由纤维无纺布制造纤维产品的方法和装置

摘要

为了由纤维无纺布制造产品，其中纤维无纺布由交联的纤维形成，在纤维无纺布包含的材料重结晶(54)期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

权利要求

1.一种由纤维无纺布制造产品的方法，其中所述纤维无纺布由交联的纤维形成，所述方法包括：在纤维无纺布包含的材料(42)重结晶(54，64)期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述至少一种环境条件包括：控制在重结晶期间纤维无纺布暴露于流体的至少一个参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中控制所述流体的所述至少一个参数包括：控制所述纤维无纺布暴露于其中的所述流体的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述流体的温度的控制取决于纤维无纺布包含的材料(42)重结晶的重结晶温度范围(Tr,2)。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述流体的温度变化速率的控制取决于纤维无纺布的坯料温度。

6.根据权利要求2所述的方法，其中控制所述至少一个参数包括：控制水蒸气的量或水蒸气供应至纤维无纺布暴露于其中的所述流体的速率。

7.根据权利要求2所述的方法，其中所述流体包括气体，特别是空气。

8.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述至少一种环境条件包括：控制向所述纤维无纺布供应电磁辐射的辐射源。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述纤维包括黏结纤维(40)，每种黏结纤维(40)分别包含第一成分(41)和第二成分(42)，所述第二成分(42)的熔融温度低于所述第一成分(41)的熔融温度，其中所述至少一种环境条件的控制取决于所述黏结纤维的第二成分重结晶的重结晶温度范围(Tr,2)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二成分(42)至少部分地围绕着所述第一成分(41)。

11.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述至少一种环境条件包括：控制所述纤维无纺布的坯料温度(50，60)的变化速率。

12.根据权利要求11所述的方法，其中控制所述坯料温度的变化速率包括：响应于重结晶的开始，选择性地降低所述坯料温度(60)的变化速率。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述纤维无纺布冷却(55)至低于所述材料重结晶的重结晶温度范围(Tr)的最低温度(Tr-低,2)之前，在重结晶期间实施控制所述至少一种环境参数。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过差示扫描量热法确定所述重结晶温度范围。

15.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将所述纤维无纺布冷却(61)至低于所述材料重结晶的重结晶温度范围(Tr)的最低温度(Tr-低,2)的温度；

然后将所述纤维无纺布加热(63)至高于重结晶温度范围(Tr)的最低温度的温度以控制所述至少一种环境参数。

16.根据权利要求15所述的方法，其中通过差示扫描量热法确定所述重结晶温度范围(Tr)。

17.根据权利要求1所述的方法，其中在所述纤维无纺布的至少一部分(5)中，交联的纤维具有沿主载荷方向(2)上的最佳取向。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述产品(1)为缓冲垫。

19.一种由纤维制造缓冲垫的方法，其包括：将纤维供应至模具(104，105)，

热活化所述纤维的至少一部分以制造由交联的纤维形成的纤维无纺布，其中所述纤维在所述纤维无纺布的至少一部分(5)中具有沿主载荷方向(2)上的最佳取向，使用权利要求1所述的方法由所述纤维无纺布制造缓冲垫。

20.一种缓冲垫(1)，其使用权利要求1所述的方法制造。

21.一种用于由纤维无纺布形成产品的装置，其包括：容器(134)，用以容纳包含交联纤维的纤维无纺布；和控制系统(132，133)，其被配置为在纤维无纺布包含的材料(42)重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

说明书

由纤维无纺布制造纤维产品的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明的实施方式涉及由纤维形成的产品。本发明的实施方式特别涉及一种用于将由热交联的纤维形成的纤维无纺布加工为缓冲垫主体的方法和装置。本发明的实施方式特别涉及这样一种方法和系统，其将纤维无纺布加工为用于汽车座椅、办公室座椅或家用座椅的缓冲垫。

背景技术

[0002] 例如聚氨酯(PU)泡沫的泡沫被广泛用作座椅的织物背衬，例如在运输工业中用于汽车内饰材料。泡沫黏附于织物面材料的背面。这些由泡沫支持的复合体具有缓冲效果，其可以在接触区域提供舒服或奢华的感觉。

[0003] 聚氨酯泡沫被广泛用作座椅的缓冲材料。然而，由聚氨酯泡沫支持的材料可以发出挥发性物质，该挥发性物质可以带来汽车或房屋内饰的“雾化”，其还可以包含不利影响人体健康的有害物质。此外，泡沫本身可以随时间氧化，导致材料变色。再循环能力也是不得不解决的一个问题。

[0004] 由于这些和其他原因，对于会以相似成本提供与泡沫材料中的一种相似的缓冲性能的其他材料有持续需求。适合用于座椅缓冲垫的一类材料是无纺布，例如聚酯无纺布。这些材料可以向多种面织物提供适当的支撑，并解决一些常规PU泡沫缓冲垫难以解决的需求。

[0005] 制造垂直放置、热黏合的无纺布的垫子方法包括气流成网和“Struto”无纺布技术，其力求提供一种比先前的无纺布技术具有经济优势和重量优势的缓冲垫。许多这些技术使短纤维在二维层中取向为垂直位置。通过连接众多这种预成形的垫子，可以形成纤维缓冲垫主体。

[0006] 用于制造三维纤维缓冲垫主体的另一种技术包括将松散的纤维材料嵌入三维模具中，然后向嵌入模具中的纤维供热以引起热交联。至少部分纤维可以取向以使得在供热影响热交联之前以优选为主要排列。这些技术具有可以形成多种多样的三维形状的优势。

[0007] 使用以上概述的技术由交联的纤维形成的缓冲垫可以提供良好的透气性，但是易于在弹性测试中失败，例如目的为将载荷置于缓冲垫上之后确定复原时间、复原速率或复原程度的测试。根据DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)或根据DIN EN ISO 1856:2008-08(2008年8月)测量载荷施加在弹性主体上并使弹性主体由载荷复原之后的残余变形的测试，为其中三维纤维缓冲主体易于显示出低性能的这种测试的典范。对于由交联的纤维形成且弹性特性为相关的质量特征的其他产品可以存在类似问题。

发明内容

[0008] 鉴于上述情况，在本领域中对于形成解决一些上述需求的缓冲垫或其他纤维产品的方法和装置以及使用这些技术形成的纤维缓冲垫存在持续需求。本领域特别需要一种方法和系统，其改善弹性特性，例如在将载荷置于产品上之后的复原速率、复原时间和/或复原程度。

[0009] 根据实施方式，提供了其中由交联的纤维形成的纤维无纺布经受受控的重结晶过程的技术。在受控的重结晶过程中，当纤维无纺布包含的材料重结晶时，至少一个环境参数可以是受控的。在一些实施方式中，当纤维无纺布包含的材料重结晶时，经过纤维无纺布的气流的温度和空气湿度可以是受控的。可以按以下方式对至少一种环境参数进行控制，将纤维无纺布维持在材料重结晶的重结晶温度范围中的持续时间长于时间阈值。

[0010] 在一些实施方式中，纤维无纺布可以包含黏结纤维，其分别包含由不同材料形成的第一成分和第二成分。第二成分的熔融温度可以低于第一成分的熔融温度。受控的重结晶过程可以包含当黏结纤维的第二成分重结晶时，控制纤维无纺布暴露于其中的流体的温度或湿度中的至少一种。

[0011] 根据一个实施方式，提供了一种通过实施后固化来改善纤维无纺布弹性特性的方法。改善弹性特性的方法可以包括通过后固化在黏结纤维的皮层中扩大晶体尺寸，其取决于黏结纤维的皮层材料的重结晶温度。

[0012] 根据一个实施方式，提供了一种由以交联的纤维形成的纤维无纺布制造产品的方法。该方法包括在纤维无纺布的包含材料重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

[0013] 根据一个实施方式，提供一种制造由纤维制造缓冲垫的方法。该方法包括将纤维供应至模具。该方法包括热活化至少一部分纤维以制造由交联的纤维形成的纤维无纺布，其中纤维在至少一部分纤维无纺布中具有沿主载荷方向上的最佳取向。该方法包括使用受控的重结晶过程由纤维无纺布制造缓冲垫，其中在纤维无纺布包含的材料重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

[0014] 根据一个实施方式，提供一种缓冲垫，其使用根据实施方式的方法制造。

[0015] 根据一个实施方式，提供了一种用于由纤维无纺布形成产品的装置，该装置包括容纳包含交联纤维的纤维无纺布的容器，和控制系统，其被配置为在纤维无纺布包含的材料重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

[0016] 根据实施方式，按方法和由装置实施的受控的重结晶改善了由纤维制造的产品的回弹特性。具体地，通过实施受控的重结晶可以改善弹性特性例如施加载荷于产品之后的复原速率、复原时间或复原程度，在受控的重结晶中当黏结纤维的低熔融温度成分重结晶时，控制纤维无纺布暴露于其中的气体温度和/或湿度。

[0017] 将参照附图描述本发明的实施方式。

附图说明

[0018] 图1是根据实施方式的纤维产品的示意图。

[0019] 图2是根据实施方式的方法的流程图。

[0020] 图3是根据实施方式的纤维产品可以包含的不同纤维类型的示意图。

[0021] 图4是表示根据实施方式在形成纤维无纺布和将纤维无纺布加工为缓冲垫的过程中温度以时间为函数的曲线图。

[0022] 图5是表示根据实施方式在形成纤维无纺布和将纤维无纺布加工为缓冲垫的过程中温度以时间为函数的曲线图。

[0023] 图6显示了表示根据实施方式在形成纤维无纺布和将纤维无纺布加工为缓冲垫的过程中温度和空气湿度以时间为函数的曲线图。

[0024] 图7是根据实施方式的方法的流程图。

[0025] 图8是根据实施方式的方法的流程图。

[0026] 图9是根据实施方式的包含装置的系统的示意图。

[0027] 图10是根据实施方式的装置的示意图。

[0028] 图11是根据实施方式的装置的示意图。

[0029] 图12显示了根据实施方式的纤维产品包含的黏结纤维的差示扫描量热法(DSC)曲线。

[0030] 图13显示了对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行弹性测试的结果与对不经受由后固化控制的重结晶的纤维产品进行相同测试的结果的对比。

[0031] 图14显示了对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行的弹性测试的结果与对不经受由后固化控制的重结晶的纤维产品进行相同测试的结果的对比。

[0032] 图15显示了对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行的弹性测试的结果与对不经受由后固化控制的重结晶的纤维产品进行相同测试的结果的对比。

[0033] 图16显示了对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行的弹性测试的结果与对不经受由后固化控制的重结晶的纤维产品进行相同测试的结果的对比。

[0034] 图17显示了对使用单独的后固化步骤制造的纤维产品和使用从热活化冷却期间的受控重结晶制造的纤维产品进行的弹性测试结果。

[0035] 图18显示了对使用单独的后固化步骤制造的纤维产品和使用从热活化冷却期间的受控重结晶制造的纤维产品进行的弹性测试结果。

具体实施方式

[0036] 现在将参照附图描述本发明的示范性实施方式。尽管会就特定应用领域的情况描述一些实施方式，但是实施方式不限于该应用领域。另外，除非另外特别说明，各种实施方式的特征可以彼此组合。

[0037] 尽管会就产品为汽车座椅、住宅家具或其他座椅或床品家具的缓冲垫的情况描述一些实施方式，根据实施方式的装置、系统和方法还可以用于形成其他弹性纤维产品。

[0038] 图1为可以用根据实施方式的方法制造的纤维产品10的示意图。纤维产品10可以为缓冲垫。纤维产品10可以为安装在汽车座椅、住宅或办公室座椅家具、床垫或其他家具中的缓冲垫。

[0039] 参考图1，根据实施方式的方法和装置处理的纤维产品10可以配置为用作座椅缓冲垫。纤维产品被配置为当方向沿主载荷方向2的力施加在纤维产品10上时，提供回弹特性。

[0040] 纤维产品10可以为在汽车座椅中用于支撑用户大腿或后背的座套。纤维产品10可以为在住宅或办公室用途中的座椅或床品家具的家具装饰材料。

[0041] 纤维产品10具有两个主要的面3、4，其排列为在纤维产品10上彼此相对。主要的面3、4可以具有近似平面的形状，基本上垂直于主载荷方向2延伸。可以配置纤维产品10使主载荷方向2定义主要的面3和4平面的法线。

[0042] 纤维产品10可以为由热交联的纤维完整形成的整体。形成纤维产品的纤维材料可以包括至少两种不同类型的纤维，即黏结纤维和基体纤维。黏结纤维可以为通过对其供热而能够被热活化的纤维。一经热活化，至少部分的每种黏结纤维熔化，从而引起基体纤维形成。各种已知的纤维类型可被用作黏结纤维和基体纤维。形成纤维产品的纤维材料可以包含可以从再生材料获得和/或能够以有效方式再生的纤维。黏结纤维可以为双组分(BiCo)纤维。黏结纤维可以具有低于基体纤维熔融温度的热活化温度。根据示例性实施方式，黏结纤维可以为具有聚酯或聚酰胺的核并具有聚酰胺或改性聚酯的涂层的BiCo纤维。BiCo纤维可以具有三叶形状的横截面。基体纤维可以由聚酯或聚酰胺形成，并具有高于至少黏结纤维涂层熔融温度的熔融温度。基体纤维可以具有10dtex至100dtex的线性质量密度。黏结纤维可以具有7dtex至40dtex的线性质量密度。形成纤维产品的纤维材料可以包含多于一种类型的基体纤维和/或多于一种类型的黏结纤维。

[0043] 在一些实施方式中，基体纤维由聚酰胺形成，黏结纤维包含聚酰胺核和改性聚酰胺壳。

[0044] 纤维产品10可以包括多个不同的部分5至7。关于纤维产品10的特征纤维取向和/或密度，这些部分可以彼此区分。可以配置纤维产品10使在不同部分5至7之间没有明显边界。纤维产品10可以在不同部分之间表现出在纤维取向或纤维产品密度上的渐变。

[0045] 纤维产品10可以具有第一部分，其可以为回弹部分5。在回弹部分5中，纤维优先沿纤维产品10的主载荷方向2取向。即，在回弹部分中纤维的最佳取向对应于主载荷方向2并垂直于纤维产品10的至少一个主要的面3。由于纤维基体的形成、纤维形状和纤维取向的统计学分布，在回弹部分中并非所有纤维会沿主载荷方向2取向。如果多于50％的纤维分别以相对于主载荷方向2小于45°角取向，可以认为回弹部分5具有沿主载荷方向2的纤维取向。换句话说，在回弹部分5中，大部分纤维被配置为相对于主要的面3大于45°角。

[0046] 在回弹部分5中的纤维结构示意性地示于插图15中。如插图15中所示，回弹部分5中大部分纤维可以相对于主载荷方向2小于45°角来取向。纤维间隔可以足够大，以使得当方向为沿主载荷方向2的负载施加于纤维产品时纤维能够转向。使主要平行于主载荷方向2配置的纤维互相连接的交联纤维使得回弹部分5中能够形成纤维基体。

[0047] 纤维产品10还可以包括至少一个第二部分6、7，其分别配置于主要面3和4上。该至少一个第二部分6和7分别关于纤维取向或纤维产品密度中的至少一个而区别于回弹部分5。在图1的纤维产品10中，在至少一个第二部分6和7中的纤维分别具有平行于主要面所处于的平面的最佳方向。纤维产品在主要面3或4的密度可以大于回弹部分5的密度。或者，通过后加工操作，例如通过施加超声能量或电磁辐射能量也可以产生这种增加的密度。

[0048] 配置于主要面3的其他部分6中的纤维结构示意性地示于插图16中。如插图16所示，部分6中的大部分纤维以相对于主要面3的平面小于45°角来取向，纤维可以具有大于回弹部分5中的填充密度。配置于另一个主要面4上的其他部分7可以具有纤维取向和纤维产品密度与部分6中的纤维相似的结构。

[0049] 纤维产品10可以分别在回弹部分5和至少一个第二部分6和7之间表现出纤维取向和密度上的渐变。纤维产品10可以包括过渡部分8，其配置于回弹部分5和在主要面3上的第二部分6之间。在过渡部分8中，纤维取向可以从回弹部分5的纤维取向逐渐变化为在主要面3上第二部分6的纤维取向。替代地或额外地，纤维产品的密度可以从回弹部分的密度逐渐变化为在主要面3上其他部分6的密度。

[0050] 纤维产品10可以包括过渡部分9，其配置于回弹部分5和在主要面4上的第二部分7之间。在过渡部分9中，纤维取向可以从回弹部分5的纤维取向逐渐变化为在主要面4上其他部分7的纤维取向。替代地或额外地，纤维产品的密度可以从回弹部分5的密度逐渐变化为在主要面4上其他部分7的密度。

[0051] 从而形成为整体的三维体的纤维产品10可以具有大于4cm的高度12。回弹部分5可以具有高度11并可以配置为与主要面3和4都有间隔。

[0052] 在纤维产品10中，具有沿主载荷方向2的纤维取向的回弹部分5提供了良好的透气性。随着纤维产品10以整体方式由热交联的纤维形成，其获得了良好的耐久性和舒适性。

[0053] 如以下会参考图2至图18更详细地阐明，纤维产品10通过使纤维无纺布经受受控的重结晶过程而形成。纤维无纺布可以通过热交联纤维形成。纤维无纺布可以具有关于在前的图1所说明的特征。具体地，纤维无纺布可以由热交联的纤维形成，其中在纤维无纺布的至少一个部分中配置的纤维具有沿主载荷方向2的最佳取向，以使得至少50％的纤维以相对于主载荷方向2小于45°的角来取向。

[0054] 如本文所使用的，术语“纤维无纺布”用于指经受后加工过程以形成产品的半成品。纤维无纺布可以特别为由热交联的纤维形成的纤维无纺布体。纤维无纺布体可以具有超过40mm的高度，例如在其最大厚度处测量。

[0055] 纤维无纺布可以包含热活化以使纤维交联的材料。该材料可以包含黏结纤维。例如，黏结纤维可以包含可以形成核的第一材料，和可以形成每个黏结纤维的壳的第二材料，第二材料具有低于第一材料的熔融温度。为了产生热交联以形成纤维无纺布，可以实施加热至高于黏结纤维的第二材料的熔融温度的温度。

[0056] 如会在以下更详细描述的，当熔融以产生纤维交联的材料重结晶时，可以通过控制纤维无纺布的一种或几种环境条件来实施受控的重结晶。例如，当黏结纤维的壳重结晶时，可以通过控制纤维无纺布的一种或几种环境条件来实施受控的重结晶。

[0057] 通过控制纤维无纺布的温度变化速率和/或纤维无纺布配置于其中的大气湿度可以实现受控的重结晶，这取决于黏结纤维的壳是否重结晶。

[0058] 根据实施方式的纤维产品可以包含交联纤维。在纤维产品的至少一部分中，至少50％的纤维可以具有沿纤维产品载荷方向的最佳取向，即至少50％的纤维可以相对于主载荷方向成小于45°角。纤维产品可以被配置，以使得当纤维产品压缩至原高度的50％达22小时，同时维持在具有70℃的温度且相对空气湿度小于10％的环境中时，纤维产品复原以使其在压缩终止后的30分钟内具有其原高度的至少85％，同时纤维产品能够在(23±2)℃的温度和相对空气湿度为(50±5)％的环境中复原。

[0059] 纤维产品可以配制为使得当纤维产品压缩至其原高度的50％达22小时，同时维持在具有70℃的温度和相对空气湿度小于10％的环境中时，纤维产品复原以使其在压缩终止后的30分钟内具有其原高度的至少88％，同时纤维产品能够在(23±2)℃的温度和相对空气湿度为(50±5)％的环境中复原。

[0060] 纤维产品可以配制为使得当纤维产品压缩至原高度的50％达22小时，同时维持在具有70℃的温度和相对空气湿度小于10％的环境中时，纤维产品复原以使其在压缩终止后的30分钟内具有其原高度的至少90％，同时纤维产品能够在(23±2)℃的温度和相对空气湿度为(50±5)％的环境中复原。

[0061] 这种回弹特性尤其是复原特性可通过使纤维产品经受后固化来获得，所述后固化控制黏结剂的重结晶，黏结剂例如低熔融温度的黏结纤维组分。

[0062] 纤维产品可以包含基体纤维和黏结纤维。每种黏结纤维可以分别包含第一成分和第二成分，第二成分的熔融温度低于第一成分的熔融温度。第二成分可以为共聚酰胺(CoPA)。

[0063] 可以形成纤维产品，以使得通过后固化增加黏结纤维的第二成分的晶体尺寸，后固化的实施取决于第二成分的重结晶温度。在黏结纤维的皮层中，纤维产品可以包含具有比没有后固化的晶体更大尺寸的晶体。

[0064] 根据实施方式的一种由纤维无纺布制造产品的方法，其中纤维无纺布由交联的纤维而形成，该方法包括纤维无纺布包含的材料的重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。凭借这种受控的重结晶过程，改善了由纤维无纺布形成的产品的弹性特性。

[0065] 如本文所使用的，术语“环境条件”涉及纤维无纺布置于其中的大气条件。环境条件可以包括以下任一种或任意组合：纤维无纺布置于其中的或主动流经纤维无纺布的气态流体的温度，纤维无纺布置于其中的或主动流经纤维无纺布的气态流体的湿度和/或纤维无纺布置于的区域中电磁辐射的能量密度。

[0066] 控制至少一种环境条件可以包括控制在重结晶期间纤维无纺布暴露于其中的流体的至少一个参数。可以获得对环境条件的高度控制，其可以包括坯料暴露于其中的气态流体的温度和湿度。

[0067] 控制流体的至少一个参数可以包括控制纤维无纺布暴露于其中的流体的温度。通过控制流体温度，纤维无纺布的核温度可以保持在重结晶温度的范围中至少预定时长。

[0068] 流体可以流经纤维无纺布。从而可以获得对环境条件的有效控制。

[0069] 取决于纤维无纺布包含的材料重结晶的重结晶温度范围，可以控制流体温度。通过控制流体温度，纤维无纺布的核温度可以保持在重结晶温度范围中至少预定时长。

[0070] 可以取决于纤维无纺布的坯料温度控制流体的温度变化速率。

[0071] 如果坯料温度在重结晶温度范围内，流体的温度变化速率可以选择性地降低，从而延长纤维无纺布包含的材料能够重结晶的时间。

[0072] 控制至少一个参数可以包括控制水蒸气的量或将水蒸气供应至纤维无纺布暴露于其中的流体的速率。通过控制湿度以及或任选的纤维无纺布暴露于其中的流体的温度，可以进一步改善回弹特性。

[0073] 流体可以包括气体，特别是空气。流体可以穿过置于进口通道和出口通道之间的容器，从进口通道至出口通道流经纤维无纺布，纤维无纺布容纳于容器中。

[0074] 控制至少一种环境条件可以包括控制向纤维无纺布供应电磁辐射的辐射源。从而可以在例如黏结纤维的低熔融温度成分的重结晶期间控制纤维无纺布的核温度。核温度可以维持在重结晶温度范围内，其中黏结剂如黏结纤维的低熔融温度成分重结晶。

[0075] 纤维可以包括黏结纤维，每种黏结纤维分别包含第一成分和第二成分，第二成分的熔融温度低于第一成分的熔融温度。取决于黏结纤维的第二成分重结晶的重结晶温度范围，可以控制至少一种环境条件。

[0076] 可以通过差示扫描量热法确定重结晶温度范围。通过差示扫描量热法，以至少1K/分钟的冷却速率，尤其是以至少3K/分钟的冷却速率，尤其是以至少5K/分钟或大于5K/分钟的冷却速率，可以确定结晶温度范围。

[0077] 黏结纤维的第二成分可以至少部分地围绕第一成分。第二成分可以形成围绕核的壳。壳和核由不同材料形成。

[0078] 控制至少一种环境条件可以包括控制纤维无纺布坯料温度的变化速率。

[0079] 在由产生纤维热交联的热活化温度冷却至低于包含在纤维无纺布中的纤维重结晶温度的最终温度期间，纤维无纺布的温度变化速率可以选择性地降低，同时先前熔融以产生热交联的材料发生重结晶。

[0080] 控制坯料温度的变化速率可以包括响应重结晶的开始选择性地降低坯料温度的变化速率。从而可以获得改善的弹性特性。

[0081] 在将纤维无纺布冷却至低于材料重结晶的重结晶温度范围的最低温度的温度之前，可以进行重结晶期间的至少一种环境参数控制。从而，在热交联之后的冷却期间可以进行改善弹性特性的热处理，以实现节能。

[0082] 该方法可以包括将纤维无纺布冷却至低于材料重结晶的重结晶温度范围的最低温度的的温度，然后加热纤维无纺布至高于重结晶温度范围的最低温度的温度以控制至少一种环境参数。从而，受控的重结晶可以与热活化分开进行，在过程控制中提供增强的多功能性。

[0083] 取决于被热活化至纤维无纺布形成的材料的重结晶温度范围，通过控制至少一种环境参数可以进行受控重结晶。通过差示扫描量热法可以确定重结晶温度范围。通过差示扫描量热法，以至少1K/分钟的加热和冷却速率，尤其是以至少3K/分钟的加热和冷却速率，尤其是以至少5K/分钟或大于5K/分钟的加热和冷却速率可以确定重结晶温度范围。

[0084] 在纤维无纺布的至少一部分中，交联的纤维可以具有沿主载荷方向的最佳取向。

[0085] 可以实施受控的重结晶过程使得纤维取向不由其改变，其中纤维无纺布的至少一种环境条件是受控的。可以配置由该方法形成的纤维产品，使得在纤维产品的至少一部分中纤维具有沿主载荷方向的最佳取向。

[0086] 产品可以为缓冲垫。

[0087] 方法可以包括任选的缓冲垫后加工，例如通过使用超声或激光切割技术来进行的形状修饰、连接包覆材料和/或修剪。

[0088] 方法可以包括在座椅上安装缓冲垫。

[0089] 该座椅可以为汽车座椅或用于办公室或住宅用途的家具座椅。

[0090] 纤维无纺布可以由供应至模具的纤维形成。供应至模具中的纤维可以为非交联的纤维。

[0091] 根据实施方式，由纤维制造缓冲垫的方法包括将纤维供应至模具中，使至少一部分纤维热活化以制造由交联纤维形成的纤维无纺布，其中在纤维无纺布的至少一部分中，纤维具有沿主载荷方向的最佳取向，以及使用本文公开的实施方式中的任一种方法由纤维无纺布制造缓冲垫。

[0092] 根据另一个实施方式，提供一种纤维产品，特别是缓冲垫，其使用本文公开的实施方式中的任一种方法形成。

[0093] 根据实施方式，用于由纤维无纺布形成产品的装置包括容纳含交联纤维的纤维无纺布的容器，和控制系统，其配置为在纤维无纺布包含的材料重结晶期间控制纤维无纺布的至少一种环境条件。

[0094] 可以配置装置以实施本文公开的实施方式中的任一种方法。

[0095] 控制系统可以包括流体引导系统，其被配置为使得气态流体流经纤维无纺布。

[0096] 控制系统可以包括温度控制系统，其被配置为在纤维无纺布的材料重结晶期间控制气态流体的温度，纤维无纺布的材料被热活化用于纤维的热交联。

[0097] 控制系统可以包括湿度控制系统，其被配置为在纤维无纺布的材料重结晶期间控制气态流体的湿度，纤维无纺布的材料被热活化用于纤维的热交联。

[0098] 控制系统可以包括电磁辐射源，其被配置为在纤维无纺布的材料重结晶期间控制电磁辐射的能量密度，纤维无纺布的材料被热活化用于纤维的热交联。

[0099] 参考图2至图12会更详细地描述本发明的实施方式。

[0100] 图2是根据实施方式的方法30的流程图。使用根据实施方式的装置可以实施该方法30。该方法30可以用于形成纤维缓冲垫体或另一种来自纤维的纤维产品。在该方法中，纤维可以例如通过热活化被交联。其后可以实施受控的重结晶过程以改善弹性特性。

[0101] 在31，可以填充纤维至模具中。填充至模具中的纤维可以为非热交联的松散纤维。将纤维供应至模具中可以包括将纱线切割成段，被切割的纱线段的长丝供应至模具中作为纤维。将纤维供应至模具中可以包括将被切割的纱线段的长丝在空气气流中彼此分离。

[0102] 在32，可以将至少部分纤维热活化。如参照图3会更详细阐明的，纤维可以包括黏结纤维。黏结纤维可以包含第一成分和第二成分，第一成分和第二成分由不同材料形成并具有不同的熔融温度。第二成分可以具有低于第一成分的熔融温度。热活化可以包括将纤维加热至高于黏结纤维第二成分的熔融温度，但低于黏结纤维第一成分的熔融温度的温度。纤维还可以包括不同于黏结纤维的基体纤维。热活化可与包括将纤维加热至以下温度：高于黏结纤维第二成分的熔融温度，但低于黏结纤维第一成分的熔融温度和基体纤维的熔融温度。

[0103] 尽管热交联可以通过使用黏结纤维来实现，热交联还可以以其他方式实施，例如通过使用不同于热活化的纤维的黏合材料。该黏合材料例如可以为粉末。可以供应黏合材料和纤维的共混物至模具，黏合材料被热活化以形成纤维无纺布。

[0104] 根据实施方式，在32制造的纤维无纺布在33经受受控的重结晶。

[0105] 在33，实现纤维无纺布的材料受控的重结晶，该材料先前被熔融以实现纤维的热交联。受控的重结晶可以包括当材料重结晶时，控制纤维无纺布的至少一种环境条件。至少一种环境条件可以包括以下任一种或任意组合：纤维无纺布所暴露于其中或主动流经纤维无纺布的气态流体的温度，和/或纤维无纺布所暴露于其中或主动流经纤维无纺布的气态流体的湿度和/或纤维无纺布置于其中的区域中电磁辐射的能量密度。

[0106] 相比于在32获得的纤维无纺布，在33实施的受控重结晶提供了具有改善弹性特性的纤维产品。

[0107] 在33的受控重结晶之后获得的纤维产品可以表现出在载荷施加于其上之后优于在32获得的纤维无纺布的复原特性的复原速率、复原时间和/或复原程度。

[0108] 在34，纤维产品可以任选地经历进一步加工。例如，可以使用超声或激光切割技术修饰纤维产品的形状。替代地或额外地，可以形成修剪通道。替代地或额外地，可以将包覆材料附于纤维产品。

[0109] 纤维产品可以为由纤维形成的缓冲垫。方法30可以包括在座椅上安装缓冲垫。该座椅可以为汽车座椅或用于办公室或住宅用途的家具座椅。其中可以安装缓冲垫的座椅的实例为汽车座椅、飞机座椅或火车座椅。

[0110] 纤维产品和制造其的纤维无纺布可以包含至少两种不同纤维类型的纤维。至少一种纤维类型可以由不同成分构成。例如，可以使用双组分(BiCo)纤维。

[0111] 纤维产品和制造其的纤维无纺布可以包含基体纤维和黏结纤维。基体纤维可以为仅由一种材料成分构成的单组分纤维。黏结纤维可以包含至少两种彼此区别于熔融温度的不同组分。

[0112] 图3为不同纤维的示意图，其可以包含于纤维产品以及制造其的纤维无纺布。纤维共混物可以包含为基体纤维的纤维45和为黏结纤维的纤维40。

[0113] 黏结纤维40可以分别包含第一成分41和第二成分42。第二成分42可以具有低于第一成分41熔融温度的熔融温度。

[0114] 第一成分41可以形成黏结纤维的核，第二成分42可以形成黏结纤维的壳。壳可以至少部分地围绕核。可以使用其他结构，其使得当纤维加热至第一成分41和基体纤维45还未熔融的温度时，第二成分42能够熔融并产生纤维热交联。

[0115] 如参考图4至图12会更详细阐明的，当熔融用于使纤维交联的材料重结晶时，通过控制纤维无纺布暴露于其中的一种或更多种大气条件，可以改善相对于纤维无纺布的纤维产品的弹性特性。例如，当黏结纤维40的第二成分42重结晶时，可以在重结晶期间控制纤维无纺布暴露于其中的空气或其他流体的温度和/或湿度。

[0116] 图4为表示在形成纤维无纺布的过程和后续的将纤维无纺布加工为纤维产品期间纤维材料的温度的图50。在示例性图50中，假设形成纤维无纺布的纤维包含黏结纤维，该黏结纤维具有第一成分和第二成分，如参考图3所说明的。

[0117] 可以为黏结纤维的核的黏结纤维第一成分的熔融温度指定为Tm,1。可以为黏结纤维的壳的黏结纤维第二成分的熔融温度指定为Tm,2。

[0118] 一旦从超过第二成分熔融温度Tm,2的温度冷却，第二成分的重结晶在第二成分Tr,2的重结晶温度范围内的温度发生。如参考图12会更详细说明的，通过差示扫描量热法可以确定第二成分的重结晶温度范围Tr,2。

[0119] 通过最低结晶温度Tr-最低,2和最高结晶温度Tr-最高,2界定第二成分的重结晶温度范围Tr,2。如参考图12会更详细说明的，通过差示扫描量热法(DSC)可以确定最低结晶温度Tr-最低,2和最高结晶温度Tr-最高,2。

[0120] 过程控制以如下方式实施：将松散纤维材料加热至温度Tcl以产生在加热段51的热交联。如果使用与纤维不同的黏结剂，则也加热黏结剂。通过使温暖气流流经松散纤维材料来实施加热，同时使松散纤维材料存留于模具。

[0121] 加热段51将纤维材料加热至温度Tcl，在该温度下发生热交联以形成纤维无纺布。如果纤维包含具有第一成分和第二成分的黏结纤维，第二成分具有低于第一成分的熔融温度Tm,2，则将温度Tcl选择为大于黏结纤维的第二成分的熔融温度Tm,2并小于黏结纤维的第一成分的熔融温度Tm,1。如果纤维包含基体纤维，则将温度Tcl进一步选择为小于基体纤维的熔融温度。

[0122] 在加热段之后，通过热交联在交联段52中形成纤维无纺布。纤维材料可以保持在等于温度Tcl的温度或包括在温度Tcl周围的温度范围中的温度。在交联段52期间，可以使具有至少为Tcl的温度的加热气体流经模具中的纤维材料。

[0123] 在产生热交联之后，可以开始冷却段53以使得黏结纤维的第二成分或其他黏结剂固化。从而获得纤维无纺布的固化。

[0124] 如图4所示意性表示的，冷却段53可以以不直接冷却纤维无纺布至室温的方式进行。在黏结纤维第二成分的重结晶温度范围Tr,2中包括的温度下，或在另一种黏结剂的重结晶温度范围中，可以中断冷却段53以进行受控的重结晶过程。

[0125] 在受控的重结晶段54中，可以控制纤维无纺布暴露于其中的气态流体的温度和/或湿度。如图4所示，相比于冷却段53可以降低纤维无纺布的冷却速率以使纤维无纺布维持在重结晶范围Tr,2包括的温度至少预定时长。例如，响应于纤维无纺布达到黏结纤维的第二成分重结晶的温度，可以打断冷却。可以将纤维无纺布暴露于其中的气态流体加热至被选择为黏结纤维第二成分的重结晶温度范围Tr,2的函数的温度。如果使用不是黏结纤维第二成分的黏结剂，相比于冷却段53可以降低纤维无纺布的冷却速率以使纤维无纺布维持在黏结剂重结晶温度范围包括的温度。

[0126] 在受控的重结晶段54中，可以以节能的方式通过使气态流体流经纤维无纺布实施温度控制。可以在控制回路中尤其是在闭合回路控制中调节气态流体的温度。可以测量流经纤维无纺布后的气态流体的温度，并且可以控制气态流体沿其流动的加热装置以确保在受控的重结晶段纤维无纺布维持在重结晶温度范围Tr,2内的温度。

[0127] 作为温度控制的额外的或替代的选择，当黏结纤维的第二成分重结晶时，还可以控制纤维无纺布的湿度。例如，通过将水滴或水蒸气供应至纤维无纺布暴露于其中的气态流体中，可以增加气态流体的湿度。在受控的重结晶段54可以连续或间歇地实施水滴或水蒸气的供应。例如，可以在间隔57、58中间歇地供应水滴或水蒸气，例如在冷却段53之后并在最终冷却段55之前。可以供应水滴或水蒸气以增加空气湿度。可以实施开环控制或闭环控制。例如，在气态流体流经纤维无纺布之前，可以将向气态流体供应水滴或水蒸气的供应装置控制为气态流体空气湿度的函数。在气态流体流经纤维无纺布之前，可一将向气态流体供应水滴或水蒸气的供应装置控制为气态流体空气湿度的函数，以确保相对湿度或绝对湿度维持在大于受控重结晶段54的阈值。

[0128] 在受控的重结晶段54中，对重结晶发生条件的控制改善了产品的弹性特性。具体地，相比于经由重结晶温度范围Tr,2快速冷却而在该时间不对纤维无纺布的环境条件实施任何控制的产品，经历受控的重结晶段54的产品比较不易于在如DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)或根据DIN EN ISO 1856:2008-08(2008年8月)的规定的测试或其他弹性测试中失败。

[0129] 在受控的重结晶段54之后，可以实施其他冷却段55。可以将在受控的重结晶段形成的产品冷却至室温。可以但不必须使用活性冷却将产品冷却至室温。

[0130] 由参考图4所说明的过程而制得的产品可以经历进一步的后加工。例如，可以使用超声或激光切割技术修饰纤维产品的形状。替代地或额外地，可以形成修剪通道。替代地或额外地，可以将包覆材料附于纤维产品。纤维产品可以是安装在座椅上的缓冲垫。座椅可以是汽车座椅或用于办公室或住宅用途的家具座椅。其中可以安装缓冲垫的座椅示例为汽车座椅、飞机座椅或火车座椅。

[0131] 以如下方式实施如参考图4所说明的受控的重结晶程序，受控的重结晶发生在交联温度Tcl的第一冷却段53之后以及纤维无纺布或缓冲垫冷却至室温之前。该过程的能量成本特别地低。

[0132] 图5为表示在形成纤维无纺布过程和后续的将纤维无纺布加工为纤维产品期间纤维材料的温度的图60。在示例性图60中，假设形成纤维无纺布的纤维包含黏结纤维，该黏结纤维具有第一成分和第二成分，如参考图3所说明的。

[0133] 在图5的过程中，实施受控的重结晶。当黏结纤维的第二成分或其他黏结剂重结晶时，控制纤维无纺布的温度、湿度或其他环境条件。在图5的过程中，首先将纤维缓冲垫坯料经重结晶温度范围冷却。在稍后的时间里，将纤维缓冲垫坯料加热至重结晶温度范围Tr,2中的温度，以产生黏结纤维第二成分的受控重结晶，其改善了弹性特性。

[0134] 为了形成坯料，可以在加热段51中加热纤维，在热交联段52中可以产生热交联。可以如参考图4所描述的实施这些段。

[0135] 在冷却段61中，纤维无纺布可以经重结晶温度范围Tr,2冷却。在冷却段61结束时，温度可以达到低于重结晶温度范围Tr,2最小温度的温度。

[0136] 为了改善弹性特性，然后实施受控的重结晶。可以储存在冷却段61结束时获得的纤维无纺布甚至延长的时间段和/或可以运送其至另一个位置以实施受控的重结晶。等待段62的持续时间与通过后续受控的重结晶获得的改善不密切相关。等待段62可以具有短至几分钟的持续时间，但也可以超过一天或几天、一周或几周或甚至一个月或几个月。

[0137] 受控的重结晶可以通过在加热段63中加热纤维无纺布以开始受控的重结晶来实施。可以将纤维无纺布加热至黏结纤维第二成分的重结晶温度范围Tr,2中的温度。应理解重结晶可以发生在不同温度，这取决于黏结纤维的第二成分或其他黏结剂是否通过将其加热或将其冷却而引起重结晶。即，由于在图5中是通过加热使第二成分重结晶，而不是如图4那样通过冷却使第二成分重结晶，在图5过程中的第二成分的重结晶温度范围Tr,2可以与图4过程中的不同。

[0138] 在受控的重结晶段64中，可以控制纤维无纺布暴露于其中的气态流体的温度和/或湿度。如图5所示，相比于加热段63，可以降低纤维无纺布的加热速率以使得纤维无纺布维持在重结晶温度范围Tr,2包括的温度中至少预定时长。例如，可以终止加热以响应纤维无纺布达到黏结纤维的第二成分重结晶的温度。可以将纤维无纺布暴露于其中的气态流体加热至被选作黏结纤维第二成分的重结晶温度范围Tr,2的函数的温度。如果使用黏结剂而不是黏结纤维的第二成分，相比于冷却段63，可以降低纤维无纺布的加热速率以使得纤维无纺布维持在黏结剂重结晶温度范围中包括的温度。

[0139] 在受控的重结晶段64中，可以以节能的方式通过使气态流体流经纤维无纺布实施温度控制。在控制回路中尤其是在闭合回路控制中可以调节气态流体的温度。可以测量流经纤维无纺布后的气态流体的温度，并且可以控制气态流体沿其流动的加热装置，以确保在受控的重结晶段纤维无纺布维持在重结晶温度范围Tr,2的温度中。

[0140] 作为温度控制的额外或者替代选择，当黏结纤维的第二成分重结晶时，还可以控制纤维无纺布的湿度。例如，通过将水滴或水蒸气供应至纤维无纺布暴露于其中的气态流体，可以增加气态流体的湿度。在受控的重结晶段64中可以连续或间歇地实施水滴或水蒸气的供应。例如，可以在间隔67、68中间歇地供应水滴或水蒸气，例如在加热段63之后和在最终冷却段65之前。可以供应水滴或水蒸气以增加空气湿度。可以实施开环控制或闭环控制。例如，在气态流体流经纤维无纺布之前，可以将向气态流体供应水滴或水蒸气的供应装置控制为气态流体空气湿度的函数。在气态流体流经纤维无纺布之前，可以将向气态流体供应水滴或水蒸气的供应装置控制为气态流体空气湿度的函数，以确保相对湿度或绝对湿度维持在大于受控的重结晶段64的阈值。

[0141] 也可以如下方式实施湿度控制，在受控的重结晶段64中减小相对空气湿度。在受控的重结晶段64中，可以将相对空气湿度设置为低于阈值，例如基本上为0％。

[0142] 在受控的重结晶段64中，对重结晶发生条件的控制改善了产品的弹性特性。具体地，相比于经由重结晶温度范围Tr,2快速冷却而在该时间不对纤维无纺布的环境条件实施任何控制的产品，经历受控的重结晶段64的产品较不易于在根据DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)或根据DIN EN ISO 1856:2008-08(2008年8月)的测试或其他弹性测试中失败。

[0143] 受控的重结晶段64之后，可以实施进一步的冷却段65。可以将在受控的重结晶段形成的产品冷却至室温。将产品冷却至室温可以但并非必须使用活性冷却。

[0144] 通过参考图5所说明的过程而形成的产品可以经历进一步的后加工。例如，可以使用超声或激光切割技术修饰纤维产品的形状。替代地或额外地，可以形成修剪通道。替代地或额外地，可以将包覆材料附于纤维产品。纤维产品可以是安装在座椅上的缓冲垫。座椅可以是汽车座椅或用于办公室或住宅用途的家具座椅。其中可以安装缓冲垫的座椅的示例为汽车座椅、飞机座椅或火车座椅。

[0145] 如参考图4和图5所说明的，在受控的重结晶期间，作为温度控制的额外或替代选择，可以控制纤维无纺布暴露于其中的气态流体的绝对湿度或相对湿度。

[0146] 图6表示流经纤维无纺布的气态流体流如空气中夹带的水量70的图。在气态流体流中可以选择性地夹带水蒸气或水滴，以增加在受控的重结晶段的空气湿度。可以选择性地以连续或间歇的方式夹带水蒸气或水滴。例如，如图6所示，通过在纤维无纺布暴露于其中的气态流体流中选择性地夹带水蒸气或水滴，可以获得湿度的间歇性增加71、72。

[0147] 在其他实施方式中，在受控的重结晶期间可以不需控制湿度。例如，如果在具有高空气湿度的地理区域实施受控的重结晶，环境空气可以流经纤维无纺布，同时如参考图4和图5所说明的实施温度控制。在该操作条件下可以忽略湿度控制。

[0148] 图7是方法80的流程图。可以实施方法80以将纤维无纺布加工成纤维产品。纤维产品可以是配置为安装在座椅上的缓冲垫。

[0149] 在81，可以冷却或加热纤维无纺布。如参考图5所说明的，可以从产生热交联的交联温度冷却纤维无纺布。例如，在纤维无纺布已经储存之后，可以从室温加热无纺布。

[0150] 在82，确定是否出现开始重结晶。可以监测纤维无纺布的核温度以确定是否出现开始重结晶。例如，可以在气态流体流经纤维无纺布之后测量气态流体的温度。可以处理气态流体流经纤维无纺布后的温度变化以确定纤维无纺布的核温度。可以使用其他技术来确定是否出现开始重结晶，例如开环过程控制。如果重结晶还未开始，可以在81继续加热或冷却。

[0151] 在83，响应重结晶的开始可以来调节温度变化速率。例如，可以控制温度变化速率以使其变为低于速率阈值以维持纤维无纺布在大致相同的温度下至少预定时间间隔。从而当黏结纤维第二成分或另一种黏结剂重结晶时实施温度控制。

[0152] 在84，确定是否满足终止标准以终止受控的重结晶段。终止标准可以基于时间。例如，在预定时间期满之后，可以自动地终止受控的重结晶段。替代地或额外地，终止标准可以基于纤维产品的一种或几种特征。例如，可以使用黏结纤维第二成分的结晶度来确定是否可以终止受控的重结晶段。如果不满足终止标准，则可以继续受控的重结晶段。

[0153] 在85，在受控的重结晶段终止之后，可以冷却纤维产品，例如通过使空气流经产品主动冷却或通过简单存储纤维产品而使其被动冷却。

[0154] 图8是方法86的流程图。可以实施方法86以将纤维无纺布加工成纤维产品。纤维产品可以是配置为安装在座椅上的缓冲垫。可以如参考图7所说明的实施的过程控制行为被指定为与图7相同的附图标记。

[0155] 在方法86中，在受控的重结晶段期间，控制纤维无纺布所暴露于其中的湿度。在87，在受控的重结晶段，可以选择性地增加湿度。为此，可以在流经纤维无纺布的气态流体流中夹带水滴或水蒸气。这可以在受控的重结晶期间连续或间歇地完成。例如，在流经纤维无纺布之前，可以监测气态流体的空气湿度。如果空气湿度达到或降至低于湿度阈值，可以在气态流体流中夹带水滴或水蒸气以增加在受控的重结晶段期间纤维无纺布所暴露于其中的大气湿度。

[0156] 图9为用于由松散纤维形成纤维产品的系统100的示意图。系统包括用于将纤维无纺布加工为纤维产品的装置，其在系统100中作为受控的重结晶站130应用。

[0157] 系统100包括工具102。系统100可以包括一个或几个加工站。例如，系统100可以包括填充站10，其中纤维材料被供应至工具102的空腔中。系统100可以包括一个或几个热处理站，其用于热处理容纳在工具102空腔中的纤维材料。几个处理站包括加热站120和受控的重结晶站130。

[0158] 工具102可以包括支架101。工具102可以包括一对半模具104、105。该对半模具104、105可以定义容纳纤维于其中的容器106。该对半模具104、105可以通过框架103附于支架101。

[0159] 系统100可以包括传送机构108，其配置为与工具的支架101结合。传送机构108可以被配置为在系统100的各个站之间的转移工具102。控制装置109可以配置为控制传送机构108以实现工具102的转移，工具102配合填充站110、加热站120和受控的重结晶站130的操作。

[0160] 填充站110可以配置为填充纤维材料至工具102的模具中，其中所述纤维材料包含黏结纤维和填充纤维的共混物。填充站110可以包括供应纤维的纤维供应装置112。纤维供应装置112可以包括切割装置。切割装置可以配置为将一种或几种纱线切割为段，并分离该切割的纱线段的长丝，从而提供纤维。

[0161] 填充站110可以包括气体流量控制装置113。气体流量控制装置113可以配置为使气流流经容纳于工具102模具中的纤维，从而使纤维取向。气体流量控制装置113可以配置为以如下方式控制嵌入工具102模具中的松散纤维的纤维取向，即在空腔106的至少一部分中，至少50％的纤维以相对于主载荷方向小于45°的角来取向。

[0162] 填充站110可以包括其中可以容纳工具的容器114。当工具102容纳于容器114中时，适配器111可以连接填充站110的气体管道和工具102的模具。

[0163] 加热站120可以配置为热活化黏结纤维用于热交联。加热站120可以包括加热站连接器121，当将工具102放置在加热站120的容器中时，配置连接器121连接加热站120的至少一个气体管道和工具102的模具。当将工具102放置在加热站120时，加热站120可以包括用于加热气体的加热装置122，和用于控制通过模具的气体流量的气体流量控制装置123。任选地提供湿度控制装置124以控制在模具中流经纤维的气体湿度以产生热交联。

[0164] 将受控的重结晶站130配置为在黏结纤维第二成分重结晶期间，控制纤维无纺布暴露于其中的大气环境条件。受控的重结晶站130可以配置为将纤维无纺布维持在重结晶温度范围包括的温度下，在该温度范围中黏结纤维的第二成分重结晶。受控的重结晶站130可以配置为当黏结纤维第二成分重结晶时，向坯料暴露于其中的气态流体添加水滴或水蒸气。

[0165] 受控的重结晶站130可以包括加热站连接器131，当工具102放置在受控的重结晶站130的容器134中时，加热站连接器131被配置为连接受控的重结晶站130的至少一个气体管道和工具102的模具。

[0166] 受控的重结晶站130可以包括气体温度控制装置132，其配置为在气态流体流经工具102的模具中的纤维无纺布之前，控制气态流体的温度。气体温度控制装置132可以在开环控制或闭环控制中加热或冷却气态流体，以将纤维无纺布维持在重结晶温度范围包括的温度下，在该温度范围中黏结纤维的第二成分重结晶。

[0167] 受控的重结晶站130可以包括湿度控制装置133，其被配置为在气态流体流经工具102的模具中的纤维无纺布之前，控制气态流体的湿度。湿度控制装置133可以被配置为在气态流体流经纤维无纺布之前，选择性地向气态流体中添加水滴或水蒸气。可以在湿度控制装置133实施的开环控制或闭环控制中调节向气态流体排放的水滴或水蒸气的量。

[0168] 可以提供额外的冷却站以在纤维无纺布供应至受控的重结晶站140之前，冷却从加热站120移除的纤维无纺布。

[0169] 传送机构108可以将工具102连续地放置在填充站110、加热站120和受控的重结晶站130。在每个操作循环中，可以将工具102放置在各个填充站110、加热站120和受控的重结晶站130中至少一次。可以实施工具102更复杂的运动形式，例如通过实施在两个或更多个热处理站之间的往复运动。

[0170] 系统100可以包括额外的站。例如，可以提供一个或几个后处理站用于在产品冷却后修饰产品。替代地或额外地，可以提供多于两个热处理站。

[0171] 图10是通过实施受控的重结晶过程用于将纤维无纺布加工为产品的装置的示意图。该装置可以作为图9的系统100中的受控重结晶站130使用。该装置可以被配置为实施根据本文公开的实施方式中的任一种方法。

[0172] 装置130包括纤维无纺布139可以放置于其中的容器143。当纤维无纺布仍然保留于模具中时，容器143可以配置为容纳纤维无纺布139。在纤维无纺布从模具中移除时，容器143可以配置为容纳纤维无纺布139。

[0173] 装置130被配置为使气态流体流流经纤维无纺布139。该装置可以包括气体进口管道141和气体出口管道142。气体进口管道141和气体出口管道142可以被配置为用于与容纳纤维无纺布139于其中的容器143流体连通。

[0174] 为了将纤维无纺布139的核温度维持在重结晶温度范围内的温度下，装置130包括温度控制装置140。温度控制装置140设置于气态流体151的流动通道中，以在其流经纤维无纺布139之前加热或冷却气态流体151。温度控制装置140可以包括加热元件145，其可以包括电加热元件、热交换结构或加热流体或冷却流体可以于其中通过的管式元件的任一种或任意组合。

[0175] 装置130包括控制装置148。该控制装置148可以被配置为控制温度控制装置140以维持纤维无纺布139的核温度在重结晶温度范围内的温度。控制装置148可以被配置为实施开环温度控制。例如，温度控制装置140可以按照预定的过程控制被控制装置148激活。控制装置148可以被配置为实施闭环温度控制。例如，传感器149可以放置在气体出口管道142。基于由在气体出口管道142中的传感器149测量的气体温度，和/或基于在气体出口管道141和气体出口管道142中气体的温度差，控制装置148可以确定纤维无纺布139的核温度是否在重结晶温度范围内。如果纤维无纺布139的核温度将要超出重结晶温度的范围，可以减小加热控制装置144的输出功率。如果纤维无纺布139的核温度将要低于重结晶温度的范围，可以增加加热控制装置144的输出功率。可以施用其他控制技术。

[0176] 在重结晶期间，为了向纤维无纺布139选择性地供应湿度，装置130可以包括湿度供应装置146。湿度供应装置146可以与蓄水池147相连。湿度供应装置147可以配置为选择性地输出水蒸气或将水雾化以输出水滴，其用于在供应至纤维无纺布139的气流151中夹带。

[0177] 控制装置148可以被配置为控制湿度供应装置146。控制装置148可以与传感器(未显示)连接，其在气体151流经纤维无纺布之前测量气体151的湿度。控制装置148可以控制湿度供应装置146以选择性地增加湿度。控制装置148可以被配置为实施开环湿度控制。例如，湿度供应装置146可以按照预定过程控制被控制装置148激活。控制装置148可以配置为实施闭环湿度控制。例如，湿度传感器(未显示)可以放置在气体进口管道141中。如果有湿度传感器感测到的湿度达到或降至低于湿度阈值，控制装置148可以激活湿度供应装置146以在其流经纤维无纺布139之前选择性地增加气态流体的湿度。

[0178] 图11是通过实施受控的重结晶用于将纤维无纺布加工为产品的装置的示意图。该装置可以作为图9的系统100的受控的重结晶站130使用。该装置可以配置为实施根据本文公开的实施方式中的任一种方法。

[0179] 装置130可以包括控制装置148和湿度控制装置146，其可以如参考图10所说明的那样操作。

[0180] 装置130可以包括温度控制装置用于在重结晶期间控制纤维无纺布的温度。温度控制装置可以包括电磁辐射的源154。

[0181] 控制装置148可以被配置为控制温度控制装置140以将纤维无纺布139的核温度维持在重结晶温度范围内的温度。控制装置148可以被配置为实施开环温度控制。例如，电磁辐射的源154可以按照预定过程控制被控制装置148激活。控制装置148可以配置为实施闭环温度控制。例如，传感器149可以放置在气体出口管道142中。基于在气体出口管道142中的传感器149测量的气体温度，和/或基于在气体进口管道141和气体出口管道142中气体的温度差，控制装置148可以确定纤维无纺布139的核温度是否在重结晶温度范围内。如果纤维无纺布139的核温度将要超出重结晶温度的范围，可以降低电磁辐射的源154的输出功率。如果纤维无纺布139的核温度将要降至低于重结晶温度的范围，可以增加电磁辐射的源154的输出功率。可以施用其他控制技术。

[0182] 在根据其他实施方式的装置中可以实施修改方案和替代方案。例如，可以通过仅进行温度控制，通过仅进行湿度控制或通过控制额外的或替代的环境参数来实施受控的重结晶过程。

[0183] 在方法中，根据本文公开的任一个实施方式的装置和系统，取决于黏结纤维重结晶的重结晶温度范围可以实施过程控制，其中黏结纤维预先被活化以使纤维热交联。黏结剂例如可以为黏结纤维的低熔融温度成分，或者与纤维不同的黏结剂。

[0184] 在方法中，根据本文公开的任一个实施方式的装置和系统，取决于由差示扫描量热法(DSC)确定的重结晶温度范围可以实施过程控制。取决于由差示扫描量热法(DSC)以至少1K/分钟的加热速率和冷却速率确定的重结晶温度范围可以实施过程控制。取决于由差示扫描量热法(DSC)以5K/分钟或大于5K/分钟的加热速率和冷却速率确定的重结晶温度范围可以实施过程控制。

[0185] 图12示出了通过DSC确定的重结晶温度范围。图12显示当在DSC装置中加热黏结纤维样品时获得的DSC加热曲线160。DSC加热曲线160具有第一下降161，其表示黏结纤维第一成分的熔融，其中第一成分为高熔融温度成分。DSC加热曲线160具有第二下降162，其表示黏结纤维第二成分的熔融，其中第二成分为低熔融温度组分。

[0186] 在根据实施方式的方法中，将纤维加热至交联温度Tcl以产生热交联，温度Tcl可以选择为使其高于黏结纤维第二成分熔融的温度范围的最高温度，并低于黏结纤维第一成分熔融的温度范围的最低温度。可以通过DSC以至少1K/分钟的加热速率，尤其是以5K/分钟或大于5K/分钟的加热速率，分别确定温度范围。

[0187] 图12显示在加热样品之后，在DSC装置中冷却黏结纤维样品时获得的DSC冷却曲线170。DSC冷却曲线170具有第一峰171，其表示黏结纤维第一成分的重结晶，其中第一成分为高熔融成分。DSC冷却曲线170具有第二峰172，其表示黏结纤维第二成分的重结晶，其中第二成分为低熔融成分。第二峰172延伸至的最低温度限定了重结晶温度范围的最低温度，本文指定为Tr-最低,2。第二峰172延伸至的最高温度限定了重结晶温度范围的最高温度，本文指定为Tr-最高,2。

[0188] 根据实施方式的方法和装置实施的受控的重结晶改善了纤维产品的弹性特性，纤维产品例如由纤维无纺布制造的纤维缓冲垫体。会参考以下图13至图18更详细地说明根据实施方式的纤维产品获得的示例性结果。

[0189] 图13至图18分别说明了根据实施方式的后固化过程如何影响纤维产品在经受载荷后从变形中复原。对于扩大的样品尺寸100mm×100mm×45mm，获得图13的数据用于根据DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)的测试。所有其他参数对应于DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)的方法A中说明的参数。

[0190] 在测试中，将样品放置在70℃的温度和小于10％的相对空气湿度的气候条件下达22小时，同时样品在高度方向被压缩50％。在(23±2)℃的温度以及(50±5)％的相对空气湿度下进行调节和复原。

[0191] 由聚酰胺(PA)纤维共混物形成的样品获得的所有测试数据示于图13至图18中。对于纤维共混物获得的所有测试数据示于图13至图18中，该纤维共混物中纤维无纺布由PA6基体纤维和具有PA6核和CoPA皮层的黏结纤维形成。

[0192] 参考图13至图18所说明的测试数据表明在升高的温度下，在纤维产品样品经受载荷之后的复原程度。例如当乘客坐在飞机、汽车、公共汽车、火车或其他交通工具的座椅上较长时间，并且交通工具内部温度较高时，这是对于交通工具座椅典型的方案。在这些情况下，分别在30分钟、1小时和2小时后的残余变形量为小于原高度的12％，甚至更优选小于10％会是令人满意的。如本文所使用的，残余变形量为在移除载荷30分钟、1小时和2小时之后残留的高度下降，相对于原始高度测量下降。变形量百分比表示样品高度的下降除以原始高度。

[0193] 如在以下会更详细说明的，根据实施方式的方法和装置实施的后固化改善了纤维产品的弹性特性。更详细地，在升高的温度下、在纤维产品经受载荷之后，对于实施量化纤维产品复原的测试，相比于没有经回火而产生重结晶的纤维产品，根据实施方式制造的纤维产品提供了更好的性能。DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)的测试方法A是这种测试的一个实例，其结果会在以下更详细地说明。对于扩大的样品尺寸100mm×100mm×45mm，在图13至图18中再现的结果是使用DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)的测试方法A获得的。所有其他参数对应于DIN EN ISO 1856:2001-3(2001年3月)的方法A中说明的参数。

[0194] 如在以下会更详细说明的，无论纤维无纺布在热活化之后被冷却是否维持在重结晶温度范围以内，或者纤维无纺布是否首先被冷却至室温然后再次加热至重结晶温度范围内的温度，都可获得改善的弹性特性。如在以下会更详细说明的，改善的弹性特性尤其可以使用温度和/或湿度控制来获得，其中将纤维产品的环境条件被控制为以黏结纤维的低熔融成分的重结晶温度的函数。

[0195] 图13显示对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行的弹性测试的结果与对不经回火的纤维产品进行的相同测试的结果对比。图13显示在载荷从样品上移除之后以时间为函数的残余变形量，其由样品的高度下降除以原始高度而测量得到。

[0196] 图13显示在上述条件下经受载荷的样品变形量，其在移除载荷30分钟、1小时和2小时后测量。变形量以百分比给出，由与样品原始高度的差值除以样品的原始高度来确定。每个样品由PA6基体纤维和黏结纤维的纤维共混物组成，基体纤维具有16.7dtex的单位长度质量，黏结纤维为PA6/CoPA双组分纤维，其具有PA6核和CoPA皮层，并具有17.0dtex的单位长度质量。

[0197] 图13显示对于来自纤维产品的样品的数据182至184，其中该纤维产品通过在将其冷却至黏结纤维的皮层的重结晶温度范围内的温度以下之后，将其加热至该重结晶温度范围内的温度而后固化纤维无纺布来制造。这种后固化技术参考以上图5概述。如图5的66所示出的。在纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的期间，大气是干燥的，即相对空气湿度基本上为0％。

[0198] 对于所获得的图13关于纤维共混物样品的数据，在100℃的温度下实施后固化，该温度在黏结纤维的皮层的重结晶温度范围内。在其他实施方式中可以使用其他的后固化温度，例如以适应不同的纤维共混物的不同重结晶温度范围。

[0199] 取决于纤维无纺布在重结晶温度范围内回火的持续时间，获得不同的数据182至184。纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的温度下1小时，获得后固化数据182。纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的温度下2小时，获得后固化数据183。纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的温度下4小时，获得后固化数据184。

[0200] 数据181显示对于未经历后固化的纤维无纺布获得的对比数据，其中未经历后固化的纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的温度下、即省略了图5的温度控制段63至65。通过环境空气流经产品的冷却过程获得对比数据181。环境空气具有15℃和30℃的温度以及25％至75％的相对空气湿度。用于获得对比数据181的产品的冷却过程造成产品由热活化温度快速冷却至环境温度，而不实施任何通过使产品回火的受控重结晶。

[0201] 如图13所示，相比于未经历后固化的样品，根据实施方式的后固化在测试中一致地降低了残余变形量。30分钟之后，在重结晶温度范围内后固化1小时的样品显示出11.9％的残余变形量。在重结晶温度范围内后固化2小时的样品显示出10.6％的残余变形量。在重结晶温度范围内后固化4小时的样品显示出9.4％的残余变形量。没有根据实施方式制造的样品，即无任何后固化的样品显示大得多的16.7％的残余变形量。

[0202] 一般地，在汽车工业中优选在30分钟小于12％或甚至更优选小于10％的值。相应的后固化改善了根据实施方式的纤维产品的性能。

[0203] 对于在后固化之前形成的纤维无纺布的多种不同温度模式，可一致地获得响应于纤维产品载荷的改善复原。图14至图16示例性地说明了对来自根据实施方式经历后固化的纤维产品的样品获得的数据与未经历后固化的样品的数据对比，对在图5中所示过程的段63中的不同的冷却条件分别确定该数据。

[0204] 图14至图16显示对使用根据实施方式的方法和装置制造的纤维产品进行的弹性测试的结果与对未经回火的纤维产品进行相同测试的结果对比。图14至图16显示在载荷从样品上移除之后以时间为函数的残余变形量，其由样品的高度下降除以原始高度而测定。

[0205] 图14至16显示在上述条件下经受载荷，在移除载荷30分钟、1小时和2小时后测量的样品变形量。该变形量以百分比给出，由与样品的原始高度的差值除以样品原始高度来确定。每个样品由PA6基体纤维组成的纤维共混物组成，基体纤维具有16.7dtex的单位长度质量和圆形横截面，黏结纤维为PA6/CoPA双组分纤维，其具有PA6核和CoPA皮层，并具有8.0dtex的单位长度质量和三叶形形状。

[0206] 图14至图16显示对于来自纤维产品的样品获得的数据192、194和196，其中该纤维产品通过在将其冷却至黏结纤维的皮层的重结晶温度范围内的温度以下之后，将其加热至该重结晶温度范围内的温度来后固化纤维无纺布而制造。参考以上图5概述这种后固化技术。如图5的66显示的，在纤维无纺布维持在重结晶温度范围内的温度下期间，大气是干燥的，即相对空气湿度基本上为0％。分别实施后固化4小时。

[0207] 对于样品的纤维共混物获得图14至图16的数据192、194、196，在100℃的温度下实施后固化，该温度在黏结纤维的皮层的重结晶温度范围内。在其他实施方式中可以使用其他后固化温度，例如以适应不同纤维共混物的不同重结晶温度范围。

[0208] 数据191、193、195分别表示未经历在重结晶温度下后固化的样品在上述进行的测试中得到的残余变形量。通过环境空气流经产品的冷却过程获得对比数据191、193、195。环境空气具有15℃至30℃的温度和25％至75％的相对空气湿度。用于获得对比数据191、193、195的产品的冷却过程造成产品由热活化温度快速冷却至环境温度，而不通过使产品回火实施任何受控重结晶。

[0209] 图14显示对于后固化4小时的样品获得的数据192。在弹性测试中，对于根据实施方式制造的纤维产品，相对于原始高度的残余变形量为8.9％。对于未后固化的样品获得的对比数据191具有相对于原始高度18.4％的残余变形量。两个样品均使用相同的热活化循环获得，其中通过使具有70℃温度的空气流经产品，样品在图5过程的段63的预定的、标准冷却模式中冷却。对比数据191对应的产品未被再次加热到重结晶温度范围内，而数据192对应的产品在重结晶温度范围内后固化。

[0210] 图15显示对于后固化4小时的样品获得的数据194。在弹性测试中，对于根据实施方式制造的纤维产品，相对于原始高度的残余变形量为8.1％。对于未经后固化的样品获得的对比数据193具有相对于原始高度16.0％的残余变形量。当相对空气湿度大约为0％时，两个样品均使用相同的热活化循环获得，其中通过使具有70℃温度的空气流经产品，样品在图5过程的段63冷却。相比于图14形成纤维无纺布的过程，冷却速率和空气湿度均改变。后固化仍显示一致地改善弹性特性。

[0211] 图16显示对于后固化4小时的样品获得的数据196。在弹性测试中，对于根据实施方式制造的纤维产品，相对于原始高度的残余变形量为7.8％。对于未经后固化的样品获得的对比数据195具有相对于原始高度14.1％的残余变形量。当相对湿度设置为最大值时，两个样品均使用相同的热活化循环获得，其中通过使具有70℃温度的空气流经产品，样品在图5过程的段63冷却，其中该最大值会根据各自的温度在冷却过程中变化。相比于图15形成纤维无纺布的过程，空气湿度改变。后固化仍显示一致地改善弹性特性。

[0212] 如图5所概述的过程控制，当在冷却至低于重结晶温度范围的温度之后，在后固化段实施受控的重结晶时，以及如图4或图6所概述的过程控制，当在冷却至低于重结晶温度范围的温度之前，受控的重结晶被整合在纤维无纺布的冷却段时，均获得通过后固化获得的弹性特性的改善。这参考图17至图18会更详细地说明。

[0213] 图17和图18分别对比了如参考图4或图6所说明的，对于在冷却过程期间对纤维产品实施后固化的纤维产品的样品所获得的数据201、211，以及如参考图5所说明的，对纤维产品实施的后固化为单独的后固化段的纤维产品的样品所获得的数据202、212。

[0214] 图17的样品由PA6基体纤维的纤维共混物组成，基体纤维具有16.7dtex的单位长度质量和圆形横截面，黏结纤维为PA6/CoPA双组分纤维，其具有PA6的核和CoPA的皮层，并具有17.0dtex的单位长度质量。

[0215] 对于通过将样品冷却到23℃之后，在0％的相对空气湿度下将样品加热至100℃持续4小时来后固化的样品，获得数据202、212。对于在从热活化温度冷却至室温的冷却过程中已经后固化以使重结晶以受控方式实施的样品获得数据201、211，其中如图4或图6在54所说明的冷却速率降低。

[0216] 图17中显示的数据和图18中显示的数据使用了不同的冷却速率。通过使空气流经交联的纤维材料而缓慢冷却的样品获得数据201、211，其中空气具有在结晶温度范围Tr,2内的温度，或者具有略微低于图6所示的重结晶温度范围Tr,2的下限温度Tr-低,2的温度。例如，当通过使具有60℃至80℃的温度和60％和70％的湿度的气体经过交联纤维材料坯料而实施冷却时，对于由基体纤维PA6和黏结纤维PA6/CoPA双组分纤维组成的纤维共混物可以获得良好的复原速率，其中基体纤具有16.7dtex的单位长度质量和圆形横截面，黏结纤维具有17.0dtex的单位长度质量。对于其他纤维共混物应用其他温度范围和湿度范围。例如使用DSC可以分别建立适当的参数。

[0217] 如图所示，在黏结纤维热活化之后，整合在冷却过程中的后固化以与单独的后固化步骤获得的改善效果类似的方式改善了弹性特性，同时使得纤维产品的制造更加节能。

[0218] 相比于不实施受控重结晶的样品，当受控的重结晶通过单独的后固化步骤实施时，以及当受控的重结晶在纤维无纺布冷却的同时实施，并且该冷却模式设置为以温度范围的函数时，均改善了如以上所说明测量的弹性特性，其中在该温度范围中黏结纤维的低熔融温度成分重结晶，。

[0219] 在根据实施方式的方法中实施受控的重结晶，其中纤维无纺布的核温度维持在重结晶温度范围内包括的温度下。可以设置核温度以使其高于重结晶温度范围的最低温度，并低于重结晶温度范围的最高温度。

[0220] 尽管已经参照附图描述了本发明的实施方式，可以在其他实施方式中实施替代方案和修改方案。例如，尽管在重结晶期间可以控制纤维无纺布的温度和/或湿度，也可以控制替代参数或其他参数。

[0221] 尽管在受控的重结晶段中可以选择性地增加湿度，当纤维无纺布通过热交联形成时也可以供应水蒸气或水滴。

[0222] 尽管用于将纤维无纺布加工为纤维产品的方法和装置可以整合在纤维无纺布形成的系统中，也可以独立于纤维无纺布的形成来实施受控的重结晶。例如，纤维无纺布可以在经受受控的重结晶之前被储存和/或运送。

[0223] 相比于形成产品的纤维无纺布的弹性特性，该方法、装置和系统可以用于改善纤维产品的弹性特性。该方法、装置和系统可以尤其用于，但不限于形成纤维缓冲垫的过程中。