。各熱結合点ごとに温度が測定され、記録された。測定されたこれらの温度は、側面パネル３２及び３４が０．５オンスの難燃芯材と厚さ３ミルのＵＬＴＥＭ（登録商標）熱可塑性フィルムとから構成されている場合に延焼防止材を通過する熱を表している。側面パネルを熱が通過することによってマットレスのコアにエネルギーが伝達されることが理解されよう。マットレスの芯は、燃料となる可能性があり、一定の熱及び酸素条件下では燃焼する。図３に図示したサンプルから、側面パネル３２及び３４の完全性が試験中に損なわれたのではないことに留意されたい。即ち、サンプル３２及び３４の実験時には、側面パネルは無傷のままであり、側面パネルには貫通孔が形成されていない。従って、側面パネルが、マットレスの外部から、コアが存在する前記マットレスの内側への酸素の流れを妨げるか又は少なくとも遅延させるのに十分な完全性を保ったことが分かる。マットレス内部の酸素を欠乏させることで、ある程度の熱及びエネルギーを加えても燃焼しなくなる。このように、前記延焼防止側面部材は、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ＴＢ  ６０３の規定及び試験方法並びに連邦規則第１６編第１６３３条以下に記載の基準などの既存の基準を満たす十分な耐燃性を有するものとして理解される。
【００２３】
図４は、複数の異なる側面パネル構成のサンプルに生じる質量損失を図示したものである。詳細には、図４には、炎曝露試験中に生じた質量損失のパーセンテージをＸ軸上に示したグラフが図示されている。質量損失は、前記側面パネル部材内で起こる質量の減少を測定したものである。図４のグラフのＸ軸は、試験対象のサンプルの種類を示している。図４に示すように、試験対象の複数のサンプルには、面積重量が１平方フィート当たり１．２５オンスのＤｕｐｏｎｔ社のｈＬ  １  ＬＬの対照サンプル（ＤＰ）、面積重量が１フィート当たり１．０オンスのＷｅａｔｅｒｎ  Ｎｏｎ−Ｗｏｖｅｎ社のＴＢ２０−８０（難燃レーヨン／ポリエステル）の第２の対照サンプル、１ミルの熱可塑性ＵＬＴＥＭ（登録商標）層と０．５オンスの難燃性の芯材とを有する側面パネル、３ミルの熱可塑性ＵＬＴＥＭ（登録商標）層と０．５オンスの難燃繊維芯材とを有する第４のサンプル及び１０ミルの熱可塑性ＵＬＴＥＭ（登録商標）層と０．５オンスの難燃性延焼防止材とを有する第５のサンプルが含まれる。図４のグラフに、表１のデータを示す。
【００２４】
【表１】
2009540929.tif 000003
【００２５】
図示するように、サンプル同士を比較すると、難燃材料の量が多いほど、質量損失パーセンテージが小さくなっている。例えば、対照（ＤＰ）は質量損失が最も大きく、第２の対照サンプルの質量損失はこれよりも小さい。３つの試験対象の側面パネル（それぞれが二層構造の延焼防止材を有する）は、前記熱可塑性材料の層が厚いほど、高い難燃性を有する。図４から分かるように、１ミルの熱可塑性材料層のサンプルは、前記対照サンプルと比較すると、質量損失がより大きかった。しかし、３ミルの熱可塑性材料層のサンプルは前記対照サンプルよりも質量損失が小さく、１０ミルのサンプルでは更に質量損失が小さかった。
【００２６】
図５に、熱透過グラフを示す。前記熱透過グラフのＸ軸には、複数の異なる熱結合点で測定された華氏温度が示されている。Ｘ軸は、測定が行われた一連の熱結合点をサンプル毎に示している。図５に示されたこれらの熱結合点は、図３に示す熱結合点４０Ａ乃至４０Ｅに対応している。温度の測定は、サンプルに接して配置された熱電対を用いて行われた。図５は、以下の表２のデータをグラフで示したものである。
【００２７】
【表２】
2009540929.tif 000004
【００２８】
図５に示すように、１ミルの熱可塑性材料層と０．５オンスの難燃芯材とを有するサンプルの透過熱は、いずれの対照サンプルの透過熱よりも大きい。３ミルの熱可塑性材料層を有するサンプルの平均透過熱は、華氏約１８９度であり、第１の対照サンプルの平均透過熱２６６度及び第２の対照サンプルの平均透過熱１４４度に匹敵する。１０ミルの熱可塑性材料層を有するサンプルの平均透過熱は華氏１４５度であり、対照サンプルの平均透過熱に匹敵する。
【００２９】
上述の実験で得られた質量損失、難燃繊維芯材層の厚さ及び熱可塑性材料層の厚さの測定結果の一連のデータを、１つのグラフとして図６に集計及び図示した。この図では、質量損失が、炎への曝露によって起こった燃焼の程度の指標となっていることが分かる。質量の減少は、燃焼を表す。質量減少がより少ないことは、難燃性レベルがより高いことを示している。従って、図６に示すデータは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ＴＢ  ６０３の規定及び試験方法並びに連邦規則第１６編第１６３３条以下に記載の基準に適合する適切な難燃性レベルを実現するために用いる熱可塑性材料層の厚さ並びに難燃繊維芯材の厚さ及び重量の組み合わせを選択するための一助となりうる。
【００３０】
図７は、このデータを別の形で表したものである。詳細には、図７は、熱可塑性材料層の厚さをＹ軸、繊維芯材の面積重量をＸ軸で表した二次元グラフである。発生した質量損失がグレースケールで表されている。図７の右側の凡例に記載の質量損失３．０−６．０％を表すグレースケールに対応する部分は、３ミルの熱可塑性フィルム上に０．５オンスの難燃繊維芯材を有するサンプルの特性である。図８は、様々な繊維芯材重量及び熱可塑性フィルムの厚さでの熱透過特性を図示したものである。詳細には、図８のＺ軸は延焼防止材を透過した平均最高温度を表し、Ｙ軸は熱可塑性層の厚さ（単位ミル）を表し、Ｘ軸は難燃繊維芯材の重量を表している。図８は、前記フィルムが薄いほど、また前記難燃芯材が軽いほど、前記延焼防止材を透過する平均温度が高くなることを示している。図９は、図８のグラフに示した一連のデータを二次元グラフで表したものであり、グラフの右側にグレースケールで記載された凡例が透過温度を表している。延焼防止材として有用なフィルムの厚さと繊維重量との組み合わせを求めるために、対照サンプルからデータを取得した。このデータから、有用な対照繊維の透過温度が４００度乃至４５０度未満を保っていたことが分かった。従って、一実施例においては、延焼防止材のフィルムの厚さ及び繊維重量は、透過熱を３００度乃至４００度の範囲に保つように選択された。
【００３１】
図８及び図９に記載のグラフから、フィルムの厚さが１ミル、繊維重量が０．５ｏｓｆ（オンス／平方フィート）の場合に透過温度がこの範囲に保たれることが分かる。このことは、透過温度をこの範囲内に保つことによって、マットレス内のポリウレタンフォームが液状及びガス状に劣化し始めることが防止され、またフォームの引火点よりも十分に低い温度に保たれることを意味する。従って、これらの成分から形成された側面パネルが、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ＴＢ  ６０３の規定及び試験方法並びに連邦規則第１６編第１６３３条以下に記載の基準に適合する十分な防護製及び耐燃性を有することが分かる。
【００３２】
延焼防止材の成分を選択すると、キルトパネルを作製してマットレスを構成することが可能となる。図１０は、延焼防止材の一実施例の作製方法を図示したものである。詳細には、図１０には表側布地層１８を熱可塑性フィルム２０に接着する方法が図示されている。図１０に示す方法においては、熱可塑性フィルム２０は、前記熱可塑性材料の層と前記布地層との間に接着剤の層を塗布した後に、ローラ５０を用いてこれらの層を圧縮することによって、布地層１８に接着される。この結果作製された製品５２を、マットレスの製造に通常用いられるキルティングマシン並びにその他の機械及び器具によって加工可能な材料層として使用してもよい。
【００３３】
別の複数の方法においては、前記熱可塑性材料を布地層１８の織り目の中に生じる隙間に流入可能な程度に十分に流動的となるまで加熱することによって、熱可塑性材料の層２０と布地層１８とを接合させてもよい。前記熱可塑性材料が、前記布地上に重ねられた後に、前記布地の隙間に流入可能な遷移温度にまで加熱されるフィルムであってもよい。熱可塑性材料の遷移温度は、通常は明確に規定された特性であり、購入元から確認可能であるか、又は前記材料を加熱し、その遷移点における温度を測定することによって確認可能である。別の複数の実施例においては、細片または小粒の形の前記熱可塑性材料を、前記布地上に吹き付けるか又は流して前記布地上に被膜を形成することが可能な遷移温度にまで加熱してもよい。或いは、前記熱可塑性材料を、前記布地の両面に塗布してもよい。布地層１８を同じ方法で加熱して、前記熱可塑性材料の流動性を高め、布地層１８への接合及び接着を容易にしてもよい。この実施例においては、上述の実施例と同様に、熱可塑性フィルム２０が布地層１８と接合されて、既存の生産ラインに投入することの可能な単体構造を形成してもよい。いずれの場合においても、熱可塑性フィルム２０は、布地層１８の片面全体にわたって、熱可塑性材料の連続的な層を形成する。上述のように、前記熱可塑性フィルムの連続的な層は、マットレス内の詰め物材への酸素の伝達を抑制することによって、前記詰め物材の燃焼に必要な酸素を減少させる。
【００３４】
当業者は、ここに記載の実施態様及び実施例の等価物を、通常の実験で理解し、あるいは確認することが可能であろう。従って、本発明は、本明細書に開示した実施例に限定されるものではなく、法の下に可能な限り広く解釈されるべき以下の請求の範囲から理解されるべきものであることが分かるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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