(57)【要約】  耐熱耐炎性繊維および嵩張った嵩高の繊維で形成される、耐熱耐炎性の平面状の単一シールド。シールド材は、大部分が耐熱耐炎性繊維である、耐熱耐炎ゾーン、および大部分が嵩張った嵩高の繊維である、嵩張った嵩高のゾーンを有する。繊維は、シールド材全体に、耐熱耐炎性繊維が、耐熱耐炎ゾーンを有するシールドの外側表面の最も近くに集まり、嵩張った嵩高の繊維が、嵩張った嵩高のゾーンを有するシールド材の外側表面の最も近くに集まるように、分布している。
2007536439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の耐熱耐炎性繊維および複数の嵩高の繊維を含む、単一の平面状の熱および火炎シールド材であって、
当該単一の平面状のシールド材が、
耐熱耐炎ゾーンであって、耐熱耐炎性の外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界まで延びるゾーン、および
嵩高のゾーンであって、嵩高のゾーンの外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界に隣り合う嵩高のゾーンの内側境界まで延びるゾーン
を含み、
耐熱耐炎ゾーンが、嵩高の繊維および耐熱耐炎性繊維の両方を、耐熱耐炎性繊維の割合が嵩高の繊維の割合よりも高くなるように含み、当該ゾーンにおいて、耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界付近にて、耐熱耐炎性の内側境界よりも大きく、
嵩高のゾーンが、嵩高の繊維および耐熱耐炎性繊維の両方を、嵩張った嵩高の繊維の割合が高くなるように含み、当該ゾーンにおいて、嵩高の繊維の濃度が、嵩高のゾーンの外側境界付近にて、嵩高のゾーンの内側境界よりも大きい、
耐熱耐炎性のシールド材。
【請求項２】
耐熱耐炎性繊維が、嵩高の繊維よりも、小さいデニール数である、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項３】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界から耐熱耐炎性の内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項４】
嵩高の繊維の濃度が、嵩高のゾーンの外側境界から、嵩高のゾーンの内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項５】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項３に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項６】
その内部に位置するバインダー繊維をさらに含む、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項７】
バインダー繊維が熱で活性化させられるバインダー繊維を含む、請求項６に記載の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項８】
熱で活性化させられるバインダー繊維が、芯よりも低溶融温度である鞘を有する芯鞘繊維を含む、請求項７に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項９】
耐熱耐炎繊維が、耐燃性繊維を含む、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１０】
耐燃性繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項９に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１１】
耐熱耐炎性繊維が、消火性繊維をさらに含む、請求項１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１２】
耐熱耐炎性繊維が、耐燃性繊維をさらに含む、請求項１１に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１３】
耐燃性繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項１２に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１４】
複数の耐熱耐炎性繊維、ならびに第１の嵩高の繊維および第２の嵩高の繊維を含む複数の嵩高の繊維を含む、単一の平面状の熱および火炎シールド材であって、
当該単一の平面状のシールド材が、
耐熱耐炎ゾーンであって、耐熱耐炎性の外側境界繊から、耐熱耐炎性の内側境界まで延びるゾーン、および
嵩高のゾーンであって、嵩高のゾーンの外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界に隣接する嵩高のゾーンの内側境界まで延びるゾーンであって、第１の嵩高のゾーンおよび第２の嵩高のゾーンを有するゾーン
を含み、
第１の嵩高のゾーンは、嵩高のゾーンの内側境界から、第１の嵩高のゾーンの内側境界まで延び、それらの間に第１の嵩高の繊維の集中面を有し、第２の嵩高のゾーンは、嵩高のゾーンの外側領域から、第１の嵩高のゾーンの内側境界に隣接する第２の嵩高のゾーンの内側境界まで延び、
耐熱耐炎ゾーンが、嵩高の繊維および耐熱耐炎性繊維の両方を、耐熱耐炎性繊維の割合が第１の嵩高の繊維の割合よりも高くなるように含み、耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界付近にて、耐熱耐炎性の内側境界よりも大きく、
第１の嵩高のゾーンが、第１の嵩高の繊維、第２の嵩高の繊維、および耐熱耐炎性繊維を、第１の嵩高の繊維の割合が高くなるように含み、第１の嵩高の繊維の濃度が、嵩高のゾーンの内側境界から、第１の嵩高の繊維の集中面に向かって増加し、第１の嵩高の繊維の集中面から、第１の嵩高のゾーンの内側境界に向かって減少しており、
第２の嵩高のゾーンが、第１の嵩高の繊維および第２の嵩高の繊維を、第２の嵩高の繊維の割合が高くなるように含み、第２の嵩高の繊維の濃度が、嵩高のゾーンの外側境界付近にて、第２の嵩高のゾーンの内側領域よりも大きい
熱および火炎シールド材。
【請求項１５】
耐熱耐炎性繊維が、嵩高の繊維よりも小さいデニール数である、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材
【請求項１６】
第１の嵩高の繊維が、第２の嵩高の繊維よりも小さいデニール数である、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１７】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１８】
第１の嵩高の繊維の濃度が、第１の嵩高の繊維の集中面から、第１の嵩高のゾーンの内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項１９】
第２の嵩高の繊維の濃度が、嵩高のゾーンの外側境界から、第２の嵩高のゾーンの内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２０】
第１の嵩高の繊維の濃度が、第１の嵩高の繊維の集中面から、第１の嵩高のゾーンの内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項１９に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２１】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、耐熱耐炎性の外側境界から、耐熱耐炎性の内側境界に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように減少している、請求項２０に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２２】
その内部に位置するバインダー繊維をさらに含む、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２３】
バインダー繊維が、熱で活性化させられるバインダー繊維を含む、請求項２２に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２４】
熱で活性化させられるバインダー繊維が、芯よりも低溶融温度である鞘を有する芯鞘繊維を含む、請求項２３に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２５】
耐熱耐炎繊維が、耐燃性繊維を含む、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２６】
耐燃性繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項２５に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２７】
耐熱耐炎性繊維が、消火性繊維をさらに含む、請求項１４に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２８】
耐熱耐炎性繊維が、耐燃性繊維をさらに含む、請求項２７に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項２９】
耐燃性繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項２８に記載の単一の平面状の熱および火炎シールド材。
【請求項３０】
第１のデニール数を有する、複数の耐熱耐炎性繊維を、耐熱耐炎性繊維の第１のデニール数よりも大きい第２のデニール数を有する、複数の嵩高の繊維と混合する工程、
耐熱耐炎ゾーンおよび嵩高のゾーンを有する単一の不織布材料が、ベルト上で形成されるように、混合した耐熱耐炎性繊維および嵩高の繊維を、移動するベルトに沿って放出し、それにより、耐熱耐炎ゾーンが、嵩高の繊維よりも、耐熱耐炎性繊維をより大きい割合で含み、嵩高のゾーンが、耐熱耐炎性繊維よりも、嵩高の繊維をより大きい割合で含むようにする工程
を含む、シールド材を形成する方法。
【請求項３１】
繊維を混合する工程が、バインダー繊維を、耐熱耐炎性繊維および嵩高の繊維と混合することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
繊維を混合する工程が、第１の嵩高の繊維および第２のバインダー繊維よりも大きいデニール数を有する第２のバインダー繊維を含む、嵩高の繊維を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
繊維を混合する工程が、バインダー繊維を、耐熱耐炎性繊維および嵩高の繊維と混合することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも１つの側壁で繋がれた、第１のサイドおよび対向する第２のサイドを含む、マットレスであって、
第１のサイドが、外側地およびシールド材を含み、シールド材は、耐熱耐炎性繊維および嵩高の繊維、ならびに耐熱耐炎性繊維を嵩高の繊維よりも大きい割合で含む、耐熱耐炎ゾーン、および嵩高の繊維を耐熱耐炎性繊維よりも大きい割合で含む、嵩高のゾーンを含む不織布であり、それによりシールド材は、耐熱耐炎ゾーンが外側地に向けられて配置されている、
マットレス。
【請求項３５】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、外側地に最も近い耐熱耐炎性の外側境界から、嵩高のゾーンに最も近い耐熱耐炎性の内側境界に向かって、軸に沿って勾配を有するように減少している、請求項３４に記載のマットレス。
【請求項３６】
嵩高の繊維の濃度が、外側地から最も遠い嵩高のゾーンの外側境界から、外側地に最も近い嵩高のゾーンの内側境界に向かって、軸に沿って勾配を有するように減少している、請求項３４に記載のマットレス。
【請求項３７】
耐熱耐炎性繊維の濃度が、外側地に最も近い耐熱耐炎性の外側境界から、嵩高のゾーンに最も近い耐熱耐炎性の内側境界に向かって、軸に沿って勾配を有するように減少している、請求項３６に記載のマットレス。
【請求項３８】
その内部に位置するバインダー繊維をさらに含む、請求項３４に記載のマットレス。
【請求項３９】
バインダー繊維が、熱で活性化させられるバインダー繊維を含む、請求項３８に記載のマットレス。
【請求項４０】
熱で活性化させられるバインダー繊維が、芯よりも低溶融温度である鞘を有する芯鞘繊維を含む、請求項３９に記載のマットレス。
【請求項４１】
耐熱耐炎性繊維が、耐燃繊維を含む、請求項３４に記載のマットレス。
【請求項４２】
耐燃繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項４２に記載のマットレス。
【請求項４３】
耐熱耐炎性繊維が、消火性繊維をさらに含む、請求項３４に記載のマットレス。
【請求項４４】
耐熱耐炎性繊維が、耐燃性繊維をさらに含む、請求項４３に記載のマットレス。
【請求項４５】
耐燃性繊維が、シリカを含浸させたレーヨンを含む、請求項４４に記載のマットレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連する出願の相互参照）
本出願は、先に継続している米国特許出願第１０／８４１，１４８号（２００４年５月７日出願）の一部継続出願であり、当該先の出願の内容は、ここでの引用によりその全体が組み込まれる。
（背景）
本発明は、熱および／または火炎から保護するのに用いる材料に関し、特に、自動車のボンネットのライナー、エンジン室のライナー、寝具類、室内装飾用品、および壁のパッド（または詰め物）等の用途に使用され得る熱および／または火炎遮蔽材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な業界において、熱および火炎に対する耐性を付与するだけでなく、費用効率の高い単一の基体において、ボリューム、不透明さ、成形適性および他の特性を提供することもできる、材料が必要とされている。多くの場合、これらのバリア特性は、高いレベルの性能をもたらす、特殊材料を用いることにより、最も良好に得られるが、基体に相当の費用をもたらす。特に、嵩張った基体（高いｚ方向の厚さを有する）においては、これらの材料を僅かなパーセントでもシールド材に導入すると、全体の基体に、相当なレベルのコストをもたらす。この理由により、これらのバリア特性を提供するために、特殊表面層を有する複合体がしばしば使用される。特殊表面層を有する複合体の例は、低コストの嵩高い材料に積層された表皮層（またはスキン）である。この方法は、高コストの原材料のコストを有効に減らす一方で、この方法には、追加の加工および表皮層の剥離の可能性といった、不都合がある。
【０００３】
本発明は、種々の所望の材料特性を与えるために、種々のゾーンを有する、単一の（または一元もしくは一体状の）シールド（または遮蔽）材料を使用することにより、先行技術の代替物を提供する。
【発明の開示】
【０００４】
（詳細な説明）
本発明の、これらの及び他の特徴、要旨、および利点は、下記の説明、添付の請求の範囲、および添付の図面に関して、より良く理解されるであろう。
【０００５】
図面、特に図１を参照すると、平面状の熱および火炎シールド材１００として示されている、本発明の一形態の拡大断面図が示されている。シールド材１００は、溶接、高温製造等のような操作において、保護覆い（もしくはブランケット）またはシールドのような既存のシート形態にて、使用してよい。シールド材１００はまた、自動車のボンネットのライナー、エンジン室のカバー等のような部品（またはパーツ）に形成してもよい。加えて、シールド材１００は、他の材料と一体にされて、及び／又は構造物内に組み込まれて、付加的な耐熱耐炎性を有する材料または構造物を与えることができる。例えば、シールド材１００は、ベッド、室内装飾用品、壁の詰め物、および他の構造物の外側材料に組み込んで、これらの構造物に付加的な耐燃耐炎性を与えることができる。シールド材１００に付随する嵩のために、シールド材１００をそのような構造物に組み込むことはまた、当該構造物における任意の嵩張った材料を取り換えることにより、コスト的な利点をもたらし得る。
【０００６】
図示するように、平面状のシールド材１００は、耐熱耐炎性繊維１０１および嵩高の（または嵩もしくは量を増やすための）繊維１０２を、一般に含む。耐熱耐炎性繊維１０１および嵩高の繊維１０２は、シールド材１００を形成するために結合させられたステープル繊維である。ここで使用されるように、耐熱耐炎性繊維は、ＩＳＯ−４５８９−１で規定されている、限界酸素指数（ＬＯＩ）の値が２０．９５以上である繊維を意味するものとする。耐熱耐炎性繊維の種類として、消火性繊維および耐燃性繊維が挙げられるが、これらに限定されるものではない。消化性繊維は、熱供給源を抑制するようにして消滅する（または焼失する）ことにより、ＬＯＩ値を満たす、繊維である。火炎を抑制する一つの方法において、消火性繊維は、燃焼中に気体生成物（例えば、ハロゲン化ガス）を放出する。消火性繊維の例として、モダクリル繊維、ＰＶＣ繊維、局所的に（または表面）ハロゲン化処理を施した繊維である。耐燃性繊維は、熱に曝されたときに、滅失に耐える（または耐熱性を示す）ことによってＬＯＩ値を満たす繊維である。耐燃性繊維の例として、シリカを含浸させたレーヨン（例えば、ＶＩＳＩＬ（登録商標）の名称で販売されているレーヨン）、部分的に酸化させたポリアクリロニトリル、ポリアラミド、パラアラミド、炭素、メタアラミド、メラミン等が挙げられる。嵩高の繊維は、熱シールド材に嵩（または体積）を与える繊維である。嵩高の繊維の例として、フィラメントあたりのデニール数が高い繊維（１フィラメントあたり１デニール以上）、高捲縮繊維、充填用中空繊維等が挙げられる。
【０００７】
一つの形態において、耐熱耐炎性繊維１０１ならびに嵩高性の繊維１０２は、バインダー繊維１０５とともに、エアレイ積層されている。バインダー繊維は、他の繊維と、何らかの種類の接着または結合を形成する繊維である。バインダー繊維は、熱により活性化する繊維を含み得る。熱で活性化するバインダー繊維１０５をシールド材１００において使用することの更なる利点は、シールド材１００を、自動車のボンネットのライナー、エンジン室のカバー等で使用するために、部品形状に後で成形することができることである。熱で活性化するバインダー繊維の例は、より低い温度で溶融することができる繊維、例えば、低融点繊維、鞘成分がより低い溶融温度を有する芯鞘型繊維等である。一つの形態において、バインダー繊維は、鞘が低溶融温度を有する、ポリエステルの芯鞘型繊維である。
【０００８】
さらに図１を参照するに、耐熱耐炎性繊維１０１は、平面状のシールド材１００の耐熱耐炎ゾーン内に集中しており、嵩高の繊維１０２は、平面状のシールド材１００の嵩張った（または容量の大きい）嵩高なゾーン１２０に集中している。耐熱耐炎ゾーン１１０は、主たる耐熱耐炎特性を、シールド材１００に付与する。嵩張った嵩高のゾーン１２０は、シールド材１００の平面ディメンション（または寸法）から水平に延びる、所望のｚ方向の厚さを、シールド材１００に付与する。図１に示す形態において、耐熱耐炎ゾーン１１０は、嵩張った嵩高のゾーン１２０よりも、ｚ方向の寸法が小さい。
【０００９】
さらに図１を参照するに、耐熱耐炎ゾーン１１０は、シールド材１００の外側表面に配置された外側境界１１１を有し、嵩張った嵩高なゾーン１２０に隣接して配置された内側境界１１２を有する。嵩張った嵩高なゾーン１２０は、シールド材１００の外側表面に配置された外側境界１２１を有し、耐熱耐炎ゾーン１１０に隣接して配置された内側境界１２２を有する。シールド材１００は、単一の材料であり、２つのゾーンの境界は、層の境界の詳細な描写を示すのではなく、単一の材料内にあるエリアを示す。シールド材１００は、単一の材料であるから、耐熱耐炎ゾーン１１０および嵩張った嵩高のゾーン１２０は、一体に結合された、別々の分離した層ではなく、様々な個々の繊維が、耐熱耐炎ゾーン１１０および嵩張った嵩高のゾーン１２０の両方に現われる。図１は、嵩張った嵩高のゾーン１２０よりも小さい厚さである、耐熱耐炎ゾーン１１０を示しているが、２つのゾーンの相対的な厚さは、図示したものと実質的に異なっていてよい。
【００１０】
図１を参照するに、耐熱耐炎ゾーン１１０は、耐熱耐炎性繊維１０１および嵩高の繊維１０２の両方を含む。しかしながら、耐熱耐炎ゾーン１１０は、主に耐熱耐炎性繊維１０１を含む。さらに、耐熱耐燃ゾーン１１０における繊維の分布は、耐熱耐炎性繊維１０１の濃度（または含有量）が、耐熱耐炎ゾーン１１０の内側境界１１２よりも、当該ゾーンの外側境界１１１にて、より大きくなるようなものである。また、図示するように、耐熱耐炎性繊維１０１の濃度は、耐熱耐炎ゾーン１１０の外側境界１１１から、当該ゾーンの内側境界１１２に向かって、ｚ軸に沿って勾配を有して（もしくは一定の割合で、または傾斜して）減少していることが好ましい。
【００１１】
さらに図１を参照するに、嵩張った嵩高のゾーン１２０は、耐熱耐炎性繊維１０１および嵩高の繊維１０２の両方を含む。しかしながら、嵩張った嵩高のゾーン１２０は、主に嵩高の繊維１０２を含む。さらに、嵩張った嵩高のゾーン１２０における繊維の分布は、嵩高の繊維１０２の濃度（または含有量）が、嵩張った嵩高のゾーン１２０の内側境界１２２よりも、当該ゾーンの外側境界１２１にて、より大きくなるようなものである。また、図示するように、嵩高の繊維１０２の濃度は、嵩張った嵩高のゾーン１２０の外側境界１２１から、当該ゾーンの内側境界１２２に向かって、ｚ軸に沿って勾配を有して（もしくは一定の割合で、または傾斜して）減少していることが好ましい。
【００１２】
次に図２を参照するに、本発明の別の形態の拡大断面図が、熱および火炎シールド材２００として示されている。図示するように、シールド材２００は、一般に、耐熱耐炎性繊維２０１、ならびに嵩高の繊維２０２を含む。耐熱耐炎性繊維２０１および嵩高の繊維２０２は、シールド材２００を形成するように結合された、ステープル繊維である。一つの形態において、耐熱耐炎性繊維２０１、および嵩高の繊維２０２は、バインダー繊維２０５とともにエアレイ積層されている。バインダー繊維２０５が熱で活性化されるバインダー繊維であるとき、繊維の組み合わせは、シールド材２００の繊維を一体に結合させるために、加熱されてバインダー繊維２０５を活性化する。熱で活性化されるバインダー繊維をバインダー繊維２０５としてシールド材２００にて使用することの更なる利点は、シールド材２００を、自動車のボンネットのライナー、エンジン室のカバー等で使用するために、部品形状に後で成形することができることである。
【００１３】
さらに図２を参照するに、耐熱耐炎性繊維２０１は、シールド材２００の耐熱耐炎ゾーン２０１に集中しており、嵩高の繊維２０２は、シールド材２００の嵩張った嵩高のゾーン２２０に集中している。耐熱耐炎ゾーン２１０は、シールド材２００の主たる耐熱耐炎性を、シールド材２００に付与する。嵩張った嵩高のゾーン２２０は、所望のｚ方向の厚さを、シールド材２００に付与する。図２において、図示した形態において、耐熱耐炎ゾーン２１０は、嵩張った嵩高のゾーン２２０よりも、ｚ方向の寸法が小さい。
【００１４】
さらに図２を参照するに、耐熱耐炎ゾーン２１０は、シールド材２００の外側表面に配置された外側境界２１１を有し、嵩張った嵩高のゾーン２２０に隣接して配置された内側境界２１２を有する。嵩張った嵩高なゾーン２２０は、シールド材２００の外側表面に配置された外側境界２２１を有し、耐熱耐炎ゾーン２１０に隣接して配置された内側境界２２２を有する。シールド材２００は、単一の材料であり、２つのゾーンの境界は、層の境界の詳細な描写を示すものではなく、単一の材料内にあるエリアを示す。シールド材２００は、単一の材料であるから、耐熱耐炎ゾーン２１０および嵩張った嵩高のゾーン２２０は、一体に結合された、別々の分離した層ではなく、様々な個々の繊維が、耐熱耐炎ゾーン２１０および嵩張った嵩高のゾーン２２０の両方に現われる。図２は、嵩張った嵩高のゾーン２２０よりも小さい厚さである、耐熱耐炎ゾーン２１０を示しているが、２つのゾーンの相対的な厚さは、図示したものと実質的に異なっていてよい。
【００１５】
図２をさらに参照するに、耐熱耐炎ゾーン２１０は、耐熱耐炎性繊維２０１および嵩高の繊維２０２の両方を含む。しかしながら、耐熱耐炎ゾーン２１０は、主に耐熱耐炎性繊維２０１を含む。さらに、耐熱耐炎ゾーン２１０における繊維の分布は、耐熱耐炎性繊維２０１の濃度（または含有量）が、耐熱耐炎ゾーン２１０の内側境界２１２よりも、当該ゾーンの外側境界２１１にて、より大きくなるようなものである。また、図示するように、耐熱耐炎性繊維２０１の濃度は、耐熱耐炎ゾーン２１０の外側境界２１１から、当該ゾーンの内側境界２１２に向かって、ｚ軸に沿って勾配を有して（もしくは一定の割合で、または傾斜して）減少していることが好ましい。
【００１６】
図２をさらに参照するに、シールド材２００の嵩高の繊維２０２は、第１の嵩高の繊維２０３および第２の嵩高の繊維２０４を含む。一つの形態において、第１の嵩高の繊維は、耐熱耐炎性繊維２０１よりも、フィラメントあたりのデニール数がより高く、および／または繊維あたりの質量がより大きく、第２の嵩高の繊維２０４は、第１の嵩高の繊維２０３よりも、フィラメントあたりのデニール数がより高く、および／または繊維あたりの質量がより大きい。また、嵩張った嵩高のゾーン２２０は、第１の嵩高のゾーン２３０と第２の嵩高のゾーン２４０とに分けられている。第１の嵩高のゾーン２３０は、耐熱耐炎ゾーン２１０に隣接して配置された外側境界２３１を有し、第２の嵩高のゾーン２４０に隣接して配置された内側境界２３２を有する。第２の嵩高のゾーン２４０は、シールド材２００の外側表面に隣接して配置された外側境界２４１を有し、第１の嵩高のゾーン２３０に隣接して配置された内側境界２４２を有する。先に説明したように、シールド材２００は、単一の材料であり、そのようなものとして、２つの嵩高のゾーンの境界は、層の境界の詳細な描写を示すものではなく、単一の材料内にあるエリアを示す。シールド材２００は、単一の材料であるから、第１の嵩高のゾーン２３０および第２の嵩高のゾーン２４０は、一体に結合された別々の分離した層ではなく、様々な個々の嵩高の繊維が、第１の嵩高のゾーンおよび第２の嵩高のゾーン２４０の両方に現われる。図２は、嵩張った嵩高のゾーン２２０よりも小さい厚さである、耐熱耐炎ゾーン２１０を示しているが、２つのゾーンの相対的な厚さは、図示したものと実質的に異なっていてよい。
【００１７】
図２をさらに参照するに、第１の嵩高のゾーン２３０は、第１の嵩高の繊維２０３および第２の嵩高の繊維２０４の両方を含む。しかしながら、第１の嵩高のゾーン２３０は、第２の嵩高の繊維２０４よりも、第１の嵩高の繊維２０３をより多く含む。第１の嵩高のゾーン２３０における繊維の分布は、第１の嵩高の繊維２０３の濃度（または含有量）が、第１の嵩高のゾーン２３０の外側境界２３１から、第１の嵩高のゾーン２３０の内側境界２３２と外側境界との間にある第１の嵩高の繊維の集中面２３５に向かって、ｚ軸に沿って勾配を有するように（もしくは一定の割合で、または傾斜して）増加するようなものである。また、図示するように、第１の嵩高の繊維２０３は、第１の嵩高の繊維の集中面２３５から、当該ゾーンの内側境界２３２に向かって、ｚ軸に沿って勾配を有するように（もしくは一定の割合で、または傾斜して）減少していることが好ましい。
【００１８】
図２を参照するに、第２の嵩高のゾーン２４０は、第１の嵩高の繊維２０３および第２の嵩高の繊維２０４の両方を含む。しかしながら、第２の嵩高のゾーン２４０は、第１の嵩高の繊維２０３よりも、より多くの第２の嵩高の繊維２０４を含む。第２の嵩高のゾーン２３０における繊維の分布は、第２の嵩高の繊維２０４の濃度（含有量）が、第２の嵩高のゾーン２４０の内側境界２４２よりも、当該ゾーンの外側境界２４１にて、より大きくなるようなものである。また、図示するように、第２の嵩高の繊維２０４の濃度は、第２の嵩高のゾーン２４０の外側境界２４１から、当該ゾーンの内側境界２４２に向かって、ｚ軸に沿って、勾配を有するように（もしくは一定の割合で、または傾斜して）減少していることが好ましい。
【００１９】
図２をさらに参照するに、第１の嵩高のゾーン２３０はまた、耐熱耐炎性繊維２０１を含む。しかしながら、第１の嵩高のゾーン２３０は、耐熱耐炎性繊維２０１よりも、より多くの第１の嵩高の繊維２０３を含む。耐熱耐炎ゾーン２１０は、ある量の第２の嵩高の繊維２０４を含み得る。しかしながら、耐熱耐炎ゾーン２１０における第２の嵩高の繊維２０４の量は、第１の嵩高の繊維２０３よりも有意に少ない。第２の嵩高のゾーン２４０はまた、ある量の耐熱耐炎性繊維２０１を有し得る。しかしながら、第２の嵩高のゾーン２４０における耐熱耐炎性繊維２０１の量は、たとえあったとしても、第１の嵩高の繊維２０３よりも有意に低い。単一の嵩高の繊維１０２を利用することと比較して、２つの別々の独立した嵩高の繊維２０３／２０４を使用すること（図２）の利点は、耐熱耐炎性繊維１０１／２０１ならびに嵩張った嵩高の繊維１０２／２０２のそれぞれの重量が同じである場合に、１種類の嵩高の繊維１０２だけを有するシールド材１００と比較して、２種類の嵩高の繊維２０３および２０４を有するシールド材２００は、嵩張った嵩高のゾーン１２０／２２０に位置する耐熱耐炎性繊維２０１をより少ない量で有するということである。
【００２０】
次に、図１および図２を参照するに、シールド材１００／２００は、嵩高のゾーン１２０／２２０から外側に延びる、別のゾーンを形成する別の繊維を含み得ることを、意図している。そのような形態において、嵩高のゾーン１２０／２２０の外側の境界１２１／２２１／２４１は、シールド材１００／２００の外面に隣接せず、シールド材１００／２００の内側に位置する。別のゾーンは、シールド材２００において、第１の嵩高の繊維２０３が第２の嵩高の繊維２０４へ移行するのと同様に、嵩高の繊維１０２／２０４から別の繊維へ濃度が移行する領域を有する。複数の別のゾーンを、複数の別の繊維でもって形成してよく、その結果、多くの付加的なゾーンが得られる。最も外側の付加的なゾーンにおいて、最も外側の付加的なゾーンを形成する繊維は、図１および図２に示す嵩高の繊維１０２および２０４と同様に、シールド材１００／２００の外面にて、集中する。
【００２１】
次に図３を参照するに、図１および図２の単一の熱および火炎シールドを形成する加工のための、装置３００の特定のピースのダイアグラムが示されている。特許請求の範囲に記載されている発明を形成するために、この加工において十分であると判明した装置の商業的に入手可能なピースは、「K-12  ハイ・ロフトランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」（Fehrer AG、リンツ、オーストリア）である。耐熱耐炎性繊維１０１／２０１および嵩張った嵩高の繊維１０２／２０２は、開繊され、適当な割合で混合され、エアチャンバー３１０に入る。バインダー繊維１０５／２０５を使用する形態において、バインダー繊維１０５／２０５もまた、開繊され、エアチャンバー３１０に導入される前に、耐熱耐炎性繊維１０１／２０１および嵩高の繊維１０２／２０２と混合される。嵩張った嵩高の繊維２０２が複数の種類の嵩高繊維２０３／２０４を含む形態において、それらの複数の種類の嵩高の繊維２０３／２０４もまた開繊され、エアチャンバー３１０に導入される前に、適当な割合で他の繊維と混合される。エアチャンバー３１０は、混合した繊維を空気中に浮遊させ、エアレイ装置に送るために排出し、エアレイ装置は、シリンダー３２０を使用する。シリンダー３２０は回転し、混合した繊維を収集ベルト３３０に向かって投げる（または送る）。シリンダー３２０の回転は、より重い繊維を収集ベルト３３０に沿って、より軽い繊維を投げるよりも、より遠い距離に投げる。その結果、収集ベルト３３０上に収集される繊維のマットは、より軽い繊維を、より大きい濃度で、収集ベルト３３０に隣り合って有し、より重い繊維を、より大きい濃度で、収集ベルト３３０から離れて有する。一般に、繊維間のデニール数の相違がより大きいほど、繊維の分布において、勾配がより大きくなる。
【００２２】
図１に示すシールド１００の一形態において、耐熱耐炎性繊維１０１は、嵩張った嵩高の繊維１０２よりも軽い。したがって、図３に示すプロセスにおいて、耐熱耐炎性繊維１０１は、収集ベルト３３０の付近にて、より大きい濃度で収集され、嵩張った嵩高の繊維１０２は、収集ベルト３３０から離れたところで、より大きい濃度で収集される。それは、平面状の単一のシールド材１００の耐熱耐炎ゾーン１１０および嵩張った嵩高のゾーン１２０を形成する、装置３００によるこの分配である。
【００２３】
図２に示すシールド２００の一形態において、耐熱耐炎性繊維２０１は、嵩張った嵩高の繊維２０２よりも軽い。したがって、図３に示す加工において、耐熱耐炎性繊維２０１は、収集ベルト３３０付近でより大きい濃度で収集され、嵩張った嵩高の繊維２０２は収集ベルト３３０から離れたところで、より大きい濃度で収集される。それは、平面状の単一のシールド材２００の耐熱耐炎ゾーン２１０および嵩張った嵩高のゾーン２２０を形成する装置３００による、この分配である。さらに、嵩張った嵩高の繊維２２０の第１の嵩高の繊維２０３は、第２の嵩高の繊維２０４よりも軽い。したがって、図３に示す加工において、第１の嵩高の繊維２０３は、第２の嵩高の繊維２０４よりも、収集ベルト３３０により近いところで、より大きい濃度で収集される。それは、平面状の単一のシールド材２００の嵩張った嵩高のゾーン２２０の第１の嵩高のゾーン２３０および第２の嵩高のゾーン２４０を形成する、この分配である。
【００２４】
シールド材１００／２００の組成において、耐熱耐炎性繊維を合わせたパーセンテージは、全重量基準で約１０％〜約９０％に及び得る。シールド材１００／２００の組成において、嵩高の繊維を合わせたパーセンテージは、全重量基準で約８０％〜約５％に及び得る。シールド材１００／２００におけるバインダー繊維の最適な量は、全重量基準で約１０％〜約４０％に及び得る。嵩高のシールド材は、他の材料とキルティングして（または他の材料で裏打ちして）、マットレス、縁取材（borders）、およびパネルのような用途で使用するのに、望ましい製品を与えることがわかった。本加工において、嵩高の繊維を、耐熱耐炎性繊維と組み合わせることは、工程を減らすことによってコストを減らし、また、層間剥離のような特徴（または基準）について、２つの分離した層の材料を組み合わせる場合よりも、より良好な性能を与える。加えて、シールド材の性能は、同じコストである場合、より良好な耐炎性を有し、類似の性能である場合、より低いコストを有する。
【００２５】
本発明の第１の例において、平面状の耐熱耐炎性シールド材を、下記の４つの繊維のブレンドで形成した。
１）２dpfであり、部分的に酸化されたポリアクリロニトリルである、耐熱耐炎性繊維  ４重量％
２）６dpfのポリエステルである、第１の嵩高の繊維  ２５重量％
３）１５pdfのポリエステルである、第２の嵩高の繊維  ４１重量％、および
４）４dpfであり、低溶融温度の鞘を有する、芯鞘ポリエステルである、低融点バインダー繊維  ３０重量％
【００２６】
繊維を開繊し、混合し、Fehrer AGの「K-12  ハイ・ロフト・ランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」を用いて、シールド材に形成した。シールドは、１平方ヤードあたり、約１６〜３２オンスの重量を有し、約１２〜３７ｍｍの範囲内にある厚さを有していた。得られたシールド材において、耐熱耐炎ゾーンにおける、耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の少なくとも７０％を構成し、嵩張った嵩高のゾーンにおける耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の約２％未満であった。
【００２７】
本発明の第２の実施例において、平面状の単一の耐熱耐炎性シールド材を、下記の４つの繊維のブレンドで形成した。
１）約３．２dpfのＶｉｓｉｌ（登録商標）である、耐熱耐炎性繊維  ４０重量％
２）約２dpfのモダクリル繊維（カネカロン（登録商標））  ２０重量％
３）１５dpfのポリエステルである、嵩高の繊維  ２０重量％、および
４）４dpfであり、低溶融温度の鞘を有する芯鞘ポリエステルである、低融点バインダー繊維  ２０重量％
【００２８】
繊維を開繊し、混合し、Fehrer AGの「K-12  ハイ・ロフト・ランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」を用いて、シールド材に形成した。シールドは、１平方ヤードあたり、約８オンスの重量を有し、約２５ｍｍの範囲内にある厚さを有していた。得られたシールド材において、耐熱耐炎ゾーンにおける、耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の少なくとも６０重量を構成し、嵩張った嵩高のゾーンにおける耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の約４０％未満であった。第２の実施例の別の態様において、低融点バインダー繊維は、低融点温度の鞘を有する、１０dpfの芯鞘ポリエステルであった。
【００２９】
本発明の第３の実施例において、平面状の単一の耐熱耐炎性シールド材を、下記の４つの繊維のブレンドで形成した。
１）約３．２dpfのＶｉｓｉｌ（登録商標）である、耐熱耐炎性繊維  ３０重量％
２）約２dpfのモダクリル繊維（カネカロン（登録商標））  ３０重量％
３）１５dpfのポリエステルである、嵩高の繊維  ２０重量％、および
４）４dpfであり、低溶融温度の鞘を有する芯鞘ポリエステルである、低融点バインダー繊維  ２０重量％
【００３０】
繊維を開繊し、混合し、Fehrer AGの「K-12  ハイ・ロフト・ランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」を用いて、シールド材に形成した。シールドは、１平方ヤードあたり、約８オンスの重量を有し、約２５ｍｍの範囲内にある厚さを有していた。得られたシールド材において、耐熱耐炎ゾーンにおける、耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の少なくとも６０重量を構成し、嵩張った嵩高のゾーンにおける耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の約４０％未満であった。
【００３１】
本発明の第４の実施例において、平面状の単一の耐熱耐炎性シールド材を、下記の４つの繊維のブレンドで形成した。
１）約３．２dpfのＶｉｓｉｌ（登録商標）である、耐熱耐炎性繊維  ４０重量％
２）約２dpfのモダクリル繊維（カネカロン（登録商標））  ４０重量％
３）１５dpfのポリエステルである、嵩高の繊維  １５質量％、および
４）４dpfであり、低溶融温度の鞘を有する芯鞘ポリエステルである、低融点バインダー繊維  ５重量％
【００３２】
繊維を開繊し、混合し、Fehrer AGの「K-12  ハイ・ロフト・ランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」を用いて、シールド材に形成した。シールドは、１平方ヤードあたり、約１０オンスの重量を有し、約２５ｍｍの範囲内にある厚さを有していた。得られたシールド材において、耐熱耐炎ゾーンにおける、耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の少なくとも６０重量を構成し、嵩張った嵩高のゾーンにおける耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の約４０％未満であった。
【００３３】
本発明の第５の実施例において、平面状の単一の耐熱耐炎性シールド材を、下記の４つの繊維のブレンドで形成した。
１）２dpfのｐａｎｏｘである、耐熱耐炎性繊維  ５０重量％
２）１５dpfのポリエステルである、嵩高の繊維  ３０重量％、および
４）４dpfであり、低溶融温度の鞘を有する芯鞘ポリエステルである、低融点バインダー繊維  ２０重量％
【００３４】
繊維を開繊し、混合し、Fehrer AGの「K-12  ハイ・ロフト・ランダムカード（K-12 HIGH-LOFT RANDOM CARD）」を用いて、シールド材に形成した。シールドは、１平方ヤードあたり、約６オンスの重量を有し、約２５ｍｍの範囲内にある厚さを有していた。得られたシールド材において、耐熱耐炎ゾーンにおける、耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の少なくとも６０重量％を構成し、嵩張った嵩高のゾーンにおける耐熱耐炎性繊維は、当該ゾーンの全繊維の約４０％未満であった。
【００３５】
図４を参照すると、図３を参照して開示した方法に従って形成した、図１のシールド材１００の一形態の拡大断面図が示されている。図４は、嵩高のゾーンの上にある、耐熱耐炎ゾーンを示している。見られるように、繊維は、約３０度の角度の最頻値（またはモード）で配向を有し、それは嵩高のゾーンで非常に顕著である。繊維の角度は、製造プロセスの結果であり、シールド材に剛性および弾性を与える。繊維に関する角度の最頻値は、シールド材１００の平面のディメンションから水平方向のｚ方向に向かって（または向かう角度として）、約５度から約８０度までの間で変化し得る。
【００３６】
図５を参照すると、シールド材１００／２００を組み込んだマットレスが示されている。マットレス５００は、第１のサイド５１１、対向する第２のサイド５１２、および第１のサイド５１１と第２のサイド５１２とを繋ぐ、少なくとも一つの側壁５２１、５２２、５２３および５２４を有する。図６には、図５のマットレス５００のサイド５１１、５１２、または壁５２１、５２２、５２３および５２４に用いられる壁６００の部分切断図が示されている。図示するように、壁６００は、外側の側地材料６１０、シールド材６２０、支持材料６３０および裏地材料６４０を含む。図１〜４を参照して上記において説明したシールド材１００／２００は、壁６００においてシールド材６２０として使用することができ、好ましくは、耐熱耐炎ゾーンが外側の側地材料６１０に最も近づくように配置される。支持材料６３０は、発泡体または不織布等のような弾性材料である。裏地材料６４０は、織物、編物または不織布のような、可撓性材料である。
【００３７】
本発明を、特定の好ましい態様に言及して、相当詳細に説明したが、他の態様も可能である。例えば、不織布のような他の材料の層を、他の目的のために、本発明の外側表面又は内側表面に追加することができる。したがって、添付した請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含まれる好ましい態様の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の一形態の拡大断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の別の形態の拡大断面図を示す。
【図３】図３は、平面状の本発明の耐熱耐炎性のシールド材を形成する方法を実施する、機械のダイアグラムを示す。
【図４】図４は、図１のシールド材の拡大した断面図を示す。
【図５】図５は、本発明のシールド材を利用するベッドの斜視図を示す。
【図６】図６は、図５のベッドの壁および壁に組み込まれたシールド材の拡大部分図を示す。
【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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【国際調査報告】
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