由膨松连续长丝工艺方法生产的短纤维及由这种纤维制造的纤维束技术

本发明专利技术涉及表面改性的短纤维，更具体点说，涉及聚酯纤维填充材料和纤维束，它们由完全联合的膨松连续长丝（ＢＣＦ）法制成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的相互参照本申请要求享有1999.06.18立案的临时申请60/139,938号的优先权。本专利技术的领域本专利技术涉及短纤维，更具体点说，涉及用膨松连续长丝法(BCF法)制造的表面改性的聚酯短纤维和由这种纤维制造的纤维束，该纤维束能被用作纤维填充材料，特别是聚酯絮填。本专利技术的背景聚酯絮填被广泛用作枕、被、褥、睡、袋、服装、家具垫和类似物件的比较不贵的填充材料。絮填大多数是由聚对苯乙二酸乙二酯的卷曲短纤维生产出来的。这种短纤维可有广阔的范围，具有各种不同的旦数(纤度)、卷曲几何形状、卷曲水平、切割长度、表面涂层、横截面和其他性能、聚酯絮填常被涂覆硅酮涂层如聚氨基硅氧烷润滑剂，有时涂有其他非硅酮涂层如嵌段聚对苯二甲酸乙二酯/聚氧化亚烃。这种涂层可改善成品的柔软度和手感，还有助于减少成品中的絮填在使用时成垫(即凝集在一起)的倾向。绝大多数的短纤维絮填经过梳理、交叉搭接、制成毡层，然后被用作填充材料。或者在最终制品内短纤维被开松并吹入作为填充材料。填充材料的另一种型式为纤维束，这是短纤维在被用作填充材料之前被制成束状。与短纤维制成的毡层不同，纤维束能在枕套内移动，其情况犹如羽绒或羽绒/羽毛混合物。纤维束通常由成包螺旋卷曲短纤维制出，一般用两步法(聚合/纺丝，然后拉伸)制造。短纤维首先被开松，然后交付滚转或翻滚，在罗拉梳理机、盖板梳理机上作用或在圆筒壁上滚转。已知的翻滚法曾在美国专利4,618,531和4,783,364号中公开。最近十年来纤维束在许多填充用途上被人们接受，销量增加，制造方法有所改进，价格缓慢下滑。但纤维束的制造与梳理的毡层相比，仍然是一个产出较低而费用贵的工艺方法，这一点阻碍市场的进一步发展。卷曲在纤维束结构和其容易成形方面起到重要作用。另外，卷曲确定填充能力、絮填产品的柔软度和被压缩后的恢复能力。商业上供售的填充纤维可以有机械的卷曲或螺旋形卷曲。机械的卷曲是由著称的卷曲箱技术产生的，而螺旋形卷曲是由不对称骤冷或两个组分的共轭(复合)纺丝产生的。两个组分共轭的纤维是由两个只是分子链长度不同的聚合物或两个不同的聚合物或共聚物纺制而成。这种纤维的卷曲是由于暴露受热时两个聚合物之间或其双组分结构的不同收缩率造成的。Halm等在美国专利5,112,684号曾指出填充用的纤维束已可从具有特定形状的机械卷曲纤维中制备出来。具有螺旋形卷曲的螺旋纤维束曾由Marcus在美国专利4,618,531和4,783,364号中予以公开。实践表明由不对称骤冷或由双组分共轭纺制制造的螺旋卷曲纤维是供给纤维束的最佳材料，因为它容易辊压，造成的纤维束填充材料具有高度合乎需要的柔软度、回流能力和在被压缩后的恢复能力，在很小的力量下立即可蜷曲。这种纤维束与用机械卷曲制造的纤维束相比，具有均匀的三维缠结、最优的松密度、及在柔软度和压缩后恢复能力之间的最佳的平衡。另外，由立即会蜷曲的纤维制成的纤维束只有较少的纤维会伸出到纤维束之外，因此可减少纤维束之间的粘合。这一点对枕头和家具背垫之类用品特别需要，因为可提高回流能力。另外，即时蜷曲不仅可改善纤维束结构，由于减少所需辊压时间，还可增加纤维束的产量。纤维纺制的速率通常要比用来制造短纤维和短纤维束的拉伸/切割和梳理/翻滚工艺方法的速率快得多。在现行条件下，将纤维纺制线与短纤维拉伸/切割工艺方法和纤维束的制造工艺方法配合是非常困难并且是不经济的。按照已知方法用来产生纤维束的工艺方法产出较低，因此用纤维纺制和拉伸来与纤维束的生产偶合是不切实际的。另外，制造短纤维束的两步法即聚合/纺丝然后拉伸/切割，是一个复杂而费用高的工艺方法，因为这两个没有偶合在一起的工艺方法在工艺方法的步骤之间还需要有额外的材料搬运。此外，这样做制造费用和投资都是高的，因为需要增添工人去操作分设的传统拉伸机，其操作费用是费钱的。再者，拉伸机本身也是费钱的。因此有需要研发一种简化的工艺方法以资用来生产能被用来制造纤维束的纤维。具体地说，最好能减少材料搬运，将整个制造纤维/纤维束的设备偶合在一起，包括纺丝/拉伸/切割的步骤以及制成纤维束的步骤。这样一种工艺方法理论上应能生产出很少粘合的纤维束，并且从制造观点看，应该比现有技术的工艺方法简单得多并更为经济。纱线的连续喷射膨松被广泛用来生产通常由聚酰胺或聚丙烯构成的地毯纱。完成纱线的这种连续喷射膨松的机械在商业上可从德国Neumunster的Neumag及其他机械制造商取得供应。Neumag的标准高速连续的短纤维生产线实际上能生产以任何一种聚合物包括聚酯在内为基的产品，如同在1995年12月号的纺织月刊ITMA报道MMF设备15-20页的“Easy routes to fibre production”(生产纤维的捷径)一文中所揭露的那样。但以前并没有人知道可用这种生产线来生产表面改性的短纤维，也没有人知道可用连续喷射膨松法来生产用于纤维束的聚酯短纤维。本专利技术的综述本申请人等发现用膨松连续长丝法(BCF法)生产的聚酯短纤维能够用来制成纤维束，其速率要比传统用来制造不对称骤冷或共轭双组分纤维的工艺方法快得多。这种纤维束的结构与从螺旋形纤维生产出来的纤维束的结构十分相似，而这种纤维束的填充能力能够等于或优于现有技术的这种纤维束，取决于纤维束的结构和膨松条件。另外，本专利技术的BCF法能够生产出具有良好耐用性的纤维，该纤维在终端产品如枕头和坐垫内的膨胀水平高于用现有技术的纤维束制成的产品。令人惊奇的是，这些性能能在非常温和的滚转条件下取得。再者，本专利技术的BCF法使我们能够独立调节终端产品的支承体积或初始高度，这在现有技术是不可能做到的。这使我们对由本专利技术的纤维束制成的终端产品能够产生最佳的压缩曲线。另外，本专利技术的BCF法制成纤维的速率比制成不对称骤冷或双组分共轭纤维的工艺方法快得多。具体地说，本专利技术的工艺方法速率比现有技术的工艺方法速率快得多。采用相同的工艺方法条件，按照本专利技术制造的纤维束与从不对称骤冷或双组分共轭纤维制造的纤维束相比，按照本专利技术制造的供给纤维可以在缩短二分之一到五分之四的翻滚的时间内制出同等的纤维束。而且，本专利技术的工艺方法允许拉伸/卷曲和切割的速率比标准的纺丝/拉伸/卷曲/切割工艺快5到20倍，因此与传统的工艺路线比，人工和投资都可减少。此外，由于小型BCF纺丝/拉伸/膨松单元的可以供售，使从聚合物生产出短纤维及/或纤维束到成品能进一步整合成联合生产线。由于供给纤维能以十分快的压制成纤维束，使纺丝/拉伸和纤维束生产的能力能够匹配，从而可简化工艺方法，减少所需投资和制造费用。另外，本专利技术的BCF法还可与在线的切割联合。按照本专利技术提供的方法可用来生产这种纤维。按照这个方法，合成的聚合物先从熔体纺制成丝，经过冷却成为固化的连续长丝。固化的长丝在被加热辊带动前进时被拉伸。用加热的干燥流体在聚合物的第二转变温度之上的一个温度使所说长丝喷射膨松，再冷却到该第二转变温度之下，在线将长丝切割成段，便可生产出短纤维。将表面改性剂敷设在纤维上，然后纤维被硬化。或者，表面改性剂可在切割前敷设在长丝上，然后将切割的纤维硬化。而且按照本专利技术提供有按照本专利技术制造的表面改性的短纤维。按照本专利技术的另一方面提供的是表面改性的短纤维。该纤维具有三维曲线杂乱的原始卷曲。最好，该短纤维具有2到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面改性的短纤维，所说纤维的特征为具有三维曲线杂乱的原始卷曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS阿恩，F布拉克尔曼，I马库斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]