(57)【要約】  本発明は、改善された特性を伴う波形ファイバフィル構造及びその製造方法を提供する。本発明は、さらに、本発明の改良型波形ファイバフィル構造から製造された物品を提供する。
2005511913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略等間隔で連続する、平行して交互に並ぶ頂部と谷部、及び各頂部と各谷部の間に延びる略垂直に整列した複数のひだを有する、実質的に長い矩形の断面をなす構成を有した波形ファイバフィルであって、前記構造が約５〜約１８ｋｇ／ｍ3の嵩密度、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さを有し、頂部が１インチあたり約４〜約１５回の頻度（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）で出現することを特徴とする波形ファイバフィル。
【請求項２】
約０．５〜約３０デニール／フィラメント（０．５５〜３３デシテックス／フィラメント）、１インチあたり約４〜約１５個（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１個）の捲縮及び約２９％〜約４０％の捲縮巻取り率を有する繊維で製造されていることを特徴とする請求項１に記載の波形ファイバフィル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の波形構造を有するポリエステルファイバフィルを含むことを特徴とする枕。
【請求項４】
０．２５３〜０．５８４ポンド／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ（１７．７９〜４１．０６ｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍ）の範囲内の圧縮エネルギー、０．４８０〜０．６７８の範囲内の線形性及び０．４４８〜０．６３９の範囲内の弾力性を有することを特徴とする請求項３に記載の枕。
【請求項５】
０．２５３〜０．３０３ポンド／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ（１７．７９〜２１．３０ｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍ）の範囲内の圧縮エネルギー、０．６２６〜０．６７８の範囲内の線形性及び０．４４８〜０．５５３の範囲内の弾力性を有することを特徴とする請求項４に記載の枕。
【請求項６】
波形ファイバフィル構造を形成するための方法であって：
ファイバフィル及びバインダー繊維を切開するピッカーまでファイバフィル材料及びバインダー繊維を含むベールから繊維原料の塊を供給する工程と；
切開したファイバフィル及びバインダー繊維をブレンダーに供給して、均質混合物を形成する工程と；
ブレンドをカーディングして、繊維質ウェブを形成する工程と；
繊維質ウェブを垂直に折畳んで、略等間隔で連続する、交互に並んだ頂部と谷部、及び各頂部と谷部の間に延びる垂直に整列した複数のひだを有する、実質的に長い矩形の断面をなす構成を有する密に詰込まれた波形ファイバフィル構造を形成する工程と；
波形ファイバフィル構造を加熱して、構造を圧密化しその波形を維持するようにバインダー繊維及びファイバフィル材料を接着させる工程であって、該構造が、約５〜約１８ｋｇ／ｍ3の嵩密度、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さを有し、頂部は１インチあたり約４〜約１５回の頻度（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）で出現する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
構造が約０．５〜約３０デニール／フィラメント（０．５５〜３３デシテックス／フィラメント）、１インチあたり約４〜約１５個（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１個）の捲縮及び約２９％〜約４０％の捲縮巻取り率を有する繊維を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
繊維質ウェブを垂直に折畳む前記工程が、繊維質ウェブの長さ方法に対し垂直に少なくとも１つの往復運動要素を往復運動させる工程と、繊維質ウェブの長さ方向に対し平行に少なくとも１つの往復運動要素を往復運動させる工程とを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
波形ファイバフィル構造をロール巻きさせる工程と；
前記ロール巻された波形ファイバフィル構造をカバー布の中に詰め枕を形成する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
０．２５３〜０．５８４ポンド／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ（１７．７９〜４１．０６ｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍ）の範囲内の圧縮エネルギー、０．４８０〜０．６７８の範囲内の線形性及び０．４４８〜０．６３９の範囲内の弾力性を有することを特徴とする請求項９に記載の枕。
【請求項１１】
０．２５３〜０．３０３ポンド／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ（１７．７９〜２１．３０ｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍ）の範囲内の圧縮エネルギー、０．６２６〜０．６７８の範囲内の線形性及び０．４４８〜０．５５３の範囲内の弾力性を有することを特徴とする請求項１０に記載の枕。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステルファイバフィル構造及びそれで製造された物品における改良に関する。さらに本発明は、ポリエステルファイバフィル構造及びかかる構造を用いた物品の改良型製造方法にも関する。これらの物品は、枕、寝袋、カーシート、断熱材、キルト、アパレル、フィルタなどの家庭向け及び工業向けの最終用途の両方に適している。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルファイバフィルは、その望ましい断熱特性及び美的特性のため数多くの衣料品その他の物品において商業的に使用されている。ポリエステルファイバフィルは、一般に、嵩高いキルト芯（時として中綿と呼ばれる）の形で、衣料品において商業的に使用されている。大部分の商業用ポリエステルファイバフィルは、捲縮ポリエステルステープルファイバの形をしていた。ポリエステルファイバフィルのもう１つの商業的用途は、波形繊維質中綿／構造の形でのものである。
【０００３】
嵩高い繊維質ウェブを波形構造へと圧密するために用いられる既知の方法及び装置は、Ｋｒｅｍａらによる（特許文献１）の中で開示されている。この文書は、得るべき波形構造のいかなる所望の特性も、形成された構造から製造されるべきいかなる製品も開示していない。同様にして、ウェブが垂直方向に折畳まれる、繊維質ウェブのシートを形成するための装置が、Ｊｉｒｓａｋらによる（特許文献２）の中で開示されている。Ｊｉｒｓａｋらは、Ｋｒｅｍａらと同様に、得るべき繊維中綿の所望の特性又は形成された構造から製造されるべき製品について全く開示していない。
【０００４】
Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋらによる米国特許公報（特許文献３）は同様に、波形繊維質中綿の製造方法をも開示している。しかしながら、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋは、自らの波形中綿が緩い構成のものであり、非常に低い嵩密度しかもたないと記しているものの、この文書も又、得るべき波形構造の所望の特性について又は形成された構造から製造された製品について、いかなる教示も示唆も行なっていない。
【０００５】
密度が可変的な波形の樹脂接着又は熱接着ファイバフィル構造の製造におけるその他の試みは、Ｃｈｉｅｎによって付与された米国特許公報（特許文献４）及びＣｈｉｅｎらによる米国特許公報（特許文献５）に開示されている。Ｃｈｉｅｎによる米国特許公報（特許文献４）は、その他の方法に比べて、最終製品の３次元強度及び弾力性を増強する不織ポリエステルファイバフィルの波形加工方法を開示している。ファイバフィルは、キルト、枕、クッションシート及び寝袋といったような製品に使用されるものとして記述されている。繊維質ウェブは折畳まれて、尾根と基部を交互に有する複数のひだを形成している。しかしながら、Ｃｈｉｅｎの中で用いられているカーディングされた繊維質ウェブは、スタッファーボックスタイプの捲縮機機構の中で波形加工される前にクロスラップ（２５層）されることから、形成された構造の結果としての嵩密度は非常に高く（すなわち１５〜２５ｋｇ／ｍ3）、その結果、一部の最終的利用分野のためには望ましくない非常に硬質の材料をもたらす。
【０００６】
Ｃｈｉｅｎらによる米国特許公報（特許文献５）は、スタッファーボックスタイプの捲縮機機構の結果としてもたらされる繊維質ウェブから波形構造を形成する方法を開示している。スタッファーボックス由来のこの構造は、キルト、枕、クッションシート又は寝袋といったような製品のために使用されるものとして記述されている。しかしながら、この文書で使用されている方法は同様に、スタッファーボックスタイプの捲縮機機構の中で波形加工される前にクロスラップされるカーディングされた繊維質ウェブを使用しており、その結果、例えば製品の高い嵩密度に起因して製造された製品の高さが１．９５インチ（４９．５ｍｍ）と２．１１インチ（５３．６ｍｍ）の間に制限されるといったように、形成された構造の特性は制限されることになる。
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第０−６４８−８７７−Ｂ１号明細書
【特許文献２】国際公開第／９９／６１６９３号パンフレット
【特許文献３】米国特許第２，６８９，８１１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７０２，８０１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５５８，９２４号明細書
【特許文献６】米国特許第５，１１２，６８４号明細書
【特許文献７】米国特許第５，７２３，２１５号明細書
【特許文献８】米国特許第４，６１８，５３１号明細書
【特許文献９】国際公開第９９／６１６９３号パンフレット
【特許文献１０】米国特許第５，２１９，５８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、例えば枕といった用途のための所望の性能を有するポリエステルファイバフィル波形構造及びかかる構造を製造する方法を提供する必要性が存在する。かかる性能は、ロフト／嵩、快適性、柔軟性、耐久性及び断熱性を含めた特徴により表わされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ロフト／嵩、快適性、弾力性、柔軟性、耐久性及び断熱性に関して所望の性能を有する物品を提供することによって、先行技術に付随する問題を解決する。出願人は、かかる性能が、或る構造嵩密度、高さ及び頂部頻度の組合せによって達成されるということを発見した。さらに、出願人は、かかる構造を或るフィラメントあたりデニール数、インチあたり捲縮数及び捲縮巻取り率を有する繊維で作った場合にこのような性能が達成される、ということを発見した。出願人は、枕における性能を３つの変数すなわち、圧縮のために必要とされるエネルギーＷＣ、結果として得られた製品の線形性ＬＣ、及び結果として得られた製品の弾力性ＲＣ、に関して測定した。
【００１０】
従って、本発明に従うと、略等間隔で連続する、平行して交互に並ぶ頂部と谷部、及び各頂部と各谷部の間に延びる垂直に整列した複数のひだを有する、実質的に長い矩形の断面をなす構成を有した波形ファイバフィル構造であって、約５〜約１８ｋｇ／ｍ3の嵩密度、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さ、および１インチあたり約４〜約１５回（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）で出現する頂部頻度を有する波形ファイバフィル構造が提供されている。この波形構造のファイバフィルは、約０．５〜約３０デニール／フィラメント（０．５５〜３３デシテックス／フィラメント）、１インチあたり約４〜約１５個（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１個）の捲縮及び約２９％〜約４０％の捲縮巻取り率を有する繊維を含む。同様に、この嵩密度、高さ及び頂部頻度を有し、このフィラメントあたりデニール数、インチあたり捲縮数及び捲縮巻取り率を有する繊維から製造された波形構造を有する枕も提供されている。この枕は、０．２５３〜０．５８４ポンド／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ（１７．７９〜４１．０６ｇｍ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍ）の範囲内の圧縮エネルギー、０．４８０〜０．６７８の範囲内の線形性及び０．４４８〜０．６３９の範囲内の弾力性を有する。
【００１１】
さらに本発明に従うと、波形ファイバフィル構造を形成するための方法であって、ファイバフィル材料及びバインダー繊維を切開するピッカーまでファイバフィル材料及びバインダー繊維を含むベールから繊維原料の塊を供給する工程と；切開したファイバフィル材料及びバインダー繊維をブレンダーに供給して、均質混合物を得る工程と；ブレンドをカーディングして、繊維質ウェブを形成する工程と；繊維質ウェブを垂直に折畳んで、略等間隔で連続する、交互に並んだ頂部と谷部、及び各頂部と谷部の間に延びる垂直に心合わせされた複数のひだを有する、実質的に長い矩形の断面をなす構成を有する密に詰込まれた波形ファイバフィル構造を形成する工程と、波形ファイバフィル構造を加熱して、構造を圧密化しその波形を維持するようにバインダー繊維及びファイバフィル材料を接着させる工程であって、該構造が、約５〜約１８ｋｇ／ｍ3の嵩密度、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さを有し、頂部が１インチあたり約４〜約１５回の頻度（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）で出現する工程とを含むことを特徴とする方法が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施形態を例示するもののそれを制限することを意図したものではない図面（図１〜図９）を参照すると、本発明は、新しいファイバフィル構造、かかる構造から製造された枕及びこれらの構造を製造するための方法を提供する。
【００１３】
ここで図１を参照すると、波形ファイバフィル構造を形成するための方法の好ましい実施形態が例示されている。波形繊維質構造を製造するための図１に例示されている方法には、複数の工程が内含されている。まず第１に、未加工形態のベールの中に収納されたファイバフィル材料を含む繊維原料が提示される。この繊維原料は、図１で１０という番号で示されている。このベールは、例えば約５００ポンド（２２７ｋｇ）の重さのステープルファイバの密に詰め込まれた質量である。
【００１４】
本発明の最終的波形ファイバフィル構造を製造するのに望まれる（構造の形に形成される前の）個々の繊維の特性には、フィラメントあたりのデニール数、捲縮頻度及び捲縮巻取り率が含まれる。デニールは、９０００メートルの繊維のグラム単位の重量として定義され、かくして構造を作り上げている繊維の厚みの現行の尺度である。繊維の捲縮は、繊維内の数多くの頂部と谷部により提示される。捲縮頻度は、トウの捲縮後のインチあたりの捲縮数（ｃｐｉ）又はセンチメートルあたりの捲縮数（ｃｐｃｍ）として測定される。広範な試験を通して、約０．５〜約３０のフィラメントあたりデニール数（０．５５〜３３デシテックス／フィラメント）、インチあたり、約４〜約１５個（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１個）の捲縮及び約２９％〜約４０％の捲縮巻取り率を有する繊維が本発明の波形ファイバフィル構造にとって特に有用であることが発見された。
【００１５】
以下で論述するような所望のテクスチュア及びインチあたり捲縮数を生成するようステープルファイバを捲縮するためには、２次元で捲縮された繊維を製造する既知の機械的捲縮方法を使用することが可能である。機械的に捲縮された繊維についての詳細な記述は、Ｈａｌｍらに対する米国特許公報（特許文献６）に見い出すことができる。当該技術分野では、２次元捲縮されたステープルファイバに代って３次元捲縮されたステープルファイバを使用することも又周知である。不斉急冷技術、嵩高連続フィラメント（ＢＣＦ）処理、分子鎖長のみが異なる２つの重合体のコンジュゲート紡糸技術、及びＭａｒｃｕｓに対する米国特許公報（特許文献７）および（特許文献８）で開示されているもののような２つの異なる重合体又は共重合体の二成分紡糸技術を含めた、３次元捲縮を付与するための複数の方法が存在する。２次元機械的捲縮を受けた繊維に比べて、３次元繊維されたステープルファイバは、より高いロフト、柔軟性、改善された捲縮復元率、シェルフアピール、及びより優れた圧密性といったような明確な利点を提供するものとして知られている。しかしながら、機械的捲縮及び３次元捲縮技術から得られた捲縮繊維は両方共、本発明の新しいポリエステルファイバフィル構造を製造する上で使用可能である。
【００１６】
多種多様な付加及び縮合の両重合体からの繊維を、本発明の波形ファイバフィル構造を形成するために使用することができる。かかる重合体の典型としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンといったポリ炭化水素；ポリホルムアルデヒドといったポリエーテル；ポリ塩化ビニル及びポリフッ化ビニリデンといったビニル重合体；ポリカプロラクタム及びポリヘキサメチレンアジパミドといったようなポリアミド；エチレンビスクロロホルメート及びエチレンジアミン由来の重合体といったポリウレタン；ポリヒドロキシピバリン酸及びポリ（エチレンテレフタレート）といったポリエステル；ポリ（エチレンテレフタレート−イソフタレート）といった共重合体及びその等価物がある。好ましい材料はポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（プロピレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，４−シクロヘキシレン−ジメチレンテレフタレート）及びそれらの共重合体を含めたポリエステルである。本発明に従った繊維材料として有用な重合体の大部分又は全てが、リサイクル材料から誘導可能である。ファイバフィルは例えば、溶融紡糸可能である合成、熱可塑性重合体から製造された単量体の溶融体ブレンド、単独重合体、共重合体、三次元重合体といったあらゆる所望のポリエステルで形成可能である。代替的には、ファイバフィルは、本願特許出願人によりＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商標で販売されているアラミド繊維を製造するのに用いられるパラアラミド、又は、本願特許出願人によりＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標で販売されているアラミド繊維を製造するために用いられているメタ−アラミドから形成可能である。
【００１７】
繊維原料の塊は次々と取り出され、その後、図１中に１２の番号で示されているピッカーに供給される。ピッカーにおいて、ファイバフィルは切開される。バインダー繊維も同様に、図１で１６として示されているピッカーに送られる。数多くの異なる材料のバインダー繊維を使用することができるが、使用される好ましいバインダーは、ポリエステル単独重合体のコア及びコポリエステルのシースを有するＭＥＬＴＹ４０８０（日本のユニチカ株式会社から市販されているもの）である。バインダー繊維は、本発明のファイバフィル構造がひとたび形成された時点でその安定性、寸法上及び取扱い上の特徴を改善させるために特に有用である。例えば、ファイバフィル繊維とバインダー繊維のブレンドが加熱される場合、以下で論述するように、加熱工程中、バインダー繊維は溶融し、ファイバフィル繊維と接着し、本発明の波形構造はその所望の構成つまり特定の高さ、頂部頻度及び嵩密度を保持することになる。抗菌剤といったような改質剤も同様にバインダー繊維に加えて使用可能である。同様に、すでにバインダー繊維を含む予備ブレンドされた繊維原料を使用しかくしてピッカー内でバインダー繊維を混合する必要性をなくすことも又、本発明の範囲内に入る。
【００１８】
本発明の方法はさらに、図１に示されているようなブレンダー１４といったブレンダーに対し切開したファイバフィル及び切開したバインダー繊維を供給して、均質な混合物を形成する工程を含む。本発明の方法はさらに、ブレンドをカーディングして、繊維質ウェブを形成する工程を含む。このカーディングは、繊維質ウェブを形成する目的で図１に１８という番号で示されているようなカード／ガーネットによって実施される。ウェブの繊維は、機械方向で平行に整列される。繊維質ウェブは次にコンベヤ（図示せず）を介して、精密（ＥＳＰ）機械２２及びオーブン２３を伴う工学的構造の中に送り込まれるが、この組合せは図１に２０として全体的に示されている。機械２２は、（特許文献９）で開示されているような当該技術分野で既知のものであり、本書の図２Ａ及び２Ｂに示されている。
【００１９】
図２Ａで示されている通り、機械２２は、駆動機構２８に連結された２つの同期的に往復運動する要素２４及び２６を内含している。タイロッド３０が要素２４を滑動する金具３２に連結し、同じく滑動要素３２を可とう性ナックル継手３４に連結する。滑動金具３２はタイロッド３０をその垂直位置に保つ。１本のボルト３８がタイロッド３６をアーム４０に連結し、このアームが今度は、シャフト４２に連結される。垂直方向の往復運動を往復運動要素２４に付与するのはシャフト４２である。一対のタイロッド４４が、ボルト４６及びタイロッド４８を介してシャフト４２を駆動用機構２８に連結する。タイロッド４８は、ボルトにより駆動機構２８に連結され、タイロッド５４はボルト５２により駆動機構２８に連結されている。ボルト５６がタイロッド５４を一対のタイロッド５８に連結し、このタイロッド５８はシャフト６０に連結している。シャフト６０は、往復運動要素２６に対し、水平方法の往復運動を付与する。シャフト６０は、アーム６２に連結し、このアーム６２は、可とう性ナックル継手６４及び６６及びタイロッド６８を介して滑動金具７０に連結される。滑動金具は、タイロッドをその水平位置に保つ。
【００２０】
図２Ｂに示されているように、駆動機構２８は、２本のカムロール７４及び７６を有する駆動シャフト７２を内含する。駆動機構２８は、要素２４を垂直にそして要素２６を水平に往復運動させる。カムロールは、往復運動要素の同期位相運動を可能にする。要素２４は、繊維質ウェブの長さ方向に対し垂直に往復運動させられ、要素２６は、繊維質ウェブの長さ方向に平行に往復運動させられる。これらの往復運動はかくして、ウェブを垂直方向に折畳んで密に詰込まれた波形構造を形成し、同時にそれを順方向に（すなわち、繊維質ウェブから離れるようにプロセス方向で水平に）移動させる。
【００２１】
ファイバフィル構造がその所望の形状に製造された後、それは、図１に示されているようなオーブン２３といった１つのオーブンの中に直ちに通され、加熱され、その波形を維持するように接着し圧密化される。構造は、オーブンから退出する時点で、折畳み構造の形をしている。本発明の結果として得られた波形ファイバフィル構造は、図１、３及び４Ａで１００として示されている。
【００２２】
本発明の波形ファイバフィル構造のさまざまな構成が、図４Ａ〜４Ｄに示されている。これらの図面を見ればわかるように、本発明の波形ファイバフィル構造は、実質的に長い矩形の断面を有する。図４Ａに示されているような波形構造は上部表面１０２と下部表面１０４、側壁１０６及び側壁１０８及び端壁１１０及び１１２を有する。図４Ａ〜４Ｄを見ればわかるように、波形構造は、略等間隔で連続する、複数の交互に並んだ頂部及び谷部を含む。頂部及び谷部は、それぞれ、図４Ａ〜４Ｄにおいて、１１４、１１４’、１１４”、及び１１４”’そして１１６、１１６’、１１６”及び１１６”’で示されている。さらに、波形構造は、アコーデオンのように配置され各頂部と各谷部の間で交互に異なる方向に延びている複数の平行かつ略垂直に整列したひだ又は波形１１８、１１８’、１１８”及び１１８”’を含む。構造の上部表面は頂部で形成され、一方下部表面は谷部で形成されている。側壁１０６、１０８は、ひだの端部により形成され、端壁１１０及び１１２は構造の最後のひだにより形成されている。図４Ａ〜４Ｃの実施形態においては、頂部及び谷部は一般に丸味がついている。波形構造のひだは、図４Ｂの実施形態において示されているようなのこぎり波形、図４Ｃの実施形態に示されているような三角形又は図４Ｄの実施形態に示されているような正方形／矩形形状でありうる。さらに、波形は、図４Ａ、４Ｃ及び４Ｄに示されているように垂直であっても又は図４Ｂに示されているように傾斜していてもよい。
【００２３】
広範な試験により予め決定されてきた本発明の波形ファイバフィル構造の重要な特長は、嵩密度、高さ及び頂部頻度である。特定的に言うと、本発明の波形ファイバフィル構造は、約５〜約１８ｋｇ／ｍ3の嵩密度、約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さ及び１インチあたり約４〜約１５回（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）で出現する頂部頻度を有するべきである。波形構造の嵩密度は、ウェブの押出量及び構造の生産速度を固定することによって制御される。波形構造の高さは、図２Ａで示されているような往復運動部材２６から離れてオーブンの中へウェブを強制するのに用いられるプッシュバー（図示せず）の厚みによって制御される。頂部頻度は、構造のインチあたりの頂部（センチメートルあたりの頂部）の数として測定される。一定の与えられたウェブ厚みについて、頂部頻度の制御は、往復運動要素の速度（すなわち往復運動要素が繊維質ウェブに接触してしわを形成する（層状化する）１分あたりの回数）及び図２Ａの往復運動部材２４から離れるように波形構造を移動させるために使用されるコンベヤベルトの速度を調整することによって得られる。
【００２４】
さらに、本発明の方法に従うと、波形繊維質構造をロール巻きすることができ、れた波形ファイバフィル構造は、枕を形成するためカバー布の中に詰込まれる。この実施形態は、図５に関して示されており、ここで波形ファイバフィル構造は自らを中心としてロール巻きされた実質的に円筒形又は楕円形構成のバン１２０となる。巻取られたバンは、木綿、絹、ポリエステル、配合材料などといった適切なカバー布用材料でできた２枚のシート又は側地１２２ａ〜１２２ｂで形成されている枕カバー布１２２の内側に置かれる。側地１２２ａ〜１２２ｂは、バンが位置づけされ圧縮力を加えることによってカバー布の中に閉じ込められた後、相対する縁（図５の枕の長さ及び幅の各々について１つずつしか示されていない）１２６に沿って縫い合わされる。図５中で１３０として示されている枕は、所望の形状をとる。本発明の枕は、１インチあたり約４〜約１５回（１ｃｍあたり１．５８〜５．９１回）出現する頂部、約５〜約１８ｋｇ／ｃｍ3の嵩密度及び約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの高さを有する波形構造から製造される。波形構造の繊維が、約０．５〜約３０のフィラメントあたりデニール数（フィラメントあたり０．５５〜３３デシテックス）、約４〜約１５のインチあたり捲縮（センチあたり１．５８〜５．９１の捲縮）数及び約２９％〜約４０％の捲縮巻取り率を有することがさらに望ましい。
【００２５】
本発明の構造を有する枕を製造するための２つの異なる方法が、図６に例示されている。構造を１４８で示されているように置いて次に１５０で枕の形にロール巻きすることもできるし、或いは又１５４で示されているように枕に望まれる高さまで構造をクロスラッピングすることによって、より大きい高さを枕の中に構築し、次に１５６で枕の形にロール巻きすることが可能である。いずれの場合でも、枕は、スタッファに送られ、そこで、１５２でカバー布の中に入れられ、１３０で枕を形成する。
【００２６】
本発明の波形ファイバフィル構造は同様に、寝袋、クッションシート、断熱衣料品、フィルタ媒体などといったその他の物品を製造するためにも使用可能である。これらの物品は、使用された波形構造の所望の嵩密度、高さ及び頂部頻度を決定することにより得られる所望の特徴を有している。本発明の波形構造で製造されたあらゆる物品について、最終的物品の所望の高さに応じて、構造を単一又は複数のいずれかの層で使用することができる。
【００２７】
本発明に従うと、枕やクッションなどといったような本発明の波形ファイバフィル構造から製造された物品の「品質」を得るために、或る種の基準が使用される。品質は、ロフト／嵩、快適性、弾力性、柔軟性、耐久性及び断熱性に関して定義される。これらの基準には、圧縮性−圧縮に必要とされるエネルギー（ＷＣ）、結果として得られた製品の線形性（ＬＣ）、及び圧縮を受けた時点で構造がそのもとの形状に戻る能力を表わす結果として得られた製品の弾力性（ＲＣ）が含まれる。特定的には、これらの基準は以下のように定義される。
【００２８】
圧縮性ＷＣは、図７に示されているような加重経路下の部域として定義される。曲線下の部域は、圧力単位（ｌｂ／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）を有し、圧縮のために必要とされるエネルギーを表わしている。
【００２９】
ＷＣ’は、図８に示されているような復元経路の下の部域として定義づけされる。曲線下の部域は圧力単位（ｌｂ／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）を有し、復元プロセスの圧力により与えられる復元エネルギーを表わす。
【００３０】
ＷＯＣは、図９に示されている通りの線形加重経路の下の部域として定義づけされる。曲線下の部域は、圧力単位（ｌｂ／ｉｎ2×ｉｎ／ｉｎ）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）を有し、線形材料のために必要とされるエネルギーを表わす。
【００３１】
ＲＣは、弾力性と呼ばれ、圧縮ヒステリシスに起因するエネルギー損失を表わし、圧縮を受けた時点で元の形状に戻る能力を表わす。これはＷＣ’／ＷＣであるものとして定義される。
【００３２】
ＬＣは、線形性と呼ばれ、圧縮ひずみ曲線に対するサンプル応力の線形性である。これはＷＣ／ＷＯＣであるものと定義される。
【００３３】
各項の数学的表示は以下の通りである：
【００３４】
【数１】
2005511913.tif 000003
【００３５】
（ｌｂ．／ｉｎ．2＊ｉｎ．／ｉｎ．）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）
【００３６】
【数２】
2005511913.tif 000004
【００３７】
（ｌｂ．／ｉｎ．2＊ｉｎ．／ｉｎ．）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）
【００３８】
【数３】
2005511913.tif 000005
【００３９】
（ｌｂ．／ｉｎ．2＊ｉｎ．／ｉｎ．）（又はｇ／ｃｍ2×ｃｍ／ｃｍに換算するべく７０．３１を乗じたもの）
【００４０】
【数４】
2005511913.tif 000006
【００４１】
単位無し
【００４２】
【数５】
2005511913.tif 000007
【００４３】
単位無し
【００４４】
出願人は、ＷＣ、ＬＣ及びＲＣで定義づけされるような結果として得られる製品の品質と嵩密度、高さ及び頂部頻度という所望の構造特性の間には、相関関係が存在することを発見した。より快適な枕性能を得るためには、圧縮に必要とされるエネルギー（ＷＣ）の値が、可能なかぎり小さくなるようにすることが望ましいという点に留意されたい。さらに出願人は、本発明の波形構造を製造するために選択された繊維、嵩密度、高さ及び頂部頻度という構造特性そしてＷＣ、ＬＣ及びＲＣの間に相関関係があることを発見した。
【００４５】
（試験方法）
ＷＣ、ＬＣ及びＲＣを以下の要領で測定した。直径４インチ（１０．１６ｃｍ）の円形圧縮プレートを伴うマサチューセッツ州カントン(Ｃａｎｔｏｎ，ＭＡ)のＩｎｓｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＩｎｓｔｒｏｎ機１１２３型の上で枕を圧縮した。Ｉｎｓｔｒｏｎ機のプラットフォーム上に枕を置いた。プラットフォームには、圧縮中に生成された荷重を記録するためロードセルが備わっている。プレートが枕に接触した時点（ゼロ距離として測定）で、ロードセルは荷重を記録し始める。１０ｉｎ／分（２５．４ｃｍ／分）の速度で走行するプレートの変位を、ゼロ距離から枕の初期高さの８０％まで測定した。応力すなわちｌｂ／ｉｎ2（又はｇ／ｃｍ2に換算するべく７０．３１を乗じたもの）としての圧力を、圧縮ひずみ、すなわちΔＸ／Ｘinitial（初期サンプル厚みで除したピストン変位）に対してプロットした。Ｉｎｓｔｒｏｎ機のピストンが下降するにつれて、応力及びひずみの両方共が増大した。予め設定された圧縮比により決定される対応する最大圧力Ｐmaxと共にピストンが最大変位Ｘmaxに達すると、それは方向を逆転させて同じ速度で走行し、加えられる応力は漸進的にゼロまで減少した。
【００４６】
無作為にトウ束から１０本のフィラメントを取り出して捲縮頻度を測定し、繊維長測定装置の締め具内に緩和状態で位置づけした（一度に１本ずつ）。締め具を手動で操作し、最初は締め具内に繊維を設置する間にそれが伸びるのを防ぐため互いに充分密に合わせて移動させた。１本の繊維の片端を左側締め具の中に設置し、他の端部を測定用装置の右側締め具の中に設置した。左側締め具を回転させて、繊維内のあらゆるねじりを除去した。いかなる捲縮も除去することなく繊維からたるみがことごとく無くなるまで、右側締め具支持体をゆっくりとかつ穏やかに右へ（繊維を広げて）移動させた。照明付きの拡大器を用いて、繊維の頂部数及び谷部数を計数した。次に、全ての捲縮がちょうど消えてしまうまで右側支持体をゆっくりと右へ移動させた。繊維を伸張させないように注意した。繊維のこの長さを記録した。各フィラメントについての捲縮頻度（ｃｐｉ、メートル法での相当量はｃｐｃｍ）を次のように計算した：
【００４７】
【数６】
2005511913.tif 000008
【００４８】
ｃｐｉ又はｃｐｃｍについて、１０本の繊維全て１０回の測定の平均を記録した。
【００４９】
ＣＴＵ（捲縮巻取り率）もトウ上で測定したが、これは、Ａｎｄｅｒｓｏｎらによって付与された米国特許公報（特許文献１０）の中で記述されている通り、百分率として表現された、広げられていない長さ（すなわち捲縮された状態のままの）で除した、捲縮を除去するように広げられたトウの長さの尺度である。
【実施例】
【００５０】
表１は、製造するべき物品及び所望の美的価値に応じて、得るべきファイバフィル波形構造の特性の例と共に、本発明のポリエステルファイバフィル波形構造を製造するために使用すべき繊維の特性の例を提供する。表１には、本発明の波形ファイバフィル構造についての３つの品質レベルが提示されており、これらは「好ましい」値、「より好ましい」値及び「最も好ましい」値を有している。これらの値は、広範な試験により決定されてきたものである。
【００５１】
本発明の波形ファイバフィル構造を製造するための「好ましい」、「より好ましい」及び「最も好ましい」値は、数多くの試験を実施することによって決定されたものであり、以下の通り表１として作表されている。主観的格付け（「好ましい」、「より好ましい」及び「最も好ましい」）とＷＣ、ＬＣ及びＲＣの関係を相関させるためには、中立正味モデルを使用した。
【００５２】
【表１】
2005511913.tif 000009
【００５３】
表２〜４は、本発明のポリエステルファイバフィル波形構造で製造された枕について実施した数多くの試験の結果を提供する。
【００５４】
【表２】
2005511913.tif 000010
【００５５】
【表３】
2005511913.tif 000011
【００５６】
【表４】
2005511913.tif 000012
【００５７】
以上で記したような本発明の教示の恩恵を受ける当業者であれば、それに対し数多くの修正を加えることが可能である。これらの修正は、添付のクレーム内で記述されている通りの本発明の範囲内に包括されるものとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の新しい波形ファイバフィル構造を製造するための方法を例示するブロック図である。
【図２Ａ】本発明の所望の波形ファイバフィル構造を製造するための本発明の方法と共に使用可能な２つの往復運動要素を有する先行技術の機械の概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されている先行技術の機械の２つの往復運動要素のための駆動用機構の概略図である。
【図３】本発明の波形ファイバフィル構造の写真表示である。
【図４Ａ】本発明の波形ファイバフィル構造の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の波形ファイバフィル構造の一変形実施形態の断面図である。
【図４Ｃ】本発明の波形ファイバフィル構造のさらなる一変形実施形態の断面図である。
【図４Ｄ】本発明の波形ファイバフィル構造のもう１つの変形実施形態の断面図である。
【図５】本発明の波形構造で製造された枕の斜視図である。
【図６】枕といったような物品へと本発明の波形ファイバフィル構造を折畳むための方法のブロック図である。
【図７】圧縮中の加重経路曲線の下の部域として定義され、圧縮のために必要とされるエネルギーを表わすＷＣのグラフ表示である。
【図８】復元経路曲線の下の部域として定義され、復元プロセスの復元エネルギーを表わすＷＣ’のグラフ表示である。
【図９】線形加重経路の下の部域として定義され、線形材料のための圧縮に必要とされるエネルギーを表わすＷＯＣのグラフ表示である。
【図１】
2005511913.tif 000013
【図２Ａ】
2005511913.tif 000014
【図２Ｂ】
2005511913.tif 000015
【図３】
2005511913.tif 000016
【図４Ａ】
2005511913.tif 000017
【図４Ｂ】
2005511913.tif 000018
【図４Ｃ】
2005511913.tif 000019
【図４Ｄ】
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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】
2005511913.tif 000025
【国際調査報告】
2005511913.tif 000026
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