Штапельные волокна, изготовленные процессом получения объемно-жгутовой нити, и пучки волокон, полученные из таких волокон

1 Область изобретения Изобретение относится к штапельным волокнам и, в частности, к полиэфирным штапельным волокнам с модифицированной поверхностью, которые получают в процессе изготовления объмно-жгутовой (непрерывной) нити (ожн), а также пучков волокон, сделанных из таких волокон, которые могут использоваться в качестве волокнистого материала для наполнения, особенно полиэфирного волокнистого наполнителя. Предшествующий уровень техники Полиэфирный волокнистый наполнитель широко используется в качестве относительно недорогого материала наполнителя для подушек, спальных мешков, мебельных диванных подушек, матрасов, одежды, стганых одеял и подобных предметов. Волокнистый наполнитель главным образом производится из извитого штапельного волокна полиэтилентерефталата. Широкий выбор такого штапеля есть в продаже с различными денье, геометрией извитости,уровнем извитости, длиной резки, поверхностным покрытием, поперечным сечением и другими свойствами. Полиэфирный волокнистый наполнитель часто покрывается силиконовым покрытием, как, например, полиаминосилоксановым разглаживающим агентом, а иногда несиликоновыми разглаживающими агентами,как, например, сегментированным полиэтилентерефталатом/полиалкиленоксидом. Такие покрытия улучшают пластичность и мягкость на ощупь готового изделия и также помогают уменьшить тенденцию волокнистого наполнителя слживаться (сваливаться) в изделии при использовании. Подавляющее количество штапельных наполняющих волокон прочсывается и прочс преобразуется для образования ваток прочса, которые затем используются в качестве наполняющего материала. В качестве альтернативы штапельные волокна разрыхляют и вдувают для образования наполнителя в готовом изделии. Другим типом материала наполнителя являются пучки волокон, полученных из штапельных волокон, из которых формируются пучки,прежде чем они используются в качестве наполнителя. В отличие от ваток прочса, выполненных из штапельных волокон, пучки волокон могут двигаться внутри ткани тика подобно пуху или смесок пуха/пера. Пучки волокон в последнее время изготовляются из кипованного штапеля спиральной извитости получаемого в основном в двухступенчатом процессе (полимеризация/прядение, затем вытягивание). Штапельные волокна сначала разрыхляют, затем подвергают раскатке или мягчению на валичных чесальных машинах, шляпочных чесальных машинах или катают о стенку цилиндра. Известные процессы обработки и мягчения описаны в патентах США 4618531 и 4783364. Пучки волокон нашли широкое применение за 2 последнее десятилетие во многих случаях использования наполнителя, и в результате увеличения объма и усовершенствования производственных процессов стоимость таких пучков волокон постепенно снизилась. Однако объм производства пучков волокон вс же остатся небольшим, а процесс производства дорогостоящим по сравнению с ватками прочса, и это задерживает дальнейшее развитие рынка. Извитость играет существенную роль для структуры пучков волокон и простоты их образования. Кроме того, извитость определяет наполняющую способность, мягкость и восстановление от прессования волокнистых наполнителей. Коммерческие волокна наполнителей могут иметь либо механическую, либо спиральную извитость. Механическая извитость получается хорошо известной технологией в камере для придания волокну извитости, в то время как спиральная извитость получается асимметричной закалкой резким охлаждением или двухкомпонентным сопряжнным прядением. Двухкомпонентные сопряжнные волокна получаются либо прядением двух полимеров, отличающихся только длиной молекулярной цепи или прядением двух различных полимеров или сополимеров. Извитость этих волокон является результатом отличающейся усадки двух полимеров или их двухкомпонентной структуры,когда волокно подвергается воздействию тепла. В патентах США 5112684 и 5338500 (Halmet al.) показано, что пучки волокон для использования в качестве наполнителей были приготовлены из волокон, обработанных механической технологией придания извитости специфических конфигураций. В патенте США 3454422 (Mead et al.) показан наполнитель с улучшенной объемной стабильностью, содержащий извитые произвольно расположенные полиэфирные волокна. В патенте США 4364996 (Sigiyama) показаны синтетические волокна с характеристиками обратной стороны кожи, пригодные для изготовления подкладки. В патенте США 3703753 (Binford et al.) показан способ изготовления объемной пряжи с латентными характеристиками объемности. Пучки волокон со спиральной извитостью описаны в патентах США 4618531 и 4783364 (Marcus). Практика показала, что волокна со спиральной извитостью, полученные асимметричной закалкой резким охлаждением или двухкомпонентным сопряжнным прядением являются лучшими исходными материалами для пучков волокон вследствие простоты их скатывания, а также вследствие чрезвычайно высокой полученной мягкости, способности вслушиваться и восстанавливаться от прессования получаемого материала наполнителя из пучков волокон. Исходные волокна, полученные асимметричной закалкой резким охлаждением или двухкомпонентным сопряжнным прядением, 3 образуют пучки волокон со спонтанным закручиванием под воздействием небольших усилий. Такие пучки волокон имеют равномерную трхразмерную спутанность, оптимальную объмность и наилучшее равновесие мягкости и восстановления от прессования по сравнению с пучками волокон, полученных механической технологией придания извитости. Кроме того,волокна, обладающие способностью спонтанного закручивания, дают пучки волокон, в которых относительно немного волокон отходят от пучка, что уменьшает сцепление между пучками. Уменьшенное сцепление особенно желательно в таких изделиях, как спальные подушки и диванные подушки, так как оно улучшает вспушиваемость. Помимо этого спонтанное закручивание (завивание) не только улучшает структуру пучка волокон, но также увеличивает производительность за счт уменьшения времени, необходимого для скатывания в пучки. Скорость прядения волокна обычно гораздо больше, чем скорости процессов вытягивания/резки и прочсывания/обработки мягчением для изготовления штапельных волокон и пучков штапельных волокон. В современных условиях,соответствие технологической линии прядения волокна процессу вытягивания/резки штапельного волокна и процессу изготовления пучка волокон достигается с трудом и не экономично. Низкая производительность процессов, используемых для изготовления пучков волокон согласно известным процессам, делает нецелесообразным соединение прядения волокна и вытягивания с изготовлением пучка волокон. Кроме того, двухступенчатый процесс изготовления пучков штапельных волокон полимеризацией/прядением, затем вытягиванием/резкой является сложным и дорогостоящим, поскольку не объединнный процесс требует дополнительного манипулирования материалом между производственными ступенями. К тому же, стоимость производства и оборудования высоки, так как необходимы дополнительные операции на отдельной традиционной машине для вытягивания, которые являются дорогостоящими операциями. Кроме того, сама по себе машина для вытягивания стоит дорого. Таким образом, существует потребность разработки упрощнного процесса изготовления волокон, который может использоваться для изготовления пучков волокон. В частности, было бы целесообразным уменьшить до минимума обработку материала посредством объединения всего оборудования для изготовления волокна/пучка, включая ступени прядения/вытягивания/резки, а также ступени образования пучков. Такой процесс, в идеале, будет способствовать производству пучков волокон, обладающих низкой сцепляемостью волокон, и будет гораздо проще и экономичнее с точки зрения производства, чем процессы предшествующего уровня техники. 4 Непрерывное фильерное повышение объмности пряж широко используется для производства ковровых пряж, обычно из полиамида или полипропилена. Машины для выполнения такого непрерывного фильерного повышения объмности пряж имеются в продаже у фирмыNeumag, Neumunster, Германии, а также у других изготовителей станков. Стандартная высокоскоростная непрерывная технологическая линия производства штапельного волокна фирмы Neumag может изготовлять изделия практически на основе любого полимера, включая сложный полиэфир, как описано в "Easy routes("Простые технологии производства волокна" отчт ITMA: раздел: Современное оборудование для производства волокна, "Текстильный месяц" декабрь 1995 г., стр. 15-20). Однако не известно,чтобы такая линия использовалась для производства штапельного волокна с модифицированной поверхностью. Также не известно, что в ней используется непрерывное фильерное повышение объмности для производства полиэфирного штапельного волокна, используемого в пучках волокон. Краткое описание изобретения Заявители обнаружили, что полиэфирные штапельные волокна, получаемые процессом изготовления объмно-жгутовой нити (ожн) могут образовывать пучки волокон гораздо быстрее, чем обычными процессами, используемыми для изготовления волокон асимметричной закалки или двухкомпонентного сопряжнного прядения. Структура таких пучков волокон очень похожа на структуру пучков волокон,получаемых из спиральных волокон, и набивочная способность таких пучков волокон может быть такой же или превосходить такие пучки волокон предшествующего уровня техники в зависимости от структуры пучков волокон и условий придания объмности. Кроме того, процесс изготовления объмно-жгутовой нити согласно настоящему изобретению позволяет изготавливать волокна с отличной прочностью и уровнями объмности в конечных продуктах, например, спальных подушках и диванных подушках, превосходящими уровни объмности продуктов, выполненных с пучками предшествующего уровня техники. К удивлению, эти свойства могут быть достигнуты в условиях очень умеренной обработки. Помимо этого, процесс изготовления объмно-жгутовой нити (ожн) согласно настоящему изобретению позволяет независимо регулировать либо опорную объмность (массу), либо исходную высоту конечного продукта, что невозможно в предшествующем уровне техники. Это дат возможность получить оптимальную кривую сжатия для конечного продукта, выпол 5 ненного из пучков волокон настоящего изобретения. Кроме того, процесс (ожн) настоящего изобретения образует волокна со скоростью,значительно превышающей скорость известных процессов образования волокон асимметричной закалки или двухкомпонентного сопряжнного прядения. В частности, скорости процесса согласно настоящему изобретению значительно выше, чем скорости процессов предшествующего уровня техники. Используя такие же условия процесса для пучков волокон, изготавливаемых согласно настоящему изобретению, что и для пучков волокон, получаемых процессами асимметричной закалки или двухкомпонентного сопряжнного прядения, исходные волокна, выполненные согласно настоящему изобретению,образовывали эквивалентные пучки волокон,при времени на обработку мягчением, сокращнном в 2-5 раз. Помимо этого, процесс согласно настоящему изобретению дат возможность производить вытягивание/придание извитости и резку со скоростями, превышающими в 5-25 раз стандартные технологии прядения/ вытягивания/придания извитости/резки, результатом чего является сокращение затрат на рабочую силу и оборудование по сравнению с традиционными технологиями. Кроме того, имеющиеся в продаже небольшие установки для получения объмножгутовой нити процессом прядения/вытягивания/повышения объмности, дают возможность дальнейшего объединения производства штапельных волокон и/или пучков волокон от полимера до конечного продукта в объединнной производственной линии. Чрезвычайно быстрое скатывание подаваемых волокон в пучки волокон помогает установить соответствие производительностей прядения/вытягивания и производства пучков волокон, сделать процесс более простым и снизить капиталовложения на оборудование и стоимость производства. К тому же,процесс изготовления объмно-жгутовой нити согласно настоящему изобретению может быть объединн с резкой на действующем оборудовании. В соответствии с настоящим изобретением, предлагается процесс изготовления такого волокна. Согласно этому процессу, синтетический полимер прядтся из расплава полимера и охлаждается для получения отвержднных непрерывных нитей. Отвержднные нити вытягиваются по мере их продвижения нагретыми вытяжными роликами. Нити подвергаются процессу фильерного повышения объмности нагретой сухой средой при температуре, превышающей температуру фазового перехода второго рода синтетического полимера и охлаждаются до температуры ниже температуры фазового перехода второго рода синтетического полимера. Нити режутся в режиме "онлайн" для получения штапельных волокон. На волокна наносится 6 модификатор поверхности. Затем волокна отверждаются. В качестве альтернативы, модификатор поверхности может наноситься на нити до резки и затем нарезанные волокна отверждаются. Также, согласно настоящему изобретению обеспечено штапельное волокно с модифицированной поверхностью, полученное согласно способу настоящего изобретения. Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечено штапельное волокно с модифицированной поверхностью. Волокно имеет трхразмерную криволинейную произвольную первичную извитость. Предпочтительно штапельное волокно имеет от 2 до 20 дтекс и имеет длину отрезка от 10 до 100 мм. Волокно имеет вторичную извитость со степенью извитости более 6 изгибов извитости на 10 см длины. Согласно другому аспекту изобретения,обеспечены трхразмерные, произвольно спутанные пучки волокон, изготовленные из такого волокна. Краткое описание чертежей Фиг. 1 является фотографией, показывающей пачку волокна предшествующего уровня техники, имеющую штапельные волокна спиральной извитости; фиг. 2 - фотографией, показывающей множество штапельных волокон спиральной извитости пачки волокна по фиг. 1; фиг. 3 - фотографией, показывающей пачку волокна предшествующего уровня техники с штапельными волокнами, имеющими извитость,полученную механической обработкой; фиг. 4 - фотографией, показывающей множество штапельных волокон с извитостью, полученной механической обработкой, пачки волокон по фиг. 3; фиг. 5 - фотографией, показывающей пачку волокна, содержащую штапельные волокна,имеющие трхразмерную криволинейную произвольную первичную извитость согласно настоящему изобретению; фиг. 6 - фотографией, показывающей множество штапельных волокон пачки волокна по фиг. 5; фиг. 7 - схематическим изображением всего процесса согласно настоящему изобретению. Подробное описание изобретения Фиг. 1 является фотографией, показывающей пачку волокна предшествующего уровня техники, где волокна, множество которых показано на фиг. 2, имеют спиральную извитость. Волокна по фиг. 2 являются штапельными полиэфирными волокнами, полученными асимметричной закалкой, которые имеются в продаже у фирмы Du Pont Sabanci Polyester Gmbh(Type 234/688). Как видно из фиг. 2, полученное асимметричной закалкой волокно предшествующего уровня техники имеет плавную волнистую первичную извитость. Другая пачка волокна предшествующего уровня техники показана на фиг. 3, на этот раз, 7 где волокна, как показано на фиг. 4, имеют извитость, полученную механической обработкой. Полиэфирное штапельное волокно по фиг. 4 имеется в продаже у фирмы Du Pont SabanciPolyester Gmbh (Fiberfill Type 514) и продатся под товарным знаком QUALLOFIL. Первичная извитость такого волокна предшествующего уровня техники также характеризуется как плавная и волнистая, как это видно на фиг. 4. Настоящее изобретение направлено на получение штапельного волокна с модифицированной поверхностью, имеющего трхразмерную криволинейную произвольную первичную извитость. Пачка волокна из волокон согласно настоящему изобретению показана на фиг. 5,при этом множество волокон показано на фиг. 6. Волокна, показанные на фиг. 6, являются полыми волокнами полиэтилентерефталата, полученными процессом для объемно-жгутовой (непрерывной) нити, которые имеют длину отрезков 25 мм. Первичная извитость показывает чрезвычайно частые изменения в амплитуде и частоте извитости, а также в пространственной ориентации отдельных волокон, в то время как вторичная извитость более регулярна по амплитуде и частоте извитости. В качестве альтернативы волокна согласно настоящему изобретению могут быть охарактеризованы как имеющие высокую и низкую степень первичной извитости. Штапельное волокно с модифицированной поверхностью согласно настоящему изобретению имеет предпочтительно от 2 до 20 дтекс и предпочтительно длину отрезка от 10 до 100 мм. Волокно предпочтительно полиэфирное, хотя оно не ограничивается этим материалом. Кроме того, волокно предпочтительно имеет вторичную извитость со степенью извитости более 6 изгибов на 10 см длины. Смески волокон согласно настоящему изобретению могут выполняться с другими волокнами, включая связующие волокна. В таких смесках волокна содержат, по меньшей мере,70% веса смески. Термин "модифицированная поверхность",используемый здесь, означает, что поверхность волокна покрыта материалом, и что покрытие сцепляется с волокном на какой-то период времени. Штапельные волокна согласно изобретению могут иметь поверхность, модифицированную силиконовым полимером, как, например,полидиметилсилоксан с процентным содержанием Si от 0,02 до 1% на вес волокон. Штапельные волокна согласно настоящему изобретению могут также иметь поверхность, модифицированную другими модификаторами поверхности,которые могут быть целесообразными в некоторых случаях применения, как, например, сегментированные сополимеры полиалкиленоксида и других полимеров, как, например, полиэфира,или полимеров полиэтилена или полиалкилена,с весовым процентным содержанием модифика 003079 8 тора поверхности, составляющим приблизительно от 0,1 до 1,2% на вес волокон. Модификаторы поверхности, о которых говорилось в этом абзаце, хорошо связываются со связующими волокнами и способствуют передаче влаги,что может быть важным для случаев применения, например, в нетканых изделиях и пучках волокон, изготовленных из смесок волокон по настоящему изобретению и связующих волокон. Нетканые изделия могут изготовляться из волокон настоящего изобретения, и, в частности, из волокон настоящего изобретения, которые имеют поверхность, модифицированную сегментированными сополимерами полиалкиленоксида и полиэфира. Также, согласно настоящему изобретению,предложены пучки волокон, при этом каждый пучок имеет произвольное распределение и спутанность волокон. Пучки волокон содержат штапельные волокна с модифицированной поверхностью согласно настоящему изобретению,как говорилось выше. Модификация поверхности волокон силиконовым полимером или другим полимерным покрытием, как говорилось выше, которое уменьшает трение волокна о волокно, обычно помогает катать волокна в более умеренных условиях, в результате чего получают конечный продукт с повышенной объмностью, более мягкий, а также с равномерным распределением волокон в пучке волокон. Предпочтительно пучки волокон имеют средний диаметр приблизительно от 2 до 15 мм. Пучки волокон согласно изобретению предпочтительно круглые и имеет равномерную плотность и трхмерную структуру. По меньшей мере, 50 вес.% пучков волокон имеют такое поперечное сечение, что максимальный размер каждого пучка волокон не превышает минимальный размер более чем вдвое. Пучки волокон также могут быть сделаны из смеси денье с волокнами, имеющими разные денье, где волокна с разными денье смешиваются в процессе прядения или процессе вытягивания. Пучки волокон согласно настоящему изобретению обладают способностью вслушиваться. При применении настоящего изобретения количество нитей, отходящих от пучка волокон,довольно незначительно. Это обеспечивает относительно небольшую слипаемость и хорошую способность вспушивания. Пучки волокон согласно настоящему изобретению могут содержать волокно, отличающееся от штапельного волокна согласно настоящему изобретению. Это другое волокно может содержать до 30 вес.% всего количества волокон в пучке волокон. Либо волокна, либо пучки волокон согласно настоящему изобретению могут использоваться для наполнения предметов, таких как спальные подушки, стганые одеяла, диванные подушки, спальные мешки, одежда и тому подобное. Такие пучки волокон являются хоро 9 шими материалами для формованных структур,как описано в патентах США 5169580,5294392 и 4940502. Также согласно настоящему изобретению обеспечен процесс изготовления штапельного волокна. Процесс согласно настоящему изобретению будет описан со ссылкой на фиг. 7. Это штапельное волокно описано выше. Процесс согласно настоящему изобретению содержит стадию прядения синтетического полимера из расплава полимера и охлаждение полимера для получения отвержднных непрерывных нитей. Ссылка сделана на фиг. 7, которая показывает отвержднные непрерывные нити или исходную штапельную пряжу 1, выходящую из позиции прядения (исходная штапельная пряжа может идти с одной или более позиций прядения). Процесс также содержит стадию вытягивания отвержднных нитей по мере продвижения отвержднных нитей подогретыми вытяжными роликами. Эта стадия показана на фиг. 7, где штапельная пряжа передатся направляющим элементом 2 к вытяжному модулю 3, который включает одну или более пар нагретых вытяжных роликов. Следует заметить, что отвержднные нити могут вытягиваться в одной или более стадий вытягивания. Скорости вытягивания для настоящего изобретения могут достигать 4000 м/мин по сравнению со стандартными скоростями от 150 до 400 м/мин. Процесс согласно настоящему изобретению также включает стадию фильерного повышения объмности нитей при помощи нагретой сухой среды при температуре, превышающей температуру фазового перехода второго рода синтетического полимера. Эта стадия выполняется в фильерах для утолщения нити, показанных ссылочным номером 4 на фиг. 7. Примером имеющейся в продаже машины, подходящей для выполнения процесса согласно настоящему изобретению, является машина фирмы Neumag,Neumunster, Германия, типа 3D Machine. Эта машина соответствует элементам 3, 4 и 7 фиг. 7. Описание и фотографии машины, используемой в лаборатории фирмы, были опубликованы в журнале IFJ, за 1 апреля 1998 г., стр. 102-103. Фильера для утолщения нитей обычно имеет две части, верхнюю часть, где впрыскивается пар, и нижнюю часть, которая является камерой для утолщения нитей. Опорная масса образуется в верхней части фильеры и, по существу, зависит от первичной извитости, в то время как вторичная извитость образуется в камере для утолщения нитей. Произвольная первичная извитость волокон согласно настоящему изобретению играет важную роль в отверждении структуры пучка волокон, обеспечивая фиксацию волокон и снижая их способность скользить одно поверх другого, что способствует отверждению структуры пучка волокон. В результате пучки волокон согласно изобретению обла 003079 10 дают лучшей упругостью и стойкостью к износу. Кроме того, фильеры для утолщения нитей, используемые в настоящем изобретении,очень гибкие и позволяют регулировать опорную массу, исходя из специфического целевого использования конечного продукта. В случае технологий асимметричной закалки и двухкомпонентного сопряженного прядения регулировать и контролировать опорную массу гораздо труднее. К тому же, особые характеристики массы,которая образуется с помощью фильер для утолщения нитей, создают эффект спонтанного закручивания пучков волокон настоящего изобретения. Этот эффект спонтанного закручивания играет существенную роль для простоты формирования пучков волокон настоящего изобретения. Для изготовления волокон полиэтилентерефталата предпочтительно в фильере для утолщения нитей использовать пар, а не горячий воздух. Использование при повышении объмности пара при температуре 200-235 С вместе с термической обработкой до увеличения объмности создат постоянную устойчивую извитость с отличной упругостью. Кроме того,при использовании пара в настоящем изобретении достигается получение пучков волокон,имеющих набивочную способность на 10-15% выше, и равные потери массы по сравнению с пучками волокон, изготовленными согласно предшествующему уровню техники. Нити повышенной объмности укладываются через укладочный желоб вращающимися направляющими элементами 4 а на перфорированный ленточный транспортер 5, который перемещает высокообъмную синтетическую пряжу через зону охлаждения, показанную вблизи ленточного транспортра 5 на фиг. 7. В качестве альтернативы, вместо укладки пряжу можно выбрасывать на экран. Нити повышенной объмности охлаждаются до температуры ниже фазового перехода второго рода синтетического полимера. Эта стадия выполняется в зоне охлаждения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, когда используется пар, нити охлаждаются до температуры ниже 50 С. Из зоны охлаждения нити пропускаются через направляющие элементы 6 для регулирования их натяжения до их резки высокоскоростным ножом 7. Следует заметить, что вращающиеся направляющие элементы 4 а, ленточный транспортр 5 и зона охлаждения могут иметь конструкции, отличные от тех, которые показаны на фиг. 7. Например, ленточный транспортр может быть заменн вращающимся перфорированным барабаном, что не влияет на сущность изобретения. Процесс согласно настоящему изобретению также включает стадию резки нитей для получения штапельных волокон. Процесс изго 11 товления объмно-жгутовой нити согласно изобретению может быть соединн с резкой в режиме "онлайн". Этот объединнный процесс получения нити (ожн) и резки на действующем оборудовании позволяет выполнять вытягивание/извитость и резку со скоростями, которые превышают скорости стандартной технологии прядения/вытягивания/придания извитости/ резки в 5-20 раз. В частности, резка в режиме"онлайн" может выполняться со скоростями от 1800 до 4000 м/мин. Также согласно процессу настоящего изобретения на штапельные волокна наносится модификатор поверхности, чтобы получить штапельные волокна с модифицированной поверхностью. Как видно из фиг. 7, штапельное волокно переносится вентилятором 8 в бункер 9, который регулирует поток и служит амортизатором в случае, когда волокно обрывается при прядении или вытягивании. Из бункера 9 штапельное волокно передатся вентилятором 10 на аппликатор 11 модификатора поверхности. Штапельное волокно переносится струй воздуха или валиком с зубцами или иглами и проходит перед множеством сопел для нанесения модификатора поверхности. Следует заметить, что модификатор поверхности может быть нанесн на нити до резки. Однако вследствие высокой скорости процессов вытягивания и повышения объмности, отверждение модификатора поверхности на нитях до резки, которая осуществляется со скоростью 1800-4000 м/мин, может быть нецелесообразным из-за того, что требуется определнная длина печи для отверждения и из-за сложностей забора с ленточного транспортра множества слоев уложенных крест-накрест нитей. Резка волокон с модифицированной поверхностью без отверждения также может стать причиной отложений на ноже и на любой поверхности, которая может быть в контакте с волокнами. Процесс согласно настоящему изобретению включает стадию отверждения (термофиксации) волокон с модифицированной поверхностью. Как видно из фиг. 1, после нанесения модификатора поверхности волокна затем укладываются на сушильном ленточном транспортре 11 для термофиксации. Этот транспортр переносит материал через печь 12 для сушки и термофиксации, которые выполняются обычными технологиями. С сушильного транспортра штапельные волокна переносятся вентилятором 13 через клапан 14. Отвержденные волокна либо кипуются для последующей обработки в кипном прессе 15, как показано на фиг. 7, или же волокна используются непосредственно в одновременном объединнном процессе получения пучков волокон, нетканых, синтетических или подобных изделий. Волокна затем непосредственно обрабатываются оборудованием для скатывания пучков, которое показано ссылочным номером 16 на фиг. 7. Волокна скатываются в 12 пучки волокон в оборудовании для формирования пучков. Непосредственное использование волокон для изготовления пучков волокон предпочтительно, т.к. этот одноступенчатый,одновременный объединнный процесс упрощает процесс изготовления пучков и уменьшает стоимость производства. С оборудования скатывания в пучки, пучки волокон передаются на упаковочный узел 17. Из практических соображений, касающихся обрыва нити пряжи и чистки оборудования, целесообразно иметь бункер в качестве системы амортизации между оборудованием для образования пучков и текстильной технологической операцией. Следует заметить,что оборудование для скатывания может быть заменено другим оборудованием для текстильной обработки, например, оборудованием для изготовления нетканых изделий или ваток с прочса. Обрабатывающие средства, используемые в качестве оборудования для скатывания пучков согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США 4618531 и 4783364. Несмотря на то, что настоящее изобретение не ограничивается каким-либо специальным оборудованием для скатывания волокон в пучки волокон, целесообразным оказался процесс обработки в поворотном барабане, вследствие простоты, с которой физические свойства пучков волокон могут регулироваться изменением числа оборотов в минуту или рабочего цикла. Однако для изготовления пучков волокон согласно изобретению также могут быть использованы модифицированные кардочесальные машины,такие как шляпочные чесальные машины, и валичные чесальные машины, или любое другое оборудование, которое дат возможность регулировать процесс скатывания волокон. В основном, все процессы, которые могут использоваться для изготовления пучков волокон из волокон, прошедших через процессы асимметричной закалки резким охлаждением или двухкомпонентного сопряжнного прядения, могут использоваться для настоящего изобретения. Когда скатывание выполняется определнным типом поворотных барабанов, размер пучков волокон согласно изобретению может регулироваться длиной отрезков волокон, их модулем изгиба и объмом, прилагаемым усилием скатывания и регулированием размера клочков волокон до их скатывания. Процесс согласно настоящему изобретению производит пучки волокон сравнимой объмности и образует пучки волокон за сравнительно короткий период времени или в более умеренных условиях скатывания по сравнению с волокнами предшествующего уровня техники. В основном время на обработку в поворотном барабане, достигаемое настоящим изобретением, может составлять от половины до одной пятой времени обработки согласно предшествующему уровню техники. Это быстрое скаты 13 вание позволяет значительно увеличить продуктивность и снизить производственные затраты. Вследствие сократившегося времени на скатывание согласно настоящему изобретению можно объединить коммерческую компактную прядильную/вытягивающую/режущую машину,как, например, Neumag 3D Machine, с оборудованием для производства пучков волокон. Таким образом, согласно настоящему изобретению возможно производить пучки волокон в объединнном процессе от полимера до готовых к употреблению пучков волокон без упаковки и хранения какого-либо промежуточного продукта, что значительно упрощает процесс изготовления волокна и уменьшает обработку материала. Кроме того, этот объединнный непрерывный процесс может достигать скоростей вытягивания до 4000 м/мин, по сравнению со стандартными скоростями вытягивания от 150 до 400 м/мин, в результате чего снижаются затраты на рабочую силу и оборудование по сравнению с традиционными технологиями. Конструкция фильеры, температура пряжи у входа в фильеру, денье пряжи, толщина нити и поперечное сечение, температура среды и давление являются главными параметрами, которые влияют на характеристики извитости и определяют простоту скатывания данного волокна. Отрегулировав конструкцию фильеры соответственно условиям производства, в процессе получения объмно-жгутовой нити согласно изобретению можно получить прекрасное исходное волокно для изготовления пучка волокон. В зависимости от параметров процесса,волокна могут быть полностью разделены, по существу, без слипшейся полимерной крошки, и не прибегая к предварительному рыхлению волокон до скатывания. Таким образом, в объединнном процессе необходимость тонкого рыхления перед дальнейшей обработкой, например,скатыванием в пучки волокон может быть устранена. Волокна разделяются на отдельные нити, так что, когда они используются как исходные волокна для пучков волокон, они свободно образуют трхразмерный спутанный пучок волокон, где все волокна способствуют повышению объмности и упругому восстановлению. Это также обеспечивает более простой производственный процесс. Другим преимуществом изобретения является гибкость модификации исходной массы (в неприглаженном состоянии) с небольшим воздействием на опорную массу и наоборот. Это дат возможность регулировать кривую сжатия конечного продукта, заполненного штапельными волокнами или пучками волокон, и непосредственно относится к технологическим условиям вытягивания и повышения объмности. Эта гибкость модификации исходной и опорной массы делает процесс изготовления пучков волокон согласно настоящему изобретению чрезвычайно подходящим для объединения процес 003079 14 са получения волокон и процесса получения пучков волокон или других технологических текстильных процессов. В объединнном процессе постепенные корректировки объма с коротким временем реакции являются необходимым условием для регулирования качества в установленных пределах. В таком объединнном, высоко продуктивном процессе естественно большая гибкость технологии для регулирования свойства продукта как на стадии изготовления волокна, так и на стадии превращения волокна в пучки волокон. Процесс изготовления объмно-жгутовой нити согласно изобретению имеет для этого быстродействующие инструменты регулирования на стороне процесса получения волокна, а процесс обработки в поворотном барабане может иметь подобные инструменты и гибкость на конце технологического процесса получения пучка волокон. Изобретение далее описано в следующих примерах, которые предназначены проиллюстрировать изобретение, не ограничивая его. Описание методов испытаний В примерах настоящего изобретения использовались следующие методы испытаний. Измерения объма в цилиндре. Этот метод измеряет характеристики сжатия пучков волокон или пучков других продуктов подобного тому, как измеряют набивочную способность пера и пуха. При этом методе 300 г рыхлого материала, например, пучков волокон,осторожно укладывают в цилиндр высотой 500 мм и диаметром 290 мм, и материал прессуют лапой размером 640 см 2 со скоростью 100 мм/мин до достижения максимального давления 120 Н (ньютон). Затем лапа сразу же поднимается, освобождая материал. Целью первого сжатия является только равномерное распределение материала и предотвращение образования ложного объма; измерения выполняются во время второго сжатия. Высотой, полученной под этим давлением, измеряют характеристики материала. Измерения объма на подушках. Измерения объма обычно осуществляются на машине Instron, имеющейся в продаже у фирмы Instron Corporation of Canton, Massachusetts, для измерения сил сжатия по сравнению с высотой подушки образца, которая прессуется лапой диаметром 10 см, закреплнной в машине. Подушку сначала сжимают один раз, увеличивая усилие до 60 Н, затем освобождают и снова сжимают. Высота под усилием сжатия во время второго цикла показана в табл. 2 ниже. Исходная высота (ИВ 2) является высотой в начале второго цикла сжатия, а высота под давлением 60 Н является высотой подушки под давлением 60 Н во втором цикле сжатия. Примеры В последующих примерах все волокна были полиэфирными волокнами, полученными из полиэтилентерефталата. Все исходные волокна, 15 используемые для производства пучков волокон в примерах изобретения, были получены на испытательной установке (Machine 3D, Neumag,Neumunster, Германия). Оборудованием, используемым для производства пучков волокон,служила машина Lorch Model ML 10S, имеющаяся в продаже у фирмы Lorch AG, Esslingen,Германия. Сравнительный пример А. Полиэфирное штапельное волокно, имеющее 5 дтекс, с длиной отрезков 32 мм, сплошного, круглого по периферии поперечного сечения, обработанное силиконовым разглаживающим агентом (0,6%) со спиральной извитостью,полученной технологией асимметричной струйной закалки нитей, спряденных из необработанного полимера, рыхлили, используя рыхлительLaroch SA, Course La Ville, Франция. Затем волокно пропускали через трепало фирмыTrutzschler GmbHСо. KG of Monchengladbach,Германия, чтобы измельчить штапель на мелкие клочки нужного размера. 10 кг этих клочков вдували в машину для воздушной обработки в поворотном барабане (фирмы Lorch диаметром 127 см и длиной 449,5 см) для образования пучков волокон, со скоростью 320 об/мин в течение 75 с, и ещ 75 с в другом направлении (всего 150 с). Пучки волокон собирали, высасывая их из машины воздушной обработки в мешок из тканого полипропилена. Объм продукта затем измеряли методом измерения в цилиндре. Пример 1. Полиэфирное штапельное волокно, имеющее 6,7 дтекс с длиной отрезков 32 мм, сплошного круглого периферийного поперечного сечения, обработанное силиконовым разглаживающим агентом (0,6%), имеющее термоотвержденные нити с извитостью произвольной трхразмерной криволинейной удлиннной формы,полученное процессом повышения объмности с термоотверждением (термофиксацией) объмно-жгутовой нити, как описано дальше, пропускали через кипоразбиватель и разрыхлитель фирмы Laroch, и затем через трепало фирмыTrutschler Clean-Master при открытой камере,чтобы, по меньшей мере, частично разрушить толстые куски волокон. Всю загрузку (имеющую в наличии только до 8,5 кг, по сравнению со стандартной нагрузкой 10 кг) вдували в ту же машину воздушной обработки в поворотном барабане, какая используется в сравнительном примере А, и обрабатывали со скоростью 320 об/мин. В примере 1, однако, это волокно нуждалось только в десятисекундной обработке в каждом направлении (всего в течение 20 с) в отличие от 75 с для сравнительного примера А,где использовалось исходное волокно со спиральной извитостью. Другими словами, для сравнительного примера А потребовалось в 7,5 раз больше времени для получения пучков волокон, чем в примере 1. 16 Полиэфирное штапельное волокно, используемое в примере 1, было изготовлено и увеличено в объме следующим образом. Полиэфирные хлопья (повторно обработанного полимера) в отличие от необработанного полимера сравнительного примера А сушили 15 ч и пряли для образования круглых (сплошных) нитей через 542 отверстия с производительностью 33,2 кг/ч (2 позиции, каждая состоящая из 271 отверстия) с температурой полимера 296 С, скоростью выхода 380 м/мин и сразу же вытягивали(прядение с вытяжкой) тремя узлами вытяжных роликов, следующим образом: 1-418 м/мин при 90 С; 2-1806 м/мин при 160 С; 3-1766 при 170 С; затем повышали объмность, используя пар при 220 С и давлении 8,0 бар; затем разглаживали со скоростью 1590 м/мин, используя ряды сопел, наносящих тот же тип разглаживающего агента (полидиметилсилоксан), что и в сравнительном примере А, для обеспечения того же уровня (0,6%), после чего резали для образования штапеля со скоростью 1590 м/мин. Разглаживатель на штапеле отверждали, пропуская штапель в вакуумных мешочках через печь на ленточном транспортре, по меньшей мере, в течение 10 мин при температуре 170 С. Пример 2. Исходные волокна, используемые в примере 2, были такими же, как в примере 1, но обработка в пучки волокон была модифицирована для демонстрации результата, по меньшей мере, частичного устранения больших кусков волокна. Волокна прошли обработку в кипоразбивателе и разрыхлителе фирмы Laroche, затем были пропущены через трепало фирмы CleanMaster, перед обработкой в поворотном барабане фирмы Lorch, в тех же условиях, как в примере 1. Загрузка составляла 9,0 кг по сравнению с 8,5 кг в примере 1, в то время как стандартная загрузка составляла 10 кг, как в сравнительном примере А. Причиной такого отклонения было недостаточное количество волокна. Обработка волокон перед скатыванием в этом примере дала продукт с очень существенным уменьшением обрывков волокон, пучки волокон улучшенной структуры и повышенной объмности, соответствующей объмности сравнительного примера А, как видно из табл. 1. Набивочная способность (объмность под небольшими нагрузками) продукта в примере 2 была такой же, как в сравнительном примере А, а опорная масса (высота при давлении 120 Н) была приблизительно на 10% выше. Пример 3. Полое полиэфирное волокно, 6,0 дтекс с длиной отрезков 32 мм, и так же обработанное разглаживающим веществом, и имеющее такую же извитость, приготовлялось таким же образом, за исключением следующего: волокна пряли из полимерного расплава (полученного из хлопьев необработанного полимера) через 560 отверстий, имеющих "форму С", чтобы полу 17 чить полую нить с небольшим смещением от центра, приблизительно с 10% содержанием пустот, со скоростью выхода 450 м/мин, при этом первое звено вытяжных роликов (при температуре 90 С) работало со скоростью 468 м/мин и давление пара, используемого для фильерного повышения объмности составляло 8,5 бар (230 С). Эти волокна (4 кг) обрабатывали, как в примере 1, пропуская через трепало фирмыTrutzschler Clean-Master, снова с открытой камерой, и в той же машине с поворотным барабаном для воздушной обработки (фирмы Lorch,описанной в сравнительном примере А) (при скорости 320 об/мин) в течение 75 с (всего), не меняя направления. Пучки волокон затем всасывались в мешок из тканого полипропилена. Объм каждого пучка волокон описанных выше экспериментов измеряли в цилиндре, как показано ниже, результаты даны ниже в табл. 1. Волокнам примера 3 потребовалось больше времени или большее число оборотов в минуту для достижения структуры пучков волокон, сравнимой со структурой примера 2. Это может объясняться чрезвычайно высоким уровнем извитости волокон примера 3. Это видно из увеличенной объмности полученных пучков волокон примера 3, как показано в табл. 1. Таблица 1 Эксперимент Сравнительный пример А Пример 1 Пример 2 Пример 3 ИВ 2 - исходная высота 2 Н - ньютон Высота в мм под нагрузками ИВ 2 5 Н 120 Н 353 315 103 337 299 107 350 317 113 404 371 130(высоты) для продукта примера 3 всегда были лучшие, значительно превосходящие величины,полученные для коммерческого продукта, который использовался для коммерческого продукта сравнительного примера А. Исходные величины в начале второго цикла прессования (сжатия)(ИВ 2) были сравнимы для коммерческого продукта и для продукта примера 1 (получаемого воздушной обработкой в поворотном барабане только за 20 с по сравнению с 21/2 мин), но высота (объмность) была значительно выше для продукта примера 1 под максимальной нагрузкой. Другими словами, сравнительные измерения в табл. 1 показывают, что из пучков волокон настоящего изобретения можно получить превосходную объмность по сравнению с объмностью, получаемой данным коммерческим продуктом, и что опорная масса, которую обеспечивают пучки волокон согласно настоящему изобретению, также может быть лучше. Очень важно отметить также следующие важные фак 18 торы, которые могли бы повлиять на примеры согласно изобретению, а именно: вакуумная упаковка и доставка продуктов оттуда, где изготовлялись исходные волокна и где их объмность была увеличена, относительно небольшие количества получаемого волокна и пучков волокон и, следовательно, невозможность оптимизировать условия производства в отличие от коммерческого продукта, который изготавливается уже несколько лет, и процесс изготовления которого был оптимизирован, как и сам продукт, а так же тот факт, что продукт в примере 1 был изготовлен из переработанного полимера, а не из необработанного (свежего) полимера, который не является промежуточным продуктом переработки полимера. Измерения объмности получали на двух диванных подушках из пучков волокон, полученных как описано выше, за исключением следующих указанных особенностей. Обе подушки имели одинаковый размер (505010 см). В сравнительном примере В использовались пучки волокон, выполненные, в основном, как описано для сравнительного примера А, за исключением того, что машина для воздушной обработки в поворотном барабане работала со скоростью 360 об/мин для получения коммерческого продукта, имеющего исходную высоту, на 57% меньше, и увеличенную опорную массу (жсткость), что желательно для мебельных подушек. Подушка (диванная) сравнительного примера В была наполнена 675 г этого коммерческого продукта. Поскольку продукт примера 3 имел более высокую объмность, эта подушка была наполнена только 574 г, т.е. на 15% меньше, чем 675 г, используемых для коммерческого продукта. Как видно из табл. 2, мебельные подушки из примера 3 согласно изобретению имели более высокую объмность, несмотря на уменьшенный вес наполнения, т.е. они были значительно легче, но более объмными. Таблица 2 Высота в мм под нагрузкой Сравнительный Пример 3 пример В 146 150 136 141 117 124 98 105 45 50 Специалисты в данной области, пользуясь изложенными здесь преимуществами настоящего изобретения, могут внести в него множество модификаций. Эти модификации должны не выходить за рамки объма настоящего изобретения, изложенного ниже в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Штапельное волокно с модифицированной поверхностью, имеющее трехразмерную 19 криволинейную произвольную первичную извитость. 2. Штапельное волокно по п.1, имеющее от 2 до 20 дтекс и длину отрезков от 10 до 100 мм,а также вторичную извитость со степенью извитости более 6 изгибов извитости на 10 см длины. 3. Волокно по п.1, имеющее поверхность,модифицированную силиконовым полимером,таким как, например, полидиметилсилоксан с % содержанием Si от 0,02 до 1,0% на вес волокна. 4. Волокно по п.1, имеющее поверхность,модифицированную сегментированными сополимерами полиалкиленоксида и других полимеров или полимерами полиэтилена или полиалкилена, причем весовой процент модификатора поверхности составляет приблизительно от 0,1 до 1,2% на вес волокна. 5. Смеска волокна по п.1, по меньшей мере, с одним другим волокном, включающая связующее волокно, при этом волокно по п.1 содержит, по меньшей мере, 70% веса смески. 6. Предмет, наполненный волокном по п.1,который представляет собой спальные подушки,стганые одеяла, диванные подушки, спальные мешки, одежду и подобные предметы. 7. Нетканый предмет, изготовленный из волокна по любому из пп.1, 4. 8. Пучок волокон, имеющий произвольное распределение и спутанность волокон в пучке,который содержит множество штапельных волокон с модифицированной поверхностью, в которых волокна имеют трхразмерную криволинейную произвольную первичную извитость. 9. Пучок по п.8, в котором волокно имеет от 2 до 20 дтекс и длину отрезков от 10 до 100 мм, причем волокно имеет вторичную извитость со степенью извитости, превышающей 6 изгибов извитости на 10 см длины, и пучки волокон имеют средний диаметр, составляющий приблизительно от 2 до 15 мм. 10. Пучок по п.8, в котором волокна имеют поверхность, модифицированную силиконовым полимером, как, например, полидиметилсилоксан с % содержанием Si от 0,02 до 1,0% на вес волокон. 11. Пучок по п.8, в котором волокна имеют поверхность, модифицированную сегментированными сополимерами полиалкиленоксида и других полимеров или полимерами полиэтилена и полиалкилена, причем весовой процент модификатора поверхности составляет приблизительно от 0,1 до 1,2% на вес волокна. 12. Пучок по п.8, в котором, по меньшей мере, 50 вес.% пучка волокон имеет такое поперечное сечение, что максимальный размер каж 003079 20 дого пучка волокон не превышает минимального размера более чем вдвое. 13. Пучок по п.9, содержащий дополнительное волокно, отличное от штапельного волокна, при этом другое волокно содержит до 30 вес.% всего количества волокон в пучке. 14. Предмет, наполненный пучками волокон по п.8, который представляет собой спальные подушки, стеганые одеяла, диванные подушки, спальные мешки, одежду и подобные предметы. 15. Способ изготовления штапельного волокна с трхмерной криволинейной произвольной первичной извитостью, включающий следующие стадии:(а) прядение синтетического полимера из расплава полимера и охлаждение полимера для получения отвержднных непрерывных нитей;(б) вытягивание отвержднных нитей по мере продвижения отвержднных нитей нагретыми вытяжными роликами;(в) фильерное повышение объмности нитей нагретой сухой средой при температуре,превышающей температуру фазового перехода второго рода синтетического полимера;(г) охлаждение нитей до температуры ниже температуры фазового перехода второго рода синтетического полимера;(д) резку нитей в режиме "онлайн" для получения штапельных волокон;(е) нанесение модификатора поверхности на волокна для получения волокон с модифицированной поверхностью; и(ж) отверждение волокон с модифицированной поверхностью. 16. Способ по п.15, в котором стадию (е) выполняют перед стадией (д). 17. Способ по п.15, в котором стадию (е) выполняют перед стадией (д), так что модификатор поверхности наносят на нити, и нити с модифицированной поверхностью режут для получения штапельных волокон с модифицированной поверхностью. 18. Способ по п.15, в котором отвержденные волокна кипуют для дальнейшей обработки или используют непосредственно в объединнном процессе для изготовления пучков волокон,нетканых продуктов или подобных продуктов. 19. Способ по п.15, в котором волокна скатываются в пучки волокон в оборудовании для образования пучков. 20. Штапельное волокно с модифицированной поверхностью, полученное способом по п.15.