一种单向导湿发热纤维被芯及其制备方法与流程

本发明属于家用纺织品技术领域，具体涉及一种单向导湿发热纤维被芯及其制备方法。

背景技术：

作为被子，人体关键的体验指标就是保暖性。目前，为了在使用被子的过程中达到保暖效果，大多采用增加填充絮片克重或者填入一定比例的三维卷曲纤维，使得在填充材中尽可能多的储存更多的静止空气层，防止热量散失。首先增加填充物含量的话，势必增加身体的压迫感，造成不适，另外，通常絮片中填入的三维卷曲纤维是化学纤维，虽然能够实现高性能的保暖效果，但是通常纤维的吸湿或者调湿性能较差，导致在被体中的湿度调节能力很差，最终会让人产生闷热感，也会不舒适。另外，被子在使用过程中通常有两个不同的体验阶段，第一个阶段是刚进入被子中的时间里，被子会有一个迅速吸收人体温度的过程，导致人体体表感受到凉意，然后被子温度、湿度达到人体舒适的环境；第二个阶段是当人进入睡眠状态的过程，被体中的微环境仍在进行着动态调节。所以整个睡眠过程中被子里的舒适度也需要被关注，更寄希望于能够具有温度、湿度同时调控的被芯。这其中，最受欢迎的就是吸湿发热功能。现阶段，在服用织物上已经开始运用吸湿发热纤维，对于人体在着装过程中的热湿舒适性方面的研究很多，但对于家用纺织品，尤其是被子产品方面的应用和研究较少。

现有技术也有采用在被芯中填充具有吸湿发热功能的纤维，tw201817347a除了在棉胎中填充吸湿发热纤维之外，为了弥补该种纤维蓬松型较差的问题，混入了一定比例的聚酯纤维，在一定程度上保证了被体中静止空气层的含量，同时发挥了功能纤维的吸湿发热性能，该棉胎具有初期温度上升快的特点，在人体刚进入被窝中时，不会产生因为与被体存在温差而导致不适。但是运用该种吸湿发热纤维存在吸湿回潮率高的技术问题，即很容易达到吸湿平衡，以至于纤维的吸湿发热性能并不持久，这样大大降低了人体在整个睡眠过程中，尤其是深度睡眠状态的舒适体验。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种单向导湿发热纤维被芯及其制备方法，该被芯可以最大限度的维持纤维的吸湿发热性能，人体在使用时不会产生闷热感，同时被芯的保暖性能依旧很高。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种单向导湿发热纤维被芯，包括由上至下依次叠放的超吸湿速干轻量纤维网层、棉纤维混合网层、吸湿发热纤维混合网层和棉纤维网层；

所述超吸湿速干轻量纤维网层的重量占被芯重量的10％～20％，采用异形截面聚酯纤维制成；

所述棉纤维混合网层的重量占被芯重量的10％～30％，采用棉纤维和异形截面聚酯纤维制成；

所述吸湿发热纤维混合网层的重量占被芯重量的30％～60％，采用吸湿发热纤维和三维卷曲纤维制成；

所述棉纤维网层的重量占被芯重量的10％～20％，采用长绒棉制成；

所述超吸湿速干轻量纤维网层、棉纤维混合网层、吸湿发热纤维混合网层和棉纤维网层的重量之和为100％。

进一步地，在所述超吸湿速干轻量纤维网层中异形截面聚酯纤维的重量百分比为0.1％～10％，所述棉纤维为长绒棉。

进一步地，在吸湿发热纤维混合网层中三维卷曲纤维的重量百分比为5％～15％，所述吸湿发热纤维为交联丙烯酸酯系纤维。

上述单向导湿发热纤维被芯的制备，包括如下步骤：

步骤1，超吸湿速干轻量纤维网层的制备：对异形截面聚酯纤维进行开松、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为超吸湿速干轻量纤维网层；

步骤2，棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为棉纤维混合网层；

步骤3，吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为吸湿发热纤维混合网层；

步骤4，棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为棉纤维网层；

步骤5，被芯的制备：将制得的超吸湿速干轻量纤维网层、棉纤维混合网层、吸湿发热纤维混合网层和棉纤维网层依次层叠，通过针刺和/或水刺的方式使其一体化，制得成品。

有益效果：本发明的被芯在吸湿发热纤维网层两侧都设置有棉纤维网层，这样最大程度的保留当棉纤维做成絮片制品后的湿阻、热阻特性，可一定程度的保留被体环境中温度和湿度，同时纤维更具有天然亲肤特点；而中间吸湿发热纤维网层的设置避免了棉纤维网层在长期使用中出现的湿粘、易出现板结的问题。同时，吸湿速干轻量纤维网层的设置，能尽可能快的将吸湿发热纤维中储存的大量湿气迅速排到空气中，同时也不会造成被子中温度的骤然下降，达到吸湿发热功能的持续发挥。另外，该超吸湿速干轻量纤维为异型截面纤维，导致纤维间的抱合性较好，同时因为纤维总是处于较高湿度状态，造成纤维间的湿粘滞阻力较大，导致在使用过程中不容易造成上层纤维跑丝问题。

附图说明

图1为实施例1的被芯结构示意图，其中1为超吸湿速干轻量纤维网层、2为棉纤维混合网层、3为吸湿发热纤维混合网层、4为棉纤维网层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明提供了一种单向导湿发热纤维被芯，所述被芯的纤维填充材料由超吸湿速干轻量纤维、棉纤维、吸湿发热纤维组成，其中各纤维网层按照被体实际使用方式，由上至下依此叠放第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层和第四棉纤维网层。

所述第一超吸湿速干轻量纤维网层选用异形截面聚酯纤维，该纤维填充量占被芯总体纤维重量百分比的10％～20％。虽然在人体刚进入被窝环境后，短时间内会伴随被窝温度湿度的降低(被子的吸湿吸热)，随后为了被子的保暖性及纤维的吸湿发热功能使被窝中温度升高，人体感受舒适。但随着睡眠的继续深入，人体与被窝微气候进行着湿热交换，导致被窝中湿度会慢慢升高，但此时吸湿发热纤维的功能可能已经处于动态平衡，很难再继续发挥效果。而选用异形截面聚酯纤维能通过大量单纤维截面存在的微孔道和纤维间细密空隙将气态湿气排至空气中，这样又可以促使吸湿发热纤维继续发挥效果。该纤维层含量低于10％后，很难尽快的发挥吸湿速干效果，同样当含量高于20％的话，被窝中湿度平衡很快打破，湿度很快降低，人体又会出现燥热不适感。另外，聚酯纤维的异形截面可优选十字形、y字型、四叶型、螺旋形中的一种或多种组合。

所述第二棉纤维混合网层由棉纤维和超吸湿速干轻量纤维组成，整体填充量占被芯总体纤维重量百分比的10％～30％，其中超吸湿速干轻量纤维含量占本层纤维总量的0.1％～10％，超吸湿速干轻量纤维网层同样选用异形截面聚酯纤维。本层中主体纤维采用长绒棉，该网层中棉纤维的存在能够一定程度的维持被窝环境的温度和湿度。所以当含量少于上述范围要求时，不能充分发挥保暖、维持湿度的效果，当棉纤维含量高于范围要求时，又容易对人体造成压迫感。另一方面，本纤维层中混入了一定量的具有超吸湿速干轻量功能的聚酯纤维，其中超吸湿速干轻量纤维含量占本层纤维总量的0.1％～10％。该纤维主要分布在棉纤维网层的上部，起着将棉纤维吸湿后的湿态水蒸气缓慢向上层传递的功能，同时也不会将被窝中的温度带走，保持被窝里的舒适温湿度。

所述第三吸湿发热纤维混合网层由吸湿发热纤维和三维卷曲纤维组成。本纤维层中所含吸湿发热纤维系一种交联丙烯酸酯系纤维，在纤维分子表面改性修饰有多个亲水基团，比如氨基、羧基等。该交联丙烯酸酯系纤维的纤维细度1.0d～7.0d，区别于以往吸湿发热纤维，该纤维具有三维卷曲性能，6～8个/25mm，因此可以具有很高的保暖性能。但是，该纤维平衡(20℃、65％湿度)回潮率20％以上，当纤维吸湿后放出热量的同时，纤维絮片层厚度会减小，导致保暖性有所下降，因此在该纤维层中混入一定量的三维卷曲聚酯纤维。当本纤维网层中聚酯纤维含量高于5％时，虽然能维持被芯较高的保暖性，但因为纤维吸湿性较差无法将其转换成对人体舒适的空气，另外该聚酯纤维刚度大，含量越高，被芯与人体贴身性能降低。该纤维层整体填充量占被芯总体纤维重量百分比的30％～60％，当纤维层中吸湿发热纤维含量小于上述范围时，无法充分发挥吸湿发热性，无法使湿空气变化成低湿度的温暖空气，若超过上述范围，更多功能纤维含量会导致制作被芯的成本升高，同时对于吸湿发热效果提高不大。

第四纤维网层选用100％长绒棉，纤维长度为35mm～38mm，细度为1.2dtex～1.4dtex，作为高品质的棉纤维，纤维细长柔软，含杂率较低，接近人体时会更亲肤舒适，天然转曲可达到60～120个/厘米，制成纤维絮片后更蓬松保暖。该纤维层填充量占被芯总体纤维重量百分比的10％～20％。当纤维填充量低于10％时，纤维含量不足以保持舒适的温湿度环境，被体微环境受外界环境影响较大，散热、散失速度较快，而当纤维填充量高于20％时，虽然可以保留被芯保暖性能有明显提高，但被子因为自重带来的压迫感会让人体不舒适，同时棉纤维的吸湿性容易导致被子中湿度升高，又不能及时排出，会有种闷热感，另外纤维层会吸湿后湿粘板结在一起，长期使用后被子保暖性能下降。

本发明所述被芯的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用异形截面纤维，对其进行开松、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为第一超吸湿速干轻量纤维网层；

步骤2，第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和异形截面纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为第二棉纤维混合网层；

步骤3，第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为第三吸湿发热纤维混合网层；

步骤4，第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得的纤维絮片作为第四棉纤维网层；

步骤5，被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺和/或水刺方式使其一体化，最终制得成品。

步骤5中在被芯的制造过程中，这里需要说明的是，多纤维网层的结合方法不仅仅局限于针刺或水刺的方法，也可以为了赋予更好的蓬松效果，采用多层纤维网层热粘合胶喷涂—热风加工的方法将其固结起来，或采用上述方法的复合。

下面通过实施例更加详细地说明本发明，但本发明的保护范围不受这些实施例的限制。

本发明的被芯各评价指标的测定方法如下：

【保温率】

基于gb/t11048-1989标准，采用平板式恒定温差散热法测定被芯的保暖率。具体方法为：将试样(30cm×30cm)覆盖于试验板上，试验板及底板和周围的保护板均以电热控制相同的温度，并以通断电的方式保持恒温，使试验板的热量只能通过试样的方向散发，测定试验板在一定时间内保持恒温所需要的加热时间，得出试样的保温率。

【压缩回复率】

基于gb/t227962009标准，采用标准附录b的测试方法，测试被芯的压缩回复率。具体方法为：将测试压片房子啊试样上，然后加上砝码a(2kg),30后取下砝码，放置30s，反复3次后，去掉砝码放置30s后，测量试样从工作台到测试压片的四角高度。然后再测试压片上再加上砝码b(4kg)，30s后测量试样从工作台到测试压片的四角高度。取下砝码b,放置3min后，测定试样从工作台到测试压片的四角高度，然后分别计算试样的压缩率和回复率。

【吸湿发热性能】

基于gb/t29866-2013标准，测定试样的吸湿发热性能。具体方法为：将进行过干燥、然后在恒温恒湿试验环境中(20℃×90％rh)下调湿后的试样(6cm×8cm，含机织面料外套)两两重叠，并插入温度传感器，记录30min内，试验的温度变化，得出试样的温度最大升高值和平均温度值。

【实际使用时被窝温度及湿度】

以100％纯棉机织物为被芯外套，将本发明中所述被芯絮片制成被子结构产品，测定人体在实际使用过程(整个睡眠周期)中被窝中的温度及湿度值。具体方法为：受试者25岁，身高175cm，身体健康、无传染疾病、无不良嗜好，在实验前24小时内没有剧烈的情绪波动和体力劳动等刺激神经行为的活动。实验时，为避免因为着装不统一而影响热舒适感，选用相同睡衣。将多个温湿度仪(dt-171型)分别放置于被窝中与人体胸口、腹部、双脚腕处靠近的位置，从受试者进入被窝开始计时，每5秒记录被窝中的温度、湿度，直到受试者起床结束。实验结果取多个位置处温度、湿度的平均值。

在本发明的下述实施例中采用的吸湿发热纤维可以为上海洁宜康的舒热丝^tm或日本东洋纺的moiscare^tm。

实施例1

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的20％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的30％的纤维网层，其中异形截面纤维占比5％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的30％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的20％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表1。

实施例2

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的15％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的20％的纤维网层，其中异形截面纤维占比5％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的45％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的20％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表1。

实施例3

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的10％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的25％的纤维网层，其中异形截面纤维占比15％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的60％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的15％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表1。

实施例4

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的20％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的25％的纤维网层，其中异形截面纤维占比5％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的45％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的10％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。本发明被芯产品特性以及各物性参见表1。

实施例5

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的15％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的25％的纤维网层，其中异形截面纤维占比5％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的40％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的20％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表1。

实施例6

(1)第一超吸湿速干轻量纤维网层的制备：采用平均细度1.38d、纤维长度55mm的十字形异形截面聚酯纤维进行开送、梳棉、铺网后，制得重量百分比为被芯总纤维含量的20％的纤维网层。

(2)第二棉纤维混合网层的制备：对长绒棉纤维和十字型异形截面聚酯纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的10％的纤维网层，其中异形截面纤维占比5％。

(3)第三吸湿发热纤维混合网层的制备：对吸湿发热纤维与三维卷曲纤维分别进行开松，然后按照配比进行混合、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的60％的纤维网层。

(4)第四棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的10％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一超吸湿速干轻量纤维网层、第二棉纤维混合网层、第三吸湿发热纤维混合网层、第四棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表1。

比较例1

(1)第一棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的30％的纤维网层。

(2)第二吸湿发热纤维层的制备：对吸湿发热纤维进行开松、梳理、铺网后，制得重量百分比为被芯纤维总含量的40％的纤维网层。

(4)第三棉纤维网层的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得制得重量百分比为被芯纤维总含量的30％的纤维网层。

(5)被芯的制备：将制得的第一棉纤维网层、第二吸湿发热纤维层、第三棉纤维网层依次层叠，通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表2。

比较例2

100％棉纤维被芯的制备：对长绒棉纤维进行开松、梳理、铺网后，制得100％棉纤维网层；将制得的棉纤维网层通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表2。

比较例3

100％聚酯纤维被芯的制备：对普通聚酯纤维纤维进行开松、梳理、铺网后，制得100％聚酯纤维网层；将制得的纤维网层通过针刺方式使其一体化，最终制得成品。

所得被芯产品特性以及各物性参见表2。

表1

表2

根据上表：

(1)由实施例与比较例1可知，由于在纤维层中缺少超吸湿速干轻量纤维，会导致被窝最终湿度较高，很容易造成闷热感。

(2)实施例与比较例2可知，纯棉花被虽然吸湿性好，但保暖性并不能达到人体舒适的睡眠温度。

(3)实施例与比较例3可知，化纤被由于吸湿性较差，虽然具有较明显的保暖性，但睡眠中被窝湿度较大，人体睡眠体验不佳。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。