Вдуваемый изоляционный материал из флокул и способ его изготовления

Изобретение представляет вдуваемый материал утеплителя или наполнителя, а также устройство и способы его изготовления. Вдуваемый материал утеплителя или наполнителя включает многочисленные отдельные удлиненные флокулы, каждая из которых образована многочисленными волокнами. Флокулы включают относительно открытую увеличенную срединную часть. Флокулы также включают относительно плотные скрученные концевые части, протяженные от противоположных концов срединной части. Флокулы могут быть использованы в существующих машинах для заполнения вдуванием предметов одежды без их засорения и обеспечивают превосходное ощущение мягкости на ощупь, теплостойкость и пригодность к стирке. Флокулы могут быть сформированы втягиванием штапельных волокон через отверстия во вращающемся пустотелом барабане для частичного формирования структуры флокул внутри барабана. Частично сформированные флокулы могут удерживаться внутри вращающегося барабана в течение времени выдержки для завершения создания структуры флокул. 3 н. и 18 з.п. ф-лы,7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение в основном относится к вдуваемому изоляционному материалу и к способам его получения, и, более конкретно, к вдуваемому изоляционному материалу из флокул, который имитирует пуховой утеплитель, и к способам его изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Предпринимались попытки создания материала утеплителя и/или наполнителя, имеющего подобные пуху свойства, для применения в таких изделиях, как одежда, спальные мешки, постельные принадлежности, и тому подобные. Прежние попытки разработать такой материал чаще всего приводили к материалам утеплителя и/или наполнителя, которые являются слишком тяжелыми и плотными, чтобы считаться подобными пуху, и/или не могут быть надлежащим образом использованы в стандартном оборудовании для заполнения вдуванием. Например, эти материалы могут проявлять тенденцию к засорению оборудования для заполнения вдуванием, и/или сопротивляться подаче или загрузке в такое оборудование.

[0003] Некоторые прежние попытки создания сложнополиэфирных изолирующих продуктов, имеющих подобные пуху свойства, связаны с плохими тактильным ощущением, пригодностью к стирке, плотностью набивки (fill power) (наполняемостью) и пригодностью к вдуванию. В качестве еще одного примера, некоторые прежние сложнополиэфирные изолирующие продукты, которые оказались успешными в достижении некоторых подобных пуху свойств, и пригодны к применению в обычных машинах для заполнения вдуванием предметов одежды, но в ущерб ощущению мягкости на ощупь и пригодности пуха к стирке. Эти материалы склонны слипаться между собой и плохо перемещаются через изделие, в особенности после стирки.

[0004] Поэтому существует потребность в изготовлении материала утеплителя и/или наполнителя, который приятен на ощупь, имеет пригодность к стирке и плотность набивки (fill power), и может быть использован в традиционном оборудовании для вдувания.

[0005] В то время как определенные аспекты традиционных технологий обсуждались, чтобы облегчить понимание изобретения, заявитель никоим образом не отрицает эти технические аспекты, и предполагается, что заявленное изобретение может охватывать один или многие из обсуждаемых здесь технических аспектов.

[0006] В данном описании, где цитируется или обсуждается документ, акт или элемент знания, данные ссылка или обсуждение не являются признанием того, что этот документ, акт или элемент знания, или любая их комбинация, был на дату приоритета общедоступным, известным для общественности, частью общеизвестного знания, или иным образом составляет предшествующий уровень техники в соответствии с условиями действующего законодательства, или известен как относящийся к попытке разрешить любую проблему, к которой данное описание имеет отношение.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Вкратце, настоящее изобретение удовлетворяет потребность в изготовлении материала утеплителя и/или наполнителя, который пригоден к использованию в обычных машинах для заполнения вдуванием предметов одежды и имеет подобные пуху свойства, такие как восприятие на ощупь, пригодность к стирке, плотность набивки и эффективность вдувания пухового утеплителя. Настоящее изобретение может разрешить одну или многие из проблем и недостатков обсуждаемой выше технологии. Однако предполагается, что изобретение может оказаться полезным в разрешении других проблем и недостатков в ряде технических областей. Поэтому заявленное изобретение не обязательно должно рассматриваться как ограниченное разрешением любых из обсуждаемых здесь конкретных проблем или недостатков.

[0008] Некоторые варианты исполнения раскрытого теперь вдуваемого материала наполнителя или утеплителя, включающие материал изделия и способы изготовления материала, имеют некоторые признаки, ни один из которых не является самостоятельно ответственным за эти желательные определяющие признаки. Без ограничения области вдуваемого материала утеплителя и/или наполнителя, изделий и способов, как определяемых пунктами нижеследующей формулы изобретения, теперь будут вкратце обсуждаться его наиболее важные признаки. Принимая во внимание это обсуждение, и в особенности по прочтении раздела данного описания, озаглавленного «Подробное описание изобретения», будет понятно, как признаки раскрытых здесь разнообразных вариантов исполнения обеспечивают ряд преимуществ перед современным уровнем техники. Например, включение соответствующего изобретению вдуваемого материала утеплителя и/или наполнителя в изделия в вариантах исполнения придает полученному изделию ощущаемую рукой или кожей мягкость, повышенную по сравнению с непуховым материалом наполнителя или утеплителя согласно предшествующему уровню техники. Изделия, содержащие вдуваемый материал утеплителя и/или наполнителя в раскрытых вариантах исполнения, также могут повышать пригодность к стирке изделий, и могут иметь улучшенные плотность набивки и способность к вдуванию сравнительно с непуховым материалом согласно предшествующему уровню техники. Вдуваемый материал утеплителя и/или наполнителя также может предусматриваться для использования в обычных машинах для заполнения вдуванием без засорения или прочих проблем с загрузкой, типично возникающих с непуховым материалом наполнителя или утеплителя согласно предшествующему уровню техники.

[0009] В одном аспекте настоящее изобретение представляет вдуваемый материал утеплителя или наполнителя. Материал может включать многочисленные отдельные, вытянутые в продольном направлении флокулы, сформированные из многочисленных волокон. Флокулы могут включать относительно открытую увеличенную срединную часть и относительно уплотненные скрученные концевые части, протяженные от противолежащих концов срединной части.

[0010] В некоторых вариантах исполнения многочисленные волокна могут представлять собой синтетические волокна. В некоторых таких вариантах исполнения многочисленные волокна могут быть сформированы из сложного полиэфира. В некоторых вариантах исполнения многочисленные волокна могут иметь значение денье в пределах диапазона от 0,1 D до 8,0 D. В некоторых вариантах исполнения многочисленные волокна могут иметь продольную длину в пределах диапазона от 5 мм до 55 мм. В некоторых таких вариантах исполнения многочисленные волокна могут иметь продольную длину, меньшую или равную 15 мм.

[0011] В некоторых вариантах исполнения продольная длина флокул может быть в пределах диапазона от 2 см до 4,5 см. В некоторых вариантах исполнения продольная длина срединной части флокул может быть в пределах диапазона от 0,1 см до 2 см. В некоторых вариантах исполнения продольная длина концевых частей флокул может быть в пределах диапазона от 0,8 см до 1,8 см. В некоторых вариантах исполнения срединная часть может иметь общую ширину и общую толщину, которые являются бóльшими, чем общая ширина и общая толщина, соответственно, каждой из соответствующих концевых частей. В некоторых таких вариантах исполнения общая ширина срединной части может быть большей, чем общая толщина срединной части.

[0012] В некоторых вариантах исполнения срединная часть и концевые части могут быть протяженными по существу линейно вдоль продольного направления. В некоторых других вариантах исполнения по меньшей мере одна из срединной части и по меньшей мере одна из концевых частей может быть протяженной в основном нелинейно вдоль продольного направления. В некоторых вариантах исполнения многочисленные волокна могут включать волокна, которые различаются по меньшей мере по одной характеристике из продольной длины, денье и состава. В некоторых вариантах исполнения каждая из флокул может включать общее число индивидуальных волокон в пределах диапазона от около 600 всех волокон до около 1200 всех волокон. В некоторых вариантах исполнения материал может иметь плотность набивки в пределах диапазона от 250 и 800 кубических дюймов (4097-13110 см³) в расчете на 30 граммов. В некоторых вариантах исполнения материал может включать несвязанные волокна, которые не сформированы в флокулы.

[0013] В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет изделие, включающее раскрытый здесь вдуваемый материал утеплителя или наполнителя внутри секции изделия.

[0014] В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет способ изготовления вдуваемого материала утеплителя или наполнителя. Способ может предусматривать вращение пустотелого барабана, содержащего многочисленные проходящие сквозь него отверстия, со скоростью в пределах диапазона от 100 об/мин до 400 об/мин. Кроме того, способ может включать создание разрежения внутри вращающегося барабана. Способ также может предусматривать нанесение штапельных волокон на наружную поверхность вращающегося барабана так, что созданный внутри вакуум втягивает многочисленные штапельные волокна через многочисленные отверстия для частичного формирования многочисленных флокул. Кроме того, способ может включать удерживание частично сформированных флокул внутри вращающегося барабана в течение времени выдержки в пределах диапазона от 2 минут до 5 минут для формирования многочисленных отдельных, вытянутых в продольном направлении флокул, каждая из которых включает относительно открытую увеличенную срединную часть и относительно уплотненные скрученные концевые части, протяженные от противолежащих концов срединной части.

[0015] В некоторых вариантах исполнения штапельные волокна могут иметь значение денье в пределах диапазона от 0,1 D до 8,0 D, и продольную длину в пределах диапазона от 5 мм до 55 мм. В некоторых вариантах исполнения флокулы могут иметь продольную длину в пределах диапазона от 2 см до 4,5 см.

[0016] Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания различных аспектов настоящего изобретения, приведенного в сочетании с пунктами прилагаемой формулы изобретения и сопроводительными чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017] Предмет изобретения, который рассматривается в качестве раскрытия, конкретно отмечен и четко заявлен в пунктах формулы изобретения в конце описания. Вышеуказанные и прочие признаки, аспекты и преимущества изобретения будут совершенно ясными из нижеследующего подробного описания, приведенного в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

[0018] ФИГ.1 иллюстрирует перспективный вид сбоку многочисленных флокул вдуваемого материала утеплителя и/или наполнителя согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0019] ФИГ.2 иллюстрирует перспективный вид сбоку примерной флокулы согласно настоящему изобретению;

[0020] ФИГ.3 иллюстрирует вид сверху флокулы согласно ФИГ.2;

[0021] ФИГ.4 иллюстрирует вид сбоку флокулы согласно ФИГ.2;

[0022] ФИГ.5 иллюстрирует вид в разрезе примерной корпусной части флокулы согласно ФИГ.2, как показано на ФИГ.3;

[0023] ФИГ.6 иллюстрирует вид в разрезе примерной концевой части флокулы согласно ФИГ.2, как показано на ФИГ.3; и

[0024] ФИГ.7 иллюстрирует перспективный вид сбоку устройства для изготовления вдуваемого изоляционного материала и материала наполнителя из флокул согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Аспекты настоящего изобретения и его определенные признаки, преимущества и подробности более полно разъясняются ниже со ссылкой на неограничивающие варианты осуществления, иллюстрированные в сопроводительных чертежах. Описания общеизвестных материалов, технологического оборудования, способов обработки, и т.д., опущены, чтобы не загромождать описание ненужными подробностями. Однако должно быть понятно, что подробное описание и конкретный(-ные) пример(-ры), показывая варианты осуществления изобретения, приведены только в порядке иллюстрации, и никоим образом не для ограничения. Из этого изобретения квалифицированным специалистам в этой области технологии будут очевидными разнообразные замены, модификации, добавления и/или конфигурации в пределах смысла и/или области основополагающих концепций.

[0026] Ниже будут подробно рассмотрены примерные варианты осуществления изобретения, примеры которого иллюстрированы в сопроводительных чертежах. Насколько это возможно, одинаковые ссылочные позиции, используемые во всех чертежах, относятся к одинаковым или сходным аспектам.

[0027] Настоящее изобретение представляет вдуваемый материал наполнителя или утеплителя, изготовленный из пучков волокон (натуральных и/или синтетических), которые структурированы так, чтобы образовывать флокулы с характеристиками чистого пуха, пухового волокна и/или пера. Как правило, флокулы представляют собой совокупность волокон, которые сформованы в виде удлиненной структуры с расширенной, несвязанной срединной частью, и с тонкими, плотными, скрученными концевыми частями, протяженными от противоположных концов срединной части. Подобно чистому пуху, пуховым волокнам и/или перу, флокулы могут быть использованы для обработки на существующих машинах для заполнения вдуванием предметов одежды без засорения их. Например, флокулы согласно настоящему изобретению предотвращают засорение традиционной или обычной машины для заполнения вдуванием предметов одежды естественным выстраиванием вдоль потока воздуха, протекающего через сопло для их вдувания, и формированием и сохранением условий свободного течения каждого из них. Кроме того, структура флокул предотвращает быстрое падение их на дно машины для вдувания (то есть, «плавание» в течение продолжительного периода времени), и тем самым позволяет избежать вытягивания машиной для вдувания. Кроме того, дополнительно, флокулы конфигурированы так, чтобы предотвращать сбивание в комки и свивание, когда они протягиваются через машину для вдувания.

[0028] Кроме того, флокулы конфигурированы обеспечивающими превосходные восприятие мягкости на ощупь, теплостойкость и пригодность к стирке, также подобно чистому пуху, пуховым волокнам и/или перьям. Например, структура флокул удерживает их свободно движущимися через изделие, в то же время без ухудшения восприятия мягкости на ощупь. Флокулы обеспечивают улучшенную пригодность к стирке, поскольку структура позволяет им легко отделяться друг от друга и свободно перемещаться относительно друг друга после высушивания. Что касается теплостойкости, флокулы конфигурированы так, что они образуют утеплитель, который создает воздушные карманы, которые, в свою очередь, повышают теплостойкость. Таким образом, настоящее изобретение представляет вдуваемый материал наполнителя или утеплителя, сформированный из флокул, которые действуют, выглядят, стираются и используются таким же или в основном подобным образом, как чистый пух, пуховые волокна и/или перо.

[0029] Как показано в ФИГ.1-6, флокулы 10 вдуваемого материала наполнителя или утеплителя согласно настоящему изобретению сформированы из многочисленных отдельных синтетических или натуральных волокон, упорядоченных с образованием определенной структуры. Для целей этого изобретения термин «пучок» подразумевает прядь синтетических или натуральных волокон или нитей. В то время как в ФИГ.1-6 изображен или описывается здесь ниже только единственный или конкретный пучок 10, вдуваемый материал наполнителя или утеплителя согласно настоящему изобретению может включать многочисленные флокулы 10. Каждый из множества флокул 10 вдуваемого материала наполнителя или утеплителя согласно настоящему изобретению может слегка отличаться друг от друга. Однако по меньшей мере общая конфигурация или структура каждой флокулы 10, описываемой здесь ниже, может быть одинаковой или в основном сходной. В некоторых вариантах исполнения вдуваемый материал наполнителя или утеплителя может включать многочисленные флокулы 10 и свободные или несвязанные волокна (например, волокна, не сформированные в структуры флокул 10). В одном примере несвязанные волокна не составляют более, чем около 5 вес.% вдуваемого материала наполнителя или утеплителя. Флокулы 10 могут быть конфигурированы так, что сформированный из них готовый вдуваемый материал наполнителя или утеплителя имеет плотность набивки в пределах диапазона от около 250 до 800 кубических дюймов (4097-13110 см³) в расчете на 30 граммов.

[0030] В некоторых вариантах исполнения пучок 10 может включать относительно открытую расширенную срединную часть 12 и относительно уплотненные узкие концевые части 14, протяженные от противолежащих концов срединной части 12, как показано в ФИГ.1-6. Концевые части 14 могут определять противолежащие свободные концы, которые образуют концы флокул 10 в продольном направлении. Срединная 12 и концевые части 14, и тем самым пучок 10 в целом, могут быть по существу протяженными вдоль продольного направления. В некоторых вариантах исполнения срединная 12 и концевые части 14 могут быть в основном выровнены вдоль продольного направления. Срединная 12 и/или концевые части 14 могут быть протяженными по существу линейно вдоль продольного направления. В некоторых альтернативных вариантах исполнения (не показано) срединная 12 и/или концевые части 14 могут быть дугообразными или изогнутыми так, что пучок 10 в целом образует выпуклую или вогнутую форму.

[0031] Как показано в ФИГ.3, срединная часть 12 флокулы 10 может быть протяженной в продольном направлении на бóльшую длину, нежели каждая из концевых частей 14. В то время как переход между срединной частью 12 и концевыми частями 14 может быть постепенным, для целей этого изобретения концевые части 12 флокул 10 определяются как части, в которых большинство волокон 20 в целом размещены в переплетенном или закрученном между собой порядке. Как показано в виде сверху в ФИГ.3, срединная часть 12 может определять максимальную продольную длину L1, которая является большей, чем максимальная продольная длина L2 концевых частей 14. Однако в некоторых флокулах 10 длина L1 срединной части является равной или меньшей, чем длина L2 по меньшей мере одной из соответствующих концевых частей 14. Длины L2 концевых частей 14 конкретной флокулы 10 могут быть по существу одинаковыми, или могут отличаться друг от друга. В некоторых вариантах исполнения длина L1 срединной части может быть в пределах диапазона от около 0,1 см до около 2 см, или в пределах диапазона от около 1 см до около 1,8 см. В некоторых вариантах исполнения длина L2 концевой части 14 может быть в пределах диапазона от около 0,8 см до около 1,8 см, или в пределах диапазона от около 1 см до около 1,5 см. Общая величина продольной длины L3 флокулы 10, протяженной между свободными концами концевой части 14, может быть в пределах диапазона от около 2 см до около 4,5 см, или от около 2,5 см до около 4 см. В некоторых вариантах исполнения вдуваемый материал утеплителя или наполнителя, сформированный из многочисленных флокул 10, может иметь среднюю общую длину L3 флокулы около 3,5 см, среднюю длину L2 концевой части 12 около 1,1 см, и/или среднюю длину L2 срединной части 12 около 1,2 см.

[0032] Срединная часть 12 может иметь максимальную ширину W1 и максимальную толщину Т1 флокулы 10, как показано в виде в разрезе согласно ФИГ.5. Как показано в ФИГ.5, ширина W1 срединной части 12 флокулы 10 может быть большей, чем ее толщина Т1. Как также показано в ФИГ.5, срединная часть 12 тем самым может образовывать по существу овальную или эллиптическую форму в поперечном сечении. В некоторых вариантах исполнения форма поперечного сечения срединной части 12 может быть по существу скругленной эллиптической или в основном стрельчатой эллиптической. В других вариантах исполнения ширина W1 срединной части 12 может быть равной или меньшей, чем ее толщина Т1. В некоторых вариантах исполнения ширина W1 срединной части 12 может быть в пределах диапазона от около 0,2 см до около 1 см, или в пределах диапазона от около 0,4 см до около 0,7 см. В некоторых вариантах исполнения вдуваемый материал утеплителя, сформированный из многочисленных флокул 10, может иметь среднюю ширину W1 срединной части флокулы в пределах диапазона от около 6 см до около 7 см.

[0033] Волокна 20, которые образуют флокулы 10, могут быть любыми волокнами 20. Например, волокна 20 могут представлять собой синтетические волокна, натуральные волокна, или их комбинацию. В одном примере волокна 20, составляющие флокулы 10, могут быть сформированы, по меньшей мере частично, из сложного полиэфира, полипропилена, вискозы типа район (то есть, тенцель), полимолочной кислоты, углерода (например, сплошных углеродных волокон или углеродных нанотрубок), сложнополиэфирного конъюгата и/или меняющих форму материалов, и их комбинаций. В некоторых вариантах исполнения флокулы 10 могут быть сформированы из волокон 20 с единообразным составом (например, из сложного полиэфира), и в других вариантах исполнения флокулы 10 могут быть образованы смесью волокон 20 с различающимися составами.

[0034] Подобно составу волокон 20, конфигурация волокон 12, образующих конкретный пучок 10, может быть единообразной, или же пучок 10 может быть сформирован смесью волокон 20 с различными конфигурациями. Например, волокна 20 конкретной флокулы 10 могут иметь по существу равномерную длину и/или значение денье, или в волокнах 20 может варьировать по меньшей мере одно из их длины и денье. В некоторых вариантах исполнения значение денье волокон 20 может быть в пределах диапазона от около 0,1 D до около 8,0 D. Длина волокон 20 может быть в пределах диапазона от около 5 мм до около 55 мм, или в пределах диапазона от около 5 мм до около 14 мм.

[0035] Состав и/или конфигурация волокон 20, образующих флокулы 10, тем самым могут быть отрегулированы для удовлетворения конкретной потребности или соответствия варианту применения, в то же время с сохранением вышеописанных подобных пуху свойств. Например, флокулы 20 могут быть сформированы из силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 0,5 D. В качестве еще одного примера, флокулы 20 могут быть сформированы из силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 1,4 D. Подобным образом, флокулы 10 из различных волокон 20 или смесей волокон могут быть объединены с образованием точно приспособленного вдуваемого материала наполнителя или утеплителя. Например, иллюстрированные флокулы 10, показанные в ФИГ.1-6, сформированы из около 50% силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 0,5 D, и около 50% силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 1,4 D. В качестве еще одного примера вдуваемого материала наполнителя или утеплителя, сформированного из флокул 10 из различных волокон 20, флокулы 10 могут быть образованы из около 35% силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 0,5 D, около 35% силиконизированных сложнополиэфирных волокон 20 с длиной около 12 мм и около 1,4 D, и около 30% волокон 20 сложнополиэфирного конъюгата с длиной около 12 мм и около 6 D.

[0036] В качестве еще одного примера, образующие флокулы 10 волокна 20 могут быть специально предназначены для сухих условий окружающей среды (например, для определенных модных предметов одежды, нетребовательных к условиям изделий, домашней меблировки, и т.д.) или для влажных сред (например, верхней и спортивной одежды). В некоторых вариантах исполнения для волокон 20 может предусматриваться гидрофобизирующая обработка, эффективная для отталкивания воды или другой жидкости. В качестве еще одного дополнительного примера, образующие флокулы 10 волокна 20 могут быть конфигурированы для изменения формы, ориентации или других параметров в результате процесса обработки, такой как обработка нагреванием или паром. В некоторых таких вариантах исполнения волокна 20 могут быть конфигурированы на скручивание или гофрирование (или скручивание или гофрирование до определенной степени) в результате обработки флокул 10. Такое скручивание или гофрирование волокон 20 может действовать для увеличения ширины W1 и/или толщины Т1 по меньшей мере в срединной части 12 флокул 10, и/или общей формы или конфигурации флокул 10. В некоторых вариантах исполнения флокулы 10 могут быть предназначены для подвергания обработке (например, теплом и/или паром), которая придает форму флокулым 10. Например, флокулы 10 могут быть подвергнуты обработке, которая изгибает флокулы 10 вдоль их продольной длины L3. Такая изогнутая форма флокул 10 может действовать для повышения плотности набивки и/или теплостойкости полученного материала, по сравнению с материалом флокул 10, которые являются протяженными по существу линейно вдоль их продольной длины L3.

[0037] Как было отмечено выше, структура волокон 20 флокул 10 может обеспечивать некоторые из благоприятных свойств чистого пуха, пуховых волокон или пера. Как показано в ФИГ.1-6, волокна 20 флокул 10 размещаются для формирования флокул 10 в удлиненной форме с увеличенной, несвязанной срединной частью 12 и тонкими, уплотненными, скрученными концевыми частями 14, протяженными от противолежащих концов срединной части 12. Как показано в ФИГ.3 и 5, срединная часть 12 является «открытой» так, что волокна 20 размещаются свободно, или в основном отдалены друг от друга. Таким образом, плотность волокон 20 внутри срединной части 12 является меньшей, чем в концевых частях 14. Открытое расположение или отдаленность волокон 20 друг от друга в срединной части 12 действует для повышения площади поверхности срединной части 12 (например, по сравнению с концевыми частями 14), и обеспечивает доступ воздуха в структуру. Таким образом, пучок 10 может функционировать подобно парусу для «подхватывания» воздушным потоком и медленного оседания в воздухе (то есть, «плавания»). Срединная часть 12 тем самым обеспечивает возможность эффективного переноса или проталкивания флокул 10 потоком воздуха в машине для вдувания через машину и в наполняемые ими изделие или подложку, и позволяет флокулам 10 оставаться во взвешенном состоянии в питающей камере машины для вдувания в течение длительного периода времени так, что флокулы 10 легко подхватываются машиной.

[0038] Волокна 10 срединной части 12 могут пролегать, по меньшей мере в общем, вдоль продольного направления. Однако, как показано в ФИГ.3 и 5, волокна 10 срединной части 12 могут пролегать нелинейно вдоль продольного направления. Например, волокна 20 срединной части 12 могут беспорядочно пролегать по направлениям ширины и/или толщины, тогда как в общем и целом они являются протяженными в продольном направлении. В качестве еще одного примера, волокна 20 срединной части 12 могут быть по существу гофрированными, скрученными, извилистыми, синусоидальными, или по меньшей мере в общем образуют любой другой нелинейный рисунок или ориентацию, когда они в общем и целом пролегают в продольном направлении. Подобным образом, волокна 20 срединной части 12 могут быть переплетенными или смешанными в определенной конфигурации, или могут быть размещены беспорядочно. Например, волокно 20 срединной части 12 может быть свободно сплетено с одним или многими другими волокнами 20 срединной части 12. Однако в целом (то есть, предпочтительнее, нежели для нескольких индивидуальных волокон 20), волокна 20 срединной части не могут быть размещенными в плотной, закрытой сплетенной конфигурации.

[0039] Как показано в ФИГ.3 и 6, в противоположность расширенному и несвязанному размещению волокон 20 в срединной части 12, волокна 20 концевых частей 14 могут быть сформированы в относительно тонкой, закрытой, переплетенной конфигурации. Концевые части 14 могут быть более тонкими так, что их ширина и/или толщина могут быть значительно меньшими, чем в срединной части 12. Как показано в разрезе в ФИГ.6, концевые части 14 могут иметь по существу круглую форму поперечного сечения. В других вариантах исполнения форма поперечного сечения концевых частей 14 может быть любой некруговой формой, которая может отличаться или может не отличаться от формы поперечного сечения срединной части 12 (см. ФИГ.5).

[0040] Волокна 20 концевых частей 14 могут быть объединены в жгут или стянуты вместе в относительно плотной или тесной взаимосвязи, и размещены в скрученной или спиральной конфигурации между собой в целом, как показано в ФИГ.3 и 4. Таким образом, величина поперечного сечения концевых частей 14 может становиться меньшей, когда волокна 20, протяженные от срединной части 12, стягиваются/скручиваются друг с другом, с образованием в целом относительно плотной тесно скрученной формы, как показано в ФИГ.3 и 4. Концевые части 14 тем самым могут иметь по существу «замкнутую» природу (например, сравнительно со срединной частью 12), как показано в ФИГ.6, с большей плотностью волокон, чем в срединной части 12.

[0041] Тонкая, закрытая, скрученная конфигурация волокон 20 в концевых частях 14, и расширенное, открытое размещение волокон 20 в срединной части 12 позволяют флокулам 10 выстраиваться продольно в увлекающем их потоке воздуха (например, при проходе через вдувающее сопло), и сохранять условия свободного течения. Кроме того, тонкая, закрытая, скрученная конфигурация волокон 20 в концевых частях 14, и расширенное, открытое размещение волокон 20 в срединной части 12 придают воздушность и пышность изделию или подложке, заполненными многочисленными флокулами 10. Например, структура флокул 10 содействует созданию воздушных полостей между ними, которые могут действовать для повышения теплостойкости. Волокна 20, образующие флокулы 10, могут быть размещены смещенными вдоль их длины (то есть, волокна 20 могут не быть выровненными вдоль продольного направления и пролегать по всей продольной длине L3 флокул 10). Например, конкретное волокно 20 может частично образовывать как срединную часть 12 и по меньшей мере одну из концевых частей 14, или может частично формировать только часть флокулы 10.

[0042] Срединная часть 12 и концевые части 14 могут включать примерно одинаковое количество волокон 20, или же срединная часть 12 и концевые части 14 могут содержать различное количество волокон 20. Например, конкретная срединная часть 12 может включать больше волокон 20, чем по меньшей мере одна из соответствующих концевых частей 14. Подобным образом, концевые части 14 флокулы 10 могут включать различное количество волокон 20 относительно друг друга. В некоторых вариантах исполнения длина L2, ширина, толщина, форма, размещение, или любая другая конфигурация одной из концевых частей 14 конкретной флокулы 10 могут отличаться от его другой концевой части 14. Общее число отдельных или индивидуальных волокон 20 в каждой флокуле 10 может варьировать в зависимости от конкретных конфигурации или состава используемых волокон 20. В некоторых вариантах исполнения флокулы 10 могут включать общее число волокон 20 в пределах диапазона от около 600 всех волокон 20 до около 1200 всех волокон 20, или в пределах диапазона от около 700 всех волокон 20 до около 1000 всех волокон 20. В некоторых вариантах исполнения вдуваемый материал утеплителя или наполнителя, сформированный из многочисленных флокул 10, может включать среднее общее число волокон 20 в расчете на пучок 10 в пределах диапазона от около 800 всех волокон 20 на пучок 10 до около 1050 всех волокон 20 на пучок 10, такое как около 875 всех волокон 20 на пучок 10.

[0043] ФИГ.7 иллюстрирует примерное устройство 110 и соответствующий способ изготовления вдуваемого материала наполнителя или утеплителя согласно настоящему изобретению (то есть, многочисленных раскрытых здесь флокул 10). В некоторых вариантах исполнения устройство 110 и соответствующий способ могут предусматривать аспекты и/или технологические параметры, подобные устройству и способу изготовления комков дисперсных волокон (файберболл). Как показано в ФИГ.7, устройство 110 может включать пустотелый барабан 130, который конфигурирован вращающимся с частотой R вращения. Как также показано в ФИГ.7, пустотелый барабан 130 имеет многочисленные отдельные отверстия 132, проходящие сквозь барабан 130 от его наружной поверхности 134 до внутренней поверхности 136. Отверстия 132 в барабане 130 могут иметь любые форму, размер и конфигурацию. В некоторых вариантах исполнения отверстия 132 могут быть по существу круглыми, скругленными овальными, стрельчатыми овальными, или их комбинацией. Форма отверстий 132 может определять, по меньшей мере частично, форму или конфигурацию образуемых ими флокул. В некоторых вариантах исполнения часть барабана 130, протяженная вокруг или образующая по меньшей мере одно из отверстий 132, может быть приподнятой или вдавленной относительно других частей барабана 130, протяженных вокруг или образующих по меньшей мере одно отверстие 132. Иначе говоря, часть по меньшей мере одного из отверстий 132 может быть сформирована выступающим наружу или внутрь участком барабана 130.

[0044] При применении внутри пустотелого барабана 130 может быть создано или образовано разрежение с пониженным давлением V, когда барабан 130 вращается с частотой R вращения. Частота R вращения барабана 130 может быть меньшей, чем около 500 об/мин, или в пределах диапазона от около 100 до около 400 об/мин. Когда барабан 130 вращается, штапельное волокно (не показано) может быть нанесено на наружную поверхность 134 барабана 130. Штапельное волокно может составлять массу волокон, желательную для формирования флокул. Например, если желательно, чтобы флокулы были сформированы из смеси волокон, штапельное волокно может содержать такую желательную смесь волокон. В некоторых вариантах исполнения штапельное волокно может быть разрыхлено перед нанесением на наружную поверхность 134 барабана 130.

[0045] Разрежение с давлением V, создаваемое внутри барабана 130, может быть рассчитано на втягивание многочисленных волокон нанесенного на наружную поверхность 134 штапельного волокна через отверстия 132, когда барабан 130 вращается с частотой R вращения. После того, как многочисленные волокна втягиваются через отверстия 132 вращающегося барабана 130 под действием разрежения с давлением V, волокна могут, по меньшей мере в общем, образовывать описываемую здесь структуру флокул.

[0046] Кроме того, устройство 110 может быть конфигурировано так, что после того, как многочисленные волокна втянуты через отверстия 132, и сформирована предварительная структура флокул, частично сформированные флокулы остаются внутри вращающегося барабана 130 в течение времени выдержки. На протяжении времени выдержки частично сформированные флокулы могут кувыркаться друг через друга и наталкиваться на внутреннюю поверхность 136 барабана, и потенциально могут переноситься вдоль длины барабана 130. Время выдержки частично сформированных флокул может быть рассчитано для дальнейшего формирования их волокон в конечную конфигурацию структур флокул, как здесь раскрыто. Время выдержки частично сформированных флокул внутри вращающегося барабана 130 может варьировать в зависимости от конкретного состава волокон, конкретной конфигурации волокон, желательной конечной структуры флокул, и т.д. В настоящем изобретении устройство 110 может быть конфигурировано так, что время выдержки частично сформированных флокул внутри вращающегося барабана 130 составляет величину в пределах диапазона от около 2 минут до около 5 минут.

[0047] В некоторых вариантах исполнения частота R вращения барабана 130 может, по меньшей мере частично, соотноситься со временем выдержки. Например, чем больше частота R вращения барабана 130, тем более короткое время выдержки частично сформированных флокул внутри вращающегося барабана 130 может потребоваться для формирования раскрытых здесь структур флокул. В одном примере частота R вращения барабана 130 может составлять около 250 об/мин, и время выдержки частично сформированных флокул может составлять около 2 минут. В еще одном примере частота R вращения барабана 130 может составлять около 150 об/мин, и время выдержки частично сформированных флокул может составлять около 3 минут.

[0048] Должно быть понятно, что приведенное выше описание предполагается быть иллюстративным, и не ограничивающим. Например, вышеописанные варианты исполнения (и/или их аспекты) могут быть использованы в комбинации друг с другом. В дополнение, могут быть сделаны многие модификации для приспособления конкретной ситуации или материала к указаниям изобретения без выхода за пределы его области. В то время как описанные здесь размеры и типы материалов предназначены для определения параметров изобретения, они никоим образом не являются ограничивающими и представляют собой примерные варианты исполнения. Квалифицированным специалистам в данной области техники по прочтении приведенного выше описания будут очевидными многие другие варианты осуществления. Поэтому область изобретения должна определяться со ссылкой на пункты прилагаемой формулы изобретения, наряду со всем диапазоном эквивалентов, на которые распространяются такие пункты.

[0049] В прилагаемом описании термины «включающий» и «в котором» используются как приведенные на простом английском языке эквиваленты соответственных терминов «содержащий» и «причем». Более того, в нижеследующих пунктах формулы изобретения термины «первый», «второй» и т.д., если присутствуют, используются только как пометки, и не предполагают предписания численных или позиционных требований к их объектам. Кроме того, ограничения нижеследующих пунктов формулы изобретения не описаны в формате средство-плюс-функция, и не предназначены для интерпретации согласно Разделу 35 Кодекса законов США, 112, шестой абзац, если и пока такие ограничения пункта формулы изобретения четко используют выражение «средство для» с последующим указанием функции, недействительной для дополнительной структуры.

[0050] В этом текстовом описании используются примеры для раскрытия некоторых вариантов осуществления изобретения, в том числе наилучшего варианта осуществления, и также для того, чтобы позволить любому специалисту с обычной квалификацией в данной области техники реализовать на практике варианты осуществления изобретения, в том числе изготовить и применить любые устройства или системы, и исполнить любые связанные с этим способы. Патентоспособная область изобретения определяется пунктами формулы изобретения, и может включать другие примеры, которые приходят на ум специалистам с обычной квалификацией в данной области техники. Такие другие примеры предполагаются находящимися в пределах области пунктов формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквального изложения пунктов формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от буквально изложенных в пунктах формулы изобретения.

[0051] Используемые здесь элемент или стадия, указанные в единственном числе, должны пониматься как не исключающие множества указанных элементов или стадий, если только такое исключение не оговаривается четко. Кроме того, ссылки на «один вариант осуществления» настоящего изобретения не предполагают интерпретации, исключающей существование дополнительных вариантов осуществления, которые также охватывают указанные признаки. Более того, если определенно не оговаривается иное, варианты исполнения, «содержащие», «включающие» или «имеющие» элемент или многочисленные элементы, имеющие конкретное свойство, могут включать дополнительно такие элементы, не имеющие такое свойство.

[0052] Все цитированные в этом описании публикации включены здесь посредством ссылки, как если бы каждая из индивидуальных публикаций была конкретно и отдельно указана как включенная здесь посредством ссылки, будучи изложенной полностью. Предмет изобретения, включенный посредством ссылки, не считается альтернативой любому ограничению пункта формулы изобретения, если четко не оговорено иное.

[0053] Там, где по тексту данного описания упоминаются один или более диапазонов, каждый диапазон подразумевается как сокращенный формат для представления информации, где этот диапазон понимается охватывающим каждую отдельную точку в пределах диапазона, как если бы они были полностью здесь изложены.

[0054] В то время как изобретение было подробно описано только в связи с ограниченным числом вариантов осуществления, должно быть совершенно ясно, что изобретение не ограничивается такими раскрытыми вариантами осуществления. Скорее изобретение может быть модифицировано для включения любого числа вариаций, изменений, замен или эквивалентных конфигураций, ранее не описанных, но которые соответствуют смыслу и объему раскрытия. В дополнение, в то время как были описаны разнообразные варианты осуществления изобретения, должно быть понятно, что аспекты изобретения могут включать только некоторые из описанных вариантов осуществления. Соответственно этому, изобретение не должно рассматриваться как ограниченное вышеизложенным описанием, но ограничивается только объемом пунктов прилагаемой формулы изобретения.

1. Вдуваемый материал утеплителя или наполнителя, включающий:

многочисленные отдельные вытянутые в продольном направлении флокулы, каждая из которых сформирована из многочисленных волокон, причем флокулы включают относительно открытую увеличенную срединную часть и относительно уплотненные скрученные концевые части, протяженные от противолежащих концов срединной части.

2. Материал по п.1, в котором многочисленные волокна представляют собой синтетические волокна.

3. Материал по п.2, в котором многочисленные волокна включают сложный полиэфир.

4. Материал по п.1, в котором многочисленные волокна имеют значение денье в пределах диапазона от 0,1 D до 8,0 D.

5. Материал по п.1, в котором многочисленные волокна имеют продольную длину в пределах диапазона от 5 мм до 55 мм.

6. Материал по п.5, в котором многочисленные волокна имеют продольную длину, меньшую или равную 15 мм.

7. Материал по п.1, в котором продольная длина флокул находится в пределах диапазона от 2 см до 4,5 см.

8. Материал по п.1, в котором продольная длина срединной части флокул находится в пределах диапазона от 0,1 см до 2 см.

9. Материал по п.1, в котором продольная длина концевых частей флокул находится в пределах диапазона от 0,8 см до 1,8 см.

10. Материал по п.1, в котором срединная часть определяет общую ширину и общую толщину, которые являются бóльшими, чем общая ширина и общая толщина, соответственно, каждой из соответствующих концевых частей.

11. Материал по п.10, в котором общая ширина срединной части является большей, чем общая толщина срединной части.

12. Материал по п.1, в котором срединная часть и концевые части являются протяженными по существу линейно вдоль продольного направления.

13. Материал по п.1, в котором по меньшей мере одна из срединной части и по меньшей мере одна из концевых частей являются протяженными по существу нелинейно вдоль продольного направления.

14. Материал по п.1, имеющий плотность набивки в пределах диапазона от 250 и 800 кубических дюймов (4097-13110 см³) в расчете на 30 граммов.

15. Материал по п.1, в котором многочисленные волокна включают волокна, которые различаются по меньшей мере по одной характеристике из продольной длины, денье и состава.

16. Материал по п.1, дополнительно включающий несвязанные волокна, которые не сформированы в флокулы.

17. Материал по п.1, в котором каждая флокула включает общее число волокон в пределах диапазона от около 600 всех волокон до около 1200 всех волокон.

18. Изделие, включающее материал по любому из предшествующих пунктов, размещенный внутри секции изделия.

19. Способ изготовления вдуваемого материала утеплителя или наполнителя, включающий:

вращение пустотелого барабана, имеющего многочисленные проходящие через него отверстия, со скоростью в пределах диапазона от 100 об/мин до 400 об/мин;

создание разрежения внутри вращающегося барабана; и

нанесение штапельных волокон на наружную поверхность вращающегося барабана так, что созданный внутри вакуум втягивает многочисленные штапельные волокна через многочисленные отверстия для частичного формирования многочисленных флокул, и

удерживание частично сформированных флокул внутри вращающегося барабана в течение времени выдержки в пределах диапазона от 2 минут до 5 минут для формирования многочисленных отдельных, вытянутых в продольном направлении флокул, каждая из которых включает относительно открытую увеличенную срединную часть и относительно уплотненные скрученные концевые части, протяженные от противолежащих концов срединной части.

20. Способ по п.19, в котором штапельные волокна имеют значение денье в пределах диапазона от 0,1 D до 8,0 D, и продольную длину в пределах диапазона от 5 мм до 55 мм.

21. Способ по п.19, в котором флокулы имеют продольную длину в пределах диапазона от 2 см до 4,5 см.