填充棉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兼具高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性，給予人體舒適的環(huán)境，適宜用于床上用品或衣料用品中的填充棉，本發(fā)明的特征在于，在含有25～85重量%的聚酯纖維中，含有15～75重量%的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。
【專利說明】填充棉
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種填充棉，其兼具高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性，吸濕發(fā)熱性可以帶來低濕度的暖空氣，大體積性可以帶來保溫性，適宜用于床上用品或衣料用品等中。
【背景技術】
[0002]填充棉一般地用于塞入與皮膚接觸的被褥或小棉坐墊或衣料用品等中。例如對于被褥來說，能夠得到具有舒適的溫度與濕度的寢具內部氣候很重要，因此其優(yōu)選可以得到長久持續(xù)的保溫性與吸濕發(fā)熱性。以往，大多會提議使用了聚酯等常用纖維的材料或使用丙烯酸系吸放濕性纖維的材料(參照專利文獻I)等作為填充棉。
[0003]但是，使用聚酯等常用纖維的填充棉，具有充分高的大體積性，含有較多的空氣從而可以維持高度保溫性，但卻不能吸附填充入空氣中的濕氣將其轉換為適宜的空氣。此外，以往的使用Na鹽型交聯丙烯酸系吸放濕性纖維的填充棉，其可以從自身內含有的空氣中吸附濕氣并發(fā)熱，將其變化為使人體產生舒適感的空氣，但是因大體積性較低，在保溫效果的持續(xù)性方面存在問題。
現有技術文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開平10-313995號公報

【發(fā)明內容】

發(fā)明要解決的課題
[0005]本發(fā)明鑒于上述的以往的技術問題而完成，其目的在于提供一種填充棉，兼具高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性，可以給人體提供舒適的環(huán)境，適宜用于床上用品或衣料用
品O
解決課題的手段
[0006]本發(fā)明人為了達到上述目的，對吸濕發(fā)熱性優(yōu)異的交聯聚丙烯酸酯系纖維進行了深入研究，結果發(fā)現2價金屬的Mg鹽型或者Ca鹽型纖維不僅具有吸濕發(fā)熱性，還具有較高的大體積性，作為結果，將其與聚酯纖維并用可以達成高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性，從而完成本發(fā)明。
[0007]SP，本發(fā)明具有以下[I]?[7]的結構。
(1)一種填充棉，含有25?85重量％的聚酯纖維，其特征在于，上述填充棉含有15?75重量％的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。
(2)如(I)中記載的填充棉，其特征在于，聚酯纖維的單纖維彈性模量在30cN/dteX以上。
(3)如(I)或者(2)中記載的填充棉，其特征在于，Mg鹽型以及/或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維的單纖維彈性模量在20cN/dteX以上
(4)如(I)?(3)的任一項中記載的填充棉，其特征在于，填充棉中使用的纖維的重量平均的單纖維彈性模量在25cN/dtex以上。
(5)如(I)?(4)的任一項記載的填充棉，其特征在于，比容為50?100cm3/g。(6)如
(I)?(5)的任一項記載的填充棉，其特征在于，吸濕率為6.0?40% (7)如(I)?(6)的任一項記載的填充棉，其特征在于，在15°C、50%RH的條件下10分鐘后開始發(fā)汗，30分鐘后測定的寢具內溫度在32°C以上，并且寢具內濕度在70%以下。
發(fā)明的效果
[0008]本發(fā)明的填充棉，兼具高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性的效果，這是以往的使用聚酯等廣泛應用的纖維或者Na鹽型等交聯聚丙烯酸酯系纖維所不具有的。這樣的效果，不僅帶來聚酯纖維所具有的大體積性，還可以帶來Mg鹽型或者Ca鹽型的聚丙烯酸酯系纖維具有的高度單纖維彈性模量與吸濕發(fā)熱性。本發(fā)明的填充棉，因其可以通過它的大體積性將吸入的大量的空氣通過吸濕發(fā)熱性變化為低濕度的暖空氣，所以適宜使用用作床上用品的填充棉、秋冬季戶外服裝的填充棉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009][圖1]顯示實施例2，6、比較例3，5，6的寢具內的溫度隨時間經過變化的圖表。
[圖2]顯示實施例2，6、比較例3，5，6的寢具內的溫度隨時間經過變化的圖表。
【具體實施方式】
[0010]以下，詳細說明本發(fā)明的填充棉。
[0011]本發(fā)明的填充棉，其特征在于，在含有聚酯纖維之外，還含有特定量以上的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維，通過此可以兼具高水平的吸濕發(fā)熱性與大體積性，吸濕發(fā)熱性帶來了低濕度的暖空氣，大體積性帶來長久持續(xù)的保溫性。
[0012]作為本發(fā)明中使用的聚酯纖維，可以使用通常綿用的聚酯系聚合物，但優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二酯纖維。作為其形態(tài)，舉例有沒有經過特別加工的常規(guī)(regular)品、復合(conju)品、中空品、復合(conju)中空品等，但為了使含具有吸濕性的交聯聚丙烯酸酯系纖維的填充棉能得到較高的大體積性，優(yōu)選沒有經過特別加工的常規(guī)品。
[0013]為了使填充棉得到較高的大體積性，聚酯纖維，優(yōu)選單纖維纖度為5?18dtex，進一步地優(yōu)選5?14dtex。此外，纖維長優(yōu)選40?100mm,進一步地優(yōu)選50?80mm。為了使填充棉得到較高的大體積性，聚酯纖維的單纖維彈性模量，優(yōu)選28cN/dteX以上，更優(yōu)選30cN/dtex以上。對于聚酯纖維的單纖維彈性模量的上限沒有限制，實際上為lOOcN/dtex左右。單纖維彈性模量高的聚酯纖維，可以使用例如聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二醇酯而得到。
[0014]本發(fā)明的填充棉中聚酯纖維的含量為25?85重量％，優(yōu)選35?80重量％，更優(yōu)選40?75重量％。聚酯纖維少于上述范圍時，難以達成高的大體積性，填充棉中無法含有較多的空氣，恐怕不能維持高的保溫性。此外，聚酯纖維多于上述范圍時，交聯聚丙烯酸酯系纖維的含量下降，從而恐怕會不能充分得到交聯聚丙烯酸酯系纖維的吸濕發(fā)熱性的效果，低濕度下保溫性也無法維持。本發(fā)明的填充棉中，可以使用除了聚酯纖維之外的廣泛應用的纖維(丙烯酸、綿等纖維)，但優(yōu)選使用單纖維彈性模量在lOcN/dtex以上的。使用較多的單纖維彈性模量低的纖維時，填充棉整體的大體積性變得不充分，恐怕會降低保溫性。[0015]本發(fā)明中使用的交聯聚丙烯酸酯系纖維，必須是2價金屬的Mg鹽型或者Ca鹽型。Na鹽型等一價金屬鹽型，其大體積性不足，不能使保溫性持續(xù)，所以不優(yōu)選。此外，Zn鹽型等其他的2價金屬鹽型，其吸濕發(fā)熱性差，不能得到舒適的環(huán)境，所以不優(yōu)選。Mg鹽型或者Ca鹽型，在維持高度吸濕發(fā)熱性的同時，還具有適度的較高的大體積性，所以可以充分發(fā)揮聚酯纖維的較高的大體積性的效果。推測Mg鹽型或者Ca鹽型的大體積性顯著的理由是因為這些2價金屬在聚合物之間與羧基形成離子交聯結構，提高了彈性模量。本發(fā)明的交聯聚丙烯酸酯系纖維，是通過丙烯腈系纖維的改性使纖維超親水化，成為交聯化的纖維，是具有Mg鹽型或者Ca鹽型的羧基作為親水性基團的纖維。Mg鹽型或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維，是以往已經公知的纖維，對于Mg鹽型，例如可參照專利第4529145號，對于Ca鹽型，例如可參照日本專利特開平9-059872號容易地制造。
[0016]本發(fā)明的填充棉中的Mg鹽型或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維的含量為15?75重量％，優(yōu)選20?65重量％，更優(yōu)選25?60重量％。含量不足上述范圍時，不能充分發(fā)揮吸濕發(fā)熱性，吸入的濕空氣不能充分地變化為低濕度的暖空氣。超過上述范圍時，在經濟性方面不佳，不能認為是效果得到提高。Mg鹽型或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維的單纖維彈性模量與Na鹽型(大約5cN/dteX)相比，有一定的提高，一般是20?35cN/dtex。因此，可以說Mg鹽型或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維具有比以往使用的Na鹽型更高的大體積性。本發(fā)明的填充棉，為了維持較高的大體積性，使用的全部纖維的重量平均單纖維彈性模量，優(yōu)選25cN/dtex以上,更優(yōu)選30?100cN/dtex。
[0017]因為本發(fā)明的填充棉，除了如上所述的聚酯纖維之外，還含有特定量以上的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維，所以可以達成20°C X65%RH下，6.0?40%的范圍內的吸濕率。吸濕率在該范圍內時，與人的皮膚相接觸，可以充分感覺到原材料具有的低濕度的溫暖感。
[0018]此外，本發(fā)明的填充棉，除了如上所述的聚酯纖維之外，還含有特定量以上的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維，可以達到50?IOOcmVg范圍內的比容。這樣的大體積性，可通過Mg鹽型或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維或聚酯纖維通過具有的高單纖維彈性模量來實現。比容不足50cm3/g時，恐怕不能充分地吸收空氣，保溫性不充分。比容大于100cm3/g時，只要稍稍施加力，就容易變形，恐怕保持形狀性能不好。
[0019]進一步地，本發(fā)明的填充棉，除了如上所述的聚酯纖維之外，還含有特定量以上的Mg鹽型以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維，所以，按照實施例的測定方法，在15°C、50%RH的條件下，10分鐘后開始發(fā)汗，30分鐘后測定的寢具內的溫度在32°C以上(雖對上限沒有限制，但是實際中是36°C以下)，并且寢具內濕度在70%以下(雖對上限沒有限制，但是實際中是20%以上)。這是通過Mg鹽型或者Ca鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維具有的高吸濕性與大體積性，及聚酯纖維具有的大體積性實現的。寢具內的溫度及濕度在該范圍內時，與人的皮膚相接觸時可以感覺到低濕度的舒適的溫暖感。
[0020]本發(fā)明的填充棉的制造方法，沒有特別限定，可以使用以往公知的一般填充棉的制造法。例如使用，將原料綿在解纖機中初步解纖.混合后，在切割機中加工為網狀的方法。此外，為了賦予形態(tài)穩(wěn)定性，可以補加針刺(needle punch)或者水刺(water punch)等纏繞纖維的工序，使用熱熔融粘著樹脂使纖維之間粘接的工藝。
[0021]以上說明的本發(fā)明的填充棉，因為兼具高水平的吸濕性與大體積性，所以具有以往沒有的低濕度的溫暖這樣的舒適性。因此，使用本發(fā)明的填充棉的床上用品(鋪墊被褥、鋪蓋被褥、枕頭等)或者秋冬用戶外服裝衣料，可以吸著從人體釋放出的水分發(fā)熱，抑制濕度并變暖，此外該溫暖還可以通過大體積性帶來的保溫性實現持續(xù)地給予。
實施例
[0022]通過以下的實施例對本發(fā)明進行具體的說明，但是本發(fā)明并不局限于這些。另外，除非另有說明，實施例中的比率都是以重量表示的。實施例中的特性的評價方法如下所示。
[0023]( I)吸濕率
將大約2.5g試樣在熱風干燥機中105°C下干燥16小時，測定重量(W1 [g])。接著將該試樣置于調整為20°C X65%RH的恒溫恒濕器中放置24小時。測定如上述的吸濕后試樣的重量(W2[g])。根據測定結果，通過下式計算出吸濕率。
吸濕率[%] = { (W2-ffl)/ffl} XlOO
[0024](2)比容
輕輕打開50g試樣的纖維，在切割機上開纖，層積。試驗片的大小為IOcmXlOcm，取出6個，置于四方器皿(vat)中在恒溫恒濕機內24hr以上。從恒溫恒濕機中取出后，積累直至質量為10.0g~10.5g，準確地秤量制出的試驗片。在試驗片上放置IOcmX IOcm的丙烯酸板，放置500g的秤錘30秒之后，接著撤掉該秤錘，放置30秒。重復該操作3次，除去500g的秤錘后放置30秒，測量四 角邊的高度求出平均值，通過下式計算出比容。
比容(cm3/g) =IOX IOX試料的四角邊的高度的平均值(mm) /10/試驗片的質量(g)
[0025](3)寢具內的溫度及寢具內濕度
使用發(fā)汗模擬實驗測定裝置，在水供給量(發(fā)汗量):100g/m2.h，熱板溫度:37°C、試樣-熱板距離:0.5cm，環(huán)境溫度濕度:15°C X50%RH的條件下開始試驗，10分鐘后開始發(fā)汗，測定熱板與試樣之間的空間的溫度與濕度變化。
另外，發(fā)汗模擬實驗裝置是具有發(fā)汗孔的基體以及產熱體形成的生熱發(fā)汗裝置，由給發(fā)汗孔供水的送水結構、控制產熱體溫度的產熱控制結構、溫濕度傳感器構成。基體是黃銅制的，面積為120cm2，發(fā)汗孔設置有6個，通過面狀加熱器形成的產熱體可以控制在一定的溫度。送水結構使用筒泵，將一定的水量送到基體的發(fā)汗孔中?；w表面上貼附有厚度
0.1mm的聚酯纖維復絲紡織品形成的模擬皮膚，通過此可以將發(fā)汗孔中吐出的水在基體表面上擴散，呈現出發(fā)汗狀態(tài)?；w周圍設置有高度0.5cm的外框，試樣可設置在與基體相距
0.5cm的位置。溫濕度傳感器設置在基體與試樣(填充有填充棉的被褥)之間的空間內，測定基體發(fā)汗狀態(tài)時的“基體與試樣與外框包圍的空間”的溫度與濕度。另外，填充有填充棉的被褥，側面使用聚酯100%的紡織品，通過絎縫制作而成。
[0026][實施例1]
在預備解纖機中，將Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm，單纖維彈性模量26cN/dteX)與聚酯纖維(聚對苯二甲酸乙二酯纖維，單纖維纖度7.8dtex,纖維長64mm,單纖維彈性模量32cN/dtex,東麗株式會社的產品號201-7.8Tx64)按20/80的重量比率解纖?混合后在切割機中制作成填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。
[0027][實施例2]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維的重量比率變更為30/70之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。此外，圖1及2分別顯示隨時間的推移，該填充棉的寢具內的溫度及濕度的變化。
[0028][實施例3]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維的重量比率變更為50/50之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0029][實施例4]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維的重量比率變更為70/30之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0030][實施例5]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量29cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0031][實施例6]
除了將實施例2中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量29cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。此外，圖1及2分別顯示隨時間的推移，該填充棉的寢具內的溫度及濕度的變化。
[0032][實施例7]
除了將實施例3中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量29cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0033][實施例8]
除了將實施例4中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量29cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0034][實施例9]
除了將實施例1中以20/80的重量比率使用的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維替換為，實施例1中相同的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與實施例1中相同的聚酯纖維與丙烯腈系纖維(單纖維纖度4.8dtex,纖維長50mm,單纖維彈性模量10cN/dtex)以30/60/10的重量比率使用之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0035][實施例10]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維以20/80的重量比率使用替換為，實施例1中相同的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與實施例5中相同的Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯纖維與實施例1中相同的聚酯纖維以15/15/70的重量比率使用之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。
[0036][比較例I]
除了將實施例1中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維與聚酯纖維的重量比率變更為10/90之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表I中顯示。[0037][比較例2]
除了將比較例I中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為與實施例5相同的Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維之外，用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。
[0038][比較例3]
除了使用100重量％的與實施例1相同的聚酯纖維之外，用與實施例1同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。此外，圖1及2分別顯示隨時間的推移，該填充棉的寢具內的溫度及濕度的變化。
[0039][比較例4]
除了使用100重量％的與實施例9相同的丙烯腈系纖維之外，用與實施例1同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。此外，圖1及2分別顯示隨時間的推移，該填充棉的寢具內的溫度及濕度的變化。
[0040][比較例5]
除了將實施例2中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量5cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。
[0041][比較例6]
除了將實施例2中Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維替換為Zn鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(單纖維纖度5.0dtex,纖維長48mm,單纖維彈性模量26cN/dtex)之外,用同樣的方法制作填充棉。該填充棉的結構及評價結果在表1中顯示。
[0042][表 I]
【權利要求】
1.一種填充棉，含有25?85重量％的聚酯纖維，其特征在于，所述填充棉中含有15?75重量％的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。
2.根據權利要求1所述填充棉，其特征在于，聚酯纖維的單纖維彈性模量在28cN/dteX以上。
3.根據權利要求1或者2所述的填充棉，其特征在于，Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維以及/或者Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維的單纖維彈性模量在20cNdteX以上。
4.根據權利要求1-3的任一項中所述的填充棉，其特征在于，填充棉中使用的纖維的重量平均單纖維彈性模量在25cN/dteX以上。
5.根據權利要求1-4的任一項中所述的填充棉，其特征在于，比容為50?lOOcmVg。
6.根據權利要求1-5的任一項中所述的填充棉，其特征在于，吸濕率為6.0?40%。
7.根據權利要求1-6的任一項中所述的填充棉，其特征在于，在15°C、50%RH的條件下10分鐘后開始發(fā)汗，30分鐘后測定的寢具內溫度在32°C以上，并且寢具內濕度在70%以下。
【文檔編號】A47G9/10GK103763993SQ201280031735
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權日:2011年6月30日
【發(fā)明者】加藤淳, 川中直樹, 家野正雄 申請人:東洋紡株式會社, 日本Exlan工業(yè)株式會社