ES纖維“云纖棉”床墊螺旋結構纖維定型棉制造方法

王藝冰，馬立娟，王井森

(河北美思億環保科技有限公司 河北任丘062550)

扎爾蒙·席夢思(Simmons)1870年創立的席夢思是彈簧床墊的先驅[1]，獨創的“獨立袋裝彈簧”技術給消費者帶來了“無中斷熟睡”(Uninterrupted Sleep)，征服了每個人獨一無二的睡眠 DNA[2]。美國第一夫人埃莉諾·羅斯福1927年成為席夢思廣告的主角，1929年福特、愛迪生等相繼為其免費代言，得到全球 100多個國家消費者高度認可。2005年重返中國市場后，席夢思門店遍及大江南北。“席夢思”對人體單位面積所受的壓力小于硬板床，感覺舒適，因而全國各地各種品牌的“彈簧床”應運而生，其定型填料大多采用椰棕、海綿、棉花。可觀的“利潤”致使不法分子利用“黑心棉”(纖維性工業下腳料、醫用纖維性廢舊物、再生纖維狀物質、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[3]，使用過程中產生粉塵、微生物細菌等有害物質，可引發哮喘等呼吸系統疾病以及人體皮膚瘙癢等癥狀。即使床墊生產企業使用的椰棕、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要求》[4]，制作過程加入的膠水與椰棕、海綿、棉花等材質中所含的蛋白質和糖分也易成為螨蟲滋生的溫床，且紡織品固定在床墊上，無法清洗，也加速螨蟲滋生[5]，誘發過敏性哮喘、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發霉甚至漚爛。“彈簧床”橫向排列填料密度大，因受空間限制導致硬度高，床墊缺乏彈力造成舒適度不夠；縱向排列填料內部留有空隙并保持足夠彈力，但橫向穩定性差，耐久度與回彈力不穩定，易造成塌陷無法回彈。應用于嬰兒紙尿褲、女性衛生用品、醫用口罩等方面的 ES纖維材料是醫用級環保材料，對皮膚無過敏刺激，德國、日本等國家曾經試圖將 ES纖維材料作為床墊材料，因 ES纖維無法定型而未能成功。筆者將 ES纖維材料預制成獨立的螺旋結構纖維，利用螺旋結構纖維抵抗不同方向受力變形能力基本一致的特性，將螺旋結構纖維聚集在特定形狀容器內使螺旋結構纖維聚集定型，實現了特異形狀纖維的定型，順利將ES環保纖維材料制成零甲醛、零膠水、零螨蟲、零飛絮、零污染、超輕、可回收的“五零”床墊產品。

1 技術原理

選擇熔點不同的 4～7種 ES纖維原料，將這些原料混合預制成螺旋結構纖維，根據設計形狀定型棉產品的重量，放置螺旋結構纖維單體于不同容器內，施加一定的外力壓縮，然后加熱熔解低熔點纖維，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構纖維。

2 制造方法

ES纖維又名 PE/PP纖維或 PE/PET纖維，是具有皮芯結構的雙組分纖維，纖維網呈現一種“螺旋狀黏合”而非“區狀黏合”[7]，用 ES纖維制成的非織造布蓬松、柔軟、強度高、滲透性好、吸附能力強(見圖 1)，廣泛應用于工農業資材、嬰兒用尿布、生理用衛生巾、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，致使熱風熱軋非織造布梳理成網時，梳理機道夫針布極易纏繞纖維，產品質量受到很大影響；行業內沒有將ES纖維制作成螺旋結構纖維的先例。

圖1 ES纖維Fig.1 ES fiber

2.1 原料準備

按設計定型產品準備5～7種高低熔點的 ES纖維，定型棉制品原料的高熔點ES纖維比例為 10%～95%；熱熔定型粘合低熔點ES纖維比例為5%～90%。

2.2 原料混合

按比例將 ES纖維材料在初混設備中梳理、蓬松初混后，轉入勻整設備中充分混合。

2.3 螺旋結構纖維制備

將混合均勻的兩種 ES纖維材料加入螺旋結構纖維設備中，加工形成具有不同方向受力變形一致特點的螺旋結構纖維。

2.4 螺旋結構纖維計重

根據設計產品規格的重量，將制備完成的螺旋結構纖維群準確稱量計重。

2.5 特異形狀預壓

將已稱量計重的螺旋結構纖維群，放置在不同容器內，依據其所需抗變形能力的不同進行不同比例的預壓縮，壓縮比為 0.1～30，預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

將經壓縮后形成的特定形狀螺旋結構纖維群加熱至 70～430,℃，使低熔點 ES纖維熔化，螺旋結構纖維間的高熔點纖維粘連在一起，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構纖維定型棉(見圖 2)。為保證特異形狀定型棉的定型效果，在制成品超過 10～30,mm厚度的部分應留有可確保熱溫穿透的空腔，空腔的間距應小于30～60,mm。

圖2 ES纖維“云纖棉”床墊特異形狀螺旋結構纖維Fig.2 Special shaped spiral structure fiber for ES fiber“cloud fiber cotton”mattress

3 結 語

高低熔點 ES纖維材料按特定工藝流程，可以生產符合 ES纖維“云纖棉”床墊特異形狀螺旋結構纖維棉。特異形狀螺旋結構纖維制造方法不使用粘合膠水，抑制了生產過程的污染，不含甲醛和其他有毒物質，不給螨蟲寄生環境，安全環保。■

［1］李秉成，李夢. 席夢思的重組之謎及啟示[J]. 財務與會計，2010(11)：47-49.

［2］羅薇. 席夢思：明天從哪里開始[J]. 產權導刊，2009(12)：21-22.

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

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

［5］許曉東. 獨創云纖棉床墊，化工材料更環保[N]. 消費日報，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，2016.

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