专利名称：改进的粘结聚酯填絮纤维垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及粘结聚酯填絮纤维垫的改进，更具体讲是涉及一种制造这种带有密封外表面的改进的纤维垫的方法，并涉及应用这种改进的纤维垫的制品，还涉及所述方法所用的材料。
聚酯填絮(有时又称之为聚酯填絮材料)现已成为普遍接受的廉价填絮和/或保暖材料，它们适用于枕头、垫子和其它家用品材料，其中包括铺床材料以及服饰用材料，并已大量生产和销售使用。对于许多上述这些用途来说，正如在例如Tolliver的美国专利第3772137号、Stanistreet的美国专利第4068036号、Scott的美国专利第4129675号、pamm的美国专利第4281042号以及Frankosy的美国专利第4304817号中所公开的，最好是用下列方法来制造粘结纤维垫，例如喷涂一种树脂粘结剂，此种树脂粘结剂通常是一种丙烯酸系聚合物，或是将此种聚酯填絮与粘合用纤维掺混，此种粘合用纤维是熔点或软化点较低的聚合物纤维，亦即其熔点或软化点低于该聚酯填絮，并具有粘附或粘结聚酯纤维的能力。
为了使聚酯填絮更为美观，已经证明，通常最好是用一种耐久性(例如耐洗性)涂料来涂布，以使该填絮“光滑”，所用涂料通常为一种聚酮，即，一种固化的聚硅氧烷，正如在Hofmann的美国专利第3271189号，Mead等的美国专利第3454422号，Ryan的美国专利第3488217号，Salamon等的美国专利第4146674号以及TakemotoOil&FatCo.Ltd的日本专利公告第58-214585号(1983)中所公开的类型，或在Marcus于1986年10月21日申请的，与本案同时待批的申请系列号921，646中，以及上述专利中引述的先有技术中所述的其它类型。
在实用中，一般把聚酯填絮装入一个外罩后再使用，这种外罩叫做面层织物，有时也叫做褥罩织物。一种潜在的严重问题，就是聚酯纤维透过外套织物漏出或渗出。在用于带保暖层的衣物时，此问题就特别严重，因为衣服上有许多部分经常要受到挠褶，同时这些聚酯纤维可形成使衣物的外观变差的显眼的纤维绒球。迄今，在实用中，一般认为通过使用一种树脂粘合剂或一种非织造稀松布来帮助把单根纤维固定住和防止漏出，亦即将其外表面密封住，就能克服此种纤维漏出的趋势。但是，当使用市售的经光滑处理的聚酯填絮时，树脂粘结的方法并不能得到满意的结果，因为所用树脂粘合剂不能粘附到经聚硅氧烷光滑处理的聚酯填絮上。即便使用的是未经光滑处理的聚酯填絮，若使用了足够量的树脂粘合剂，常常不能得到满意的结果，因为当使用足够量的粘合剂时，可得到一种硬挺和粗糙的产品，从而使人们面临的是在硬挺和粗糙产品与不解决漏出纤维问题(即外表面不密封)之间进行选择的两难局面。在面层织物之内使用一种非织造稀松布有时能满意地解决纤维漏出的问题，但由于使用非织造稀松布后，既增加材料费用，也增加了加工和操作费用，所以使成本上升，并且有时因使用的材料不够恰当，会使产品过于硬挺而不符合要求。
故此，长期以来，亟需解决使用聚酯填絮制品时的纤维漏出问题，同时又不会引致以前解决此问题的努力中所存在的缺点。
本发明解决此问题的方法是通过在纤维垫的外表面，与性质相对容的细旦数聚酯填絮一起同时使用一种树脂粘合剂和性质相容的粘合用纤维的组合物，并进行粘合作用，从而密封住其外表面，并使纤维漏出减少到最低的程度。所谓“相容性”一词的意思是该聚酯填絮未曾用可使聚酯填絮难于或不可能进行树脂粘结的聚硅氧烷型光滑剂进行光滑处理，并与所选用的粘合用纤维粘结，而所述粘合用纤维本身是经过适当地选择以适用于该填絮。外表面所需要的“密封”程度，则明显地主要取决于纤维垫本身以及任何外面层织物或其他外罩所用的材料，此外还取决最终制品的预期用途，以及对制品美观的要求。
因此，本发明是提供一种制造具有密封外表面的粘结纤维垫的方法，所述方法包括以下步骤(1)形成一个或多个外层与一个聚酯填絮芯的三夹层结构，而外层主要是由约75-90%(重量)未光滑处理的单丝旦数约为1-3的聚酯填絮与约25-10%的相容性粘合用纤维构成的相容性掺混料所组成;(2)将数量按纤维垫的总量计算约为15%的一种树脂粘合剂喷涂在所述外层上，然后将此种纤维垫进行热处理，使该粘合用纤维和该树脂粘结剂活化，从而制得具有密封外表面的粘结剂纤维垫。在一般情况下，该三夹层包括两个外层，这两个外层各在一侧并包住和密封住夹在此两个外层之间的芯层，但是某些填絮技术涉及使用一种开放面的三夹层，所以在芯层的一侧只需要一个外层，因为这种开放面的三夹层本身是包封在最后制件本身之中或其他物体之中，所以，正如在本技术领域所熟知的，粘结好的纤维垫只有一个表面(即其外表面)具有潜在的漏出纤维的问题。
根据本发明，还提供粘结好的纤维垫本身以及填絮的制件，特别是絮有这种粘结的纤维垫的衣物。
本发明的核心是均衡地使用具有相容性的粘合用纤维，与通过对纤维层的外层中的粘合用纤维进行的热处理所产生的活化作用从而能被粘结的低旦数的相容性聚酯填絮一起，以形成带有一种表皮层的粘结的聚酯填絮基体(被该粘合用纤维粘结);或者是通过对喷涂外表层的树脂粘结剂进行的热处理所产生的活化作用，有效地在原处形成一层稀松布，从而能有效地消除纤维穿过随后用来覆盖该纤维垫的外层织物的漏出现象。本发明者发现，单独使用粘合用纤维，或者只是喷涂一种树脂粘结剂，就与本发明方法所得结果显著不同，而是具有某些缺点。正如后面将要解释的那样，对于优选的配料比率可以允许某些变动，但变动程度是有限制的，否则要得到不理想的结果。
在下列实例中进一步阐明本发明，证明应用本发明及其优选实施方案的优点，并说明应用其它方法可得到的不理想结果。文中所指出的份数、比率及百分率均以重量表示。
实例应用多层的由梳理机形成的或碎织物开松机形成的网料，通过在移动的皮板输送带上将该网料交叉铺叠至所需的厚度以制成一种纤维垫，例如在美国专利3290704号中所公开的，同时，在需要时，可使该纤维垫的内层或芯层与外层具有不相同的组成，其方法是将梳理机或碎织物开松机的进料区分成为数个间隔，将该粘合用纤维掺混料送进能形成网料边的进料区，并将不同的填絮材料送进中央进料区，同时控制输送带的速率，使得该网料中的掺混料条带形成该纤维垫的上表面及下表面，而所需要的填絮材料则形成该纤维垫的内芯，例如在法国专利公开第2，269，598号和美国专利第3，740，282号所公开的，亦即在此方面，基本上如Scott的美国专利第4，129，675号的实例所述。但是，根据本发明所加工的纤维垫的两个外表层与Scott所述的不同，它们包含由82%的1.65dpf(单丝旦数)的未光滑处理聚酯填絮(此材料具有实心圆形横断面，切段长度为1-1/2英寸)，与18%市售皮芯型(50/50)粘合用纤维所组成的掺混材料，而在上述与本案一起待批的申请系列第921，646号所公开和应用的未光滑处理的聚酯填絮则为4dpf，切段长度为1-1/2英寸。然后在该纤维垫的两面都喷涂丙烯酸系聚合物树脂粘结剂(TR-407，RohmandHaas市售品)，喷量约为18%(重量)，然后将此纤维垫通过150℃的烘炉1分钟，使该粘合用纤维和树脂粘结剂活化，而将该纤维垫热粘结，从而形成一种粘结的纤维垫。
然后将各种不同的纤维垫罩以由70旦尼龙织成的结构为104×86(经×纬)的尼龙面层织物，并按所述进行试验，结果列于下表，从表中结果可看到，本发明的粘结纤维垫具有改进的纤维漏出，即减少了的纤维漏出。
Ⅰ-1。这是本发明的优选实例，在芯层使用的是市售的约5.5dpf的经光滑处理的空心聚酯填絮，与同一种粘合用纤维按82/18比率掺混。所制产品具有优良密封效果和纤维垫完整性。
Ⅰ-2。这是与I-1相似的实例，不同之处是芯层不是掺混物，而是100%空心填絮。此产品基本上不是十分优选的，主要因为在芯层出现分层，这是由于在芯层没有粘合用纤维之故。其密封性显著优于对比制品(见后文所述)，评定等级为“及格”，但没有Ⅰ-1那样好。
C-H。此对比实例的标志为H，即“粗糙”，因为在外层所用的粘合用纤维量增加到38%(低旦数填絮/粘合用纤维的掺混物的比例为62/38，而不是Ⅰ-1的82/18)，并使纤维垫具有较粗糙的手感。令人惊异的是，虽然其密封程度达到“及格”等级，但没有Ⅰ-1那么好。
C-L。此对比实例的标志为L，即“漏纤维”。它的芯层与Ⅰ-1相同，其外层使用相似的掺混物(与粘合用纤维的掺混比为82/18)，但使用3dpf的未经光滑处理的圆形实心聚酯填絮(而不是用1.65dpf)。换言之，即使将旦数增加至3dpf，芯屋纤维还是要穿过外层而漏出。
C-LH。此对比实例的外层使用与C-H相同的高含量的粘合用纤维(38%)的掺混物，但其它方面与C-L相同。值得注意的是，采用这种措施并未能明显改进C-L的漏纤维问题。
C-NB。此对比实例是显示不使用树脂粘结剂时所发生的现象，即其漏纤维情况比前述各例都要严重。C-NB中没有使用树脂粘结剂，其外层是用类似于Ⅰ-1的掺混物，但是，芯层是一种市售的低旦数(1.6dpf)的用量为37.5%的未光滑处理的实心圆形聚酯填絮(与Ⅰ-1的外层所用的相同)，与37.5%的光滑处理过的相同数量的低旦数填絮，以及25%的相同粘合用纤维的掺混物，即它们的掺混物比是37.5/37.5/25。
C-SB。此对比实例中有一些粘合剂，并显示出只具有勉强合格的密封性能(象C-LH那样，从初始的高等级下降)。它与C-NB相似，不同之处是应用了12%树脂粘结剂(其芯层也是含细旦数填絮)。
C。此对比实例是显示如果将15%树脂粘结剂喷涂在由用于Ⅰ-1的芯层的掺混物所构成的纤维垫上，以试图将其进行密封(其它全同)时所出现的结果。
在这些表格中，记录了按标准试验程序，在一个旋转鼓中旋转之前(0转)及旋转50、100及150转之后所漏出的纤维数目，并对每个样品评定其密封等级。
表1(旋转数)样品号(0)(50)(100)(150)密封等级Ⅰ-100245Ⅰ-204794C-H13574C-L81728351C-LH51222291C-NB173550621C-SB5811153C49831111301对于所用各组分进行概述，即除C-NB之外，全部均含有树脂粘结剂，C-SB只含有12%(并且在芯层用低旦数填絮)，而其余的均含有15%。除C之外，其余均具有外层;在外层中，C-H和C-LH含有38%粘合用纤维，而其余的均含有18%粘合用纤维;在外层，除C-L和C-LH之外均具有低旦数填絮，而前两者为3dpf的填絮。只有Ⅰ-2在芯层未用粘合用纤维;C-NB和C-SB在芯层掺混料中含有经光滑处理和未光滑处理的低旦数填絮;其余各实例在芯层掺混料中均含有经光滑处理的正常旦数(空心)的填絮。
对密封等级规定的标准是从低等级1(密封失败)，表示在标准长方形试样(纬纱向11英寸乘以经纱向22英寸，带包缝边，用作面织物)的表面上有20条纤维穿出达1/4英寸或更长;逐渐上升经过等级2(差)，表示有16-20条纤维漏出;到等级3(勉强合格)，表示有11-15条纤维漏出;到等级4(及格)，表示有6-10条纤维漏出;一直到高等级5(良好，即密封良好)，表示有0-5条纤维漏出。
表2列出类似的结果，除了分别试验每一种样品的每一个面外，首先将这些样品按表1所示进行试验(未洗涤)，然后用标准洗涤方法洗涤3个循环(称之为3C循环)后再试验。
表2样品说明050100150等级Ⅰ-1未洗涤面111115Ⅰ-1未洗涤面212335Ⅰ-1经洗涤面111115Ⅰ-1经洗涤面212335Ⅰ-T未洗涤面101115Ⅰ-T未洗涤面201325Ⅰ-T未洗涤面112115Ⅰ-T未洗涤面201115表2中的结果证实了样品Ⅰ-1在表1中所进行的试验中所显示的良好密封等级，还显示出此良好的密封性在甚至三次洗涤循环之后，仍能完全保持。对本发明的另一样品(Ⅰ-T)也进行了试验，并且显示出同样的良好密封性能。Ⅰ-T的结构与Ⅰ-1相似，不同之处是其芯层所用的是55∶27∶18的经光滑处理的填絮∶未经光滑处理填絮∶粘合用纤维的掺混物，其中所用粘合用纤维与未经光滑处理的填絮与表1中C-NB和C-SB的芯层所用的相同，但使用了55%的市售5.5dpf的4-孔的光滑处理的聚酯填絮。
树脂粘结剂的一般用量应约为15%，允差为±3%左右，但是，这些数字将当然取决于组合物中所用的材料。若所用的树脂粘结剂太少，填絮将必然会漏出纤维，而不能达到目标，而树脂粘结剂用量过多，则会使粘结好的纤维垫上有一层不合乎要求的硬挺表皮，亦即其外表不够美观。外层中粘合用纤维所占比例约为18%(这是按纤维掺混物总量计算的，即按粘合用纤维和未光滑处理聚酯填絮总量计算)，因为使用所述的方法是很方便的。若粘合用纤维的用量过多，例如多达38%，则所制纤维垫的手感粗糙，而用量过少就不能提供所要求的粘结的基体，从而使该基体的整体性变差。在此方面可以指出的是，粘合用纤维用量约为5%是太少了，而10%左右的粘合用纤维，特别是9%可得到良好结果。
权利要求
1.一种制造具有密封外表面的粘结纤维垫的方法，首先通过下列步骤制成一种未粘结的纤维垫，(1)制成一种聚酯填絮芯和外层的三夹层结构，其中所述的外层主要是由，约75-90%(重量)的未经光滑处理的旦数约为1-3的聚酯填絮，与约25-10%(重量)的粘合用纤维构成的相容性掺混料所组成，而外层重量占整个三夹层的约1/10至1/3；(2)将数量按纤维垫的总重量计算约为15%的一种树脂粘结剂喷涂在所述外层上，然后将此种未粘结的纤维垫进行热处理，使该粘合用纤维和该树脂粘结剂活化，从而制得粘结的纤维垫。
2.一种根据权利要求1的方法，其中将在所述外层中的该种聚酯填絮用一种以聚环氧乙烷衍生物为基础的非聚硅氧烷型的光滑处理剂涂覆，使得该聚酯填絮能被该粘合用纤维所粘结。
3.一种根据权利要求2或3的方法，其中在所述芯中的聚酯填絮是经过光滑处理的。
4.一种根据权利要求1-3中的任何一项权利要求的方法，其中的三夹层具有两个所述的外层，而该树脂粘结剂是向下喷涂的，首先喷在一个所述外层上，然后再喷在另一个所述的外层上，其方式是使该三夹层相继从喷头下面通过，先是一个所述的外层向上，然后是另一个所述的外层向上。
5.一种根据权利要求中的任何一项的权利要求方法，其中该三夹层具有一层四周是被裹包住的所述的外层，从而使这个外层位于整个已经裹包的制件的朝外一面。
全文摘要
一种改进的聚酯填絮粘结纤维垫，其特征为纤维穿过面层织物而漏出的倾向较低，其制法是用粘合用纤维与和粘合用纤维相容的低旦数填絮构成的掺混料来制造该纤维垫的外层，然后在它上面喷涂一种树脂粘结剂，然后使粘合用纤维和粘结剂进行粘结，以形成密封的外表面。
文档编号D04H1/64GK1032825SQ8810746
公开日1989年5月10日 申请日期1988年10月26日 优先权日1987年10月26日
发明者马丁·道格拉斯·莱文 申请人:纳幕尔杜邦公司