CN107108196A - 具有增加蓬松度和卷曲收缩的机械卷曲纤维丝束 - Google Patents

Abstract

本文公开一种改进的纤维丝束和用于形成该改进的纤维丝束的方法。纤维丝束可包括具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的纤维丝束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的纤维丝束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

Description

具有增加蓬松度和卷曲收缩的机械卷曲纤维丝束

技术领域

本公开涉及机械卷曲纤维丝束，并且更具体来说涉及具有增加蓬松度和卷曲收缩(CTU)的机械卷曲纤维丝束。

背景技术

可切割成短纤维的纤维丝束常常用于制备许多非织造产品，如例如床上用品、家具和填充玩具的填充物。一些纤维丝束保持毛边并且加工成用于填充制品(如枕头、羽绒被和睡袋)的可铺开丝束。当用于填充制品时，纤维丝束和短纤维的开口常常被称为高蓬松非织造或纤维填充物。纤维丝束填充在产品的内部区域中的空间并且赋予压缩支撑和蓬松。具有较高压缩支撑和蓬松的纤维丝束是期望的，由于可在产品中使用较少的材料，从而降低生产成本和环境空间。一种增加压缩支撑和蓬松的方法是使纤维丝束卷曲。本领域中已知的是，保持卷曲形状对于增加压缩支撑和蓬松是重要的。

在非织造产品内大体上存在三种初级卷曲形状：(1)机械卷曲(即，锯齿卷曲)，(2)螺旋结合物和(3)ω结合物(即，不对称或喷射骤冷)。可通过初级卷曲频率测量、卷曲指数(例如，卷曲收缩(CTU))和蓬松度测量来测量卷曲性质。较高的卷曲频率和CTU值指示较高的压缩支撑和蓬松。历史上，结合物形状已经赋予比机械卷曲形状高的蓬松度和卷曲收缩(CTU)值。

然而，制造结合物形状的一个问题是它们在低的每单丝旦尼尔数(dpf)值下极难制造。在另一方面，机械卷曲形状对于具有低dpf值的纤维明显经历较少的处理困难。因为具有低dpf值的纤维由于其美观性和性能对顾客变得更具有吸引力，所以期望对较低dpf纤维赋予较高的蓬松度和CTU值。此外，期望使用机械卷曲形状以赋予接近结合物形状的那些蓬松度和CTU值，从而使所有dpf值的纤维用于纤维丝束，这引起降低生产成本和环境空间。

发明内容

所公开的纤维丝束涉及克服上述问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。如本文所使用，“纤维丝束”是指连续束的变形纤维。

在第一方面中，本公开涉及纤维丝束。纤维丝束可包括具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。每个纤维的每单丝平均旦尼尔数可为大于约5。多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩可为大于约40％。

在第二方面中，本公开涉及纤维丝束。纤维丝束可包括具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。每个纤维的每单丝平均旦尼尔数可为小于约5。多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩为大于约30％。

在第三方面中本公开涉及包含多个纤维丝束的制品。纤维丝束可包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的制品，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的制品，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第四方面中，本公开涉及枕头。枕头可包括多个纤维丝束。纤维丝束可包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的枕头，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的枕头，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第五方面中，本公开涉及包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维的短纤维束，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第六方面中，本公开涉及包含多个短纤维束的制品。短纤维束可包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第七方面中，本公开涉及枕头。该枕头可包括多个短纤维束。短纤维束可包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的短纤维束，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第八方面中，本公开涉及包含多个纤维丝束的棉絮。纤维丝束可包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状。对于包含每单丝旦尼尔数大于约5的纤维的棉絮，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。对于包含每单丝旦尼尔数小于约5的纤维的棉絮，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

在第九方面中，本公开涉及用于形成包括多个机械卷曲纤维的纤维丝束的方法。方法可包括将包括多个基本上未卷曲纤维的纤维丝束朝向填塞箱传送，并且赋予纤维丝束呈锯齿卷曲形状的初级机械卷曲。方法还可包括将包括呈基本上紧凑形式的多个基本上卷曲纤维的纤维丝束立即传送到松弛烘箱中。方法可进一步包括经由松弛烘箱加热纤维丝束以使纤维丝束结晶并收缩。

附图说明

图1为用于机械卷曲纤维丝束的例示性公开系统的示意图。

图2为图1的公开系统的示意图，包括用于在卷曲之后处理纤维丝束的由现有技术系统使用的附加部分。

图3为图1的公开系统的示意图，包括用于在卷曲之后处理纤维丝束的由公开系统使用的附加部分。

图4a至图4c为公开纤维丝束在由图2和图3的系统执行的方法的不同阶段的图片说明。

具体实施方式

图1示出用于机械卷曲纤维丝束的系统10。所公开纤维丝束的旦尼尔数可在约10,000旦尼尔到约7百万旦尼尔的范围内。在某些实施例中，公开的纤维丝束的旦尼尔数可在约50,000旦尼尔到约7百万旦尼尔、约100,000旦尼尔到约6百万旦尼尔、约200,000旦尼尔到约5百万旦尼尔、约200,000旦尼尔到约3百万旦尼尔、约200,000旦尼尔到约2百万旦尼尔、约200,000旦尼尔到约150万且尼尔以及约1百万旦尼尔到约3百万旦尼尔的范围内。公开的纤维丝束的宽度可在约0.5英寸到约50英寸的范围内。在某些实施例中，纤维丝束的宽度在约1英寸到约34英寸在范围内。在某些实施例中，纤维丝束的宽度在约0.5英寸到约24英寸、约0.5英寸到约18英寸、约0.5英寸到约12英寸、约1英寸到约6英寸、约2英寸到约24英寸、约2英寸到约18英寸、约2英寸到约12英寸、约2英寸到约6英寸、约3英寸到约24英寸、约3英寸到约18英寸、约3英寸到约12英寸以及约3英寸到约8英寸的范围内。在制品中，纤维丝束可以毛边或切割形式利用。

系统10可包括卷曲轮12、填塞箱14和传送带16。卷曲轮12可位于填塞箱14的上游并且传送带16可被配置成沿基本上纵向轴线传送在卷曲轮12和填塞箱14之间的纤维丝束18。系统10可与具有宽范围的每单丝旦尼尔数(dpf)值的多个纤维的纤维丝束18一起使用。在一个实施例中，系统10可与dpf值为约0.5dpf到40dpf的纤维一起使用。

卷曲轮12可被配置成赋予基本上未卷曲纤维丝束18(如刚拉伸纤维丝束)一种或多种机械卷曲形状。举例来说，卷曲轮12可赋予初级卷曲20具有锯齿卷曲形状。在非限制性实施例中，锯齿卷曲的形状可为尖锐的或者它们可为更圆。在一些实施例中，初级卷曲20的卷曲频率可在约1个卷曲/英寸到约20个卷曲/英寸的范围内。预期纤维丝束18可具有如图1中所示的基本上矩形主体，然而，可视需要使用任何其它形状。在某些实施例中，多个纤维的dpf值在约6dpf到约20dpf范围内并且每英寸卷曲值可在4到9的范围内。在其它实施例中，多个纤维的dpf值可在约0.8dpf到约2dpf的范围内，每英寸卷曲值可在6到14的范围内。

填塞箱14可被配置成在纤维丝束18离开卷曲轮12之后接收纤维丝束18，并且赋予纤维丝束18一种或多种附加的卷曲形状。举例来说，由于填塞箱14的物理边界和施加在填塞箱盖24上的压力，填塞箱14赋予纤维丝束18也具有锯齿形状的二次卷曲22。在一些实施例中，二次卷曲22的卷曲频率可在约2个卷曲/英寸到约20个卷曲/英寸的范围内，如约2个卷曲/英寸到约10个卷曲/英寸和约4个卷曲/英寸到约8个卷曲/英寸。在一个实施例中，初级卷曲20与二次卷曲22之间的比率可在约20∶1到2∶7的范围内，如5∶1到5∶7和1∶1。

初级卷曲20和二次卷曲22的卷曲频率可指示相应卷曲的保持性并产生较高的纤维丝束18的蓬松度(即，弹性)和/或卷曲指数(例如，卷曲-收缩(CTU))。纤维丝束18的蓬松度和CTU可在非织造产品，尤其是高-蓬松非织造产品中是有价值的。多个参数可有助于赋予初级卷曲20和二次卷曲22如下特性，包括例如纤维取向、进入卷曲轮12中的纤维丝束18的温度、在填塞箱14内部时的热量、赋予来自填塞箱盖24纤维丝束18的压力量以及在填塞箱14之后如何处理纤维丝束18。

如图2所示，典型的现有技术系统可在加热纤维丝束18之前使卷曲纤维丝束18向下下落到第二传送带。在这些系统中的下落可在约1英尺到约6英尺的范围内。如图2所示，当纤维丝束18从传送带16更远地下落时，至少由于重力纤维丝束18丧失其越来越多的卷曲形状。一旦纤维丝束18已经落下，下落距离为进料到松弛烘箱用于加热的纤维丝束18。然而，此时纤维丝束18已经拉伸且丧失大量卷曲形状，从而降低纤维丝束18的蓬松度和CTU值。另外，一旦纤维丝束18离开填塞箱14，其开始冷却，并且在一些应用中，较高的下落距离可使纤维丝束18丧失明显的卷曲形状和CTU。不受任何具体理论限制，据相信如果纤维高于聚合物的玻璃化转变温度，那么卷曲形状和CTU的丧失增加。

在本公开的某些实施例中，如图3中所示，系统10可传送在离开填塞箱14之后呈基本上紧凑形式的纤维丝束18并且随后将纤维丝束18传送到松弛烘箱26中。如本文所使用，术语“基本上紧凑形式”是指从离开填塞箱14到纤维丝束沉积松弛机烘箱皮带上使二次卷曲22的节到节距离保持在25％内。如本领域中所熟知，可测量节到节(或峰到峰)距离以确定纤维丝束中卷曲的分离。如在图1中可看出，对于二次卷曲22的节到节距离由值Y表示。方程1示出了如何计算节到节距离的改变。Y_之后表示当纤维丝束到达松弛机烘箱皮带时节到节距离。Y_开始表示当纤维丝束离开填塞箱14时节到节距离。发现在表2中示出的本发明样品的节到节距离的变化百分比小于1％。不受任何具体理论限制，据相信，大于25％的值减小纤维丝束18的CTU和蓬松度，而大于50％的值明显减小CTU和蓬松度保持性。

方程1

基本上紧凑形式的纤维丝束可防止初级卷曲20和二次卷曲22开放和/或拉伸。在一个实施例中，系统10可在纤维丝束18离开填塞箱14之后沿着基本上纵向轴线传送纤维丝束18，并且随后将纤维丝束18立即传送到松弛烘箱26中。如本文所使用，术语“基本上纵向轴线”是指填塞箱14的纵向轴线在约±10％内。在另一个实施例中，系统10可在纤维丝束18离开填塞箱14之后将纤维丝束18传送到对于填塞箱14纵向轴线的基本上垂直轴线。在又一实施例中，系统10可包括用于支撑纤维丝束18以保护初级卷曲20和二次卷曲22的装置。支撑可抵消重力对初级卷曲20和二次卷曲22的影响。

在一些实施例中，在纤维丝束18进入松弛烘箱26之前，其可冷却到低于与纤维丝束18相关联的纤维的玻璃化转变温度。举例来说，纤维丝束18可视需要通过本领域中已知的环境空气和/或任何冷却装置冷却。在一些实施例中，填塞箱14和松弛烘箱26之间的距离可有助于冷却量。确切地说，填塞箱14和松弛烘箱26之间的更大距离可引起更冷却纤维丝束18，因为纤维丝束18可暴露于环境空气一段较长持续时间。在某些实施例中，纤维的玻璃化转变温度可为约40℃到约80℃，并且在具体实施例中，玻璃化转变温度在约60℃到约70℃的范围内，如约65℃。

一旦纤维丝束18在松弛烘箱26内部，其可加热到在约80℃到约190℃范围内的温度。在本公开的某些实施例中，纤维丝束18可被加热到约170℃的温度。在松弛烘箱26内，纤维丝束18可结晶并且收缩约5％至30％。然而，相比于在图2中示出的现有技术系统，本公开的纤维丝束18可保持呈紧凑形式而不会丧失大量的卷曲形状。结果，纤维丝束18可实现较高的蓬松度和CTU值，并从而引起较高的压缩支撑和蓬松。在某些实施例中，在离开松弛烘箱26之后但在切割之前，纤维丝束18可冷却到低于与纤维丝束18相关联的纤维的玻璃化转变温度。

在本发明的一个非限制性方面中，公开了用于形成包括多个机械卷曲纤维的纤维丝束的方法。方法包含(a)将包括多个基本上未卷曲纤维的纤维丝束朝向填塞箱传送，(b)赋予纤维丝束呈锯齿卷曲形状的初级机械卷曲，(c)将包括呈基本上紧密形式的多个基本上卷曲纤维的纤维丝束立即传送到松弛烘箱中；和(d)经由松弛烘箱加热纤维丝束以使纤维丝束结晶并收缩。在一个非限制性实施例中，方法进一步包括将离开松弛烘箱的纤维丝束冷却到低于纤维丝束的玻璃化转变温度的温度。在另一个非限制性实施例中，形成的纤维丝束的平均卷曲收缩比未进行步骤(c)的纤维丝束的平均卷曲收缩大至少40％。

图4a至图4c示出在图1方法的不同阶段的纤维丝束18的表示。确切地说，图4a描绘在离开填塞箱14之后并在进入松弛烘箱26之前纤维丝束18的实例。如图4a所示，在此阶段，图4a处于其最紧凑形式(即，具有最高蓬松度和CTU值)。图4b描绘纤维丝束18在离开松弛烘箱26之后并且在结晶和收缩已经开始之后，纤维丝束18的根据本公开的实例。如图4b所示，在此阶段，在纤维丝束18的二次卷曲22之间存在基本上低的分离度，并因此在公开实施例中保留了大部分的蓬松度和CTU。相比较而言，图4c描绘当使用现有技术系统时纤维丝束18在离开松弛烘箱之后的实例，其中已通过传送纤维丝束并使纤维丝束下落到烘箱皮带发生未松弛纤维丝束的开口。如图4c所示，纤维丝束18的二次卷曲22之间的分离基本上高于图4b中示出的纤维丝束18的二次卷曲22之间的分离。

因此，本公开提供一种在纤维丝束18在离开填塞箱14之后并在进入松弛烘箱26之前处理纤维丝束18以基本上增加蓬松度和CTU值的方法。此外，因为该方法涉及机械卷曲，所以可使用具有宽范围的dpf值和横截面的纤维。结果，公开方法可使用公开的纤维丝束增加产品的压缩支撑和蓬松，从而减少所用材料的量和生产成本。

本公开的纤维丝束可包含来自形成本领域已知聚合物的纤维的纤维。在一个非限制性实施例中，纤维可由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合的聚合物制成。此类纤维的非限制性实例包括可由聚酯制备的纤维，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸(PLA)和其共混物或共聚物。在一个实施例中，纤维可由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。在其它实施例中，纤维可由聚酰胺制成，所述聚酰胺包括尼龙5，6；尼龙6/6；尼龙6；尼龙7；尼龙11；尼龙12；尼龙6/10；尼龙6/12；尼龙DT；尼龙6T；尼龙61；和其共混物或共聚物。在另外的实施例中，纤维可由包括聚乙烯或聚丙烯的聚烯烃制成。

根据本发明的纤维的dpf值可在约0.5dpf到约40dpf的范围内。非限制性实例包括在如下范围内的dpf值：约0.5dpf到约30dpf、约0.5dpf到约20dpf、约0.5dpf到约10dpf、约0.5dpf到约5dpf、约0.5dpf到约3dpf、约0.5dpf到约2dpf、约0.5dpf到约1.5dpf、约1dpf到约10dpf、约1dpf到约5dpf、约1dpf到约3dpf、约5dpf到约30dpf、约5dpf到约20dpf、约5dpf到约10dpf、约5dpf到约40dpf以及约5dpf到约7dpf。在某些实施例中，系统10可与dpf值小于约10dpf的纤维一起使用，如小于约7dpf、小于约5dpf、小于约3dpf以及小于约1.5dpf。

本领域中众所周知的是，当dpf改变时，对于纤维如较高蓬松度和CTU值的性质可变化。对于高dpf纤维和低dpf纤维两者，本发明的纤维丝束显示出对CTU出乎意料的改进。

在本发明的一个方面中，公开了包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维的纤维丝束，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状，其中纤维的每长丝平均旦尼尔数大于约5，并且其中多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。在一个非限制性实施例中，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩在约40％到约75％的范围内。在另一个非限制性实施例中，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约50％。在另一个非限制性实施例中，纤维的dpf值在约5dpf到约7dpf的范围内并且平均卷曲收缩大于50％。

在本发明的另一方面中，公开了包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维的纤维丝束，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状，其中纤维的每单丝平均旦尼尔数小于约5，并且其中多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。在一个非限制性实施例中，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩在约30％到约75％的范围内。在另一个非限制性实施例中，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。在另一个非限制性实施例中，多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约50％。在另一个非限制性实施例中，纤维的dpf值在约1dpf到约3dpf的范围内并且平均卷曲收缩大于40％。

根据本公开，本文公开的机械卷曲纤维丝束可用于多种不同的产品，包括织造产品和非织造产品两种。根据最终用途，纤维丝束可以毛边、连续形式切割或使用。产品的非限制性实例包括：成品床上用品，如枕头、羽绒被、棉被和被子；家具部件，如座位垫子和椅子背衬；玩具的填充物；睡袋；和服装，如外衣、热产品以及隔热衣物。在一些实施例中，隔热衣物可包括衬衫、裤子和任何其它服装制品。

在一些实施例中，成品床上用品如枕头可包含多个短纤维束。如本文所使用，“短纤维束”是指可切割成约5mm到约200mm的长度的纤维丝束的片段。在一些实施例中，短纤维束的长度可在例如约10mm到约175mm、约15mm到约150mm、约20mm到约125mm、约25mm到约100mm以及约25mm到约76mm的范围内。在一个实例中，短纤维束的长度为约32mm。在另一个实例中，短纤维束的长度为约64mm。在某些实施例中，枕头的长度和宽度可为约20″×26″，并且可填充有约10oz到60oz的短纤维束。对于较低旦尼尔枕头(约1dpf至2dpf)，在枕头中的多个短纤维束可具有约22oz到45oz的重量范围。对于较高旦尼尔枕头(约6dpf)，在枕头中的多个短纤维束可具有约10oz到26oz的重量范围。

为了说明公开系统和现有技术系统之间的差异，进行了许多测试。应注意的是，多个参数有助于赋予初级卷曲和二次卷曲如下特性，尤其包括纤维取向、进入卷曲轮中的丝束温度、在填塞箱内部时的热量以及由填塞箱盖赋予丝束的压力量。然而，在以下所述的测试期间所有这些参数是固定的。使用相同的设备背靠背运行使用在图2中所述的现有技术系统的对照测试和使用在图3中所述的公开系统的增强测试。对照测试和增强测试之间的唯一差别是在纤维丝束离开填塞箱之后如何处理纤维丝束。

在测试期间，对于对照测试和增强测试中的每个测试使用两种不同的样品：(1)6dpf样品和(2)1.2dpf样品。测试包括三种不同的测量：(1)枕头蓬松度测量，(2)总蓬松度范围测量(TBRM)和(3)卷曲收缩(CTU)。出于本公开的目的，以下详细描述用于枕头蓬松度、TBRM蓬松度和CTU的测量方法。

通过首先将预定量的纤维(例如，18oz)放入枕套中执行枕头蓬松度测量。然后，将形成的枕头铺设在负载敏感台上用于测量。在零负载下时，测量在其长度中心处的枕头高度Ho(例如，中心高度)。接下来，经由代表在枕头上休息的人头部的近似的具有4-英寸直径的压脚向将约10磅的负载施加到枕头的长度中心。然后在负载之后，测量枕头的中心高度H_L。最后，比较Ho值和H_L值。具有较高H_L值的纤维可具有较高的枕头蓬松度。应注意的是，此方法可认为是“受限蓬松度”测量，因为纤维受限在柔性结构(即，枕套)内。

对于枕头蓬松度测试，制备稍微不同的1.2dpf和6dpf样品。1.2dpf纤维丝束具有短的切割长度并且吹入当平整时测量约20×26英寸的220线数棉枕套中。将约22盎司的切割纤维丝束吹入枕套中以制备枕头。在另一方面，6dpf纤维丝束具有长切割长度并且经梳理且辊压以制备纤维棉絮。约18切割盎司的纤维丝束用于制备纤维棉絮。

通过切割6英寸正方形的纤维丝束并且以交叉铺网方式堆叠正方形直到其总重量为约20克来执行TBRM蓬松度测量。然后，整个区域在具有约50磅(22.7千克)下压缩在Instron中。记录在0.001磅/平方英寸(对于BL₁)和0.2磅/平方英寸(对于BL₂)(分别为0.00007千克/平方厘米和0.014千克/平方厘米)表压的负载下高度的堆叠高度(在2磅的负载下在一个调节循环之后)。在0.001psi下的负载为约0.036lbs，并且在0.2psi下的负载为约7.2lbs。BL₁为初始高度或蓬松度，并且为填充能力的量度，同时BL₂为在负载下的高度或残余蓬松度，并且为支撑蓬松度的量度。产生较高BL₂值的纤维可具有较高的TBRM蓬松度。应注意的是，此方法可被认为是“不受限制的蓬松度测量”，因为纤维不受外部限制。

通过将纤维丝束切割成单长丝纤维或10根长丝和50根长丝之间的小束(本文中称为长丝束)来执行卷曲收缩(CTU)测量。然后随机选择二十根长丝束。在松弛状态(即，未拉伸)和在完全拉伸状态(即，拉伸到基本上未卷曲状态)下测量每个长丝束。具体来说，将每个长丝束放置在附接到滑动直尺的镊子之间以保持长丝束的第一末端。当长丝束处于松弛状态时，测量松弛长度L₁。仅有长丝束的重量用于测定松弛长度L₁。然后，用另一个镊子牵拉并拉伸长丝束的第二末端直到牵拉出所有的初级卷曲和二次卷曲。当长丝束处于完全拉伸状态时，测量拉伸长度L₀。在以下方程(以下方程2)中使用松弛长度L₁和拉伸长度L₀两者计算每个长丝束的CTU值。计算二十个随机选择的长丝束中的每个的CTU值，并且然后进行平均以获得长丝束的平均CTU值。

方程2

如下文所示，表1和表2编辑从测试收集的数据。结果说明在表之后。在表1和表2中使用的术语“硅化”意指聚酯纤维的表面涂布有硅氧烷聚合物。硅氧烷(也称为有机硅氧烷或聚硅氧烷)与聚酯纤维粘结良好并且减少摩擦以改进制品的耐久性和手感。硅氧烷涂层粘附到纤维并且在重复洗涤之后不会脱落。还通过使纤维更易于滑过彼此并且弹回到原始位置而不是套叠来提供高蓬松非织物的耐久性

表1：通过枕头压缩进行蓬松度评估

注释：在10lbs下对于0％蓬松度的枕头，在17oz和18oz之间的内插重量为17.6oz，其中重量减少20％。

表2：通过TBRM和卷曲指数(卷曲收缩，CTU)的蓬松度评估

表3：样品的每英寸卷曲数

如表1和表2所示，对于1.2dpf样品，相比于由对照形成的枕头，增强型枕头蓬松度值改进大于100％。确切地说，相比于对照的1.5英寸，增强型的枕头蓬松度为3.1英寸。枕头蓬松度测试的结果还示出至少约20％的有效重量减少。TBRM蓬松度数据未包括在本公开中，因为由于1.2dpf样品的短切割长度，其难以进行TBRM测试。当相比于对照的CTU值时，对于1.2dpf样品的CTU值示出增强型样品增加55％。具体来说，相比于对照的29％的CTU值，增强型样品的CTU值为45％。

对于6.0dpf样品，相比于由对照形成的枕头，增强型枕头蓬松度值改进大于40％。确切地说，相比于对于对照的2.2英寸，增强型样品的枕头蓬松度为3.2英寸。枕头蓬松度测试的结果还示出约20％的有效重量减少。相比于对照，增强型样品的TBRM蓬松度大于35％。确切地说，相比于对于对照的0.48英寸，增强型样品的支撑蓬松度值为0.66英寸。当相比于对照的CTU值时，对于6.0dpf样品的CTU值显示出增强型样品增加42％。具体来说，相比于对于对照的CTU值为37％，增强型的CTU值为53％。

现有技术的许多优点可与公开的纤维丝束和在机械卷曲纤维丝束中的方法相关联。公开纤维丝束在所有旦尼尔范围内可具有增加的蓬松度和CTU值。确切地说，公开的纤维丝束在低于约5dpf的旦尼尔范围内可具有增加的蓬松度和CTU值。此外，所公开的系统可允许较少的材料用于非织造产品，从而减少生产成本和环境空间。

对本领域的技术人员将清楚的是，可对所公开的纤维丝束作出各种修改和变化。本领域的技术人员根据对本说明书的考虑和对所公开纤维丝束的实践将清楚其它实施例。希望本说明书和实例仅被视为例示性的，其中真实范围由以下权利要求书和其等效物来指示。

Claims (29)

1.一种纤维丝束，其包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状，其中所述纤维的每单丝平均旦尼尔数大于约5，并且其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。

2.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩在约40％到约75％的范围内。

3.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约50％。

4.根据权利要求1所述的纤维丝束，其进一步包含具有约2个卷曲/英寸到约20个卷曲/英寸的二次卷曲。

5.根据权利要求4所述的纤维丝束，其中所述二次卷曲值在约4个卷曲/英寸到约8个卷曲/英寸范围内。

6.根据权利要求4所述的纤维丝束，其中所述初级卷曲与所述二次卷曲的比率在约20∶1到约2∶7的范围内。

7.根据权利要求4所述的纤维丝束，其中所述初级卷曲与所述二次卷曲的所述比率在约5∶1到约5∶7的范围内。

8.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述纤维由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合的聚合物制成。

9.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

10.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述纤维的dpf值在约5dpf到约40dpf的范围内。

11.根据权利要求1所述的纤维丝束，其中所述纤维的dpf值在约5dpf到约7dpf的范围内并且平均卷曲收缩大于50％。

12.一种纤维丝束，其包含具有初级卷曲的多个机械卷曲纤维，所述初级卷曲具有锯齿卷曲形状，其中所述纤维的每单丝平均旦尼尔数小于约5，并且其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约30％。

13.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩在约30％到约75％的范围内。

14.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约40％。

15.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述多个机械卷曲纤维的平均卷曲收缩大于约50％。

16.根据权利要求12所述的纤维丝束，其进一步包含具有约2个卷曲/英寸到约20个卷曲的二次卷曲。

17.根据权利要求16所述的纤维丝束，其中所述二次卷曲值在约4个卷曲/英寸到约8个卷曲/英寸范围内。

18.根据权利要求16所述的纤维丝束，其中所述初级卷曲与所述二次卷曲的所述比率在约20∶1到约2∶7的范围内。

19.根据权利要求16所述的纤维丝束，其中所述初级卷曲与所述二次卷曲的所述比率在约5∶1到约5∶7的范围内。

20.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述纤维由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合的聚合物制成。

21.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

22.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述纤维的dpf值在约0.5dpf到约5dpf的范围内。

23.根据权利要求12所述的纤维丝束，其中所述纤维的dpf值在约1dpf到约3dpf的范围内并且平均卷曲收缩大于40％。

24.一种制品，其包含权利要求1至权利要求24中任一项所述的多个纤维丝束。

25.一种枕头，其包含权利要求1至权利要求24中任一项所述的多个纤维丝束。

26.一种棉絮，其包含权利要求1至权利要求24中任一项所述的多个纤维丝束。

27.一种用于形成包括多个机械卷曲纤维的纤维丝束的方法，所述方法包含：

a)将包括多个基本上未卷曲纤维的纤维丝束朝向填塞箱传送；

b)赋予所述纤维丝束呈锯齿卷曲形状的初级机械卷曲；

c)将包括呈基本上紧密形式的多个基本上卷曲纤维的所述纤维丝束立即传送到松弛烘箱中；以及

d)经由所述松弛烘箱加热所述纤维丝束以使纤维丝束结晶并收缩。

28.根据权利要求27所述的方法，其进一步包括将离开所述松弛烘箱的纤维丝束冷却到低于所述纤维丝束的玻璃化转变温度的温度。

29.根据权利要求27所述的方法，其中形成的所述纤维丝束的所述平均卷曲收缩比未进行步骤(c)的纤维丝束的所述平均卷曲收缩大至少40％。