CN106213909B - 一种夹心被子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综合舒适性高、健康环保的夹心被子。其包括骨架层和设置于骨架层两侧的面料层，在骨架层与其一侧或两侧面料层之间设置有中间层；骨架层为三维卷曲中空涤纶絮片，中间层为Lyocell纤维絮片，其由Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维通过热熔粘合工艺加工而成；面料层为天丝面料。本发明夹心被子解决了棉被不易洗涤、易板结、成本高的问题，同时还克服了合成纤维不透汽、不环保的缺点，具有更高的舒适性和健康环保的特点；采用环保材料，加上环保的制造流程，配合舒适的天丝面料，能够给使用者一个绿色、舒适、轻盈、会呼吸、适合裸睡的睡眠空间。

Description

一种夹心被子
技术领域
本发明涉及家用纺织品技术领域，具体涉及一种夹心被子。
背景技术
随着科学技术的高度发展，并且由于天然保暖材料资源有限，出现了以涤纶、丙纶和腈纶为主的合成纤维保暖絮料，打破了之前以天然纤维为主的保暖材料的局面，特别是世纪中期出现了以专用纤维及专用设备加工生产的保暖材料，如喷胶棉、热熔棉、远红外棉等，以及世纪末世纪初，先后出现了无胶棉、喷胶棉、中空、超细等新型保暖材料。合成保暖絮料中的化学纤维的问世极大满足了人们对衣着、装饰和产业用纺织品的需求，但随着世界石油储备量的减少，以石油为主要原料的合成纤维的开发也将受到限制。不可再生纺织原料的短缺迫使人们的利用焦点转向可再生的纺织原料，而且随着人们对环境保护的关注，以可再生天然资源为原料开发人造纤维越来越受到重视。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种综合舒适性高、健康环保的夹心被子。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种夹心被子，包括骨架层和设置于所述骨架层两侧的面料层，在所述骨架层与其一侧或两侧面料层之间设置有中间层；所述骨架层为三维卷曲中空涤纶絮片，所述中间层为Lyocell纤维絮片，其由Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维通过热熔粘合工艺加工而成；所述面料层为天丝面料。
本发明经长期的试验研究对比选择了Lyocell纤维(即溶解性纤维)，其是以木浆为原料经溶剂纺丝方法生产的一种纤维，被誉为21世纪的绿色纤维，它是以N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂，用于湿法纺制的再生纤维素纤维。其废弃物可自然降解，生产过程中的氧化胺溶剂可99.5％回收再用，毒性极低，且不污染环境。Lyocell纤维具有棉的“舒适性”、涤纶的“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态下，均极具韧性。长期以来，Lyocell纤维都是应用于服装面料的原料，本发明突破了人们的传统认识，以Lyocell纤维为主要原料的絮料是纤维絮用的重大革命和变革，在纤维性能研究以及纺织生产中具有广阔的市场价值。
优选的，所述Lyocell纤维絮片中，Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，所述ES纤维为热粘合剂。
优选的，所述Lyocell纤维絮片中各纤维所占质量比为：Lyocell纤维20～80％、无硅中空涤纶纤维5～20％、有硅中空涤纶纤维5～45％、ES纤维5～20％。
优选的，所述Lyocell纤维的长度为55～65mm、线密度为6.5～6.8dtex；所述无硅中空涤纶纤维的长度为55～65mm、线密度为6.5～6.8dtex；所述有硅中空涤纶纤维的长度为55～65mm、线密度为3.5～3.8dtex；所述ES纤维的长度为45～55mm、线密度为4.3～4.6dtex。
本发明夹心被子中，所述Lyocell纤维絮片的制造方法包括下列步骤：
(1)选择纤维原料：选择Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维作为原料；其中Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，ES纤维为热粘合剂；
(2)成网：采用干法成网的方式，在干态条件下将步骤(1)所述各种纤维制备成纤网，纤网中纤维的排列方向为交叉排列或杂乱排列；
(3)纤网加固：采用热粘合加固法，使步骤(2)所得纤网中的热熔纤维在交叉点受热熔融后固化，让纤网得到加固，再经整理与成形即得到所述Lyocell纤维絮片。
优选的，在所述步骤(2)成网过程中，原料输送速度为11～14m/s，成网速度为35～40m/s。
优选的，在所述步骤(3)中，纤网加固温度为165～180℃，絮片输出速度为11～14m/s。
本发明的有益效果在于：
1.Lyocell纤维的应用目前主要用在服用和产业用两大领域，本发明突破了传统认识，从Lyocell纤维用于床品絮料出发，通过组合Lyocell纤维和中空卷曲涤纶、ES纤维等絮用纤维，设计不同混比的絮料，结合不同结构及包覆面料，制成本发明Lyocell纤维絮料夹心被子。
2.本发明夹心被子采用的Lyocell纤维絮片，结构蓬松、含有大量静止空气，在以热传导为主的传热途径中，能够起到良好的隔热、保暖效果；ES纤维的点状粘合更是使得产品蓬松柔软、环保耐用；Lyocell纤维的可降解使得本品的回收过程具有绿色低碳的优点。
3本发明夹心被子充分利用各材料的优良性能配合合理的材料结构层次，解决了棉被不易洗涤、易板结、成本高的问题，同时还克服了合成纤维不透汽、不环保的缺点，具有更高的舒适性和健康环保的特点；采用环保材料，加上环保的制造流程，配合舒适的天丝面料，能够给使用者一个绿色、舒适、轻盈、会呼吸、适合裸睡的睡眠空间。
附图说明
图1为本发明夹心被子的各层结构示意图；
其中，1为骨架层，2为面料层，3为中间层。
图2为Lyocell纤维絮片的纤网中纤维呈交叉排列方式的示意图；
图3为Lyocell纤维絮片的纤网中纤维呈杂乱排列方式的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的生产方法或检测方法，如无特别说明则均为常规方法。
实施例1：一种夹心被子，参见图1，包括骨架层1和设置于骨架层1两侧的面料层2，在骨架层1与其两侧面料层2之间设置有中间层3；骨架层1为三维卷曲中空涤纶絮片，中间层3为Lyocell纤维絮片，其由Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维通过热熔粘合工艺加工而成；面料层2为天丝面料。
其中，作为中间层3的Lyocell纤维絮片中，Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，ES纤维为热粘合剂。中各纤维所占质量比为：Lyocell纤维20％、无硅中空涤纶纤维20％、有硅中空涤纶纤维45％、ES纤维15％，该絮片克重为105g/m2。Lyocell纤维的长度为64mm、线密度为6.67dtex；无硅中空涤纶纤维的长度为64mm、线密度为6.67dtex；有硅中空涤纶纤维的长度为64mm、线密度为3.33dtex；ES纤维的长度为51mm、线密度为4.44dtex。
实施例2：一种夹心被子，与实施例1的不同之处在于，Lyocell纤维絮片中各种纤维所占质量比为：Lyocell纤维50％、无硅中空涤纶纤维10％、有硅中空涤纶纤维20％、ES纤维20％，该絮片克重为162g/m2。
实施例3：一种夹心被子，与实施例1的不同之处在于，Lyocell纤维絮片中各种纤维所占质量比为：Lyocell纤维50％、无硅中空涤纶纤维10％、有硅中空涤纶纤维20％、ES纤维20％，该絮片克重为188g/m2。
实施例4：一种夹心被子，与实施例1的不同之处在于，Lyocell纤维絮片中各种纤维所占质量比为：Lyocell纤维80％、无硅中空涤纶纤维5％、有硅中空涤纶纤维5％、ES纤维10％，该絮片克重为132g/m2。
实施例1-4中该Lyocell纤维絮片的制造方法包括下列步骤：
(1)选择纤维原料：选择Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维作为原料；其中Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，ES纤维为热粘合剂。
(2)成网：采用干法成网的方式，在干态条件下将步骤(1)各种纤维制备成纤网，纤网中纤维的排列方向为交叉排列或杂乱排列。根据纤网中纤维的排列方向，可以分为纵向排列、横向排列、交叉排列和杂乱排列。其中，纵向排列和横向排列的成网方式是较为传统的成网方式，纤维经梳理后，呈平行状态铺设成网或连续折叠堆挤成网，制成的纤网定向度高，各方向的力学性能差异大，一般用在对某一向强度要求高而其余向要求低的场合。交叉排列相较于前两者，在定向度方面更强，参见图2所示；杂乱排列的方式，可以使得制成的纤维杂乱度高，各方向的力学性能非常相似，有助于絮片的耐久性，参见图3所示。
(3)纤网加固：采用热粘合加固法，使步骤(2)所得纤网中的热熔纤维在交叉点受热熔融后固化，让纤网得到加固，即得到Lyocell纤维絮片。
实施例1-4中的Lyocell纤维絮片制造过程中各种工艺参数如下表1所示。
表1 絮片制造各工艺参数表
对本发明各实施例中采用的Lyocell纤维絮片的舒适性进行分析，絮料舒适性能的测试指标主要包括：单位面积质量、厚度、回潮率、比电阻、拉伸性能、透气性、透湿性、保暖性、压缩弹性。
实施例1-实施例4分别对应三种不同配比、四种克重的絮片，从实施例1-4中各选一个样品进行测试。四种絮片样品如下表2所列。
表2 四种不同配比的絮片样品
1.单位面积质量测试
按照规定尺寸裁取试样，测量样品质量，计算每平方米的质量，单位为g/m2。测试仪器为JA2004型电子天平，具体操作方法，参照GB/T 24218.1-2009《纺织品非织造布试验方法第1部分：单位面积质量的测定》。各絮片样品的单位面积质量如表3所示。
表3 各絮片样品的单位面积质量
四种絮片样品的单位面积质量偏差率如下：
A样品(实施例1)：名义克重100g/m2，实际克重105g/m2，单位面积质量偏差率5％；B样品(实施例2)：名义克重180g/m2，实际克重162g/m2，单位面积质量偏差率为10％；C样品(实施例3)：名义克重180g/m2，实际克重188g/m2，单位面积质量偏差率为4.4％；D样品(实施例4)：名义克重130g/m2，实际克重132g/m2，单位面积质量偏差率1.5％。
2.厚度测试
将样品放置在水平基准板上，另一平行于基准版的压脚以规定的压力施加在试样上，两块板之间的垂直距离即为织物的厚度测量值，以毫米(mm)表示。采用YG141型织物厚度测试仪进行测试，具体操作方法参照GB/T24218.2-2009《纺织品非织造布试验方法第2部分：厚度的测定》。各絮片样品的厚度如下表4所示。
表4 各絮片样品的厚度
由实验数据可知，B(实施例2)、C(实施例3)絮片的厚度最大，D(实施例4)絮片的厚度最小，A(实施例1)絮片的厚度介于两者之间。
3.回潮率测试
称取一定量的样品试样，置于一定温度下的烘箱内烘验，使试样中的水分蒸发，直至试样达到恒量，然后从原始质量与烘干质量的差值和烘干质量计算出纤维的回潮率。采用G747型通风式快速八篮烘箱，具体操作方法参照GB/T9995--1997《纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法》，烘箱温度：105℃，时间：30min。各絮片样品的回潮率测试结果见下表5。
表5 各絮片样品的回潮率测试数据
絮片种类 湿重/g 篮重/g 总重/g 干重/g
A(实施例1) 50 150.02 199.91 49.89
B(实施例2) 50 162.33 212.06 49.73
C(实施例3) 50 155.50 205.21 49.71
D(实施例4) 50 163.35 210.16 46.81
各样品的回潮率计算：
(1)A(实施例1)：
(2)B(实施例2)：
(3)C(实施例3)：
(4)D(实施例4)：
由实验数据可知，D(实施例4)絮片的回潮率最大，A(实施例1)絮片的回潮率最小，B(实施例2)、C(实施例3)絮片的回潮率介于二者之间。由此可见Lyocell纤维的含量越多，絮片的回潮率越大。
4.比电阻测试
根据欧姆定律，把一定质量的纤维放入一定容积的测试盒中，放入压块后一并放入箱体内，对其试样进行加压，使其具有一定体积、一定密度，两端加入一定电压，通过表头测出被测纤维的电阻值，代入公式计算出纤维的质量比电阻和体积比电阻。采用YG321型比电阻仪，具体操作方法，参照国家标准GB/T 14342-1993《合成短纤维比电阻试验方法》。各絮片样品的比电阻测试数据如下表6所示。
表6 各絮片样品的比电阻测试数据
计算各絮片样品的质量比电阻：
(1)A(实施例1)：
(2)B(实施例2)：
(3)C(实施例3)：
(4)D(实施例4)：
由实验数据可知，D(实施例4)絮片的比电阻最大，A(实施例1)絮片的比电阻最小，B(实施例2)、C(实施例3)絮片的比电阻介于二者之间，其中B(实施例2)絮片的比电阻小于C(实施例3)絮片的比电阻。可见Lyocell纤维的比例越高，絮片的比电阻越大，而且相同配比不同克重的絮片，克重越大比电阻越高。
5.拉伸性能测试
对规定尺寸的式样，沿其长度方向施加产生等速伸长的力，测定其断裂强力和断裂伸长率。采用HD026D—500电子织物强力仪，具体操作方法，参照GB/T 24218.3-《纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力及断裂伸长率的测定(条样法)》。每种样品进行多次拉伸测试然后取平均值，各絮片样品的拉伸性能指标的平均值如表7所示。
表7 各絮片样品的拉伸性能指标平均值
絮片种类 强力/N 伸长/mm 伸长率/％ 断裂功/J
A(实施例1) 9.34 110.282 52.388 0.098
B(实施例2) 20.718 126.61 60.666 0.272
C(实施例3) 20.962 167.416 75.346 0.285
D(实施例4) 21.36 172.092 86.668 0.384
由实验数据可知，D(实施例4)絮片的各项拉伸性能最好，A(实施例1)絮片的各项拉伸性能最差，B(实施例2)、C(实施例3)絮片的各项拉伸性能介于两者之间，而且B(实施例2)絮片的各性能要优于C(实施例3)絮片的各项拉伸性能。因此可知，Lyocell纤维的比例越高絮片的各项拉伸性能越好，而且相同配比不同克重的絮料，克重越大各项拉伸性能越好。
6.透气性测试
织物的透气性是指气体透过织物的能力，是影响织物舒适性能的重要指标，测试的指标是透气率，表示在规定的压降下，在一定时间一定面积的条件下，通过试样的气流流量。在规定的压差条件下，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，即织物的透气率。采用YG4612型透气性测试仪，在压差100Pa的条件下进行测试，具体操作方法，参照GB/T 5423—1997《纺织品织物透气性的测定》。各絮片样品的透气性测试结果如下表8所示。
表8 各絮片样品的透气性测试结果
由上表综合分析可知：B(实施例2)、C(实施例3)絮片的透气性较好，其中C(实施例3)絮片的透气性最好。A(实施例1)絮片的透气性次之，D(实施例4)絮片的透气性最差。
7.透湿性测试
织物透湿性是指湿汽透过织物的性能。是影响织物舒适性的重要指标之一。是织物在人体散热发汗时维持人体热量平衡的能力。把盛有吸湿剂并封以织物试样的透湿杯放置于规定温度和湿度的密封环境中，根据一定时间内透湿杯质量的变化，计算出试样透湿率。采用YG510D型透湿试验箱，具体操作方法，参照GB/T 12704.2-2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分：吸湿法》。
织物透湿率计算公式如下：
式中：WVT为每平方米每天(24h)的透湿率，单位g·m-2·d-1；
Δm为同一试样组合体两次称重之差，单位g；
S为织物试验面积，单位m2；
t为试验时间，单位h。
各絮片样品的透湿性测试结果如下表9所示。
表9 各絮片样品的透湿率测试结果
由实验数据可知，A(实施例1)絮片的透湿性能最好，D(实施例4)絮片的透湿性能最差，B(实施例2)、C(实施例3)絮片的透湿性能介于二者之间，而且相同配比不同克重的絮料克重越大透湿性能越差。
8.保暖性测试
絮料保暖性是影响絮料舒适性的重要指标之一，它是指在有温差的情况下，絮料阻止高温向低温传递热量的性能。絮料是纤维集合体的一种，对于纤维集合体，热量可通过传导、对流和辐射进行传递。在这三种传递方式中，热传导是最重要的传热机制。静止空气的含量可看作影响絮料热性能的主要因素。主要用克罗值和保温率来表示。
检测热阻时，试样覆盖在电加热试验板上。试验板及其周围保护板和底板均以电热控制的方式保持相同的设定温度(35℃)，并由温度传感器将数据传递给控制系统以保持恒温，使试验板的热量只能向上(试样方向)散发，在其他方向均为等温，无能量交换。在试样的中心上表面15mm处控制温度20℃，相对湿度为65％，水平风速为1m/s。当实验条件达到稳定后，系统会自动测定试验板保持恒温所需要的加热功率。热阻值等于有样热阻(15mm空气、试验板、试样)减去空白热阻(15mm空气、试验板)。仪器自动计算得到热阻、传热系数、克罗值和保温率。
采用热阻湿阻测试仪，具体操作方法，参照GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定(蒸发热办法)》。各絮片样品的保暖性测试指标如表10所示。
表10 各絮片样品的保暖性测试指标
由实验数据可知，A(实施例1)絮片的克罗值和保温率最大，因此它的保暖性最好；D(实施例4)絮片的克罗值和保温率最小，因此它的保暖性最差；B(实施例2)、C(实施例3)絮片的克罗值和保温率介于二者之间因此它的保暖性也介于二者之间。而对于热阻和传热系数的结果与此恰恰相反，可见A(实施例1)絮片的传热性能最差，D(实施例4)絮片的传热性能最好。
可见，Lyocell纤维的比例越高，絮片的保暖性能越差、传热性能越好；Lyocell纤维的比例越低，絮片的保暖性能越好、传热性能越差。因此，增加Lyocell纤维的比例降低了絮片的保暖性能，絮片的Lyocell纤维的比重低时中空涤纶纤维的比重高，中空涤纶纤维的中空结构减轻了纤维的重量并使它的内部富含静止空气，大大增加了单位质量产品的保暖性。因此增加中空涤纶纤维的比重会改善絮片的保暖性能。
9.压缩弹性测试
絮片的压缩性能反映絮片受到垂直于絮片平面作用力后的表现是絮片的重要性能之一。絮片的压缩弹性是絮片在受到压缩过程中抵抗变形的能力。压缩弹性好，絮片的压缩变形小，因此选用压缩弹性率来考察絮片的压缩性能。
在20cm×20cm的试样上压置一平板，轻压条件是平板上加质量为2000g重锤，重压条件是在压板上加质量为4000g的重锤。轻压30s后除去重锤，静止30s，测量表观厚度(样四角高度的平均值)h1；重压30s时测量稳定厚度h2，然后取下重锤，使试样在无负荷下恢复3min再测量恢复厚度h3。按下式计算压缩弹性率:
具体操作方法，参照FZ/T 64003—1993《喷胶棉絮片》中的压缩弹性(压缩率、回复率)。设备由工作台、测试压片、砝码、直尺四个部分构成，其中砝码2个，质量都是2kg与标准稍有不同，其余都是根据标准中的要求制造。各絮片样品的压缩弹性的实验结果如表11所示。
表11 各絮片样品的压缩弹性实验结果
絮片种类 A(实施例1) B(实施例2) C(实施例3) D(实施例4)
压缩弹性率/％ 54.9 54.6 58.1 32.1
回复率/％ 80.7 71.5 74.2 68.4
由实验数据可知，D(实施例4)絮片的压缩弹性率最差；A(实施例1)絮片的压缩弹性率最好；B(实施例2)、C(实施例3)絮片的压缩弹性率介于二者之间，且相同配比不同克重的絮片，克重越大，它的压缩弹性率越大。因此可知，絮片中Lyocell纤维的比例越高，它的压缩弹性越差。絮片中Lyocell纤维的比例低时，中空涤纶纤维的比重高，中空涤纶纤维良好的膨松性和弹性，它的比例越高，絮片的压缩弹性越好。
经过对四种纤维絮片样品的单位面积质量、厚度、回潮率、比电阻、拉伸性能、透气性、透湿性、保温率、压缩弹性等舒适性的指标进行测试，并对测试结果进行模糊综合评价。最终得出，A(实施例1)絮片的综合舒适性能最优，其制作而成的夹心被子的整体舒适性也最优。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (4)

1.一种夹心被子，其特征在于，包括骨架层和设置于所述骨架层两侧的面料层，在所述骨架层与其一侧或两侧面料层之间设置有中间层；所述骨架层为三维卷曲中空涤纶絮片，所述中间层为Lyocell纤维絮片，其由Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维通过热熔粘合工艺加工而成；所述面料层为天丝面料；
在所述Lyocell纤维絮片中，Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，所述ES纤维为热粘合剂；
所述Lyocell纤维絮片中各纤维所占质量比为：Lyocell纤维20～80%、无硅中空涤纶纤维5～20%、有硅中空涤纶纤维5～45%、ES纤维5～20%；
所述 Lyocell纤维的长度为55～65mm、线密度为6.5～6.8dtex；所述无硅中空涤纶纤维的长度为55～65mm、线密度为6.5～6.8dtex；所述有硅中空涤纶纤维的长度为55～65mm、线密度为3.5～3.8dtex；所述ES纤维的长度为45～55mm、线密度为4.3～4.6dtex。
2.根据权利要求1所述的夹心被子，其特征在于，所述Lyocell纤维絮片的制造方法包括下列步骤：
（1）选择纤维原料：选择Lyocell纤维、无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维和ES纤维作为原料；其中Lyocell纤维为絮料的主体，无硅中空涤纶纤维、有硅中空涤纶纤维为热粘合的骨架，ES纤维为热粘合剂；
（2）成网：采用干法成网的方式，在干态条件下将步骤（1）所述各种纤维制备成纤网，纤网中纤维的排列方向为交叉排列或杂乱排列；
（3）纤网加固：采用热粘合加固法，使步骤（2）所得纤网中的热熔纤维在交叉点受热熔融后固化，让纤网得到加固，即得到所述Lyocell纤维絮片。
3.根据权利要求2所述的夹心被子，其特征在于，在所述步骤（2）成网过程中，原料输送速度为11～14m/s，成网速度为35～40m/s。
4.根据权利要求2所述的夹心被子，其特征在于，在所述步骤（3）中，纤网加固温度为165～180℃，絮片输出速度为11～14m/s。
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