ES纖維“云纖棉”床墊螺旋結(jié)構(gòu)纖維定型棉制造方法

王藝冰，馬立娟，王井森

(河北美思億環(huán)?？萍加邢薰?河北任丘062550)

扎爾蒙·席夢(mèng)思(Simmons)1870年創(chuàng)立的席夢(mèng)思是彈簧床墊的先驅(qū)[1]，獨(dú)創(chuàng)的“獨(dú)立袋裝彈簧”技術(shù)給消費(fèi)者帶來(lái)了“無(wú)中斷熟睡”(Uninterrupted Sleep)，征服了每個(gè)人獨(dú)一無(wú)二的睡眠 DNA[2]。美國(guó)第一夫人埃莉諾·羅斯福1927年成為席夢(mèng)思廣告的主角，1929年福特、愛(ài)迪生等相繼為其免費(fèi)代言，得到全球 100多個(gè)國(guó)家消費(fèi)者高度認(rèn)可。2005年重返中國(guó)市場(chǎng)后，席夢(mèng)思門(mén)店遍及大江南北?！跋瘔?mèng)思”對(duì)人體單位面積所受的壓力小于硬板床，感覺(jué)舒適，因而全國(guó)各地各種品牌的“彈簧床”應(yīng)運(yùn)而生，其定型填料大多采用椰棕、海綿、棉花。可觀(guān)的“利潤(rùn)”致使不法分子利用“黑心棉”(纖維性工業(yè)下腳料、醫(yī)用纖維性廢舊物、再生纖維狀物質(zhì)、廢舊服裝及其他廢舊纖維制品)作定型填料，其大腸埃希氏菌、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌超標(biāo)[3]，使用過(guò)程中產(chǎn)生粉塵、微生物細(xì)菌等有害物質(zhì)，可引發(fā)哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病以及人體皮膚瘙癢等癥狀。即使床墊生產(chǎn)企業(yè)使用的椰棕、海綿、棉花采用了高溫成型、消毒等工藝，符合 GB,18383—2001《絮用纖維制品通用技術(shù)要求》[4]，制作過(guò)程加入的膠水與椰棕、海綿、棉花等材質(zhì)中所含的蛋白質(zhì)和糖分也易成為螨蟲(chóng)滋生的溫床，且紡織品固定在床墊上，無(wú)法清洗，也加速螨蟲(chóng)滋生[5]，誘發(fā)過(guò)敏性哮喘、濕疹、枯草熱等疾病[6]。此外，如果被小孩尿床，床墊里的椰棕和海綿會(huì)發(fā)霉甚至漚爛?！皬椈纱病睓M向排列填料密度大，因受空間限制導(dǎo)致硬度高，床墊缺乏彈力造成舒適度不夠；縱向排列填料內(nèi)部留有空隙并保持足夠彈力，但橫向穩(wěn)定性差，耐久度與回彈力不穩(wěn)定，易造成塌陷無(wú)法回彈。應(yīng)用于嬰兒紙尿褲、女性衛(wèi)生用品、醫(yī)用口罩等方面的 ES纖維材料是醫(yī)用級(jí)環(huán)保材料，對(duì)皮膚無(wú)過(guò)敏刺激，德國(guó)、日本等國(guó)家曾經(jīng)試圖將 ES纖維材料作為床墊材料，因 ES纖維無(wú)法定型而未能成功。筆者將 ES纖維材料預(yù)制成獨(dú)立的螺旋結(jié)構(gòu)纖維，利用螺旋結(jié)構(gòu)纖維抵抗不同方向受力變形能力基本一致的特性，將螺旋結(jié)構(gòu)纖維聚集在特定形狀容器內(nèi)使螺旋結(jié)構(gòu)纖維聚集定型，實(shí)現(xiàn)了特異形狀纖維的定型，順利將ES環(huán)保纖維材料制成零甲醛、零膠水、零螨蟲(chóng)、零飛絮、零污染、超輕、可回收的“五零”床墊產(chǎn)品。

1 技術(shù)原理

選擇熔點(diǎn)不同的 4～7種 ES纖維原料，將這些原料混合預(yù)制成螺旋結(jié)構(gòu)纖維，根據(jù)設(shè)計(jì)形狀定型棉產(chǎn)品的重量，放置螺旋結(jié)構(gòu)纖維單體于不同容器內(nèi)，施加一定的外力壓縮，然后加熱熔解低熔點(diǎn)纖維，冷卻定型后得到一次制成的具備不同方向抗變形能力基本一致的螺旋結(jié)構(gòu)纖維。

2 制造方法

ES纖維又名 PE/PP纖維或 PE/PET纖維，是具有皮芯結(jié)構(gòu)的雙組分纖維，纖維網(wǎng)呈現(xiàn)一種“螺旋狀黏合”而非“區(qū)狀黏合”[7]，用 ES纖維制成的非織造布蓬松、柔軟、強(qiáng)度高、滲透性好、吸附能力強(qiáng)(見(jiàn)圖 1)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)資材、嬰兒用尿布、生理用衛(wèi)生巾、地毯、簽字筆芯、濕巾、繃帶等；由于 ES具備纖維柔軟、抱合力大、含量高、回潮率低等特性，致使熱風(fēng)熱軋非織造布梳理成網(wǎng)時(shí)，梳理機(jī)道夫針布極易纏繞纖維，產(chǎn)品質(zhì)量受到很大影響；行業(yè)內(nèi)沒(méi)有將ES纖維制作成螺旋結(jié)構(gòu)纖維的先例。

圖1 ES纖維Fig.1 ES fiber

2.1 原料準(zhǔn)備

按設(shè)計(jì)定型產(chǎn)品準(zhǔn)備5～7種高低熔點(diǎn)的 ES纖維，定型棉制品原料的高熔點(diǎn)ES纖維比例為 10%～95%；熱熔定型粘合低熔點(diǎn)ES纖維比例為5%～90%。

2.2 原料混合

按比例將 ES纖維材料在初混設(shè)備中梳理、蓬松初混后，轉(zhuǎn)入勻整設(shè)備中充分混合。

2.3 螺旋結(jié)構(gòu)纖維制備

將混合均勻的兩種 ES纖維材料加入螺旋結(jié)構(gòu)纖維設(shè)備中，加工形成具有不同方向受力變形一致特點(diǎn)的螺旋結(jié)構(gòu)纖維。

2.4 螺旋結(jié)構(gòu)纖維計(jì)重

根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)格的重量，將制備完成的螺旋結(jié)構(gòu)纖維群準(zhǔn)確稱(chēng)量計(jì)重。

2.5 特異形狀預(yù)壓

將已稱(chēng)量計(jì)重的螺旋結(jié)構(gòu)纖維群，放置在不同容器內(nèi)，依據(jù)其所需抗變形能力的不同進(jìn)行不同比例的預(yù)壓縮，壓縮比為 0.1～30，預(yù)壓縮的最終施力方向與制成品在使用中的受力方向垂直。

2.6 特異形狀加熱定型

將經(jīng)壓縮后形成的特定形狀螺旋結(jié)構(gòu)纖維群加熱至 70～430,℃，使低熔點(diǎn) ES纖維熔化，螺旋結(jié)構(gòu)纖維間的高熔點(diǎn)纖維粘連在一起，充分熔化粘接后冷卻至100,℃以下，取出得到 ES纖維“云纖棉”床墊特異形狀螺旋結(jié)構(gòu)纖維定型棉(見(jiàn)圖 2)。為保證特異形狀定型棉的定型效果，在制成品超過(guò) 10～30,mm厚度的部分應(yīng)留有可確保熱溫穿透的空腔，空腔的間距應(yīng)小于30～60,mm。

圖2 ES纖維“云纖棉”床墊特異形狀螺旋結(jié)構(gòu)纖維Fig.2 Special shaped spiral structure fiber for ES fiber“cloud fiber cotton”mattress

3 結(jié) 語(yǔ)

高低熔點(diǎn) ES纖維材料按特定工藝流程，可以生產(chǎn)符合 ES纖維“云纖棉”床墊特異形狀螺旋結(jié)構(gòu)纖維棉。特異形狀螺旋結(jié)構(gòu)纖維制造方法不使用粘合膠水，抑制了生產(chǎn)過(guò)程的污染，不含甲醛和其他有毒物質(zhì)，不給螨蟲(chóng)寄生環(huán)境，安全環(huán)保。■

［1］李秉成，李夢(mèng). 席夢(mèng)思的重組之謎及啟示[J]. 財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì)，2010(11)：47-49.

［2］羅薇. 席夢(mèng)思：明天從哪里開(kāi)始[J]. 產(chǎn)權(quán)導(dǎo)刊，2009(12)：21-22.

［3］孔麗萍，唐銀明，張書(shū)雅，等. 論“黑心棉”有毒有害的偽劣特征[J]. 中國(guó)纖檢，2014(12)：66-70.

［4］涂定軍. 對(duì)GB 18383—2001《絮用纖維制品通用技術(shù)要求》若干問(wèn)題的商榷[J]. 中國(guó)棉花加工，2007(2)：26.

［5］許曉東. 獨(dú)創(chuàng)云纖棉床墊，化工材料更環(huán)保[N]. 消費(fèi)日?qǐng)?bào)，2017-08-04(A01).

［6］魏文軍. 防螨尼龍 6纖維的制備與性能研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2016.

［7］陳天紅，高勤超，王海. 熱風(fēng)熱軋 ES纖維非織造布用梳理機(jī)道夫針布的防纏繞措施[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品，2016(2)：35-38.