專利名稱：結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃床上用品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及包括水力纏結(jié)(hydroentangled)的阻燃非織造組分的阻燃床上用品，并且更具體地說涉及包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，包括床墊、枕頭套和襯墊，其中所述組分包括具有協(xié)同關(guān)系的至少兩層，從而在燃燒時(shí)維持床上用品的結(jié)構(gòu)完整性。
背景技術(shù)：
三十多年前，由美國消費(fèi)品安全委員會(huì)(Consumer Product SafetyCommission)在16C.F.R.§1632下制定了可燃性標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)稱床墊的可燃性必要條件是在暴露于悶燃的香煙下阻燃。但是聯(lián)邦條例規(guī)程沒有稱床墊在暴露于小的明火，例如由火柴、打火機(jī)和蠟燭產(chǎn)生的明火下時(shí)需要阻燃。
技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)證明可以給床墊以及床上用品組成部分提供顯著更好的防燃保護(hù)。根據(jù)這些進(jìn)步，加利福尼亞立法機(jī)構(gòu)已經(jīng)委任美國消費(fèi)品安全委員會(huì)建立一套保證床墊和床上用品通過明火點(diǎn)燃試驗(yàn)的修改的標(biāo)準(zhǔn)。在稱作會(huì)議法案603(AB 603)中，加利福尼亞立法機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)一步要求修改的標(biāo)準(zhǔn)從2004年1月1日開始生效。
阻燃短纖維在本領(lǐng)域是已知的。此外，在非織造織物的制造中已經(jīng)將阻燃纖維用于床上用品。非織造織物適用于大量的應(yīng)用，其中制造織物的效率給這些織物提供了相對于傳統(tǒng)紡織品顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)比較織物的性質(zhì)，特別是在多次應(yīng)用中表面磨耗、起毛起球和耐用性方面時(shí)，非織造織物通常是不利的。作為在織物中纖維或單絲纏結(jié)以提供改善的織物完整性的結(jié)果，已經(jīng)發(fā)展了具有改善的性質(zhì)的水力纏結(jié)的織造織物。隨著纏結(jié)，通過施用粘結(jié)劑組合物和/或通過纏結(jié)的纖維基質(zhì)的熱穩(wěn)定化可以進(jìn)一步提高織物的耐用性。
以引用的方式加入本文授予Evans的美國專利第3,485,706號(hào)，其公開了實(shí)行非織造織物水力纏結(jié)的方法。更最近地，已經(jīng)發(fā)展了水力纏結(jié)技術(shù)，其通過在三維圖像轉(zhuǎn)移裝置上實(shí)行水力纏結(jié)而賦予纏結(jié)的織物以圖像或圖案。以引用的方式加入本文美國專利第5,098,764號(hào)，其公開了這種三維圖像轉(zhuǎn)移裝置，使用這種圖像轉(zhuǎn)移裝置對于給織物提供增強(qiáng)的物理性質(zhì)以及美學(xué)上愉悅的外觀是理想的。
迄今，非織造織物已經(jīng)有利地用于制備阻燃織物，如授予Kent等的美國專利第6,489,256號(hào)所述，將其以引用的方式加入本文。典型地，用于這種應(yīng)用的非織造織物已經(jīng)通過針刺法(needle-punching)纏結(jié)并且集絲，有時(shí)稱作針刺制氈法(needle-felting)，它需要鉤針(barbed needle)插入并穿出纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)這種加工用來結(jié)合纖維結(jié)構(gòu)并且給其賦予完整性時(shí)，鉤針不可避免地剪切大量的構(gòu)成纖維，并且在纖維結(jié)構(gòu)中不可取地產(chǎn)生穿孔。針刺對于所得織物的強(qiáng)度也是有害的，為了表現(xiàn)出足夠的強(qiáng)度需要織物具有較高的基重。
需要成本上更有效的包括非織造組分的阻燃床上用品，其在成本上有效、結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定、柔軟但耐用并且適于各種最終應(yīng)用，包括但不局限于床上用品組分，例如床墊、襯墊、床墊布(mattress ticking)、蓋被、床單、棉被、被單、羽絨被、枕頭套，以及其他的家用品、保護(hù)性服裝應(yīng)用、室內(nèi)裝潢和工業(yè)最終應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包括水力纏結(jié)的阻燃非織造組分的阻燃床上用品，并且更具體地說涉及包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分包括具有協(xié)同關(guān)系的至少兩層，從而在燃燒時(shí)維持床上用品的結(jié)構(gòu)完整性。
根據(jù)本發(fā)明，由非織造織物組分組成的床上用品包括至少第一和第二層。所述第一層包括Lyocell(屬名，指由有機(jī)溶劑直接溶解紡絲法制造的纖維素纖維)纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物。除了軟的手感外，第一層的纖維混合物還給層狀非織造組分提供優(yōu)異的強(qiáng)度。此外，改性聚丙烯腈纖維是自熄性的并已知在燃燒時(shí)炭化而不熔融。
與第一層相鄰的是第二層，其包括Lyocell纖維、對位芳香族聚酰胺纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物。加入一種或多種對位芳香族聚酰胺纖維維持了織物的纖維結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)降低了任何的熱收縮。在阻燃層狀織物內(nèi)使用的纖維復(fù)合物具有協(xié)同關(guān)系，從而提供了具有優(yōu)異的強(qiáng)度、柔軟度和阻燃性的成本有效的織物，其中當(dāng)燃燒時(shí)，織物炭化，但由于加入了對位芳香族聚酰胺纖維而仍然保持了其結(jié)構(gòu)完整性。
阻燃非織造床上用品組分的層狀結(jié)構(gòu)給床上用品提供美學(xué)質(zhì)量。對位芳香族聚酰胺纖維典型地增加了織物的退色，賦予了不理想的黃色調(diào)。但是，在位于第二層上面的第一層中不含對位芳香族聚酰胺纖維，從而掩蓋了第二層的退色。任選地，該結(jié)構(gòu)可以包括三層或更多層，其中附加層可以選自非織造、織造和/或支持層，例如稀松布(scrims)。
將阻燃非織造床上用品組分的第一和第二層并置并隨后水力纏結(jié)以形成結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的復(fù)合織物。另外，可以在有孔的表面上水力纏結(jié)非織造織物，所述表面包括但不局限于三維圖像轉(zhuǎn)移裝置、壓紋篩網(wǎng)、三維飾面的帶、或者穿孔的鼓，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步提高織物的美學(xué)質(zhì)量，用于特殊的最終應(yīng)用。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面詳細(xì)的說明、附圖和權(quán)利要求書中變得更加明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明用來制備阻燃非織造織物的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
盡管本發(fā)明可以有各種形式的實(shí)施方案，但在附圖中顯示了并且以下將說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，同時(shí)應(yīng)理解本公開內(nèi)容是本發(fā)明的舉例說明，不旨在將本發(fā)明限制于所述具體的實(shí)施方案。
本發(fā)明包括非織造層狀織物的結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的、阻燃床上用品組分是成本有效的、結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的、柔軟但耐用性的，并且適用于各種最終應(yīng)用，包括床上用品，例如床墊、襯墊、床墊布、蓋被、床單、棉被、被單、羽絨被、枕頭套，以及其他的家用品、保護(hù)性服裝應(yīng)用、室內(nèi)裝潢和工業(yè)最終應(yīng)用。
以引用的方式加入本文的授予Evans的美國專利第3,485,706號(hào)公開了實(shí)行非織造織物水力纏結(jié)的方法。參考圖1，其中描述了實(shí)施所述方法以形成結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造床上用品組分的設(shè)備。優(yōu)選將Lyocell纖維和改性聚丙烯腈纖維組分梳理并且交叉以形成第一前體織網(wǎng)，稱作P，由水力能將其壓實(shí)，形成非織造層狀織物。
根據(jù)本發(fā)明，可以形成第二前體織網(wǎng)，稱作P’，其中所述第二前體織網(wǎng)包括Lyocell、對聚芳基酰胺和改性聚丙烯腈纖維組分的混合物。隨后，與已經(jīng)由水力纏結(jié)整合的第一前體織網(wǎng)并排布置第二前體織網(wǎng)。任選地，在有孔的表面上進(jìn)一步纏結(jié)鄰接的第一和第二前體織網(wǎng)，所述表面包括但不局限于三維圖像轉(zhuǎn)移裝置、壓紋篩網(wǎng)、三維飾面的帶、或者穿孔的鼓，從而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步提高織物的美學(xué)質(zhì)量，用于特殊的最終應(yīng)用。
在前體織網(wǎng)之一或者兩者中加入另外的阻燃纖維也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這些纖維包括但不局限于蜜胺纖維、酚醛纖維，例如購自美國Kynol，Inc.的KynolTM纖維、預(yù)氧化的聚丙烯腈纖維，例如Panox纖維，R.K.Textiles Composite Fibres Limited注冊的商標(biāo)。
圖1顯示了水力纏結(jié)設(shè)備，其中該設(shè)備包括以帶12的形式的有孔形成表面，在其上面布置前體織網(wǎng)P和P’，用于由歧管14纏結(jié)或者預(yù)纏結(jié)。
圖1的纏結(jié)設(shè)備可以任選地包括成像和圖案化鼓18，其包括用于對輕纏結(jié)的前體織網(wǎng)進(jìn)行成像和圖案化的三維圖像轉(zhuǎn)移裝置。所述圖像轉(zhuǎn)移裝置包括相對于多個(gè)纏結(jié)歧管22移動(dòng)的可移動(dòng)的成像表面，所述多個(gè)纏結(jié)歧管與由圖像轉(zhuǎn)移裝置的成像表面所定義的三維元件協(xié)同作用以對形成的織物進(jìn)行成像和圖案化。
除了阻燃非織造織物的第一和第二層外，還考慮添加一層或多層補(bǔ)加層，其中這些層可以包括紡粘型織物。通常，連續(xù)單絲前體織網(wǎng)的形成涉及實(shí)施“紡粘”方法。紡粘方法涉及供應(yīng)熔融的聚合物，其在壓力下通過在稱作噴絲板或沖模的板中的大量孔口被擠出。使所得的連續(xù)的單絲驟冷并且由許多方法，例如槽拉系統(tǒng)(slot draw system)、衰減噴槍或者導(dǎo)絲輥(Godet rolls)中的任意方法拉伸。在移動(dòng)有孔的表面，例如金屬網(wǎng)帶式輸送帶上收集連續(xù)單絲作為松散的網(wǎng)。當(dāng)在線使用一個(gè)以上的噴絲板來形成多層織物時(shí)，在前面形成的網(wǎng)的最外表面上收集隨后的織網(wǎng)。此外，連續(xù)單絲織物的添加可以包括那些由具有納旦尼爾的單絲形成的織物，如在美國專利第5,678,379號(hào)和第6,114,017號(hào)中所教導(dǎo)，這兩篇專利以引用的方式加入本文。再此外，連續(xù)單絲織物可以由混合入常規(guī)的納旦尼爾單絲來形成。
已經(jīng)考慮本發(fā)明的非織造織物加入熔噴層。熔噴方法是與用于形成非織造織物層的紡粘方法相關(guān)的方法。另外，在壓力下使熔融的聚合物通過噴絲板或沖模中的孔口擠出。高速空氣沖撞并且當(dāng)它們離開沖模時(shí)夾帶單絲。該步驟的能量是所形成的單絲直徑大大降低并且斷裂，從而產(chǎn)生有限長度的微纖維。這與保留單絲連續(xù)性的紡粘方法不同。形成單層或者多層織物的方法是連續(xù)的，即工藝步驟從擠出單絲形成第一層直至將粘結(jié)的織網(wǎng)纏繞成卷是不中斷的。美國專利第4,041,203號(hào)描述了制備這類織物的方法。也可以使用納米纖維織物并且由美國專利第5,678,379號(hào)和第6,114,017號(hào)描述，將這兩篇專利以引用的方式加入本文。熔噴方法以及熔噴微纖維的橫截面對于本發(fā)明的實(shí)踐不是關(guān)鍵的限制。
根據(jù)本發(fā)明，結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的、水力纏結(jié)的阻燃非織造床上用品組分可以包含薄膜層。由適合用作強(qiáng)的且耐用的載體襯底層的熱塑性聚合物形成有限厚度的薄膜是公知的。熱塑性聚合物薄膜或者可以通過將一定量的熔融聚合物分散入具有所需終產(chǎn)品尺寸的模具中來形成，將其稱作流延薄膜(cast film)，或者通過連續(xù)使熔融的聚合物通過沖模來形成，將其稱作擠出薄膜?；蛘呖梢孕纬蓴D出的熱塑性聚合物薄膜，使得作為完整的材料冷卻然后纏繞該薄膜，或者直接分配到二級(jí)襯底材料上，形成具有襯底和薄膜層性能的復(fù)合材料。
擠出薄膜可以根據(jù)下面代表性的直接擠出膜過程來形成。將包括至少一個(gè)用于熱塑性聚合物片的料斗加料器以及任選地一個(gè)用于熱塑性載體樹脂中的粒狀添加劑的加料器的混合和配料儲(chǔ)罐裝入變速螺旋推進(jìn)器。變速螺旋推進(jìn)器將預(yù)定量的聚合物片和粒狀添加劑轉(zhuǎn)移至混合料斗中?；旌狭隙钒旌蠑嚢枞~片以促進(jìn)混合物的均勻性。例如所述的基本定量系統(tǒng)是精確地將添加劑混合入熱塑性聚合物中的最小需求。將聚合物片和粒狀添加劑混合物加入多段擠出機(jī)中。在多段擠出機(jī)中混合并從中擠出時(shí)，借助通過過濾網(wǎng)更換器的加熱的聚合物管道運(yùn)輸聚合物化合物，其中使用具有不同篩網(wǎng)的多孔板(breaker plates)保持固體或者半熔融的聚合物片和其它可見的碎片。然后，將混合的聚合物供入熔融泵中，然后供入結(jié)合區(qū)。結(jié)合區(qū)允許擠出多個(gè)薄膜層，該薄膜層或者具有相同的組成或者如上所述從不同系統(tǒng)中供料。結(jié)合區(qū)與擠出沖模連接，其位于高架的方向上，從而使熔融膜擠出物沉積在夾輥(nip roll)和鑄輥(cast roll)之間的夾具處。
另外，可以與所公開的連續(xù)單絲疊層結(jié)合使用透氣薄膜。如美國專利第6,191,211號(hào)所教導(dǎo)的整片薄膜和如美國專利第6,264,864號(hào)所教導(dǎo)的微孔薄膜代表了形成這種透氣薄膜的機(jī)理，這兩篇專利以引用的方式加入本文。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明，樣品A包括60％短纖維長度TencelLyocell纖維(Tencel是Courtaulds Fibres(Holdings)Limited的注冊商標(biāo))和40％PBX改性聚丙烯腈纖維(PBX是Kaneka的注冊商標(biāo))，并且基重大約2.0oz/yd2的第一層，以及包括42％TencelLyocell纖維、37％PBX改性聚丙烯腈纖維和21％Twaron對位芳香族聚酰胺纖維(Twaron是Enka B.V.Corporation的注冊商標(biāo))，并且基重大約4.0oz/yd2的第二層。通過水力纏結(jié)將這些層壓實(shí)成復(fù)合的阻燃非織造復(fù)合織物。隨后，使復(fù)合織物前進(jìn)到三維圖像轉(zhuǎn)移裝置上，從而向織物中賦予三維圖案。表1表示了上述織物的物理試驗(yàn)結(jié)果。表2還包括了根據(jù)本發(fā)明制造的阻燃組分的物理試驗(yàn)結(jié)果。


從上述內(nèi)容可以看出在不背離本發(fā)明精神和范圍下，可以進(jìn)行各種修改和變化。應(yīng)當(dāng)理解本文所述的具體實(shí)施方案不是限制性的。本發(fā)明公開內(nèi)容旨在通過權(quán)利要求書涵蓋所有落在所述權(quán)利要求書范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分包括第一層和第二層，所述第一層包括Lyocell纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物，并且所述第二層包括Lyocell纖維、對位芳香族聚酰胺纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物，所述第一層和所述第二層被水力纏結(jié)以形成所述組分。
2.如權(quán)利要求1所述的包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分選自蓋被、棉被、床單、羽絨被、被單，或者它們的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分是床墊。
4.如權(quán)利要求1所述的包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分是襯墊。
5.如權(quán)利要求1所述的包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分是枕頭套。
6.一種包括三維成像的、結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，其中所述組分包括第一層和第二層，所述第一層包括Lyocell纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物，并且所述第二層包括Lyocell纖維、對位芳香族聚酰胺纖維和改性聚丙烯腈纖維的混合物，在三維圖像轉(zhuǎn)移裝置上水力纏結(jié)所述第一層和所述第二層以形成所述組分。
全文摘要
本發(fā)明公開了包括水力纏結(jié)的阻燃非織造組分的阻燃床上用品，尤其是包括結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的阻燃非織造組分的床上用品，例如床墊、枕頭套或襯墊。所述組分包括具有協(xié)同關(guān)系的至少兩層，以在燃燒時(shí)維持所述床上用品的結(jié)構(gòu)完整性。
文檔編號(hào)D04H13/00GK1950554SQ200580014174
公開日2007年4月18日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者赫伯特·哈特格羅夫, 格雷戈里·羅本, 拉塞爾·廷德爾 申請人:帕里莫集團(tuán)有限公司