CN111764019A - 一种具有填充结构的弹性面料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有填充结构的弹性面料。该面料包括分别由经纱和纬纱交织而成的表层、中间层和里层，中间层交替连接表层和里层形成多个可填充的袋型区域，表层和里层的密度均大于中间层的密度，表层和所述里层中含有弹性纱线，中间层由非弹性纱线所形成，且该弹性面料的表面粗糙度在5～30微米之间。本发明的弹性填充面料表面平整，弹性优越；填充后布面厚度均一、平整，保暖性能优越。
Description
技术领域
本发明涉及一种一次成型的具有填充结构的弹性面料，可用于制作服装、被子、靠垫、睡袋、玩具等。
背景技术
单层织物在功能性、丰满感、造型感等方面比较欠缺，为此有人提出利用缝纫设备或绗缝设备将多层面料缝合在一起形成立体结构，但这样的缝制工艺较为复杂，而且缝针会破坏面料的组织结构，降低面料的防绒性、防风性等。为了解决上述问题，有人提出了接结部牢固的无缝织造方式的技术，如中国专利文献CN204483166U中公开了一种防钻绒织物，通过表里两层面料互相交换形成间隔线来获得，但是这样的结构造成交换处不能完全填充到羽绒，厚薄不一，整体的保暖效果受到影响。
又如，中国专利文献CN205115746U中公开了一种立体织物，通过中间层分别与外层、内层交错连接形成交错分布的立体空腔，这样的结构虽然解决了连接部不保暖、整体厚薄不一的问题，但是由于立体织物没有伸缩性，穿着舒适度欠佳。
再如，中国专利文献CN107083603A中公开了一种中间层相对低密度的立体织物，表层、中间层和里层分别同时采用异形纤维纱和弹性纱相互交织获得弹性立体织物，但是在这样的密度设计条件下，表中里三层中的弹性纱存在收缩差，因此会出现面料表面不平整的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面平整，具有填充结构且充绒后厚薄一致的弹性面料。
本发明的技术解决方案是：
本发明的具有填充结构的弹性面料，包括分别由经纱和纬纱交织而成的表层、中间层和里层，中间层交替连接表层和里层形成多个可填充的袋型区域，表层和里层的密度均大于中间层的密度，其中，表层和里层中含有弹性纱线，中间层中不含弹性纱线，且弹性面料的表面粗糙度在5～30微米之间。
本发明中，通过中间层交替连接表层和里层形成多个可填充的袋型区域解决了面料的连接部保暖性不良的问题；并且通过中间层密度低于表里层实现了密度和幅宽的最大化，提高生产效率的同时，也解决了手感硬、填充体的内部气流不流通、易鼓起等缺点；另外，在表里层中使用弹性纱线，中间层中使用非弹性纱线，不但确保了上述结构的弹性性能，而且避免了表面不平整问题的发生。
附图说明
图1为本发明具有填充结构的弹性面料的结构示意图，其中a为表层、b为里层、c为中间层。
图2为本发明具有填充结构的弹性面料结构示意图，其中d为表层、e为里层、f为中间层1、g为中间层2。
具体实施方式
本发明的具有填充结构的弹性面料，包括分别由经纱和纬纱交织而成的表层、中间层和里层，中间层交替连接表层和里层形成多个可填充的袋型区域。
两个袋型区域之间具有一定的宽度，其数值用同一层面上的两根相邻间隔线之间的距离来表征。袋型区域的宽度过小的话，填充加工比较困难；而宽度过大的话，成品中可填充的袋型区域的个数偏少、容积偏大，使用或洗涤过程中有可能会造成填充物的堆积，出现填充物偏移的问题。因此，宽度优选为2.0～50.0cm，更进一步优选为3.0～10.0cm。当然为了防止填充物的堆积，亦可考虑增加内胆布。
通过中间层设计可以获得两层以上的袋型区域，优选中间层为单层或双层面料。如图1所示，当中间层为单层时，袋型区域分布在两个平面上（分别称为上袋型区域和下袋型区域），表里两层的间隔线和袋型区域呈现相互交错的结构形态。如图2所示，当中间层为双层时，中间层1与表层交换形成表层间隔线，中间层2与里层交换形成里层间隔线，同时中间层1和中间层2交换形成中间层间隔线，表里两层的间隔线对应着袋型区域，袋型区域交错分布且分布在三个平面上（分别称为上袋型区域、中袋型区域和下袋型区域）。这样的设计能够获得分布均匀的空气层结构，可以保证即便充填填充物表面也是平整的，而且厚薄均匀、手感蓬松且保暖性优异。
间隔线的方向性通过组织设计实现。可以是纬向的，也可以是经向的，还可以同时是经纬向的。在相应的位置使表层、中间层和/或里层的经纱和纬纱之间相互交叉织造，即通过表中连接、中里连接或表里连接的方式实现。间隔线的类型可以是连续的也可以是间断的，可以是连接线也可以是连接面。
中间层不需要具有防绒的功能，因此其密度可以低于表层密度和里层密度。如果采用和表层与里层相同的密度，经纱在各层中的分布必然均匀。这样的话，在准备工程中受总经纱根数的限制，密度和幅宽难以实现最大化，即便可以实现密度和幅宽的最大化，生产效率也非常低，而且容易产生手感硬、填充体的内部气流不流通、易鼓起等缺点。因此，本发明中考虑表层密度和里层密度均大于中间层密度。这里所指的密度包括经纱密度和纬纱密度。也就是说可以是表里层的经纱密度均大于中间层的经纱密度；也可以是表里层的纬纱密度均大于中间层的纬纱密度；还可以是表里层的经纬纱密度均大于中间层的经纬纱密度。
由于同样的纱线在不同的密度结构中其收缩性能存在差异。对于本发明的表层和里层具有相对高密度，中间层具有相对低密度的结构来说，为了兼顾弹性，平衡纱线的收缩差异造成的表层面料和里层面料之间的平整度差异，本发明中考虑在表层面料和里层面料中至少部分采用弹性纱线，而中间层全部采用非弹性纱线。
本发明中的弹性纱线是指弹性伸长率大于15%的纱线。可以是由各种聚酯化合物中的一种成分通过拉伸、变形和热定型工艺，如高弹DTY；或者两种以上成分通过并列纺丝或复合加工所制成的纤维或纱线，如PBT/PET、高粘度PET/低粘度PET等；也可以是聚氨酯纤维与其它任意成分的纱线通过加捻或交络等方式组合而成的纱线，如氨纶包覆纱等。考虑到纱线的收缩差异越大，越能和密度造成的收缩差异平衡，本发明中弹性纱线优选为弹性相对较大的氨纶包覆纱。非弹性纱线是指相对于弹性纱而言弹性伸长率在15%以下的纱线。
面料的表面粗糙度不仅影响了外观、手感和穿着舒适感，而且对填充结构的充填效果也影响较大。如果表面粗糙度过大的话，表面凹凸不平，手感糙硬，穿着时容易产生勾丝；因此，表面粗糙度越小越好，结合面料的自身厚度，本发明面料的粗糙度在5～30微米之间。
面料的厚度表征了其厚实感，在用纱一致的前提下，厚度越小，说明面料的平整度越高。因此，优选本发明面料的厚度小于1mm。
当表、中、里三层面料中所使用的纱线纤度差异较大时，会使得织造收缩和加工收缩差异变大，容易造成织造性能降低、外观起皱或物理性能不良等问题。本发明中，优选表层的经纱总纤度、中间层的经纱总纤度和里层的经纱总纤度之间的差异在25%以内，且表层的纬纱总纤度、中间层的纬纱总纤度和里层的纬纱总纤度之间的差异在25%以内。这里的差异是根据如下算式计算得到的：
[表中里三层中经纱（或纬纱）最大总纤度-最小总纤度]/最大总纤度×100%。
本发明中更优选各层的经纱之间以及各层的纬纱之间不存在纤度差异。
为了获得优越的防绒性、防风性及防水性，同时提高表层密度和里层密度是最有效的手段。为此优选表层面料的经纱密度和里层面料的经纱密度相同，并且通过调整各层纱线的用纱比率来控制各层纱线的密度。比如设计成表、里层经纱密度相同并且是中间层经纱密度的2倍时，可以按照每5根经纱中，表层经纱2根、中间层经纱1根、里层经纱2根为一个循环进行织造。
本发明优选由同一根经纱分别与表纬、中纬及里纬进行交织，即每根经纱按照表、中、里、中的顺序作为一个循环依次与表纬、中纬、里纬及中纬交织，形成各自独立的表层、中间层及里层，这样可以保证在一定的长度内每根经纱的织造缩率都一样。即便各层的经纱密度差在20%以上，单轴织机织造也可以有效控制织造缩率差异的发生率。当然，中间层密度过低的话，有可能出现中间层起不到隔离羽绒的效果，因此，本发明中优选表里层的经纱密度与中间层的经纱密度之比为1.2～4.0：1。
为了使表里层面料在经纱方向或纬纱方向具有同等的收缩，即表里层面料的弹性一致，本发明中考虑表层经纱和里层经纱同时含有弹性纱线，或者表层纬纱和里层纬纱同时含有弹性纱线，或者表层经纬纱和里层经纬纱同时含有弹性纱线。优选，弹性纱线在表层的经纱中所占比例与在里层的经纱中所占比例相同，均为50%～100%。弹性纱线在表层的纬纱中所占比例与在里层的纬纱中所占比例相同，均为50%～100%。更优选表层经纱和里层经纱全部为弹性纱或表层纬纱和里层纬纱全部为弹性纱线。
表层及里层的组织，没有特别限定，可以根据不同的用途、表面风格及服用性进行选择，如平纹、斜纹、缎纹等三原组织或其变化组织。对于有防绒性要求的面料优选紧度最大的平纹组织，而对于没有防绒性要求的面料则可以考虑采用如具有花型效果的变化组织等。
本发明中各物性参数的测试方法如下。
（1）弹性伸长率
根据JISL 1096：2010A法标准。
（2）表面粗糙度
使用3D轮廓测量仪VR-5000观察软件进行3D测量，将表面的波度、凹凸进行视觉化处理，显示测量结果（3D图像），然后使用分析软件打开3D测量模式测量获得的数据Sa作为本发明的表面粗糙度。
（3）厚度
使用规格为0-10×30mm的测厚规仪进行测量。
（4）总纤度偏差
纤度偏差=（最大总纤度-最小总纤度）/最大总纤度×100%。
（5）防绒性
根据GB/T 14272-2011标准。
下面结合实施例及比较例对本发明做进一步说明。
实施例1
在双织轴多臂织机上，选用30D-72f-涤纶DTY（江苏恒力化纤股份有限公司制）作为表层经纱、中间层经纱、里层经纱及中间层纬纱，选用20D PU（江苏可龙氨纶有限公司）/20D-72f-涤纶DTY（江苏恒力化纤股份有限公司制）形成的27D涤氨包覆纱作为表层纬纱和里层纬纱，表层和里层的经纬向密度为210*228根/英寸，中间层的经纬向密度为105*114根/英寸，平纹组织条件下进行织造得到三层结构的机织坯布，接着将所得坯布进行精练（95℃）→中间定型（180℃）→分散染料染色（135℃*30min）→干燥（150℃）→树脂加工（无氟拒水剂KG-70N，珠海华大浩宏化工有限公司制，30g/l）→定型加工，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例2
在单织轴多臂织机上，每根经纱都按照表、中、里、中的顺序依次与表层纬纱、中间层纬纱、里层纬纱及中间层纬纱交织，其余同实施例1，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例3
在单织轴多臂织机上，中间层的经纬向密度为70*76根/英寸，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例4
在单织轴多臂织机上，中间层的经纬向密度为52*57根/英寸，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例5
在单织轴多臂织机上，表层和里层的经纬向密度为170*228根/英寸，中间层的经纬向密度为170*114根/英寸，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例6
在双织轴多臂织机上，表层经纱和里层经纱均采用27D涤氨包覆纱，其余同实施例1，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表1。
实施例7
在单织轴多臂织机上，表层纬纱和里层纬纱均采用30D-72f-涤纶DTY和27D涤氨包覆纱进行配列，排列比为1：2，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表2。
实施例8
在单织轴多臂织机上，表层纬纱和里层纬纱均采用30D-72f-涤纶DTY和27D涤氨包覆纱进行配列，排列比为1：1，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表2。
实施例9
在单织轴多臂织机上，表层纬纱和里层纬纱均采用30D-72f-涤纶DTY和27D涤氨包覆纱进行配列，排列比为2：1，其余同实施例2，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表2。
实施例10
在双织轴多臂织机上，选用50D-72-涤纶DTY作为中间层经纱和纬纱，其余同实施例1，得到本发明的可填充弹性面料，各项参数详见表2。
比较例1
在单织轴多臂织机上，表层、中间层和里层的经纬向密度均为170*190根/英寸，其余同实施例5，得到可填充弹性面料，各项参数详见表2。
比较例2
在单织轴多臂织机上，中间层纬纱采用27D涤氨包覆纱，其余同实施例2，得到可填充弹性面料，各项参数详见表2。
表1
表2
表1和表2，
（1）由实施例1与实施例2可知，同等条件下，利用双轴织机制得的可填充弹性面料与利用单轴织机制得的可填充弹性面料相比，两者的弹性伸长率、表面粗糙度、厚度以及防绒性均相当。
（2）由实施例2和实施例4可知，同等条件下，经纱密度之比为 2：1的可填充弹性面料与经纱密度之比为4：1的可填充弹性面料相比，两者的弹性伸长率相当，但前者在表面平整性（粗糙度值小）、厚度、防绒性性方面明显优于后者。
（3）由实施例2与实施例5可知，同等条件下，经纱密度之比为 2：1的可填充弹性面料与经纱密度之比为1：1的可填充弹性面料相比，前者在表面平整性（粗糙度值小）、厚度、防绒性方面明显优于后者，但弹性伸长率略低于后者。
（4）由实施例2与实施例8可知，同等条件下，表里层纬纱采用100%涤氨包覆纱所得的可填充弹性面料和表里层纬纱中采用50%涤氨包覆纱所得的可填充弹性面料相比，前者在弹性（伸长率大）、表面平整性（粗糙度值小）、厚度以及防绒性方面均优于后者。
（5）由实施例8与实施例9可知，同等条件下，表里层纬纱采用50%涤氨包覆纱所得的可填充弹性面料和表里层纬纱中采用33.3%涤氨包覆纱所得的可填充弹性面料相比，前者在弹性（伸长率大）、表面平整性（粗糙度值小）、厚度以及防绒性方面均优于后者。
（6）由实施例1与实施例10可知，同等条件下，表中里经纱总纤度偏差为0且纬纱总纤度偏差为10%的可弹性填充面料和表中里经纱总纤度偏差为40%且纬纱总纤度偏差为46%的的可弹性填充面料相比，前者在弹性伸长率、表面平整性（粗糙度值小）、厚度以及防绒性方面均优于后者。
（7）由比较例1与实施例2可知，3层经纬纱密度均相同的可弹性填充面料与表里经纬纱密度相同、中间层经纬纱密度不同的可弹性填充面料相比，两者的表面平整性相当，虽然前者在弹性方面前者优于后者，但在厚度及防绒性方面远不及后者。
（8）由比较例2与实施例2可知，同等条件下，中间层纬纱采用涤氨包覆纱（弹性纱线）所得可填充弹性面料和中间层纬纱采用涤纶DTY（非弹性纱线）所得可填充弹性面料相比，两者的防绒性相当，虽然前者在弹性方面优于后者，但表面平整性差（粗糙度值大）。
Claims (5)
1.一种具有填充结构的弹性面料，包括分别由经纱和纬纱交织而成的表层、中间层和里层，所述中间层交替连接所述表层和所述里层形成多个可填充的袋型区域，所述表层和所述里层的密度均大于中间层的密度，其特征是：所述表层和所述里层中含有弹性纱线，中间层由非弹性纱线所形成，且所述弹性面料的表面粗糙度在5～30微米之间。
2.根据权利要求1所述具有填充结构的弹性面料，其特征是：所述表层的经纱总纤度、中间层的经纱总纤度和里层的经纱总纤度之间的差异在25%以内，且所述表层的纬纱总纤度、中间层的纬纱总纤度和里层的纬纱总纤度之间的差异在25%以内。
3.根据权利要求1或2所述具有填充结构的弹性面料，其特征是：所述表层和里层的经纱密度相同，且与中间层的经纱密度之比为1.2～4：1。
4.根据权利要求1或2所述具有填充结构的弹性面料，其特征是：所述弹性纱线在所述表层的经纱中所占比例与在所述里层的经纱中所占比例相同，均为50%～100%。
5.根据权利要求1或2所述具有填充结构的弹性面料，其特征是：所述弹性纱线在所述表层的纬纱中所占比例与在所述里层的纬纱中所占比例相同，均为50%～100%。
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