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一种密度梯度纤维垫的制备方法及纤维垫

阅读：174发布：2021-02-28

IPRDB可以提供一种密度梯度纤维垫的制备方法及纤维垫专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种纤维垫制备方法，采用弹性体纤维和粘结纤维混合作为原料，通过开松、梳理、铺网、预定型等步骤首先形成具有多层结构的单元纤维层，再通过对叠置的多个单元纤维层进行热压，最终制得具有多层密度梯度结构的成品纤维垫。该方法制造的纤维垫具有密度梯度结构，对其施加的压力能够得到多级缓冲，防塌性能极大提升，且保证了纤维垫的轻质化，生产过程不使用胶水，对人体无害。，下面是一种密度梯度纤维垫的制备方法及纤维垫专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纤维垫的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S2、梳理：将各纤维原料分别进行梳理；其中所述各纤维原料包括具有第一熔点的第一纤维原料和具有第二熔点的第二纤维原料，且所述第二熔点高于所述第一熔点；

S3、铺网：将梳理后的各纤维原料均匀平铺，分别形成第一纤维网和第二纤维网；

S4、预定型：将第一纤维网和第二纤维网交替叠置为三层纤维网，压缩厚度，提高密度，形成单元纤维层；

S5、热压：将所述单元纤维层叠置，从烘箱进口端输入烘箱中，向烘箱中通入循环热空气，所述循环热空气的温度高于或等于第一熔点，且低于第二熔点；在所述循环热空气的加热作用下，叠置的单元纤维层会相互粘接在一起，冷却后形成密度梯度结构，在烘箱出口端得到成品纤维垫。

2.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述步骤S4采用针刺方式进行预定型，其包括正面针刺和反面针刺，针刺深度为11-15mm，速度为6.0-7.5m/min，针刺密度为320-480刺/cm2。

3.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：在步骤S2之前还包括步骤S1：将各纤维原料分别在纤维开松机上进行开松。

4.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述具有第一熔点的第一纤维原料为低熔点热熔粘接纤维，所述具有第二熔点的第二纤维原料为弹性体纤维，且第二熔点比第一熔点高至少20℃。

5.根据权利要求4所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述弹性体纤维为ELK纤维或中空纤维，所述低熔点热熔粘接纤维为聚烯烃纤维、共聚酰胺纤维、共聚酯纤维或双组份皮芯纤维。

6.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述步骤S3采用气流成网方式进行铺网。

7.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述步骤S4中采用天然气直燃方式产生循环热空气。

8.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述第一熔点为120-140℃，所述步骤S5中循环热空气的温度为140-220℃，风速为10-30m/s。

9.根据权利要求1所述的纤维垫制备方法，其特征在于：所述烘箱自进口端向出口端呈喇叭状，其直径自进口端到出口端逐渐变小。

10.一种采用权利要求1～9任一项所述的纤维垫制备方法制备的纤维垫。

说明书全文

一种密度梯度纤维垫的制备方法及纤维垫

技术领域

[0001] 本发明属于纤维垫技术领域，尤其涉及一种纤维垫的制备方法及由其制备的纤维垫。

背景技术

[0002] 软垫因其较高的舒适性，已成为人们家中不可缺少的家居用品，被广泛地用作床垫、座椅垫等。软垫一般有聚氨酯海绵垫、椰棕垫、弹簧垫等种类。但是，现有的聚氨酯海绵垫原料多为TDI、MDI等石油副产品，其本身具有毒性，生产人员长期接触容易致病，而且产品透气性差，使用体验不佳；椰棕垫的制造过程中需要使用大量的胶水进行粘接，会导致甲醛含量严重超标，吸入体内会对人体造成危害；弹簧床垫则存在弹性不均衡、支撑力不均匀、易塌陷等问题，而且使用过程中声音较大，舒适度差。

[0003] 纤维垫多采用具有天然组分的纤维原料制成，有其他软垫难以比拟的优势，如具有良好的吸湿散湿与透气的性能，传热导热快，质地轻等优点。但是目前的纤维垫弹性不佳，易发生坍塌。

发明内容

[0004] 本发明是鉴于现有技术存在的上述问题提出的，本发明提供一种纤维垫的制备方法，通过预定型—热空气热压冷却成型技术，制备具有密度梯度结构的纤维垫，在现有技术的基础上提高了产品的透气性，保证产品轻质化的同时还提升了防塌陷性能。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种纤维垫的制备方法，所述方法包括以下步骤：

[0006] S2、梳理：将各纤维原料分别进行梳理；其中所述各纤维原料包括具有第一熔点的第一纤维原料和具有第二熔点的第二纤维原料，且所述第二熔点高于所述第一熔点；

[0007] S3、铺网：将梳理后的各纤维原料均匀平铺，分别形成第一纤维网和第二纤维网；

[0008] S4、预定型：将第一纤维网和第二纤维网交替叠置为三层纤维网，压缩厚度，提高密度，形成单元纤维层；

[0009] S5、热压：将所述单元纤维层叠置，从烘箱进口端输入烘箱中，向烘箱中通入循环热空气，所述循环热空气的温度高于或等于第一熔点，且低于第二熔点；在所述循环热空气的加热作用下，叠置的单元纤维层会相互粘接在一起，冷却后形成密度梯度结构，在烘箱出口端得到成品纤维垫。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S4采用针刺方式进行预定型，其包括正面针刺和反面针刺，针刺深度为11-15mm，速度为6.0-7.5m/min，针刺密度为320-480刺/cm2。

[0011] 作为本发明的进一步改进，在步骤S2之前还包括步骤S1：将各纤维原料分别在纤维开松机上进行开松。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述具有第一熔点的第一纤维原料为低熔点热熔粘接纤维，所述具有第二熔点的第二纤维原料为弹性体纤维，且第二熔点比第一熔点高至少20℃。低熔点热熔粘接纤维是一种受热熔化后即可粘结的纤维粘结剂。弹性体纤维是在室温下，材料被反复拉伸到至少为其原长的2倍，并且在拉力释放后，能迅速恢复至其原长的纤维。

[0013] 作为本发明的进一步改进，所述弹性体纤维为ELK纤维或中空纤维(中空纤维是横截面沿轴向具有空腔的纤维)，所述低熔点热熔粘接纤维为聚烯烃纤维、共聚酰胺纤维、共聚酯纤维或双组份皮芯纤维(例如，以聚酯纤维为芯，

[0014] 以聚酰胺纤维/聚烯烃纤维为皮的复合纤维)。

[0015] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S3采用气流成网方式进行铺网。

[0016] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中采用天然气直燃方式产生循环热空气。

[0017] 作为本发明的进一步改进，所述第一熔点为120-140℃，所述步骤S5中循环热空气的温度为140-220℃，风速为10-30m/s。

[0018] 作为本发明的进一步改进，所述烘箱呈喇叭状，其直径自进口端到出口端逐渐变小。

[0019] 本发明还提供一种纤维垫，所述纤维垫采用上述任一项纤维垫制备方法制备而成。

[0020] 本发明提供的纤维垫的制备方法，采用具有不同熔点的第一纤维和第二纤维作为原料，首先通过预定型制成单元纤维层，然后采用循环热流风速进行热烘，使叠置的各单元纤维层压制形成厚度更小的成品纤维垫，此时成型的成品纤维垫具有密度梯度结构，对其施加的压力能够得到多级缓冲，具有所需硬度的同时回弹性高，使得纤维垫的防塌性能得到极大地提升，同时保证了纤维垫产品的轻质化。此外，相对于现有的纤维垫制备方法，本发明提供的制备方法制造的纤维垫产品还具有良好的透气性能，生产过程无毒、无害，不使用胶水，不危害生产人员健康。

具体实施方式

[0021] 为了更好地理解和实施，下面结合实施例和表格，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0022] 实施例1

[0023] 本实施例提供一种纤维垫的制备方法，包括如下步骤：

[0024] 首先，通过采用纤维开松机使原料中各纤维束开松，获得开松后的原料纤维。所用的原料纤维为低熔点热熔粘接纤维和弹性体纤维，其中低熔点热熔粘接纤维是熔点为130℃左右的PET纤维，弹性体纤维是熔点为220℃左右的三维卷曲中空纤维。弹性体纤维的含量为60wt％，粘接纤维的含量为40wt％。

[0025] 第二个步骤是将各纤维原料混合，使用纤维梳理机对开松后的纤维进行梳理，消除纠结缠绕。

[0026] 第三个步骤是使用铺网机，将梳理后的纤维均匀平铺。由纤维梳理机梳理成均匀的纤维网后，经过成网斜平面及负压空气作用叠加形成具有设定重量的连续纤维网状结构体并连续输出，分别形成粘结纤维网和弹性体纤维网。

[0027] 第四个步骤是预定型，预定型采用针刺工艺进行，将粘结纤维网和弹性体纤维网交替叠置，形成两层粘结纤维网中间夹有一层弹性体纤维网的三层纤维网结构，将三层纤维网输送至针刺机，针刺包括正面针刺和反面针刺，针刺深度为12mm，速度为6.5m/min，针刺密度为460刺/cm2，布有刺针的平板上下往复运动，刺针刺入纤维网的正反两面，牵拉纤维丝束外侧穿引，将正反表层的纤维交织缝合在一起，在正反表面形成拉力面，中间层则未被刺针刺入；相对于中间层，拉力面具有更高的密度，更小的厚度，纤维层形成密度梯度结构，使得其能产生很强的与表面平行的拉力，能够承受较大的压力而不发生塌陷。

[0028] 第五个步骤是热压，通过热烘箱进行，烘箱包括烘箱本体和网带传送装置，所述烘箱本体包括加热烘箱和冷却室。先将5层单元纤维层叠置，形成多层纤维层。多层纤维层进入到加热烘箱中，通过热流从上往下吹、从下往上吹循环的方式对待定型的多层纤维层进行加热，控制加热烘箱中循环热流温度为180℃，风速为20m/s，进一步控制多层纤维热压时的厚度和密度。使各单元纤维层中的粘接纤维熔化后，将各单元纤维层中的粘接纤维冷却固化，使叠置的多层单元纤维层粘接在一起形成板状结构，形成厚度为8cm的成品纤维垫。所述热烘箱中的循环热流通过通入直燃热空气形成，直燃热空气为燃气与空气的混合气体，采用直接点燃燃气来加热空气的方式，使混合气体迅速达到热烘温度，保证热烘效果的同时节约了燃气用量。

[0029] 在本实施例中，所述烘箱整体呈喇叭状结构，其直径自进口端到出口端逐渐变小，使得进行热压的纤维层能够平稳地由厚度大的原料纤维向厚度小的成型纤维垫过渡，获得尺寸精度更高、外观造型更精致平滑的产品。

[0030] 此时成型的成品纤维垫，具有密度梯度结构，对其施加的压力能够得到多级缓冲，使得纤维垫的防塌性能得到极大的提升，同时保证了纤维垫产品的轻质化。此外，相对于现有的乳胶海绵垫等垫体，本发明提供的制备方法制造的纤维垫产品具有良好的透气性能。

[0031] 实施例2

[0032] 实施例2的主要方法和步骤类似于实施例1，不同点在于所用的粘接纤维是熔点为140℃左右的双组份皮芯纤维，弹性体纤维是熔点为200℃左右的elk纤维(一种聚酯缓冲纤维，与普通纤维缓冲材料的不同处在于其纤维呈纵向排列的结构)。弹性体纤维的含量为
65wt％，粘接纤维的含量为35wt％。针刺深度为15mm，速度为7.5m/min，针刺密度为480刺/cm2。热压时热烘温度为220℃，风速为30m/s，将纤维垫压制到厚度为6cm。

[0033] 实施例3

[0034] 实施例3的主要方法和步骤类似于实施例1，不同点在于所用的粘接纤维是熔点为120℃左右的聚烯烃纤维，弹性体纤维是熔点为200℃左右的聚醚酯纤维(PP纤维)。弹性体纤维的含量为70wt％，粘接纤维的含量为30wt％。针刺深度为11mm，速度为6.0m/min，针刺密度为320刺/cm2，次热压时热烘温度为140℃，风速为10m/s，将纤维垫压制到厚度为10cm。

[0035] 比较例1

[0036] 比较例1的纤维原料与加工步骤与实施例1相同，但是比较例1只进行一次热压，而不进行预定型。

[0037] 比较例2

[0038] 比较例2的纤维原料与加工步骤与实施例2相同，但是比较例2只进行一次热压，而不进行预定型。

[0039] 比较例3

[0040] 比较例3的纤维原料与加工步骤与实施例3相同，但是比较例3只进行一次热压，而不进行预定型。

[0041] 实施例和比较例的评价

[0042] [表1]

[0043]

[0044]

[0045] 压缩回复率：将纤维垫压缩75％所须的能量与从75％起的恢复所须能量的比率。压缩回复率越大，表示回弹性越好。

[0046] 压缩应力比：纤维垫压缩25％时的应力与压缩65％时的应力的比率。相对于压缩量，表示压缩到相应程度，应力(反拨力)的变化。这个数值越小时，纤维垫突然下沉时，身体摇晃变大，无法达到安定舒适的躺卧效果。

[0047] 实施例1～3相对于比较例1～3将多层第一纤维层叠置，形成多层纤维层，经过二次热压之后，形成密度梯度结构，纤维垫的压缩回复率结果明显更加优秀，压缩应力比亦显示了更良好的结果，展现了更优异的综合回弹性。

[0048] [表2]

[0049]

[0050] 压缩耐久性硬度保持率(A)测试法：以每分钟60次的速度压缩试样至原厚度的50％，连续重复8万次

[0051] 压缩耐久性硬度保持率(B)测试法：以0.8kg/cm2的压力重压试样15秒→除压10秒→重复360次

[0052] 实施例1～3相对于比较例1～3，在两种硬度保持率测试法测试下均得到了更优异的结果，密度梯度结构使得纤维垫具有多级缓冲性能，因此对外来的重压它也不易老化，能够长久保持当初的构造与弹性，具备更优秀的压缩耐久性。

[0053] 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
再生纤维素纤维-专利编号CN104884689B	2020-05-13	1101
纤维素纤维-专利编号CN105723027A	2020-05-11	693
再生纤维素纤维-专利编号CN103958749A	2020-05-11	319
纤维处理-专利编号CN1111305A	2020-05-13	903
再生纤维素纤维-专利编号CN103958749B	2020-05-13	977
再生纤维素纤维-专利编号CN104884689A	2020-05-12	287
再生纤维素纤维-专利编号CN102639767B	2020-05-12	177
再生纤维素纤维-专利编号CN102639767A	2020-05-12	860
纤维素纤维-专利编号CN105723027B	2020-05-11	1072
纤维-专利编号CN203429322U	2020-05-11	959

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