CN106192190A - 3d经编间隔织物床垫骨架材料 - Google Patents

3d经编间隔织物床垫骨架材料 Download PDF

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Abstract

3D经编间隔织物床垫骨架材料，涉及床垫。设有上面层、下面层和中间连接层；所述上面层为复合纤维编织面层，下面层为复合纤维编织面层，中间连接层为至少2组芯层单丝编织层。采用上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法和特殊的后处理方式，结合复合聚酯纤维和中空丝的使用可成功解决大多数普通3D床垫承托性差，搬动运输困难的问题，并且可以保证完全不影响整张床垫的透气性及环保健康性。应用100％的聚酯纤维，通过特殊的材料及织造工艺方法，既能保证材料具有优异的承托性，又不会影响床垫本身的透气性及环保性。具备优异并且稳定的承托性能，同时具有优异的通风透气性，健康环保性。

Description

3D经编间隔织物床垫骨架材料
技术领域
本发明涉及床垫，尤其是涉及一种新型的、具有优异的通风透气性能及承托性能的3D经编间隔织物床垫骨架材料。
背景技术
目前市面上销售的床垫主要分为五大类，分别为弹簧床垫、棕床垫、乳胶床垫、海绵床垫和3D床垫，3D床垫作为当前床垫家族中的一种新型环保产品，它几乎涵盖了前四类床垫的所有优点，同时又基本弥补了前四类床垫所用材料的所有缺点。从结构方面来说，3D材料具有中空六面体结构，完全通风透气，这一性能并不是一般的打孔所能达到的效果。从材质方面来说，它的成分是100％聚酯纤维，是一款纯织物的床垫，和身上的衣服一样100％环保，并且可回收。从支撑性能方面来说，3D材料每平方厘米具有40根以上的弹性纤维全面支撑脊椎，是海绵的单位支撑效果的800倍，并且它是目前唯一一种可水洗的床垫，易洗，一甩即干，环保卫生。
虽然3D床垫具有其他床垫无可比拟的优点，但是也有它的缺陷，比如3D床垫一直找不到承托性十分优异的骨架材料，这就使得其不够挺阔，搬运和运输比其它床垫困难。目前的解决办法基本有两种：一种是在床垫中间加一层薄板，但这样一来就会使其透气性大打折扣；还有一种是对中间承托层的骨架材料进行树脂整理，进行树脂整理一方面会增加成本，另一方面也会影响其健康环保性。
中国专利CN104970618A公开一种3D床垫，包括上层部分和下层部分，所述上层部分和下层部分均由若干层3D材料叠加而成，所述上层部分的3D材料与所述下层部分的3D材料密度不同，从而使所述3D床垫上下两面具有不同的柔硬度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有3D床垫骨架材料的上述不足，提供一种新型的高通风高承托性的3D经编间隔织物床垫骨架材料。
本发明设有上面层、下面层和中间连接层；所述上面层为复合纤维编织面层，下面层为复合纤维编织面层，中间连接层为至少2组芯层单丝编织层。
本发明的厚度可为5～60mm，优选30mm。
所述复合纤维可选自复合聚酯纤维、复合聚丙烯纤维、复合聚乙烯纤维等中的一种，优选复合聚酯纤维。所述复合聚酯纤维的熔点可为100～180℃，优选120～150℃。
所述复合聚酯纤维可以是规格为300～900D的面纱、直径为0.1～1mm的单丝或者面纱和单丝的混合体，优选直径为0.25mm的复合聚酯单丝，衬纬纱优选直径为0.15mm的普通涤纶丝。
所述至少2组芯层单丝编织层的各纤维组单丝呈1X1型排列，各纤维组分别与上面层和下面层成圈编织，使上面层、下面层及中间连接层形成一个整体的三维一体结构。
所述单丝可采用中空纤维，所述中空纤维可选自聚酯中空纤维、聚酰胺中空纤维、聚丙烯中空纤维、聚乙烯醇缩甲醛中空纤维等中的至少一种与涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝、乙纶单丝等中的一种混合编织；优选聚酯中空纤维与涤纶单丝混合编织，所述聚酯中空纤维与涤纶单丝的直径规格可为0.1～1mm，优选0.3mm。
所述中空纤维的孔数可为单孔、四孔、七孔或九孔等，优选单孔。
所述中空纤维的中空截面可为圆形、三角形、四边形、十字形或Y型，优选圆形。
所述中空纤维沿长度方向截面中空大小不变，且其中空度为20％～40％。
所述至少2组芯层单丝编织层中聚酯中空丝和普通涤纶单丝的组合比例可为1︰1，3︰2,3︰1或1︰3，优选1︰1。
所述单丝编织层中聚酯中空丝可以是“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层和下面层呈垂直排列的两根单丝，也可以是“1X1”结构中的“X”,优选中空丝作为“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层1和下面层2呈垂直排列的两根单丝。
本发明可以采用上面层与下面层同形状网孔编织或上面层与下面层不同形状网孔的编制方法，优选上面层与下面层不同形状网孔的编制方法。
所述上面层与下面层不同形状网孔的编制方法，其上面层可为菱形或六角网孔，优选菱形大网孔；下面层可为菱形网孔，六角网孔，或者不同网孔的组合排列，优选小六角网孔和大六角网孔的组合，并且小六角网孔和大六角网孔隔行交错排列。
所述上面层中菱形大网孔的边长可为1.0～4.0cm，优选1.5cm；所述下面层中小六角网孔形状为正六边形，优选边长为0.5cm，大六角网孔形状为非正六边形，优选边长为0.5cm×1.5cm×0.5cm。
现有的3D经编间隔织物床垫大多数均不加设承托骨架材料，其整张床垫承托性较差，搬动、包装及运输均比较困难。也有少数部分床垫会在床垫的中间增加一层骨架材料，这些骨架材料一般有两种，一种是硬质薄板，另外一种是经过树脂整理的3D经编间隔织物。前一种材料会严重的破坏整张3D床垫的透气性，后一种材料不但会增加材料的生产成本而且还会有环保及健康方面的隐患。
本发明应用100％的聚酯纤维，通过复合聚酯纤维和中空纤维的应用，以及上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法，保证材料具有优异且稳定的承托性，既能够解决大多数普通3D床垫承托性差，搬动运输困难的问题，又能保证完全不影响床垫的透气性及环保健康性。
本发明可采用以下方法制备：
1)制备整经盘头：
上面层和下面层单丝整经盘头的生产工艺没有特殊要求。中间连接层中的单丝排列要按织造工艺的要求特殊处理。中空聚酯丝和普通涤纶单丝的排列要按照1:1的比列，并且中空聚酯丝和普通涤纶单丝在纱架上的排列需符合织造工艺的要求，以保证在织造过程中中空丝与上面层和下面层呈垂直排列，普通涤纶单丝与上面层和下面层呈倾斜排列。
2)编织经编间隔织物床垫骨架材料，具体方法为：
在双针床经编机上编织厚度为30mm的经编间隔织物，可采用空穿法编织，形成中间层单丝呈1X1型排列的经编间隔织物床垫骨架材料；可根据要求调整空穿方式来调整呈1X1型排列的中间层单丝的密度大小；在编织中空纤维经编间隔织物时，采用的中间连接丝是直径为0.3mm的中空聚酯单丝与普通涤纶单丝混合编织。采用中空聚酯单丝与普通的涤纶单丝混合编织的目的是中空丝具有优异的支撑性能，但噪音较大，而普通的涤纶单丝的加入可以极大的降低材料的噪音。另外，中间层中的中空丝和上、下面层中的复合聚酯纤维相结合，可以最大呈度的提高材料的承托性。上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法，进一步提高了材料的承托性，且使材料在使用过程中具有更加优异的稳定性。
3)经编间隔织物床垫骨架材料的后整理：
所述经编间隔织物床垫骨架材料后整理的具体方法主要为热定型。由于材料的特殊性及对材料性能的特殊要求，热定型的方法有别于常规定型。热定型过程中，上超喂和下超喂必须保持相同的数值，定型速度可为8～20m/min，优选12m/min，温度可为160～220℃，优选200℃。另外，在定型机的出口处增设特殊自制后处理装置，以保证最终的材料具有优异的承托性。
本发明采用上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法和特殊的后处理方式，结合复合聚酯纤维和中空丝的使用可成功解决大多数普通3D床垫承托性差，搬动运输困难的问题，并且可以保证完全不影响整张床垫的透气性及环保健康性。
本发明应用100％的聚酯纤维，通过特殊的材料及织造工艺方法，既能保证材料具有优异的承托性，又不会影响床垫本身的透气性及环保性。
本发明具备上、下两个面层及中间连接层，中间连接层由多组纤维将上、下面层连接为整体结构，纤维组间单丝呈1X1型排列，上下面层不同网孔，同一表面不同形状的大小网孔交错排列。本发明具备优异并且稳定的承托性能，同时材料具有优异的通风透气性，健康环保性。
附图说明
图1为本发明所述3D经编间隔织物床垫骨架材料的结构组成示意图。
图2为3D经编间隔织物床垫骨架材料下面层网形示意图。
具体实施方式
参见图1和2，本发明实施例设有上面层1、下面层2和中间连接层3；所述上面层1为复合纤维编织面层，下面层2为复合纤维编织面层，中间连接层3为至少2组芯层单丝编织层。
本发明的厚度可为5～60mm，优选30mm。
所述复合纤维可选自复合聚酯纤维、复合聚丙烯纤维、复合聚乙烯纤维等中的一种，优选复合聚酯纤维。所述复合聚酯纤维的熔点可为100～180℃，优选120～150℃。
所述复合聚酯纤维可以是规格为300～900D的面纱、直径为0.1～1mm的单丝或者面纱和单丝的混合体，优选直径为0.25mm的复合聚酯单丝，衬纬纱优选直径为0.15mm的普通涤纶丝。
所述至少2组芯层单丝编织层的各纤维组单丝呈1X1型排列，各纤维组分别与上面层1和下面层2成圈编织，使上面层1、下面层2及中间连接层3形成一个整体的三维一体结构。
所述单丝可采用中空纤维，所述中空纤维可选自聚酯中空纤维、聚酰胺中空纤维、聚丙烯中空纤维、聚乙烯醇缩甲醛中空纤维等中的至少一种与涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝、乙纶单丝等中的一种混合编织；优选聚酯中空纤维与涤纶单丝混合编织，所述聚酯中空纤维与涤纶单丝的直径规格可为0.1～1mm，优选0.3mm。
所述中空纤维的孔数可为单孔、四孔、七孔或九孔等，优选单孔。
所述中空纤维的中空截面可为圆形、三角形、四边形、十字形或Y型，优选圆形。
所述中空纤维沿长度方向截面中空大小不变，且其中空度为20％～40％。
所述至少2组芯层单丝编织层中聚酯中空丝和普通涤纶单丝的组合比例可为1︰1，3︰2,3︰1或1︰3，优选1︰1。
所述单丝编织层中聚酯中空丝可以是“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层1和下面层2呈垂直排列的两根单丝，也可以是“1X1”结构中的“X”,优选中空丝作为“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层1和下面层2呈垂直排列的两根单丝。
本发明可以采用上面层与下面层同形状网孔编织或上面层与下面层不同形状网孔的编制方法，优选上面层与下面层不同形状网孔的编制方法。
所述上面层与下面层不同形状网孔的编制方法，其上面层1可为菱形或六角网孔，优选菱形大网孔；下面层2可为菱形网孔，六角网孔，或者不同网孔的组合排列，优选小六角网孔4和大六角网孔5的组合，并且小六角网孔和大六角网孔隔行交错排列。
所述上面层1中菱形大网孔的边长可为1.0～4.0cm，优选1.5cm；所述下面层2中小六角网孔4形状为正六边形，优选边长为0.5cm，大六角网孔5形状为非正六边形，优选边长为0.5cm×1.5cm×0.5cm。
现有的3D经编间隔织物床垫大多数均不加设承托骨架材料，其整张床垫承托性较差，搬动、包装及运输均比较困难。也有少数部分床垫会在床垫的中间增加一层骨架材料，这些骨架材料一般有两种，一种是硬质薄板，另外一种是经过树脂整理的3D经编间隔织物。前一种材料会严重的破坏整张3D床垫的透气性，后一种材料不但会增加材料的生产成本而且还会有环保及健康方面的隐患。
本发明应用100％的聚酯纤维，通过复合聚酯纤维和中空纤维的应用，以及上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法，保证材料具有优异且稳定的承托性，既能够解决大多数普通3D床垫承托性差，搬动运输困难的问题，又能保证完全不影响床垫的透气性及环保健康性。
本发明实施例可采用以下方法制备：
1)制备整经盘头：
上面层1和下面层2单丝整经盘头的生产工艺没有特殊要求。中间连接层3中的单丝排列要按织造工艺的要求特殊处理。中空聚酯丝和普通涤纶单丝的排列要按照1:1的比列，并且中空聚酯丝和普通涤纶单丝在纱架上的排列需符合织造工艺的要求，以保证在织造过程中中空丝与上面层1和下面层2呈垂直排列，普通涤纶单丝与上面层1和下面层2呈倾斜排列。
2)编织经编间隔织物床垫骨架材料，具体方法为：
在双针床经编机上编织厚度为30mm的经编间隔织物，可采用空穿法编织，形成中间层单丝呈1X1型排列的经编间隔织物床垫骨架材料；可根据要求调整空穿方式来调整呈1X1型排列的中间层单丝的密度大小；在编织中空纤维经编间隔织物时，采用的中间连接丝是直径为0.3mm的中空聚酯单丝与普通涤纶单丝混合编织。采用中空聚酯单丝与普通的涤纶单丝混合编织的目的是中空丝具有优异的支撑性能，但噪音较大，而普通的涤纶单丝的加入可以极大的降低材料的噪音。另外，中间层3中的中空丝和上、下面层1、2中的复合聚酯纤维相结合，可以最大呈度的提高材料的承托性。上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法，进一步提高了材料的承托性，且使材料在使用过程中具有更加优异的稳定性。
3)经编间隔织物床垫骨架材料的后整理：
所述经编间隔织物床垫骨架材料后整理的具体方法主要为热定型。由于材料的特殊性及对材料性能的特殊要求，热定型的方法有别于常规定型。热定型过程中，上超喂和下超喂必须保持相同的数值，定型速度可为8～20m/min，优选12m/min，温度可为160～220℃，优选200℃。另外，在定型机的出口处增设特殊自制后处理装置，以保证最终的材料具有优异的承托性。
以下给出具体实施例：
采用空穿法编织，在karl Mayer RD6DPLM/30-N E12机器上，针床隔距调为30mm，编织密度为6wpc。
工艺组织为：
采用原料及空穿：
当采用空穿法编织3D经编间隔织物床垫骨架材料时，其主要是中间连接丝部分穿纱，部分空穿。在编织过程中，穿纱部分在上下两面串套成圈，空穿部分形成中空网孔结构。
所述3D经编间隔织物床垫骨架材料成品外观形状类似于图1所示。上面层、下面层间距为30mm，上面层为边长为1.5cm的菱形大网孔，下面层为正六边形六角小网孔和非正六边形六角大网孔的排列组合。
所述3D经编间隔织物床垫骨架材料上面层1网形为菱形大网孔(如图1所示)，菱形边长可为1.0～4.0cm，本发明优选1.5cm。所述3D经编间隔织物床垫骨架材料下面层2的网形为不同六边形的组合排列，正六边形小网孔与非正六边形大网孔隔行交错排列(如图2所示)，正六边形六角小网孔的边长为0.5cm，非正六边形六角大网孔的边长为0.5cm×1.5cm×0.5cm。所述3D经编间隔织物床垫骨架材料中间连接层单丝由聚酯中空丝和普通涤纶单丝的混合体，其排列呈1X1型(如图1所示)，其中中空丝在编织过程中与上下面层呈垂直状，普通涤纶单丝与上下面层呈倾斜状。
编织间隔织物床垫骨架材料时，中间连接丝可采用直径为0.1～1mm普通单丝纤维与中空纤维混合编织，该普通单丝原料一般采用涤纶、丙纶、乙纶、尼龙或是各相关材料的改性产品；上下面层采用采用直径为0.1～1mm的特殊复合纤维。普通单丝材料与中空纤维混合编织的目的普通单丝材料可以降低材料的噪音，而中空丝具有优异的支撑性。上面层和下面层采用特殊复合纤维可以进一步提高材料的支撑承托性。
本发明采用经编一次性编织成型的经编间隔织物床垫骨架材料，采用上下面层不同网孔及同一表面不同形状的大小网孔交错排列的织造方法和特殊的后处理方式，结合特殊复合纤维和中空丝的使用可成功解决大多数普通3D床垫承托性差，搬动运输困难的问题，并且可以保证完全不影响整张床垫的透气性及环保健康性。
本发明所述的3D经编间隔织物床垫骨架材料具备上、下两个面层及中间连接层，中间连接层由多组纤维将上、下面层连接为整体结构，纤维组间单丝呈1X1型排列，上下面层不同网孔，同一表面不同形状的大小网孔交错排列。
该3D经编间隔织物床垫骨架材料的特点是具备优异并且稳定的承托性能，同时材料具有优异的通风透气性，健康环保性。

Claims (10)

1.3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于设有上面层、下面层和中间连接层；所述上面层为复合纤维编织面层，下面层为复合纤维编织面层，中间连接层为至少2组芯层单丝编织层。
2.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于其厚度为5～60mm，优选30mm。
3.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述复合纤维选自复合聚酯纤维、复合聚丙烯纤维、复合聚乙烯纤维中的一种，优选复合聚酯纤维；所述复合聚酯纤维的熔点可为100～180℃，优选120～150℃；所述复合聚酯纤维是规格为300～900D的面纱、直径为0.1～1mm的单丝或者面纱和单丝的混合体，优选直径为0.25mm的复合聚酯单丝，衬纬纱优选直径为0.15mm的普通涤纶丝。
4.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述至少2组芯层单丝编织层的各纤维组单丝呈1X1型排列，各纤维组分别与上面层和下面层成圈编织，使上面层、下面层及中间连接层形成一个整体的三维一体结构。
5.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述单丝采用中空纤维，所述中空纤维可选自聚酯中空纤维、聚酰胺中空纤维、聚丙烯中空纤维、聚乙烯醇缩甲醛中空纤维中的至少一种与涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝、乙纶单丝中的一种混合编织；优选聚酯中空纤维与涤纶单丝混合编织，所述聚酯中空纤维与涤纶单丝的直径规格可为0.1～1mm，优选0.3mm；
所述中空纤维的孔数为单孔、四孔、七孔或九孔，优选单孔；所述中空纤维的中空截面可为圆形、三角形、四边形、十字形或Y型，优选圆形；
所述中空纤维沿长度方向截面中空大小不变，且其中空度为20％～40％。
6.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述至少2组芯层单丝编织层中聚酯中空丝和普通涤纶单丝的组合比例为1︰1，3︰2,3︰1或1︰3，优选1︰1。
7.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述单丝编织层中聚酯中空丝是“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层和下面层呈垂直排列的两根单丝；或“1X1”结构中的“X”；优选中空丝作为“1X1”结构中的两个“1”，即：与上面层1和下面层2呈垂直排列的两根单丝。
8.如权利要求1所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述上面层与下面层同形状网孔编织或上面层与下面层不同形状网孔编制，优选上面层与下面层不同形状网孔编制。
9.如权利要求8所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述上面层与下面层同形状网孔编织，其上面层为菱形或六角网孔，优选菱形网孔；下面层为菱形网孔，六角网孔，或者不同网孔的组合排列，优选小六角网孔和大六角网孔的组合，并且小六角网孔和大六角网孔隔行交错排列。
10.如权利要求9所述3D经编间隔织物床垫骨架材料，其特征在于所述菱形网孔的边长为1.0～4.0cm，优选1.5cm；所述小六角网孔形状为正六边形，优选边长为0.5cm，大六角网孔形状为非正六边形，优选边长为0.5cm×1.5cm×0.5cm。
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