一种三维针织网布
技术领域
本发明涉及针织布料的技术领域，特别涉及一种三维针织网布。
背景技术
三维针织网布又称3d网布、三明治网布等，通常由涤纶纤维编织而成，是一款透气性、弹性、支撑性都很出色的新型纯织物材料，在汽车座垫、床垫、枕头等行业具有广泛应用。
现有的可参考申请公布号为CN107988688A的中国专利申请，其公开了一种透气三明治网布的编织工艺，采用圆机一体编织，该三明治网布包括面层、底层以及用于连接面层与底层的单丝，三明治网布的编织过程中，采用圆机的针筒编织面层，采用圆机的针盘编织底层，将面层的部分线圈转移至底层并在线圈转移的位置形成网孔，通过集圈的编织方式将单丝编织在面层和底层上，面层与底层通过单丝复合连接在一起。
汽车座垫承受乘车人员的坐压，需要三维针织网布具备较佳的支撑回弹性能，对于提高三维针织网布的使用舒适度和使用寿命均具有重要意义。如何进一步提高三维针织网布的支撑回弹性能，是目前研究的重点。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种三维针织网布，以达到提高其支撑回弹性能的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种三维针织网布，包括表层、底层以及连接于表层和底层之间的支撑层，表层、底层和支撑层以经编方式织成三维立体的三维针织网布，所述支撑层由支撑改性纺丝织成，按重量份计，支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2078-86份、滑石粉5-10份、偶联剂1.4-2.8份、碳纤维36-48份、PBI纤维14-22份、硅油10-15份、分散剂16-25份；支撑改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成支撑改性纺丝。
通过采用上述方案，三维针织网布中，起支撑作用的主要为支撑层，本发明针对支撑层所用纺丝进行改性，在支撑改性纺丝的制备原料中加入滑石粉，能够有效提高支撑改性纺丝的抗挤压能力，而且还能增加支撑改性纺丝的自重，减少PET的用量，降低成本。偶联剂的加入能够对滑石粉的表面进行改性处理，从而提高滑石粉与PET基体之间的结合作用力，从而提高整个支撑改性纺丝的结构稳定性和支撑回弹性能。与此同时，还加入了碳纤维和PBI纤维，碳纤维和PBI纤维不仅本身能够直接对PET基体起到支撑和连接的作用，而且，还能对滑石粉进行有效的包裹，进而提高滑石粉与PET基体之间的结合，从而进一步提高支撑改性纤维整体性、抗挤压能力和支撑回弹性能。
本发明是将滑石粉、碳纤维和PBI纤维直接加入支撑改性纺丝的制备原料中，并与PET基体一同经熔融纺丝技术制成支撑改性纺丝，即滑石粉、碳纤维和PBI纤维分布于PET基体的内部，从PET基体的内部对支撑改性纺丝进行支撑，相比于目前常用的多种纤维混纺的做法，本发明的处理方法对纺丝的支撑回弹性能的改进效果大大提高。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2083份、滑石粉7份、偶联剂1.9份、碳纤维41份、PBI纤维18份、硅油12份、分散剂19份。
本发明进一步设置为：所述支撑改性纺丝的规格为130-300D。
通过采用上述方案，支撑改性纺丝的直径影响支撑层的支撑回弹性能和透气性能，直径越大，支撑回弹性能相对越优异，然而，直径较大时，一定程度上，会降低支撑层的孔隙率，从而影响支撑层的透气性能，本发明限定支撑改性纺丝的直径，平衡支撑层的支撑回弹性能和透气性能。
本发明进一步设置为：所述偶联剂选用硅烷偶联剂。
本发明进一步设置为：所述分散剂选用硬脂酸锌。
本发明进一步设置为：所述改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：
S1，将滑石粉、碳纤维、PBI纤维和偶联剂于低速下混合30-40min获得预改性料，转速为200-400r/min；
S2，将预改性料与剩余组分于260-280℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成支撑改性纺丝。
通过采用上述方案，熔融纺丝之前，预先采用偶联剂对滑石粉、碳纤维和PBI纤维表面进行改性，之后，再与PET基体熔融混合，有利于进一步提高滑石粉、碳纤维、PBI纤维和PET基体之间的结合性能。
本发明进一步设置为：所述表层和底层由面层改性纺丝织成，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2067-78份、硅油13-18份、羊毛纤维22-37份和有机硅柔软剂2.4-4.5份，面层改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝。
通过采用上述方案，表层和底层处于三维针织网布的外表面，对三维针织网布的支撑回弹性能的贡献较小，主要关系到三维针织网布的面层手感。为此，本发明对用于表层和底层的纺丝通过添加羊毛纤维和有机硅柔软剂进行柔软改性处理。羊毛纤维本身质地柔软，有机硅柔软剂的加入能够对羊毛纤维进行改性处理，进一步提高羊毛纤维的柔软性能。将柔软的羊毛纤维直接加入面层改性纺丝的制备原料中，并与PET基体一同经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝，即羊毛纤维分布于PET基体的内部，从PET基体的内部对面层改性纤维进行柔软改性处理，使得面层改性纺丝具有柔软的性质，从而提升三维针织网布的外表面的手感。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2072份、硅油15份、羊毛纤维34份和有机硅柔软剂3.1份，面层改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝。
本发明进一步设置为：所述面层改性纺丝的规格为50-130D。
通过采用上述方案，面层改性纺丝的直径对其柔软性能有影响，从而影响三维针织网布的表层和底层的手感，直径越小，柔软性能相对越优异，然而，直径较小时，一定程度上，会降低表层和底层的耐撕裂性能，本发明限定面层改性纺丝的直径，以平衡表层和底层的手感和耐撕裂性能。
本发明进一步设置为：所述改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：
S1，将羊毛纤维和有机硅柔软剂于低速下混合30-40min获得预改性料，转速为200-400r/min；S2，将预改性料与剩余组分于260-280℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成支撑改性纺丝。
通过采用上述方案，熔融纺丝之前，预先采用有机硅柔软剂对羊毛纤维进行改性，之后，再与PET基体熔融混合，有利于进一步提高羊毛纤维的柔软改性程度，从而进一步提高面层改性纺丝的柔软度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明分别对支撑层所用的纺丝进行支撑改性处理、对表层和底层所用的纺丝进行柔软改性处理，由此获得的三维针织网布就有良好的支撑回弹性能和柔软的表面手感；
2、不管是对支撑改性纺丝的处理，还是对面层改性纺丝的处理，均为直接将改性组分添加进纺丝的PET基体的制备原料中，并与PET基体一同熔融纺丝成型，改性组分位于PET基体内部，提升了纺丝改性效果。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种三维针织网布，包括表层、底层以及连接于表层和底层之间的支撑层，表层、底层和支撑层以经编方式织成厚度为30mm的三维立体的三维针织网布；
所述支撑层由支撑改性纺丝织成，按重量份计，支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2078份、滑石粉5份、偶联剂1.4份、碳纤维36份、PBI纤维14份、硅油10份、分散剂16份，其中，偶联剂选用硅烷偶联剂，分散剂选用硬脂酸锌；支撑改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将滑石粉、碳纤维、PBI纤维和偶联剂于低速下混合30min获得预改性料，转速为200r/min；S2，将预改性料与剩余组分于260℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为130D的支撑改性纺丝；
所述表层和底层由面层改性纺丝织成，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2067份、硅油13份、羊毛纤维22份和有机硅柔软剂2.4份，面层改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝；面层改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将羊毛纤维和有机硅柔软剂于低速下混合30min获得预改性料，转速为200r/min；S2，将预改性料与剩余组分于260℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为50D的面层改性纺丝。
实施例2
一种三维针织网布，包括表层、底层以及连接于表层和底层之间的支撑层，表层、底层和支撑层以经编方式织成厚度为30mm三维立体的三维针织网布；
所述支撑层由支撑改性纺丝织成，按重量份计，支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2083份、滑石粉7份、偶联剂1.9份、碳纤维41份、PBI纤维18份、硅油12份、分散剂19份，其中，偶联剂选用硅烷偶联剂，分散剂选用硬脂酸锌；支撑改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将滑石粉、碳纤维、PBI纤维和偶联剂于低速下混合35min获得预改性料，转速为300r/min；S2，将预改性料与剩余组分于270℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为200D的支撑改性纺丝；
所述表层和底层由面层改性纺丝织成，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2072份、硅油15份、羊毛纤维30份和有机硅柔软剂3.2份，面层改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝；面层改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将羊毛纤维和有机硅柔软剂于低速下混合35min获得预改性料，转速为300r/min；S2，将预改性料与剩余组分于270℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为100D的面层改性纺丝。
实施例3
一种三维针织网布，包括表层、底层以及连接于表层和底层之间的支撑层，表层、底层和支撑层以经编方式织成厚度为30mm三维立体的三维针织网布；
所述支撑层由支撑改性纺丝织成，按重量份计，支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2086份、滑石粉10份、偶联剂2.8份、碳纤维48份、PBI纤维22份、硅油15份、分散剂25份，其中，偶联剂选用硅烷偶联剂，分散剂选用硬脂酸锌；支撑改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将滑石粉、碳纤维、PBI纤维和偶联剂于低速下混合40min获得预改性料，转速为400r/min；S2，将预改性料与剩余组分于280℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为300D的支撑改性纺丝；
所述表层和底层由面层改性纺丝织成，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2078份、硅油18份、羊毛纤维37份和有机硅柔软剂4.5份，面层改性纺丝的制备原料经熔融纺丝技术制成面层改性纺丝；面层改性纺丝的制备方法包括有以下步骤：S1，将羊毛纤维和有机硅柔软剂于低速下混合40min获得预改性料，转速为400r/min；S2，将预改性料与剩余组分于280℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为130D的面层改性纺丝。
实施例4
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，所述支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2078份、滑石粉5份、偶联剂1.4份、碳纤维36份、PBI纤维14份、硅油10份、分散剂16份。
实施例5
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，支撑改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2086份、滑石粉10份、偶联剂2.8份、碳纤维48份、PBI纤维22份、硅油15份、分散剂25份。
实施例6
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，支撑改性纺丝的制备方法中，直接将所有组分于270℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为200D的支撑改性纺丝。
实施例7
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2067份、硅油13份、羊毛纤维22份和有机硅柔软剂2.4份。
实施例8
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，面层改性纺丝的制备原料包括有以下组分：PET%2078份、硅油18份、羊毛纤维37份和有机硅柔软剂4.5份。
实施例9
一种三维针织网布，与实施例2的不同之处在于，面层改性纺丝的制备方法中，直接将所有组分于270℃下熔融混合均匀后经熔融纺丝技术制成规格为100D的支撑改性纺丝。
对比例1
一种三维针织网布，包括表层、底层以及连接于表层和底层之间的支撑层，表层、底层和支撑层以经编方式织成三维立体的三维针织网布，且支撑层以规格为200的市售普通涤纶纤维为纺丝，表层和底层以规格为100的市售普通涤纶纤维为纺丝。
支撑回弹性能测试分别对实施例1-9和对比例1制得的三维针织网布进行按压实验，实验时，将三维针织网布样品平放，其上放置重物50Kg，30min后拿开重物，测试三维针织网布的回弹时间，结果如表1所示。
由表1可以看出，与对比例1相比，实施例1-9制备的三维针织网布的回弹时间均有大幅缩短，说明本发明的方法制备的三维针织网布具有较佳的支撑回弹性能。这说明，在支撑改性纺丝的制备原料中加入滑石粉、碳纤维和PBI纤维，能够有效提高支撑改性纺丝的抗挤压性能、结构整体性、结构稳定性和支撑性，从而使得三维针织网布表现出优异的支撑回弹性能。
对比实施例2、4、5可以看出，支撑改性纺丝的制备原料的配比对三维针织网布的支撑回弹性能有较大影响，而实施例2中的支撑改性纺丝的制备原料的配比较佳。结合对比实施例6可以看出，预先采用偶联剂对滑石粉、碳纤维和PBI纤维进行改性处理，有利于提高三维针织网布的支撑回弹性能，这同样与提高了支撑改性纺丝的机体联结性和整体结构稳定性有关。
手感测试对实施例1-9和对比例1制得的三维针织网布进行手感进行打分，满分为10份，打分结果如表2所示。
表2三维针织网布手感打分结果
由表2可以看出，与对比例1相比，实施例1-9制备的三维针织网布的手感均有较大幅度的改善，说明本发明的方法制备的三维针织网布的表面柔软度较高，符合人体触感。这说明，在面层改性纺丝的制备原料中加入羊毛纤维和有机硅柔软剂，能够有效改善面层改性纤维的柔软度，从而改善三维针织网布的表面手感。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
