CN109996913B - 风干棉絮隔热物 - Google Patents
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Abstract
一种包含非织造布网的风干棉絮。该棉絮包含75至97.5wt%的纤维混合物及2.5至25wt%的包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物的树脂,其中该树脂存在于该棉絮的第一表面及在该棉絮的第二表面,该第二表面与该第一表面平行,且其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。亦提供制品,其包含该风干棉絮及制造该风干棉絮的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求以下优先权:于2016年10月31日所申请的美国临时专利申请号62/415,137,其在此以全文引用方式并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及风干棉絮、包含该棉絮的制品及制造该棉絮的方法。
背景技术
为制造棉絮(例如合成棉絮,诸如聚酯棉絮),使用粘合树脂或低熔点纤维以将纤维网结合在一起,由此强化且给予该棉絮结构和/或强度。所用的树脂及粘合纤维需要热以将该纤维结合在一起。实际上,这通过将网通过烘箱而完成。典型所用的烘箱为单程、3程或5程烘箱(亦即,该网通过该烘箱1次、3次或5次)。来自烘箱的热固化该树脂,和/或熔融该粘合纤维,致使松散纤维粘结在一起。为使隔热物穿过该烘箱,该烘箱的两端皆为开放的。因此,热旋即逸散且需要使用过量的能量以维持烘箱中所希望的温度。具有大于一级的烘箱会让更多热逸散。由于烘箱典型地使用油、煤、电或气体加热,先前技术中用于制造棉絮的方法是高耗能的、会通过释放归因于组成的一氧化碳而污染环境,以及会耗尽不可再生资源。除了其高能量使用,特别就其开放端而言,烘箱会产生危险环境,引起例如潜在燃烧及热衰竭的风险。
因此,存在对于新颖棉絮及制造该棉絮的方法的需求,该方法需要较少能量支出、对能源(包括不可再生资源)负担较轻,及避免了上述的危险环境风险。
尽管已论述过常规技术的某些方面有助于本发明的内容,但申请人决不旨在放弃这些技术方面,且预期所主张的发明可涵盖一或多个常规技术方面。
在本说明书中,在参考或论述已知文献、法案或项目时,此参考或论述并非承认已知文献、法案或项目或其任何组合处于优先权日期、可公开获得、为公众所知、为公共常识的一部分或以其他方式在可适用法令规定下构成先前技术;或已知与解决本说明书所涉及的任何问题的尝试有关。
发明内容
简单地说,本发明满足了对于改良的棉絮及制造该棉絮的方法的需求,该方法需要较少能量支出、对能源(例如不可再生资源)负担较轻,和/或避免了与用于制造该棉絮相关的危险环境风险。在解决这些问题时,本发明的棉絮及方法的实施方案有利地被认为是环保的,特别是相较于先前技术中的方法。
本发明可解决上文所论述的一个或多个技术问题和缺陷。然而,预期本发明可用于解决许多技术领域中的其他问题和缺陷。因此,所要求的发明不应解释为限于解决本文中论述的任何特定问题或缺陷。
在第一方面中,本发明提供一种包含非织造布网的风干棉絮,该棉絮包含:
-75至97.5wt%的纤维混合物;和
-2.5至25wt%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物,
其中该树脂存在于该棉絮的第一表面及在该棉絮的第二表面,该第二表面与该第一表面平行,且其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
在第二方面中,本发明提供一种包含根据本发明第一方面的风干棉絮的制品。
在第三方面中,本发明提供一种制造根据本发明第一方面的风干棉絮的方法,该方法包括:
-由纤维混合物形成非织造布网及任选地层叠二或更多网层,由此产生具有第一表面及与该第一表面平行的第二表面的中间棉絮隔热结构;
-将包含下列的树脂溶液施涂至该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;
-20至80vol.%的可溶于水的快干溶剂;及
-0至70vol.%的水,
由此形成施涂有溶液的棉絮结构;且
-使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,因而形成包含75至97.5wt%的纤维混合物及2.5至25wt%的树脂的风干棉絮,其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
本发明所公开的棉絮、包含棉絮的制品及制备棉絮的方法的某些实施方案具有若干特征,并非单一特征即可单独实现其所需属性。在不限制如由以下权利要求所限定的棉絮、制品及方法的范围的情况下,现将简要地论述其较突出的特征。在考虑此论述后,且特别地,在阅读了本说明书中题为“具体实施方式”的部分后,本领域技术人员将理解本文所公开的各种实施方案的特征如何提供优于目前先进技术的许多优势。例如,该棉絮的实施方案提供商业可得棉絮的环保的替代方案,通过需要较少能量支出、对能源负担较轻,和/或避免危险环境风险的方法制造。棉絮的实施方案可用于制作各种制品,包括服装、外衣、鞋类等。
本发明的这些及其他特征及优势将从结合随附权利要求及随附附图进行的以下本发明各种方面的详细描述而变得显而易见。
附图简单说明
在下文中将结合以下附图描述本发明,附图未必按比例绘制,其中以相同或类似附图标记标注相同或类似元件,并且
图1A为本发明棉絮实施方案10的俯视照片。
图1B为图1A描绘的本发明棉絮实施方案10的俯视照片的线描图。
图2A为本发明棉絮实施方案10的侧视照片。
图2B为图2A描绘的本发明棉絮实施方案10的侧视照片的线描图。
图3A为披盖在一结构上的本发明棉絮实施方案10的照片。
图3B为图3A的披盖在一结构上的本发明棉絮实施方案10的照片的线描图。
图4A为本发明棉絮实施方案10的剖面照片。
图4B为图4A的本发明棉絮实施方案10的剖面照片的线描图。
图5为本发明棉絮实施方案10的简易剖面图。
图6为本发明棉絮实施方案20的简易剖面图。
具体实施方式
以下参照在随附附图中说明的非限制性实施方案更充分地解释本发明的方面及其某些特征、优势及细节。省略熟知材料、制造工具、加工技术等的描述,以便不会不必要地混淆本发明的细节。然而,应理解,详细描述及特定实施例在指示本发明的实施方案时仅是用于说明而非用于给出限制。对本领域技术人员而言,在潜在发明概念的精神和/或范围内的各种替代、修改、添加和/或布置由本公开内容显而易见。
在第一方面中,本发明提供一种包含非织造布网的风干棉絮,该棉絮包含:
-75至97.5wt%的纤维混合物;及
-2.5至25wt%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物,
其中该树脂存在于该棉絮的第一表面及在该棉絮的第二表面,该第二表面与该第一表面平行,且其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
本发明棉絮的某些实施方案通过制造根据本发明第三方面的风干棉絮的方法所制造(下列将详细描述),其总体上包含从纤维混合物形成非织造布网(及任选地层叠二或更多网层),由此产生具有第一表面及与该第一表面平行的第二表面的中间棉絮隔热结构;将特定的树脂溶液施涂至第一表面及第二表面,由此形成施涂有溶液的棉絮结构;且使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气(风干),由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,因而形成风干棉絮,其中该树脂及该纤维混合物形成经结合结构,如此该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
简单来说,本发明提供具有“可操作性”的棉絮实施方案,其中在该棉絮的纤维混合物内的纤维经由来自树脂溶液的树脂充分粘附在一起,以形成离散的棉絮结构,其具有结构完整性且能够原样操作及使用而不会散开或破坏该棉絮的结构完整性以致其不适于最终用途(例如制品内的隔热)。如下所述,粘合纤维任选地包含在本发明棉絮的实施方案中,且热处理任选地用在制备该棉絮的方法中。然而,申请人的测试显示即使在完全不含粘合纤维且未经任何热处理而制造的某些实施方案中,令人惊讶地,取代传统棉絮(例如,经热结合的),本发明棉絮具有好的结构完整性及可操作性,且可呈非经热结合形式容易地单独使用。
如下所述,在某些实施方案中,如下形成本发明的风干棉絮:通过将树脂溶液施涂至第一棉絮表面及第二棉絮表面,然后使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液蒸发且因而形成本发明棉絮的实施方案。在某些方法中,该溶液包含15至60vol%的树脂,其包含经交联的丙烯酸聚合物;20至80vol.%的可溶于水的快干溶剂;及0至70vol.%的水。这些实施方案典型地涉及以空气固化的溶液将中间物喷涂到该棉絮(例如非织造布网或由二或更多层叠的非织造布网构成的层叠棉絮结构)-其迅速干燥(例如在某些实施方案中其在5-20分钟内干燥)且该树脂粘附至该纤维混合物中的纤维,在表面留下经交联聚合物,其与纤维混合物一起形成经结合棉絮。换句话说,若非经交联聚合物使棉絮中的纤维维持在一起,纤维将不会维持在一起,由此获得环保的棉絮,其不需要技术领域中与热处理有关的能量支出,该热处理用来熔融粘合纤维或固化且将用于棉絮的纤维结合在一起。
本发明棉絮的实施方案提供低密度、高蓬松度、绝热棉絮,其具有适于用在制品中的希望的悬垂性及压缩性特征,制品包括尤其是服装(例如服装,如冷天气服装服饰、手套等)、寝具(例如被子及床罩)、枕头、衬垫及睡袋。
在某些方面中,本发明的风干棉絮包含含有纤维混合物的单一非织造布网。例如在图5的例子中就是这种情况,图5为本发明棉絮实施方案10的简易剖面图。所描绘的棉絮10包含单一非织造布网12。棉絮10具有第一表面2及第二表面4,其对应非织造布网12的第一及第二表面。
在其他实施方案中,本发明棉絮包含二或更多层叠的非织造布网。例如在图6的例子中就是这种情况,图6为本发明棉絮实施方案20的简易剖面图。所描绘的棉絮20包含三个层叠的非织造布网12、14及16。棉絮20具有第一表面2及第二表面4'。如所见,在层叠的棉絮20中,第二表面4'对应非织造布网16的表面。在所描绘的实施方案20中,非织造布网12及14互相直接接触,非织造布网14及16亦同。
在某些实施方案中,本发明棉絮包含1、2、3、4、5或6个非织造布网。当棉絮中使用单一非织造布网时,该棉絮亦可称作非层叠棉絮。当使用多个(亦即2或更多)非织造布网时,该棉絮亦可称作层叠棉絮。当超过一个非织造布网存在于本发明棉絮中时,非织造布网的纤维组合物可相同或不同。
在各种实施方案中,当树脂溶液施涂至棉絮的第一及第二表面时,其渗透至棉絮的内部。因此,在某些棉絮实施方案中,树脂存在于该棉絮的整个厚度(例如图2A,其存在于棉絮10的整个厚度X)。在某些实施方案中,该树脂从其施涂的表面穿透该棉絮厚度方向0.5mm至30mm(例如,0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30mm),包括在其中的任何及所有范围及子范围。例如,在某些实施方案中,该树脂从该棉絮的第一表面朝向该棉絮的第二表面穿透该棉絮厚度方向0.5mm至30mm(例如,0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30mm),包括在其中的任何及所有范围及子范围,和/或该树脂从该棉絮的第二表面朝向该棉絮的第一表面穿透该棉絮厚度方向0.5mm至30mm(例如,0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30mm),包括在其中的任何及所有范围及子范围。
本发明棉絮包含75至97.5wt%(例如,75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97或97.5wt%)的纤维混合物,包括在其中的任何及所有范围及子范围;及2.5至25wt%(例如,2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25wt%)的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
如上述所用,树脂溶液包含丙烯酸聚合物(例如自交联丙烯酸聚合物)。在各种实施方案中,自交联丙烯酸聚合物为“丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物”,其意指包含来自单体丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元的聚合物。典型地,丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物得自包含含有丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的单体的反应混合物的聚合反应。
在某些实施方案中,包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物的树脂包含羧酸基。在某些实施方案中,包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物的树脂不包含羟基。
在某些实施方案中,包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物的树脂不包含任何碳水化合物部分。在某些实施方案中,包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的经交联共聚物的树脂不包含任何非聚合单体。
在某些实施方案中,树脂为根据本文描述的任何实施方案的丙烯酸聚合物或与本文描述的任何实施方案的丙烯酸聚合物有同样的性质,其中该树脂具有一或多种下列特性,包括其任何组合:
-自交联;
-包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯单体;
-包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的共聚物;
-不包含任何碳水化合物部分;
-不包含甲醛;
-不包含烷基酚(例如烷基酚聚氧乙烯醚(APEO));
-具有约6.0至约10.0(例如pH为6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10.0)的pH,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如pH为约7.5-8.5);
-包含非离子和/或阴离子乳化剂;
-不包含阳离子化合物或其残基;
-具有45%至55%的固体含量,包括其中的任何及所有范围及子范围,例如为45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%;
-具有-30℃至+30℃(例如,-30、-29、-28、-27、-26、-25、-24、-23、-22、-21、-20、-19、-18、-17、-16、-15、-14、-13、-12、-11、-10、-9、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30℃)玻璃化转变温度(Tg),包括其中的任何及所有范围及子范围(例如-20至10℃、-18至0℃等);
-具有0.90至1.20的比重,包括其中的任何及所有范围及子范围,例如为0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.0、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.10、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19或1.20;
-具有使得树脂可浇注的粘度;
-未完全交联;
-具有当施涂至中间棉絮隔热结构的表面时,在某些实施方案中,即使不存在甲醛,仍持续交联的特性(例如,在室温下);
-允许柔软手触感及好的悬垂性;
-具有在施涂至表面时能够持续交联数小时(例如在25℃及环境条件下达48小时)的特性;
-在水中可稀释;
-具有205 F至220 F的沸点,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219或220 F);
-具有比乙醚慢的蒸发速率;
-具有8至10lb./gal(例如,8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10.0lb./gal)的重量,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,8.30-9.20lb./gal);
-当在25℃下保存至少7天(例如,至少6个月或至少12个月)为稳定的;
对本领域技术人员而言清楚的是,在包含单一非织造布网的本发明棉絮的某些实施方案中,纤维混合物及树脂的整体可包含在该单一非织造布网中(包括在其第一及第二表面上)。另一方面,在包含多个非织造布网的实施方案中,虽然树脂的分布可随层改变,纤维混合物及树脂的整体可包含在多个非织造布网中(包括在通过多个网所形成的层叠棉絮的第一及第二表面上)。事实上,在本文提供的多层棉絮的某些实施方案中,贡献于棉絮的第一或第二表面的非织造布网会比非邻近棉絮的第一或第二表面的网包含更高浓度的树脂(例如,在图6中,非织造布网12贡献于棉絮20的第一表面2,且非织造布网16贡献于棉絮20的第二表面4';在某些实施方案中,非织造布网12及16包含比内部非织造布网14更高浓度的树脂)。
在某些实施方案中,纤维混合物包含合成纤维。本领域技术人员相当熟悉许多合成纤维,且视希望棉絮和/或该棉絮意欲引入其中的制品的性质选择适当合成纤维用于本发明棉絮的实施方案中绝对在本领域技术人员的范围之内。本发明棉絮的实施方案可包含任何本领域中已知的合成纤维,因为其有益纺织材料的制备。在某些实施方案中,可用于本发明的非专属的合成纤维选自尼龙、聚酯、聚丙烯、聚乳酸(PLA)、聚丙烯酸丁酯(PBA)、聚酰胺、腈纶、醋酸酯、聚烯烃、尼龙、人造丝、莱赛尔纤维、芳纶、氨纶、粘胶及莫代尔纤维,及其组合。在特定实施方案中,合成纤维包含聚酯纤维。例如,在某些实施方案中,聚酯选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸六氢化对苯二甲酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚-1,4-环亚己基二亚甲基(poly-1,4-cyclohexelyne dimethylene)(PCDT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)及对苯二甲酸酯共聚酯,其中至少85摩尔百分比的酯单元为对苯二甲酸乙二醇酯或对苯二甲酸六氢化对苯二甲酯单元。在一特定实施方案中,聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。在某些实施方案中,合成纤维包含原生纤维。在某些实施方案中,合成纤维包含再生纤维(例如,再生聚酯纤维)。
纤维混合物包含0至100wt%的合成纤维,例如,包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,10至100wt%、30至100wt%、51至100wt%、40至90wt%、20至80wt%等)。在某些实施方案中,纤维混合物包含大于50、55、60、65、70或75wt%的合成纤维。
一般来说,纤维可经卷曲或未经卷曲。各种卷曲,包括螺旋及标准(例如平面)卷曲,是本领域中已知的。
在某些实施方案中,合成纤维为短纤维(即,具有标准化长度的纤维)。例如,在某些实施方案中,合成纤维具有如下的纤维长度:12mm至70mm,例如,为12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70mm,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
虽然纤维可为线型且任选地具有卷曲,在某些实施方案中,本发明棉絮包含具有希望形状的纤维,其并非线型或具有卷曲的线型。虽然发明本领域技术人员熟悉各种供纤维选择的希望形状,其预期用于本发明的实施方案,某些非限制性的实施例包括Y型纤维、蝶型纤维等。
旦为测量单位,定义为9000米纤维或纱线的以克为单位的重量。其为指定纤维或纱线的重量(或大小)的通常方式。例如,1.0旦的聚酯纤维典型地具有大致10微米的直径。细旦纤维为旦为1.0或小于1.0的纤维,而粗旦纤维的旦大于1.0。
在某些实施方案中,合成纤维具有为0.7旦至8.0旦的旦,包括在其中的任何及所有范围及子范围。例如,在某些实施方案中,合成纤维具有为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0旦的旦,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
在某些实施方案中,合成纤维包含细旦纤维(例如,具有为0.7至1.0旦的旦的纤维)。在某些实施方案中,合成纤维包含粗旦纤维(例如,具有为1.1至8.0旦的旦的纤维)。在某些实施方案中,合成纤维包含细旦纤维及粗旦纤维。
在某些实施方案中,合成纤维包含硅化纤维。术语“硅化”意谓纤维涂布有含硅组合物(例如,硅酮)。硅化技术为本领域熟知的,且例如描述于美国专利第3,454,422号中。可使用本领域已知的任何方法施涂含硅组合物,例如喷涂、混合、浸渍、填补等。含硅(例如,硅酮)组合物可包括有机硅氧烷或聚硅氧烷,其结合至纤维的外部部分。在某些实施方案中,硅酮涂层为聚硅氧烷,诸如甲基氢聚硅氧烷、经改性的甲基氢聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或经氨基改性的二甲基聚硅氧烷。如本领域所知,该含硅组合物可直接施涂至纤维,或可在施涂前用溶剂稀释为溶液或乳液,例如聚硅氧烷的含水乳液。在处理后,可使涂层干燥和/或固化。如本领域所知,可使用催化剂加速含硅组合物(例如,含有Si-H键的聚硅氧烷)的固化,且为方便起见,可将催化剂添加至含硅组合物乳液中,且使用所得组合处理合成纤维。适合的催化剂包括羧酸的铁、钴、锰、铅、锌及锡盐,诸如乙酸盐、辛酸盐、环烷酸盐及油酸盐。在某些实施方案中,在硅化后,可使纤维干燥以去除残余溶剂且然后任选地将其加热至65℃与200℃之间以固化。
在纤维混合物中,0至100wt%的纤维为硅化纤维,例如,0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,20至95wt%、25至90wt%、30至90wt%、40至85wt%、51至90wt%等)。在某些实施方案中,硅化纤维为聚乙烯纤维。
持久防水剂(DWR)处理为技术领域中所熟知,且提供经处理的组分防水性。本领域技术人员熟悉各种DWR处理,其中任一种可任选地用在与本发明相关的纤维群上。在某些实施方案中,用于本发明棉絮的纤维(亦可称作经DWR处理的纤维或防水纤维)已用乙酸锆的聚合物溶液处理,其可赋予持久防水性质同时最小化和/或避免对纤维表现的负面效果。在某些实施方案中,经持久防水剂处理的纤维经防水剂、抗菌、低摩擦固化乙酸锆精整,如此纤维在洗涤后具有改良的可干燥性及对结块有提升的操作性及耐性。与本发明相关可用作DWR处理的乙酸锆溶液的实例公开于美国专利号4,537,594。在某些实施方案中,用持久防水剂处理的纤维在湿式浴中或经干喷涂方法处理。在某些实施方案中,该处理包含表面能改性技术,其如技术领域中已知者,可包括例如等离子体处理。这些处理或方法解释于美国专利号4,869,922,美国专利号5,262,208,美国专利号5,895,558,美国专利号6,416,633,美国专利号7,510,632,美国专利号8,309,033,美国专利号8,298,627。
在某些实施方案中,合成纤维包含至多15wt%的不同于主要构成该合成纤维的合成材料的粒子或材料。例如,在某些实施方案中,合成纤维包含0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、13.7、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9或15.0wt%的不同于主要构成该合成纤维的合成材料的粒子或材料,包括其中的任何及所有范围及子范围。在某些实施方案中,粒子或材料包含在聚合物基质中(例如包封在其中),该聚合物基质代表主要包含在该合成纤维的合成材料。在某些实施方案中,纤维混合物中的合成纤维包含气凝胶纤维,其如国际申请案公开号WO 2017/087511所述。
在某些实施方案中,棉絮的纤维混合物包含天然纤维。例如,在某些实施方案中,纤维混合物包含一或多种选自下列的成员:羊毛、棉花、天丝、木棉(类棉花的绒毛,其得自木棉树的种子,使用前可任选地经进一步处理)、亚麻、动物毛发、丝及羽绒(例如鸭或鹅羽绒)。
纤维混合物包含0至100wt%的天然纤维,例如,0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,0至50wt%、1至40wt%、5至25wt%、30至60wt%等)。在某些实施方案中,纤维混合物包含少于50、40、30、20或10wt%的天然纤维。
在某些实施方案中,纤维混合物包含合成纤维及天然纤维。
在某些实施方案中,纤维混合物包含:
-50至90wt%的硅化合成纤维(例如聚酯纤维)(例如,50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围),其具有40至60mm的纤维长度及0.6至1.0旦的旦数(例如,0.6、0.7、0.8、0.9或1.0旦,包括其中的任何及所有范围及子范围);
-10至50wt%的非硅化纤维(例如,天然和/或合成纤维,诸如聚酯)(例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围),其具有40至60mm的纤维长度及2.5至5.0旦的旦数(例如,2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5.0旦,包括其中的任何及所有范围及子范围);及
-0至40wt%(例如,0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40wt%,包括其中的任何及所有范围及子范围)的硅化粗旦合成纤维(例如聚酯纤维),其具有40至70mm的纤维长度及大于1.0的旦数。在某些实施方案中,硅化粗旦纤维具有大于或等于3.0的旦数。
在某些实施方案中,纤维混合物包含:
-35至80wt%粗旦纤维(例如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80wt%),包括在其中的任何及所有范围及子范围;及
-25至65wt%粗旦纤维(例如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64或65wt%),包括在其中的任何及所有范围及子范围。
细旦及粗旦纤维可独立地经硅化或未经硅化。例如,对细旦纤维,0至100wt%(例如,0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100wt%,包括在其中的任何及所有范围及子范围)的纤维硅化;对粗旦纤维0至100wt%(例如,0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100wt%,包括在其中的任何及所有范围及子范围)的纤维硅化。
如上所述,本发明提供棉絮实施方案,其中,即使未经热处理(例如,未经任何纤维熔融及在棉絮中结合至其他纤维),棉絮中的纤维彼此充分地粘附在一起,以形成离散的棉絮结构,其具有结构完整性且可原样被操作及使用而不会散开或破坏该棉絮的结构完整性以致其不适于最终用途。因此,在某些实施方案中,纤维混合物不含粘合纤维。在某些实施方案中,非织造布网不含粘合纤维。在某些实施方案中,棉絮不含粘合纤维。
在某些实施方案中,棉絮不含任何熔融纤维。
在某些实施方案中,棉絮中(或棉絮的非织造布网中)没有纤维经由纤维混合物中纤维的熔融而彼此粘附在一起。这与当该纤维混合物包含,例如粘合纤维,且网经热处理以熔融该粘合纤维且致使其与其他包含在非织造布网中的该纤维混合物中的纤维粘附在一起的情况不同。在某些实施方案中,棉絮中的纤维皆未彼此粘附,除非经由包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物的树脂。在某些实施方案中,90wt%或更多(例如,大于或等于90、91、92、93、94、95、96、97、98或99wt%)的存在于棉絮中的纤维仅经由包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物的树脂彼此粘附。
虽然上述讨论的某些实施方案不含粘合纤维或其他经热熔融纤维,其他本发明的实施方案包含粘合纤维。例如,偶尔,本领域技术人员可能希望使用利用经交联聚合物以形成环境温度风干棉絮的本发明概念,其中纤维经由树脂粘附,如此该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性,但也希望使用粘合纤维。事实上,当使用风干树脂以赋予结构完整性允许排除粘合纤维及热处理以形成棉絮,在某些实施方案中,本领域技术人员可能仅希望减少或补充所用的粘合纤维和/或热处理。因此,在某些实施方案中,纤维混合物包含粘合纤维。
在某些实施方案中,纤维混合物包含1至25wt%的合成粘合纤维,该粘合纤维具有低于存在于混合物中的合成聚合纤维的软化温度的结合温度。
在某些实施方案中,合成粘合纤维构成纤维混合物的例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25wt%,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
在某些实施方案中,合成粘合纤维具有1.5至4.0旦的旦数,例如1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4.0旦,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,2.0-2.2旦)。
在某些实施方案中,粘合纤维具有38至105mm的短纤维切断长度,包括在其中的任何及所有范围及子范围。例如,在某些实施方案中,长度38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104或105mm,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,38-51mm)。
如上所示,粘合纤维具有低于合成纤维的软化温度的结合温度。在某些实施方案中,粘合纤维具有小于或等于200℃的结合温度。在某些实施方案中,粘合纤维具有50℃至200℃的结合温度,包括在其中的任何及所有范围及子范围。在某些实施方案中,粘合纤维具有80℃至150℃的结合温度。在某些实施方案中,粘合纤维具有100℃至125℃的结合温度。
在某些实施方案中,粘合纤维包含低熔点聚酯纤维。
在某些实施方案中,粘合纤维为包含皮及芯的双组分纤维,其中该皮包含具有比芯低的熔点的材料。
在某些实施方案中,本发明的棉絮已经过热处理,以便熔融粘合纤维的全部或一部分,由此形成经热结合的网型棉絮。本领域技术人员应理解,在这些实施方案中,虽然在棉絮的纤维混合物中记载”粘合纤维(binder fibers)”,但纤维可为完全或部分熔融纤维,如与呈其原始、预先热处理形式的粘合纤维相反。
如上所述,本发明棉絮包含至少一个非织造布网。在某些实施方案中,非织造布网的纤维含量由纤维混合物组成。
一般来说,通过将非织造布网层加至棉絮中,可增加该棉絮的厚度及隔热性质。在某些实施方案中,棉絮具有4至30mm(例如,5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30mm)的厚度,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,10至20mm)。
在某些实施方案中,棉絮具有0.9至8kg/m3(例如,0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0kg/m3)的密度,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,1至4kg/m3、1.5至7kg/m3、2至6kg/m3、2.5至5kg/m3等)。
在某些实施方案中,当根据ISO 11092测试时,棉絮具有至少0.70clo/oz/yd2的热性能等级。例如,在某些实施方案中,棉絮具有0.70clo/oz/yd2至0.95clo/oz/yd2(例如,0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94或0.95clo/oz/yd2)的热性能等级,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
在发明棉絮的某些实施方案中,将纤维混合物成员均匀混合,意指,该纤维混合物具有实质上均一(意即,90-100%均一度)的组成。
图1A为根据本发明第一方面的本发明棉絮实施方案10的俯视照片。所描绘的棉絮10单一非织造布网,包含第一表面2及第二表面4(未绘出,但其与第一表面2平行,且在所描绘的实施方案中,面向棉絮10所放置的表面上)。在某些实施方案中,当棉絮10包含在制品中(例如,作为隔热)时,第一表面2将面向制品(例如,夹克)的外部(例如,织物或其他材料或内衬),且第二表面4将面向制品的内部(例如,织物或其他材料或内衬)。在其他实施方案中,第一表面2面向制品的内部且第二表面4面向制品的外部。
图1B为图1A描绘的本发明棉絮实施方案10的俯视照片的线描图。
图2A为本发明棉絮实施方案10的侧视照片,其中X为棉絮的厚度。
图2B为图2A描绘的本发明棉絮实施方案10的侧视照片的线描图。
图3A为披盖在一结构上的本发明棉絮实施方案10的照片。如所见,所描绘的棉絮10具有好的悬垂性(亦即,棉絮以其自重悬挂)。棉絮的悬垂性与其中使用棉絮的制品的性质如舒适度及美感有关。
图3B为图3A的披盖在一结构上的本发明棉絮实施方案10的照片的线描图。
在某些实施方案中,棉絮具有根据ASTM D1388方法所测量为1.5cm至3.5cm(例如,1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4或3.5cm)的悬垂性,包括在其中的任何及所有范围及子范围。
图4A为本发明棉絮实施方案10的剖面照片,其中X为棉絮的厚度。
图4B为图4A的本发明棉絮实施方案10的剖面照片的线描图。
在某些实施方案中,棉絮具有25gsm至200gsm(例如,25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199或200gsm)的重量,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,25-100gsm、40-100gsm等)。
在某些实施方案中,棉絮呈片状(适合用作经滚轧的物品)且未经撕弹。
在某些实施方案中,棉絮不含颜料。在某些实施方案中,在棉絮不含颜料的情况下,树脂中不存在颜料(即,该颜料,若存在棉絮中,并非得自该树脂)。
在第二方面中,本发明提供一种包含本发明棉絮的制品。这些制品的非限制性实例包括例如外套(例如外套服装,诸如夹克等)、服装、枕头、垫、睡袋、寝具(例如,被子、床罩)等。
在第三方面中,本发明提供一种制造风干棉絮的方法,该方法包含:
-从纤维混合物形成非织造布网及任选地层叠二或更多网层,由此产生具有第一表面及与该第一表面平行的第二表面的中间棉絮隔热结构;
-将包含下列的树脂溶液施涂至该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;
-20至80vol.%的可溶于水的快干溶剂;及
-0至70vol.%的水,
由此形成施涂有溶液的棉絮结构;且
-使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,因而形成包含75至97.5wt%的纤维混合物及2.5至25wt%的树脂的风干棉絮,其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
纤维混合物在本发明第一方面中可为如上述的任何实施方案。
在某些实施方案中(例如,当粘合纤维存在于纤维混合物中时),本发明方法包含将棉絮加热至或超过粘合纤维的粘合温度。在其他实施方案中,本发明第三方面的本发明方法不包括将棉絮加热至或超过引入该纤维混合物中粘合纤维的粘合温度。如本领域技术人员显而易知的,不含特定加热步骤的本发明制造风干棉絮方法的实施方案适用于最终风干棉絮及其包含非织造布网的任何中间棉絮结构。
在某些实施方案中,本发明制造风干棉絮的方法不包含在超过48℃执行的方法步骤。在某些实施方案中,本发明制造风干棉絮的方法不包含在超过49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100℃执行的方法步骤。
在某些实施方案中,本发明方法不包含在超过48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100℃的温度的结合步骤使得纤维混合物中的纤维结合或粘附。
在某些实施方案中,非织造布网使用梳理机或气流成网方法形成。两种技术皆为本领域技术人员所熟知的。
如上所述,树脂溶液包括:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物。例如,在某些实施方案中,该溶液包含15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60vol.%的树脂,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,20至50vol.%、25至35vol.%等);
-20至80vol.%的可溶于水的快干溶剂。例如,在某些实施方案中,该溶液包含20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80vol.%的快干溶剂,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,30至75vol.%、50至70vol.%等);及
-0至70vol.%的水。例如,在某些实施方案中,该溶液包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70vol.%的水,包括其中的任何及所有范围及子范围(例如,0至50vol.%、1至30vol.%、2至20vol.%、5至15vol.%等)。
如本文所用,快干溶剂意指具有大于或等于1.3的蒸发速率的溶剂。蒸发速率为根据ASTM D3539-11方法所测量的,相较于正乙酸丁酯在相同条件下的蒸发速率,材料气化(蒸发,从液体变成气体)的速率。此数量比例,因此不具单位。在某些实施方案中,快干溶剂具有大于1.3(例如,大于1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5.0)的蒸发速率。例如,在某些实施方案中,快干溶剂具有大于3.0的蒸发速率。
快干溶剂可溶于水,其对于本申请的目的来说,意指溶剂在20℃下具有至少8g溶剂/100ml水的溶解度(亦即,在20℃下至少8ml的溶剂会溶解在100ml的水中)。在某些实施方案中,溶剂具有在20℃下大于或等于10g溶剂/100ml水的溶解度(例如,在20℃下大于或等于10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99g溶剂/100ml水)。
在某些实施方案中,快干溶剂选自异丙醇、乙醇、甲醇、甘醇二甲醚(glyme)、丙酮、四氢呋喃、甲基乙基酮(MEK)、乙酸甲酯及乙酸乙酯,及其组合。在特别的实施方案中,快干溶剂为异丙醇。
在某些实施方案中,树脂溶液不包含颜料。
在某些实施方案中,将树脂溶液施用至中间棉絮隔热结构的第一及第二表面包括将该溶液喷洒至第一和/或第二表面上。在某些实施方案中,在喷洒期间,树脂溶液的喷洒液滴具有如下平均介质直径:150至250μm(例如,150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249或250μm),包括在其中的任何及所有范围及子范围。
在某些实施方案中,在该施涂期间,喷洒喷嘴横跨棉絮结构的第一及第二表面上方及整个宽度。
在某些实施方案中,将树脂溶液施用至中间棉絮隔热结构的第一及第二表面包括将该溶液经由浸浴(bath)或填充(padding)(两种技术皆为技术领域中已知者)施涂至第一和/或第二表面上。
在某些实施方案中,将施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气包含使施涂有溶液的棉絮经受强制空气或循环空气。在某些实施方案中,该暴露包括使施涂有溶液的棉絮经受强制空气或循环空气,其在接触施涂有溶液的棉絮时具有至少2.5m/s、至少3.0m/s或至少3.5m/s的空气速度。在某些实施方案中,该暴露包括使施涂有溶液的棉絮经受强制空气或循环空气,其在接触施涂有溶液的棉絮时具有2.5至15m/s(例如,2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、13.7、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9或15.0m/s)的空气速度,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,2.5至12m/s、2.5至10m/s等)。
在某些实施方案中,当暴露于强制空气或循环空气时,其在接触施涂有溶液的棉絮时具有2.5至15m/s(例如,2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、13.7、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9或15.0m/s)的空气速度,包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,2.5至12m/s、2.5至10m/s等),该施涂有溶液的棉絮结构在3至60分钟内干燥(例如,3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60分钟),包括在其中的任何及所有范围及子范围(例如,5至30分钟、6至25分钟、7至15分钟等)。
在某些实施方案中,本发明方法包含,在形成风干棉絮后,将棉絮卷绕成捆扎物品形式。这些实施方案使其例如易于运输棉絮。在某些实施方案中,风干棉絮沿着不织布基布层环绕且呈捆扎物品形式运输。
项目
在一些实施方案中,本发明提供一种根据以下项目之一的实施方案的棉絮、制品或方法。
项目1.一种包含非织造布网的风干棉絮,该棉絮包含:
-75至97.5wt%的纤维混合物;及
-2.5至25wt%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物,
其中该树脂存在于该棉絮的第一表面上及在该棉絮的第二表面上,该第二表面与该第一表面平行,且其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
项目2.根据项目1的风干棉絮,其中该棉絮呈薄片形式。
项目3.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该纤维混合物包含天然纤维。
项目4.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该纤维混合物包含合成纤维。
项目5.根据项目4的风干棉絮,其中合成纤维包含聚酯纤维。
项目6.根据项目4或项目5的风干棉絮,其中合成纤维包含硅化纤维。
项目7.根据项目6的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-25至90wt%的硅化合成纤维。
项目8.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-35至80wt%的细旦纤维;及
-20至65wt%的粗旦纤维。
项目9.根据项目8的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-50至75wt%的细旦纤维;及
-25至50wt%的粗旦纤维。
项目10.根据项目8或项目9的风干棉絮,其中细旦纤维包含硅化纤维。
项目11.根据项目8-10任一项的风干棉絮,其中粗旦纤维包含硅化纤维。
项目12.根据项目11的风干棉絮,其中粗旦纤维另外包含未经硅化的纤维。
项目13.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该纤维混合物包含大于95wt%的聚酯纤维。
项目14.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该风干棉絮不包含合成粘合纤维。
项目15.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该风干棉絮不包含熔融纤维。
项目16.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其中该纤维混合物中大于95%的纤维为短纤维。
项目17.根据项目16的风干棉絮,其中短纤维具有12mm至70mm的纤维长度。
项目18.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其另外包含与该第一表面及第二表面的至少一者接触的稀纱布层。
项目19.根据前述项目中任一项的风干棉絮,该棉絮包含多个非织造布网层。
项目20.根据项目19的风干棉絮,其中多个非织造布网层彼此交叉。
项目21.根据前述项目中任一项的风干棉絮,其具有1至8kg/m3的密度。
项目22.一种制品,其包含根据前述项目中任一项的风干棉絮。
项目23.根据项目22的制品,其中所述制品选自外套产品、服装、睡袋及寝具。
项目24.一种制造根据项目1至21中任一项的风干棉絮的方法,该方法包含:
-由纤维混合物形成非织造布网及任选地层叠二或更多网层,由此产生具有第一表面及与该第一表面平行的第二表面的中间棉絮隔热结构;
-将包含下列的树脂溶液施涂至该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;
-20至80vol.%的可溶于水的快干溶剂;及
-0至70vol.%的水,
由此形成施涂有溶液的棉絮结构;且
-使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,因而形成包含75至97.5wt%的纤维混合物及2.5至25wt%的树脂的风干棉絮,其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
项目25.根据项目24的方法,其中该快干溶剂为异丙醇。
项目26.根据项目24-25任一项的方法,其中所述由纤维混合物形成非织造布网使用梳理机或气流成网方法实施。
项目27.根据项目24-26任一项的方法,其中所述施涂包括将该树脂溶液喷洒在该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面上。
项目28.根据项目24-27任一项的方法,其中该方法不包括加热该非织造布网。
项目29.根据项目24-27任一项的方法,其中该方法包括加热该非织造布网。
项目30.根据项目24-29任一项的方法,其中所述使该施涂有溶液的棉絮暴露于空气包括使该施涂有溶液的棉絮经受强制空气或循环空气。
实施例
现将参照以下实施例中描述的特定实施方案来说明本发明,但不限于此。
实施例1
通过混合下列制备纤维混合物:
-50%0.9旦,51mm硅化PCR(消费后再生)聚酯短纤维
-25%3.0旦,51mm非硅化PCR聚酯短纤维
-25%6.6旦,64mm硅化PCR聚酯短纤维
混合/掺合后,将该纤维混合物在传统梳理机上加工成网形式以形成非织造布网。然后将该网传送经过交叉铺网机以获得希望重量及厚度。然后将经交叉铺网的网以树脂溶液喷涂(30vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;60vol.%的异丙醇;10vol.%的水),且传送经过室温3程烘箱,其具有对流风扇运转以帮助加速干燥方法。树脂溶液中的树脂是乳白色可浇注液体,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的自交联共聚物且不含甲醛及APEO,具有约8.0的pH、1.04的比重、49%+/-1.00%的固体含量、-15°的Tg、包含非离子和/或阴离子乳化剂、其在水中可稀释、具有8.34-9.17lb./gal的产物重量、且具有约212°F的沸点。随着棉絮通过该烘箱(或者另外的允许强化空气吹至该棉絮的系统),该树脂溶液喷涂在该隔热物的两侧。该树脂溶液在10-15分钟内固化,得到干燥、风干棉絮,其中该树脂粘附至纤维混合物的纤维上,形成经结合结构,如此该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
实施例棉絮具有61gsm(克/每平方米)的重量,1.34g/m3的密度及5.99mm的厚度。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的且并不意欲限制本发明。如本文中所使用,单数形式“一个(种)”及“该”同样意欲包含复数形式,除非上下文另外清晰地指示。另外,应理解,术语“包含(comprise)”(及包含(comprise)的任何形式,诸如“comprises”及“comprising”)、“具有(have)”(及具有(have)的任何形式,诸如“has”及“having”)、“包括(include)”(及包括(include)的任何形式,诸如“includes”及“including”)、“含有(contain)”(及含有(contain)的任何形式,诸如“contains”及“containing”)及其任何其他语法变化形式为开放式连接动词。因此,“包含”、“具有”、“包括”或“含有”一或多个步骤或组件的方法或制品具有该一或多个步骤或组件,但不限于仅具有该一或多个步骤或组件。同样,“包含”、“具有”、“包括”或“含有”一或多个特征的方法的步骤或制品品的组件具有该一或多个特征,但不限于仅具有该一或多个特征。
如本文所使用,术语“包含”、“具有”、“包括”、“含有”及其其他文法变化形式涵盖术语“由……组成”及“基本上由……组成”。
词组“基本上由……组成”或其语法变化形式当在本文中使用时应视为说明所陈述的特征、整数、步骤或组份,但不排除增加一或多个另外的特征、整数、步骤、组份或其群组,但只有在另外的特征、整数、步骤、组份或其群组并不实质上改变所主张组合物或方法的基本及新颖特性时适用。
本说明书中引用的所有公开案以引用的方式并入本文中,如同特定且个别地指示每一个别公开案如同完整陈述一般以引用的方式并入本文中。
以引用的方式并入的主题内容不应视为任何权利要求限制的替代,除非另外明确指示。
在本说明书通篇提及一或多个范围的情况下,预期每一范围为用于呈现信息的简写格式,其中该范围应理解为涵盖在该范围内的每一离散点,如同在本文中完整阐述一般。
虽然已在本文中描述及描绘本发明的若干方面及实施方案,但熟习此项技术者可提出替代性方面及实施方案以实现相同目的。因此,此公开内容及随附权利要求意欲涵盖如在本发明的真实精神及范围内的所有这些另外及替代性方面及实施方案。
Claims (30)
1.一种包含非织造布网的风干棉絮,该棉絮包含:
-75至97.5wt%的纤维混合物;及
-2.5至25wt%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物,
其中该树脂存在于该棉絮的第一表面上及在该棉絮的第二表面上,该第二表面与该第一表面平行,且其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性,
其中所述纤维混合物包含大于50wt%的合成纤维,和
其中所述风干棉絮由以下形成:
将树脂溶液施涂至中间棉絮的第一表面及中间棉絮的第二表面以形成溶液涂覆的棉絮结构,所述树脂溶液包含:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;
-20至80vol.%的具有大于或等于1.3的蒸发速率可溶于水的溶剂;及
-0至70vol.%的水,且
使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,从而形成风干的棉絮,
其中所述树脂溶液在25℃及环境条件下交联达48小时,和/或当施涂有溶液的棉絮暴露于强制空气或循环空气,所述空气在接触施涂有溶液的棉絮时具有2.5至15m/s的空气速度,所述施涂有溶液的棉絮结构在3至60分钟内干燥。
2.根据权利要求1的风干棉絮,其中该棉絮呈薄片形式。
3.根据权利要求1的风干棉絮,其中该纤维混合物包含天然纤维。
4.根据权利要求1的风干棉絮,其中该纤维混合物包含大于55wt%的合成纤维。
5.根据权利要求4的风干棉絮,其中合成纤维包含聚酯纤维。
6.根据权利要求4的风干棉絮,其中合成纤维包含硅化纤维。
7.根据权利要求6的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-25至90wt%的硅化合成纤维。
8.根据权利要求1的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-35至80wt%的细旦纤维;及
-20至65wt%的粗旦纤维。
9.根据权利要求8的风干棉絮,其中该纤维混合物包含:
-50至75wt%的细旦纤维;及
-25至50wt%的粗旦纤维。
10.根据权利要求8的风干棉絮,其中细旦纤维包含硅化纤维。
11.根据权利要求8的风干棉絮,其中粗旦纤维包含硅化纤维。
12.根据权利要求11的风干棉絮,其中粗旦纤维另外包含未经硅化的纤维。
13.根据权利要求1的风干棉絮,其中该纤维混合物包含大于95wt%的聚酯纤维。
14.根据权利要求1的风干棉絮,其中该风干棉絮不包含合成粘合纤维。
15.根据权利要求1的风干棉絮,其中该风干棉絮不包含熔融纤维。
16.根据权利要求1的风干棉絮,其中该纤维混合物中大于95%的纤维为短纤维。
17.根据权利要求16的风干棉絮,其中短纤维具有12mm至70mm的纤维长度。
18.根据权利要求1的风干棉絮,其另外包含与该第一表面及第二表面的至少一者接触的稀纱布层。
19.根据权利要求1的风干棉絮,该棉絮包含多个非织造布网层。
20.根据权利要求19的风干棉絮,其中多个非织造布网层彼此交叉。
21.根据权利要求1的风干棉絮,其具有1至8kg/m3的密度。
22.一种制品,其包含根据权利要求1至21中任一项的风干棉絮。
23.根据权利要求22的制品,其中所述制品选自外套产品、服装、睡袋及寝具。
24.一种制造根据权利要求1至21中任一项的风干棉絮的方法,该方法包含:
-由纤维混合物形成非织造布网及任选地层叠二或更多网层,由此产生具有第一表面及与该第一表面平行的第二表面的中间棉絮隔热结构;
-将包含下列的树脂溶液施涂至该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面:
-15至60vol.%的树脂,其包含丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物;
-20至80vol.%的具有大于或等于1.3的蒸发速率可溶于水的快干溶剂;及
-0至70vol.%的水,
由此形成施涂有溶液的棉絮结构;且
-使该施涂有溶液的棉絮结构暴露于空气,由此使该树脂溶液中的溶剂蒸发及树脂固化,因而形成包含75至97.5wt%的纤维混合物及2.5至25wt%的树脂的风干棉絮,其中该树脂粘附至该纤维混合物的纤维,由此形成经结合结构,如此由于该树脂,该风干棉絮具有结构完整性,其赋予呈薄片形式的该棉絮可操作性。
25.根据权利要求24的方法,其中该快干溶剂为异丙醇。
26.根据权利要求24的方法,其中所述由纤维混合物形成非织造布网使用梳理机或气流成网方法实施。
27.根据权利要求24的方法,其中所述施涂包括将该树脂溶液喷洒在该中间棉絮隔热结构的该第一表面及该第二表面上。
28.根据权利要求24的方法,其中该方法不包括加热该非织造布网。
29.根据权利要求24的方法,其中该方法包括加热该非织造布网。
30.根据权利要求24的方法,其中所述使该施涂有溶液的棉絮暴露于空气包括使该施涂有溶液的棉絮经受强制空气或循环空气。
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