CN1809302A - 含有吹制纤维的填充制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及填充制品，诸如被子、枕头、羽绒被、被状物、睡袋及类似物，它们被填充以每根长丝具有低旦尼尔的纤维，该纤维具有曲线结构。

Description

含有吹制纤维的填充制品
                       发明的背景
技术领域
本发明涉及诸如被子、枕头、羽绒被、被状物、睡袋及类似物的填充制品，它们被填充以每根长丝低旦尼尔的纤维，该纤维具有曲线结构。
相关技术的说明
羽绒被广泛地接受为用于高端(high-end)保温床上用品的高级填充材料。它的十分舒适的感觉、再疏松性能及特别的保暖性和柔软性使它成为工业中的标准。聚酯毛絮曾试图模仿这种感觉，但即使是最好的纤维也缺乏这方面的感觉，因为羽绒是疏松的填充物，而纤维毛层是根据限定被结构化的。
制造一种吹制填充物的努力取得了有限的成功。通常，在制作期间，吹制纤维难于均匀分布穿过被套。此外，在实际应用中，吹制纤维往往会结成团，而同时这些结团难于解开。这对于诸如以传统的填塞箱法生产的那些机械地卷曲的纤维特别是如此。这种机械地卷曲的纤维具有一种锯齿式卷曲结构并粘结在一起，该锯齿式卷曲结构带有其作用如Velcro的结点。因此，这种纤维起初更难于扩展开，而在使用中更往往会结成团。
诸如美国专利No.4,618,531中公开的那些丝团曾试图被用于这个最终用途，但该成果被与吹制纤维相同的问题所阻碍，即扩展及结团方面的困难。这是因为根据现有技术这些丝团具有从该纤维球伸出的额外纤维，并且这些纤维往往会与邻近丝团的纤维缠绕。另外一个困难是：迄今已知的所有喷吹的合成填充物，在洗涤期间，该填充物具有不可逆的结团倾向。
                      本发明的内容
本发明通过提供填充制品来克服现有技术的问题，并且特别是在被子方面是如此，在被子中，在构造期间填充用纤维容易扩展，而在使用期间这些纤维可容易地再疏松。
耐洗涤性能也得到了改进，超过了其它合成的疏松填充物。这通过选择具有一种曲线卷曲结构和一种低纤维摩擦的低旦尼尔纤维作为填充纤维来达到。
因此，根据本发明，提供了一种填充制品，该制品具有一种喷吹的、不结团的纤维，该纤维每根长丝具有3或更小的旦尼尔，该纤维具有曲线卷曲结构并且短纤维垫摩擦系数小于0.260。
                      附图的简要说明
图1是根据本发明的填充制品的等轴视图。
                    本发明的详细说明
根据本发明，提供了一种填充制品，诸如示于图1中的被子10或蒲团或垫子。该制品含有一种喷吹的、不结团的纤维。所谓“不结团”的意思是不具有随意地缠结的球形形状。该纤维是一种每根长丝低旦尼尔的纤维，每根长丝具有3或小于3的旦尼尔。该纤维是超光滑的，所以当被喷制成诸如被子的填充制品时，该纤维互相滑过。这个光滑质量是通过短纤维垫摩擦来测量的，而且本发明的该纤维的短纤维垫摩擦系数小于0.260。还有，本发明的该纤维具有大致曲线卷曲结构。所谓“曲线”是指该合成的长丝在它们的变形和/或处理期间自动地收缩成它们的螺旋结构，结果是这些长丝断面的各部分之间的差异如美国专利No.5,683,811中所详细描述的那样。
虽然根据本发明的被子可以是任意尺寸，将详细讨论的是一种基本长方形的具有“88×96”(223.5cm×244cm)尺寸的大号床被。参考图1，一被子10首先通过开松及吹制纤维而制成，该纤维的特征为：具有曲线卷曲结构；切断长度小于2.5″(51mm)而最好是0.5″(13mm)-15″(38mm)之间；和具有短纤维垫摩擦系数小于0.260而最好是小于0.225。这种开松是通过在第一阶段中通常应用一个或多个多齿刺辊使该长丝彼此机械地分开来完成的，称为开松或预开松。然后已开松的纤维被抽入一开清棉机的吸入口，自该处合适数量的纤维被吹入位于该开清棉机排出口上方的被套中。这个被套通过沿该单片的周边20把两个裁成合适尺寸的纺织品单片的边缘缝制在一起而构成，留下一未缝制的开口，该开口尺寸造得与该开清棉机的该排出口相适应。另一种方法是，该被套可通过以合适的间隔的平行线30把两个单片缝制在一起而预缝成为各个通路，除了边沿缝合，同时留下垂直于平行缝的一个端部不缝合。在这个实施例中，合适数量的填充物将被吹入每个通路内。吹制之后，该被子的开口被缝合。此时，通过重新分配该填充物以驱使纤维从过剩的区域移至填充不足的区域来使该纤维均匀地分布整个该被套。这个分布可以或者手工地或者在机器的帮助下的许多方法来完成。在纤维被基本均匀地分布之后，该被子被固定地展开在一框架中，该框架被构造用来平坦地及张紧地支持该被子。然后如图1的30及40处所示，该框起来的被子通过把该被套织物缝合在一起而被制成被子。该绗缝图案可以是任何结构的，该结构提供的缝合在该被套织物之间形成空袋或空格50，通过缝有容纳合适数量填充纤维的每个空格使该被套织物基本上在所有边上都受到限定。于是这种绗缝把该填充材料有效地锁定在该被子的整体区域内。
如下面例子所解释的，为了使该填充物可容易地分布在该被套内，通过本发明生产的被子提供了构造性方面的改进。此外和或许更重要的是：如此生产的被子提供了实际使用期间该填充物可容易地再分布的有利优点。
                          试验方法
本文提到的各参数是标准参数并在本文所引用的现有技术上被提及，测量它们的方法也一样。由于方法可以改变，特别是对于松密度测量，本文使用的方法是简明概括的。
纤维性质
纤维的性质大多基本如Tolliver在美国专利No.3,772,137中所描述的和如Hernandez在美国专利No.5,458,971所引用的那样进行测量的。BL1是Tolliver在0.001Psi(磅/英寸2)下得到的测量值，而BL2是Tolliver在0.2Psi下得到的测量值。这些测量值是TBRM(Total Bulk Response Method-总松密度响应方法)，如Tolliver所描述的那样。
卷曲频率(CF)
这些测量值如Tolliver在美国专利No.3,772,137中所描述那样取得的。在下文各例子中所附的各表中，这些测量值是以每英寸多少个卷曲(卷/英寸)给出的。
短纤维垫摩擦
如下文所描述，摩擦是通过SPF(短纤维垫摩擦)方法测得的。当应用于本文中时，待测其摩擦的纤维的短纤维垫夹在一重物及一底层之间，该重物置于该短纤维垫顶部，该底层位于短纤维垫的下面并安装在Instron 1122机器(Instron Engineering Corp.Canton，Mass的产品)的下十字头上。
短纤维垫是通过梳理短纤维(使用SACO-Lowell罗拉盖板梳理机)而制备的，以形成一毛层，该毛层被切割成4.0英寸长及2.5英寸宽的段，同时该纤维被定位在该毛层的长度尺度(方向)上。堆积了足够的段使该短纤维垫重1.5克(gm)。在短纤维垫上的重物长度(L)1.88英寸、宽度(W)1.52英寸及高度(H)1.46英寸，而重量为496克(gm)。接触该短纤垫的该重物的表面和底层用(金刚)砂布(粒度范围为220-240)覆盖，以便砂布与该短纤维垫的表面相接触。该短纤维垫被放置在该底层上。该重物放置在该垫的中间。一尼龙单丝线连接于该重物的一个较小的垂直(W×H)面并穿绕过一小滑轮上升至该Instron的上十字头，形成围绕该滑轮的90°缠绕角。
连至该Instron的一计算机给出一信号以启动该试验。该Instron的下十字头以12.5英寸/分的速度向下移动。该短纤维垫、该重物及该滑轮也与安装在下十字头上的该底层向下移动。当该尼龙单丝线在向下移动的该重物与保持静止的该上十字头之间延展时，在该尼龙单丝线中的拉力增大。该拉力在水平方向上作用于该重物上，该水平方向是纤维在短纤维垫中的定位方向。起初，在该短纤维垫内有几乎没有或没有任何移动。当在该垫内的纤维开始相互移过时，作用于该Instron的上十字头的力由载荷装置监测并增大至一阈值。(因为与短纤维垫接触的砂布在这些接触面处有小的相对运动；基本上任何运动都是由该短纤维垫内纤维相互移过引起的。)该力阈值显示了要克服纤维对纤维的静摩擦所需的力并被记录下来。
摩擦系数是通过把测得的阈值力被496克重量除而确定的。8个数值用来计算SPF平均值。这8个数值是通过两个短纤维垫样品的每个进行4次试验而得到的。
卷曲的张紧(CTU)
卷曲的张紧通过如下面描述的绳索卷曲的张紧方法来测量。
绳索卷曲的张紧
通过在两端部各设置一结头而制备测量用的已知旦尼尔的至少1.5米长的一绳索。最终样品受到125毫克/旦尼尔的负载。两个金属夹子横跨该延伸的绳索放置于精确相距100厘米距离处。该绳子的两端在超出两个夹子1-2英寸内被切断。所获得切割带垂直地悬挂，并测量最靠近0.5厘米的两个夹子之间恢复的卷曲的长度。应用下列方程式计算卷曲的张紧：
% CTU = A - B A × 100
此处A是延伸的长度，为100厘米；B是回缩的卷曲长度，单位为厘米。
Clo单位
织物系统的保温性可以用术语Clo单位来表达。单位Clo通常用于表达衣服的保温性，因为它涉及到平常穿着的衣服，但也可用于其它的织物。1Clo的值首先是考虑普通人产生的静止的代谢热量约为50Kcal/m2·h来定义的。这个热量的大约25％经呼吸系统和通过皮肤的水份扩散而丧失。因此，余留的38Kcal/m2·h通过衣服经辐射、传导及对流而丧失。穿过衣服的温度差等于平均皮肤温度(Ts)与周围空气温度(Ta)的差，这时假定周围的平均辐射温度等于空气温度。因此，具有正常的33.3℃(92°F)皮肤温度在一正常的21℃(70°F)环境中的穿了衣服的人具有12℃的温度梯度，经过这个梯度传递了38Kcal/m2·h热量。0.32℃m2·h/Kcal的热传导系数是把温度差除以热流量(即12/38)而计算出来的。该0.32总数的约0.14是受周围空气层的影响，所以衣服本身的影响只占0.18。因此保温性的1Clo等于0.18m2·℃·h/Kcal。
                          例子
根据本发明的被子是经过Crompton及Knowles开松机/开清棉机首先把表1A项中所描述的打包纤维开松而制备的。在这种机器中，该紧压的纤维在一般称作开松或预开松的第一阶段工艺中被彼此分开。该已开松的纤维然后被抽入一开清棉机的吸入口中，自该处它们被吹入保持持在该开清棉机的排出口上方的一接收容器内，该排出口具有一般取为枕套或被套形式的接收容器。在这个例子中，40盎司(OZ)的纤维被吹入一88”×96”的被套的开口端内，该被套由100％的棉、312纱线支数的缎纹织物构成。在吹制之后，该被子的开口端被缝合。此时，该封闭的被子通过一平坦的台子而被展开，而且通过手工再分布充填物迫使纤维从过剩区域移至填充不足区域而使纤维均匀地分布遍及该被套。这种再分布是在一圆柱形杆的协助下完成的，该圆柱杆在需要时靠着该被套的外侧而作用。在这个过程中可观察到：比起下面的对比例子1、2及3中描述的填充物，该纤维更加容易地被分布。在该纤维被基本均匀地分布之后，该被子被传送至一光照台，该光照台这样构成：一光源从下面向上照射通过该被子并暴露出任何没有纤维的区域。然后该纤维被精细地调整，以在需要时穿过该被套施加压力来把纤维从过剩区域推进至填充不足的区域而保证纤维均匀分布遍及该被子。在这个调整之后，该被子被固定地扩展在一框架内，该框架被构造用来平坦地或张紧地支持该被子。然后该被框住的被子被传递穿过一自动的绗缝机，该绗缝机以一图案通过该被子的两个侧面缝制，以产生具有约12”×12”尺寸的缝制的格子，由此把填充材料有效地锁定在该被子的正常区域中。
                                 表1
  项   每根长丝的旦尼尔(Dtex)   卷曲的形式*   切断长度in·(英寸)(mm)   每英寸的卷曲数cc/cm   CTU   短纤维垫摩擦系数   初始松密度BL-1in·(cm)   支承松密度BL-2in·(cm)
  A   2.0(2.2)   C   1.26(32)   8.14(3.2)   ＞28   0.187   5.29(13.44)   0.34(0.86)
  B   6.5(7.2)   C   1.125(28)   未知   ＞38   0.245   5.7   0.43
  C   7(7.7)   C   1.26(32)   3.7(1.46)   未知   0.284   5.9   0.61
  D   1.1(1.2)   M   1.42   13.69(34.8)   未知   不可测   不可测   不可测
*：卷曲的形式：C＝曲线，M＝机械的“锯齿式”。
                       对比例子1
基本如例子1中所描述那样制成的一被子，而所使用的纤维如表1的B项所示。
                   对比例子2
基本如例子1中所描述那样制成的一被子，而所使用的纤维如表1的C项所示。
                   对比例子3
基本如例子1中所描述那样制成的一被子，而所使用的纤维如表1的D项所示，D项是由Albang International，Inc.出售的商品Primaloft被子。
在制成之后，对每个例子1及对比例子1、2及3所生产的被子进行保暖性、触觉美感及耐洗涤性进评价。保暖性数据示于表2。
                                 表2
项   平均填充密度OZ/yd2(g/m2)   平均厚度(在0.002psi载荷下)   每单位重量的热传导性Clo/OZ/yd2
  A例子1 7.22(245) 1.3(3.3) 0.247
  B对比例子1 5.69(193) 1.20(3.0) 0.196
  C对比例子2 6.18(210) 1.26(3.2) 0.197
  D对比例子3 7.29(247) 1.3(3.3) 0.271
如表中可见，尽管例子1具有较高的旦尼尔并因此有较低的辐射屏蔽，例子1的热传导性优于其它的曲线卷曲项并比得上对比例子3。
关于触觉美感方面，发现例子1的被子更加类似于优选的羽绒被子，在该优选的羽绒被子中填充物比起对比例中的可更自由地在每个制成的被子格子中移动。这对于羽绒被子及其它疏松填充物的被子是标准的，并且与观察的标准的合成棉絮被子的性能相反，当用任何传统方法确定例子1及对比例于1、2及3的悬垂性时，该悬垂性主要由该被套材料的硬挺性决定。这个性质是由这个倾向造成的：当该被子被垂直地悬挂在床或其它水平表面的边缘时，疏松填充物的倾向是朝每个缝绗格子的下部分下沉，因此在被子折弯点处只留下被套织物。已发现例子1的被子可能仅通过轻柔的抖动该被子的边缘而使其填充材料再分布：从这些下部格子部分至再次均匀地填充所述格子，上述边缘与不正确分布的格子相邻。比较起来，对比例子1、2及3的每一个都需要用填充物通过被套的临时手工操作来实现该被子格子的有力抖动。
在商用的前部加载的洗衣机中应用Tide粉作洗衣粉进行3次洗涤循环、随后在每次循环之间在商用衣服电干燥机中进行干燥之后，观察例子1和对比例子1、2及3的被子的耐洗涤性。定性的结果示于表3。
                                 表3
  项   被子的观察结果   填充物的观察结果   试验的相对排行   合格或不合格
  A例子1   轻微结块，填充物易于再扩展   轻微缠结   1   合格
  B对比例子1   结块，填充物可再扩展，但在再扩展期间被子失去膨松性   丝团易于缠结   2   不合格
  C对比例子2   结块，填充物可再扩展，但在再扩展期间被子失去膨松性   与大丝团打结，易于缠结   3   不合格
  D对比例子3   结块，难于再扩展   纤维缠结成缠绕的结构   4   不合格

Claims (5)

1.一种填充制品包括非丝团的吹制纤维，该纤维的每根长丝的旦尼尔为3或小于3，该填充制品的特征是：曲线卷曲结构及短纤维垫摩擦系数小于0.260。
2.如权利要求1的填充制品，其特征在于该纤维的切断长度范围为0.5”-2.0”。
3.如权利要求1的填充制品，其特征在于每根长丝的旦尼尔是2.5。
4.如权利要求2的填充制品，其特征在于每根长丝的旦尼尔是2.5。
5.如权利要求4的填充制品，其特征在于该填充制品是被子。
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