结构上稳定的阻燃床上用品转让专利

申请号 : CN200580014174.2

文献号 : CN1950554B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赫伯特·哈特格罗夫格雷戈里·罗本拉塞尔·廷德尔

申请人 : 帕里莫集团有限公司

摘要 :

本发明公开了包括水力缠结的阻燃非织造组分的阻燃床上用品,尤其是包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,例如床垫、枕头套或衬垫。所述组分包括具有协同关系的至少两层,以在燃烧时维持所述床上用品的结构完整性。

权利要求 :

1.一种包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分由第一层和第二层构成,所述第一层由Lyocell纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物构成,并且所述第二层由Lyocell纤维、对位芳香族聚酰胺纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物构成,所述第一层和所述第二层被水力缠结以形成所述组分。

2.如权利要求1所述的包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分选自盖被、床单、或者它们的组合。

3.如权利要求1所述的包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分是床垫。

4.如权利要求1所述的包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分是衬垫。

5.如权利要求1所述的包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分是枕头套。

6.一种包括三维成像的、结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分由第一层和第二层构成,所述第一层由Lyocell纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物构成,并且所述第二层由Lyocell纤维、对位芳香族聚酰胺纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物构成,在三维图像转移装置上水力缠结所述第一层和所述第二层以形成所述组分。

说明书 :

技术领域

本发明一般性地涉及包括水力缠结(hydroentangled)的阻燃非织造组分的阻燃床上用品,并且更具体地说涉及包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,包括床垫、枕头套和衬垫,其中所述组分包括具有协同关系的至少两层,从而在燃烧时维持床上用品的结构完整性。

背景技术

三十多年前,由美国消费品安全委员会(Consumer Product SafetyCommission)在16 C.F.R.§1632下制定了可燃性标准。这些标准称床垫的可燃性必要条件是在暴露于闷燃的香烟下阻燃。但是联邦条例规程没有称床垫在暴露于小的明火,例如由火柴、打火机和蜡烛产生的明火下时需要阻燃。
技术的进步已经证明可以给床垫以及床上用品组成部分提供显著更好的防燃保护。根据这些进步,加利福尼亚立法机构已经委任美国消费品安全委员会建立一套保证床垫和床上用品通过明火点燃试验的修改的标准。在称作会议法案603(AB 603)中,加利福尼亚立法机构已经进一步要求修改的标准从2004年1月1日开始生效。
阻燃短纤维在本领域是已知的。此外,在非织造织物的制造中已经将阻燃纤维用于床上用品。非织造织物适用于大量的应用,其中制造织物的效率给这些织物提供了相对于传统纺织品显著的经济优点。但是,当比较织物的性质,特别是在多次应用中表面磨耗、起毛起球和耐用性方面时,非织造织物通常是不利的。作为在织物中纤维或单丝缠结以提供改善的织物完整性的结果,已经发展了具有改善的性质的水力缠结的织造织物。随着缠结,通过施用粘结剂组合物和/或通过缠结的纤维基质的热稳定化可以进一步提高织物的耐用性。
以引用的方式加入本文授予Evans的美国专利第3,485,706号,其公开了实行非织造织物水力缠结的方法。更最近地,已经发展了水力缠结技术,其通过在三维图像转移装置上实行水力缠结而赋予缠结的织物以图像或图案。以引用的方式加入本文美国专利第5,098,764号,其公开了这种三维图像转移装置,使用这种图像转移装置对于给织物提供增强的物理性质以及美学上愉悦的外观是理想的。
迄今,非织造织物已经有利地用于制备阻燃织物,如授予Kent等的美国专利第6,489,256号所述,将其以引用的方式加入本文。典型地,用于这种应用的非织造织物已经通过针刺法(needle-punching)缠结并且集丝,有时称作针刺制毡法(needle-felting),它需要钩针(barbed needle)插入并穿出纤维网结构。当这种加工用来结合纤维结构并且给其赋予完整性时,钩针不可避免地剪切大量的构成纤维,并且在纤维结构中不可取地产生穿孔。针刺对于所得织物的强度也是有害的,为了表现出足够的强度需要织物具有较高的基重。
需要成本上更有效的包括非织造组分的阻燃床上用品,其在成本上有效、结构上稳定、柔软但耐用并且适于各种最终应用,包括但不局限于床上用品组分,例如床垫、衬垫、床垫布(mattress ticking)、盖被、床单、棉被、被单、羽绒被、枕头套,以及其他的家用品、保护性服装应用、室内装潢和工业最终应用。

发明内容

本发明涉及包括水力缠结的阻燃非织造组分的阻燃床上用品,并且更具体地说涉及包括结构上稳定的阻燃非织造组分的床上用品,其中所述组分包括具有协同关系的至少两层,从而在燃烧时维持床上用品的结构完整性。
根据本发明,由非织造织物组分组成的床上用品包括至少第一和第二层。所述第一层包括Lyocell(属名,指由有机溶剂直接溶解纺丝法制造的纤维素纤维)纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物。除了软的手感外,第一层的纤维混合物还给层状非织造组分提供优异的强度。此外,改性聚丙烯腈纤维是自熄性的并已知在燃烧时炭化而不熔融。
与第一层相邻的是第二层,其包括Lyocell纤维、对位芳香族聚酰胺纤维和改性聚丙烯腈纤维的混合物。加入一种或多种对位芳香族聚酰胺纤维维持了织物的纤维结构完整性,同时降低了任何的热收缩。在阻燃层状织物内使用的纤维复合物具有协同关系,从而提供了具有优异的强度、柔软度和阻燃性的成本有效的织物,其中当燃烧时,织物炭化,但由于加入了对位芳香族聚酰胺纤维而仍然保持了其结构完整性。
阻燃非织造床上用品组分的层状结构给床上用品提供美学质量。对位芳香族聚酰胺纤维典型地增加了织物的退色,赋予了不理想的黄色调。但是,在位于第二层上面的第一层中不含对位芳香族聚酰胺纤维,从而掩盖了第二层的退色。任选地,该结构可以包括三层或更多层,其中附加层可以选自非织造、织造和/或支持层,例如稀松布(scrims)。
将阻燃非织造床上用品组分的第一和第二层并置并随后水力缠结以形成结构上稳定的复合织物。另外,可以在有孔的表面上水力缠结非织造织物,所述表面包括但不局限于三维图像转移装置、压纹筛网、三维饰面的带、或者穿孔的鼓,适当地进一步提高织物的美学质量,用于特殊的最终应用。
本发明的其它特征和优点将从下面详细的说明、附图和权利要求书中变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明用来制备阻燃非织造织物的设备的示意图。

具体实施方式

尽管本发明可以有各种形式的实施方案,但在附图中显示了并且以下将说明本发明的优选实施方案,同时应理解本公开内容是本发明的举例说明,不旨在将本发明限制于所述具体的实施方案。
本发明包括非织造层状织物的结构上稳定的、阻燃床上用品组分是成本有效的、结构上稳定的、柔软但耐用性的,并且适用于各种最终应用,包括床上用品,例如床垫、衬垫、床垫布、盖被、床单、棉被、被单、羽绒被、枕头套,以及其他的家用品、保护性服装应用、室内装潢和工业最终应用。
以引用的方式加入本文的授予Evans的美国专利第3,485,706号公开了实行非织造织物水力缠结的方法。参考图1,其中描述了实施所述方法以形成结构上稳定的阻燃非织造床上用品组分的设备。优选将Lyocell纤维和改性聚丙烯腈纤维组分梳理并且交叉以形成第一前体织网,称作P,由水力能将其压实,形成非织造层状织物。
根据本发明,可以形成第二前体织网,称作P’,其中所述第二前体织网包括Lyocell、对聚芳基酰胺和改性聚丙烯腈纤维组分的混合物。随后,与已经由水力缠结整合的第一前体织网并排布置第二前体织网。任选地,在有孔的表面上进一步缠结邻接的第一和第二前体织网,所述表面包括但不局限于三维图像转移装置、压纹筛网、三维饰面的带、或者穿孔的鼓,从而适当地进一步提高织物的美学质量,用于特殊的最终应用。
在前体织网之一或者两者中加入另外的阻燃纤维也在本发明的范围内,这些纤维包括但不局限于蜜胺纤维、酚醛纤维,例如购自美国Kynol,Inc.的KynolTM纤维、预氧化的聚丙烯腈纤维,例如Panox纤维,R.K.Textiles Composite Fibres Limited注册的商标。
图1显示了水力缠结设备,其中该设备包括以带12的形式的有孔形成表面,在其上面布置前体织网P和P’,用于由歧管14缠结或者预缠结。
图1的缠结设备可以任选地包括成像和图案化鼓18,其包括用于对轻缠结的前体织网进行成像和图案化的三维图像转移装置。所述图像转移装置包括相对于多个缠结歧管22移动的可移动的成像表面,所述多个缠结歧管与由图像转移装置的成像表面所定义的三维元件协同作用以对形成的织物进行成像和图案化。
除了阻燃非织造织物的第一和第二层外,还考虑添加一层或多层补加层,其中这些层可以包括纺粘型织物。通常,连续单丝前体织网的形成涉及实施“纺粘”方法。纺粘方法涉及供应熔融的聚合物,其在压力下通过在称作喷丝板或冲模的板中的大量孔口被挤出。使所得的连续的单丝骤冷并且由许多方法,例如槽拉系统(slot draw system)、衰减喷枪或者导丝辊(Godet rolls)中的任意方法拉伸。在移动有孔的表面,例如金属网带式输送带上收集连续单丝作为松散的网。当在线使用一个以上的喷丝板来形成多层织物时,在前面形成的网的最外表面上收集随后的织网。此外,连续单丝织物的添加可以包括那些由具有纳旦尼尔的单丝形成的织物,如在美国专利第5,678,379号和第6,114,017号中所教导,这两篇专利以引用的方式加入本文。再此外,连续单丝织物可以由混合入常规的纳旦尼尔单丝来形成。
已经考虑本发明的非织造织物加入熔喷层。熔喷方法是与用于形成非织造织物层的纺粘方法相关的方法。另外,在压力下使熔融的聚合物通过喷丝板或冲模中的孔口挤出。高速空气冲撞并且当它们离开冲模时夹带单丝。该步骤的能量是所形成的单丝直径大大降低并且断裂,从而产生有限长度的微纤维。这与保留单丝连续性的纺粘方法不同。形成单层或者多层织物的方法是连续的,即工艺步骤从挤出单丝形成第一层直至将粘结的织网缠绕成卷是不中断的。美国专利第4,041,203号描述了制备这类织物的方法。也可以使用纳米纤维织物并且由美国专利第5,678,379号和第6,114,017号描述,将这两篇专利以引用的方式加入本文。熔喷方法以及熔喷微纤维的横截面对于本发明的实践不是关键的限制。
根据本发明,结构上稳定的、水力缠结的阻燃非织造床上用品组分可以包含薄膜层。由适合用作强的且耐用的载体衬底层的热塑性聚合物形成有限厚度的薄膜是公知的。热塑性聚合物薄膜或者可以通过将一定量的熔融聚合物分散入具有所需终产品尺寸的模具中来形成,将其称作流延薄膜(cast film),或者通过连续使熔融的聚合物通过冲模来形成,将其称作挤出薄膜。或者可以形成挤出的热塑性聚合物薄膜,使得作为完整的材料冷却然后缠绕该薄膜,或者直接分配到二级衬底材料上,形成具有衬底和薄膜层性能的复合材料。
挤出薄膜可以根据下面代表性的直接挤出膜过程来形成。将包括至少一个用于热塑性聚合物片的料斗加料器以及任选地一个用于热塑性载体树脂中的粒状添加剂的加料器的混合和配料储罐装入变速螺旋推进器。变速螺旋推进器将预定量的聚合物片和粒状添加剂转移至混合料斗中。混合料斗包含混合搅拌叶片以促进混合物的均匀性。例如所述的基本定量系统是精确地将添加剂混合入热塑性聚合物中的最小需求。将聚合物片和粒状添加剂混合物加入多段挤出机中。在多段挤出机中混合并从中挤出时,借助通过过滤网更换器的加热的聚合物管道运输聚合物化合物,其中使用具有不同筛网的多孔板(breaker plates)保持固体或者半熔融的聚合物片和其它可见的碎片。然后,将混合的聚合物供入熔融泵中,然后供入结合区。结合区允许挤出多个薄膜层,该薄膜层或者具有相同的组成或者如上所述从不同系统中供料。结合区与挤出冲模连接,其位于高架的方向上,从而使熔融膜挤出物沉积在夹辊(nip roll)和铸辊(cast roll)之间的夹具处。
另外,可以与所公开的连续单丝叠层结合使用透气薄膜。如美国专利第6,191,211号所教导的整片薄膜和如美国专利第6,264,864号所教导的微孔薄膜代表了形成这种透气薄膜的机理,这两篇专利以引用的方式加入本文。
实施例
根据本发明,样品A包括60%短纤维长度TencelLyocell纤维(Tencel是Courtaulds Fibres(Holdings)Limited的注册商标)和40%PBX改性聚丙烯腈纤维(PBX是Kaneka的注册商标),并且基重大约2.0 oz/yd2的第一层,以及包括42%TencelLyocell纤维、37%PBX改性聚丙烯腈纤维和21%Twaron对位芳香族聚酰胺纤维(Twaron是Enka B.V.Corporation的注册商标),并且基重大约4.0oz/yd2的第二层。通过水力缠结将这些层压实成复合的阻燃非织造复合织物。随后,使复合织物前进到三维图像转移装置上,从而向织物中赋予三维图案。表1表示了上述织物的物理试验结果。表2还包括了根据本发明制造的阻燃组分的物理试验结果。
    表1     组成     样品A     ITD     Tricot     重量     4.6oz/yd2     体积     44mils
    表1     张力MD-峰(ASTM D-5035)     80g/cm     MD伸长     48g/cm     MD伸长     29.2%     CD Elong.     94.4%     Elmendorf Tear-MC(ASTM    D-5734)     3178g     Elmendorf Tear-CD     2087g     透气性(ASTM D-737)     147cfm     吸收性     7sec     热收缩,MD    (FNA-LB-WI-GL-136)     -1.0     热收缩,CD     -1.0     改性Vert.燃烧     BFT火焰试验     17.1
    表2     组成     正面61%TencelH215 968    1.5dpfxl.5″/39%PBX2.0    dpfx2″背面42%PanoxSM    C051 SSC2dpfx2″/35%    PBX2.0 dpfx2″/23%    TencelH215 968 1.5dpfxl.5″     ITD     Tricot
    表2     重量     oz/yd2     5.5     体积     mils,1-ply     55     张力MD-峰     lbs.     66     张力CD-峰     lbs.     44     MD伸长     %     34     CD伸长     %     92     Elmendorf Tear-MD     grams     2192     Elmendorf Tear-CD     grams     3515     透气性     cfim     151     热收缩,MD     %@140C/1.5min.     -1.0     热收缩,CD     %@140C/1.5min.     0     TB 604     %重量损失     0.9
从上述内容可以看出在不背离本发明精神和范围下,可以进行各种修改和变化。应当理解本文所述的具体实施方案不是限制性的。本发明公开内容旨在通过权利要求书涵盖所有落在所述权利要求书范围内的修改。