ES纤维“云纤棉”床垫螺旋结构纤维定型棉制造方法

王艺冰，马立娟，王井森

(河北美思亿环保科技有限公司 河北任丘062550)

扎尔蒙·席梦思(Simmons)1870年创立的席梦思是弹簧床垫的先驱[1]，独创的“独立袋装弹簧”技术给消费者带来了“无中断熟睡”(Uninterrupted Sleep)，征服了每个人独一无二的睡眠 DNA[2]。美国第一夫人埃莉诺·罗斯福1927年成为席梦思广告的主角，1929年福特、爱迪生等相继为其免费代言，得到全球 100多个国家消费者高度认可。2005年重返中国市场后，席梦思门店遍及大江南北。“席梦思”对人体单位面积所受的压力小于硬板床，感觉舒适，因而全国各地各种品牌的“弹簧床”应运而生，其定型填料大多采用椰棕、海绵、棉花。可观的“利润”致使不法分子利用“黑心棉”(纤维性工业下脚料、医用纤维性废旧物、再生纤维状物质、废旧服装及其他废旧纤维制品)作定型填料，其大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌超标[3]，使用过程中产生粉尘、微生物细菌等有害物质，可引发哮喘等呼吸系统疾病以及人体皮肤瘙痒等症状。即使床垫生产企业使用的椰棕、海绵、棉花采用了高温成型、消毒等工艺，符合 GB,18383—2001《絮用纤维制品通用技术要求》[4]，制作过程加入的胶水与椰棕、海绵、棉花等材质中所含的蛋白质和糖分也易成为螨虫滋生的温床，且纺织品固定在床垫上，无法清洗，也加速螨虫滋生[5]，诱发过敏性哮喘、湿疹、枯草热等疾病[6]。此外，如果被小孩尿床，床垫里的椰棕和海绵会发霉甚至沤烂。“弹簧床”横向排列填料密度大，因受空间限制导致硬度高，床垫缺乏弹力造成舒适度不够；纵向排列填料内部留有空隙并保持足够弹力，但横向稳定性差，耐久度与回弹力不稳定，易造成塌陷无法回弹。应用于婴儿纸尿裤、女性卫生用品、医用口罩等方面的 ES纤维材料是医用级环保材料，对皮肤无过敏刺激，德国、日本等国家曾经试图将 ES纤维材料作为床垫材料，因 ES纤维无法定型而未能成功。笔者将 ES纤维材料预制成独立的螺旋结构纤维，利用螺旋结构纤维抵抗不同方向受力变形能力基本一致的特性，将螺旋结构纤维聚集在特定形状容器内使螺旋结构纤维聚集定型，实现了特异形状纤维的定型，顺利将ES环保纤维材料制成零甲醛、零胶水、零螨虫、零飞絮、零污染、超轻、可回收的“五零”床垫产品。

1 技术原理

选择熔点不同的 4～7种 ES纤维原料，将这些原料混合预制成螺旋结构纤维，根据设计形状定型棉产品的重量，放置螺旋结构纤维单体于不同容器内，施加一定的外力压缩，然后加热熔解低熔点纤维，冷却定型后得到一次制成的具备不同方向抗变形能力基本一致的螺旋结构纤维。

2 制造方法

ES纤维又名 PE/PP纤维或 PE/PET纤维，是具有皮芯结构的双组分纤维，纤维网呈现一种“螺旋状黏合”而非“区状黏合”[7]，用 ES纤维制成的非织造布蓬松、柔软、强度高、渗透性好、吸附能力强(见图 1)，广泛应用于工农业资材、婴儿用尿布、生理用卫生巾、地毯、签字笔芯、湿巾、绷带等；由于 ES具备纤维柔软、抱合力大、含量高、回潮率低等特性，致使热风热轧非织造布梳理成网时，梳理机道夫针布极易缠绕纤维，产品质量受到很大影响；行业内没有将ES纤维制作成螺旋结构纤维的先例。

图1 ES纤维Fig.1 ES fiber

2.1 原料准备

按设计定型产品准备5～7种高低熔点的 ES纤维，定型棉制品原料的高熔点ES纤维比例为 10%～95%；热熔定型粘合低熔点ES纤维比例为5%～90%。

2.2 原料混合

按比例将 ES纤维材料在初混设备中梳理、蓬松初混后，转入匀整设备中充分混合。

2.3 螺旋结构纤维制备

将混合均匀的两种 ES纤维材料加入螺旋结构纤维设备中，加工形成具有不同方向受力变形一致特点的螺旋结构纤维。

2.4 螺旋结构纤维计重

根据设计产品规格的重量，将制备完成的螺旋结构纤维群准确称量计重。

2.5 特异形状预压

将已称量计重的螺旋结构纤维群，放置在不同容器内，依据其所需抗变形能力的不同进行不同比例的预压缩，压缩比为 0.1～30，预压缩的最终施力方向与制成品在使用中的受力方向垂直。

2.6 特异形状加热定型

将经压缩后形成的特定形状螺旋结构纤维群加热至 70～430,℃，使低熔点 ES纤维熔化，螺旋结构纤维间的高熔点纤维粘连在一起，充分熔化粘接后冷却至100,℃以下，取出得到 ES纤维“云纤棉”床垫特异形状螺旋结构纤维定型棉(见图 2)。为保证特异形状定型棉的定型效果，在制成品超过 10～30,mm厚度的部分应留有可确保热温穿透的空腔，空腔的间距应小于30～60,mm。

图2 ES纤维“云纤棉”床垫特异形状螺旋结构纤维Fig.2 Special shaped spiral structure fiber for ES fiber“cloud fiber cotton”mattress

3 结 语

高低熔点 ES纤维材料按特定工艺流程，可以生产符合 ES纤维“云纤棉”床垫特异形状螺旋结构纤维棉。特异形状螺旋结构纤维制造方法不使用粘合胶水，抑制了生产过程的污染，不含甲醛和其他有毒物质，不给螨虫寄生环境，安全环保。■

［1］李秉成，李梦. 席梦思的重组之谜及启示[J]. 财务与会计，2010(11)：47-49.

［2］罗薇. 席梦思：明天从哪里开始[J]. 产权导刊，2009(12)：21-22.

［3］孔丽萍，唐银明，张书雅，等. 论“黑心棉”有毒有害的伪劣特征[J]. 中国纤检，2014(12)：66-70.

［4］涂定军. 对GB 18383—2001《絮用纤维制品通用技术要求》若干问题的商榷[J]. 中国棉花加工，2007(2)：26.

［5］许晓东. 独创云纤棉床垫，化工材料更环保[N]. 消费日报，2017-08-04(A01).

［6］魏文军. 防螨尼龙 6纤维的制备与性能研究[D]. 广州：华南理工大学，2016.

［7］陈天红，高勤超，王海. 热风热轧 ES纤维非织造布用梳理机道夫针布的防缠绕措施[J]. 产业用纺织品，2016(2)：35-38.