CN87107757A - 聚酯纤维絮料的改进 - Google Patents

Abstract

具螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料，与粘合纤维杂乱地排列并缠结成纤维球，从纤维球表面伸出的毛羽最好极少，以使球与球之间的粘附性小而能用空气输送。通过对着一容器的器壁重复地进行空气翻动该种纤维絮料/粘合剂/混合料的小毛束而制造该种纤维球的方法，通过粘合该种纤维球获得改进的粘合纤维絮垫或模制制品或其它粘合制品。

Description

本发明涉及通常被称为聚酯纤维絮料的改进及涉及聚纤维絮填材料，更具体地说涉及包含粘合纤维的纤维球形式的聚酯纤维絮料，该聚酯纤维絮料可粘合起来以提供实用的、通孔粘合的新产品，还涉及用以制备这些新产品的方法。

热粘合（聚酯）纤维絮料絮垫（或毛絮）是公知的，特别在欧洲地区已取得大规模的工业应用。粘合纤维可密切地混合在纤维球中以取得真正“通孔粘”的纤维絮料絮垫，因此，它相对于传统方法的树脂粘合来说具有更好的耐久性，并可减少可燃性的危险性。这种粘合纤维混合料被大量应用于诸如家具、床褥及那些需大的承载力的类似的最终用途。然而，在这些最终用途中这些粘合纤维混合物很少被用作为唯一的填充材料，特别是在家具的座垫方面，通常的作法是使用该纤维絮料絮垫作为一泡沫体芯的一“拚拌物”。据相信其主要理由可能在于，如在百分之百纤维絮料座垫中要获得所要求的回弹性和性能，则需要提供按迄今的现有技术认为是昂贵和困难的那种相当高的密度，且还不能提供所希望的美观上的性能。在传统的纤纤絮料絮垫中，纤维被排列彼此粘合在一起的许多平行层次。在这种分层的结构中，当用作座垫时，任何施加的压力实质上都垂直于纤维的方向，本申请人相信，这可能至少部分是为什么在使用传统的分层和粘合技术时，为获得所要求的回弹性的耐久性，需要达到那样高的密度的原因所在。

按照本发明，提供以新的纤维絮料结构，该结构能被粘合以提供改进性能的产品，如将在下文中解释的，特别是关于回弹性和耐久性方面的改进已越过了迄今市场上可购买到的那些产品。

按照本发明的一个方面，是提供以平均尺寸为约2毫米到约15毫米的纤维球，基本上由杂乱排列的、缠结的、具有切段长度为约10毫米到约100毫米的螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料，与按该混合物重量的约5%到约50%的粘合纤维密切地混合组成。另一可供选择的方法，是提供平均尺寸为约2毫米到约15毫米的纤维球，基本上由杂乱排列的、缠结的、具有切段长度为约10毫米到约100毫米的螺旋形卷曲的双组分聚酯/粘合纤维材料组成。

按照本发明的另一方面，是提供用以从密切混合的螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料和粘合纤维的混合料制造聚酯纤维的方法，其中，该混合料中的小纤维束重复地对差一容器的器壁被空气所翻动以制成该纤维球。另一种可供选择的方法，是提供用以从螺旋形卷曲的双组分聚酯/粘合纤维材料制造聚酯纤维球的方法，其中，该螺旋形卷曲的纤维的小束重复地对着一容器的器壁被空气所翻动以制成该纤维球。

按照本发明的第三方面，是提供一完全新的具回弹性的成形制品或结构，它基本上由热粘合的、螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料组成，及用以从本发明的纤维球制造这些粘合的产品的方法。下文将更详细地论及这些方面。如将要见到的那样，本发明的纤维球将开创用以从聚纤维絮料制备粘合的制品的可供选择的技术的全新的可能性和用途，迄今，在工业实践中该聚酯纤维絮料实际上限于粗梳纤维网和絮垫、及以絮垫形状的粘合和成形的用途中，而这在实践中有许多约束。

图1和图2为按照美国专利第4，618，531号的纤维球的放大照片;

图3和图4为本发明的实例中用以制造纤维球的机器的剖面示意图。

本发明的纤维球的本质，特别是被其中的螺旋形卷曲的纤维絮料所缠绕的构形的本质的某些概念，可以从附图的图1和图2中获得。在这里，为方便起见可提及本申请人的共同待决的专利申请即美国专利第4，618，531号，该发明针对螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料的可再抖松的纤维球，及制造这种纤维球的方法。该公开文件在此引入作为参考。本申请人的共同待决专利申请的目的在于提供一种可真正用以代替羽绒的合成产品，在具有再抖松的特征（羽绒也有）、也在可洗涤性（和羽绒不同）及在低于羽绒的成本的意义上可真正用以代替羽绒。如所指出，这目的是由螺旋形卷曲的聚酯纤维絮料所提供可再抖构的纤维球而获得的。一个基本因素是在于使用那种对螺旋形卷曲的纤维絮料。那种可再抖松纤维球可用空气将纤维絮料小束重复地对着如本申请人的共同待决的专利申请中的图5和图6或相当于本发明说明书的图3和图4中所示的容器的器壁翻动而获得的。如上面指出的，本申请人的共同待决专利申请的目的是与本发明的目的完全不同的。此外，本发明的纤维球与本申请人的共同待决专利申请中特别公开的可再抖松的纤维球的显著差异在于，本发明的纤维球所含有粘合纤维，此实现粘合作用和新的粘合产品均是本发明的目的。尽管如此，用于制造纤维球的技术是相同的，且在两种情况下基本上可使用相同的设备，而图1和图2对观察本发明的纤维球和其中的螺旋形卷曲的纤维絮料是有帮助的。

如所指出的，本发明的基本因素在于使用具有显著卷曲性的纤维，诸如本发明所指出的螺旋形卷曲的纤维絮料。这种纤维具有一提供它们以一自然的卷曲倾向即具有螺旋线形或螺旋形构形的“记忆”。所提供的那种螺旋形卷曲本身对其它用途目的方面是公知的。这可用刚挤压出的聚酯长丝通过非对称喷射骤冷技术廉价地提供，如在基利安的美国专利第3，050，821或3，118.012中所述的，特别是对抽丝旦数在1至10范围内的长丝尤其如此。一般相信，该螺旋形卷曲是由于在该纤维的横截面上结晶结构不尽相同所造成的，由于横截面结晶结构的不尽相同而产生差异收缩，因此在适当的热处理后该纤维就发生螺旋线形卷曲现象。那种卷曲不一定要是有规则的，事实上，经常是非常不规则的，且通常是三维的，因而被称为螺旋形卷曲，以示与用机械装置所引起的二维的锯齿形卷曲有明显的差别，所述机械装置为诸如填塞箱卷曲机，该卷曲机为目前工业上用以将聚酯丝束母体卷曲成切段纤维所用的最好方法。非对称喷射骤冷法为本发明的实例1至5中用以制造纤维球的技术。另一可供选择的提供螺旋形卷曲的方法是制造双组分长丝，有时被称为共轭长丝，利用该不同组分在被热处理时具有不同的收缩率，因此就变成螺旋形卷曲。双组分丝通常较为昂贵，但对某些最终用途是最好的，特别是当希望使用较高旦数的纤维絮料时，诸如那些用非对称喷射骤冷技术难以实现足够的螺旋形卷曲的情况下，双组分方法是最好的方法。双组分聚酯长丝在例如伊凡等人的美国专利第3，671，379号中曾叙述过。参照共同待决专利申请欧洲专利A1    0    203    469的实例ⅢB，利用由尤尼奇卡（Unitika）公司以代号H38X出售的双组分聚酯纤维絮料获得了特别好的效果。当然，特别是对双组分长丝，那就不必只使用聚酯组分。可选择适宜的聚酰胺/聚酯双组分以给出良好的螺旋形卷曲。另外还有一个可获得带有“记忆”并能螺旋形卷曲的纤维絮料的方法，该方法公开于日本酯类公司的日本专利申请公开号第57-56512号，1982年4月5日出版、和日本东洋纺织公司的英国专利第1，137，028号中，该专利文件指出可获得具有这种性质的中空纤维絮料。

除了基本的螺旋形卷曲外，按照美观上的要求及按照所用材料，该絮料短纤维可为实心的或空心的、圆形截面或非圆形截面、及其它如先有技术中所公开的。

在纤维絮料中，必须形成螺旋形卷曲，以使纤维球的制造成为可能。因此，一非对称喷射骤冷聚酯长丝束是通过熔纺和将纺出的长丝集束而制备的。然后将该丝束拉伸，有选择地用一表面改性剂涂敷，用常规法切割成切段纤维前令其任意松驰，最好是在切割之后令其松驰以加强该纤维的非对称性质。需要这种性质，以使纤维卷曲，并形成毛羽甚少的纤维球。传统的机械性的卷曲法，例如填塞箱卷曲技术，一般不符合需要，因为不适当的热处理可能破坏所希望的螺旋形卷曲，因此，这种机械性卷曲的纤维絮料不能如所要求的形成纤维球。这种机械性卷曲法不可能代替螺旋形卷曲，因为机械性卷曲法给出的锯齿形卷曲，不能形成所要求的纤维球。然而，我们发现，如果对该前身长丝纤维束经适当的热处理，给予某种程度的机械卷曲，则可以获得纤维球，在这种情况下，最终的纤维絮料会具有综合机械卷曲和螺旋形卷曲的构形。这是本发明的实例6至10中所用的技术。我们称这种卷曲为Ω卷曲（奥米伽卷曲），因为该纤维的构形是类似于希腊字母Ω，是从机械性卷曲的锯齿形卷曲叠加到由上述所指“记忆”而获得的螺旋形卷曲上的组合而成的。这种Ω卷曲也可用其它方法获得。

本发明的纤维球的一个基本要素为粘合纤维，其用量按重量计最好为混合料的约5%到约50%，精确的量取决于具体组成和所要求的最终用途，但通常为约10%至到约30%为最好。如上面所指出，粘合纤维是公知的，在工业上已被用以获取聚酯纤纤絮料的热粘合絮垫。这种传统的粘合纤维，例如低熔点聚酯，可按照本发明那样加以使用，或适当地改性后加以使用。然而，也可有若干种有用的选择，从下文中将可理解。对粘合纤维的总的要求，在巴姆的美国专利第4，281，042号和弗朗科夫斯基的美国专利第4，304，817号中已被适宜地陈述，那些专利公开的内容也在此引入作为参考。如在该两专利中指出，并在下文中讨论的，根据所希望的最终用途，除粘合纤维本身外，最好能提供一种粘合纤维与带有表面改性剂（平滑的）的纤维絮料（提供在热粘合产品中可能要求的美观性）的混合料，其中也可包括带有不平滑的纤维絮料（当该平滑的纤维絮料不怎么适合用于此种目的时，如果需要可提供粘合部位）的三重混合料。对该粘合材料的一个重要的要求是，它须有一低于该聚酯纤维絮料的软化温度的粘合温度。因此，该粘合材料的熔点应比聚脂纤维的熔点适当地低些，例如大约低20℃或30℃，或最好低50℃，依赖于材料对热的敏感性和粘合设备的效率和条件，使得混合料的热粘合容易发生，而不会对该聚酯纤维絮料本身的物理性质造成有害的影响，或能用其它方法使其敏化以提供使其粘合该聚酯纤维絮料的基本功能。应当了解，如果在混合料中该粘纤维是单组分时，则在粘合处理过程中，该粘合纤维将失去其纤维形状，而其后该粘合材料可只作为小球体出现在粘合着该聚酯纤维絮料的交点。然而，如果该粘合纤维是双组分纤维，例如，如果优先采用皮芯型双组分纤维，且只有其包含例如该双组分的约5%到约50%的外皮是粘合材料，而其芯子为一熔点较高的组分，在粘合处理过程后能保持其纤维状，那么该最后的粘合产品，除该聚酯纤维絮料外，还将包含这些由原来的粘合纤维中剩馀下来的芯子部分。的确，可能也希望提供一多组分粘合纤维，而且也是螺旋形卷曲，并因此能由其本身完成本发明的所有要求。换句话说，不需要有单独的粘合纤维和螺旋形卷曲的纤维的混合料，但是本发明的纤维将主要包含螺旋形卷曲的、多组分的、粘合纤维，该粘合纤维首先在纤维球中形成，然后在稍后阶段中被处理以活化粘合材料组分，从而留下粘合纤维絮料的一粘合的集合体或成形制品。

该粘合纤维最好和聚酯纤维絮料尺寸相近并有相同的处理特性，以便易于实现充分混合，不过这并不重要，甚至可能不需要这取决于所要求的最终用途和组分。例如，如果该粘合纤维为一双组分，以较大的用量使用时，可能希望最后的粘合产品包含基本上相同的尺寸和特性的粘合纤维。如所指出，提供具螺旋形卷曲的粘合纤维可能是有利的。如果该粘合纤维包含一显著的或大比例的任意混合料时，这将是特别需要的，以便使纤维球易于形成，并且因而能降低螺旋形卷曲组分的作用，不过由螺旋形卷曲纤维絮料形成满意的纤维球也是可能的，甚至当存在其它非螺旋形卷曲纤维絮料时也是这样。

记住以上所述，对纤维组分的各种特性、含量和尺寸的选择通常视所希望的最终用途、该粘合制品的美观性及诸如成本和可用性的考虑等而定。通常，其旦数会在1至30分特，最好至少为3分特，且最好少于20分特，而经常近似地为5分特或至10分特;其切段长度通常为约为10毫米到约100毫米，最好至少为20毫米至60毫米。

如所指出，可能需要对该纤维中至少某些纤维进行平滑处理（润滑该表面），并为此目的使用传统的平滑剂。由于若干原因而可能需要这样，例如，为了最终粘合产品的美观性、为改进耐久性、降低纤维球的粘附性、为容许它们通过例如吹气而将之输送等。然而，如果使用传统的硅酮平滑剂，则将降低该纤维絮料粘合的能力，并提高其可燃性，如已在对应于1986年10月21日提交的美国序列号第921，646的共同待决的专利申请DP-4155所公开的，该纤维絮料最好如在该专利申请中所述的那样用主要由聚烯化氧链组成的亲水性平滑剂涂敷。

文献中公开过若干种这类材料。最好的材料是“可固化的”那种聚酯纤维絮料。例如聚对苯二甲酸乙二酯和聚氧化烯的嵌段共聚物。某些这类材料在市场上是可购买到的，诸如由布鲁塞尔，帝国化学工业有限公司特种化学部门以商标“ATLAS”G-7264出售的纺织整理剂，但最好采用纤维对金属几乎无摩擦的材料以及采用纤维对纤维摩擦小的材料。另一种材料为由E.I纳幕尔杜帮公司以“ZELCON”4780的商标出售的。其它材料为在雷诺的美国专利第3，981，807号中公开的那些材料。若干种主要包含聚对苯二甲酸乙二酯链段和聚烯化氧链段的嵌段共聚酯，从具有分子量为300到6，000的聚氧化烯及其分散体衍生而得，已在麦英泰尔等人的美国专利第3，416，952、3，557，039及3，619，269号中公开，并在其它各种专利说明书中公开了类似的包含聚对苯二甲酸乙二酯链段和聚烯化氧链段的嵌段共聚物。通常该聚烯化氧为聚氧化乙烯，这纯是工业上方便的问题。其它适宜的材料包括改性的聚氧化乙烯/聚氧化丙烯用功能基团接枝以发生交联，例如通过用柠檬酸处理，这种材料有如市场上可买到的联合碳化物分司的“UCON”3270A。其它可包括特别有用的组分在内的材料为公开的帝人的欧洲专利159882中和在美国帝国化学工业公司的欧洲专利66944中的那些。具体平滑剂的选择依赖于所希望的最终用途，而许多所指出的平滑剂的润滑能力彼此不相同，例如，对降低纤维对纤维的摩擦和/或纤维对金属的摩擦和阴离子基团的量等彼此不相同。如果以水份的输送和耐久性是被要求但柔软度是不怎么重要为例，在欧洲专利66944中的项目12是理想的。根据美观性的要求，平滑剂的用量可以调节在纤维絮料重量的约0.05%到约1%之间，最好约为0.15%到约0.5%。通常理想的情况是根据平滑剂的类型和所需达到的效果而定。

聚酯纤维絮料象其它的切段纤维一样，通常是以机压大包进行运输的，该纤维通常首先用开松机处理，以便在将它们进行下一步处理之前先分散成某种程度的单独纤维，例如，当希望得到平行铺置的纤维网时用梳理机处理。用以制造本发明的产品时，不需要、通常也不希望使纤维完全平行铺置，但需要先将该纤维松开和分散成分离的小束，如将要叙述的那样，以便后来形成纤维球的处理。

该纤维球是通过对着一容器的器壁重复地对小纤维束进行空气翻动，以使该纤维球体密度增加并使它们变得更圆。通常处理时间越长，则生成的球更紧密。相信纤维体的重复撞击导致单独的纤维更加缠结并紧抱在一起，这是因为纤维的卷圈和螺旋形卷曲的缘故。然而，为了提供可便于输送的产品，最好也减少该球的发毛程度，因为任何突出的纤维的螺旋形卷曲会提高相毗邻的纤维球之间的粘附性。然而，这种粘附性可通过平滑剂的分布而多少加以减低以提高纤维球之间的润滑性，如在此叙述的。该平滑剂也影响美观性。根据美观性的要求，可调节翻动的次数和所应用的平滑剂。

本发明的纤维球包含任意排列的纤维，如在图1和图2中，示出了理想的轻的蓬松的球，各球具有低的粘附性，因为使用了螺旋形卷曲的纤维絮料。相反，一团只包含常规的聚酯纤维絮料，即，机械性卷曲的聚酯纤维絮料而没有任何螺旋形卷曲的材料，不能通过本发明的方法而形成球。这种常规的纤维絮料象其它纤维诸如羊毛那样可利用非常高的剪切力强迫变成紧密的包括球在内的集合体。这些紧密的集合体与本发明的蓬松的可吹动的纤维球是完全不同的，前者为较硬、较紧密且发毛，因而不是本发明的目的所需要的。

空气翻动在一改进的机器中已令人满意地完成，该机器是在一洛赫机的基础上改进的，该机如在本申请人的共同待决的专利申请、现美国专利第4，618，531号所叙述的，并如此文中的图3与图4所示。这机器被应用于本发明的实例中。

所生成的纤维球可轻易地输送，例如，通过气吹法，特别是如果通过增加润滑性而减少发毛程度时，如在此文中和在本申请人的共同待决专利申请中叙述的。

这些纤维球可被压缩并粘合在一起以形成粘合结构，这些粘合结构表面上可相似于粘合絮垫或模制成任意理想的形状。例如，可将纤维球吹入一轻薄枕套或非织造布中，然后被加热而产生一枕套形垫子状产品。其结果，最终的产品改善了回弹性和性能，如此文以下指出的，该产品与先有技术的粘合絮垫是有很大差别的。可以相信，这种改进是由于与先有技术分层絮垫的主要平行铺置的纤维相比，该种纤维在每个方向上都具有有效组分的结果所致。性能上的差异是令人惊奇和明显的，这可在这些絮垫承载一重物时，检查其结构的不同而加以验证。本发明的粘合产品的作用象许多独立的在其上承载重物的弹簧，而先有技术的平行铺置的纤维结构将从边缘向内拉扯，所以前者更为合理化。其它的优点在于可迅速地输送水份，相信这是由于纤维球之间的孔隙性造成的，这一优点对诸如垫子和床褥等结构是特别有潜在价值的，该结构中主要的或仅有的填充材料为这种纤维球。如所指出的那样，水份输送特性可通过采用永久性亲水性整理而进一步增强。因此，对于最终结构的主要期望的最终用途为家具垫子、车辆座位、床褥之类的产品。这种结构如果需要一开始就可模制成最后所要求的形状，这可通过将在所需形状的并衬有枕套的模具内纤维球中的粘合纤维加热活化而获得。或者，该粘合结构可象先有技术的粘合絮垫那样制成很长的长度，或制成其它标准形状，然后根据这需要进行切割，再按所希望的形状再成形。在这方面比现有技术的粘合絮垫具有的更大的灵活性。

此外，可证实以完全不用于迄今工业上采用的先有技术絮垫产品的方式使用本发明的纤维球是可行的，即通过在一流化床中分别地粘合或纤维球，而后将各个球吹入枕套布中。生成的新产品是可在再抖松的，因此与先有技术的粘合絮垫产品是完全不同的，但更象充填以羽毛或切碎泡沫体的垫子。除了好的回弹性和耐久性外，这类新产品还具有新的特性，即各个球可以与羽绒和羽毛混合料相类似地在枕套中移动。在这类产品中，为此目的（并为提高水分输送，如在本申请人的共同待决专利申请中所公开的）再次需要通过采用适宜的润滑剂或平滑剂以降低粘附性。这种发毛程度/粘附性的降低改进了纤维球的输送性能，例如通过气吹的输送性能，及当需要时改善最终用途的产品的柔软度，同时，还能改善水份输送的程度，这是先有技术所不能获得的。在这种产品中，纤维球的尺寸对美观性是甚为重要的，如在本申请人的共同待决的专利申请美国专利第4，618，531号所叙述，平均尺寸最好为约2毫米到约15毫米。

松密度的测量是在传统的英斯特朗机上进行以测定压缩力和每个样品垫子的高度，该垫子是用附装在该英斯特朗机上直径为10厘米的适当的压脚进行压缩的。由该英斯特朗图记录（厘米为单位）待测试材料的第二初始高度（IH2），即，在第二次压缩操作过程开始时的高度，承载松密度（SB    60N），即，在60牛顿的压缩力下的待测定物体的高度，及在7.5牛顿压缩力下的松密度（高度）（B    7.5N）。软度是用绝对项（AS，即，IH2-B    7.5N）和相对项（RS-作为IH2的百分比）计算的。垫子的坚实性与大的承载力，即承载松密度（SB）相关，并与柔软度相反。

回弹性是作为功恢复（WR）测定的，即由整个恢复曲线下的面积和整个压缩曲线下的面积的比计算出来的百分数。WR越高则回弹性也越好。

耐久性-每个样品垫子复以一块具有约100    1/平方米/秒的透气性的织物，测定其压缩曲线并记录为BF（屈挠之前）。较坚实的垫子，其测试结果如表2-5中所示，使该垫子相继经受10，000次屈挠，屈挠是在13千帕（约133克/平方厘米）下以1400次/小时的速率进行，再测定压缩曲线并记承为AF（屈挠之后），以便显示在屈挠试验后松密度和回弹性的任何变化，记作为百分数（△）。实例15及其后实例中的枕头如以后所述进行不同的屈挠，并见表6。

以下实例进一步叙述本发明。此处所有成分和百分比数，除非特别说明，都是按重量并相对于纤维的总重量计算的。

实例1

一束非对称喷射骤冷抽纺的聚对苯二甲酸乙二酯的4.7分特长丝束，是用传统的方法在没有机械性卷曲下利用拉伸比为2.5而制备出来。该丝束被切割成36毫米的切段长度，并在175℃的温度下松驰以形成螺旋形卷曲。该切段纤维以80/20的比例与外皮/芯子型粘合纤维进行混合，该粘合纤维被切割成相同切段长度，并具4.4分特的号数。用一工业用开松机松开该混合料，并将此松开的混合料在一德鲁兹斯勒（Trutschler）打棉机中处理6秒钟以将纤维分散或分离的纤维束。一批所加工出的产品被吹入如已叙述和示出的改进的洛赫机，并以250转/分处理1分钟，然后以400转/分处理3分钟以将该纤维束转变成固结的纤维球。

该纤维球被压入箱中，以不同程度予以压紧，以提供一系列不同密度，如以下指出的，从20公斤/立方米（A）到50公斤/立方米（E），压紧箱（模具）是用金属网制成并用2毫米厚的不锈钢条加固的，箱的矩底面积为40厘米×33厘米，而该箱高可从1厘米到25厘米之间变化。每个纤维球样品被压缩到相同的高度约9厘米，同时通过改变压紧在箱子中的纤维球的量而改变生成的密度。然后，将该模具放置在一烘箱中，用温度为160℃的空气流过该矩形底，历时15分钟。冷却该模具后，生成的“垫子”被脱出，并确定其压缩特性，并作为项目A到E记录在表1的上部。这表明由本发明的产品获得的承载体可在一宽广的范围内通过改变该密度而改变，并也能获得优异的回弹性（WR），特别是在较高的密度下则更好。其耐久性也优异;（这在此文以下以有关高密度（更坚实）产品的叙述中，加以测定和讨论，参照表2）。为比较，对5种传统材料以与实例1完全相同步骤，进行相同的压缩测定，并记录在表1的下部。这些“对比”所用的组分如下：

1.一种三重60/20/20混合料，压缩到约20公斤/立方米（用以与本发明的项A进行对比），利用相同的粘合纤维（4.4分特）其用量为20%，但包含80%工业用聚对苯二甲酸乙二酯纤维絮料，其旦数则高三倍（13分特），通常高旦数将给出比低旦数纤维更好的回弹性和更高的坚实性（承载松密度），其中的四分一用工业用硅酮平滑剂（20%）平滑处理，而其馀的四分之三（60%）是“干燥”的，即，未作平滑处理。

2.一种85/15混合料，压缩到约25公斤/立方米（用以与本发明的项进行对比），利用相同的粘合纤维（15%）、旦数为4.4分特，但包含85%的旦数为6.1分特的干燥空心工业用纤维絮料（显著地高于项B中所用的4.7分特纤维絮料）。

尽管在本发明的垫子中纤维分特数较低，项A和特别是项B，与具相当密度的对照物1和对照物2相比，显示出相同或更好的回弹性（更高的WR）和更好的承载松紧度（较低的RS）。此外，本发明的产品有更优异的耐久性，而对照产品特别是在这方面则更拙劣。对于高密度，类似的对照混合料的情况更差，因此，本申请人测试下面用于家具座垫或床褥芯的代表性产品;（该聚氨酯类的特性可通过改变成分而变化以提高柔软度和坚实性，因此这些品质并不只受密度的控制）。

3.工业用聚氨酯“软”泡沫芯、密度为35公斤/立方米。

4.工业用聚氨酯“坚实”泡沫芯、密度为30公斤/立方米。

5.工业用乳胶芯（10厘米高）、密度为72公斤/立方米。

表1中的结果说明，本发明的产品C和D在回弹性方面与垫子3和4是相当的，垫子3和4是更坚实的，而本发明的产品E比乳胶多少更富弹性。这是一个显著的成就并在某一些以曾经使用泡沫芯子的最终用途中为纤维絮料开创了只使用纤维絮料作为仅有的填充材料的道路。

样品垫子E（密度在50公斤/立方米）的耐久性作为实例1被记录在表2中，并与如叙述在实施例2到10中相同密度的垫子比较。

实例2

按照实例1的步骤，除了纤维球是用10%的相同粘合纤维在模制之前进行混合，以50公斤/立方米的密度进行模制，以给出稍高的回弹性和稍低的松密度损失，即，稍好的耐久性。

实例3

按照实例1的步骤，除了纤维球在模制之前先用0.35%“UCON”3207A处理并在50℃的温度干燥。这产品经测试后显示较低的初始回弹性，但显示较少的松密度或回弹性损失。

实例4

按照实例3的步骤，除了用0.35%的“ATLAS”G-7264来代替“UCON”3207A。这产品显示与实例1相同的松密度和此实例1较低的回弹性。

实例5

在模制之前。将实例4的纤维球以任意形式（不是球状）与10%相同的粘合纤维混合。这产品显示具良好松密度和回弹耐久性的最佳组合。

总结实例1到5耐久性的结果，实例1示出“干燥”纤维球单独模制，而实例3和4示出纤维球用非硅酮PEO-型平滑剂平滑处理单独模制，实例2示出干燥纤维球与任意粘合纤维在模制前进行混合，而实例5示出这种特性和更为有效的实例4的平滑剂的组合。如示于表2中，被平滑处理的实例3和4的平滑处理项表现得特别好，示出发生良好粘合，并在整个屈挠处理过程中保持良好，尽管用了这些特别的平滑剂（而用硅酮平滑处理的纤维并不粘合）涂层。事实上，它们的耐久性在相同的承载松密度下比实例1的“干燥”纤维球更好。

最好的效果为实例5，开始时回弹性几乎相同，但经耐久性测试后变成更好，而该承载松密度示出更好的耐久性。

实例6到10

这些实例分别对应于实例1到5，除了4.7分特的纤维束通过一填塞箱卷曲机，在轻度的门和辊筒的液压力下被机械性地卷曲（以提高除螺旋形卷曲外，还提供轻度的机械性卷曲）。生成的纤维絮料具Ω卷曲。实例6到10的纤维球比实例1到5的纤维的松密度高出10%到20%，而其模制产品却没有很大差别，但具有较低的回弹性和较低的承载松密度（SB    60N）。

实例11和13示出具有优良的（非硅酮、亲水性）平滑剂的纤维球的制备方法，该平滑剂是在该聚酯长丝被松驰处理之前涂敷在该纤维上，使得该平滑剂在长丝的松驰处理过程中在长丝上“固化”。生成的垫子的耐久性数据在表3中作比较，而表4和表5提供从泡沫体和乳胶产品（4）获得的和从其它不按照本发明的模制纤维结构（5）获得的可比较的数据。

实例11

一束非对称喷射骤冷抽纺的聚对苯二甲酸乙二酯的4.7分特长丝是用传统的方法在没有机械性卷曲下利用拉伸比为2.8而制备出来。用以商标“ATLAS”G-7264出售的嵌段其聚物，以0.35%的浓度涂敷到该纤维上并在130℃温度下干燥。随后将该纤维束切割至35毫米并在175℃温度下松驰处理。该切段纤维以80/20的比例与外皮/芯子粘合纤维进行混合，该粘合纤维切割成相同切段长度，并具有4.4分特的号数。用一工业用开松机松开该混合料，并将生成的松开的纤维基本上如叙述在实例1的那样处理成纤维球。

该纤维球基本上如在实例1叙述的那样被模制成体积为40厘米×33厘米×9厘米、密度为50公斤/立方米的垫子。使垫子经受先前叙述的耐久性测试，而其结果显示与实例1比在耐久性方面有改进，主要相对于功恢复（回弹性）方面进行比较。按照实例11制造的产品的回弹性损失是表2中最好的实例的约一半，而在松密度损失方面则相当。

实例12

这垫子是用实例1的切段纤维制造的，用以与实例11比较。

实例13

基本上与实例11相似，除了切段纤维/粘合纤维比为90/10。这垫子显示优异的耐久性，使其回弹性变得更低，这产品在背部垫子方面或在需要更软的豪华型垫子方面具有潜力。

实例14

本例垫子是用实例1的切段纤维与相同的粘合纤维以90/10的比例进行混合，用以与实例13进行比较。耐久性测试示出比实例12（利用80/20比例）具有稍高的松密度损失。

表3证实从“干燥”混合料制造的模制结构的回弹性比对应的“平滑处理”的混合料（实例11对12，和13对14）的回弹性要高。另一方面，从包含“干燥”混合料的纤维球制造的模制结构具有更高的回弹性损失。

参考产品

表4示出在如本发明的产品的相同的条件下，对由床褥和家具制造商提供的下面有代表性的泡沫体和乳胶进行测试所得耐久性数据。这些产品（如在表4报告的）的起始值和先前（表1）报告的测量值之间的小差异为样品对样品的差异的结果或从该样品的尺寸的结果。表4中的结果是对切割成如该模制垫子相同尺寸的块件进行实际测试的测量结果：

参考1：聚氨酯泡沫体密度为30公斤/立方米

参考2：聚氨酯泡沫体密度为35公斤/立方米，“软”

参考3：聚氨酯泡沫体密度为35公斤/立方米

参考4：聚氨酯泡沫体密度为40公斤/立方米

参考5：乳胶床褥芯，密度为72公斤/立方米

表5示出对从不是由纤维球制造，但总是采用相同的粘合纤维制造的模制纤维结构的相同尺寸的垫子获得的可比较的耐久性数据。

Ct1：85/15混合料，采用6分特空心干燥切段纤维，经梳理的，模制成密度为50公斤/立方米。

Ct2：相同混合料，松开的并任意填充到模具中，相同密度。

Ct3：相同混合料，任意填充，但密度为40公斤/立方米。

Ct4：与Ct1相同，但该6分特空心纤维用0.35%如实例11中聚对苯二甲酸乙甲酸乙二酯和聚氧化乙烯的嵌段共聚物涂敷。

Ct5：与Ct4相同的混合料，但松开并任意填充如Ct2。

Ct6：与Ct5相同，但密度只有40公斤/立方米。

表3、4和5中包含的数据可分析如下，

由在适当比例的纤维絮料和粘合纤维的混合料制造的纤维集合体，通过利用按照本发明的纤维球，可制出模制垫子或类似的产品，该产品在一可比较的承载松密度下，具有比泡沫体更好的耐久性，和与乳胶相当的耐久性。

由本发明的纤维球制造的垫子或床褥总有比泡沫体和乳胶更为重要的优点为，该垫子或床褥总具有比大多数泡沫体和乳胶更高的透气性及更好的水份输送能力，这是由于“平滑剂”的亲水特性和纤维球结构的缘故。

本发明的纤维球模制垫子与由凝聚絮垫制造的模制垫子比较，具有高出12%到22%的承载松密度，但在相同密度下具有较好的耐久性。此外，由梳理絮垫模制的垫子，不能很好地使自己适应人体。当一压力施加到它的中心时，便拉其边，导致边缘穹起。由本发明的纤维球制造的垫子，使自己适应由于使用者所导致的变形，如由各个弹簧所组成的系统一样。

这些性质使本发明的产品作为用于家具垫子、床褥芯和类似的产品的更好的产品。

从诸如用于Ct4中的纤维混合料制造的产品具有它们自己的优点，特别是在较低密度时并且是共同待决专利申请DP-4155的目的。

独特地粘合的例如用于枕头的纤维球

在实例15-17中，该纤维球被模制在一起以形成一整体块体，但是独特地粘合的，使得它们在可再抖松的垫子和枕头中被用作一高性能的填充物。各个纤维球的粘合可通过例如在一流化床中实现。

在实例15和16中，本发明的纤维球是独特地粘合的，而后吹入一枕头的枕套中。在实例17中，为对比用，该纤维球不被加热，即，在没有首先将粘合纤维进行粘合的情况下被吹入该枕套中。在Ct18中，美国专利第4，618，631号的目的物，一种可市场购得的床上用品产品（没有粘合纤维）被吹入到该枕套中以作进一步的对比。每种情况，1000克的纤维球填充入一尺寸为80厘米×80厘米枕套中，并在进行屈挠测试之前，先进行压缩测定。但是此处没有使用先前的屈挠测试方法来测定耐久性，而是应用疲劳测试机测定耐久性，如叙述在美国专利第4，618，531号的第9到102栏，除了屈挠的严重程度被提高到经6000次屈挠（在本发明的测试中）后的松密度损失近似地相当于经足足的10，000次屈挠（按照美国专利第4，618，531号的报告中）后的松密度损失的程度，并将屈挠测试继续（在本发明的测试中）10，000次屈挠的总数;这样，可理解到，表6中报告的结果与在美国专利第4，618，531号中所用的比较，反映出这些更为严峻的屈挠条件。

实例15

本发明的纤维球用如叙述于实例1中的方法制造。然后将该各个纤维球薄薄地分配在两层非常疏松的棉织物间，并在160℃的烘箱中加热。该纤维球于是基本上单独地粘合（任何粘合在一起的球，用手分离开来）。然后，将1000克这样的球通过气吹法填充到80厘米×80厘米的枕头枕套中。

实例16

将实例15中叙述的纤维球喷洒以0.35%的以“ATLAS”G-7264商标出售的嵌段共聚物，在室温下干燥，并在与实例15中相同的条件在160℃下加热。在表6中的结果示出与实例15的产品比本实例在初始高度的保持方面为更好。

实例17

用与实例15相同的混合料生产该纤维球，但不加热，这样就把未粘合的产品的填充入枕头的枕套中，并作为实例15的对照加以测试，以证实在纤维球的耐久性方面通过粘合所取得改进效果。

表6中数据证实：

干燥的纤维球（实例17）与平滑处理过的工业产品（Ct18），特别是在承载松密度（60N）方面进行比较时，前者的耐久性较差。

“干燥”粘合纤维球（实例15）相对于平滑处理过的未粘合的工业产品（Ct18）显示了改进的耐久性，更为坚实但并不具有作为一床上用品的特性。

平滑处理过并粘合过的纤维球（实例16）证实具有最好的耐久性。该两个粘合的样品（实例15和16）比没有粘合样品在耐久性测试后具有更高的松密度，并将转化成更好的外观，更舒适，更理想的家具垫子。

Claims (25)

1、平均尺寸为约2毫米到约15毫米的纤维球，其特征在于，所述纤维球主要由杂乱排列的、缠结的、具有切段长度为约10毫米到约100毫米的螺旋形卷曲的聚脂纤维絮料，与按重量计为混合料的约5%到约50%的粘合纤维紧密地混合而成的。

2、按照权利要求1所述的纤维球，其中该粘合纤维包含切段长度为约10毫米到约100毫米的双组分纤维，该双组分中的一组分为粘合剂材料，而另一组分为熔点比该粘合纤维高的聚酯纤维。

3、按照权利要求2所述的纤维球，其中该粘合剂材料的量为该双组分纤维重量的约5%到50%。

4、按照权利要求2或3所述的纤维球，其中该粘合纤维是螺旋形卷曲的。

5、平均尺寸为约2毫米到约15毫米的纤维球，其中，所述纤维球主要由杂乱排列的、缠结的、具有切段长度为约10毫米到约100毫米的螺旋形卷曲的双组分聚酯/粘合纤维组成。

6、按照权利要求1所述的纤维球，其中该纤维絮料上涂有固化在其上面的平滑剂，该平滑剂主要由聚烯化氧的链组成。

7、按照权利要求1所述的纤维球，其中该纤维絮料是用聚对苯二甲酸乙二酯和聚氧化乙烯的嵌段共聚物涂敷的，该嵌段共聚物的用量为纤维絮料的量的约0.5%到约1%。

8、按照权利要求1所述的纤维球，其中该填纤维絮料是用一改性的用功能基团接枝过可容许进行交联的聚氧化乙烯/聚氧化丙烯涂敷的。

9、从螺旋形卷曲的聚脂纤维絮料与粘合纤维的混合料制造聚脂纤维球的方法，其中该混合料的小纤维束对着一容器的器壁重复地被空气所翻动以制造纤维球。

10、从螺旋形卷曲的双组分聚酯/粘合纤维制造聚酯纤维球的方法，其中该螺旋形卷曲的纤维的纤维小束对着一容器的器壁重复地被空气所翻动以制造纤维球。

11、按照权利要求9或10所述的方法，其中该小纤维束对着一容器的圆筒形器壁被空气所翻动，而空气由附装在该容器内绕容器轴向回转的轴上的叶片搅动。

12、按照权利要求11所述的方法，其中小纤维束和该空气再循环通过该容器。

13、按照权利要求9到12中任意一项所述的方法，其中小纤维束是通过馈送疏松的纤维到该容器中，并通过在一速度下转动该转轴和叶片使得该纤维絮料分散成小的纤维束而制成。

14、按照权利要求9到12中任意一项所述的方法，其中没有拉长的小纤维束是在馈送它们到该容器中以用气体翻动法使之成圆球和结聚之前已事先形成。

15、按照权利要求9到14中任意一项所述的方法，其中该纤维是经过用平滑剂处理以降低制成的纤维球的发毛程度。

16、制造一粘合产品的方法，其中按照权利要求1到8任意一项所述的纤维球的集合体是热粘合并冷却的。

17、按照权利要求16所述的方法，其中该纤维球在形成一集合体并热粘合之前，首先与散乱的粘合纤维混合。

18、按照权利要求16到17所述的方法，其中该集合体在一模具中热粘合以便制成一模制结构。

19、用以制造粘合的纤维球的方法，其中按照权利要求1到8任意一项所述的各个纤维球是独立地进行热粘合并冷却的。

20、用以制造粘合的纤维球的方法，其特征在于，按照权利要求1到8任意一项所述的各个纤维球是独立地在一气流中进行热粘合并冷却的。

21、用以制造疏松粘合的集合体的方法，其中粘合的纤维球是按照权利要求19或20制造的，然后再集合于枕套中。

22、用权利要求21所述的方法制备的一疏松粘合的集合体。

23、用权利要求19或20所述的方法制备的独特粘合的纤维球。

24、用权利要求18所述方法制备的模制结构。

25、按照权利要求24所述的模制结构，其特征在于，该结构具有从约20千克/立方米到80千克/立方米的密度。

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