高松密度复合片材及制备方法.pdf

多层复合片材包括断续地粘结到可打褶裥层(10’，12’)上的可收缩层(11’)，其中粘结处(13’)以规定的距离(d’)分开和其中可收缩层(11’)可以发生收缩和同时引起可打褶裥层(10’，12’)在粘结处(13’)之间打褶裥。通过采用以规定距离(d’)分开的粘结处(13’)将可收缩层(11’)断续地粘结到可打褶裥层(10’，12’)上并引起可收缩层(11’)发生收缩和同时使可打褶裥层(10’，12’)在粘结处(13’)之间打褶裥，来制备多层复合片材的方法。优选地，该可收缩层(11’)包括具有潜在螺旋形卷曲的纤维的纤维阵列或无纺纤维网。

1.  一种形成多层复合片材的方法，它包括以下步骤：
用粘结处的阵列将至少一个可打褶裥层断续地粘结于可收缩层上，其中相邻的粘结处在至少一个方向被至少5mm的距离分离开；和
引起该粘结的多层片材在至少一个方向收缩至少10％，由此可打褶裥层在相邻的粘结处之间形成了褶曲区段，该褶曲多层复合片材具有至少3mm的厚度和至少50cc/g的松密度。

2.  根据权利要求1的方法，其中在相邻粘结处之间的距离是至少10mm和褶曲的多层复合片材的厚度是在约6mm和30mm之间。

3.  根据权利要求1的方法，其中在相邻粘结处之间的距离是在约5mm和约25mm之间。

4.  根据权利要求1或2的方法，其中可收缩层选自纤维的阵列、无纺纤维网、针织织物、机织织物和薄膜。

5.  根据权利要求4的方法，其中可收缩层是纤维的阵列。

6.  根据权利要求5的方法，其中纤维的阵列包括纱的阵列。

7.  根据权利要求5的方法，其中纤维的阵列包括纤维的平行经纱。

8.  根据权利要求5的方法，其中在阵列中的纤维选自部分取向纱、包括具有潜在螺旋形卷曲的多组分纤维的纱和弹性纤维。

9.  根据权利要求8的方法，其中在阵列中的纤维包括弹性组合纱。

10.  根据权利要求8的方法，其中在阵列中的纤维包括部分取向的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)纱。

11.  根据权利要求8的方法，其中在阵列中的纤维包括具有潜在螺旋形卷曲的多组分纤维，该多组分纤维包括延伸的聚合物组分和未延伸的聚合物组分。

12.  根据权利要求11的方法，其中延伸的聚合物组分选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚(对苯二甲酸环己基1，4-二亚甲基二醇酯)，它们的共聚物，以及对苯二甲酸乙二醇酯和磺基间苯二甲酸乙二醇酯的钠盐的共聚物，和未延伸的聚合物组分选自聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，聚(对苯二甲酸四亚甲基二醇酯)，聚(双萘甲酸丙二醇酯)，聚(双苯甲酸丙二醇酯)，它们与磺基间苯二甲酸乙二醇酯钠的共聚物，和聚酯醚。

13.  根据权利要求12的方法，其中延伸的聚合物组分是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和未延伸的聚合物组分是聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)。

14.  根据权利要求4的方法，其中该可收缩层是包括具有潜在螺旋形卷曲的多组分纤维的无纺纤维网。

15.  根据权利要求14的方法，其中多组分纤维包括延伸聚合物组分和未延伸聚合物组分。

16.  根据权利要求15的方法，其中延伸的聚合物组分选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚(对苯二甲酸环己基1，4-二亚甲基二醇酯)，它们的共聚物，以及对苯二甲酸乙二醇酯和磺基间苯二甲酸乙二醇酯的钠盐的共聚物，和未延伸的聚合物组分选自聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，聚(对苯二甲酸四亚甲基二醇酯)，聚(双萘甲酸丙二醇酯)，聚(双苯甲酸丙二醇酯)，它们与磺基间苯二甲酸乙二醇酯钠的共聚物，和聚酯醚。

17.  根据权利要求16的方法，其中延伸的聚合物组分是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和未延伸的聚合物组分是聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)。

18.  根据权利要求1的方法，其中可打褶裥层选自梳理无纺纤维网、气流成网的无纺纤维网、粘结的无纺纤维网和薄膜。

19.  根据权利要求18的方法，其中可打褶裥层是粘结的无纺纤维网，后者选自液压缝制的纤维网、机械方式缝制的纤维网、热方式粘结的纤维网和粘合剂粘结的无纺纤维网。

20.  根据权利要求1的方法，其中可打褶裥层含有在收缩步骤中被活化的热塑性粘结剂。

21.  根据权利要求20的方法，其中热塑性粘结剂包括粉末。

22.  根据权利要求20的方法，其中热塑性粘结剂包括聚合物皮-芯纤维，其中所述的皮包含具有比芯聚合物更低熔点的聚合物。

23.  根据权利要求1的方法，其中粘结处的阵列选自点粘结的阵列和线粘结的阵列。

24.  根据权利要求23的方法，其中粘结处的阵列通过选自热方式粘结和超声波方式粘结的粘结方法形成。

25.  根据权利要求1的方法，其中收缩步骤包括加热该粘结的多层复合片材。

26.  根据权利要求25的方法，其中加热步骤包括热水湿整理步骤。

27.  根据权利要求25的方法，其中该加热步骤在自由收缩条件下进行。

28.  根据权利要求26的方法，其中湿整理步骤包括染色步骤。

29.  根据权利要求1的方法，其中可收缩层是选自张紧延伸弹性薄膜和张紧延伸弹性纤维的张紧层和其中收缩步骤包括释放在张紧层上的张力。

30.  根据权利要求1的方法，其中在相邻粘结处之间的距离沿该复合片材的表面上进行变化。

31.  根据权利要求1的方法，其中在收缩步骤中粘结的多层片材在至少一个方向收缩了至少20％。

32.  根据权利要求1的方法，其中可收缩层在收缩步骤之前被夹在和粘结在至少两个可打褶裥层之间。

33.  根据权利要求32的方法，其中可打褶裥层是无纺纤维网。

34.  根据权利要求1的方法，其中可打褶裥层具有低于约33.9g/m²的基重。

35.  一种多层复合片材，包括：
第一聚合物层；
第二种聚合物层，其以粘结处的间隔图案被粘结于第一层的第一面上，所述粘结处在至少一个方向以大约5和25mm的粘结距离被分开，第二层在粘结处之间打褶裥；
所述多层复合片材具有约3mm至30mm的厚度和至少50cc/g的松密度。

36.  根据权利要求35的复合片材，其中该复合片材具有约6mm至30mm的厚度。

37.  根据权利要求36的复合片材，其中该复合片材具有至少100cc/g的松密度。

38.  根据权利要求35的复合片材，其中第一聚合物层包括含有螺旋形卷曲纤维的多组分无纺纤维网。

39.  根据权利要求38的复合片材，其中螺旋形卷曲纤维包括以选自并行和偏心皮-芯构型排布的第一组分和第二组分。

40.  根据权利要求39的复合片材，其中第一组分包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和第二组分包括聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，该双组分以并行构型排布。

41.  根据权利要求38的复合片材，其中第一聚合物层基本上由螺旋形卷曲纤维组成。

42.  根据权利要求35的复合片材，其中第一聚合物层包括部分取向纱的纤维层。

43.  根据权利要求35的复合片材，其中第二聚合物层选自薄膜和无纺纤维网。

44.  根据权利要求35的复合片材，其中第一和第二聚合物层是无纺纤维网。

45.  根据权利要求44的复合片材，其中第一聚合物层是螺旋形卷曲纤维的纤维网。

46.  根据权利要求35的复合片材，其中粘结处距离在跨越该片上有变化。

47.  根据权利要求35的复合片材，进一步包括第三聚合物层，该第三聚合物层被粘结到与第一面相对的第一聚合物层的第二面上，该第三聚合物层在粘结处之间被打褶裥。

48.  根据权利要求35的复合片材，其中第一、第二和第三聚合物层独立地选自无纺纤维网和聚合物薄膜。

49.  根据权利要求48的复合片材，其中第一、第二和第三层中的每一种包括无纺纤维网。

50.  根据权利要求48的复合片材，进一步包括第四聚合物层，后者选自无纺纤维网和聚合物薄膜，所述第四聚合物层附着于第一无纺层的第一面上并放置在该第一聚合物层和该第二聚合物层的中间。

51.  包括权利要求35的多层复合材料的缓冲材料。

52.  包括权利要求35的多层复合材料的层的衣服。

53.  权利要求51的缓冲材料，其中第一聚合物层包括多组分无纺纤维网，后者包括螺旋形卷曲纤维和进一步包括第三聚合物层，第三聚合物层在复合片材的横向延伸，并以线粘结的间隔图案粘结到第一层的第二面上，这些粘结处以约5至25mm的粘结距离被分离开，和该第三层在粘结处之间打褶裥。

54.  权利要求53的缓冲材料，其中它是在粘结线的方向具有约20-250毫米长度的基本上管形的离散区段。

55.  权利要求53的缓冲材料，其中它是在粘结线的方向具有约5毫米长度的基本上管形的离散区段。

56.  权利要求53的缓冲材料，其中它是基本上垂直于粘结线的具有约1-25毫米的宽度的离散区段。

高松密度复合片材及制备方法
                       发明背景
1.发明领域
本发明涉及通过将可收缩层断续地粘结到可打褶裥层上来制备具有很高松密度的回弹性多层复合片材的改进方法。
2.相关现有技术的叙述
具有高松密度的无纺片是已知的。采用梳理或气流成网的高度卷曲回弹性纤维的、用于缓冲垫层和绝热最终用途中的回弹性变型一般已知为“纤维填塞物”。膨松性、缓冲性和回弹性来源于纤维的卷曲和弹性模量。一些纤维填塞物结构以无规的纤维取向来气流成网。其它则是梳理的和交叉铺网，以提供平衡的性能。许多被轻度针刺以改进强度。大多数依赖于在纤维交叉点上的纤维间粘结，以防止由反复的负载和卸载而发生的解体。纤维间粘结是用喷雾粘结剂、粉末粘结剂，或将低熔点的纤维与较高熔点的基质纤维混合来实现的。在一些情况下，它是通过使用包括低熔点组分和高熔点组分的多组分纤维，如皮-芯型纤维来实现的，其中皮包括具有比芯聚合物更低熔点的聚合物。此类现有技术的粘结的产品因为广泛的纤维间粘结而具有有限的顺应性和悬垂性，所述纤维间粘结是为了稳定该结构所需的。除非该产品没有缠结或粘结，用现有技术的产品达到的松密度一般是有限的。然而此类未粘结的产品不具有耐久性，这是因为它们在负荷下倾向于陷缩(毡缩(mat-down))。
使用可螺旋形卷曲的并行多组分长丝的改进缓冲/绝热产品也是现有技术中已知的。这些产品通常具有超过4oz/yd²的基重，其中纤维在它们的交叉点处相互粘结。例如，授权于Davies等人(Davies)的美国专利3,595,731描述了含有双组分螺旋形卷曲纤维的并行双组分纤维材料，这些卷曲纤维采用在卷曲纤维中的螺旋形体的互锁来以机械方式粘结和由低熔点的纤维组分的熔化在交叉点的纤维间产生粘结以粘合方式粘结。可以在单一步骤中产生卷曲和活化潜在的粘合剂组分，或可以首先产生卷曲，随后活化粘合剂组分。卷曲在没有对片材施加压力的情况下产生，让纤维发挥它们的全部卷曲潜力。此类产品具有高松密度，但不具有在最终用途如枕头和类似产品中所需要的极高松密度，或在最终用途如服装衬里中所需要的悬垂性，因为，与由平面卷曲纤维形成的产品一样，单独由纤维卷曲产生的松密度对于此类最终用途是不够的。
授权于Pike等人的美国专利5,382,400(Pike)描述了制造无纺织物的方法，它包括以下步骤：连续熔纺多组分聚合物长丝，拉伸该长丝，至少部分地骤冷该多组分长丝以使该长丝具有潜在的螺旋状(螺旋形)卷曲，活化该潜在螺旋卷曲，和之后将卷曲的连续多组分长丝形成为无纺织物。所获得的无纺织物被描述为基本上稳定的和均匀的，并具有完全从纤维卷曲产生的“高膨松(loft)”，再次的全膨松(bulk)或“膨松(loft)”。
授权于Evans等人的美国专利3,671,379(Evans)描述了包括至少两种合成聚酯的侧偏心组件(laterally eccentric assembly)的自卷曲复合长丝，所述两种聚酯中的第一种是部分结晶的，其中它的结晶区的化学重复单元处于未延伸的稳定构象，两种聚酯的第二种是部分结晶的，其中结晶区的化学重复单元处于更接近其充分延伸的化学重复单元的构象长度地构象状态之中。该复合长丝可以产生高度的螺旋卷曲以抵抗由高织物经纬密度织物结构所强加的束缚，尽管施加了伸长应力和高温，该卷曲潜力异乎寻常地被充分保留。当作为纤维生产过程的一部分而在张力下退火时，该复合长丝会提高卷曲潜力，而不是下降。该长丝被描述为可用于针织、编织和无纺织物，并且也可用于形成膨松/回弹性结构。已描述了高频率卷曲的产生，并涉及到高松密度，但没有量化，全部的松密度是由纤维卷曲产生的。
膨松的弹性复合非编织材料在现有技术中也是已知的。此类材料的例子包括“拉伸-粘结的”和“缩辐-粘结的”层压材料。通过将可打褶裥层结合于弹性层上，同时弹性层处于延伸状态以使得通过松弛这些层，该可打褶裥层是打褶裥的，来制备拉伸-粘结的层压材料。当非弹性层处于延伸状态时，将缩辐的、非弹性的层与弹性层相结合，来制备“缩辐-粘结的层压材料”。在这些产品中的弹性层一般包括弹性薄膜或弹性无纺纤维网如弹性熔喷法纤维网。
仍然需要具有高度膨松度、回弹性和耐久性的纤维片，它不依赖于广泛的纤维间粘结或广泛的纤维间缠结来产生稳定结构，它可以经受住反复的负载和卸载而不会陷缩，并且不单纯地依赖于很高的纤维卷曲度的形成来产生回弹膨松性。
                       发明概述
本发明涉及形成多层复合片材的方法，它包括以下步骤：
用粘结处的阵列将至少一个可打褶裥层断续地粘结于可收缩层上，其中相邻的粘结处在至少一个方向被至少5mm的距离分离开；和
引起该粘结的多层片材在至少一个方向收缩了至少10％，因此可打褶裥层在相邻的粘结处之间形成了褶曲区段，该褶曲多层复合片材具有至少3mm的厚度和至少50cc/g的松密度。
本发明还涉及多层复合片材，它包括：第一聚合物层；
第二聚合物层，其以粘结处的间隔图案粘结于第一层的第一面上，所述粘结处在至少一个方向以约5-25mm之间的粘结处距离分开，第二层在粘结处之间被打褶裥，并且其中该多层复合片材具有在约3mm和30mm之间的厚度和至少50cc/g的松密度。

附图简述
图1a是在收缩之前，双层复合片材的示意性截面图。图1b是在收缩之后图1的产品的示意图。
图2a是三层复合片材的示意图，该复合片材包括一个可收缩层和断续地粘结于可收缩层上的两个(在每一面上有一个)可打褶裥纤维层。图2b是在引起可收缩层收缩之后图2a的三层复合片材的示意图。
图3a是四层复合片材的示意图，该复合片材包括：有断续地粘结于一面上的两个可打褶裥纤维层的单个可收缩层，和断续地粘结于另一面上的单个可打褶裥纤维层。图3b是在引起可收缩层收缩之后图3a的四层复合片材的示意图。
图4是根据本发明的复合片材结构的示意图。
                        发明详述
本发明的多层复合片材是通过将可收缩的聚合物层断续地粘结于至少一个可打褶裥层上，随后引起可收缩层收缩，和因此引起可打褶裥层在粘结处之间发生平面外褶曲来制备的。该可收缩层优选可以在至少一个方向收缩至少10％，更优选至少20％，和最优选至少40％。该可打褶裥层没有收缩，或优选收缩了低于当引起可收缩层收缩时该高度可收缩的聚合物层的收缩率的40％，更优选低于20％，最优选低于10％。各层是以点或线的离散图案或阵列被粘结，其中在至少一个方向在相邻的粘结处之间的粘结处距离是至少5mm，其中可收缩的聚合物层收缩了至少10％，以使在粘结处之间的可打褶裥层的褶曲程度最大化。该粘结处距离是作为在相邻粘结处的外边缘之间的距离来测量的。在收缩步骤中，该可收缩层优选基本上在可收缩层的平面内收缩。可收缩层的收缩引起可打褶裥层在粘结处之间褶曲，形成了稳固地附着于收缩层上的拱形的结构。在优选的实施方案中，该可打褶裥层包括无纺纤维网，和可收缩层是低密度的纤维经纱，无纺纤维网，或无纺织物。甚至在被压缩和释放之后，复合材料的最终总体密度仍然是低的，优选低于约0.020g/cc，松密度是很高的，大于约50cc/g，优选大于约100cc/g。根据本发明制备的多层复合片材具有回弹性和耐久性，尽管它们具有极高的松密度和极低的密度。
这里使用的术语“聚酯”是指这样的聚合物，其中至少85％的重复单元是二羧酸和二羟醇的缩合产物，通过形成酯单元产生连接。这包括芳族、脂肪族、饱和的和不饱和的二酸和二醇。这里使用的术语“聚酯”也包括共聚物(如嵌段、接枝、无规和交替共聚物)，共混物，和它们的改性产物。聚酯的例子包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，它是乙二醇和对苯二甲酸的缩合产物，和聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，它是1，3-丙二醇和对苯二甲酸的缩合产物。
与以机械方式互相接合的纤维的规则图案相反，这里使用的术语“无纺织物”，“无纺纤维网”，和“无纺层”是指有方向性地或无规地取向和任选由单根纤维、长丝或纱线经摩擦、和/或内聚和/或粘合作用粘结的纺织品结构，即它不是编织或针织的织物。无纺织物和纤维网的例子包括纺粘连续长丝纤维网、梳理纤维网、气流成网的纤维网和湿法成网的纤维网。合适的粘结方法包括热粘结、化学或溶剂粘结、树脂粘结、机械缝制、液压缝制、缝编等等。
这里使用的术语“多层复合片材”是指包括至少两层的材料的多层结构体，其中这些层中的至少一层包括片状结构如薄膜、织物或纤维网。例如，多层复合片材可包括至少一层的针织、编织或无纺织物。适合于制备多层复合片材的其它层包括长丝的阵列或经线，如可螺旋形卷曲的长丝的阵列或经纱、薄膜、塑料网等。
这里使用的术语“纵向”(MD)是指生产无纺纤维网的方向。该术语“横向”(XD)是指一般垂直于该纵向的方向。
这里使用的术语“多组分长丝”和“多组分纤维”是指由已经一起纺丝形成单根长丝或纤维的至少两种界限清晰的聚合物组成的任何长丝或纤维。这里使用的术语“纤维”既包括连续长丝又包括不连续的(切短)纤维。用于形成本发明的多层复合片材的无纺层可从短(切短)纤维或连续长丝制备。对于术语“界限清晰的聚合物”，它指至少两种聚合物组分中的每一种在沿多组分纤维的横截面以基本上界限清晰、恒定定位的区域排布并且沿着纤维的长度方向基本上连续地延伸。在多组分纤维中的聚合物组分可以是在化学上不同的或它们可以具有相同的化学组成。如果它们在化学上是相同的，则它们应该在异构形式，结晶度，收缩率，弹性或其它性能上不同，以提供可螺旋形卷曲的纤维。多组分纤维与从聚合物材料的均匀熔融共混物挤出的、没有形成界限清晰的聚合物区域的纤维不同。在多组分纤维中的一种或多种的聚合物组分可以是不同聚合物的共混物。可以形成螺旋形卷曲的多组分纤维具有侧偏心横截面，即这些聚合物组分在纤维的横截面中以偏心关系排布。优选地，该多组分纤维是双组分纤维，由两种界限清晰的聚合物制造并具有聚合物的偏心皮-芯或并行排布构型。最优选地，该多组分纤维是并行双组分纤维。如果该双组分纤维具有偏心皮-芯构型，则较低熔点的聚合物优选在皮中，以便在热处理之前促进无纺层以热方式点粘结。
这里使用的术语“多组分纤维网”是指包括多组分纤维的无纺纤维网。这里使用的术语“双组分纤维网”是指包括双组分纤维的无纺纤维网。多组分和双组分纤维网可以包括多组分纤维或双组分纤维网分别与单组分纤维的混纺物。
这里使用的术语“纺粘(spunbond)”纤维是指这样的纤维，它们是通过将熔融热塑性聚合物材料从具有挤出长丝的直径的喷丝板的多个细小(通常为圆形)毛细孔挤出作为纤维，然后通过拉伸快速地变细，然后骤冷来形成。也可以使用其它纤维横截面形状如椭圆形、多叶等。纺粘纤维一般是连续长丝，具有大于约5微米的平均直径。纺粘的无纺织物或纤维网通过使用现有技术中已知的方法，在收集表面如多孔的筛或带上无规地铺设纺粘纤维来形成的。纺粘纤维网可通过现有技术中已知的方法来粘结，如通过在沿纺粘织物的表面所分布的多个离散的热方式粘结点、线等之上以热方式点粘结该纤维网。
该术语“基本上未粘结的无纺纤维网”在这里用于描述其中有较少或没有纤维间粘结的无纺纤维网。在一些情况下，希望在组装各层以形成多层复合片材之前预先固结一个或多个无纺层。预先固结可改进纤维网内聚力和处置性能并将纤维保持在与相邻纤维网的纤维分开的各独立纤维网中。纤维网的预先固结可以通过使用非常轻的压延或通过让织物通过轻微压印图案的辊的辊隙来实现。
这里使用的术语“弹性组合纱”是指一种纱，它具有与非弹性(即“硬质”)纺织品纤维或长丝的第二组分相组合的弹性长丝的第一组分。组合纱的弹性长丝含量可以在宽范围内变化。该弹性长丝含量可以差不多达到组合纱的总重量的60％。更典型地，该弹性长丝含量是在纱的总重量的2-20％范围内，而从成本考虑，3-8％的含量一般是优选的。该组合纱通常是可以有显著的弹性拉伸和回复的膨松纱。用于本发明的典型的弹性组合纱具有在50％-250％之间的可回复的伸长率，或甚至更高。可用作组合纱的第一组分的弹性长丝包括斯潘德克斯弹性纤维(spandex)，弹性体，橡胶等的那些长丝。斯潘德克斯弹性纤维是优选的。这里使用的术语“斯潘德克斯弹性纤维”具有常规的意义；即，其中纤维形成用物质是长链合成聚合物的所制造的纤维或长丝，所述聚合物由至少85％的链段化聚氨酯组成。包括在术语“组合纱”中的纱是与短纤维型纺织品纤维的纱或纺织品长丝的纱组合的弹性长丝的纱。该纱可以通过已知的技术如喷气缠结，喷气掺杂，包覆，合股等来组合。
可以用于制备本发明的多层复合片材的可收缩层包括部分取向长丝纱(POY)的经纱和使用这些纱制备的编织，针织，或无纺的织物。这里使用的术语“POY”和“部分取向纱(partially oriented yarn)”是指部分地分子取向的聚合物纤维的纱。部分地分子取向的聚合物的纤维是指具有相当大的分子取向，但仍然可以实现进一步分子取向的合成有机结晶聚合物的纤维。部分取向的纱典型地具有在50至150％之间的断裂伸长率。比较起来，“未拉伸的纤维”(即，在低速度下熔纺的和未拉伸的纤维)具有非常少量的分子取向和大于150％，典型地大于200％的断裂伸长率。合成有机结晶聚合物的普通纤维，如聚酯或聚酰胺的纤维，典型地是完全地拉伸的和一般具有在15至35％之间的断裂伸长率。适合于制备POY的纤维的典型合成有机聚合物包括66-尼龙，6-尼龙，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚(对苯二甲酸1，4-丁二醇酯)，阳离子染料可染色聚酯，等等。POY纤维通常通过高速熔纺操作来制备并典型地用作供制备拉伸-加捻法变形纱的喂入纱。当在没有限制下进行低温热处理时，部分取向的纱典型地具有显著收缩的能力。例如，当浸于沸水中时，一些POY可以缩到低于它的最初长度的一半。典型的POY纤维也可以热定形，同时在120℃到190℃范围内的温度下保持恒定尺寸。该热定形温度范围的较高部分(例如，165℃到190℃)是优选的，因为较高的温度允许更短的暴露时间，以定形该合成有机聚合物纤维。
在优选的实施方案中，该可收缩层包括通过使用多组分纤维或纱，例如并行双组分纤维或纱所制备的织物，纤维网或经纱，它们经过合适的热处理形成螺旋形卷曲而收缩。类似地可以使用弹性纤维网、经纱和薄膜，如果它们充分地热收缩以提供该可打褶裥层的所需褶裥程度。作为可收缩层，通过使用可螺旋形卷曲的或弹性的纤维制备的多层复合片材，一般在收缩步骤之后也是弹性的。包括薄膜、流延/拉伸的网等的可收缩的任何片可以用作该可收缩层。
弹性纤维的经纱也可用作该收缩层。弹性纤维的经纱在粘结到可打褶裥层上的过程中是在张力下维持在延伸状态。该弹性纤维可包括用于粘结到该可打褶裥层上的粘合剂。作为选择，弹性纤维可包括现有技术中已知的弹性组合纱。此类已知的纱包括包裹纱，包覆纱，合股纱，错捻纱，气流喷射交缠纱，喷气缠结纱等等。当使用弹性组合纱时，硬质聚合物线条可包括热塑性聚合物，后者在使用热粘结方法时用于促进粘结作用。作为选择，其中可收缩层包括弹性组合纱的阵列的多层复合片材可以通过使用机械缝制或液压缝制方法来断续地粘结，同时弹性组合纱在张力下延伸。缝制是这样进行，使得缝制的区域是以间隔图案或阵列在多层复合材料的表面上形成，其中缝制的区域重叠该组合纱并在弹性组合纱的长度方向间隔至少5mm。
可收缩层可以是收缩薄薄膜。大多数的聚合物薄膜在加热到一定温度时会收缩，该温度高于在薄膜形成工艺中的拉伸过程中或之后该薄膜最终所经历的温度。作为选择，可收缩层可以是弹性薄膜，它在张力下保持在延伸状态下，同时它断续地粘结于可打褶裥层上。
应该指出，这里使用的术语“可收缩层”包括诸如弹性层之类的层，它可以在张力下保持在延伸状态和一旦张力被解除它就回缩(收缩)。优选地，该弹性层延伸了相对于它的最初的、未拉伸的长度的至少1.2倍，更优选至少1.5倍。弹性层可以在一个方向张紧和延伸或它可以在粘结步骤中在一个以上的方向张紧和延伸。当该可收缩层是弹性层时，它在粘结于可打褶裥层上的过程中保持在张紧、延伸的状态。例如，张紧、拉伸的弹性层可以粘结到基本上未张紧的可打褶裥层。这些粘结点在弹性层被拉伸的至少一个方向，优选在弹性层在长度上被拉伸了至少20％的方向，具有至少5mm的粘结间距。在这一情况下的收缩步骤包括在粘结之后释放在弹性层上的张力。类似地，可收缩层可包括张紧的螺旋形卷曲纤维，其中足够的张力被施加于该层上以便至少部分地拉出在该螺旋形卷曲纤维中的卷曲。在粘结之后张力的解除之后，螺旋形卷曲纤维在螺旋形卷曲回复时以弹簧状方式回缩，引起复合片材收缩。
可以褶曲偏出平面外的优选的可打褶裥层包括梳理纤维网，气流成网的纤维网，交叉铺网的纤维网，轻度预缝制的絮垫，等等。该结构也可包括由此类低松密度纤维网包括重量轻的覆盖织物或重量轻的膜或薄膜的组合，优选具有低于约1oz/yd²(33.9g/m²)的基重。重量轻的织物或薄膜可用于覆盖和保护附着于可收缩层上的膨松性组织稀松纤维网或絮垫。膨松性预粘结或缠结无纺织物片也可附属于可收缩层上并可以褶曲/膨松化，例如在收缩步骤中，以生产回弹性结构。
本发明的某些优选实施方案将可螺旋形卷曲的并行双组分纤维用于可收缩层中和/或用于可打褶裥层中。当可螺旋形卷曲的纤维用于两层中时，该可螺旋形卷曲的可打褶裥层进行选择，以使得它在收缩步骤中比可螺旋形卷曲的可收缩层低得多地收缩，从而在粘结的多层复合材料收缩时经由可打褶裥层的褶裥来产生所需的松密度。作为选择，在可打褶裥层中的螺旋形卷曲可以在将可打褶裥层粘结到可收缩层上之前部分地或基本上完全地活化。包括不同收缩能力的两种或多种合成组分的侧偏心多组分纤维是现有技术中已知的。当例如通过让纤维在基本上无张力的状态下经历收缩条件来使该卷曲活化时，该纤维可形成三维的螺旋形卷曲。下面进一步描述的卷曲的量直接与在纤维的聚合物组分之间的收缩率差有关。当该多组分纤维以并行构型进行纺丝时，在卷曲活化之后形成的卷曲纤维将在螺旋形螺旋体的内部具有较高收缩率组分和在螺旋体的外部具有较低收缩率组分。此类卷曲在这里被称作“螺旋形卷曲”。这里使用的术语“螺旋形卷曲”和“可螺旋形卷曲的纤维”包括这样的纤维，它显示了或可以形成，无规的3维卷曲的区域以及其中纤维设想为螺旋形螺旋体构型的区域。螺旋形卷曲纤维与机械方式卷曲的纤维如一般具有二维卷曲的填塞箱法卷曲纤维不同。各种热塑性聚合物可用于形成可以产生三维螺旋形卷曲的多组分纤维的组分。适合于形成可螺旋形卷曲的多组分纤维的热塑性树脂组合的例子是结晶性聚丙烯/高密度聚乙烯，结晶性聚丙烯/乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯/高密度聚乙烯，聚(对苯二甲酸乙二醇酯/聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)/聚(对苯二甲酸1，4-亚丁基二醇酯)，以及尼龙66/尼龙6。
为了获得高水平的三维螺旋形卷曲，可螺旋形卷曲的多组分纤维的聚合物组分优选根据在Evans中的教导来选择，该文献被引入这里供参考。Evans专利描述了其中聚合物组分是部分结晶的聚酯的双组分纤维，其中的第一种具有在它的结晶区中的化学重复单元，这些化学重复单元处于不超过其充分延伸的化学重复单元的构象长度的90％的未延伸稳定构象状态之中，其中的第二种具有在它的结晶区中的化学重复单元，这些化学重复单元处于比第一种聚合物更接近其充分延伸的化学重复单元的构象长度的构象状态之中。用于定义Evans的长丝的术语“部分结晶的”用于从本发明范围中排除其中收缩潜力会消失的完全结晶的限制情形。由该术语“部分结晶的”定义的结晶度的量具有仅存在一些结晶的最低水平(即它首先可由X射线衍射方式检测)和达不到完全结晶的任何量的最高水平。合适的充分延伸聚酯的例子是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚(对苯二甲酸环己基1，4-二亚甲基二醇酯)，它们的共聚物，以及对苯二甲酸乙二醇酯和磺基间苯二甲酸乙二醇酯的钠盐的共聚物。合适非-延伸聚酯的例子是聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)，聚(对苯二甲酸四亚甲基二醇酯)，聚(双萘甲酸三亚甲基二醇酯)[poly(trimethylene dinaphthalate)]，聚(双苯甲酸三亚甲基二醇酯)[poly(trimethylene bibenzoate)]，和以上物质与磺基间苯二甲酸乙二醇酯钠盐的共聚物，和所选择的聚酯醚。当使用磺基间苯二甲酸乙二醇酯钠盐时，它优选是少量组分，即以低于5mol％的量存在和优选以约2mol％的量存在。在尤其优选的实施方案中，该两种聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)。Evans的双组分长丝可以在张力下加热时产生高度的螺旋卷曲，而为了产生螺旋形卷曲，其它聚合物组合一般必须在无张力状态下加热。Evans的双组分长丝具有高度的螺旋形卷曲，一般作为弹簧，每当拉伸力被施加和解除时具有退缩作用。适合用于本发明中的其它部分结晶的聚合物包括以延伸的构象发生结晶的间规聚丙烯和以非延伸的螺旋构象发生结晶的全同聚丙烯。
本发明的多层复合片材是通过使用这些粘结处的高度间隔的图案，将一个或多个可收缩的聚合物层断续地粘结于一个或多个可打褶裥的不可收缩的或较少收缩的重量轻的聚合物层上来制备，其中在相邻粘结处之间的间距是在至少一个方向(对应于在收缩步骤中其中多复合层(multi-composite layer)收缩了至少10％的方向)上至少5mm。在相邻粘结处之间的间距优选是在5mm至约25mm范围内，更优选在约10mm到约25mm之间。在粘结后，该可收缩层被引起收缩而较少可收缩的或不可收缩层在最终的复合片材中形成打褶裥的褶曲层。
在优选的实施方案中，当各层处于基本上无张力的状态时，可收缩层粘结于可打褶裥层上。该可收缩层然后采用合适的处理如采用加热被引起收缩。与其中可收缩层在粘结步骤中在张力下延伸，如当可收缩层是延伸的、张紧的弹性层时的工艺相比，这简化了多层复合片材的制造。
在本发明的多层复合片材中的一个或多个层可以是无纺层。适合用于本发明的复合片材中的无纺层可使用现有技术中已知的方法如梳理、扯松或气流成网法从切断纤维制备。通过梳理制造的短纤维网一般具有主要在纵向取向的纤维，而气流成网的纤维网基本上是无规的或各向同性的。该切断纤维优选具有在约0.5和6.0(0.56-6.67dtex)之间的单丝旦数和在约0.5英寸(1.27cm)和4英寸(10.1cm)之间的纤维长度。为了在梳理装置中加工，多组分切断纤维优选具有以不大于约45％和优选在约8％至15％范围内的卷曲指数(CI)表征的初始螺旋卷曲水平。测定这些卷曲值的方法如下文在实施例之前提供。用于制备适合用作可收缩层的多组分纤维优选具有在这一范围内的初始螺旋形卷曲度。另外，该多组分纤维可以以机械方式卷曲。
适合用于可打褶裥的无纺层中的切断纤维包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃和纤维素纤维。当切断纤维网用作可打褶裥层时，该切断纤维可与较低熔点的热塑性粘结剂纤维混纺以促进该复合片材的粘结。该粘结剂纤维也可以在多层复合片材的未粘结的区域中活化以改进织物的耐久性。优选地，粘结剂纤维是以不会显著降低最终复合片材的悬垂性的量添加。
在本发明的多层复合片材中的一个或多个层可包括连续长丝。例如，连续长丝纤维网可通过使用现有技术中已知的方法如纺粘方法来制备。例如，包括连续长丝纺粘无纺纤维网的可收缩层可以通过将两种或多种聚合物组分作为熔体料流从单独的挤出机中供入到包括一排或多排的多组分挤出孔的喷丝板中来制备。该喷丝板细孔和纺丝组件设计经过选择以提供具有所需横截面和单丝旦数的长丝。单独的纺丝组件可用于在纤维网中提供不同多组分长丝的混合物，其中不同的长丝是从不同的纺丝组件中纺丝的。作为选择，单组分纤维可以从一个或多个纺丝组件纺丝以形成既包括单组分又包括多组分长丝的纺粘无纺纤维网。
适合用作本发明中的可收缩层的连续长丝多组分无纺纤维网优选包括至少40wt％，更优选至少60wt％的具有潜在螺旋形卷曲的多组分长丝。在可收缩层中的纤维可以由100％可螺旋形卷曲的多组分长丝组成。优选地，该纺粘的长丝具有在约0.5和10.0(5.55-11.1dtex)之间的单丝旦数。该纺粘多组分连续长丝优选具有以不大于约60％的卷曲指数(CI)表征的初始螺旋卷曲度。该螺旋形卷曲纤维(不论是切短的还是连续的)是由卷曲展现(CD)值来表征，其中数值(％CD-％CI)大于或等于15％和更优选大于或等于25％。当该可螺旋形卷曲的多组分长丝是双组分长丝时，在每一长丝中两种聚合物组分的比率优选是在约10∶90和90∶10之间，按体积(例如作为计量泵速度比率来测量)，更优选在约30∶70和70∶30之间，和最优选在约40∶60和60∶40之间。用于活化该螺旋形卷曲的温度不应该比由差示扫描量热法测定的聚合物的熔化转变温度的开始温度高约20℃。这可以避免过早的纤维间粘结。可收缩层可以是可螺旋形卷曲的多组分纤维的基本上未粘结的无纺纤维网。在优选的实施方案中，可收缩层是基本上未粘结的可螺旋形卷曲的双组分无纺纤维网。可螺旋形卷曲的无纺层的任何预固结应该低至足以使得纤维可以在热处理步骤中产生足够的卷曲和收缩，从而引起粘结的复合片材在至少一个方向收缩了至少10％，优选收缩了至少20％和最优选收缩了至少40％。如果热处理过的预固结的可螺旋形卷曲的无纺层的百分面积收缩率是没有进行预固结和经历了相同的热处理步骤的相同可螺旋形卷曲的无纺层的面积收缩率的至少90％，优选95％，则预固结的可收缩的无纺层被认为是基本上未粘结的。合适的可收缩的多组分无纺纤维网的例子包括包含可螺旋形卷曲的多组分纤维的梳理纤维网，交叉铺网(lapped)的纤维网，和连续长丝纺粘纤维网。
在纵向延伸的或跨越复合片材的横向搭接的可收缩的长丝或纱的张紧的、松驰的(即未张紧的)或半松驰的平行经纱(warps)也可用作可收缩层。这一长丝或纱的阵列优选可以引起粘结的复合片材在至少一个方向在长度上收缩至少20％，以在收缩之前最初的长度为基础计算。
当需要弹性的打褶裥多层复合材料产品时，可对收缩层进行选择，以在最终的复合片材中获得所需的拉伸性能。这里使用的弹性是指，在沿着尺寸方向施加力和然后解除力之后，该材料回复到最初的尺寸(例如长度)的程度。例如，当在纵向需要拉伸性能而在横向需要最低的拉伸时，可以使用在复合片材的纵向对直排布的平行可螺旋形卷曲的长丝的经纱，或包括可螺旋形卷曲的纤维的方向性(MD取向的)梳理纤维网。当需要两方向性拉伸性能时，即既在纵向也在横向，可以使用可螺旋形卷曲的连续长丝或纱的更无规的层如气流成网的纤维网和基本上未粘结的纺粘纤维网。作为选择，可收缩层可包括如上所述的张紧的弹性层，如弹性长丝的张紧弹性薄膜或经纱。
该可打褶裥的，较少收缩的或不收缩的层应该可以在收缩步骤中在粘结处之间褶曲。适合用作可打褶裥层的材料包括：其中纤维没有显著地互相缠结或互相粘结的无纺纤维网，针织或机织的织物，和薄膜。在优选的实施方案中，可打褶裥层是无纺纤维网。这一层优选在收缩和褶曲之前具有在约1.0和10.0mm之间的厚度，在褶曲之后增加到3-20mm的范围。产品的总厚度，包括一个或多个打褶裥的/褶曲的层，是至少约3mm，优选在约3mm至30mm之间，更优选在约6mm和30mm之间。
适合用作可打褶裥层的无纺纤维网包括粘结和未粘结的纤维网。约1至10mm厚度的未粘结纤维网是合适的。可打褶裥层可以在粘结于可收缩层上之前在其表面的一部分或全部上预粘结。这些层可以使用诸如热方式或超声波方式点粘结方法，采用图案印刷的热熔粘合剂的热粘结方法，液压缝制方法，机械缝制方法等之类的方法来预粘结。
其中可收缩的或可打褶裥的层是薄膜的复合片材可用于如雨衣、风衣、医用器材等的最终应用中。用于本发明的复合片材中的薄膜可以是透气的或不可透气的。合适的透气薄膜的例子是共聚醚酯的薄膜，如可从E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE(Dupont)获得的Hytrel。其中可打褶裥层是针织、编织或无纺的织物或纤维网的复合片材适合用于服装和家庭装饰最终应用中，其中包括室内装潢、服装等。
在本发明的多层复合片材中的各层可以在单独的工艺步骤中制备和合并、粘结和热处理。作为选择，这些层可以在连续的过程中在线合并、粘结和热处理。当使用可收缩的无纺层时，构成多层无纺复合材料的各层可以在粘结和热处理之前进行固结，如通过压延来实现。这些层可通过在收缩之前使用粘结处的间隔图案，例如点或线，来组装和粘结在一起。当该收缩步骤是热处理步骤时，图案粘结可以在加热步骤之前在线地进行或粘结的复合片材可以加以收集，如通过卷绕在辊上，和在后续加工中热处理。在优选的实施方案中，这些层通过使用热或超声波方式点粘结来断续地粘结。热方式图案粘结包括在多层复合材料的表面上的离散点施加热量和压力，例如让层状结构通过由加热压印图案的压延辊和光面辊所形成的辊隙，或在两个压印图案的辊之间通过。在热方式点粘结过程中，在这些层的至少一层中的一种或多种聚合物组分在与在加热压印图案的辊上的隆起对应的离散区域中部分地熔化而形成熔融粘结处，后者将各层保持在一起而形成内聚性粘结的多层复合片材。粘结辊图案可以是现有技术中已知的任何那些和优选是离散的点或线粘结的图案。
在另一实施方案中，这些层可以通过使用液体粘结剂，例如，胶乳或液化粘结剂，如低熔点热塑性粉末的悬浮液来进行图案粘结，它通过例如以图案进行印刷来施涂。当使用纤维网层时，该液体粘结剂优选以这样一种方式施涂而形成粘结处，后者延伸穿过纤维网的整个厚度。该液体粘结剂可以在各层组装之后施涂透过一面，或施涂于可收缩的和可打褶裥的层的任一个或两者的内表面上。作为选择，当这些层包括无纺纤维网时，低熔点粘结剂纤维或粘结剂颗粒可以断续地施涂在各层之间，和多层复合材料通过使用光滑的加热压延辊来粘结。优选地，该粘结剂颗粒或粘结剂纤维在至少一个方向具有在约0.2mm和约2mm之间的尺寸并以一定量添加到纤维网中，该量可提供5-30个粘结处/in²(0.8-4.6个粘结处/cm²)。低熔点粘结剂颗粒典型地占产品重量的10％以下。
在热处理之前用于将各层粘结在一起的其它粘结方法包括化学粘结，机械缝制，液压缝制或离散点缝合或线-缝合。离散的机械缝制图案可以通过使用针板来实现，该针板可以通过与纤维网运动保持同步而将几个针放置在同一点(spot)上。以定距离间隔的缝纫或缝合可以使用商购的缝纫机来进行。类似地，化学粘结活化剂或粘合剂可以在各层彼此接触之前按图案断续地施涂在各层的内表面上。
这些粘结处是以大约1-4个/英寸(0.4到2个/厘米)间隔，具有大约1-16个粘结处/in²(0.2-2.5个粘结处/cm²)。粘结密度保持在低的水平上，以在收缩之后使得在最终的复合片材中的松密度最大化。粘结处可以是圆形，正方形，矩形，三角形或可具有其它几何形状。百分粘结面积可以在约5-50％之间变化。对于其中可螺旋形卷曲的纤维用于可收缩层中以实现收缩的那些结构，在相邻粘结处之间的距离可以进行调节，以使得，作为加热步骤的结果，该多层复合材料在至少一个方向在长度上收缩了至少约10％。
图1a是在收缩之前，双层复合片材的示意性横断面图。可收缩层1粘结到可打褶裥层2上，其中断续的粘结处3以至少5mm的距离d间隔。图1b是在引起可收缩层收缩之后图1的产品的示意图。在收缩后在粘结处之间的间距d’比在收缩之前的间距d小得多，而在收缩之后层的总厚度t’明显大于图1a的起始复合材料的厚度t。打褶裥层2’的基重提高了d/d’的系数和厚度增大了t’/t的系数。
图2a是三层复合片材的示意图，该复合片材包括可收缩层11和两个可打褶裥纤维层10和12(在可收缩层的每一面上有一个)。这些层以粘结处13断续地粘结，具有粘结间距d。图2b是在引起可收缩层收缩之后图2a的三层复合片材的示意图。在收缩后，与图2a中的d相比，粘结间距d’减少，而与起始的未收缩的复合片材相比，厚度和松密度提高。如图2b中所示，褶曲的可打褶裥层10’和12’已经引起膨松，除了由这些层的褶裥所引起的增大复合片材的总厚度的效果之外，还增加了各褶裥的层的实际厚度，归因于在收缩之后粘结距离减少至d’。通过使用可膨松的可打褶裥层，最终复合片材的总体松密度高于如果可打褶裥层在收缩过程中褶曲而没有各自层的膨松时该复合片材所具有的松密度。合适的膨松的、可打褶裥的层包括在收缩步骤中卷曲的可螺旋形卷曲的层，未粘结的定长短纤维和长丝纤维网，轻度缝制的交叉铺网的纤维网，等等。
图3a是四层复合片材的示意图，该复合片材包括：单个可收缩层21，具有断续地粘结于可收缩层一面上的双层的可打褶裥层20和22，和由粘结处23断续地粘结于相反面上的单个可打褶裥层24。在复合片材中的粘结处之间的间距发生变化，由d1到d5描绘，以便为该表面提供所需的美观性。应该指出，对于与在图3中描绘的实施方案不同的那些实施方案，该间距d类似地变化。在复合片材的上下表面上的粘结图案是基本上相同的。图3b是在可收缩层已经被引起收缩之后图3a的四层复合片材的示意图，显示在粘结处23′之间打褶裥的层20’、22’和24’的褶曲，和其中d1’到d5’分别小于d1到d5。与膨松的或组织稀松的可打褶裥纤维网层相结合的相对致密的、但重量轻的可打褶裥层可以用于遮挡风或水分或简单地添加回弹性。外层可以用于为内层提供耐久性和保护。
粘结的多层复合材料可以在粘结之后立即在线地进行热处理或粘结的复合织物可以在后续处理(染色、整理等)过程中卷取和热处理。在本发明的优选实施方案中，粘结的多层复合材料是从纤维层形成的并在湿整理步骤中通过使用热水或蒸汽进行加热来收缩，如在普通的染色或整理过程中。
当多层复合片材是非常轻或非常表面敏感的时，例如当这些外层当中的一种包括基本上未粘结的无纺纤维网时，粘结的多层复合片材优选在使复合无纺材料收缩的条件下，甚至在“自由收缩条件下”进行热处理。对于“自由收缩条件”，它指在纤维网和限制多层复合片材的收缩的表面之间几乎没有接触。也就是说，没有相当大的机械力作用于多层复合片材上以干涉或阻止该收缩过程。作为选择，在热处理步骤中与复合片材的表面接触的任何表面是在基本上与接触该表面的连续收缩多层复合片材的表面速度相同的表面速度下运动，从而最大程度减少会干扰可收缩层的收缩的摩擦力。该自由收缩处理将提供该可收缩层的最大收缩率。
为了实现本发明的极低密度(和相应的很高松密度)，希望采用重量轻的收缩层，优选重量为1oz/yd²(33.9g/m²)或更低的层。作为例子，以25个/英寸(9.8个/cm)间隔的155旦尼尔(172分特)POY(部分取向纱)聚酯长丝纱的经纱(warp)是在大约0.5oz/yd²(17g/m²)开始，并且当加热时收缩到大约1.0oz/yd²(33.9g/m²)。任选地，该经纱可以在粘结、收缩到0.5oz/yd²(17.0g/m²)的最终重量之前，被冷拉伸到0.20-0.25oz/yd²(6.78-8.48g/m²)的重量。类似地，70旦尼尔(77.8分特)/34长丝双组分长丝聚(对苯二甲酸乙二醇酯/聚(对苯二甲酸三亚甲基二醇酯)(2GT/3GT)双组分长丝纱的经纱，以20个/英寸(7.9个/cm)间隔，在重量上低于0.2oz/yd²(6.78g/m²)和收缩到大约0.4-0.5oz/yd²(13.6-17.0g/m²)。
图4显示了膨松的复合无纺材料40，它是通过使用在复合片材的横向延伸的一系列的线粘结42将可收缩层，例如具有潜在的螺旋形卷曲的多组分纤维的梳理纤维网，粘结于两个无纺纤维网上来形成的。这一排布将允许该可收缩层在纵向收缩。在收缩后，所形成的产品40包括夹在褶曲外层46和48之间的收缩层44。粘结的多孔性产品也可以被切成小的离散的区段(条，正方形，等等)，作为耐久的回弹性填充料用于枕头、缓冲垫层等中和在衣服中用作绝缘层。例如，复合材料40可以沿着基本上与粘结线42垂直的虚线50裁切而形成膨松材料的条，它可以进一步裁切成甚至更小的制品。具有约1-25mm的宽度(在裁切线50之间的距离)的区段是优选的，其中约5mm的宽度是最优选的。作为选择，复合材料40可以沿着粘结线42裁切而形成了长度在约20至250mm之间的膨松、回弹性的复合材料的较长管材。
轻的、膨松和回弹性的复合材料结构的例子在下面的实施例中进行说明。
试验方法
本发明的产品的密度和松密度是通过在不施加压力下测量产品的厚度(在以上图1a和1b中的t和t’)来测定的。应该指出，尺寸“t”被认为代表产品的总厚度，忽略在褶裥之间的间距，如在图1b中作为6所显示的、不含纤维的那些。对于垂直荷载的响应是尺寸“t”的函数，并且与在图1b中的间距6无关。复合片材的厚度(t，t’)是通过切成该产品的薄层并在测量过程中在没有对复合片材施加相当大的压力的情况下测量这一厚度来测量的。压缩后的厚度是通过采用50psi(344.8kPa)的荷载压缩该产品达30分钟并在测量压缩后的厚度之前让样品回复3分钟来测量的。压缩后的松密度优选是至少50cc/g。
松密度是通过使用下式测定的：
松密度＝(T)×(10,000)/(BW)
其中
T＝厚度英寸(cm)
BW＝片材基重(g/m²)
密度＝1/松密度
基重是通过将样品裁切成6.75英寸×6.75英寸(17.1cm×17.1cm)的尺寸并称量样品来测量的。样品的质量(克)等于基重(oz/yd²)。这一数值然后乘以33.91而将该单位转化成g/m²。
特性粘度(IV)是通过使用已溶于50/50wt％三氟乙酸/二氯甲烷中的聚酯，在0.4g/dL浓度下于19℃下，按照以ASTM D 5225-92为基础的自动化方法，用Viscotek Forced Flow ViscometerY900(Viscotek Corporation，Houston，TX)，对于2GT和3GT聚合物来测定的。
                       实施例
                       实施例1
155旦尼尔(172分特)/34长丝POY(部分取向的)聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(2GT)纱的15-规格(6纱/cm)经纱被夹在两个梳理无纺纤维网之间，各纤维网称量为0.7oz/yd²(23.7g/m²)。部分取向的纱是作为155/34 POY聚酯从DAK Americas获得的。该纤维网是从通过J.D.Hollingsworth无纺梳理所加工的1.5英寸(3.8cm)长/1.5dpf(1.7分特/长丝)T-54聚酯定长短纤维(可以从DuPont商购)制备。在经纱和纤维网中的最高取向(纵向)的各方向在构成复合材料的层中的同一方向被对齐。该三层复合材料是通过使用0.1英寸(0.25cm)宽的超声波手工工具(hand tool)，采用在间隔0.75英寸(1.9cm)的横向延伸的连续粘结线来粘结。该粘结的复合材料称量为大约1.8oz/yd²(61g/m²)。它的可观察的截面(未压缩)厚度(参见图1)是大约0.4英寸(1cm)，具有接近0.006g/cc的密度或164cc/g的松密度。当该产品在室温下承受50psi(345kPa)的压力达30分钟时，它的厚度减少至0.15英寸(0.38cm)，对应于32cc/g的松密度。
该复合材料在烘箱中被加热至150℃保持30秒。它在纵向收缩到3.8oz/yd²(128.8g/m²)的基重。它的厚度增加到0.8英寸(2cm)和在50psi(345kPa)下3分钟压缩之后，它回复到0.35英寸(0.89cm)的厚度。这两个厚度对应于在压缩之前的247cc/g的松密度，和在压缩之后的108cc/g的松密度。
                      实施例2
通过使用在实施例1中所述的方法来制备复合片材，所不同的是可收缩层是拉紧的150旦尼尔(16.7tex)2GT/3GT连续长丝纱的经纱，而不是2GT POY经纱。通过具有0.52dl/g的特性粘度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(2GT)和具有1.00d1/g的特性粘度的聚对苯二甲酸三亚甲基二醇酯(3GT)经由具有255℃-265℃的纺丝模块温度的68圆孔喷丝板的普通熔纺来以并行构型制备2GT/3GT长丝。通过在熔纺过程中调节聚合物输出量，在纤维中的聚合物体积比被控制到60/402GT/3GT。该长丝是以450-550m/min的速度从喷丝板中排出并经由普通的横吹空气来骤冷。骤冷的长丝束然后被拉伸到其纺丝长度的4.4倍而形成具有2.2(2.4dtex)的单丝旦数的连续长丝的纱，它们在170℃下退火，和在2100-2400m/min的速度下卷收。初始的未收缩的拉紧复合材料具有与实施例1的初始未收缩复合片材基本上相同的基重和松密度。在张力释放并且随后在150℃下加热30秒之后，该复合片材在纵向收缩到3.6oz/yd²(122g/m²)的基重和收缩到0.75英寸(1.9cm)的厚度，具有0.35英寸(0.89cm)的压缩后厚度，对应于在压缩之前的247cc/g的松密度和在压缩之后的114cc/g的松密度。该产品在纵向是可弹性拉伸的。6英寸(15.2cm)长和2英寸(5.08cm)宽的样品在纵向拉长了40％，保持30秒，释放30秒以上和然后让其回复。样品基本上回复到它的最初长度。
                        实施例3
复合片材是通过使用在实施例1中所述的方法来制备的，所不同的是在粘结之前，将预粘结的纺粘无纺材料的层-纺粘的Style 2250Reemay聚酯(从BBA Corporation of Old Hickory，TN获得)-作为最外层来添加，在每一面上有一层，导致形成了刚刚形成时称量为2.8oz/yd²(94.9g/m²)和在收缩之后称量为5.2oz/yd²(176.3g/m²)的5层复合材料。在收缩之后的厚度是0.85英寸(2.2cm)和压缩后厚度是0.60英寸(1.52cm)，分别对应于122cc/g和86cc/g的松密度。
                       实施例4
复合片材是通过使用在实施例2中所述的方法来制备的，其中同一ReemayStyle 2250的两个附加片与最初3-层结构一起粘结，在每一面上有一层的Reemay无纺材料。最终产品是具有115cc/g的松密度和78cc/g的压缩后松密度的称量为4.8oz/yd²的弹性结构。
                       实施例5
复合片材通过使用在实施例4中所述的方法来制备，所不同的是粘结的图案改变为对角线，与该经纱在45°上有1英寸(2.54cm)的间距。最终的收缩产品具有4.4oz/yd²的基重，大约0.8英寸(2.0cm)的厚度，和0.4英寸(1.0cm)的压缩后厚度(分别为133cc/g和63cc/g的松密度)。
以上解释的基本概念和实施例不应该限制本发明的范围。一个或多个可打褶裥层可以粘结到可收缩层的一面或两面上。该粘结图案可以从线到点，圆点，按形状粘结的区域(shaped bonded areas)以及允许在一个或多个方向在相邻粘结处有5mm或更多的间距的任何其它变型来变化。收缩可以在一个或多个方向发生。可打褶裥层可以是附着于可收缩的织物，无纺物，或薄膜等上的纱的连续长丝经纱。这些纤维可以在可打褶裥层中加以改变，混纺，层状分布，等等。在可收缩层的收缩之后由可打褶裥层形成的褶曲环可以通过改变粘结距离而在尺寸和高度上变化，如在图3a和3b中所示。本发明的众多优点中的一个是外部可打褶裥层可以是低密度的纤维网(梳理纤维网，气流成网的纤维网，膨松的经纱，等等)，它首先褶曲和膨松，然后在褶曲/膨松状态下后粘结，就地进行，以获得最大的回弹性和松密度。这可以通过使用包括“皮粘结剂/高熔点芯”纤维的可打褶裥纤维网，在收缩之前或之后施涂的粉末粘结剂，或在收缩之后施涂的液化粘结剂来实现。