TW201723262A - 纖維球棉絮及包含彼之物件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供棉絮，其包括包含指定纖維混合物之非編織網，該非編織網具有50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及5至50wt%之該非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分。該棉絮之密度為2至12kg/m3。亦提供包含該棉絮之物件及製備該棉絮之方法。
Description
本申請案主張2014年12月17日申請之美國臨時申請案第62/093,293號之優先權，其全部內容在此以引用之方式併入本文中。
本發明大體上係關於包含合成纖維及黏合纖維之纖維球棉絮，該棉絮適用作例如隔熱材料。本發明亦關於包含該棉絮之物件及製備該棉絮之方法。
一段時間以來，已知曉纖維球。儘管纖維球在例如梳理各種連續非編織材料中，在其他應用諸如可吹製應用中經常視為非所要之製造缺陷，但纖維球已證實有用。
美國專利第4,618,531號描述一種該可吹製纖維球發明。具體言之，U.S.4,618,531揭示具有螺旋捲曲之聚酯纖維填充物，其以可吹製纖維球形式無規排列且纏結。纖維球據稱藉由例如吹製易於傳輸。
美國專利第4,794,038號揭示由纏結之螺旋捲曲之纖維填充物及較佳亦螺旋捲曲之黏合纖維形成的纖維球。纖維球據稱藉由例如吹製易於傳輸，且隨後可一起壓縮且黏合。參考文獻闡釋，黏合纖維摻合物在傢俱、床墊及需要堅固支撐物之類似最終用途中大規模地使用。然而，其
在此等最終用途中，例如在傢俱座墊中很少用作唯一的填充材料，其中慣例為使用纖維填充棉絮作為發泡體芯之「起模(rapping)」，此很可能因為為了在100%纖維填充墊子中獲得所需彈性及效能，將需要提供不可行的或成本過高的相對高密度，且可能不提供所需效能。U.S.4,794,038提供一種解決方案，在於其可吹製纖維球可經壓縮/模製且黏合，以形成堅固支撐物作為層狀結構之替代物，以用於例如傢俱、床墊及類似最終用途。與此目標一致，參考文獻揭示堅固、相對緻密(20Kg/m3至50Kg/m3)之黏合結構，其中最緻密者(50Kg/m3)顯示最好彈性及支撐容積。
美國專利第4,940,502號揭示黏合結構，其以模製纖維球塊之形式提供，其經由涉及壓縮階段之方法製得。所得模製纖維球塊相對緻密(密度一般在約20Kg/m3至80Kg/m3範圍內)，具有改良之彈性、耐久性及順應性，且可用於例如床墊。
儘管關於纖維填充材料之先前努力針對例如習知棉絮、可吹製纖維球及含有纖維球之緻密彈性黏合結構，但繼續需要改良之填充材料。
儘管已論述習知技術之某些態樣以促進對本發明之揭示，但申請者不以任何方式放棄此等技術態樣，且預期地，所主張之本發明可涵蓋一或多個本文中所論述之習知技術態樣。
在本說明書中，在提及或論述文件、法令或知識項時，此提及或論述並不承認文件、法令或知識項或其任何組合在優先權日期下為公開可用的，為公眾已知的，為公共常識之一部分，或在適用法定規定下以其他方式組成先前技術；或已知與試圖解決本說明書所關注之任何問題有關。
簡言之，本發明滿足對於改良之填充材料的需要。本發明可解決上文所論述之此項技術的問題及缺陷中之一或多者。然而，預期本發明可證實適用於解決許多技術領域中之其他問題及缺陷。因此，所主張之本發明不一定解釋為限於解決本文中所論述之特定問題或缺陷中之任一者。
本發明所揭示之棉絮、包含棉絮之物件及用於形成棉絮之方法的某些具體實例具有若干特徵，並非單一特徵即可單獨實現其所需屬性。在不限制如由以下申請專利範圍所定義之棉絮、物件及方法之範疇的情況下，現將簡要地論述其較顯著的特徵。考慮此論述後，且尤其閱讀標題為「實施方式(Detailed Description of the Invention)」之本說明書部分後，將理解本文中所揭示之各種具體實例之特徵如何提供優於目前先進技術之許多優勢。
在一個態樣中，本發明提供棉絮，其包括包含纖維混合物之非編織網，該纖維混合物具有：- 40至95wt%之丹尼(denier)為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及- 5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度。
結構上，非編織網包含：- 50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及- 5至50wt%之非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但
本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分。
棉絮之密度為2至12kg/m3。
在第二態樣中，本發明提供一種物件，其包含本發明棉絮。該等物件之非限制性實例包括例如戶外產品(例如戶外衣服，諸如夾克等)、服裝、睡袋、寢具(例如蓋被)等。
在第三態樣中，本發明提供一種製備本發明棉絮之方法，該方法包含：- 混合纖維，該等纖維包含：- 40至95wt%之丹尼為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及- 5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度，從而形成纖維混合物；- 由纖維混合物形成複數個纖維球；- 由纖維混合物形成非編織網，其中該非編織網包含：- 50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及- 5至50wt%之非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分；及- 加熱非編織網至或超過黏合纖維之黏合溫度，從而形成棉絮。
結合所附申請專利範圍及附圖，自以下本發明之各個態樣的詳細描述，將顯而易見本發明之此等及其他特徵及優勢。
下文參照附圖中所說明之非限制性具體實例更全面解釋本發明之態樣及其某些特徵、優勢及細節。忽略對熟知材料、製造工具、加工技術等之描述以便不會不必要地使本發明在細節上模糊。然而應理解，儘管指示本發明之具體實例，但詳細描述及特定實施例僅以說明之方式給出，且不以限制之方式給出。對熟習此項技術者而言，在本發明基本概念之精神及/或範疇內之各種取代、修改、添加及/或佈置將自本發明顯而易見。
在一個態樣中，本發明提供棉絮，其包括包含纖維混合物之非編織網，該纖維混合物具有：- 40至95wt%之丹尼為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及- 5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度。
結構上，非編織網包含：- 50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及- 5至50wt%之非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分。
該複數個纖維球及非編織網之鄰近於一或多個纖維球但本
身並不包含一或多個纖維球或其任何部分的該複數個部分亦必要地包含非編織網之纖維混合物。
本發明棉絮典型地經熱處理以便熔融所有或一部分黏合纖維，從而形成黏合之網型棉絮。因此，一般熟習此項技術者應理解，在該等具體實例中，雖然「黏合纖維(binder fiber)」敍述於非編織網之纖維混合物中，但與呈其初始、熱處理前形式之黏合纖維相反，該等纖維將為完全或部分熔融之纖維。儘管如此，如本文中所使用，黏合纖維之丹尼及長度描述闡述黏合纖維在熱黏合處理前的特性。
圖1為本發明棉絮100之一個具體實例之俯視相片。如所展示，棉絮包括複數個纖維球12及非編織網之鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分的複數個部分14，其亦必要地包含非編織網之纖維混合物(為簡單起見，其可稱為「空隙(space)」)。本發明可與由可吹製纖維球(例如，如美國專利第4,794,038號中所揭示)形成之先前技術黏合材料區別，因為例如在可吹製纖維球使用如此項技術中所描述之壓縮及熱處理彼此黏合時，產物不具有空隙14，該等空隙藉助於在熱處理之前形成之非編織網存在於本發明中。圖2為本發明棉絮200之一具體實例之剖視相片，其亦展示纖維球12及空隙14。
本發明優於目前先進技術之一優勢包括本發明棉絮形成捲製物品之能力。儘管先前技術可吹製纖維球已經黏合，但典型地僅在纖維球已引入其最終目標(例如墊子)中之後發生黏合。另一方面，本發明棉絮經製備以便形成非編織網(一般而言，呈柔軟、可彎曲片形式)，該非編織網隨後可經歷熱處理以便熔融黏合纖維且非原位(在製成品之外)形成
本發明棉絮。本發明棉絮隨後可視情況經捲製且裝運以用作捲製物品。舉例而言，成捲之棉絮隨後可視預期應用而切割成所需尺寸，隨後用作物件中之填充物及/或隔熱材料。
棉絮之纖維混合物包含40至95wt%合成纖維，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，棉絮包含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或95wt%之合成纖維，包括其中之任何及所有範圍及子範圍(例如75至90wt%)。
許多合成纖維在此項技術中已知，且任何所需合成纖維可用於本發明。實際上，不同纖維具有不同性質，且在不同應用中本身朝向有利的用途。此資訊完全在一般熟習此項技術者之範圍內。儘管廣泛大量的合成纖維可用於本發明，但在一些具體實例中，合成纖維選自由以下組成之群：聚醯胺、聚酯、丙烯酸、乙酸酯、聚烯烴、耐綸、嫘縈、萊賽爾纖維(lyocell)、芳族聚醯胺、彈性人造纖維、黏液纖維及莫代爾(modal)纖維及其組合。
在特定具體實例中，合成纖維包含聚酯纖維。在一些具體實例中，該等聚酯纖維包含一或多種聚(對苯二甲酸伸乙酯)、聚(對苯二甲酸六氫化對苯二甲酯)、聚(對苯二甲酸伸丁酯)、聚-1,4-伸環己基二亞甲基(PCDT)及對苯二甲酸酯共聚酯，其中至少85莫耳百分比之酯單元為對苯二甲酸伸乙酯或對苯二甲酸六氫化對苯二甲酯單元。在一特定具體實例
中，合成纖維為聚對苯二甲酸伸乙酯纖維。
丹尼為量測單位，定義為9000公尺纖維或紗線之以公克為單位之重量。其為指定纖維或紗線之重量(或大小)之常用方式。舉例而言，1.0丹尼之聚酯纖維典型地具有大致10微米之直徑。微丹尼纖維為丹尼為1.0或小於1.0之纖維，而大丹尼纖維之丹尼大於1.0。
合成纖維之丹尼為0.5至7.0，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，丹尼為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或7.0，包括其中之任何及所有範圍及子範圍(例如1.0至4.0丹尼、1.0至2.0丹尼等)。
合成纖維之長度為18mm至51mm，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，長度為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、或51mm，包括其中之所有範圍/子範圍(例如20至30mm)。
在一些具體實例中，合成纖維經矽化。術語「矽化(siliconized)」意謂纖維塗佈有含矽組成物(例如聚矽氧)。矽化技術在此項技術中熟知，且描述於例如美國專利第3,454,422號中。含矽組成物可使用此項技術中已知之任何方法，例如噴霧、混合、浸漬、浸染等塗覆。可
包括有機矽氧烷或聚矽氧烷之含矽(例如聚矽氧)組成物黏合至纖維外部部分。在一些具體實例中，聚矽氧塗層為聚矽氧烷，諸如甲基氫聚矽氧烷、改質之甲基氫聚矽氧烷、聚二甲基矽氧烷或胺基改質之二甲基聚矽氧烷。如此項技術中已知，含矽組成物可直接塗覆至纖維，或可在塗覆之前用呈溶液或乳液形式之溶劑，例如聚矽氧烷之水性乳液稀釋。處理後，可乾燥及/或固化塗層。如此項技術中已知，催化劑可用以促進含矽組成物(例如，含有Si-H鍵之聚矽氧烷)之固化，且為方便起見，可添加至含矽組成物乳液，所得組合用以處理合成纖維。適合之催化劑包括羧酸之鐵鹽、鈷鹽、錳鹽、鉛鹽、鋅鹽及錫鹽，諸如乙酸鹽、辛酸鹽、環烷酸鹽及油酸鹽。在一些具體實例中，矽化後，纖維可經乾燥以移除殘餘溶劑且隨後視情況加熱至65℃與200℃之間以固化。
在一些具體實例中，合成纖維用另一光滑劑光滑化，該另一光滑劑例如聚烷醚及其他聚合物之嵌段共聚物，其他聚合物諸如如在美國專利第6,492,020 B1號中提及之聚酯或聚乙烯或聚伸烷基聚合物。
黏合纖維在此項技術中熟知，且大量的黏合纖維市售可得。本發明中所使用之黏合纖維可為習知黏合纖維(例如低熔融之聚酯黏合纖維)或其他黏合纖維，其限制條件為無論使用何種黏合纖維，黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度。黏合纖維論述於例如美國專利第4,794,038號中，且用於黏合纖維之某些具體實例之一般協定闡述於美國專利第4,281,042號及美國專利第4,304,817號中。在一些具體實例中，黏合纖維為單組分纖維。在一些組分中，黏合纖維為多組分纖維(例如雙組分纖維，例如外鞘-芯纖維，其中該芯包含與外鞘相比更高熔融之組分)。在一些
具體實例中，黏合纖維包含一或多種不同類型之黏合纖維之摻合物。
棉絮之纖維混合物包含5至40wt%黏合纖維，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，棉絮包含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%之黏合纖維，包括其中之任何及所有範圍及子範圍(例如10至25wt%)。
黏合纖維之丹尼為1.0至5.0，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，丹尼為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或5.0丹尼，包括其中之任何範圍/子範圍(例如，1.5至3.5丹尼、1.9至2.5丹尼等)。
黏合纖維之長度為18mm至71mm，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，長度為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或71mm，包括其中之所有範圍/子範圍(例如，18至51mm、40至60mm等)。
如上文所指示，黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度。在一些具體實例中，黏合纖維之黏合溫度小於或等於200℃。在一些具體實例中，黏合纖維之黏合溫度為50至200℃，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。在一些具體實例中，黏合纖維之黏合溫度為80℃至150℃。在
一些具體實例中，黏合纖維之黏合溫度為100℃至125℃。
在一些具體實例中，黏合纖維之熔融溫度比合成纖維之熔融溫度小15至170℃。舉例而言，在一些具體實例中，黏合纖維之熔融溫度比合成纖維之熔融溫度小15-170℃，例如，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、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或170℃，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，合成纖維為熔點為約250℃之聚酯纖維，且黏合纖維之熔點為80至180℃(例如約110℃)。
在一些具體實例中，黏合纖維包含低熔融之聚酯纖維。
在一些具體實例中，黏合纖維為包含外鞘及芯之雙組分纖維，其中外鞘包含熔點低於芯之材料。在一些具體實例中，黏合纖維為聚乙烯/聚丙烯雙組分纖維。
在一些具體實例中，合成纖維及/或黏合纖維為捲曲纖維。各種捲曲，包括螺旋及標準捲曲，在此項技術中已知。纖維可典型地具有
任何捲曲。然而，在一些具體實例中，纖維不為螺旋或成螺旋形捲曲之纖維。在一些具體實例中，合成及/或黏合纖維不捲曲。
在一些具體實例中，除合成纖維及黏合纖維之外，纖維混合物另外包含一或多種類型之天然纖維。舉例而言，在一些具體實例中，纖維混合物另外包含一或多種選自以下各者之成員：羊毛、棉、天絲(tencel)、亞麻、動物毛髮、蠶絲及羽絨。
非編織網包含50至90wt%之纖維球，包括其中之任何及所有範圍及子範圍；及10至50wt%之空隙，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。舉例而言，在一些具體實例中，棉絮/非編織網包含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%纖維球，包括其中之任何及所有範圍/子範圍(例如，70至90wt%)。在一些具體實例中，棉絮/非編織網包含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%空隙，包括其中之範圍/子範圍(例如，10至30wt%)。
纖維球之平均直徑為3.0至8.0mm(例如，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8mm)，包括其中之任何及所有範圍及子範圍(例如，4至6mm、5至6mm等)。
在一些具體實例中，棉絮之厚度小於或等於40mm，例如5至40mm(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、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40mm)，包括其中之所有範圍及子範圍。
棉絮之密度為2至12kg/m3(例如，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或12.0kg/m3)，包括其中之任何及所有範圍及子範圍。因此棉絮之密度與利用緊密纖維球之先前技術相比相對較低。實際上，不同於先前技術，本發明棉絮之具體實例提供高級、柔軟且可彎曲之隔熱材料。不管領域中之習知思維，該習知思維暗示密度為2至12kg/m3之本發明棉絮可能不具有足夠的結構完整性以在處理及使用後保持完好(且因此將不適用作隔熱材料)、將不具有充分隔熱性質及/或將不可容易地產生，申請人已發現本發明之具體實例出人意料地實現所有此等目標。本發明棉絮包含第一表面及第二表面，第二表面平行於第一表面。在一些具體實例中，棉絮之第一表面及/或第二表面包含交聯樹脂。在例如包含交聯劑化合物之交聯劑溶液已塗覆至第一及/或第二表面時為此情況。樹脂為交聯(例如經由熱處理)型式之交聯劑溶液。在一些具體實例中，
交聯樹脂包含為交聯丙烯酸酯(共)聚合物之交聯劑。在一些具體實例中，交聯劑溶液及/或交聯劑化合物顯示柔軟性及疏水性。在一些具體實例中，交聯劑化合物之玻璃轉移溫度(Tg)小於0℃。
在一些具體實例中，第一表面及第二表面中之至少一者包含稀鬆布層。稀鬆布在此項技術中熟知。使用稀鬆布可幫助緩和纖維在本發明棉絮中之遷移(例如，在處理產品期間)。
如上文所論述，本發明棉絮包含非編織網，該非編織網包含纖維混合物。在一些具體實例中，非編織網之纖維含量由纖維混合物組成。
在一些具體實例中，棉絮包含單一非編織網。在其他具體實例中，棉絮包含複數個非編織網層，其中該等層中之一或多者為根據本發明之非編織網(亦即，含有纖維混合物及指定重量百分比之纖維球及空隙)。在一些具體實例中，棉絮包含複數個非編織網，其均為根據本發明之非編織網。
在第二態樣中，本發明提供一種物件，其包含本發明棉絮。該等物件之非限制性實例包括例如戶外產品(例如戶外衣服，諸如夾克等)、服裝、睡袋、寢具(例如蓋被)等。
在第三態樣中，本發明提供一種製備本發明棉絮之方法，該方法包含：- 混合纖維，該等纖維包含：- 40至95wt%之丹尼為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及- 5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏
合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於合成纖維之軟化溫度，從而形成纖維混合物；- 由纖維混合物形成複數個纖維球；- 由纖維混合物形成非編織網，其中該非編織網包含：- 50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及- 5至50wt%之非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分；及- 加熱非編織網至或超過黏合纖維之黏合溫度，從而形成棉絮。
形成纖維球之方法在此項技術中熟知，且可使用有助於由纖維混合物形成纖維球之任何已知的纖維球形成方法(在領域中之熟練業內人士之範圍內很好地瞭解)。舉例而言，形成纖維球之方法描述於例如美國專利第4,794,038號及第6,613,431號中。儘管可使用任何纖維球形成技術，但在一些具體實例中，纖維球藉由以下方式來形成：抵靠著容器壁反覆地氣動翻滾小簇的合成及黏合纖維，以使物體緻密且使其更圓，從而形成纖維球。在其他具體實例中，使用纖維球機器以形成纖維球。在一些具體實例中，使用球梳板(亦即，經調節用於生產纖維球之梳理機)形成纖維球。
在一些具體實例中，在纖維球形成之前，打開合成纖維及/或黏合纖維。如此項技術中所熟知，在進一步加工之前，打開需要在一定程度上分離纖維(例如，使用開棉機，諸如束開系統)。
由纖維混合物形成非編織網可利用任何可接受之網形成技術(例如，空氣沈降系統或梳理機)。舉例而言，在一些具體實例中，使纖維混合物(亦即，呈纖維球形式，由混合物形成)經歷流動之氣流以形成
非編織網。在該等具體實例中，可由例如已與經由空氣沈降系統加工之纖維球之混合物分離的「沈降(fallout)」纖維形成空隙。
在一些具體實例中，形成非編織網包含將纖維混合物(例如，所形成之纖維球及纖維球形成後剩餘之任何疏鬆纖維)沈積於形成線上。在一些具體實例中，此可在真空輔助(例如，位於形成線下方之真空系統)下進行。在特定具體實例中，將疏鬆纖維球饋入氣流式系統中。氣流式系統經由氣流計量出超過既定寬度及指定厚度之纖維球。
形成非編織網後，將其加熱至或超過黏合纖維之黏合溫度，從而形成本發明棉絮。舉例而言，藉由氣流式系統產生非編織纖維球網後，可藉由護板將其運送至熱黏合烘箱中，在其中藉由熱活化黏合纖維，因此產生黏合棉絮。
在熱黏合(加熱非編織網至或超過黏合纖維之黏合溫度)之前，可視情況對中間非編織網進行機械加工(例如捲筒)，以在必要時向網提供完整性程度(當然，其限制條件為該機械加工不產生密度將超過12kg/m3之棉絮)。
非編織網可充當棉絮，或其可與一或多個額外層分層(根據本發明或以其他方式)以形成層狀棉絮。
實施例
現將參考以下實施例中所描述之特定具體實例說明但不限制本發明。
根據以上方法製備樣品棉絮。樣品之纖維混合物為90% 1.4丹尼之纖維長度為28mm的聚酯纖維，及10%低熔融之雙組分聚酯/聚酯
黏合纖維。經由梳理機加工纖維混合物以獲得非編織網棉絮前驅體，將其在110℃下加熱以形成本發明棉絮之具體實例。最終棉絮結構由80%之直徑為6mm之纖維球及20%之非編織網之複數個部分組成，該複數個部分鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分。棉絮之重量為175公克/平方公尺(gram per square meter，gsm)，厚度為17.5mm，且密度為10kg/m3。
本文中所使用之術語僅為了描述特定具體實例且並不意欲限制本發明。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，否則單數形式「一(a/an)」及「該(the)」意欲亦包括複數形式。進一步應理解，術語「包含(comprise)」(及包含之任何形式，諸如「包含(comprises)」及「包含(comprising)」)、「具有(have)」(及具有之任何形式，諸如「具有(has)」及「具有(having)」)、「包括(include)」(及包括之任何形式，諸如「包括(includes)」及「包括(including)」)、「含有(contain)」(及含有之任何形式，諸如「含有(contains)」及「含有(containing)」)及其任何其他語法變化形式為開放式連接動詞。因此，「包含(comprises)」、「具有(has)」、「包括(includes)」或「含有(contains)」一或多個步驟或元件之一方法或物件擁有彼等一或多個步驟或元件，但不限於僅擁有彼等一或多個步驟或元件。同樣，「包含(comprises)」、「具有(has)」、「包括(includes)」或「含有(contains)」一或多個特徵之一方法步驟或一物件元件擁有彼等一或多個特徵，但不限於僅擁有彼等一或多個特徵。
如本文中所使用，術語「包含(comprising)」、「具有(has)」、「包括(including)」、「含有(containing)」及其其他語法變化形式涵蓋術語
「由……組成(consisting of)」及「主要由……組成(consisting essentially of)」。
當在本文中使用時，短語「主要由……組成(consisting essentially of)」或其語法變化形式視為指定陳述的特徵、整數、步驟或組分，但並不排除添加一或多個額外特徵、整數、步驟、組分或其群，但僅當額外特徵、整數、步驟、組分或其群不實質上更改所主張之組成物或方法之基礎及新穎特性時才如此。
本說明書中所引用之所有公開案以引用之方式併入本文中，如同各個別公開案具體地且個別地指示為如同全面闡述地以引用的方式併入本文中。
除非另外明確地指示，否則以引用之方式併入之標的物不視為任何申請專利範圍限制的替代物。
當在整個本說明書中提及一或多個範圍時，各範圍意欲為用於呈現資訊之簡寫格式，其中範圍理解為涵蓋範圍內之各離散點，如同本文中全面闡述彼者。
儘管已在本文中描述且描繪本發明之若干態樣及具體實例，但替代性態樣及具體實例可受熟習此項技術者影響以實現相同目標。因此，本發明及所附申請專利範圍意欲覆蓋屬於本發明之真實精神及範疇內的所有該等其他及替代性態樣及具體實例。
將結合以下圖式於下文描述本發明，其中相似編號指代相似元件，且：圖1為本發明棉絮之一個具體實例之俯視相片圖2為本發明棉絮之一個具體實例之剖視相片。
12‧‧‧複數個纖維球
14‧‧‧非編織網之纖維混合物/空隙
100‧‧‧本發明棉絮
Claims (23)
- 一種棉絮，其包括包含纖維混合物之非編織網，該纖維混合物具有：40至95wt%之丹尼為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於該等合成纖維之軟化溫度，其中，結構上該非編織網包含：50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及5至50wt%之該非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分，且其中該棉絮之密度為2至12kg/m3。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等合成纖維包含聚酯纖維。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等合成纖維之丹尼為1.0至2.0。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等合成纖維之長度為20mm至30mm。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等纖維球之平均直徑為4.0mm至6.0mm。
- 如申請專利範圍第5項之棉絮，其中該等纖維球之平均直徑為5.0mm至6.0mm。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等黏合纖維之丹尼為1.5至3.5。
- 如申請專利範圍第7項之棉絮，其中該等黏合纖維之丹尼為1.9至2.5。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等黏合纖維之長度為18mm至 51mm。
- 如申請專利範圍第1項之棉絮，其中該等黏合纖維之黏合溫度小於或等於200℃。
- 如申請專利範圍第10項之棉絮，其中該等黏合纖維之黏合溫度為80℃至150℃。
- 如申請專利範圍第11項之棉絮，其中該等黏合纖維之黏合溫度為100℃至125℃。
- 如前述申請專利範圍中任一項之棉絮，其中該纖維混合物包含：75至90wt%之該等合成纖維；及10至25wt%之該等黏合纖維。
- 如申請專利範圍第13項之棉絮，其中該非編織網包含：70至90wt%之該複數個纖維球；及10至30wt%之該非編織網之該複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分。
- 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮，其中該等合成纖維經矽化。
- 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮，其中該等合成纖維為捲曲纖維。
- 如申請專利範圍第16項之棉絮，其中該等捲曲纖維具有螺旋捲曲或標準捲曲。
- 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮，其中該棉絮不包含螺旋捲曲纖維。
- 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮，其中該等黏合纖維為包含外鞘及芯之雙組分纖維，其中該外鞘包含熔點低於該芯之材料。
- 一種物件，其包含如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮。
- 如申請專利範圍第20項之物件，其中該物件選自由以下組成之群：戶外產品、服裝、睡袋及寢具。
- 一種製備如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之棉絮之方法，該方法包含：混合纖維，該等纖維包含：40至95wt%之丹尼為0.5至7.0且長度為18mm至51mm之合成纖維；及5至40wt%之丹尼為1.0至5.0且長度為18mm至71mm之黏合纖維，該等黏合纖維之黏合溫度低於該等合成纖維之軟化溫度，從而形成纖維混合物；由該纖維混合物形成複數個纖維球；由該纖維混合物形成非編織網，其中該非編織網包含：50至95wt%之複數個平均直徑為3.0至8.0mm之纖維球；及5至50wt%之該非編織網之複數個部分，其鄰近於一或多個纖維球但本身並不包含一或多個纖維球或其任何部分；及加熱該非編織網至或超過該等黏合纖維之黏合溫度，從而形成該棉絮。
- 如申請專利範圍第22項之方法，其中該非編織網使用空氣沈降系統形成。
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