[发明专利]阻燃性非织造织物和床上用品

说明书

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品。

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1％重量卤素)。