CN104305786A - 一种超高分子量聚乙烯纤维(uhmwpe)凉席及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席及其制造方法，该凉席具有表层、里层的双层结构。表层具有较大的纱线间孔隙和较大的单丝间孔隙，由UHMWPE长丝纱，或UHMWPE与普通纺织材料间隔排列后，或UHWMPE与普通纺织材料的复合纱作为经纬纱织造而成，且UHMWPE含量不低于50%。里层由亲水性的普通纺织材料构成。表层和里层采用表里接结双层组织结构或表里换层双层组织结构织造而成，或者由两个单层织物绗缝成一体。在经纬向之间采用抽取经纬纱方式预留折叠条，表层和里层进行抗菌和防蚊虫工艺处理。这种凉席具有明显且持久的接触凉感、易于折叠和携带、轻量化、席面持久干爽且具有抗菌防虫功能。

Description

一种超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)凉席及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席及其制造方法。

背景技术

凉席通常是夏季为了凉爽而铺垫的席子。为了实现凉爽环境，凉席应具有以下特点：（1）具有明显的瞬时接触凉感。这要求席面材料具有较高热容量，在温度相对较高的人体表面刚和温度相对较低的席面接触时，单位质量席子能够吸收更多的人体热量，人体能够感受到明显的触落温差，从而获得凉爽感，并能够使接触席子的皮肤达到一个较低的平衡温度。（2）具有较好的持久接触凉感。这要求席面材料具有较高的导热系数，以便人体皮肤表面的热量通过席面材料较为快速持久地传播到较广的区域，在这些区域实施散热，使接触凉席的皮肤持续获得较低的温度。（3）具有一定的纹理平整度。凉席表面的纹理应保持适度平整，席面平整可以在身体刚接触席面时造成较大面积的接触，便于产生初始阶段的较多热量的散失，使皮肤产生较大的触落温差，产生较显著的凉爽感。但过于平整会造成因出汗而使皮肤与凉席发生粘连，造成不适体感。

此外，考虑到特殊需求，凉席同时还有几点需要考虑：（4）易折叠和携带。这一点对于军、警用或野外活动、以及狭小空间用凉席至关重要；（5）轻量化。尽可能的减轻凉席重量，便于携带。（6）卫生性和其他功能。凉席还应该具有抗菌作用，以防止汗液浸渍因不常洗涤而出现菌群蔓延。另外，如果能同时赋予防虫、芳香功能，将有利于使用者获得安全卫生和舒适感。

目前，商品凉席基本都为天然纤维凉席，主要有草席、竹席、亚麻席、藤席和牛皮席等，均是天然纤维材料制成。其中：（1）草席。价格便宜，材质柔软，与皮肤亲和力强，但降温性差、不够凉爽，且易导致人体过敏，易生螨虫，卫生性能欠佳。（2）竹席。导热系数高，凉爽，老人、小孩及体质弱的人不宜使用。竹席又分为竹篾席和竹麻将块席，竹篾席不易折叠和收纳，竹麻将块席质地较硬，麻将块之间有缝隙，不合适皮肤敏感和娇嫩的人群如儿童、部分女性等使用。且竹麻将块席很重，一床90cm×200cm的竹麻将块席，重量达2.2-2.5kg。（3）亚麻凉席。吸湿透气、抑菌，但不够凉爽，且过于柔软，平整性差。（4）牛皮凉席。热容量大，散热性比较好，防潮功能优良，缺点是皮肤有汗时有粘连感，席身易翘曲、席边易褶皱，且真皮皮层易吸水、挥发缓慢，价格较高。（5）藤皮凉席。韧性好、不易断裂，柔软耐磨、弹性好，可折叠，使用寿命长，舒适、散热凉爽，吸汗不粘身，不被虫蛀，但价格较高。

上述五种凉席中，（1）草席、亚麻凉席、藤皮和牛皮凉席，其导热系数低、热容量小，接触凉感差。且这些材料在汗液的非均匀浸渍下容易产生变形，并导致整体不均匀变形，使用过程中常出现中间凸起、扭曲不平整等现象，影响美观性。（2）竹凉席最为常见，在这5种凉席中接触凉感最强，并被广泛用于民用、军警及户外装备中。但竹凉席不容易折叠、重量较重、不便于随身携带、长久收纳时也容易生虫。

除了材料导致的上述缺点外，现有凉席多为简单的单层结构、四周经包边制成。单层凉席缺乏持续的吸收汗水和湿气的能力，时间一长，席面被汗水浸渍导致潮湿，给人体带来不适感。

因此，一种具有明显且持久的接触凉感、易于折叠和携带、便于收纳、轻量化、且能够有效保持席面干爽、具有一定卫生功能性的凉席具有广泛的市场需求。

超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）以其低密度和高强高模性能，被用于防弹、防刺、高强绳索等特种装备领域，是一种高性能纤维。该纤维的高强高模来自于其极高的分子链取向，而高取向的分子结构使物体具有良好的热传导性能，但是鲜有利用其优良导热性能开发相关产品的报道，经过对中国专利数据库检索，亦未发现相关专利文献。

超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）不吸水，单纯用该纤维制备凉席将存在难以导出汗液和吸收气态水的问题，因此需要进行结构设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，它具有明显且持久的接触凉感、易于折叠和携带、轻量化、席面持久干爽。

本发明的另一个目的是提供一种该凉席的制造方法。

本发明的上述目的是通过下述技术方案达到的：

一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，具有表层和里层的双层结构，表层由含超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的织物制成，里层由普通纺织材料制成;

所述表层的织物具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙，由超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）作为经纱和纬纱，或超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）与其他普通纺织材料按比例沿经纬向间隔排列作为经纱和纬纱，或超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）与其他普通纺织材料制成复合纱作为经纱和纬纱，制成织物；

所述里层的织物具有相对较小的纱线间孔隙、相对较小的单丝间孔隙，由亲水性的普通纺织材料构成；

所述表层和里层采用表、里接结双层组织或表、里换层双层组织织造成一个整体；或者由简单组织分别织造后，通过绗缝结合在一起。

一种优选技术方案，在所述织物的经向和纬向一定宽度之间采用抽取经纱和纬纱的方式预留折叠线。

进一步的优选技术方案，所述在经向和纬向一定宽度之间采用抽取经纱和纬纱的方式预留折叠线，即为经向折叠条宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何经纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm；所述纬向折叠条宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何纬纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm。

一种优选技术方案，在表、里两层经纬密度相同时，所述具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层，其纱线和单丝细度相对里层的纱线和单丝细度较细。

一种优选技术方案，在表、里两层纱线和单丝细度相同时，所述具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层，其经纬密度相对里层要小。

一种优选技术方案，所述表、里层经纬密度和纱线细度均不相同，表层相对里层具有较小的紧度，从而保证表层具有较大的孔隙结构。

一种优选技术方案，所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是断裂伸长率不大于5%、细度在100D～2000D的白色或原液着色纤维。

一种优选技术方案，所述普通纺织材料是涤纶、锦纶、维纶、丙纶、粘胶等化学纤维，或棉、苎麻、亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻等天然纤维，优选具有较好吸湿性的纤维如麻、棉、粘胶或涤/棉或这些纤维的混纺纱线等。

一种优选技术方案，所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）和普通纺织材料沿经纬向按比例间隔排列，或者形成复合纱后制成织物，该织物中超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的含量不低于50％。

一种优选技术方案，所述表层和里层通过抗菌和防蚊虫处理，即将织物进行水洗，然后采用抗菌剂和防蚊虫处理剂进行浸轧处理，烘干。

一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的制造方法，包括如下步骤：

（1）选材：根据克重要求，选择合适细度、断裂伸长率的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）；选择合适细度的普通纺织材料纱线、以及表层和里层经纬密度，这些参数的选择将保证表层织物具有相对较大的纱线孔隙和纤维间孔隙、里层织物具有相对较小的纱线间孔隙和纤维间孔隙；

（2）编织：将超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）长丝纱作为表层经纬纱、或者将UHMWPE和普通纺织材料纱线按比例沿经纬向间隔排列作为表层经纬纱、或者将超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）长丝和普通纤维形成的复合纱作为表层经纬纱，编织成织物;里层的织物由亲水性的普通纺织材料作为经纬纱，然后通过表、里双层接结组织结构或双层换层组织结构织造成织物，或通过简单组织分别形成表层和里层的单层织物，然后通过珩缝结合。

（3）后处理：将双层结构织物进行抗菌及防蚊虫处理，使之具有抗菌和防虫等功能。

所述织物的经向与纬向一定宽度之间采用抽取经纱与纬纱的方式预留经向折叠线和纬向折叠条。

进一步改进，所述经向折叠条宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何经纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm；所述纬向折叠条宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何纬纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm。

所述表、里两层经纬密度相同，具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层，其纱线和单丝细度相对里层的纱线和单丝细度较细。

所述表、里两层纱线和单丝细度相同，具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层，其经纬密度相对里层要小；

所述表、里层经纬密度和纱线细度均不相同，表层相对里层具有较小的紧度，从而保证表层具有较大的孔隙结构。

所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是断裂伸长率不大于5%、细度在100D～2000D的白色或原液着色纤维。

所述普通纺织材料包括涤纶、锦纶、维纶、丙纶、粘胶等化学纤维，或棉、苎麻、亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻等天然纤维，优选具有较好吸湿性的纤维如麻、棉、粘胶或涤/棉或这些纤维的混纺纱线等。

所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）和普通纺织材料按比例沿经纬向间隔排列，或者形成复合纱后制成织物，其中超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的含量不低于50％。

所述抗菌和防虫等功能通过后处理技术实现，即将织物进行水洗，然后采用抗菌剂和防蚊虫处理剂进行浸轧处理，烘干。

本发明具有如下优点：

1、本发明的凉席具有其它凉席不可比拟的良好的导热性能、轻量化的特点。超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE），是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其密度为0.97g/cm³，和传统竹凉席等相比，将大大减轻凉席重量。还具有良好的导热系数，以其为席面材料制造的凉席具有明显的瞬时和持久接触凉感。

2、本发明拓展了超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的用途。

3、本发明超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席具有双层结构，可以实现对气态水和液态水的良好吸收，避免出汗情况下汗水对席子的浸渍作用。

4、制造工艺简单、取材方便、生产高效。主材使用的是合成纤维材料，制作凉席的坯布可以使用目前工业化纺织方式，便于大规模，高效率的生产。

5、质轻柔软，易折叠收纳，具有抗菌防虫等卫生清洁功能。通过不同辅助材料的交织，来达到各种预期的性能；通过各种后处理方式，来实现防螨、抗菌等特种性能；最终成品易于收纳和洗涤。

附图说明

图1是本发明超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的立体结构示意图。

图2是本发明超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2所示，采用700D/480f的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的白色长丝纱线，80捻/米、S捻、断裂伸长率4%作为表层（1）经纬纱线；采用1000D/92f的蓝色涤纶工业长丝纱，60捻/米、S捻，作为里层（2）经纬纱线，保证表层（1）纱线和单丝细度均较里层（2）纱线和单丝细度要细。表层（1）、里层(2)采用同样的经纬密度，126×142根/10cm。其中，经向每隔40cm、空筘1cm作为预留经向折叠条(4)；纬向每隔30cm、空纬1cm作为预留纬向折叠条(5)。以经向表、里接结线（3）将双层组织织造成一体，其中，每五纬一个接结点，织造获得克重为560g/㎡的双层结构凉席坯布。对坯布进行水洗，采用抗菌剂和拟除虫菊酯进行抗菌和防蚊虫整理，110℃下焙烘后，获得成品凉席。

实施例2：

如图1、图2所示，采用1200D/480f的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的白色长丝纱线，80捻/米、S捻、断裂伸长率3%作为表层（1）经纬纱线；采用1200D/480f的蓝色涤纶工业长丝纱，60捻/米、S捻，作为里层（2）经纬纱线。表层（1）经纬密度为126×102根/10cm、里层（2）经纬密度150×102根/10cm，保证里层（1）的纱线及单丝间孔隙小于表层（2）。其中，经向每隔30cm、空筘0.5cm作为预留经向折叠条（4）；纬向每隔20cm、空纬0.5cm作为预留纬向折叠条(5)。以经向表、里接结线（3）将双层组织纺织成一个整体，其中，每四纬一个接结点，织造获得克重为710g/㎡的双层结构凉席坯布。对坯布进行水洗，采用抗菌剂和拟除虫菊酯进行抗菌和防蚊虫整理，110℃下焙烘后，获得成品凉席。

实施例3：

如图1、图2所示，采用480D/360f的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的白色长丝纱线，80捻/米、S捻、断裂伸长率2%作为表层（1）经纱，超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）和20s/2涤/麻40/60纱线以1：1间隔排列作为纬纱；采用20s/2涤/麻40/60纱线，作为里层（2）经纬纱线。其中，涤麻混纺纱中涤纶细度2.5D。表、里层经纬密度为220×165根/10cm，保证里层（2）的纱线及单丝间孔隙小于表层（1）。其中，经向每隔20cm、空筘1cm作为预留经向折叠条（4）；纬向每隔50cm、空纬1cm作为预留纬向折叠条（5）。以经向表、里接结线（3）将双层组织织造，其中，每八纬一个接结点，织造获得克重为486g/㎡的双层结构凉席坯布。对坯布进行水洗，采用抗菌剂和拟除虫菊酯进行抗菌和防蚊虫整理，110℃下焙烘后，获得成品凉席。

Claims (14)

1.一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：具有表层[1]和里层[2]的双层结构，表层[1] 由含超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的织物制成，里层[2] 由普通纺织材料制成;

所述表层[1]的织物具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙，由超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）作为经纱和纬纱，或超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）与其他普通纺织材料按比例沿经纬向间隔排列作为经纱和纬纱，或超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）与其他普通纺织材料制成复合纱作为经纱和纬纱，制成织物；

所述里层[2]的织物具有相对较小的纱线间孔隙、相对较小的单丝间孔隙，由亲水性的普通纺织材料构成; 

所述表层[1]和里层[2]采用表、里接结双层组织或表、里换层双层组织织造成一个整体；或者由简单组织分别织造后，通过珩缝结合在一起。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：在所述织物的经向和纬向一定宽度之间采用抽取经纱和纬纱的方式预留折叠线。

3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：所述在经向和纬向一定宽度之间采用抽取经纱和纬纱的方式预留折叠线，即为经向折叠条[4]宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何经纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm；所述纬向折叠条[5]宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何纬纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm。

4.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：在表、里两层经纬密度相同时，所述具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层[1]，其纱线和单丝细度相对里层[2]的纱线和单丝细度较细。

5.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：在表、里两层纱线和单丝细度相同时，所述具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层[1]，其经纬密度相对里层[2]要小。

6.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：在表、里层经纬密度和纱线细度均不相同，表层相对里层具有较小的紧度。

7.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是断裂伸长率不大于5%、细度在100D～2000D的白色或原液着色纤维。

8.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：所述普通纺织材料是化学纤维类涤纶、锦纶、维纶、丙纶、粘胶中的一种，或天然纤维类棉、苎麻、亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻中的一种，优选具有较好吸湿性的纤维是麻、棉、粘胶或涤/棉或这些纤维的混纺纱线之一。

9.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）和普通纺织材料按比例沿经纬向间隔排列，或者形成复合纱后制成织物，该织物中超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的含量不低于50％。

10.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席，其特征在于：所述表层[1]和里层[2]通过抗菌和防虫工艺处理，即将织物进行水洗，然后采用抗菌剂和防蚊虫处理剂进行浸轧处理，烘干。

11.一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的制造方法，包括如下步骤：

（1）选材：根据克重要求，选择合适细度、断裂伸长率的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）；选择合适细度的普通纺织材料纱线、以及表层[1]和里层[2]经纬密度，这些参数的选择将保证表层[1]织物具有相对较大的纱线孔隙和纤维间孔隙、里层[2]织物具有相对较小的纱线间孔隙和纤维间孔隙；

（2）编织：将超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）长丝纱作为经纬纱线、或者将UHMWPE和普通纺织材料纱线按比例沿经纬向间隔排列作为经纬纱线、或者将超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）长丝和普通纤维形成复合纱作为经纬纱线，编织成织物，里层的织物由亲水性的普通纺织材料构成，通过表、里双层接结组织结构或双层换层组织结构织造成织物，或通过简单组织分别形成表层[1]和里层[2]的单层织物，然后通过绗缝结合；

（3）后处理：将双层结构织物进行抗菌及防蚊虫处理。

12.根据权利要求11所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的制造方法，其特征在于：所述织物的经向与纬向一定宽度之间采用抽取经纱与纬纱的方式预留经向折叠线和纬向折叠条。

13.根据权利要求12所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的制造方法，其特征在于：所述经向折叠条[4]宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何经纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm；所述纬向折叠条[5]宽度0.1～2cm,折叠条区域没有任何纬纱，折叠条之间间隔距离为20～50cm。

14.根据权利要求11所述的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）凉席的制造方法，其特征在于：

所述表、里两层经纬密度相同，具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层[1]，其纱线和单丝细度相对里层[2]的纱线和单丝细度较细；

所述表、里两层纱线和单丝细度相同，具有相对较大的纱线间孔隙和相对较大的单丝间孔隙的表层[1]，其经纬密度相对里层[2]要小；

所述表、里层经纬密度和纱线细度均不相同，表层[1]相对里层[2]具有较小的紧度，从而保证表层[1]具有较大的孔隙结构；

所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是断裂伸长率不大于5%、细度在100D～2000D的白色或原液着色纤维；

所述普通纺织材料是化学纤维类涤纶、锦纶、维纶、丙纶、粘胶之一，或天然纤维类棉、苎麻、亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻之一，优选具有较好吸湿性的纤维是麻、棉、粘胶或涤/棉或这些纤维的混纺纱线之一；

所述超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）和普通纺织材料按比例沿经纬向间隔排列，或者形成复合纱后制成织物，其中超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的含量不低于50％； 

所述抗菌和防虫后处理，即将织物进行水洗，然后采用抗菌剂和防蚊虫处理剂进行浸轧处理，烘干。