CN114232205A - 一种具有热反射功能的多维保暖棉及其生产方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有热反射功能的多维保暖棉及其生产方法和应用，所述具有热反射功能的多维保暖棉有至少两层结构，由多种组分短纤通过非织造工艺形成；以远离使用者为外，最外层是包括金属镀膜涤纶、三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶的热反射隔热层；最内层是包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的保温层。本发明不同成分的纤维具有不同的形态及其相应作用，通过非织造工艺分布于保暖棉的不同层，每层的热导率不同，其中金属镀膜涤纶纤维位于外层，可以反射人体红外线，将人体散失的热量反馈，从而起到反射保暖功能。本发明所述的具有热反射功能的保暖棉，其保温效果优异，而且重量相对较低，可应用于纺织品。

Description

一种具有热反射功能的多维保暖棉及其生产方法和应用

技术领域

本发明属于纺织品制备技术领域，特别涉及一种具有热反射功能的多维保暖棉及其生产方法和应用。

背景技术

目前，羽绒是公认保暖效果好的材料，其能极大限度的保存空气以防止对流。而洗后经过晾干，羽绒本身的柔韧性和弹性，能确保其恢复蓬松度。但羽绒作为填充物一直存在以下问题：首先由于原料不足，羽绒的供应及价格受各方面因素影响极不稳定，给下游企业带来很多备料困扰，同时羽绒服装的钻绒问题，以及存在异味、微生物滋生等问题，也是限制其使用的因素。因此，研发具有羽绒同等保暖性的填充物一直是行业攻关的课题。

市面上仿羽绒的产品大多是使用聚酯纤维，主要做法有以下几种：一是使用超细涤纶纤维，以增加纤维间的空气含量，减少空气流动，提升保暖性；还有就是使用四孔棉、七孔棉、九孔棉等中空纤维，提升保暖性。

上述现有技术虽然能够在一定程度上提升纤维间的空气含量提升保暖性，但也存在很多问题，如纤维之间的空气并没有完全静止，仍存在较多的空气对流；中空纤维在后续工序容易被压扁，压缩回弹性较差，洗涤后容易变薄。到目前在为止，还难以达到如同羽绒的轻量及保暖效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有热反射功能的多维保暖棉及其生产方法和应用，本发明提供的保暖棉具有优异的保温效果，且较为轻量，可应用于纺织品。

本发明提供一种具有热反射功能的多维保暖棉，其具有至少两层结构，由多种组分短纤通过非织造工艺形成；以远离使用者为外，最外层是包括金属镀膜涤纶、三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶的热反射隔热层；最内层是包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的保温层。

优选地，所述金属镀膜涤纶在最外层的质量含量为50-60％。

优选地，所述最外层的金属镀膜涤纶纤维细度为1.0-1.7dtex。

优选地，所述最外层的三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.05-0.44dtex；

所述最内层的三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.340dtex。

优选地，所述最外层和最内层之间还具有一个或多个中间层；

所述中间层包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶。

优选地，所述最内层中，三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex，且低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex。

本发明实施例提供如前所述的具有热反射功能的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：

先将最内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成保温纤维网；

可将中间层和最外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含保温纤维网的多层纤维网；

将所述多层纤维网进行杂乱牵伸，之后进行加热焙烘，使各层中的低熔点涤纶表面熔融，固化后得到所述多维保暖棉。

此外，本发明还提供如前文所述的具有热反射功能的多维保暖棉在纺织品中的应用。

与现有技术相比，本发明提供了一种多组分的热反射多维保暖棉及其生产方法，所述的多维保暖棉具有至少两层结构，并且含有金属镀膜涤纶、低熔点涤纶、腈纶、聚酰亚胺等多种短纤成分，不同成分的纤维具有不同的形态及其相应作用，通过非织造工艺分布于保暖棉的不同层，每层的热导率不同，其中金属镀膜涤纶纤维位于外层，可以反射人体红外线，将人体散失的热量反馈，从而起到反射保暖功能。本发明所述的具有热反射功能的保暖棉，其保温效果优异，而且重量相对较低，可应用于纺织品。

附图说明

图1为本发明一些实施例的具有热反射功能的多维保暖棉的结构示意图；

图2为本发明一些实施例的具有热反射功能的多维保暖棉的实物照片。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种具有热反射功能的多维保暖棉，其具有至少两层结构，由多种组分短纤通过非织造工艺形成；

以远离使用者为外，最外层是包括金属镀膜涤纶、三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶的热反射隔热层；

最内层是包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的保温层。

本发明提供的保暖棉具有优异的保温效果，且较为轻量，可应用于纺织品。

参见图1，图1为本发明一些实施例中的保暖棉的结构示意图，其具有非织造工艺形成的两层结构。图1中，1为保温层(内层)，2为热反射隔热层(外层)，并未显示层间纤维交叉状态。

本发明实施例所述具有热反射功能的多维保暖棉为至少两层的片层结构，是通过多种组分短纤经过非织造工艺形成的；通常以贴近使用者的一面为内层，以远离使用者为外。在本发明实施例所述的保暖棉片层结构中，最内层是包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的保温层1，其中的三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶短纤维可起到较好保温作用，低熔点涤纶短纤维主要在轻量化成型加工方面发挥作用。

本发明所述的三维卷曲聚酰亚胺纤维成分是聚酰亚胺，其聚合物分子主链上含有酰亚胺环，综合性能较佳，且纤维的三维卷曲可以提高保暖性。在常用化纤中三维卷曲腈纶具有较低的导热系数，耐候性较好。低熔点涤纶短纤维是在常规聚酯(PET)中添加相容性良好的改性组分使熔点降低，而且产生良好的粘连作用；本发明实施例可采用熔点在130-140℃的低熔点短纤市售产品。

在本发明实施例所述的最内层中，三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.340dtex，长度为35-60mm；三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex，长度为30-60mm；低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为60±5％、35±5％、5±2％。所述的短纤维(短纤)相对长丝而言，长度一般为30-60mm之间。所述(最)内层的多种短纤的形态、细度不同，可以采用相应的市售短纤产品。

图1所述的多维保暖棉可称为二维保暖棉，其还具有热反射隔热层2，是包括金属镀膜涤纶、三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶短纤的最外层。热反射隔热层2含有金属镀膜涤纶纤维，可以反射红外线，能够将人体散失的热量反馈到人体，起到反射保暖功能。

人体是一个热源体，无时无刻通过热辐射向外界散发热量，如何减少热辐射，利用人体辐射的热量保暖也是一个研究的重要方向。辐射制热和减少辐射保温在生活的其他方面已经得到了应用，比如常用的镀银暖水瓶，其可以靠镀银层反射来保温；但在服装填充物应用还比较少。

本发明所述多维保暖棉中，金属镀膜涤纶纤维分布于外层，其在最外层的质量含量优选为50-60％。所述的金属镀膜涤纶可以通过涤纶纤维的化学沉积、真空镀膜等方式获得；本发明实施例采用市售的金属镀膜涤纶纤维，金属成分为铝，金属铝含量8％，红外反射率98％；其纤维细度可为1.0-1.7dtex，长度为35-60mm。

并且，本发明所述的(最)外层含有三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶短纤。作为优选，其中最外层的三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.05-0.44dtex，长度为40-65mm；金属镀膜涤纶纤维细度为1-1.7dtex，长度为35-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维在最外层的含量分别可为40±5％、55±5％、5±2％。其中，所述三维卷曲聚酰亚胺断裂强度3.2-4.0cN/dtex，分子量120万-130万；结晶度65％-70％。如用作面料，可适当减少三维卷曲聚酰亚胺，含量太高手感会偏硬。

在本发明的实施例中，所述最外层和最内层之间还具有一个或多个中间层，例如为三层结构。作为优选，所述中间层包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶。对于一个具体的中间层，三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.5-0.9dtex，长度为35-55mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.7-1.0dtex，长度为40-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40mm；该中间层的三种纤维含量分别对应可为45％、52％、3％。在本发明实施例中，纺丝对短纤维的单纤维细度要求不高，细度和长度本身是一个范围内波动。

本发明所述的多维保暖棉为具有热反射功能的保暖性棉型制品，克重在50g/m²-250g/m²之间，常用克重为80g/m²、120g/m²、150g/m²、170g/m²、200g/m²；整体厚度可为10mm-50mm，，一些产品整体形态可参见图2。示例地保暖棉多层结构中，外层厚度可占40％，内层占60％(如果是多个中间层结构，中间多层各层厚度相同)。本发明实施例所述多维保暖棉通过非织造工艺，复合成保温、隔热的多层纤维网状结构，由于各层有不同成分、细度和形状的短纤维，可以保证透气性，同时重量较低，具有长效、优异的保温性能；其可以用于服装、填充物等纺织品制备。即，本发明提供了一种纺织品，使用如前所述的多维保暖棉。或者，本发明提供了如前文所述的具有热反射功能的多维保暖棉在纺织品中的应用。

本发明实施例提供了如前所述的具有热反射功能的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：

先将最内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成保温纤维网；

可将中间层和最外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含保温纤维网的多层纤维网；

将所述多层纤维网进行杂乱牵伸，之后进行加热焙烘，使各层中的低熔点涤纶表面熔融，固化后得到所述多维保暖棉。

具体地，所述具有热反射功能的多维保暖棉的生产过程如下：

1)按重量比配备各层纤维原料，将不同纤维原料开松，并充分混合均匀；

2)对混合均匀的纤维原料进行梳理、铺网，形成纤维网；所用的梳理设备中采用单锡林、双道夫，针布采用超细齿结构(齿间距1.5mm)；

3)采用相同的设备，可进行第二次梳理、铺网；

4)按照上述步骤形成多层纤维网，然后对纤维网进行杂乱牵伸，使纤维网形成立体网络交叉结构；所用的纤维牵伸机由罗拉组成，牵伸罗拉表面包覆针布，牵伸倍数优选为1.2-1.5；

5)必要情况下，可以按上述步骤进行二次牵伸；牵伸倍数优选为1.1-1.3；

6)可将牵伸后的纤维网送入烘箱，进行加热焙烘，焙烘温度优选为130-140℃，主要使低熔点涤纶表面熔融、再固化，得到加固的多层纤维网，即得多维保暖棉；

7)可对得到的多维保暖棉进行表面烫光处理或烫面处理，使表面直立纤维躺平；

8)冷却，切边打卷，得到成品。

综上所述，本发明所述的多维保暖棉具有至少两层结构，通过非织造工艺形成不同热导率的保温层、热反射隔热层，所含的金属镀膜涤纶、腈纶、聚酰亚胺等多种短纤共同发挥作用。本发明所述的多种纤维组分的保暖棉的保温效果优异，而且重量相对较低，利于在纺织品中的应用。

为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的保暖棉及其生产方法进行具体地描述。但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂、原料或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购得的常规产品。本发明实施例采用熔点在130-140℃的低熔点短纤市售产品；低熔点涤纶：凯泰特种纤维科技有限公司F-PET50；金属镀膜涤纶：凯泰特种纤维科技有限公司AL-PET50。

实施例1

名称：二维保暖棉(2层)；

克重：150g/m²；

成分：最内层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.24dtex，长度为45-60mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.010-0.24dtex，长度为50-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为60％、35％、5％；最外层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.2-0.44dtex，长度为45-65mm；金属镀膜涤纶纤维细度为1.5-1.7dtex，长度为45-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为40％、55％、5％。

生产过程及工艺如下：

1)按重量比配备各层纤维原料，将不同纤维原料开松，并充分混合均匀；

2)对混合均匀的纤维原料进行梳理、铺网，形成纤维网；所用的梳理设备中采用单锡林、双道夫，针布采用超细齿结构(齿间距1.5mm)；

3)采用相同的设备，进行第二次梳理、铺网，所用的梳理设备中采用单锡林、双道夫，针布采用超细齿结构(齿间距1.3mm)；

4)按照上述步骤形成多层纤维网，然后对纤维网进行杂乱牵伸，使纤维网形成立体网络交叉结构；所用的纤维牵伸机由罗拉组成，牵伸罗拉表面包覆针布，牵伸倍数为1.2-1.5；

5)按上述步骤进行二次牵伸，所用的纤维牵伸机由罗拉组成，牵伸罗拉表面包覆针布，牵伸倍数为1.1-1.3；

6)将牵伸后的纤维网送入烘箱，进行加热焙烘，焙烘温度为130-140℃，固化，得到加固的多层纤维网，即得多维保暖棉；

7)对得到的多维保暖棉进行表面烫光处理；

8)冷却，切边打卷，得到成品，其保暖性能参见表1。

表1保暖性能比对

其中，普通保暖棉成分为100％涤纶，为单层结构；

保温率和克罗值测试标准为GB/T 35762；压缩率和回弹率测试标准为FZ/T64003。保温率和克罗值表征保暖性，值越高越好。压缩性表征材料可以被压缩的特性、回弹率表达材料被压缩后的回复性，值越高越好；红外反射率反映了材料对人体红外线反射能力，辐照升温反映了材料吸收红外线后的温升性能，这两个指标也是越高越好。

实施例2

名称：三维保暖棉(三层)；

克重：200g/m²；

成分：最内层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.24dtex，长度为45-60mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.01-0.24dtex，长度为50-60-mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40-mm；三种纤维的含量分别为55％、40％、5％；最外层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.2-0.44dtex，长度为45-65mm；金属镀膜涤纶纤维细度为1.0-1.5dtex，长度为45-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为45％、50％、5％；中间层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.5-0.9dtex，长度为35-55mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.7-1.0dtex，长度为40-60mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为45％、52％、3％；

生产过程及工艺基本与实施例1相同。

制备得到成品，其保暖性能参见表2。

表2保暖性能比对

从上表可知，同克重情况下，三维保暖棉和普通棉相比，保温率和克罗值都比较高，说明三维保暖棉的保暖性好，保暖性比羽绒稍差，但是羽绒没有远红外性能和辐照升温性能；压缩率和回弹率比普通保暖棉也要高，说明三维保暖棉更容易被压缩，回复性更好，压缩回弹性和羽绒相当。本发明提供的保暖棉具有优异的保温效果，且较为轻量，可应用于纺织品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。

Claims (8)

1.一种具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，具有至少两层结构，由多种组分短纤通过非织造工艺形成；

以远离使用者为外，最外层是包括金属镀膜涤纶、三维卷曲聚酰亚胺和低熔点涤纶的热反射隔热层；

最内层是包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的保温层。

2.根据权利要求1所述的具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，所述金属镀膜涤纶在最外层的质量含量为50-60％。

3.根据权利要求2所述的具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，所述最外层的金属镀膜涤纶纤维细度为1.0-1.7dtex。

4.根据权利要求3所述的具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，所述最外层的三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.05-0.44dtex；

所述最内层的三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.340dtex。

5.根据权利要求1-4任一项所述的具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，所述最外层和最内层之间还具有一个或多个中间层；

所述中间层包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶。

6.根据权利要求5所述的具有热反射功能的多维保暖棉，其特征在于，所述最内层中，三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex，且低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex。

7.如权利要求1-6任一项所述的具有热反射功能的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：

先将最内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成保温纤维网；

可将中间层和最外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含保温纤维网的多层纤维网；

将所述多层纤维网进行杂乱牵伸，之后进行加热焙烘，使各层中的低熔点涤纶表面熔融，固化后得到所述多维保暖棉。

8.如权利要求1-6任一项所述的具有热反射功能的多维保暖棉在纺织品中的应用。

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