CN114232206A - 一种多维保暖棉及其生产方法、纺织品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织品制备技术领域，本发明提供了一种多维保暖棉及其生产方法、纺织品，所述多维保暖棉具有多种组分短纤通过非织造工艺形成的至少三层结构，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第一保温层；中间层是包括异形截面涤纶和低熔点涤纶的第二保温层；外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隔热层。本发明所述的多种纤维组分的保暖棉，其保温效果优异，而且重量相对较低，可应用于纺织品。
Description
技术领域
本发明属于纺织品制备技术领域，特别涉及一种多维保暖棉及其生产方法、纺织品。
背景技术
静止干燥空气的导热系数是0.026W/m*℃，远远低于常用纺织纤维，是最好的隔热保暖介质，因此纺织材料中空气保有量是决定其保暖效果的最主要因素。很多发泡材料的保暖性比较好，就是因为其保留了很多的静止空气。同样的，越蓬松的衣服或被子填充物，能够最大限度的在填充物的空间里保存空气，使空气流动相对减缓，保温效果就越好，这样保证外边的冷空气和里边的热空气没有交换，从而达到保暖的作用。
羽绒是目前公认保暖效果好的材料，也是因为羽绒足够蓬松及其内部存在中空结构，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。
目前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。这些方式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，还是会有较多的空气对流出现；中空纤维在后续工序容易被压扁，压缩回弹性不好，洗涤后容易变薄等问题。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，本发明提供一种多维保暖棉及其生产方法、纺织品，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。
本发明提供一种多维保暖棉，其具有多种组分短纤通过非织造工艺形成的至少三层结构，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第一保温层；中间层是包括异形截面涤纶和低熔点涤纶的第二保温层；外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隔热层。
在本发明的实施例中，所述内层的三维卷曲聚酰亚胺含量低于外层的聚酰亚胺含量；所内层的三维卷曲腈纶含量高于外层的腈纶含量。
在本发明的实施例中，所述中间层的异形截面涤纶为十字型和/或H型。
在本发明的实施例中，所述内层、中间层和外层均还包括生物基聚酯短纤，例如索罗娜纤维。
在本发明的实施例中，所述内层中，三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.011-0.34dtex，且三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex，这两种纤维的含量比例为30-40：30-40；
所述外层中，三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.05-0.44dtex，且三维卷曲腈纶的纤维细度为0.05-0.34dtex，这两种纤维的含量比例为35-45：25-35。
在本发明的实施例中，所述中间层中，异形截面涤纶的纤维细度为0.8-3.45dtex，且低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex，这两种纤维的含量比例为45-55：3-7。
本发明提供如前文所述的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：
先将内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成第一保温纤维网；
依次将中间层和外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含有第一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。
在本发明的实施例中，所述杂乱牵伸的牵伸倍数为1.2-1.5；必要情况下可进行二次牵伸。
在本发明的实施例中，所述焙烘的温度为130-140℃；在固化后还可对保暖棉进行烫面处理，得到表面平整的多维保暖棉产品。
本发明提供一种纺织品，使用如前文所述的多维保暖棉。
与现有技术相比，本发明提供了一种多组分的多维保暖棉及其生产方法，所述的多维保暖棉具有至少三层结构，并且含有涤纶、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保温层、隔热层。因此，本发明所述的多种纤维组分的保暖棉，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中的多维保暖棉的结构示意图；
图2为本发明一些实施例中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。
本发明提供了一种多维保暖棉，其具有多种组分短纤通过非织造工艺形成的至少三层结构，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第一保温层；中间层是包括异形截面涤纶和低熔点涤纶的第二保温层；外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隔热层。
本发明提供的多维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多维保暖棉的结构示意图，并未显示层间纤维交叉状态。其中，1为第一保温层(内层、可记为保温层一)，2为第二保温层(中间层、可记为保温层二)，3为隔热层(外层)。
本发明实施例所述多维保暖棉具有至少三层的片层状结构，由多种组分短纤通过非织造工艺形成。通常以贴近使用者的一面为内层，以此类推。在本发明实施例所述多维保暖棉的结构中，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第一保温层1。其中三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶短纤维可起到较好的保温作用，低熔点涤纶短纤维主要在轻量化成型加工方面发挥作用。
三维卷曲聚酰亚胺纤维的成分是聚酰亚胺，聚合物分子主链上含有酰亚胺环，综合性能较佳，而且纤维的三维卷曲可以提高保暖性。三维卷曲腈纶在常用化纤中导热系数相对较低，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；本发明可采用熔点在130-140℃的低熔点短纤市售产品。
在本发明的实施例中，所述内层还包括生物基聚酯短纤，例如索罗娜纤维(sorona纤维)。所述的短纤维(短纤)相对长丝而言，长度一般为30-60mm之间。
所述内层中，不同的纤维具有不同的细度和形状，如三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.011-0.34dtex，三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex。作为优选，所述的内层由三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶、sorona纤维和低熔点涤纶组成，其中内层聚酰亚胺纤维细度为0.011-0.34dtex，长度为35-60mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.010-0.24dtex，长度为30-60-mm；sorona纤维细度为0.08-1.30dtex，长度为30-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为35±5％、35±5％、25±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。
图1所示的第二保温层2是一个中间层，还可以有两个或更多个中间层。第二保温层2主要包括异形截面涤纶和低熔点涤纶，其中的异形截面涤纶纤维优选具有十字型和/或H型横截面形状，进一步提升静止空气的含量；低熔点涤纶纤维的内容如前所述。在本发明的优选实施例中，所述内层、中间层均还包括索罗娜等生物基聚酯短纤，增强环保性及柔软手感等特点。
在本发明的实施例中，所述中间层的异形截面涤纶纤维细度为0.8-3.45dtex，长度为30-60mm，横截面形状为十字型或“H”型；低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex，长度为30-40m，这两种纤维的含量比例优选为45-55：3-7。本发明实施例中间层具体采用的sorona纤维细度为0.65-2.95dtex，长度为30-50mm，质量含量优选为40-50％；即中间层三种纤维的含量分别可为50±5％、45±5％、5±2％。
本发明一些实施例所述的多维保暖棉具有三层结构，除了第一保温层、第二保温层，其第三层即为最外层，如图1所示的隔热层3。在本发明的实施例中，隔热层3(外层)主要包括三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶和低熔点涤纶的纤维，所述外层优选还包括生物基聚酯短纤，例如索罗娜纤维。
所述外层的三维卷曲聚酰亚胺、三维卷曲腈纶的成分及卷曲形态与内层的纤维原料相同；作为优选，所述内层的三维卷曲聚酰亚胺纤维较细，其含量也低于外层的聚酰亚胺含量。相应地，所述内层的三维卷曲腈纶含量高于外层的腈纶含量，使内层相对外层更具舒适性。
其中，最外层聚酰亚胺纤维细度可为0.05-0.44dtex，长度为40-65mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.05-0.34dtex，长度为35-60mm；sorona纤维细度为0.10-1.40dtex，长度为35-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为40±5％、30±5％、25±5％、5±2％。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。
本发明另一些实施例所述的多维保暖棉具有四层结构，其内层和外层之间有两个中间层。
在本发明的实施例中，所述多维保暖棉也称多维蓄热棉，克重范围在50g/m2---250g/m2之间，常用的克重为80g/m2、120g/m2、150g/m2、170g/m2、200g/m2；整体厚度可为10mm-60mm，一些产品整体形态可参见图2。示例地保暖棉多层结构中，内、外层厚度各占20％，中间层占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。
相应地，本发明提供了如前文所述的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：
先将内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成第一保温纤维网；
依次将中间层和外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含有第一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1.0-1.2；
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三层结构，并且含有涤纶、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保温层、隔热层。本发明所述的多种纤维组分的保暖棉，其保温效果优异，而且重量相对较低，可应用于纺织品。
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，凯泰特种纤维科技有限公司F-PET50。
实施例1
三维保暖棉(三层)，克重：150g/m2；
成分：最内层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.18-0.24dtex，长度为45-60mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.19-0.24dtex，长度为50-60mm；sorona纤维细度为0.9-1.20dtex，长度为35-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为37％、35％、25％、3％；
中间层异形截面涤纶纤维细度为2.8-3.45dtex，长度为30-50mm，横截面形状为十字型和“H”型；sorona纤维细度为2.65-2.95dtex，长度为35-50mm；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50％、45％、5％；
最外层三维卷曲聚酰亚胺纤维细度为0.32-0.44dtex，长度为45-65mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.21-0.34dtex，长度为45-60mm；sorona纤维细度为0.95-1.40dtex，长度为35-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为41％、30％、25％、4％。
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1.2mm)；
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1.0-1.2；
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。由表1可见，本发明所述的多维保暖棉产品具有优异的保温性能，重量相对较小，压缩回弹较好。
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；保温率和克罗值表征保暖性，值越高越好。压缩率和回弹率测试标准为FZ/T 64003；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。
实施例2：
多维保暖棉(四层)，克重：200g/m2；
成分：最内层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；sorona纤维细度为0.5-1.20dtex，长度为35-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-2.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为37％、35％、25％、3％；
第二层异形截面涤纶纤维细度为1.8-3.45dtex，长度为30-50mm，横截面形状为十字型和“H”型；sorona纤维细度为1.65-2.95dtex，长度为35-50mm；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57％、40％、3％；
第三层异形截面涤纶纤维细度为1.8-2.35dtex，长度为30-50mm，横截面形状为十字型和“H”型；sorona纤维细度为0.65-1.95dtex，长度为30-50mm；低熔点涤纶纤维细度为2.8-3.30dtex，长度为30-40mm；三种纤维的含量分别为51％、45％、4％.
最外层聚酰亚胺纤维细度为0.2-0.44dtex，长度为45-65mm；三维卷曲腈纶纤维细度为0.1-0.34dtex，长度为45-60mm；sorona纤维细度为0.50-1.40dtex，长度为35-50mm；低熔点涤纶纤维细度为1.8-3.30dtex，长度为30-40mm；四种纤维的含量分别为41％、30％、25％、4％。
生产过程及工艺与实施例1基本一致。所得到的成品保暖性能参见表2。
表2保暖性能比对
由以上实施例可知，本发明通过非织造工艺形成保暖棉的不同保温层、隔热层。本发明所述的多种纤维组分的保暖棉，其保温效果优异，而且重量相对较低，可应用于纺织品。
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 (10)
1.一种多维保暖棉，其特征在于，具有多种组分短纤通过非织造工艺形成的至少三层结构，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第一保温层；中间层是包括异形截面涤纶和低熔点涤纶的第二保温层；外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隔热层。
2.根据权利要求1所述的多维保暖棉，其特征在于，所述内层的三维卷曲聚酰亚胺含量低于外层的聚酰亚胺含量；所内层的三维卷曲腈纶含量高于外层的腈纶含量。
3.根据权利要求1所述的多维保暖棉，其特征在于，所述中间层的异形截面涤纶为十字型和/或H型。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多维保暖棉，其特征在于，所述内层、中间层和外层均还包括生物基聚酯短纤，例如索罗娜纤维。
5.根据权利要求4所述的多维保暖棉，其特征在于，所述内层中，三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.011-0.34dtex，且三维卷曲腈纶的纤维细度为0.01-0.24dtex，这两种纤维的含量比例为30-40：30-40；
所述外层中，三维卷曲聚酰亚胺的纤维细度为0.05-0.44dtex，且三维卷曲腈纶的纤维细度为0.05-0.34dtex，这两种纤维的含量比例为35-45：25-35。
6.根据权利要求5所述的多维保暖棉，其特征在于，所述中间层中，异形截面涤纶的纤维细度为0.8-3.45dtex，且低熔点涤纶的纤维细度为1.8-3.3dtex，这两种纤维的含量比例为45-55：3-7。
7.如权利要求1-6任一项所述的多维保暖棉的生产方法，包括以下步骤：
先将内层的纤维原料进行梳理、铺网，形成第一保温纤维网；
依次将中间层和外层的纤维原料分别梳理、铺网，形成含有第一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.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述杂乱牵伸的牵伸倍数为1.2-1.5；必要情况下可进行二次牵伸。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，所述焙烘的温度为130-140℃；在固化后还可对保暖棉进行烫面处理，得到表面平整的多维保暖棉产品。
10.一种纺织品，使用权利要求1-6任一项所述的多维保暖棉。
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