專利名稱：一種天然纖維復合保健墊及其制備方法
技術領域：
本發明涉及復合墊，尤其涉及一種采用麻纖維制備的天然纖維復合保健墊及其制備方法，本發明的天然纖維復合保健墊可以用作床墊材料，還可以用作其他用途。
背景技術：
目前常用的椰棕床墊是采用棕纖維作為填充材料，椰棕床墊在制備時要使用大量膠水粘合，若長期使用對人體健康會造成危害。而且椰棕床墊不僅較易受潮發霉、或長蟲變質，易塌陷，易折斷，而且較硬，彈性差，其使用范圍較窄，多適合做硬床墊使用。公告號為CN20113^89Y的專利文獻公開了一種保健床墊，包括床墊本體和包覆于床墊本體外的黃麻纖維織物包覆層，其中床墊本體采用黃麻纖維同橡膠的復合層以及復合層間的膠黏層復合而成，該專利制備的產品抗菌性好，不易生蟲，透氣性、吸濕性和散濕性強，但是該現有技術采用橡膠作為粘結劑，一方面常用橡膠中含有甲醛等有害成分，長期使用會對人體造成危害，雖然有些橡膠不含甲醛，但是因價格昂貴，如果使用的話則成本太高；另一方面，在生產工藝上，橡膠作為膠黏劑是和纖維分層壓制的，這種工藝使產品在使用過程中容易分層。該專利中還提到可以用乳膠作為膠黏劑，雖然乳膠中不含甲醛，但其價格昂貴，粘結力弱，而且在制備過程中采用浸泡的形式使乳膠進入纖維中，這樣會造成產品表層粘結劑較多，而中間較少，從而使產品不均勻，易分層。公開號為CN101856182A的專利文獻公開了一種制作織物纖維床墊的方法，該方法中采用劍麻纖維作為原料，并采用噴膠、熱定型方式成型，由于在制備過程中使用膠水， 而膠水中含有甲醛，長期使用這種床墊會對人體造成危害。而其使用的噴膠、熱定型工藝， 膠量不易控制，容易造成產品的不均勻，易分層。公開號為CN102174729A的專利文獻公開了一種聚酯纖維椰棕板及其制備方法， 該聚酯纖維椰棕板分為三層，其中上下兩層采用低熔點雙組份皮芯纖維、三維卷曲中空纖維，中間層采用低熔點雙組份皮芯纖維、棕纖維，該專利文獻中的椰棕板因為使用低熔點雙組份皮芯纖維作為纖維間的粘結劑，而不采用膠水，從而達到環保、無甲醛的技術效果，但其仍采用棕纖維，不能解決有棕纖維帶來的較易受潮發霉、長蟲變質，易塌陷，易折斷、較硬，彈性差問題。如果將麻纖維和低熔點纖維結合來生產床墊，則既可以解決棕纖維帶來的問題， 也可以解決使用膠水帶來的問題，但是因為麻纖維較細且軟，申請人在研究中發現，其加入量將直接影響到床墊的強度、彈性；低熔點纖維作為粘結劑，申請人發現其加入量也至關重要，加入過多則床墊會過于板結，彈性差，加入量多少則會不能起到良好的粘結作用，影響強度，且易分層。上述文獻中雖然也分別公開了一些低熔點纖維、麻纖維的加入量，但是一方面，上述文獻公開的低熔點纖維、麻纖維范圍較寬，顯然，該現有技術沒有考慮到低熔點纖維、麻纖維的加入量對于床墊性能的影響；另一方面，因為麻纖維和低熔點纖維相互配合起作用，鑒于麻纖維、低熔點纖維分別和上述文獻中所用相應材料的性能有較大差異，從而本領域的技術人員無法根據上述文獻知道低熔點纖維和麻纖維配合時如何配比能夠制備出性能符合要求的產品。從結構上，目前的床墊采用單層結構的居多，為了使床墊達到良好的使用效果，需要其具備多種性能，比如說在保證強度、彈性的同時，還需要透氣性好、舒適性好，如果采用單層結構將不能兼顧，因為要達到足夠的強度勢必需要降低氣孔率，從而影響透氣性，透氣性好了又影響強度，而且透氣性好了結構勢必會比較松散，床墊中間的硬質纖維容易扎出影響舒適性。申請人研究發現，低熔點纖維的加入量對透氣性有較大的影響。公開號為 CN102174729A的專利文獻公開了一種聚酯纖維椰棕板及其制備方法，該專利文獻為中的椰棕板采用三層結構，但是該文獻中并未對低熔點纖維的加入量做出限制，顯然其沒有考慮到低熔點纖維加入量對透氣性的影響問題，因此本領域的技術人員無法根據該現有技術解決既保證透氣性又保證強度、彈性的問題；申請人研究發現在表層采用針刺無紡層可以改善床墊的透氣性，但是因為針刺無紡層受其工藝限制，不能做的太厚，從而對床墊中間扎出的硬質纖維不能提供很好的阻擋，硬質纖維一旦扎出，會使使用者很不舒服，而公開號為 CN102174729A的專利文獻中表層的厚度可調，不存在因為表層太薄而不能阻止硬質纖維扎出的問題；因此本領域的技術人員無法根據該現有技術解決表層厚度受限時如何避免因為硬質纖維扎出影響舒適性的問題。

發明內容
本發明解決的技術問題是，由于在床墊使用硬質纖維而產生的硬質纖維從床墊中扎出的問題。從而提供一種即抗菌性好，不易生蟲，透氣性、吸濕性和散濕性強，而又經久耐用、透氣性好、使用舒適的天然纖維復合保健墊及該天然纖維復合保健墊的制備方法。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下本發明的天然纖維復合保健墊，包括一個中間層，在所述中間層上表面或者下表面設置有表層，在中間層和表層之間設有一層阻隔層；所述的表層為含有下述組分的無紡層占該表層重量5% 50wt%的低熔點纖維，余量為其它纖維；所述的中間層為含有以下組分的無紡層麻纖維、占該中間層重量5% 50wt% 的低熔點纖維，余量為其它纖維；所述的阻隔層為含有下述組分的無紡層占該阻隔層重量5% 100wt%的麻纖維、余量為其它纖維；所述的天然纖維復合保健墊中麻纖維的重量百分比含量在5% 65%。所述的表層、阻隔層采用針刺無紡層。所述的表層中含有麻纖維、滌綸、腈綸、維綸、腈綸、竹炭纖維中的一種或幾種。所述的中間層還含有棕纖維、椰子殼纖維、竹炭纖維、彈性化學纖維中的一種或幾種。所述的阻隔層的厚度為0. 5-20mm,克重為30_1000g/m2。所述的棕纖維長度為30-300mm，細度大于40D ；所述的麻纖維長度為30-300mm，細度為大于等于15D。所述的麻纖維為黃麻、紅麻、劍麻、亞麻、大麻、苧麻中的一種或多種；所述的低熔點纖維為PP纖維(聚丙烯纖維，熔點范圍145-165°C)、PLA纖維(聚乳酸纖維，熔點范圍140-160°C )、ES纖維(其為皮芯結構，皮為PE聚乙烯，其熔點范圍125_135°C ；芯為PP聚丙烯，其熔點范圍145-165°C )、PE/PET皮芯纖維(皮為PE聚乙烯纖維，熔點范圍125_135°C; 芯為PET聚酯纖維，熔點范圍260°C ) ,4080纖維(其為皮芯結構，皮為PET聚酯纖維，熔點范圍110°C ；芯為PET聚酯纖維，熔點范圍260°C)中的一種或多種。本發明還提供所述天然纖維復合保健墊的制備方法，包括以下步驟SOl 將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網、針刺，分別制得上表面或者下表面的無紡層、用作阻隔層的無紡層；其中針板布針密度為500-6000 枚/米，針刺頻率為50-1800次/分鐘，速度不大于20米/分鐘。S02:將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網制得中間層，其中預成網、梳理、氣流成網工序的速度不大于20m/min ；S03 通過上或者下放卷裝置將通過步驟SOl制備的表層、阻隔層的無紡層依次鋪設在中間層的上方或者下方，然后一起進入烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝，烘箱溫度為 180-230°C，烘箱中的烘制時間為1 9min，冷軋溫度為5_20°C，冷卻溫度為0_25°C。優選的，其中的冷卻工序采用風冷方式冷卻。優選的，所述的烘箱中的烘制時間為2 4. 5min。本發明的有益效果如下本發明的天然纖維復合保健墊采用麻纖維和低熔點纖維配合其他纖維制備采用氣流成網技術制備而成，其具有以下優勢(1)本發明采用中間層加表層的結構，各層可以采用不同的材質，從而從各方面保證床墊的性能，表層更注重舒適性、透氣性等性能，中間層更注重彈性、強度、不分層等性能。低熔點纖維的加入量對于成品的性能影響很大，加入小，起不到粘結作用，成品易分層， 斷裂，耐用性差，加入量大，又使得成品過于板結，彈性差，透氣性差，使用起來很不舒服，本發明在表層中加入5% 50%的低熔點纖維，透氣性好，配合中間層即保證了粘結性也保證了成品具有合適的彈性和彈性恢復性以及良好的透氣性。(2)本發明的天然纖維復合保健墊含有5% 65%的麻纖維，能夠保證床墊具有良好的彈性和強度，而且麻纖維具有良好的吸濕透氣性，而且抗菌防螨，長期使用不會因潮濕而發霉，生蟲變質，從而保持床墊不易變形。另外，麻纖維質量相對較輕，這將更方便搬運和運輸，而且能節約運輸成本。因為麻纖維相對于棕纖維、椰子殼纖維較細且軟，強度不夠， 從而耐久性相對較差，參入一定量的硬質纖維，如棕纖維等，可以即保證床墊的透氣性等性能的同時，又保證床墊的耐久性。(3)纖維長度的選擇對成品性能也有很大影響，纖維長度過短，彼此間交纏力弱， 強度、彈性都受影響，而纖維長度過長，則在成網過程中不易均勻散開，本發明的天然纖維復合保健墊選用長度為30-300mm的麻纖維，既保證了纖維可以彼此交纏達到需要的強度， 又使制備過程容易散開成三維交纏結構，從而使制備的床墊更加的耐用，不易分層。(4)本發明的制備方法，工序簡單，這對本發明的床墊采用長度為30-300mm的纖維的情況下，控制預成網、梳理、氣流成網工序的速度在0 20m/min，使得整個產品內部纖維相互呈立體形式、交叉地糾纏在一起，從而使床墊不易分層，而且具有較好的彈性和彈性回復性，長期使用不易變形。并且使得床墊縱、橫向強力較均衡，幾乎無差異，其縱、橫向強力比為1 1.02，而一般的梳理成網的縱、橫向強力比為1 1.2-1 1.3。
采用冷軋工序，可以在定厚的同時幫助降溫，并修飾產品表面，使產品表面的凹凸不平變得平整。烘箱的烘制溫度、時間對產品對產品性能有較大影響，溫度過高，時間過長，會使得低熔點纖維過分融化從而是產品變得板結沒有彈性，而溫度過低，時間過短，又會是的產品的纖維之間粘結力不夠，從而易分層、斷裂，影響耐用性。本發明的工藝方法對烘制溫度、 時間的確定可以保證產品在富有彈性的同時，而又不有足夠的粘結力，不易分層、斷裂。(5)本發明的冷卻工序采用風冷方式冷卻，可以有效去除水蒸氣，使得制備的床墊材料比較干燥。(6)本發明的天然纖維復合保健墊的表層、阻隔層采用針刺無紡層，針刺無紡層表面和內部有均勻的空隙，進一步保證了床墊具有良好的透氣性，而且通過這些空隙還能起到保溫、隔熱、隔音的效果。(7)本發明的床墊填充材料的多層結構使其可以分層采用不同的材質，比如在表層中加入彈性材料，提高彈性，增加氣孔率改善透氣性，中間層為床墊提供一定的厚度和強度，這樣，可以使得床墊具有足夠的彈性，而又經久耐用；當床墊僅包括一層阻隔層時，使用時可以將設有阻隔層的一面向上，這樣阻隔層可以阻擋中間層的粗硬纖維進入表層，從而防止其扎出而刺痛使用者，舒適性好。阻隔層主要由麻纖維組成，而麻纖維具有吸濕、透氣， 抗菌抑螨，防霉防蟲的特性，使得床墊具有良好的透氣性，不易長蟲發霉，增強床墊的使用壽命ο


圖1為本發明的天然纖維復合保健墊的一個實施例的結構示意圖。圖2為本發明的天然纖維復合保健墊的另一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案和有益效果進一步進行說明。參見附圖1，本發明的天然纖維復合保健墊可以由依次設置的上表層1、第一阻隔層2、中間層3組成，也可以在中間層3的下表面上依次設第二阻隔層4、下表層5，如圖2所示。各層可以分別采用不同的組成、不同的工藝，已達到好的使用效果，下面是具體的實施例實施例1 第一步，將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網、針刺， 分別制得上表層1、第一阻隔層2的無紡層，其中上表層1的無紡層采用10%的PP纖維和 90%彈性化學纖維，第一阻隔層2的無紡層采用100%的亞麻纖維；針刺工藝中的針板布針密度為1000枚/米，針刺頻率為1500次/分鐘，速度為2米/分鐘；第二步按照20 %的ES纖維，70 %的亞麻纖維、10 %的竹炭纖維的比例進行稱重、 開松混合、預成網、梳理、氣流成網制得中間層3，其中預成網、梳理、氣流成網工序的速度為 5m/min ；第三步將通過步驟SOl制備的兩層無紡層和步驟S02制得的中間層3按照圖1 所示的順序鋪在一起，然后一起進入烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝，烘箱溫度為230°C，烘箱中的烘制時間為2min，冷軋溫度為5°C，冷卻溫度為10°C。本實施例中所用的亞麻纖維的長度為250mm，細度為30D ；本實施例中所用的亞麻
纖維的重量占保健墊總重量的60%。本實施例制備的產品性能如下本實施例產品的縱、橫向強力比為1 1.01;無異常氣味；強度為20N/cm，符合標準；彈性良好；透氣性良好。實施例2 第一步，將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網、針刺， 分別制得上表層1、第一阻隔層2的無紡層，其中上表層1的無紡層采用40%的PE/PET皮芯纖維、60%黃麻纖維，第一阻隔層2的無紡層采用20%的黃麻纖維和80%紅麻纖維；針刺工藝中的針板布針密度為3000枚/米，針刺頻率為1000次/分鐘，速度為10米/分鐘；第二步按照30%的ES纖維，20%的黃麻纖維、50%椰棕纖維的比例進行稱重、 開松混合、預成網、梳理、氣流成網制得中間層3，其中預成網、梳理、氣流成網工序的速度為 10m/min ；第三步將通過步驟SOl制備的兩層無紡層和步驟S02制得的中間層3按照圖1 所示的順序鋪在一起，然后一起進入烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝，烘箱溫度為210°C， 烘箱中的烘制時間為3min，冷軋溫度為15°C，冷卻溫度為20°C本實施例中使用的黃麻、紅麻纖維的長度為150mm，細度為20D，椰棕纖維的長度為100mm，細度為45D ；本實施例中黃麻、紅麻纖維的總重量占保健墊總重量的30%。本實施例制備的產品性能如下本實施例產品的縱、橫向強力比為1 1.04;無異常氣味；強度為23N/cm，符合標準；彈性良好；透氣性良好。實施例3 第一步，將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網、針刺， 分別制得下表層5、第二阻隔層4的無紡層，其中下表層5的無紡層采用25%的4080纖維、 45%彈性化學纖維、30%紅麻纖維，第二阻隔層4的無紡層采用70%的紅麻纖維和30的滌綸纖維，針刺工藝中的針板布針密度為5000枚/米，針刺頻率為100次/分鐘，速度為18 米/分鐘；第二步按照40%的PE/PET皮芯纖維，50%的劍麻纖維，10%棕纖維的比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網制得中間層3，其中預成網、梳理、氣流成網工序的速度為18m/min ；第三步將通過步驟SOl制備的兩層無紡層、步驟S02制得的中間層3按照圖2所示的順序鋪在一起，然后一起進入烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝，烘箱溫度為190°C，烘箱中的烘制時間為細in，冷軋溫度為20°C，冷卻溫度為25°C。本實施例中使用的紅麻纖維、劍麻纖維的長度為50mm，細度為40D，椰棕纖維的長度為200mm，細度為50D ；本實施例中所用的紅麻纖維、劍麻纖維的總重量占保健墊總重量的 50%。本實施例制備的產品性能如下本實施例產品的縱、橫向強力比為1 1.03;無異常氣味；強度為27N/cm，符合標準；彈性良好；透氣性良好。本發明各實施例中的產品縱、橫向強力比是先根據GB/T15788-2005中的方法，分別測得縱向、橫向的拉伸斷裂強力，再計算兩者的比值得到，有無異常氣味根據QB1952. 2-2004彈簧軟床墊標準中的6. 8實驗方法測試，強度根據QB1952. 2-2004彈簧軟床墊標準中6. 6.1中得方法檢測。本發明的烘制和時間對于成品的彈性、透氣性、耐用性等性能有較大的影響，本發明將烘制溫度控制在烘箱溫度為180-230°C，烘箱中的烘制時間為1 9min，其中烘制時間在2 4. 5min時效果更佳，實際操作中可以通過控制產品經過一定長度烘箱的速度，來控制烘制之間，比如采用9m長烘箱，則可控制產品在烘箱中的通過速度為1 6m/min.顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
權利要求
1.天然纖維復合保健墊，其特征在于，包括一個中間層，在所述中間層上表面或者下表面設置有表層，在中間層和表層之間設有一層阻隔層；所述的表層為含有下述組分的無紡層占該表層重量5% 50wt%的低熔點纖維，余量為其它纖維；所述的中間層為含有以下組分的無紡層麻纖維、占該中間層重量5% 50wt%的低熔點纖維，余量為其它纖維；所述的阻隔層為含有下述組分的無紡層占該阻隔層重量5% 100wt%的麻纖維、余量為其它纖維；所述的天然纖維復合保健墊中麻纖維的重量百分比含量在5% 65%。
2.根據權利要求1所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的表層、阻隔層采用針刺無紡層。
3.根據權利要求1或2所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的表層中含有麻纖維、滌綸、腈綸、維綸、竹炭纖維中的一種或幾種。
4.根據權利要求1至3任一所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的中間層還含有棕纖維、椰子殼纖維、竹炭纖維、彈性化學纖維中的一種或幾種。
5.根據權利要求1至4任一所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的阻隔層的厚度為 0. 5-20mm,克重為 30_1000g/m2。
6.根據權利要求1至5任一所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的棕纖維長度為30-300mm，細度大于40D ；所述的麻纖維長度為30-300mm，細度為大于等于15D。
7.根據權利要求1至6任一所述的天然纖維復合保健墊，其特征在于，所述的麻纖維為黃麻、紅麻、劍麻、亞麻、大麻、苧麻中的一種或多種；所述的低熔點纖維為PP纖維、PLA纖維、ES纖維、PE/PET皮芯纖維、4080纖維中的一種或多種。
8.權利要求1至7任一所述的天然纖維復合保健墊的制備方法，包括以下步驟501將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網、針刺，分別制得上表面或者下表面的無紡層、用作阻隔層的無紡層；其中針板布針密度為500-6000枚/ 米，針刺頻率為50-1800次/分鐘，速度不大于20米/分鐘；502將各組分按所需比例進行稱重、開松混合、預成網、梳理、氣流成網制得中間層，其中預成網、梳理、氣流成網工序的速度不大于20m/min ；503通過上或者下放卷裝置將通過步驟SOl制備的表層、阻隔層的無紡層依次鋪設在中間層的上方或者下方，然后一起進入烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝，烘箱溫度為 180-230°C，烘箱中的烘制時間為1 9min，冷軋溫度為5_20°C，冷卻溫度為0_25°C。
9.權利要求8所述的天然纖維復合保健墊的制備方法，其特征在于，其中的冷卻工序采用風冷方式冷卻。
10.權利要求8或9所述的天然纖維復合保健墊的制備方法，其特征在于，所述的烘箱中的烘制時間為2 4. 5min。
全文摘要
本發明公開了一種天然纖維復合保健墊，包括一個中間層，在所述中間層上表面或者下表面設置有表層，在中間層和表層之間設有一層阻隔層，所述的表層為含有5％～50％的低熔點纖維的無紡層，所述的中間層為含有以下組分的無紡層麻纖維、5％～50％的低熔點纖維，所述的阻隔層為含有5％～100％的麻纖維的無紡層，所述的天然纖維復合保健墊中麻纖維的含量在5％～65％。本發明還公開了所述天然纖維復合保健墊的制備方法，包括以下步驟分別制備各層包括中間層，上或下表層，阻隔層，然后順序鋪好，一起經烘箱、冷軋、冷卻、切割、檢驗包裝工序制得。本發明的天然纖維復合保健墊及其制備方法解決了現有的床墊存在的易受潮發霉、長蟲變質，易分層、透氣性差及床墊中間硬質纖維扎出帶來的使用不適的問題。
文檔編號B32B9/02GK102514274SQ2011103960
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者劉國忠, 姚建剛, 張熙明, 陳紅武 申請人:江蘇紫荊花紡織科技股份有限公司