CN110904520A - 一种长纤维填充棉及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长纤维填充棉及其用途。该长纤维填充棉为由芯纤维和鞘纤维形成的加工丝，鞘纤维和芯纤维交叉且鞘纤维在芯纤维外形成环状，芯纤维和鞘纤维的单纤维上覆盖了含有氟系化合物的树脂膜。本发明的长纤维填充棉具有优越的拒水性和蓬松性，洗涤后仍能保持较好的蓬松形态，是一种理想的羽绒替代品，可广泛用于制作保暖外套等。

Description

一种长纤维填充棉及其用途

技术领域

本发明涉及一种长纤维填充棉及其用途，具体涉及一种拒水性长纤维填充棉及其用途。

背景技术

众所周知，保暖类产品大多由罩布和填充物所构成。其中，被广泛作为填充物使用的羽绒由于存在有异味、易漏绒、难洗涤、遇水后容易缩成一团等问题，正逐渐被化纤类填充物所代替。化纤类填充物既具备天然羽绒的轻量风格，又具有防菌防潮、价格便宜等优点。如专利文献CN103097280A中公开了一种填充物体，其内部的填充物为芯丝与花式丝一体化而成的长纤维填充棉，花式丝被开纤形成环状纤维，长纤维棉在至少一个方向上被多根地并丝。又如，专利文献CN106381590A中公开了一种蓬松加工丝，该加工丝由长纤维构成的聚酯加工丝，其中含有中空纤维。

保暖类产品大都是在雨雪天气较多的日子使用，这就对作为罩布使用的面料及填充物的拒水性提出了较高的要求。目前对面料的拒水性研究也比较多，也确实取得了较好的效果。如专利文献CN103726321A中公开了一种拒水处理的纺织品及其生产方法。该纺织品的单纤维表面至少覆盖有碳6氟素拒水树脂与非氟素拒水树脂，具有优异的拒水性以及耐久洗涤性。虽然这样的拒水性面料可以作为罩布使用，防止雨雪的侵袭，但是在缝制过程中，由于针眼的存在，一小部分水滴还是会渗透到填充物中去，即便使用上述长纤维填充棉，也依然会出现填充物受潮团聚等问题。

另外，也有对纱线进行拒水整理的研究，如专利文献CN101864630A中公开了一种纳米防水丝光纱线的生产方法。其主要是在固色工艺后进行纳米有机氟防水整理和柔软加工，可得到永久防水、手感柔软的丝光棉纱线。但这样的丝光棉纱线蓬松性不良，并不适合作为填充物使用。

综上所述，为了适应市场需求，迫切需要开发一种新型的拒水填充材料来代替羽绒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时具有优越的蓬松性及拒水性的长纤维填充棉及其用途。

本发明的长纤维填充棉，为由芯纤维和鞘纤维形成的加工丝，鞘纤维和芯纤维交叉且鞘纤维在芯纤维外形成环状结构，芯纤维和鞘纤维的单纤维上覆盖了含有氟系化合物的树脂膜。

本发明的长纤维填充棉具有芯鞘结构且鞘纤维在芯纤维外形成环状结构，蓬松性优越；而单纤维上的含有氟系化合物的树脂膜则赋予了长纤维填充棉优良的拒水性，在替代羽绒使用时，即便是针眼渗水，也不会出现填充物受潮团聚等问题，可广泛用于制作保暖外套等。

附图说明

图1为未进行树脂加工的长纤维填充棉的写真。

图2 为1000倍率下本发明长纤维填充棉的表面写真，其中a为树脂膜中呈连续状态的部位，b为树脂膜中呈非连续状态的部位。

具体实施方式

本发明的长纤维填充棉，为由芯纤维和鞘纤维形成的加工丝，鞘纤维和芯纤维交叉且鞘纤维在芯纤维外形成环状结构，芯纤维和鞘纤维的单纤维上覆盖了含有氟系化合物的树脂膜。

这里的环状结构具体指所有带有弧形的形状，如圆形、椭圆形等。在制备过程中由于压空作用，鞘纤维的纤维束被分开形成多根单纤维，鞘纤维来回垂直穿过芯纤维束形成交叉点的同时鞘纤维构成了三维立体的多环状。

鞘纤维在芯纤维外形成的环状结构的长度优选10mm～250mm。如果环状结构长度小于10mm的话，鞘纤维与芯纤维之间的立体空间体积小，作为填充物使用时蓬松性以及保温性有下降的趋势。 反之，鞘纤维形成的环状结构长度超过250mm的话，虽然加工丝的蓬松性和柔软性会有很大的提高，但是耐压缩性能有变差的趋势，也就是说当加工丝受外力挤压时会形成永久性的变形，有可能出现性能降低的现象。环状结构长度更优选25mm～60mm。

本发明中芯纤维和鞘纤维的原料没有特别限定，考虑到成本以及各项物性，优选为聚酯系。

本发明中芯纤维和鞘纤维的单丝纤度优选均在4dtex～15dtex之间。单丝纤度均小于4dtex的话，虽然加工丝的柔软性增加，但是鞘纤维所形成的环状结构的耐压能力有下降的趋势；反之，单丝纤度均超过15dtex的话，单纤维的刚性有增大的趋势，由其形成的加工丝的手感有变差的趋势。本发明中芯、鞘纤维的单丝纤度更优选均在4dtex～8dtex之间。

本发明中，芯纤维和鞘纤维的单纤维上覆盖了含有氟系化合物的树脂膜。含有氟系化合物的树脂膜可以使纤维的表面张力降低，从而使得水滴不能润湿表面，赋予拒水性。单纤维表面的拒水树脂膜为覆盖于单纤维的表面的拒水树脂膜或者为通过架桥剂连接在形成该纤维表面的拒水树脂膜。

这里的氟系化合物包括了碳8、碳6、碳4等化合物。其中碳8虽然防水效果优越，但 是碳8中含有的全氟辛酸及盐（PFOA）、全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）和烷基酚聚氧乙烯醚 （APEO）在环境中很难被降解，有生物累积性和多种毒性，因此本发明中氟系化合物优选含 有

链段。此类物质的主要成分是氟素系化合物，PFOA和PFOS的含量很 低，是替代碳8的理想产品。

本发明的树脂膜中还含有有机硅类、石蜡类和N-羟甲基类化合物中的一种或几种非氟素拒水树脂。非氟树脂的使用，除了可以提高拒水效果外，还可以改善手感，使长纤维棉填充棉更加柔软。

优选，在鞘纤维和芯纤维的交叉处的树脂膜呈连续状。这里的拒水树脂膜的连续型状态可以通过扫描电镜拍摄的SEM 照片进行判断。具有连续状的拒水树脂膜的填充物具有优异的洗涤耐久性及摩擦耐久性。树脂膜的连续性越好，其洗涤耐久性及摩擦耐久性越好。

交叉处是芯纤维与鞘纤维两个界面相接触的地方，如果树脂膜呈非连续状，在外力作用下，树脂膜有可能损坏脱落，无法起到连接的作用，纤维的拒水效果有下降的趋势。也就是说交叉处树脂膜呈连续状可以增加芯、鞘纤维的结合面积，增强其交叉处抵抗外力的能力，使其具有较好的洗涤耐久性。本发明中呈连续状态的交叉点所占比例优选为70%～100%。

优选，按照IDFB测试基准，本发明的长纤维填充棉的蓬松度为200inch³/30g～1000inch³/30g。蓬松度数值越大，表示加工丝形成的空气层的空间就越大，保温性能越好。同时，蓬松度越高，手感也就越柔软。

本发明的长纤维填充棉可通过如下方法制得：对鞘纤维和芯纤维交叉且鞘纤维在芯纤维外形成环状结构的加工丝原棉进行拒水树脂加工，再在温度80～150℃的条件下烘干，得产品。这里的拒水树脂加工可以是喷淋、浸轧等方式，没有特别限定。轧余率优选30%～40%。

本发明所述的填充物可用作外套、裤子、背心、连体服、冲锋衣、被子、枕头、睡袋、内衣、睡衣、毛衣、紧身裤、袜子或者运动服等填充材料，具有轻量、保暖、拒水、耐洗、速干、蓬松性好等优点。

本发明涉及的测试方法如下：

（1）鞘纤维形成的环状结构的长度

取任意长度的长纤维填充棉原棉，找出具有完整环状结构的部分，将其两端拉直，使其处于自然伸直状态，用尺测量出其长度，一共测量5个环状结构的长度并取平均值。

（2）总纤度

根据JIS L 1013：2010标准测试。

（3）单丝纤度

单丝纤度=总纤度/单丝根数。

（4）洗涤偏移率

洗涤偏移率越小，洗涤偏移性越好，反之，则差。使用透明白色面料和长纤维填充棉制得长50cm*宽50cm的样品，按照JIS L0217 103法进行清洗5回后自然干燥，利用照相机和灯箱对样品进行透光拍照并打印，使用面积测试仪器测量出洗涤前后内部的填充棉面积，根据以下公式计算出洗涤偏移率：

洗涤偏移率（%）＝（洗涤前样品内填充棉面积－洗涤后样品内填充棉面积）/洗涤前样品内填充棉面积×100%。

（5）蓬松度根据IDFB方法进行测试：①先将长纤维填充棉放置在20℃×65%RH的环境中调试8小时或8小时以上，使得待测试样稳定；

②称取试样30g，手动将其抖动到蓬松状态后将其放入测量桶内并盖上盖子；

③将重量盘向下移动至接触试样的最高点，然后放开重量盘使其自由下落，放开重量盘的同时计时，稳定１分钟后读出高度并记录；

④打开盖子取出试样，再次将其抖动至蓬松状态，放入测量桶内盖上盖子，按照步骤③再次测量，同样的方法测试5次；

⑤算出5次的平均高度后通过计算得出蓬松度。

（6）速干性

根据GB/T21655.2—2009《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》测试。

（7）拒水性

根据JIS L 1092 6.2-1998喷雾法测试。

（8）洗涤处理

根据JIS L 0217103-1995 法洗涤20回。

（9）呈连续状态的交叉点所占比例

在SEM扫描电镜下对长纤维填充棉进行观察，数出20个交叉点，并记录每个交叉点处树脂膜的状态，根据下式计算出呈连续状态的交叉点所占比例：

呈连续状态的交叉点所占比例=交叉点呈连续状态的个数/20*100%。

以下结合实施例及比较例来进行进一步说明。

实施例1

选取由环状结构长度为38mm、单丝纤度为5dtex的鞘纤维和单丝纤度为7dtex的芯纤维形成的具有芯鞘结构的加工丝原棉，采用浸轧工艺对其进行拒水树脂整理，轧余率为35%，然后放入130℃的烘箱内烘干，其中拒水树脂整理液由120g/L的含碳8氟系化合物的氟系拒水剂以及余量的水所组成，得到本发明的拒水性长纤维填充棉，其各项性能测试见表1。

实施例2

将含碳8氟系化合物的拒水剂替换为含碳6氟系化合物的氟系拒水剂，其余同实施例1，得到本发明的拒水性长纤维填充棉，其各项性能测试见表1。

实施例3

树脂加工液中增加50g/L有机硅类非氟拒水剂，其余同实施例2，得到本发明的拒水性长纤维填充棉，其各项性能测试见表1。

由实施例1-3的拒水性长纤维填充棉制得的外套、裤子、背心、连体服、冲锋衣、被子、枕头、睡袋、内衣、睡衣、毛衣、紧身裤、袜子或者运动服。

比较例1

将含碳6氟系化合物的氟系拒水剂替换为有机硅类非氟拒水剂，其余同实施例2，得到拒水性长纤维填充棉，其各项性能测试见表1。

表1

根据上表，

（1）由实施例2与实施例1可知，采用碳6氟系树脂加工所得拒水性长纤维填充棉与采用碳8氟系树脂加工所得拒水性长纤维填充棉相比，两者的速干性及洗涤偏移率相当，拒水性稍不及后者，但前者的蓬松性、以及环保性要优于后者。

（2）实施例3与实施例2可知，采用碳6氟系树脂和有机硅类非氟树脂加工所得拒水性长纤维填充棉与仅采用碳6氟系树脂加工所得拒水性长纤维填充棉相比，两者的速干性、环保性相当，前者的蓬松效果稍低于后者，但前者的洗涤偏移性明显优于后者，而且拒水性也优于后者。

（3）比较例1与实施例2可知，采用有机硅类非氟树脂加工所得拒水性长纤维填充棉与采用碳6氟系树脂加工所得拒水性长纤维填充棉相比，两者的蓬松度、拒水性、环保性均相当，但前者的洗涤偏移率大，而且速干性也很差。

Claims (5)

1.一种长纤维填充棉，为由芯纤维和鞘纤维形成的加工丝，其特征是：所述鞘纤维和芯纤维交叉且鞘纤维在芯纤维外形成环状结构，所述芯纤维和鞘纤维的单纤维上覆盖了含有氟系化合物的树脂膜。

2.根据权利要求1所述长纤维填充棉，其特征是：所述氟系化合物中含有

链段。

3.根据权利要求1或2所述长纤维填充棉，其特征是：所述树脂膜中还含有有机硅类、石蜡类和N-羟甲基类化合物中的一种或几种的非氟拒水树脂。

4.根据权利要求1或2所述长纤维填充棉，其特征是：在鞘纤维和芯纤维的交叉处，所述树脂膜呈连续状。

5.一种含有权利要求1所述长纤维填充棉的外套、裤子、背心、连体服、冲锋衣、被子、枕头、睡袋、内衣、睡衣、毛衣、紧身裤、袜子或者运动服。

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