專利名稱：由天然材料制成的可吹制隔離絲團的制作方法
技術領域：
本發明涉及羽絨狀隔離絲團及其制造方法。
背景技術：
已經進行了許多嘗試以獲得用于隔離制品例如服裝、睡袋、鴨絨被 等的具有羽絨狀品質的隔離材料。之前開發可行材料的努力大多產生了 太沉重和密實而不被視為羽絨狀的材料。
一個例外是例如Donovan的美國專利4588635，其公開了一種優良 的合成羽絨，尤其涉及可以通過使用低密度組合的細纖維來獲得的輕質 隔熱系統，并且描述了用于制作隔離絮時的纖維混合物的范圍，提供了 有利的羽絨狀品質，例如高的溫暖-重量比、柔軟的手感和良好的壓縮 恢復性能。該材料達到、在一些情況下甚至可能超過天然羽絨的隔熱性 能。然而，從力學觀點來看，極細纖維具有剛度和強度的缺陷，這使其 難于生產、操縱和使用。較大的纖維直徑增強了這種合成隔離材料的恢 復性能，但是大纖維組分的增加會嚴重降低整體的隔熱性能。與細纖維 組合的機械穩定性相關的問題在濕狀態下加劇，原因在于與毛細水的存 在有關的表面張力顯著大于由重力或其它正常使用載荷引起的表面張 力，并且它們對結構具有更為有害的作用。然而，與水禽羽絨不同，所 公開的纖維組合提供優異的耐濕性。
另一個例外是Donovan等人的美國專利4992327，其公開了使用粘 合纖維成分來改善隔離物品的整體性，而不損害期望的屬性。更具體而 言，在該專利中公開的發明涉及形式為粘著纖維結構的合成纖維隔熱材 料，該結構包括如下組合(a)70 95重量。/。的直徑為3~12微米的合 成聚合物超細纖維，和(b) 5~30重量％的直徑為12~50微米的合成 聚合物粗纖，其特征在于至少一些纖維在其接觸點處粘合，該粘合使得 所得結構的密度為3~16 kg/m3,所述粘合的組合的隔熱性能等于或基 本不低于相應的未粘合組合的隔熱性能。該文獻還描述了羽絨狀絲團形 式的優選纖維混合物。該專利還公開了絲團形式相對于絮形式而言的明
顯性能優勢。
然而，這些現有技術的絲團經常是以緩慢、冗長的分批工藝手工制 造的。而且，現有技術的材料不是可以使用常規制造設備易吹制的材料。 因此，需要一種可吹制的材料，其可以部分或全部代替羽絨，并且可利 用常規設備制造和吹制。
部分地因為這種需要，開發了如美國專利632卯51中所記載的可吹 制隔離絲團。，051專利中記載了由切碎的粘合絮或粘合纖維網制成的可 吹制絲團。所描述的纖維網或絮與Donovan的'327專利中描述的纖維 混合物相同。通過切碎由'327專利中描述的材料形成的絮或纖維網， 發現絲團獲得了包括膨松和隔離性能的羽絨狀品質。與天然材料混合的 這種絲團記載于美國專利632卯52中。注意，前述專利的公開內容通過 引用全部并入本文。
然而，'051和'052專利的可吹制隔離絲團僅引入了合成纖維。與 此相比，本發明旨在提供由天然的人造材料或與人造材料組合的天然材 料制成的可吹制隔離絲團。
發明內容
本發明的一個目的是提供用于部分或全部代替羽絨的可吹制隔離 材料。
本發明的一個實施方案是可吹制隔離材料，包括一種或更多種材 料，例如絮、纖維網、粘合絮、粘合纖維網、粘合絮的一部分和粘合纖 維網的一部分，經過一次或更多次切碎而成為任意形狀的可吹制絲團， 該可吹制絲團由天然纖維或材料的混合物或者天然纖維或材料與人造 纖維或材料相組合的混合物形成。在另一優選的實施方案中，該絲團包
維「4公開了生產可吹^絲團的方法。z , ^ z z
表現出本發明新穎性的各種特征在所附權利要求中具體指出，所述 權利要求構成本發明公開內容的一部分。為了更好地理解本發明、其操 作優點和通過使用其而獲得的特定目的，參見所附說明內容，其中示出 本發明的優選實施方案。
由此，通過本發明，其目的和優點得以實現，下面將結合以下詳細 說明對其進行說明。
具體實施例方式
在本發明的一個實施方案中，本發明包括由天然纖維或材料單獨或與
Ait纖維或材料組合而制成的絲團。起始物料可以為如前所述的絮或纖維 網等形式或適用于該目的的其它形式的材料，并且可以是或可以不是熱定 形材料(heatset)。對于某些應用，所述絮或纖維網可以包含經防水劑處理 或經潤滑劑處理的纖維和/或干燥纖維和/或粘合纖維。然后，將所述絮或 纖維網經一次或更多次切成可吹制的并具有期望的羽絨狀品質的小絲 團。 一般而言考慮到可以使用纖維網(一般為單層材料)和絮(一般為 多層材料)或其部分來制造本發明的絲團。
被視為在本發明范圍內的天然纖維或材料包括但不限于羊毛、棉花、 亞麻、動物毛發、絲、羽絨以及其它天然纖維或材料。
成。^;AJt;維與天然纖維i4料一^引入單個絮中時，Ait纖^的纖 維混合物優選為Donovan等人的美國專利4992327中公開的纖維混合物。 如前所述，該專利公開了一種隔離材料，其中粗纖維可粘^來形成超細 纖維的支承結構。還可以在粗纖維和部分超細纖維之間的各個接觸點處進 行粘合。然而，優選地，在使用時，在Ait纖維的粗纖維之間的觸點處進 行粘合。這提供支承結構，明顯有助于隔離材料的機械性能。而且，該絮 的AJt組分的纖維結構一般還包括70 ~ 95重量％的直徑為3 ~ 12微米的 合成聚合物超細纖維和5 ~ 30重量％的直徑為12 ~ 50微米的合成聚合 物粗纖維。其它一些優選實施方案使用包括經防水劑處理或經潤滑劑處 理的纖維和/或干燥纖維和/或粘合纖維的纖維混合物。
通常，首先在梳理機的出口側收集條子，并且，根據需要或期望，使 其直接穿過加熱的管，該加熱的管(如果使用的話)會對粘合纖維混合物 進行熱粘合。重要的是，完成所采用的任何粘合步驟，但不使膨松的粗疏 條子收縮和密實化。每個條子末端在通過導環進行中心定位的同時向下穿 過豎直的管，同時加熱的空氣向上吹并穿過所述管，從而佳應^^的直線狀 纖維組粘合。在從所i^熱的管出來之后，將條子牽引到鍘刀型短纖維切 斷機的入口側。進行干凈利落的切割，而不在切口處產生纖維熔化的密實化效果。該方法收集到非常膨;f^的纖維絲團。
優選的方法采用由合股的松詠巻(card-laps)構成的絮，但是其它纖 維形式也同樣適用。然而，注意，如果在天然材料和Ait材料都包括的情 況下使用常規梳理，則應該注意這種梳理并未將例如天然材料(如羽絨) 從纖維網中分離出來。而且，優選將粗疏巻或纖維網形成為密度與羽絨的 密度特^目當的絮。粗疏巻或纖維網還可由0.5~6.0旦尼爾的粘合纖維和 /或干燥纖維(即沒有潤滑劑/抗靜電劑)和/或防水纖維制成。在優選的 方法中，粗疏巻或纖維網包括粘合纖維、干燥纖維和防水纖維。這些纖維 可以是如上所述的天然纖維和材料以;5LAit纖維和材料的組合。可以優選 對這些選定的纖維進行梳理，只要不出現不期望的分離即可。可以通過具 有固定扁鋼的單缸金屬針布梳理機進行組合。例如，在制備天然和Ait纖 維的絮時，可以使梳理機的輸出物穿過電加熱源和/或燃氣加熱源來使粘合 纖維熱定形。給絮加熱一段時間，溫度足以使纖維粘合，例如在300 ~ 400。F 之間。熱定形后，或者如果4吏用非熱定形的絮或纖維網，則在形成絮之后 將絮切碎，優選在混合機中切碎兩次以形成可吹制的絲團。
可以修改各種其它可變因素以在可吹制的絲團上獲得期望的效果，這 些因素包括
1. 將短纖維長度增加至可梳理的限度以改善絲團的務沐性和耐久性；
2. 改變軲合纖維的含量以"樹:調"該絲團的可切碎性、可切割性、粘 著性和工作特性；
3. 改變絲團的尺寸、形狀和長徑比；
4. 如果合適的話，使用超聲粘合裝置；
5. 多于一次地切碎該絲團；
6. 只切碎絮或纖維網的一部分。
本領域的技術人員會理解，其它因素也可以影響可吹制的絲團，并且 可以針對期望的目的進行優化，而不會超出本發明的范圍。
已經觀察到，切碎兩次的絲團通常比只切碎一次的絲團更光滑和更易 于混合。此外，可以采用已經切條的熱定形絮的條帶或條子，然后對這些 部分進行標準的切碎工藝來形成絲團。
本發明還考慮使用上文未討論的Ait纖維混合物或者天然纖維和AJt纖維共混物的混合物。這些纖維混合物的范圍限定平均纖維直徑以確保高 水平的隔離性能。在一些情況下，可以期望使用比上述引用專利限定的平 均纖維直徑大的平均纖維直徑。例如，如果最終產品是枕頭或室內^飾并 且抗壓剛度是重要的要求時，可以使用直徑相對大的纖維。
此外，；f艮據應用，可以期望將如此形成的絲團以與由不同天然和/或人 造材料制成的其它絲團的混合物或與天然和/或人造纖維或材料的混合物 的形式進行混合，這取決于所追求的期望結果。
因此，通過本發明，其優點得以實現，盡管本文中詳細公開并說明了 優選的實施方案，但是本發明的范圍不應該限定于此，而是應該由所附權 利要求的范圍來確定。
權利要求
1.一種可吹制隔離材料，其包括一種或更多種選自絮、纖維網、粘合絮、粘合纖維網、粘合絮的一部分和粘合纖維網的一部分的材料，經一次或更多次切碎而成為任意形狀的可吹制絲團，所述可吹制絲團包括天然纖維或材料。
2. 權利要求l所述的可吹制隔離材料，其中所述可吹制絲團還包括人 造纖維或材料。
3. 權利要求l所述的可吹制隔離材料，其中所述絮、纖維網、粘合絮、 粘合纖維網、粘合絮的一部分和粘合纖維網的一部分只包括天然纖維或 材料。
4. 權利要求l所述的可吹制隔離材料，其中所述絮、纖維網、粘合絮、 粘合纖維網、粘合絮的一部分和粘合纖維網的一部分包括人造纖維或材 料和天然纖維或材料的組合。
5. 權利要求2所述的可吹制隔離材料，其中所述粘合絮、粘合纖維網、 粘合絮的一部分和粘合纖維網的一部分是熱定形的。
6. 權利要求5所述的可吹制隔離材料，其中所述可吹制絲團包括在多 個接觸點處粘合起來的任意纖維。
7. 權利要求6所述的可吹制隔離材料，其中人造纖維包括70 95重 量％的直徑為3 ~ 12微米的合成聚合物超細纖維和5 ~ 30重量％的直徑 為12~50微米的合成聚合物粗纖維。
8. 權利要求l所述的可吹制隔離材料，其中所述絮、纖維網、粘合絮、 粘合纖維網、粘合絮的一部分和粘合纖維網的一部分、切碎的絮包括選 自0.5 ~ 6.0旦尼爾的經防水劑或潤滑劑處理的纖維、干燥纖維和粘合纖維 的一種或更多種材料。
9. 權利要求l所述的可吹制隔離材料，所述可吹制隔離材料與選自天 然材料和人造材料的一種或更多種材料混合。
10. 權利要求2所述的可吹制隔離材料，所述可吹制隔離材料與選自天 然材料和人造材料的的一種或更多種材料混合。
全文摘要
一種可吹制隔離材料，其包括由天然纖維或材料構成的任意形狀的可吹制絲團。在優選的實施方案中，該絲團還包括人造纖維或材料。還公開了生產可吹制絲團的方法。
文檔編號D04H1/00GK101341282SQ200680048351
公開日2009年1月7日 申請日期2006年11月20日 優先權日2005年12月23日
發明者弗朗西斯·L·達文波特, 約瑟夫·魯梅什 申請人:阿爾巴尼國際公司