CN1055020A - 制造新型可拉伸絮片 - Google Patents

Abstract

经改进的可差示收缩的双组分短纤维可拉伸絮 片是通过如下步骤获得的：把(例如)来自梳理机、扯 松机或类似机器的纤维网，以一个能决定和控制机器 方向(MD)和交叉方向(XD)上的拉伸程度的角度交 叉叠放，然后，使该双组分纤维因其差示收缩而产生 螺旋卷缩。这样的絮片在服装业中特别有用。

Description

本发明涉及新型可拉伸絮片的制造，更具体地说，本发明涉及一种制造此类新型絮片的新方法，用这种方法，可以在机器方向和在正交方向上改变并控制拉伸量;由此产生的絮片;将此类絮片制成各种物品的加工方法;以及由此产生的物品本身。

纤维絮片（英文中称batt，有时称batting）一直是由合成短纤维、尤其是由聚酯填充用纤维制造的，并公开于，例如，Moler的美国专利No.3，007，227，Wllis的美国专利No.3，290，704，Tolliver的美国专利No.3，772，137，Scott的美国专利No.4，129，675，Street的美国专利NO.4，668，562和4，753，693，Burnett的WO  88/00258及本文中提到的其它技术中。较好的多用途合成聚合物是聚酯均聚物，即聚（对苯二甲酸乙二醇酯），有时称为2G-T，多年来已制造了此类聚合物纤维的各种絮片，并用来作为填充材料。上述参考文献中有一些文献指出，对于多用途来说，已发现，理想的是由填充用纤维与能在适于制作粘合絮片的温度下软化的低熔粘合剂纤维、较好是有高熔芯（如2G-T）外包粘合剂材料鞘的鞘/芯粘合剂纤维的掺合物来制造这样的絮片，这样，当通常通过加热到该芯材及该填料纤维的熔点或软化点以下，但在该粘合剂材料的粘合温度以上的温度而实现的该粘合剂材料活化时，后者就粘合该填充用纤维，并提供连结点，与原粘合剂纤维的剩余芯部连接。

对于某些用途、尤其某些服装中的用途，一直希望能提供具有“可拉伸”的特性（系指从正常使用中遇到的伸展回复的能力）并能控制不同方向上的拉伸量（下文还要提到）的絮片。已有人生产出一些伸展量有限的絮片，它在各方向上的伸展量大致相等，即未控制到拉伸方向上;我相信，这样的絮片是在（例如）RANDO/DOA***或某种诸如此类的***上用气动铺絮法（air-laying）把纤维无规地铺成絮片而制成的。也有人由基本上在机器方向（MD）上单一方向拉伸、即在交叉方向（XD）上无显著拉伸的梳理纤维网（carded  web）生产出拉伸能力有限的其它絮片。这样的先有技术絮片不能满足（例如）当前对服装业如手套和紧身衬裤等中此类用途的需要。

按照我的发明，我提供具有卓越拉伸特性的的絮片，更具体地说，它有能力控制某些方向上的位伸，这是由形成该絮片时的制造方法决定的，即交叉叠放属于可差示收缩双组分纤维而且已取向（如通过梳理，即赋与这样的纤维以某种程度的平行化）的填充用纤维丝网，并利用这些双组分纤维的差示收缩使这样的填充用纤维能拉伸-回复。

因此，按照本发明的一个方面，提供的是一种制备可拉伸纤维絮片的方法，包括下列步骤：（1）形成一种双组分纤维梳理纤维网，其中各组分显示出差示收缩特性，（2）以约30℃-60℃的角度交叉叠放，堆积成一种具有预期厚度和重量的絮片，（3）用这样交叉叠放而成的絮片中的纤维使该絮片稳定化，和（4）将该絮片热定形，以便实现该双组分纤维的差示收缩，从而使该絮片具有 可回复拉伸特性。

按照本发明的另一方面，提供的是一种多层交叉叠放的可拉伸絮片，其各层平面中的可回复伸展被平衡到如此程度，以致最大可回复伸展不大于与最大可回复伸展方向成正交角的方向上的可回复伸展的约1.5倍，而且包含具有因双组分差示收缩而形成的螺旋卷曲的双组分纤维。

一种制备可拉伸纤维絮片的较好方法包括下列步骤：（1）形成一种双组分纤维（其中各组分呈现差示收缩特性）和能在不使该双组分纤维软化的条件下软化的粘合剂纤维的掺合物，（2）以约30°-60°的角度交叉叠放，堆积成具有预期厚度和重量的絮片，（3）使该粘合剂纤维活化，以便提供一种粘合絮片，和（4）使该粘合絮片热定形，以便实现该双组分纤维的差示收缩，从而使该絮片具有可回复拉伸特性。

各种类型的差示收缩双组分丝已公开于，例如，Reese的美国专利NO.3，998，042和Mirhei的美国专利NO.4，157，419，及其中所参照的先有技术，而且一些这样的双组分组合已在上述提到的拉伸能力有限的先有絮片中用作填充用纤维。按照本发明，不同组分最好处于一种相并关系中，以便在提供具有拉伸特性的所预期的螺旋形或卷曲方面产生最大的差示收缩效应，而且可兼容的组分的选择也应当顾及这一点。用于某些目的的较好组分是聚酯，尤其是已因其差示收缩而被使用和公开的各种组合，但其它组分如尼龙也可以使用，例如，具有2G-T/SSI的尼龙66双组分。这种通常称为2G-T/SSI的共聚酯是聚（对苯二甲酸/5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯），含有约2%（摩尔）的5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯重 复单元，公开于（例如）Griffing和Remington的美国专利NO.3，018，272中。像聚烯烃这样的其它双组分，例如熔点差量级为50℃的聚丙烯/聚乙烯型双组分，也可以使用，视最终用途而定。获得差示收缩的方法，技术上已有公开，包括使用完全不同的聚合物，或有某些差异如熔点不同和/或相对粘度不同的类似聚合物，以便在所希望的条件下（通常是在（例如）热炉中进行热定形）提供不同的收缩。

如所指出的，对于很多用途来说，粘合絮片是较好的。粘合可以如先有技术中所述那样采用树脂粘合剂实现，但是，尤其如果希望进行通过式粘合（through-bonding），这最好是采用与聚酯填充用纤维掺合的粘合剂纤维来实现。典型的粘合剂纤维详见所参照的先有技术，以及（例如）共同未决的1988年10月24日提交的Ahn等人的USSN  07/260，540和1988年12月9日提交的Ahn的USSN  07/281，825，及其中所引用的粘合剂纤维和参考文献。熔点差最好具有100℃的量级，对烯烃粘合剂尤其如此。粘合剂纤维可以采用本身在技术上已知的方法与该双组分填充用纤维掺合，而且，如认为需要，也可以掺入其它成分，如Pamm的美国专利NO.4，281，042和Frankosky的美国专利NO.4，304，817中所公开的。

我的发明的基本要素在于使用交叉叠放，因此，我提供了改变和控制所得到的絮片的拉伸特性的可能性，方法非常简单，只需改变这些纤维网交叉叠放的角度，然后使这些纤维因交叉叠放而相对于该絮片取向的角度稳定下来。这一点与上述提到的一些先有絮片的无规取向截然不同;我已发现，在我的絮片中（可回复的）拉伸量较大，此外，我还能控制和改变（有方向性的）拉伸量，这对于 絮片的使用者（例如）用于设计服装及其它物品如家具等来说，实际上可能是一个非常重要的优点。交叉叠放的角度在此是按交叉方向（XD）量度的，而不是按机器方向（MD）量度，而且可以改变（例如）10°-80°。然而，实际上，30°-60°的角度一般将是较好的。45°的角度将使两个方向（MD和XD）上的拉伸大致相等，但发现这些拉伸特性优于上述提到的先有无规絮片的同类特性。45°以上的角度将增加MD拉伸并降低XD拉伸，而小于45°的角度将增加XD拉伸并相应降低MD拉伸。由均聚物纤维形成的纤维网一般以XD拉伸（而不是MD）为主，增大此类纤维网的交叉叠放角度对于MD∶XD拉伸比来说产生的效应与按照本发明（利用双组分纤维提供拉伸）所发生的情况恰好相反。

在加热加到足以引起预期的差示收缩之前先形成絮片，然后用适当方法，一般只需在（例如）适当的炉中或（顺便举个例）用热风加热该絮片，产生这样的差示收缩。这种差示收缩可以在该絮片中以其原始放置状态产生。然而，实际上，理想的是，这种差示收缩在该絮片稳定化之后发生，例如，用低水平的热量（只足以提供使纤维具有足够凝聚力和稳定性的某种轻微程度卷曲，而且可能使诸如粘合剂纤维形式等任何粘合剂材料活化）和/或压力使该絮片密实化，或用针扎。对于很多最终用途来说，针扎较好，因为它形成整体絮片，而且能最大限度减少随后加热期间的进一步变化。

对于控制，即保持交叉叠放后纤维的取向角度，从而保持最终的方向性拉伸特性来说，稳定化很重要。应当了解的是，进行交叉叠放一般只是为了把预期重量的纤维堆积成絮片，不大关心对任何角度的准确控制，尤其是由于在后来的处理和加工期间纤维的取向 可能会变化，除非且直至用粘合或其它方法加以固定。

适用的双组分纤维可以切成约38-100mm长，旦值为2-15，当用梳理或扯松进行加工时，适用于制成10-100克重/平方米的纤维网。把这些纤维网交叉铺放（交叉叠放）到一个移动的输送带（铺地式输送带）上。对交叉叠放器上的纤维网速度和移动铺地式输送带的相对速度进行控制，使得在这些纤维网交叉叠放到该移动输送带（铺地式输送带）上时能控制它们的角度。对纤维网重量和交叉铺放纤维网的数目的控制，也要使得能控制絮片重量。所有这些控制一般都利用可变驱动，这将给予必要的重量和速度灵活性。

梳理或扯松纤维，是使纤维顺着该纤维网生产时的机器方向（MD）排列的较好方法。在按预定角度交叉铺放这些梳理、对准方向的纤维之后，使用一种低损针以每平方英寸穿刺约80-100次对该交叉叠放的絮片进行针扎，是使该絮片稳定化的较好方法;然而，这不排除使用装入式或压缩式絮片的方案。

已使用了2.5旦的相并50∥50（重量）2G-T∥2G-T/SSI的均聚物∥共聚物双组分聚酯纤维进行了试验。这类絮片也含有约10%（重量）的MELTY  4080作为粘合剂纤维以及TR-934树脂。输送带速度是10米/分钟（但一般可在5和20米/分钟之间变化），交叉叠放速度一般有4倍那样快，而且在本试验中是40米/分钟。第一阶段中的加热方法可以方便地是一种热辊或热网炉，而在第二阶段热风炉较好。

为展现拉伸的出现和控制而使用这样的相并聚酯双组分纤维所进行的试验，当使用相对于XD为15°的低交叉叠放角时，表明横向纤维网（XD）拉伸是17-21%，而机器方向（MD）只有8%。然而， 把交叉叠放角改变到30°时，导致MD拉伸增加到25%，而横向（XD）拉伸保持17%。这是意外的结果，表明拉伸是随（通过交叉叠放和稳定化而得到的）纤维网中纤维的角度变化而变化的。

如上所述生产的絮片，如所指出的，如果认为需要，可含有适当比例（例如，按重量计10-20%）低熔点粘合剂纤维。这些纤维可以是鞘芯型或相并型的，其中鞘或一边在适当温度熔融，较好在100°和130℃之间。不管这种絮片是否含有粘合剂纤维，最好一开始就要使该絮片受到约110-120℃的加热，以引发该共聚物中的低水平收缩，并使该纤维发生轻微卷曲或螺旋，以达到稳定化和凝聚的目的。这种低热也将使粘合纤维（如果存在）活化，增加该絮片的强度。这对于采用如上所述的非针扎方法生产的絮片可能是尤其重要。

在任何此类初步热定形之后，对该絮片加热（在比任何此类初步加热更高的温度），使纤维产生最大卷曲、螺旋或卷缩，但不使其熔融或以其它方式降解。这种热定形是要创造一种更永久的、高度结晶的状态，而且当施加力使该絮片拉伸时，最大限度减少此类卷曲、螺旋或卷缩的消失。这个步骤的较好温度是160-180℃，或比原加热阶段高50-60℃。

添加一种软胶乳树脂，如Rohm  &  Haas生产的E-32、E-358或TR-934，或一种有类似性能的树脂产品，有助于控制纤维通过覆盖层的迁移或渗透。这些树脂的添加量可以占絮片总重量的12-18%，而且可以用喷雾法施用，利用常规技术使树脂在该絮片第二加热循环期间粘结定形。树脂的使用可能限制拉伸特性，但有利于增加回复力，使延伸率或永久拉伸减少到最低限度。

Claims (9)

1、一种制备可拉伸纤维絮片的方法，包括下列步骤：(1)形成双组分纤维的一种梳理纤维网，其中各组分呈现差示收缩，(2)以约30°-60°的角度交叉叠放，堆积成具有预期厚度和重量的絮片，(3)用如此交叉重叠的絮片中的纤维使该絮片稳定，和(4)使该絮片热定形，以实现该双组分纤维的差示收缩，从而使该絮片具有可回复拉伸。

2、一种制备可拉伸纤维絮片的方法，包括下列步骤：（1）形成其组分表现出差示收缩的双组分纤维和能在不使该双组分纤维软化的条件下软化的粘合剂纤维的掺合物，（2）以约30°-60°的角度交叉叠放，堆积成具有预期厚度和重量的絮片，（3）使该粘合剂纤维活化，从而提供一种粘合絮片，和（4）使该粘合絮片热定形，以便实现该双组分纤维的差示收缩，从而使该絮片具有可回复拉伸特性。

3、按照权利要求2的方法，其中粘合剂纤维是鞘/芯粘合剂纤维，其粘合剂材料鞘软化提供一种粘合的絮片。

4、按照权利要求1-3中任何一项的方法，其特征在于，该双组分纤维是聚酯纤维，一种组分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，另一种组分是聚（对苯二甲酸/5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯），其中含有约2%（摩尔）的5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯重复单元。

5、按照权利要求1-4中任何一项的方法，其特征在于，呈现差示收缩的所述双组分纤维，其各组分为相并排列。

6、一种多层、交叉叠放的可拉伸絮片，其各层平面中的可回复延伸被平衡到如此程度，以致最大可回复延伸不大于与该最大可回复延伸方向成正交角的方向上的可回复延伸的约1.5倍，且包含具有因双组分差示收缩而形成螺旋卷曲的双组分纤维。

7、按照权利要求6的可拉伸絮片，其特征在于，它是通过式粘合的，因为它是靠与该双组分纤维掺合的粘合剂纤维的残留部分粘合的。

8、按照权利要求6或7的絮片，其特征在于，该双组分纤维是聚酯纤维，一种组分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，另一种组分是聚（对苯二甲酸/5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯），其中含有约2%（摩尔）的5-磺酸钠间苯二甲酸乙二醇酯重复单元。

9、按照权利要求6-8中任何一项的絮片，其特征在于，所述双组分纤维的各组分按相并排列。