专利名称：阻燃性非织造织物和床上用品的制作方法
技术领域：
本发明涉及阻燃性非织造织物。本发明还涉及掺入阻燃性非织造织物的床上用
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背景技术：
对家庭、商业和工业环境防火意识和关注的提高已促使在美国和其他国家制定降 低火险的标准和法规。从规章的观点，这些关注特别包括床上用品和装软垫制品。多年来，已在联邦法规香烟点燃标准16C. F. R. § 1632规定了美国的褥垫可燃性。 新近的标准还需要评价暴露于明火点燃源时产品的可燃性。例如，加利福尼亚州制定了褥 垫明火标准，标准作为加利福尼亚技术公告(California Technical Bulletin)603从2005 年1月生效。加利福尼亚州消费者事务部的加利福尼亚技术公告603 ( “TB-603”)规定的 试验使褥垫的顶部和侧面暴露于气体明火，并且在暴露后，监测褥垫和底部30分钟，以检 测产热率和总产热。2007年7月，美国消费产品安全委员会(CPSC)在16C.F.R. § 1633制 定了褥垫明火全国性标准法规，此法规在很多方面仿效了技术公告603。床上用品(如床上 用品中使用的填料，如盖被和床单)的明火可燃性试验也是美国联邦级(例如，提出的16C. F.R. § 1634)和州级(例如加利福尼亚技术公告草案604)的提出法规的主题。在本发明之前，有很多阻燃织物设计涉及包含公认阻燃或自熄纤维，以赋予阻燃 性，如玻璃纤维、氧化聚丙烯腈(PAN)纤维、改性聚丙烯腈纤维(modacrylic fiber)等。普 通阻燃和自熄纤维可能需要较昂贵的化学组成，需要特殊处理，有损于织物手感、弹性或其 他织物性质，或者具有其他缺陷。例如，很多普通阻燃纤维需要不同的共聚单体化学组成、 卤素化学组成和/或碳化处理等。在备选设计中，阻燃性表面涂层以相信提供最佳阻燃性 的方式用在一些非织造织物上。
发明内容
本发明涉及具有独特且出乎预料良好阻燃性的纤维素基非织造织物。本发明的各种实施方案的阻燃整理的非织造织物包含至少约15%重量且不大于 约35%重量的丙烯腈系纤维(acrylic fiber)和至少约65%重量且不大于约85%重量的 纤维素纤维，其中非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测定至少0. 9牛顿的焦强度 (char strength)，并且显示在暴露于气体火焰4分钟(240秒)时不大于7%重量的基重损 失。在其他实施方案中，阻燃整理的非织造织物可还包含聚酯纤维，并且仍提供指示的焦强 度和基重燃烧损失性能。提供了阻燃性、高焦强度整理的非织造织物，该非织造织物成本有 效，软而耐用，并且适用于各种最终用途。由于与织物相关的柔软性和耐用性，在床上用品元件中使用纤维素纤维织物合乎 需要；然而，纤维素纤维倾向于高度易燃，因此，没有能力提供通常寻求在床上用品元件中 获得的合适阻燃性。已发现，丙烯腈系纤维，一种在过去不被认为具有内在阻燃性的纤维， 可协同加强用阻燃涂层整理的纤维素非织造织物的阻燃性能。更具体地讲，已出乎预料地
4发现，在纤维素纤维基阻燃整理的织物中以协同比例掺入丙烯腈系纤维可提供阻燃纤维掺 混物，这种掺混物在性能上优于使用公认内在阻燃纤维的类似整理的纤维素织物，如改性 聚丙烯腈纤维或卤化和/或需要共聚的其他贫氧纤维。在各种实施方案中，本发明的阻燃 整理的非织造织物具有比丙烯腈系纤维由改性聚丙烯腈纤维代替的非织造织物大至少约 10%的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒后小至少约3%的基重损失。另外，本发 明的丙烯酸/纤维素纤维掺混物可在性能上优于用替代合成物(如聚酯纤维)代替一些丙 烯腈系纤维的纤维掺混物。其中，本发明的发现也显示，只单独将阻燃整理剂施加到非织造 织物达到的阻燃性能为改善留下显著空间，这种改善可根据本发明的各种实施方案，通过 掺入不被认为具有内在阻燃性的具体纤维组合达到。在各种实施方案中，本发明的阻燃整理的非织造织物基本或完全不含普通内在阻 燃纤维。在一些实施方案中，阻燃整理的非织造织物的组合丙烯腈系纤维和纤维素纤维内 含物可占非织造织物总纤维内含物的至少约75%重量，或至少约95%重量，或至少约99% 重量，最多达约100%重量。在一些实施方案中，阻燃性非织造织物的组合丙烯腈系纤维和 纤维素纤维内含物可无卤素或基本无卤素(例如，小于约重量卤素)。在其他的各种实施方案中，包含本发明的丙烯腈系纤维/纤维素纤维掺混物的阻 燃整理的非织造织物可具有通过ASTM试验方法D4032测定优选至少1. 0牛顿的焦强度，并 且显示在暴露于气体火焰240秒时优选不大于6. 5%重量，优选不大于6. 0%重量的基重损 失。在其他各种实施方案中，阻燃整理的非织造织物具有至少约2osy且不大于约7. 5osy, 或至少约2osy且不大于约4. 5osy，或至少约2. 8osy且不大于约3. 8osy的基重。还另外， 在各种实施方案中，可用本发明的阻燃整理的非织造织物的丙烯腈系纤维和纤维素纤维掺 混物得到令人惊讶地优良阻燃性，而不需要高基重纤维网材料，例如使用具有不超过约4. 5 盎司/平方码(osy)基重的织物。如所示，阻燃整理的非织造织物可还包含与丙烯腈系纤维和纤维素纤维内含物组 合的聚酯纤维，并且仍提供类似的焦强度和基重燃烧损失性能。阻燃整理的非织造织物可 包含至少约15%重量且不大于约25%重量的丙烯腈系纤维，至少约55%重量且不大于约 65%重量的纤维素纤维，和至少约15%重量且不大于约25%重量的聚酯纤维。本发明还涉及包括阻燃整理的非织造织物的床上用品和其他装软垫制品，所述非 织造织物包含本发明的丙烯腈系纤维/纤维素纤维掺混物或丙烯腈系纤维/纤维素纤维/ 聚酯纤维掺混物。包含阻燃整理的非织造织物的这些制品可以为例如褥垫、褥垫元件、蒲 团、床垫布、装软垫制品和工业最终用途或其他应用。根据以下详细说明、附图和附加权利要求，本发明的其他特征和优点将变得显而 易见。应当理解，前面的一般描述和以下详述仅为示例性的和说明性的，并且仅旨在提供要 求保护的本发明的进一步解释。
图1为根据本发明的示例性实施方案，掺入阻燃整理的非织造织物的床上用品的 透视图。图2为根据本发明的实施方案，制备非织造织物的装置的示意图。图3为显示阻燃整理的非织造织物的样品有关焦强度和基重损失的阻燃性能的
5图，所述非织造织物包含人造丝、丙烯腈系纤维、改性聚丙烯腈纤维和/或聚酯纤维的不同 组合和量。图4为显示图1所示非织造织物样品的关于焦强度和基重损失百分数的阻燃性能 的图，其中非织造织物包含80/20重量/重量人造丝和丙烯腈系纤维、改性聚丙烯腈纤维或 聚酯纤维之一的组合。图5为显示图1所示非织造织物样品的关于焦强度和基重损失百分数的阻燃性能 的图，其中非织造织物包含70/30重量/重量人造丝和丙烯腈系纤维、改性聚丙烯腈纤维或 聚酯纤维之一的组合。图6为显示图1所示非织造织物样品的关于焦强度和基重损失百分数的阻燃性能 的图，其中非织造织物包含60/40重量/重量和60/20/20重量/重量/重量人造丝和丙烯 腈系纤维、改性聚丙烯腈纤维或聚酯纤维的一种或两种的组合。图7为显示选择的非织造织物样品的关于焦强度和基重损失百分数的阻燃性能 的图，所述非织造织物包含图1所示人造丝、丙烯腈系纤维、改性聚丙烯腈纤维和/或聚酯 纤维的不同组合和量。定义本文所用“丙烯腈单元”包含以下结构
权利要求
一种阻燃整理的非织造织物，所述阻燃整理的非织造织物包含至少约15％重量且不大于约35％重量的丙烯腈系纤维和至少约65％重量且不大于约85％重量的纤维素纤维，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测定至少0.9牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒后不大于7％重量的基重损失。
2.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述非织造织物具有比丙烯腈系纤维由 改性聚丙烯腈纤维代替的非织造织物大至少约10%的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰 240秒后小至少约3%的基重损失。
3.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述整理的非织造织物具有至少约2盎 司/平方码且不大于约7. 5盎司/平方码的基重。
4.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述整理的非织造织物具有至少约2盎 司/平方码且不大于约4. 5盎司/平方码的基重。
5.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述丙烯腈系纤维和纤维素纤维占所述 非织造织物全部纤维内含物的至少约95%重量。
6.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述纤维素纤维选自人造丝、木浆、莱塞 尔纤维、棉、黄麻、苎麻、竹及其任何组合。
7.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述纤维素纤维包括人造丝。
8.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述非织造织物还包括含阻燃剂的涂层。
9.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方法 D4032测定至少1. 0牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于6. 5%重量 的基重损失。
10.权利要求1的阻燃整理的非织造织物，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方 法D4032测定至少1. 0牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于6%重量 的基重损失。
11.一种阻燃整理的非织造织物，所述阻燃整理的非织造织物包含至少约15%重量且 不大于约25%重量的丙烯腈系纤维、至少约55%重量且不大于约65%重量的纤维素纤维 和至少约15%重量且不大于约25%重量的聚酯纤维，其中所述非织造织物具有通过ASTM 试验方法D4032测定至少0. 9牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒后不大于7%重量的基重损失。
12.—种床上用品，所述床上用品包含阻燃整理的非织造织物，所述阻燃整理的非织造 织物包含至少约15%重量且不大于约35%重量的丙烯腈系纤维和至少约65%重量且不大 于约85%重量的纤维素纤维，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测定至少 0. 9牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于7%重量的基重损失。
13.权利要求12的床上用品，其中所述非织造织物具有比丙烯腈系纤维由改性聚丙烯 腈纤维代替的非织造织物大至少约10%的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒后小 至少约3%的基重损失。
14.权利要求12的床上用品，其中所述床上用品选自褥垫、床垫布和褥垫基底。
15.权利要求12的床上用品，其中所述整理的非织造织物具有至少约2盎司/平方码 且不大于约7. 5盎司/平方码的基重。
16.权利要求12的床上用品，其中所述整理的非织造织物具有至少约2盎司/平方码 且不大于约4. 5盎司/平方码的基重。
17.权利要求12的床上用品，其中所述纤维素纤维选自人造丝、木浆、莱塞尔纤维、棉、 黄麻、苎麻、竹及其任何组合。
18.权利要求12的床上用品，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测 定至少1.0牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于6. 5%重量的基重损 失。
19.权利要求12的床上用品，其中所述非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测定 至少1. 0牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于6%重量的基重损失。
20.—种床上用品，所述床上用品包含阻燃整理的非织造织物，所述阻燃整理的非织造 织物包含至少约15%重量且不大于约25%重量的丙烯腈系纤维、至少约55%重量且不大 于约65%重量的纤维素纤维和至少约15%重量且不大于约25%重量的聚酯纤维，其中所 述非织造织物具有通过ASTM试验方法D4032测定至少0. 9牛顿的焦强度，并且显示在暴露 于气体火焰240秒时不大于7%重量的基重损失。
全文摘要
本发明提供阻燃性纤维素基非织造织物，所述非织造织物具有赋予出乎预料地提高阻燃性能的纤维素纤维和丙烯腈系纤维的协同掺混物。阻燃整理的非织造织物可具有至少约15％重量且不大于约35％重量的丙烯腈系纤维和至少约65％重量且不大于约85％的纤维素纤维，其中非织造织物具有至少0.9牛顿的焦强度，并且显示在暴露于气体火焰240秒时不大于7％重量的基重损失。本发明还提供包含阻燃整理的非织造织物的床上用品。
文档编号D06M11/71GK101956298SQ20101023137
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月10日
发明者H·P·哈特格罗夫 申请人:帕里莫集团有限公司