TW200301792A - Bonded polyester fiberfill battings with a sealed outer surface having improved stretch capabilities - Google Patents

Description

(1) (1)200301792 (發明說明應敘明’:發輯屬之麟躺、先前技術、内容、實施方式及圖式_早說明) 姑術領域 本發明係關於在經結合聚酯纖維填料棉絮之伸長此力上 之改良。 先前技術 聚酯纖維填料（有時稱為聚酯纖維填充材料）係良好地被 接受為合理不昂貴之填充及/或絕緣材料’供枕頭、緩衝 墊及其他家俱裝飾材料用，包括被褥材料，及在衣物上， 且於商業上大量製造與使用。對許多此等用途而言，如在 美國專利中所揭示者：Tolliver U.S.3,772，137; StanistreetU.S.4,068,036 ；Scott U.S. 4,129,675 ； Pamm U.S. 4,281,042 ； FrankoskyU.S. 4,304,817 ； SiniscalchiU.S. 4,551,383 ；及 LeVan U.S. 4,869,771，係期望製造經黏 結之棉絮，例如藉由噴塗樹脂黏結劑，經常為丙烯酸系聚 合體，或經由將聚酯纖維填料與黏合用纖維摻合，譬如此 項技藝中所習知者，或利用樹脂黏結劑與黏合用纖維。 為改良聚酯纖維填料之美觀性，經常已証實需要以耐久 性（意即耐洗性）塗料之塗層，使纖維填料”光滑"，該塗層 通常是聚珍氧’意即經熟化之聚碎氧燒，譬如由Hofmann美 國專利3,27U89 ; Mead等人之美國專利3,454,422 ; Ryan美國專 利3,488,2Π ; Salamon等人之美國專利《mm74 ; LeVan，上述專利； Takemoto油月旨公司’日本公告之申請案編號58-214,585 (1983)所 揭示者；或其他類型，譬如由Marcus美國專利4,818,599所揭 示之聚氧化晞種類。 美國專利5,527,600揭示一種易於製成之均質棉絮，其特徵 200301792 (2) 為柔軟性與懸垂性以順應穿戴者之身體，良好絕緣性能， 低程度之纖維滲漏經過面層織物，即使在洗衣後亦然，對 於藉由水洗/乾燥或藉由乾洗洗濯有加強之耐用性，及加 強之結構完整性，其中棉絮能夠自由懸垂，無需將其刺缝 至小尺寸嵌條中。但是’對一些用途而言，尤其是在衣物 上，一直想要提供具有某種私度’’可伸長”特性之棉絮，以 致使由可伸長面層織物與可伸長棉絮製成之衣服，將允許 具有加強動作自由度之舒適控制。 發明内 本發明係藉由提供可伸長棉絮解決先前技藝之問題。本 發明棉絮之”可伸長性"係藉由棉絮之張力變形度量，因為 張力變形為對一特定負荷之材料中有多少伸長之一項度量 。因此，根據本發明係提供一種經結合之棉絮，其包含聚 醋纖維填料與黏合用纖維密切混合之摻合物，其中棉絮在 3-磅負荷下具有張力變形大於約35%。 本發明棉絮之張力變形，係經由在製成該棉絮之加工處 理條件下達成。因此，根據本發明之另—方面，係、提供— 種製備經結合棉絮之方法，纟包括形成聚醋纖維填料與黏 合用纖維密切混合之摻合物，自該接合物製備連續棉絮， 該棉絮具有上表面與下表面，使該棉絮前進經過_或多個 貪塗區霄，於其中將棉絮之兩個表面以樹脂噴塗，將已噴 塗之棉絮在烘箱中加熱’以使樹峨，並使黏合材料軟 化，接著將已加熱之棉絮在·2(rc下熱軋約s秒，以在棉 絮表面中達成樹脂與纖維間之密切接觸…吏已輥齓之柿 (3) 200301792

絮冷卻。此種熱軋係利用呈S_ 等輥可具有2至1〇亳米之間隙 定。 包覆型態之加熱輥 ’依所要之最後棉 達成。 絮厚度 此 而 因此，本發明係提供纖維填料棉絮，譬如供 衣物中所需要者，；IL方式是首弁劁供方 用於特製 具万式疋苜先製備聚酯纖維埴 物之70-96重量％ )與適當黏合用纖維（摻合物之钩〇=^摻合 《均質摻合物。使此摻合物在梳理機或彈毛機上：义) 層，然後可將其層合或交叉舖網，以形成棉絮，於广 二較，錢續性地亦對其下方)表面塗敷適當乳膠= 市m合體及/或共聚物在水中之膠態分散液 、, 細：討論於下文），例如藉由喷塗。將已噴塗之棉絮加； 如合苴地經由通過加熱烘箱，以使塗層乾燥及使聚合 —★岛聚合成咼分子量，以及使黏合用纖維活化。這可八 例如在三次通過此種烘箱中而達成，兩次係為在塗二 破塗敷至任何表面後，連續性地乾燥及部份熟化每一 此丨全〇 ^ —孟層，而珉後一次通過係為補充其他需要，及為確保 係用纖維在製備上之活化作用，供任何熱軋使用，其中 μ使緩結合之棉絮環繞呈s_包覆型態之加熱輥通過，以 化及：^ ^ 1 > 、 表 、已熟化之樹脂，及確保其完全且均勻分佈於棉絮 鬲（大表面）中之纖維内，以防止纖維滲漏經過棉絮之此 兩’且同時確保棉絮具有所要之厚度。 "用於此處之樹脂，係由不同製造者以各種方式稱為，， 軟或”中等，，或甚至”極柔軟”，但其特徵為具有第二·級 (4) 200301792

破璃轉移溫度(Tg)為约旳或較低， 氏，度。當使用於例如衣物時，其係對為约旳降至約攝 懸垂性，同時對於從棉絮之纖維渗漏^提供柔軟性與 棉絮(意即_維填料與黏合用纖維之：八障#。纖維在 ’係被稱為棉絮之，，基重，，，意即在將樹:物）中《重量 之前。最後棉絮可具有基重為1.5至12盘司m於其上 克/平方米），且厚度為0.07至㈣英叶平万碼⑼至柳 至0.15亳米/克/平方米）。 益司/平方碼（0.05 因此，本發明之棉絮係製自聚酉旨纖 =摻合物，且在表面中之纖維係藉由適當=軟=用匕纖維 述’或可為經光滑化與未經维:二:本… 料可為實心、中空，或實心與中空纖維之摻：物。：維填 於任何型式之纖維橫截面’意即其可具有十：且：限 、丫形、狗骨頭形、扇狀卵形及並 # 了、二茱形 形。此纖維填料具有每單絲； 形檢截面以及圓 内，其中Φ⑽5〇至咐極有用^數（dPf)在〇·2至1〇之範圍 <低$用的，且構成椽 至96重量％。兩種測量單位， 構成摻5物《约％ 本文中使特係與每單；二=與丹尼’均於 π平、，.糸〇·9丹尼（dpf)相同。 『具有藉習用方式形成之捲曲，且典型上每英吁顯示5至；5 :捲曲㈣’並具有長度在3/4至3英忖之範圍内。黏人用 纖::係構成棉絮之約4至3。重量並可具有外殼/核芯㈣ 、側面/側面_或單组份類型”匕等可得自例如 、聚缔烴、聚晞烴/聚醋、聚駿胺，聚酷胺等。可使用“ 200301792

黏合用纖維類型，及其起作用模式，係描述於例如π非織 造物世界’f, 1990年3月/ 4月號，第37頁中。適當黏合用纖維 在摻合物中之最初dpf，典型上係在2至15之範圍内，其中 以dpf 4為常用。可使用之黏合用纖維，包括在前文所提及 頒予Scott, Pamm，Frankosky及Marcus之美國專利中所揭示者，以 及在Harris等人之美國專利4,732,809 ; Taniguchi等人之美國專利 4,789,592 ; Tomioka等人之美國專利4,500,384 ; Hirose等人之日本 公開專利公報57-210,015 (1982)中所示者；及其他此項技藝中 已知者，其將在本文中所揭示之烘箱溫度内起作用。較佳 黏合用纖維包括市購可得之’’Melty 4080”（日本Unitika公司）及 nESn與’ΈΑ”聚晞烴（曰本Chisso公司）。 於棉絮兩個表面上之經熟化樹脂塗層，可合宜地構成最 後經結合棉絮之約10至30重量％，其中以12至25%對1.5至 1.65 dpf (1.83分特）為較佳，其中較少量樹脂傾向於降低洗滌 耐用性與密封等級，而較大量傾向於增加剛性及降低絕緣 效率。再者，樹脂於表面中之量不必依棉絮之基重而定， 且因此，對較重質棉絮而言，總樹脂加入量可低達3%， 即使對於經光滑化之纖維填料棉絮亦然。對完全乾燥（未 經光滑化）之纖維，與當使用經光滑化之纖維填料時比較 ，需要較少樹脂。 正如先前所指出者，適當密封樹脂係具有Tg為約o°c或較 低。可使用之樹脂係得自市購可得之丙烯酸系與乙烯基乳 膠組合物，其中係包括例如Rhoplex E-32 (Rohm & Haas公司），TR-934 (Rohm & Haas 公司），X-4280J (日本 Kanebo)，Β· F. Goodrich 公司之 200301792 (6)

Hycar□乳膠組合物：26146, 26171，26322,26083, 26092, 2671，26120, 2679, 26796，國家澱粉與化學公司之乳膠產物：NACRYLIC X 4445, NACRYLIC X 788-6007, NACRYLIC X 4483, NACRYLIC X 4460, NACRYLIC X 4260, NACRYLIC X 4425, NACRYLIC X 4465, NACRYLIC 4401, NACRYLIC X 78-3990, NACRYLIC X 78-3997, NACRYLIC X 78-3905, NACRYLIC X 4280， NACRYLIC 4441, NACRYLIC 78-6114, X-LINK 2873, X-LINK 2849, X-LINK 78-8119, X-LINK 2893, X-LINK 2833, X-LINK 78-6004, X-LINK 2813, RESYN 2375, DUR-O-SET E-230, DUR-O-SET E-669，及其他市購可得之乳膠，其 係被熟化成Tg值為約o°c或較低之樹脂。一些此種市購可得 之樹脂及其Tg值，係列示於例如由B. F. Goodrich，日期1989,標 題為HYCAR□丙晞酸系乳膠，及由國家澱粉與化學公司，標 題為黏合劑、飽和劑、層合劑之小冊子中。當密封樹脂之 Tg變得遠較低（低於o°c)時，此種樹脂傾向於變得較具黏性 。雖然此種樹脂可對棉絮表面提供良好密封，及良好洗滌 耐用性，但密封樹脂之黏性可能會造成缝合問題，其可能 需要較緩慢之缝合速度，這通常並非較佳。因此，根據本 發明使用之密封樹脂之Tg，較佳為約0至約-30°c。 棉絮之製備通常係藉由聚酯纖維填料與黏合用纖維之習 用打開與摻合開始，接著粗梳或扯鬆以製造網層。可將此 網層與來自一列梳理機或彈毛機之其他網層層合，或可將 其與其他網層交叉舖網及，合併，以形成未結合之棉絮。然 後，將此棉絮以乳膠組合物噴塗在棉絮之一或兩個側面上 ，並餵至烘箱中，以進行樹脂之熟化及黏合用纖維之結合 。烘箱處理係在15(M90°C下進行2至5分鐘，並可合宜地在 200301792 (7) 棉絮之三次通過中完成，如前文所指出者。然後，使已經 結合之棉絮通過/環繞（較佳為至少兩個）熱輥，其具有表 面溫度在200至220 C之範圍内（可使用超過兩個輥）。棉絮之 型態為S-包覆，在輥上，以提供與輥之最大接觸。後者可 具有間隙為2至10亳米，依所要之最後棉絮厚度而定。在 此處理中’若需要’可以只加熱一個輥，即使密封棉絮之 兩個側面亦然，若想要密封兩個表面時，其可第二次通過 /覆蓋I ’以加熱棉絮之相反側面。於輕上之接觸時間為 約8秒。此種熱輥處理會使樹脂軟化與擴展，以確保其完 全且均勻分佈於棉絮表面上，以防止纖維滲漏並提供均勻 表面，不含結塊’以在使用時提供舒適與美觀性能。此棉 絮顯示先前指示之基重與厚度範圍。 本發明之棉絮顯示所要程度之耐熱性或絕緣性，其一般 係以CLO等級作報告（參閱Hwang之美國專利4,514,455)。本發 明之棉絮令人滿意地顯示CL0值為至少約〇·36 CLO /盎司/ 平方碼，且較佳為〇·48 CLO /盎司/平方碼或較高。 應明瞭的是，本文中所述之組份與方法應經選擇’以提 供本發明之棉絮。必須小心選擇確實會如此提供之組合。 例如，於纖維上之光滑劑及被塗敷至棉絮之乳膠’應經選 擇，以致能夠充分地黏著’因此最後棉絮可顯示例如足夠 洗滌耐用性。 CLD等級係按上文Hwang中所述獲彳于。 本發明棉絮之洗滌耐用性等級（nWD”）及比較，係藉由 (8) 200301792 mg ASTM D-4770-88之程序進行評估’試驗片條為24英吋x %英叶 大小，並根據段落8,6.1所施行之度量作報告。本發明、 絮顯示3或較高等級（段落8.5尺度）。 纖維滲漏或滲濾經過面層織物，係藉由LeVan之美國專利 4,869,771中所述之方法，以密封等級（”SR”）度量（於3次 、 死〉條 循環後，除非另有指明），密封等級（SR) 5係為優越的， 而

密封等級（SR) 1係為不良的。本發明之棉絮顯示密封等級& 為3或較高（於3次洗滌循環後）。在表1與3中，係另外 一次洗滌（1W)後以及3次洗滌（3W)後之密封值，並與任 滌前之最初值（NEW)作比較。 本發明棉絮之柔軟度或懸垂性係根據德國工業標準533& 懸臂式（DIN 53362懸臂式）進行度量’其係測定棉絮在機械與 橫越機械方向上之彎曲剛性（"B”）並將其加總；合併之結果 係相關於懸垂性與柔軟度。對此等度量，係將棉絮待測試 樣切割成25公分長度與2·5公分寬度，及對此等度量，係將 待測試樣在機械（MD)與橫越機械（XD)方兩上切割。將各待 測試樣稱重，並將其重量記錄為"W”。然後測定實曲長度 (’’LU”），其方式是使待測試樣以水平方式於平台上滑動， 直到經彎曲待測試樣之前方達到41度角及30秒為止。然後 施行下列計算： B =F1(LU^2)3 其中B =彎曲剛性，以cN/cm2表示 LU ==彎曲長度，以公分表示

Fi =9.8(W+L) •12- (9) (9)200301792

W -試樣重量’以克表示 L -試樣長度’以公分表示 本發明之棉絮顯示彎曲剛性（”B”為對於得自棉絮之md與 XD試樣戶斤測得數值之總和）為80cNW或^，較低f曲剛 性為較佳。 -13- 200301792 (ίο) /分鐘（7.3米/分鐘）。此輸送機係將已x又舖網之棉拿< 集及合併成具有基重約2.7盎司/平方碼（90克/平方米）、 最後多層棉絮。在連續操作中，係將此棉絮通入噴塗區_ 中，其中係將Kanebo之X-4280J乳膠（Tg為-4°C )塗敷至棉絮、 ' 丁員 側，然後使其通入3-路徑烘箱中（塗敷足量乳膠，以 絮上提供9重量％經熟化樹脂）。此路徑係在15〇。〇下，而在 烘箱中’於滯留時間約1分鐘期間，樹脂係經熟化， 合用纖維係被活化。於棉絮離開烘箱後，使其翻轉，將Λ 膠塗敷至棉絮之頂側（”新的”），並將棉絮藉由第二個輪兵 機運送至烘箱之第二個路牺α⑺巧 u裕徑（170 C )，以使樹脂熟化及使 合用纖維活化（在棉絮之+ 7 ^ ❸糸艾此側面上形成9重量％之樹脂， 成總共18重量％樹脂於榼如 ^ ^ ^ ^ 帛糸上）。將棉絮銀至烘箱之第一 個路徑（170°C)，以提供棉力 二 糸又進一步加熱，歷經另一分锆 總共加熱3分鐘）。 $ ( 使已結合之棉絮通過—t 對熱輥，呈S-包覆型態（輥表面 220 C下），其中輥接觸時 在 于間為約8秒；輥間隔為6毫米。仏 棉絮（18%樹脂，15%黏入m 此 ""用纖維）具有重量為3.33盎司/承 方碼，厚度為〇·37英吋，如 . ’个 顯示洗滌耐用性（WD)等級為4 ,文 封等級（SR)為5，及總蠻也 ， 在 号购剛性（Β)為37.8 cN/cm2。度量所製点 棉絮之應力/應變性皙 叹 只’如下表2中所示，且示於圖2中。 此圖係比較本發明敛輕、 、批万法之溫度、時間及輥間隙之不同 組合之作用。在此圖φ Y ’係使相同試樣負荷與去除負荷 次，而造成四個曲線。u — 此棉絮之其他性質係以項目編於】 示於下表1中。 〜 -14- 200301792 (ii) 比較實例1 在此比較實例中，另一種棉絮係製自（1) 1.5 dpf (1.66分特） 實心圓形橫截面，聚對苯二甲酸乙二酯定長纖維，具有聚 矽氧光滑劑，（2)27%，1.65 dpf實心圓形橫截面，51毫米切 斷長度，聚對苯二甲酸乙二酯定長纖維，未具有光滑劑， 及（3) 18重量百分比之"Melty 4080”黏合用纖維所組成之摻合物 。再一次，如實例1，在此掺合物中，於打開與粗梳之前 ，黏合用纖維已經與纖維填料合併。 此棉絮係使用如上文在實例1中所述之相同扯鬆方法， 及一種具有Tg低於約0°c (Kanebo之X-4280J，Tg為-4°c )之相同密 封樹脂製成。用以製造此棉絮之方法，係與實例1相同， 惟熱輥方法除外。在此比較實例中，係使經結合之棉絮通 過一對熱輥，呈S-包覆型態（輥表面係在20(TC下），其中輥 接觸時間為約12秒 :輥間 隔為2毫 米。 將棉 絮壓 縮至 其最 初厚度之約一半， 並捲繞成卷筒。 度量如此製成之棉絮之 應力/應變性質， 並示於 圖1中。 再一 次， 於此 圖中 ，係 將相同試樣施加貝 荷與去除負荷四 次， 造成四個 曲線 。此 棉絮之其他性質係 以項目 編號2示於下表1中 0 表1 項目 ％ % 重量 厚度 f 曲剛性 編號 黏合劑 樹脂 (盎司/ (英吋）’ WD SE MD CD 總計 平方碼) 1 15 18 3.33 0.37 4 5 18.5 19.3 37.8 2 18 18 3.07 0.30 4 5 11.7 11.4 23.2 200301792 (12) 發明說龈績異 圖式簡單說明 圖1顯示根據先前技藝製成棉絮之一系列張力變形曲線。 圖2顯示根據本發明製成棉絮之一系列張力變形曲線。

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Claims (1)

1. 200301792 拾、申請專利範圍 1. 一種經結合之棉絮，其包含聚酯纖維填料與密切混合之 黏合用纖維之掺合物，其中棉絮在3續負荷下具有張力 變形大於35%。 2. 根據申請專利範圍第1項之經結合棉絮，其中棉絮係整 個與補充量之較低熔點黏合材料結合，該補充量為棉絮 重量之2至25重量％。 3·根據申請專利範圍第1項之經結合棉掌，其中I醋纖維 _ 填料佔棉絮之70至96重量％，而黏合用纖維佔棉絮之4 至30重量％。 4.根據申請專利範圍第1項之經結合棉絮，其中棉絮之上 方與下方表面係以具有坡璃轉移溫度（Tg)為〇 c或較低之 樹脂密封，其量為棉絮之10至30重量％。 5· —種製備經結合棉絮之方法，其包括形成聚酿纖維填料 與黏合用纖維之摻合物，自該摻合物製備連續棉絮’該 棉絮具有上方與下方表面，使該棉絮前進經過至少一個 鲁 噴塗區帶，其中係將棉絮之兩個表面以樹脂噴塗，將已 噴塗之棉絮在烘箱中加熱，以使樹脂熟化及使黏合材料 軟化，接著將已加熱之棉絮在200-200°C下熱軋8秒，以在 棉絮表面中達成樹脂與纖維間之密切接觸，及使已輥軋 之棉絮冷卻。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中熱軋係藉由呈S-包覆型態之加熱輥完成。 7. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中輥具有2-10亳米 200301792 之間隙。 8·根據申請專利範圍第5項之方法，其中聚酯纖維填料佔 棉絮之70至96重量％，而黏合用纖維佔棉絮之4至30重 量％。 9. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中樹脂佔含有樹脂 之經噴塗棉絮重量之10至300%。 10. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中樹脂係經選擇， 以在熟化後，提供具有玻璃轉移溫度（Tg)為0°C或較低之 經熟化樹脂。