TWI687460B - 化纖棉絮填充材料及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種化纖棉絮填充材料，其用以取代羽絨填充至羽絨產品，至少包含70至99wt%之化纖材料及1至30wt%之天然纖維材料；其中，該化纖材料包含至少一種以上規格之化纖樹酯棉，該天然纖維材料係由天然羽絨毛材料製成之天然纖維且纖維長度小於3cm。

Description

化纖棉絮填充材料及其製造方法
本發明係有關化纖棉絮(仿絨)填充材料，特別是一種能輕量化、水洗不糾結且兼具優良保暖性之化纖棉絮填充材料及其製造方法。
天然羽絨製品，如羽絨衣、羽絨被、睡袋等，具有輕盈、保暖等效果，其所採用之原料多為鵝或鴨等水鳥絨毛，具高度撥水、耐水洗、蓬鬆的特性，係大眾普遍愛用之禦寒產品；然而，天然羽絨製品產量有限且成本不斐，目前市面上的產品多混摻有適當比例的化纖(人造纖維)成分，盡可能在保有相當功能性的情形下降低生產成本，但產品中天然羽絨含量的多寡仍與功能價格呈一定的比例關係。
另有以純化纖充填的製品，雖成本低、價格便宜能廣泛普及，但蓬鬆度不足，且基於保暖的基本訴求，化纖材料的充填密度通常是天然羽絨的2~2.5倍以上(一般化纖充填密度約為200G/M2以上，純天然羽絨充填密度約為80G/M2以上)，而無法達到輕量化的要求；此外，一般化纖產品水洗後往往會發生纖維群糾結成團的現象，因而造成保暖性降低、產品不堪久用等問題。
有鑒於此，如何降低成本並提高效能與實用性，是本領域業者一直以來不斷努力改進的方向，本案發明人以其專業知識、多年實務經驗，經多次試驗，終完成本發明，特提出本案。
本發明主要目的係提供了一種化纖棉絮填充材料，以化纖材料為主要素材取代大量天然羽絨所需的成本，且充填應用至羽絨產品能具有輕量化、保暖性優良、耐水洗纖維不糾結等功效。
本發明之另一目的，係天然纖維材料能選自天然羽絨毛經由風力分類出之極低價值的小羽毛，主要係採用6cm以下的水鳥羽絨毛(鴨毛和鵝毛)經處理製成，能確保產品性能並兼具經濟效益，形成極具優勢的仿絨填充材料。
為達上述功效及目的，本發明化纖棉絮填充材料，其用以取代羽絨填充至羽絨產品，至少包含70至99wt%之化纖材料及1至30wt%之天然纖維材料；其中，該化纖材料包含至少一種以上規格之化纖樹酯棉，該天然纖維材料係由天然羽絨毛材料製成之天然纖維且纖維長度小於3cm。
藉此，利用在化纖樹酯棉中混入適量的天然纖維，能大幅降低天然羽絨所需的成本，且本發明的化纖棉絮填充材料，能具有良好的保暖、蓬鬆特性，填充密度能降低至純化纖產品的5~6成(約可低至120G/M2)，大幅降低應用產品之重量，達到輕量化的效果；此外，藉由均勻分布的天然纖維，能有效避免化纖水洗糾結的問題，更提高產品耐水洗的能力，增益產品的實用性與使用壽命。
較佳者，該等化纖樹酯棉之規格係纖維長度為5~100mm，纖維寬度為0.1~15D(丹(Denier))。
較佳者，該天然纖維材料係選自6cm以下的水鳥羽絨毛，該等羽絨毛材料幾乎不含有絨朵，保暖性、價值極低，不適合直接用作天然羽絨(絨朵)的產品，將其經切割製成纖維長度小於3cm之天然纖維材料，能充分利用原料資源，提高效益。
較佳者，化纖棉絮填充材料係包含約95wt%之化纖材料及約5wt%之天然纖維材料。
進者，本發明同時提供了一種製造上述化纖棉絮填充材料之方法，主要步驟包含有：a)製備纖維長度小於3cm之天然纖維材料；b)將70至99wt%之化纖材料與1至30wt%之天然纖維材料混合均勻，其中該化纖材料包含至少一種以上規格的化纖樹酯棉；c)將混合後之纖維混合物均勻梳鬆，製成片狀鋪棉；d)升溫熱烘該片狀鋪棉，形成固棉。
較佳者，該步驟a)係先以風力篩選出羽絨毛材料，經清潔滅菌，再切割成纖維長度小於3cm之天然纖維材料。
依上述化纖材料與天然纖維材料，至少經入料、混料、鋪棉與固棉等程序加工，能製出含有天然纖維之仿絨樹酯固棉，實際應用時能直接裝入或縫入預定產品(如衣物、夾克、棉被等)中；另外，前述製成之仿絨樹酯固棉，亦可再經一步驟e)開鬆形成分散形狀之化纖棉絮填充材料，藉以依各種實務需求填充至預定空間、形狀(如充絨格)之產品中。
為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解，茲舉一較佳實施例並配合附圖說明如下：
10‧‧‧化纖樹酯棉
20‧‧‧天然纖維
S01~S10‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例天然纖維材料製備流程之示意圖。
第2圖為本發明實施例混合加工流程之示意圖。
第3圖為本發明實施例固棉型態之纖維混合物。
第4圖為本發明實施例開鬆型態之纖維混合物。
本發明係化纖棉絮填充材料的製作過程，可包含有兩種以上的纖維材料組成，於本實施例中係以兩種纖維材料為主，其中一為化纖材料，另一為天然纖維材料。
請參閱第1圖，天然纖維材料主要係由禽類動物(如鴨、鵝或水島等)羽毛製成，本實施例主要製備天然纖維材料的步驟包含取材步驟S01、清潔步驟S02及切割步驟S03。
取材步驟S01，係先選取出適當的羽絨毛材料。禽類動物之羽毛長短不一，長度從1cm~15cm以上都有，含絨量高、保暖性佳的羽毛，具相當價值適合作為天然羽絨，而含絨量低、保暖度差的羽毛，像是大飛羽(粗翅)、大翅、二翅等較長的羽毛，係為下腳料，市場價值低，不適合作為天然羽絨。於本實施例中，取材步驟S01係經由風力篩選出適當的羽絨毛材料，主要係選用長度小於6cm、幾乎不含有絨朵且無法用於製造高單 價天然羽絨產品之小羽絨毛材料，提高效益降低成本，當然，取材步驟S01亦可選用高價值的羽毛。
清潔步驟S02，係將選取出的羽絨毛材料經過去汙、除雜、脫脂及滅菌等過程，主要是用來去除動物羽毛本身所附之氣味、油脂、細菌等雜質。清潔步驟S02可分成洗滌去脂程序及乾燥滅菌程序。於取材步驟S01完成後，可先經洗滌去脂程序，主要係利用羽絨毛材料重量約4~10%的介面活性劑製成之水溶液，或是利用pH7~10的鹼性水溶液，在25℃~90℃環境條件，將選取的羽絨毛材料水洗0.5~2小時，於水洗完成後進行脫水處理；而後進入乾燥滅菌程序，其主要係以高溫滅菌的方式，將脫水後的羽毛材料置於110℃~140℃的高溫環境，同時進行乾操及滅菌，至少持續20~40分鐘，待羽絨毛材料完全烘乾後，即完清潔步驟S02。
切割步驟S03，係利用機械物理的切割法，將清理後的羽絨毛材料切割成較短的天然纖維材料。於本實施例切割法係利用物理剪切的方式，以快速旋轉的鋼片將羽絨毛材料切割粉碎成3cm以下的天然纖維。
本實施例的另一纖維材料，化纖材料，係選用至少一種以上規格的化纖樹酯棉；該等化纖樹酯棉所適用之規格，纖維長度為5~100mm，纖維寬度為0.1~15D(丹(Denier))。
再請參第2圖所示，當化纖材料與天然纖維材料準備完成後，開始進行混合固定的過程，係將前述切割法切割至3cm以下之天然纖維材料混入的化纖材料(化纖樹酯棉)中，主要步驟包含有入料步驟S04、混料步驟S05、梳棉步驟S06、鋪棉步驟S07、固棉步驟S08及裁切收捲步驟S09。
其中，入料步驟S04係將70~99wt%的化纖材料及1~30wt%的天然纖維材料分別經由給棉機給入混棉倉中；混料步驟S05係啟動混棉倉，使化纖材料與天然纖維材料能於混棉倉混摻均勻；梳棉步驟S06則係將混合完成的纖維混合物供給至梳理機，讓纖維混合物進一步梳鬆均勻；鋪棉步驟S07係讓梳鬆均勻的纖維混合物經由鋪網機製作成片狀鋪棉；隨後固棉步驟S08則係由輸送帶送進烘房高溫固定，形成形狀較為固定的固棉；而後裁切收捲步驟S09係將固棉經熱轧裁切收捲，即可得到含有天然纖維(羽絨纖維)的化纖棉絮填充材料。
於較佳的實施例中，化纖材料及天然纖維材料的混合比例，可以是95wt%之化纖材料及5wt%之天然纖維材料者為佳。
如第3圖所示，前述步驟製成之化纖棉絮填充材料(固棉型態)，其中包含有較長的化纖樹酯棉10及粗短的天然纖維20(羽絨短纖維)，能直接應用於預訂的產品中，例如裝入或縫入衣物、夾克、棉被等產品內。
於可行的實施例中，裁切收捲步驟S09後可再進一步作開鬆步驟S10加工，其係將固棉型態的成品再經過開棉機開鬆，形成分散形狀(開鬆型態)，如第4圖所示，能形成良好蓬鬆度與水洗分散之化纖棉絮填充材料，如圖所示，其中同樣包含有較長的化纖樹酯棉10及粗短的天然纖維20(羽絨短纖維)，藉由開鬆分散的型態，能依實際需求填充至預定形狀空間(充絨格)的產品中，利用自動填充裝置添加於2吋壓格之橫條羽絨衣款式，其填充密度比約為160G/M2，可於家用水洗機輕易洗滌至少五次以上，仍不會有糾結團狀之情況發生。
經實際實驗與量測，分別以本實施例95wt%之化纖材料及 5wt%之天然纖維材料混合之化纖棉絮、純化纖棉絮、純天然羽絨進行比較，如下表1所示
Figure 107125075-A0101-12-0007-1
綜上所述，可知本發明摒除習知化纖棉絮材料特性上之不足，確具功效增益，實為一具新穎性及進步性之發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明技術手段所作之延伸、修飾、簡單改變或等效置換者，亦皆應落入本發明之專利申請範圍。
S01~S10‧‧‧步驟

Claims (6)

  1. 一種化纖棉絮填充材料，其用以取代羽絨填充至羽絨產品，且具有500~599的FP，包含：95至99wt%之化纖材料及1至5wt%之天然纖維材料；其中，該化纖材料包含至少一種以上纖維長度及寬度規格之化纖樹酯棉，該等化纖樹酯棉之規格係纖維長度5~100mm、纖維寬度0.1~15D(丹(Denier))；該天然纖維材料係由天然羽絨毛材料製成之天然纖維且纖維長度小於3cm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化纖棉絮填充材料，其中該天然纖維材料係選自長度小於6cm之天然羽絨毛且經切割而成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之化纖棉絮填充材料，其中該天然纖維材料選用之天然羽絨毛不含有絨朵。
  4. 一種製造如請求項1至3任一項所述之化纖棉絮填充材料之方法，其至少包含：a)製備纖維長度小於3cm之天然纖維材料；b)將95至99wt%之化纖材料與1至5wt%之天然纖維材料混合均勻，其中該化纖材料包含至少一種以上規格的化纖樹酯棉；c)將混合後之纖維混合物均勻梳鬆，製成片狀鋪棉；d)升溫熱烘該片狀鋪棉，形成固棉。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中該步驟a)係先以風力篩選出長度小於6cm之羽絨毛材料，經清潔滅菌，再切割成纖維長度小於3cm之天然纖維材料。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中該步驟d)後進一步包含一步驟e)，其係再開鬆該固棉，形成分散形狀之化纖棉絮填充材料。
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