CN103271585A

CN103271585A - 一种复合天然纤维床芯及其制备方法

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Publication number: CN103271585A
Application number: CN2013100013505A
Authority: CN
Inventors: 刘国忠; 陈红武
Original assignee: SUZHOU MOWEI NATURAL FIBER MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SUZHOU MOWEI NATURAL FIBER MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种复合天然纤维床芯，包括至少一个中间层和设置在中间层上表面或者下表面的表层，所述表层是按重量百分比由如下组分组成的无纺层：15%~40%的低熔点纤维和60%~85%的竹原纤维，所述中间层按重量百分比由如下组分组成：60%~85%复合天然纤维、15%~40%的低熔点纤维，所述复合天然纤维由椰棕纤维、竹原纤维和麻纤维组成，所述椰棕纤维:竹原纤维:麻纤维含量比为1:1:1~3:2:1。本发明还公开了所述天然纤维床芯的制备方法，包括以下步骤：分别制备各层包括上下表层和中间层，然后顺序铺好，经烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装工序制得。本发明的天然纤维床芯及其制备方法解决了现有床垫中存在的易分层断裂、弹性不够、透气性差、发霉生虫等技术问题。

Description

一种复合天然纤维床芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种床芯，尤其涉及一种采用竹棕纤维制备的床芯及其制备方法。

背景技术

目前纤维床芯大部分是采用传统的椰棕床垫，椰棕床垫需要使用大量胶水粘合而成，若长期使用会对人体健康造成危害，椰棕床垫不仅较易受潮发霉、长虫变质，而且易塌陷、易折断，而且较硬、弹性差，使用范围也较窄，多适合做硬床垫填充材料。

公布号为CN102174729A的专利公开了一种聚酯纤维椰棕板，其包括三层，上下两层材料相同，均为采用低熔点双组份皮芯纤维和三维卷曲圆中空纤维；中间层材料为低熔点双组份皮芯纤维和椰棕纤维。上述聚酯纤维椰棕板虽然解决了椰棕床垫使用胶水和质硬的问题，但椰棕纤维本身易受潮发霉、长虫变质，长期使用对人体健康有害，而且床垫易变形，透气性和弹性也较差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种抗菌性好、弹性强、强度高、散湿性强且不易分层的防虫床芯，本发明还提供了该复合天然纤维床芯的制备方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的复合天然纤维床芯，包括至少一个中间层和设置在中间层上表面或者下表面的表层组成，所述表层是按重量百分比由如下组分组成的无纺层：15%~40%的低熔点纤维和60%~85%的竹原纤维，所述中间层按重量百分比由如下组分组成：所述复合天然纤维由椰棕纤维、竹原纤维和麻纤维组成，所述椰棕纤维:竹原纤维:麻纤维含量比为1:1:1~3:2:1。。

本发明中，由于有低熔点纤维的存在，无需使用胶水，就可使床垫填充复合材料粘合，不易分层且环保。所述椰棕纤维:竹原纤维:麻纤维含量比为1:1:1~3:2:1，此比例情况下，中间层的横截面积的纹路呈“S”型，S型结构起到了弹簧的作用，而且密度小更轻便、弹性强、能够节省约三分之一的原料，相对于其他现有产品，本发明提供的产品，弹性更好，且透气性能更佳。

优选地，所述表层采用针刺无纺层，针刺无纺层表面和内部有均匀的空隙，从而使床垫具有良好的透气性，而且通过这些空隙还能起到保温、隔热、隔音的效果。

优选地，所述低熔点纤维为PP纤维、PLA纤维、ES纤维、PE/PET皮芯纤维、4080纤维中的一种或者一种以上。

优选地，所述麻纤维为黄麻、红麻、剑麻、亚麻、大麻、苎麻中的一种或一种以上。

优选地，所述椰棕纤维和竹原纤维长度为30-300mm，细度为15-120D；所述麻纤维长度为30-300mm，细度为15-40D。纤维长度的选择对成品性能也有很大影响，纤维长度过短，彼此间交缠力弱，强度、弹性都受影响，而纤维长度过长，则在成网过程中不易均匀散开，本发明中的复合天然纤维床芯选用长度为30-300mm的麻纤维，既保证了纤维可以彼此交缠达到需要的强度，又使制备过程容易散开成三维交缠结构，从而使制备的床垫更加的耐用，不易分层。

通过椰棕纤维、竹原纤维、麻纤维和低熔点纤维结合来生产床垫，则既可以解决单纯由棕纤维生产床垫所带来的问题，也可以解决使用胶水带来的问题，但是椰棕纤维较粗且硬，麻纤维较细且软，竹原纤维细软适中，申请人在研究中发现，其加入量将直接影响到床垫的强度、弹性；低熔点纤维作为粘结剂，申请人发现其加入量也至关重要，加入过多则床垫会过于板结，弹性差，加入量过少则会不能起到良好的粘结作用，影响强度，且易分层。椰棕纤维、竹原纤维、麻纤维和低熔点纤维相互配合起作用，通过特定的棕麻配比制备出特定的纹路结构，在弹性、强度、散湿性、透气性、不易分层问题上，都大大的提升了，而且密度小更轻便、弹性强、能够节省约三分之一的原料。

从结构上，目前的床垫采用单层结构的居多，为了使床垫达到良好的使用效果，需要其具备多种性能，比如说在保证强度、弹性的同时，还需要透气性好、舒适性好，如果采用单层结构将不能兼顾，因为要达到足够的强度势必需要降低气孔率，从而影响透气性，透气性好了又影响强度，而且透气性好了结构势必会比较松散，床垫中间的硬质纤维容易扎出影响舒适性，申请人研究发现，低熔点纤维的加入量对透气性有较大的影响。对最有可能会出现细菌或者螨虫的表层由15%~40%的低熔点纤维和60%~85%的竹原纤维制成的无纺层，采用这种比例，能最大程度的保证透气性能的同时，也起到了防菌除臭的作用，而且竹原纤维细软适中，触感柔顺，能够提供更大的舒服度。

本发明还提供所述复合天然纤维床芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上下表层的无纺层；

（2）将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层；

（3）通过步骤（1）制备的上下表层的无纺层分别放在中间层的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为170-230℃，烘箱中的烘制时间为1~9min，冷轧温度为5-25℃。

优选地，所述步骤（3）中的冷却采用风冷方式冷却，冷却温度为0-25℃；以有效去除水蒸气，使得制备的床垫材料比较干燥。

优选地，所述步骤（3）中的烘箱中的烘制温度为170-215℃。

优选地，所述步骤（1）中的针刺工艺中的针刺密度为44－150刺/cm²

有益效果：本发明相对于现有技术具有以下优点：

（1）低熔点纤维的加入量对于成品的性能影响很大，加入小，起不到粘结作用，成品易分层，断裂，耐用性差，加入量大，又使得成品过于板结，弹性差，使用起来很不舒服，本发明中的低熔点纤维的加入量在15%~40%之间，即保证了粘结性也保证了成品具有合适的弹性和弹性恢复性。

（2）本发明中对最有可能会出现细菌或者异味的表层由15%~40%的低熔点纤维和60%~85%的竹原纤维制成的无纺层，采用这种比例，能最大程度的保证透气性能的同时，由于竹原纤维中含有叶绿素铜钠，也起到了吸湿排湿除臭性的作用，而且竹原纤维细软适中，触感柔顺，能够提供更大的舒服度。

（3）本发明提供的床芯含有适量的椰棕纤维。因为麻纤维、竹原纤维相对于椰棕纤维较细且软，从而耐久性相对较差，参入刚性和弹性兼顾的椰棕纤维，可以即保证床垫的透气性、抗菌抑螨性、排湿除臭等性能的同时，又保证床垫的弹性和耐久性。

（4）本发明中椰棕纤维:竹原纤维:麻纤维含量比为1:1:1~3:2:1，此比例情况下，中间层的横截面积的纹路呈“S”型，S型结构起到了弹簧的作用，而且密度小更轻便、弹性强，能够节省约三分之一的原料，节约成本，相对于其他现有产品，本发明提供的产品，弹性更好，且透气性能更佳。

（5）本发明提供复合天然纤维床芯的制备方法，工序简单，这对本发明的床垫采用长度为30-300mm的纤维的情况下，控制预成网、梳理、气流成网工序的速度在0~20m/min，使得整个产品内部纤维相互呈立体形式、交叉地纠缠在一起，从而使床垫不易分层，而且具有较好的弹性和弹性回复性，长期使用不易变形。并且使得床垫纵、横向强力较均衡，几乎无差异，其纵、横向强力比为1:1.02，而一般的梳理成网的纵、横向强力比为1:1.2-1:1.3。

采用冷轧工序，可以在定厚的同时帮助降温，并修饰产品表面，使产品表面的凹凸不平变得平整。

附图说明

图1是本发明的复合天然纤维床芯的结构示意图。

图2是本发明的复合天然纤维床芯的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明的床垫填充复合材料有依次设置的上表层1、中间层2、下表层3组成，本发明中的床垫填充芯还可以根据不同人群的使用需求，增加中间层、表层或者去掉表层，还可以在各层结构中采用不同的材质，比如在表层中加入弹性材料，中间层为床垫提供一定的厚度和强度，这样，可以使得床垫具有足够的弹性，而又经久耐用，表层还可以对中间层的粗硬纤维有一定的阻挡作用，防止其扎出而刺痛使用者；各层可以分别采用不同的组成、不同的工艺，以达到较好的使用效果，下面是具体的实施例：

实施例1：

一种复合天然纤维床芯，包括一个中间层2和设置在中间层2上表面和下表面的表层，所述表层按重量百分比由如下组分组成：15%的PLA纤维和85%的竹原纤维，所述中间层2按重量百分比由如下组分组成：50%的椰棕纤维、25%的竹原纤维、10%的黄麻纤维以及15%的PP纤维。

其制备方法包括如下步骤：

第一步，将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上表层1、下表层3的无纺层，其中上表层1、下表层2的无纺层采用15%的PLA纤维和85%竹原纤维，针刺工艺中的针刺密度为88刺/cm²；

第二步，按照50%的椰棕纤维、25%的竹原纤维、10%的黄麻纤维以及15%的PP纤维的比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层2，其中预成网、梳理、气流成网工序的速度为6m/min；

第三步，将通过步骤（1）制备的上表层1、下表层3的无纺层分别放在步骤（2）中制备的中间层2的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为230℃，烘箱中的烘制时间为3min，冷轧温度为9℃，冷却温度为12℃。

本实施例中所述的椰棕纤维和竹原纤维长度为200mm，细度为120D；所述的黄麻纤维的长度为80mm；细度为30D；

本实施例制备的产品各项性能参数如下：

抗菌测试：将本实施例制得的产品，滴上一定浓度的大肠杆菌ATCC8739，然后24小时后再检测大肠杆菌浓度，得出抗菌性能参数。

驱螨效果测试：取7只小培养皿，其中1只为中心培养皿，其余6只为培养皿围绕中心培养皿摆放，并有一处培养皿壁与中心培养皿接触，将7只培养皿摆好后放在粘胶纸板上使其位置得以固定。在周围6只培养皿中间隔放置本实施例中制得的检测样品和对照样品，检测样品的面积与培养皿底面积基本一致。在检测样品的上面各放螨虫饲料0.05g。在中心培养皿中放入螨虫1000只，将固定在粘胶纸板上的这一套试验装置放入一个有盖瓷盘中，加入饱和食盐溶液使磁盘内湿度保持在75%左右，在恒温中（25度）培养24小时。用浮选法将饲料中的螨虫分离并收集起来，用水洗法将各培养皿及防螨床垫上螨虫收集起来。分别记录防螨床垫上的螨虫数，按下式计算驱螨率：

驱螨率（%）＝（1-检测组螨虫数/对照组螨虫数）*100%

检测结果见下表：

甲醛含量检测：通过对本实施例所制备的样品进行甲醛含量检测，检测结果为16mg/kg，处于人体安全范围值之内。

除臭性检测：取一定量的本产品样品，滴一浓度氨至样品上，检测结果如下

时间	0h	3h	24h
				氨的浓度（PPM）	50.0	4.8	0.9

强力、气味及强度检测：通过对本实施例所制备的样品参照GB/T15788－1995测试得到的纵、横向强力比为1：1.01；参照QB1952.2-2004弹簧软床垫标准中的6.8实验方法得出本实施例制得的产品无异常气味；参照其中的6.6.1检测出的强度为18N/cm，符合行业和国家标准。

弹性检测：本实施例制备得到的产品，中间层2的横截面积的纹路呈“S”型，S型结构起到了弹簧的作用，而且密度小更轻便、弹性强、能够节省约三分之一的原料，相对于其他现有产品，本实施例制得的产品，弹性更好，且透气性能更佳。

实施例2：

一种复合天然纤维床芯，包括一个中间层2和设置在中间层2上表面的表层，所述表层按重量百分比由如下组分组成：40%的PP纤维和60%的竹原纤维，所述中间层2按重量百分比由如下组分组成：30%的椰棕纤维、20%的竹原纤维、10%的亚麻纤维以及40%的ES纤维。

其制备方法包括如下步骤：

第一步，将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上表层1、下表层3的无纺层，其中上表层1的无纺层采用40%的PP纤维和60%竹原纤维，针刺工艺中的针刺密度为44刺/cm²；

第二步，按照30%的椰棕纤维、20%的竹原纤维、10%的亚麻纤维以及40%的ES纤维的比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层2，其中预成网、梳理、气流成网工序的速度为20m/min；

第三步，将通过步骤（1）制备的上表层1、下表层3的无纺层分别放在步骤（2）中制备的中间层2的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为180℃，烘箱中的烘制时间为1min，冷轧温度为20℃，冷却温度为18℃。

本实施例中所述的椰棕纤维和竹原纤维长度为300mm，细度为15D；所述的黄麻纤维的长度为30mm；细度为15D；

本实施例制备的产品各项性能参数如下：

驱螨效果测试：检测方法同实施例1；

检测结果见下表：

甲醛含量检测：通过对本实施例所制备的样品进行甲醛含量检测，检测结果为8mg/kg，处于人体安全范围值之内。

时间	0h	3h	24h
				氨的浓度（PPM）	50.0	3.7	1.2

强力、气味及强度检测：通过对本实施例所制备的样品参照GB/T15788－1995测试得到的纵、横向强力比为1：1.03；参照QB1952.2-2004弹簧软床垫标准中的6.8实验方法得出本实施例制得的产品无异常气味；参照其中的6.6.1检测出的强度为10N/cm，符合行业和国家标准。

实施例3：

一种复合天然纤维床芯，包括一个中间层2和设置在中间层2上表面和下表面的表层，所述表层按重量百分比由如下组分组成：35%的4080纤维和65%的竹原纤维，所述中间层2按重量百分比由如下组分组成：25%的椰棕纤维、25%的竹原纤维、25%的大麻纤维以及25%的ES纤维。

其制备方法包括如下步骤：

第一步，将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上表层1、下表层3的无纺层，其中上表层1、下表层3的无纺层采用40%的4080纤维和60%竹原纤维，针刺工艺中的针刺密度为150刺/cm²；

第二步，按照25%的椰棕纤维、25%的竹原纤维、25%的大麻纤维以及25%的ES纤维的比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层2，其中预成网、梳理、气流成网工序的速度为8m/min；

第三步，将通过步骤（1）制备的上表层1、下表层3的无纺层分别放在步骤（2）中制备的中间层2的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为210℃，烘箱中的烘制时间为1min，冷轧温度为12℃，冷却温度为6℃。

本实施例中所述的椰棕纤维和竹原纤维长度为230mm，细度为85D；所述的大麻纤维的长度为210mm；细度为35D；

本实施例制备的产品各项性能参数如下：

驱螨效果测试：检测方法同实施例1。

检测结果见下表：

甲醛含量检测：通过对本实施例所制备的样品进行甲醛含量检测，检测结果为18mg/kg，处于人体安全范围值之内。

时间

0h

3h

24h

氨的浓度（PPM）

50.0

4.2

1.4

强力、气味及强度检测：通过对本实施例所制备的样品参照GB/T15788－1995测试得到的纵、横向强力比为1：1.02；参照QB1952.2-2004弹簧软床垫标准中的6.8实验方法得出本实施例制得的产品无异常气味；参照其中的6.6.1检测出的强度为24N/cm，符合行业和国家标准。

实施例4：

一种复合天然纤维床芯，包括两个个中间层2和设置在中间层2上表面的表层，所述表层按重量百分比由如下组分组成：15%的PP纤维、10%的ES纤维、75%竹原纤维，所述中间层2按重量百分比由如下组分组成：35%的椰棕纤维、30%的竹原纤维、15%的剑麻纤维以及20%的ES纤维。

其制备方法包括如下步骤：

第一步，将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上表层1、下表层3的无纺层，其中上表层1的无纺层采用15%的PP纤维、10%的ES纤维、75%竹原纤维，针刺工艺中的针刺密度为118刺/cm²；

第二步，按照35%的椰棕纤维、30%的竹原纤维、15%的剑麻纤维以及20%的ES纤维的比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层2，其中预成网、梳理、气流成网工序的速度为5m/min；

第三步，将通过步骤（1）制备的上表层1、下表层3的无纺层分别放在步骤（2）中制备的中间层2的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为190℃，烘箱中的烘制时间为3min，冷轧温度为15℃，冷却温度为8℃。

本实施例中所述的椰棕纤维和竹原纤维长度为150mm，细度为105D；所述的麻纤维的长度为100mm，细度为30D；

本实施例制备的产品各项性能参数如下：

驱螨效果测试：检测方法同实施例1；

检测结果见下表：

甲醛含量检测：通过对本实施例所制备的样品进行甲醛含量检测，检测结果为12mg/kg，处于人体安全范围值之内。

除臭性检测：取一定量的本产品样品，滴一浓度氨至样品上，检测结果如下：

时间	0h	3h	24h
				氨的浓度（PPM）	50.0	3.4	0.8

强力、气味及强度检测：通过对本实施例所制备的样品参照GB/T15788－1995测试得到的纵、横向强力比为1：1.01；参照QB1952.2-2004弹簧软床垫标准中的6.8实验方法得出本实施例制得的产品无异常气味；参照其中的6.6.1检测出的强度为19N/cm，符合行业和国家标准。

实施例5：

一种复合天然纤维床芯，包括一个中间层2和设置在中间层2下表面的表层，所述表层按重量百分比由如下组分组成：15%的PE/PET纤维、15%PP纤维、70%的竹原纤维，所述中间层2按重量百分比由如下组分组成：45%的椰棕纤维、15%的竹原纤维、10%的红麻纤维以及30%的ES纤维。

其制备方法包括如下步骤：

第一步，将各组分按所需比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网、针刺，分别制得上表层1、下表层3的无纺层，其中下表层3的无纺层采用15%的PE/PET纤维、15%PP纤维、70%的竹原纤维，针刺工艺中的针刺密度为52刺/cm²；

第二步，按照45%的椰棕纤维、15%的竹原纤维、10%的红麻纤维以及30%的ES纤维的比例进行称重、开松混合、预成网、梳理、气流成网制得中间层2，其中预成网、梳理、气流成网工序的速度为5m/min；

第三步，将通过步骤（1）制备的上表层1、下表层3的无纺层分别放在步骤（2）中制备的中间层2的上方和下方，然后一起进入烘箱、冷轧、冷却、切割、检验包装，其中烘箱温度为220℃，烘箱中的烘制时间为7min，冷轧温度为5℃，冷却温度为11℃。

本实施例中所述的椰棕纤维和竹原纤维长度为200mm，细度为95D；所述的麻纤维的长度为180mm；细度为28D；

本实施例制备的产品各项性能参数如下：

驱螨效果测试：测试方法如实施例1；

检测结果见下表：

甲醛含量检测：通过对本实施例所制备的样品进行甲醛含量检测，检测结果为14mg/kg，处于人体安全范围值之内。

时间	0h	3h	24h
				氨的浓度（PPM）	50.0	2.6	0.5

强力、气味及强度检测：通过对本实施例所制备的样品参照GB/T15788－1995测试得到的纵、横向强力比为1：1.01；参照QB1952.2-2004弹簧软床垫标准中的6.8实验方法得出本实施例制得的产品无异常气味；参照其中的6.6.1检测出的强度为15N/cm，符合行业和国家标准。

本发明中的烘箱的烘制温度、时间对产品各方面性能有较大影响，温度过高，时间过长，会使得低熔点纤维过分融化从而是产品变得板结没有弹性，而温度过低，时间过短，又会使得产品的纤维之间粘结力不够，从而易分层、断裂，影响耐用性。本发明的工艺方法对烘制温度、时间的确定，烘制温度为170-230℃，烘箱中的烘制时间为1~9min，其中烘制时间为2.5~4min时效果更佳，可以保证产品在富有弹性的同时，而又有足够的粘结力，不易分层、断裂。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种复合天然纤维床芯，其特征在于：包括至少一个中间层和设置在中间层上表面或者下表面的表层，所述表层是按重量百分比由如下组分组成的无纺层：15%~40%的低熔点纤维和60%~85%的竹原纤维，所述中间层按重量百分比由如下组分组成：60%~85%复合天然纤维、15%~40%的低熔点纤维，所述复合天然纤维由椰棕纤维、竹原纤维和麻纤维组成，所述椰棕纤维:竹原纤维:麻纤维含量比为1:1:1~3:2:1。

2.根据权利要求1所述的复合天然纤维床芯，其特征在于：所述表层采用针刺无纺层。

3.根据权利要求1所述的复合天然纤维床芯，其特征在于：所述低熔点纤维为PP纤维、PLA纤维、ES纤维、PE/PET皮芯纤维、4080纤维中的一种或者一种以上。

4.根据权利要求1所述的复合天然纤维床芯，其特征在于：所述麻纤维为黄麻、红麻、剑麻、亚麻、大麻、苎麻中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的复合天然纤维床芯，其特征在于：所述椰棕纤维和竹原纤维长度为30-300mm，细度为15-120D；所述的麻纤维长度为30-300mm，细度为15-40D。

6.权利要求1~5中任一项所述的复合天然纤维床芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的复合天然纤维床芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的冷却采用风冷方式冷却，冷却温度为0-25℃。

8.根据权利要求6所述的复合天然纤维床芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的烘箱中的烘制温度为170-215℃。

9.根据权利要求6所述的复合天然纤维床芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中针刺工艺中的针刺密度为44－150刺/cm²。