CN108474154A - 绝热填充材料及其制备方法以及绝热产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供绝热填充材料及其制备方法以及绝热产品，并且属于绝热填充材料领域。本发明的绝热填充材料包括散纤维和球形纤维组件，其中在所述散纤维和所述球形纤维组件的表面上形成防水层，并且所述散纤维与所述球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间。所述绝热填充材料具有良好的耐洗性，并且具有综合性能诸如更好的可吹塑加工性、快速干燥特性、压缩回弹特性、绝热特性等。用于制备所述绝热填充材料的方法包括：在气流混合所述散纤维和所述球形纤维组件的所述过程中添加防水剂，并且然后加热以在所述散纤维和所述球形纤维组件表面上形成防水层。

Description

绝热填充材料及其制备方法以及绝热产品
技术领域
本发明涉及绝热填充材料领域，具体地涉及绝热填充材料及其制备方法以及绝热产品。
背景技术
一般来讲，绝热材料填充在衣服和床上用品等中以改善其绝热特性。一般来讲，绝热填充材料是包括细纤维的散装材料。这些纤维在处于应力作用下时可相互偏移，使得产品的总体形状可随使用者拍打或按压而有差别，从而更好地配合使用者的身体并且改善使用体验。
常规的绝热填充材料主要是天然羽绒，诸如鸭绒、鹅绒等。天然羽绒的物理结构使其具有良好的填充力、压缩回弹特性和绝热特性等。然而，天然羽绒来源不稳定，因此产量有限、成本高，并且质量参差不齐。另外，天然羽绒一般耐久性差、易霉变并且导致过敏反应。由于这些原因，天然羽绒的应用范围受限。
因此，人们一直在寻找可取代天然羽绒的人工绝热填充材料。国内外一些纤维公司相继推出仿羽绒聚酯短纤维系列作为新型填充材料。现有技术包括使用下述材料：不同尺寸的聚酯短纤维以及它们的混合材料，例如，US4588635和US6329051；羽绒和羽毛或其它天然纤维和聚酯短纤维的混合材料，例如，US20140206796和US6329052；卷曲聚酯短纤维和低熔点纤维的混合材料，例如，US4992327。然而，通过这些现有技术获得的绝热填充材料在绝热特性、填充力、压缩回弹特性、耐洗性和可吹塑加工性(即，通过吹塑的可加工性)方面较差。
发明内容
根据一个方面，本发明提供绝热填充材料，其耐洗性良好，并且具有组合特性，诸如更好的可吹塑加工性、快速干燥特性、压缩回弹特性，以及绝热特性等。
本发明的绝热填充材料包括：
散纤维；以及
球形纤维组件；
其中
在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层，并且
散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间。
根据另一个方面，本发明提供用于制备绝热填充材料的方法，其中上述绝热填充材料可通过简单方法获得。
用于制备绝热填充材料的方法包括：
气流混合散纤维和球形纤维组件以形成混合物，并且在混合过程中添加防水剂，其中散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间；以及
加热以在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层。
根据另一个方面，本发明提供填充有上述绝热填充材料的绝热产品。该绝热产品可通过吹塑填充、便于加工，并且具有组合特性，诸如优异的耐洗性、快速干燥特性、压缩回弹特性，以及绝热特性等。
该绝热产品包括：
包层主体，该包层主体被配置为限定封闭的内部空间；以及
绝热填充材料，该绝热填充材料填充在如由包层主体限定的封闭的内部空间中，其中绝热填充材料包括散纤维和球形纤维组件，其中在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层，并且散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间。
附图说明
图1为本发明的实施方案1中的绝热填充材料的照片；
图2为本发明的实施方案和比较例中的绝热填充材料的绝热特性的测试结果的比较图；
图3为本发明的实施方案1中的经洗涤的绝热填充材料的照片；
图4为本发明的实施方案1中填充绝热填充材料的经洗涤的样品包装2的红外图像；
图5为本发明的比较例1中的经洗涤的绝热填充材料的照片；
图6为本发明的比较例1中填充绝热填充材料的经洗涤的样品包装2的红外图像；
图7为本发明的比较例3中的经洗涤的绝热填充材料的照片；
图8为本发明的比较例3中填充绝热填充材料的经洗涤的样品包装2的红外图像；以及
图9为实施方案和比较例中的绝热填充材料的热阻保持率的测试结果的比较图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术解决方案，以下参考附图和实施方案进一步详细描述本发明。
措辞解释
在本发明中，以下术语或描述性方法的含义如下：
对“在A和B之间”或“从A至B”的描述包括A值、B值以及大于A且小于B的任何值。例如，“在1和10之间”包括1、10以及大于1且小于10的任何值，例如2、3、4、5、6、7、8、9、2.3、3.516、5.26、7.1和9.999等。
对“A实质上等于B”或“A近似于B”或“A基本上等于B”的描述意思是A总体上符合B，从而允许A和B之间存在不可避免的小差值，并且该差值相对于B的尺寸而言较小。
“材料剂量”：在本发明中，除非具体指明，否则材料剂量或剂量比是指重量或重量比。
“A在B中的重量百分比”是指当A属于B的一部分并且B的重量表示为100％时A在B中的百分比。
“A与B的重量比”是指当A不同于B的其它组分时A的重量与B的重量之间的比例关系。
“纤维”是指连续或不连续的长丝，其长度方向上的尺寸远远大于其横截面中的任何方向上的尺寸。
“散纤维”是指由大量细小、蓬松和不规则纤维组成的材料，也被称为“松散纤维”。
“球形纤维组件”是指由大量“纤维球”组成的材料，并且纤维球基本上是由卷绕纤维形成的球形材料。
“旦尼尔(D)”是纤维细度的单位，表示在常规回潮率下以克为单位的9，000米长纤维的重量。
“克洛(Clo)值”是用于评估材料的绝热特性的参数，其本质上是热阻值，值越大，绝热特性越好。当一个人安静地坐着或在21℃、相对湿度小于50％、风速不大于0.1m/s、感觉舒适的情况下从事轻度脑力劳动(发热量为209.2kJ/m2·h)时，该人所穿戴的衣服的克洛值被定义为1。
绝热填充材料
本发明的实施方案提供绝热填充材料，其包括：
散纤维；以及
球形纤维组件；
其中
在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层，并且
散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间。
本发明的实施方案的绝热填充材料包括特定比例的散纤维和球形纤维组件，并且在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层。
防水层是由干燥的防水剂形成的层，其通常用于制备具有防水性的织物表面。然而，在本发明的实施方案中，防水层被用在纤维材料的表面上。在本发明的实施方案中可用的防水剂包括但不限于有机氟防水剂、有机硅防水剂、氟硅组合防水剂和烃防水剂中的任何一种或多种。
在本发明中，创造性地发现，通过将散纤维和球形纤维组件以特定比例混合并且通过在其表面上形成防水层，获得的绝热填充材料具有优异的耐洗性，并且还具有综合性能，诸如更好的可吹塑加工性、快速干燥特性、压缩回弹特性，以及绝热特性等。
优选地，散纤维与球形纤维组件的重量比为在约40:60和约60:40之间，更优选地在约45:55和约55:45之间，并且进一步优选地为50:50。
换句话讲，在散纤维和球形纤维组件中，散纤维的重量百分比为在30％和70％之间，优选地在40％和60％之间，更优选地在45％和55％之间，并且最优选地为50％。对应地，球形纤维组件的重量百分比为在30％和70％之间，优选地在40％和60％之间，更优选地在45％和55％之间，并且最优选地为50％。
优选地，构成散纤维的纤维具有在约15mm和约75mm之间的长度，并且更优选地具有在约28mm和约51mm之间的长度。
优选地，构成散纤维的纤维具有在约0.2D和约15D之间的细度，并且更优选地具有在约0.5D和约7D之间的细度。
换句话讲，构成上述散纤维的纤维优选地具有在15mm和75mm之间的长度以及在0.2D和15D之间的细度，并且更优选地具有在28mm和51mm之间的长度以及在0.5D和7D之间的细度。
具体地，构成散纤维的纤维可具有卷曲结构或非卷曲结构。
优选地，构成球形纤维组件的纤维具有在约15mm和约75mm之间的长度，并且更优选地具有在约28mm和约64mm之间的长度。
优选地，构成球形纤维组件的纤维具有在约0.7D和约15D之间的细度，并且更优选地具有在约3D和约7D之间的细度。
换句话讲，构成上述球形纤维组件的纤维优选地具有在15mm和75mm之间的长度以及在0.7D和15D之间的细度，并且更优选地具有在28mm和64mm之间的长度以及在3D和7D之间的细度。
优选地，构成球形纤维组件的纤维具有三维卷曲中空结构。
换句话讲，用于形成上述球形纤维组件的纤维优选地具有三维卷曲中空结构，从而有利于形成纤维球。
优选地，球形纤维组件具有在约3mm和约15mm之间的范围内的颗粒尺寸。
换句话讲，在球形纤维组件中，每个纤维球的颗粒尺寸优选地在3mm和15mm之间。应当理解，在相同绝热填充材料的球形纤维组件中，不同的纤维球可具有不同的颗粒尺寸，只要它们在上述范围内即可。
就化学组分而言，上述散纤维和球形纤维组件中的纤维包括但不限于以下中的一种或多种：聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氯乙烯纤维、丙烯酸纤维和聚丙烯纤维。然而，作为优选的方式，上述纤维为硅氧烷纤维。例如，具体地，可用的硅氧烷纤维包括硅氧烷聚酯纤维等。
应当理解，在相同的绝热填充材料中，构成散纤维的纤维和构成球形纤维组件的纤维可为相同种类的纤维或不同的纤维(例如，不同的化学组分、长度、细度和卷曲程度等)。此外，散纤维(或球形纤维组件)本身可由相同种类的纤维或多种不同的纤维组成。
应当理解，虽然上文描述了散纤维和球形纤维组件必需包括在绝热填充材料中，但如果绝热填充材料还包括其它已知组分或添加剂等也是可行的。
用于制备绝热填充材料的方法
本发明的实施方案提供用于制备绝热填充材料的方法，该方法包括：
气流混合散纤维和球形纤维组件以形成混合物，并且在混合过程中添加防水剂，其中散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间；以及
加热以在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层。
在制备本发明的实施方案的绝热填充材料的方法中，使用气流来混合散纤维和球形纤维组件，并且同时引入防水剂。以此方式，防水性处理过程和混合过程被组合为一体，简化了制备过程。此外，在混合过程中，充分搅拌材料以确保混合均匀度。因此，在混合过程中加入的防水剂自然均匀地分散在纤维材料的表面上，从而形成均匀且完整的防水剂层，并且确保防水性处理的良好效果。
优选地，防水剂的重量与散纤维和球形纤维组件的总重量的比为在约0.5％和约5％之间，并且更优选地在约1％和约2.5％之间。
防水剂的用量明显与最终产品的性能相关。在本发明的实施方案中发现，当纤维(散纤维和球形纤维组件)的总重量为100％时，防水剂的相对重量为0.5％至5％，并且更优选地为1％至2.5％。
优选地，加热温度在约110℃和约200℃之间；并且加热时间为在约2分钟和约10分钟之间。
加热处理是为了使防水剂干燥，从而在纤维材料的表面上形成防水层。通常在110℃至200℃下加热2分钟至10分钟。
绝热产品
本发明的实施方案提供填充有上述绝热填充材料的绝热产品，其包括：
包层主体，该包层主体被配置为限定封闭的内部空间；以及
绝热填充材料，该绝热填充材料填充在如由包层主体限定的封闭的内部空间中，其中绝热填充材料包括散纤维和球形纤维组件，在散纤维和球形纤维组件的表面上形成防水层，并且散纤维与球形纤维组件的重量比为在约30:70和约70:30之间。
换句话讲，上述绝热填充材料可填充在封闭的包层结构中，从而形成可实际使用的绝热产品。
优选地，包层主体为柔性包层主体。
换句话讲，上述包层主体可为柔性材料，诸如面料或皮革等，并且因此可通过缝合技术等形成封闭的内部空间。因此，绝热产品也是柔性的，并且可根据使用者需要在一定程度上变形，从而为使用者提供更舒适的使用体验。
优选地，上述绝热产品可为床上用品、衣服等，其具体示例包括但不限于鞋子、帽子、衣服(包括外套、裤子、内衣、外衣等)、枕头、被子、床垫、睡袋等。
实施方案
以下提供本发明实施方案的更详细描述。
1.原材料
在本发明的实施方案中，所用原材料如下：
纤维原材料1：三维中空硅氧烷聚酯纤维，具有64mm的长度和3D的细度，购自中国石化仪征化纤股份有限公司(Sinopec Yizheng Chemical Fibre Company Limited)(YCF)。
纤维原材料2：三维中空硅氧烷聚酯纤维，具有64mm的长度和3D的细度，购自远东工业(上海)有限公司(Far Eastern Industries(shanghai)Co.,Ltd)。
防水剂1：Scotchgard PM 3633，购自3M中国有限公司(3M China Limited)。
防水剂2：OLEOPHOBOL CP-SLA，购自亨斯迈公司(Huntsman Corporation)。
2.性能测试方法
为了评估各种实施方案和比较例中的绝热填充材料的性能，有必要进行一系列性能测试，具体的测试方法如下：
1)样品包装制备
将90g样品缝合成12英寸×12英寸尼龙布包装，并用作样品包装1。
根据200g/m2(gsm)的填充量将样品吹至50cm×50cm的尼龙布包装，并且缝合五个10cm×50cm的矩形绗缝网格，从而获得样品包装2。
2)可吹塑加工性
通过使用Bealead 126B羽绒填充机对各种样品进行羽绒填充测试，以观察样品是否可成功填充羽绒。
3)填充力
选用28.4g干燥的样品并且将直径为约2.5cm的小群集分散，然后将其填充到具有体积刻度的有机玻璃筒(直径为约24.5cm，并且高度大于50cm)中；将压板(重量为约68.4g，直径为约24cm)轻轻置于有机玻璃筒中，并且在压板接触样品时开始计时，30s后记录对应于压板边缘的有机玻璃筒的刻度值(单位为立方英寸)，测量三次，取平均值，从而获得样品填充力值。
4)压缩回弹特性
根据标准ASTM D6571-01(2001)测试样品的压缩-回弹特性，具体地包括：
将样品包装1放置在厚度仪的基板上，根据上述标准的要求对压板中心施加0.41磅的重量，记录样品包装1的初始厚度A；根据上述标准继续施加16磅的附加重量，并且放置24h；然后将附加重量减轻至0.41磅，并且在等待1h后记录样品包装1的恢复厚度值C；然后计算短期压缩回弹率(％)：100％×C/A。
5)绝热特性
在20Pa的压力下测试样品包装2的厚度三次，并且取其平均值作为厚度值。
克洛值根据标准ASTM F1868部分C(即，标准GB/T 11048)进行测试，具体包括：
将样品包装2铺展在面积为A的测试板上，然后用加热功率H加热测试板；在温度稳定后，记录测试板的表面温度Tm和环境温度(空气温度)Ta；并且计算热阻R，R＝[A×(Tm-Ta)/(H－ΔH)]－R0，其中ΔH是预定加热功率校正，并且R0是预定热阻校正；并且相应地，获得克洛值＝6.451R。
6)防水性
防水性测试是根据标准GB/T 24120-2009进行的，具体地包括：
将一定厚度的样品放置在透明玻璃板上，并且在样品的五个不同位置中分别滴一滴乙醇溶液(n级乙醇溶液中乙醇的含量为n×10％)；在一定时间之后，将液滴的渗透和扩散与标准条件进行比较，并判断其是否通过测试，如果通过测试，则再用等级较高的乙醇溶液进行测试，样品可通过测试的所用乙醇溶液的最高等级为防水性等级，并且防水性等级越高，防水性越好。
7)快速干燥特性
在根据标准ISO6330 7A洗涤样品包装2之后，在温度为20±1℃、相对湿度为30±2％的环境中干燥样品包装2，每十分钟记录样品包装2的重量，直到其达到恒定重量，并且以达到恒定重量的时间作为干燥时间。
洗涤由FOM71CLS型卧式滚筒洗衣机(购自伊莱克斯公司(ElectroluxCorporation))进行，其中在各种步骤中均匀且温和地进行搅拌；每次洗涤的具体步骤包括：在水温为40±3℃、水位为13cm不降温的条件下洗涤3分钟，其中使用如GB/T8629-2001:7A规定的20g标准洗衣粉。在13cm的水位下第一次漂洗3分钟；在13cm的水位下第二次漂洗3分钟，脱水时间为1分钟；在13cm的水位下第三次漂洗2分钟，脱水时间为6分钟。
8)耐洗性
根据标准ISO6330 7A洗涤样品包装2十次，其中洗涤由FOM71CLS型卧式滚筒洗衣机(购自伊莱克斯公司(Electrolux Corporation))进行，样品包装2在各种步骤中被均匀且温和地搅拌；每次洗涤的具体步骤包括：在水温为40±3℃、水位为13cm不降温的条件下洗涤3分钟，其中使用如GB/T8629-2001:7A规定的20g标准洗衣粉。在13cm的水位下第一次漂洗3分钟；在13cm的水位下第二次漂洗3分钟，脱水时间为1分钟；在13cm的水位下第三次漂洗2分钟，脱水时间为6分钟；并且然后通过使用转筒式烘干机干燥样品包装2。观察样品包装2的红外图像，并且打开样品包装2以观察其中的绝热填充材料的外观。
对经洗涤的样品包装2进行热阻测试(即，克洛值测试)，并且计算热保持率(％)＝100×(洗涤后克洛值)/(洗涤前克洛值)。
3.实施方案和比较例
通过使用上述原材料用于各种实施方案和比较例来制备不同的绝热填充材料，具体地如下：
实施方案1
选用5kg纤维原材料1，并且通过使用YYSL型梳理机(购自江苏迎阳无纺机械有限公司(Jiangsu Yingyang Nonwoven Machinery Co.,Ltd.))进行开松和梳理来形成散纤维。
选用5kg纤维原材料1，并且通过使用成球机(购自昆山市海进机械有限公司(Kunshan City,Hai Jin Machinery Co.,Ltd.)的HJZZM-100型球纤维机)形成颗粒尺寸为3mm至15mm的纤维球，作为球形纤维组件。
将这两种材料以15HZ的加料裙板速率(spiked apron rate)进料到气流成网的进料机(购自美国兰多公司(American Rando Corporation))中，以进行充分混合；通过气流成网的进料机的喷洒装置将防水剂1同时喷洒到正在混合的材料上，喷嘴压力为0.6MPa，并且使用的防水剂1的总重量为200g(即，防水剂的重量与散纤维和球形纤维组件的总重量的比为2％)。
将混合的材料气动输送到烘干机中，并且在120℃下干燥6分钟至9分钟，从而制备实施方案1中的绝热填充材料，如图1所示。
实施方案2
选用7kg纤维原材料2，并且通过使用HJKM-PP型开松机(购自昆山市海进机械有限公司(Kunshan City,Hai Jin Machinery Co.,Ltd.))进行开松来形成散纤维。
选用3kg纤维原材料2，并且通过使用成球机(购自昆山市海进机械有限公司(Kunshan City,Hai Jin Machinery Co.,Ltd.)的HJZZM-100型球纤维机)形成颗粒尺寸为3mm至15mm的纤维球，作为球形纤维组件。
将这两种材料进料到Brad(布拉德)气流成网机(在美国专利US2005/0098910、US2010/009746和US7491354，以及PCT专利WO2011/133396A中有所描述)以进行充分混合，其中旋转辊的旋转速度为180r/min，并且带网的运行速度为3m/min；同时通过装置侧的喷洒装置将防水剂2喷洒到正在混合的材料上，喷嘴压力为0.6MPa，并且使用的防水剂2的总重量为300g(即，防水剂的重量与散纤维和球形纤维组件的总重量的比为3％)。
将混合的材料气动输送到烘干机中，并且在150℃下干燥5分钟至8分钟，从而制备实施方案2中的绝热填充材料。
比较实施方案1
选用上述纤维原材料1，并且通过使用梳理机进行开松和梳理来形成散纤维(即，比较例1中的绝热填充材料)。
比较实施方案2
选用纤维原材料1，并且通过使用上述成球机形成颗粒尺寸为3mm至15mm的纤维球，作为单独的球形纤维组件，即，比较例2中的绝热填充材料。
比较实施方案3
选用5kg纤维原材料1，并且通过使用上述梳理机进行开松和梳理来形成散纤维。
选用5kg纤维原材料1，并且通过使用上述成球机形成颗粒尺寸为3mm至15mm的纤维球，作为球形纤维组件。
将这两种材料以15HZ的加料裙板速率进料到上述气流成网的进料机中，以进行充分混合，从而制备实施方案3中的绝热填充材料。
比较实施方案4
选用7kg纤维原材料2，并且通过使用上述梳理机进行开松来形成散纤维。
选用3kg纤维原材料2，并且通过使用上述成球机形成颗粒尺寸为3mm至15mm的纤维球，作为球形纤维组件。
将这两种材料进料到上述布拉德气流成网机中，以进行充分混合，从而制备比较例4中的绝热填充材料。
4.性能测试结果
根据上述性能测试方法对各种实施方案和比较例中的绝热填充材料进行性能测试，并且具体测试结果如下：
1)外观
本发明的实施方案1中的绝热填充材料的外观如图1所示，从图1中可清楚地看出，纤维蓬松且分布均匀，并且没有凝聚或缠结等。
2)可吹塑加工性
将羽绒填充在根据上述方法的各种绝热填充材料中。
由于纤维之间的相互缠结，羽绒填充口被比较例1中的绝热填充材料(纯散纤维)堵塞。然而，在其它实施方案和比较例中，羽绒成功地填充在绝热填充材料中。这表明本发明的绝热填充材料具有良好的可吹塑加工性，并且可通过下吹来填充，从而有利于实际加工和使用。
3)填充力
各种绝热填充材料的填充力值通过使用上述方法测量，并且结果如下：
表1各种实施方案和比较例中的绝热填充材料的填充力值
样品 填充力值(立方英寸/盎司)
实施方案1 450
实施方案2 520
比较实施方案1 620
比较实施方案2 300
比较实施方案3 450
比较实施方案4 520
清楚的是，就填充力而言，本发明的实施方案1和实施方案2中的绝热填充材料落在比较例1中的绝热填充材料(纯散纤维)和比较例2中的绝热填充材料(纯球形纤维组件)之间，并且分别等同于比较例3和比较例4中的绝热填充材料。这表明通过混合球形纤维组件和散纤维，可获得落在两种原材料的填充力之间的填充力，并且防水性处理对填充力没有负面影响。
4)压缩回弹特性
根据上述方法将各种绝热填充材料制成样品包装1，并且测试其压缩回弹特性，测试结果如下：
表2各种实施方案和比较例中的绝热填充材料的短期压缩回弹率
样品 短期压缩回弹率(％)
实施方案1 78.2
实施方案2 74.3
比较实施方案1 65.8
比较实施方案2 82.3
比较实施方案3 78.0
比较实施方案4 73.9
清楚的是，就压缩回弹率而言，本发明的实施方案1和实施方案2中的绝热填充材料落在比较例1中的绝热填充材料(纯散纤维)和比较例2中的绝热填充材料(纯球形纤维组件)之间，并且分别等同于比较例3和比较例4中的绝热填充材料。这表明通过混合球形纤维组件和散纤维，可获得落在两种原材料的压缩回弹率之间的压缩回弹率，并且防水性处理对压缩回弹率不具有负面影响。
5)绝热特性
根据上述方法将各种绝热填充材料制成样品包装2，并且测试其绝热特性，测试结果如图2所示。
清楚的是，就绝热特性(厚度和克洛值)而言，本发明的实施方案1和实施方案2中的绝热填充材料落在比较例1中的绝热填充材料(纯散纤维)和比较例2中的绝热填充材料(纯球形纤维组件)之间，并且分别等同于比较例3和比较例4中的绝热填充材料。这表明通过混合球形纤维组件和散纤维，可获得落在两种原材料的绝热特性之间的绝热特性，并且防水性处理对绝热特性没有负面影响。
6)防水性
通过使用上述方法测试各种绝热填充材料的防水性，并且测试结果如下：
表3各种实施方案和比较例中的绝热填充材料的防水性
样品 防水性等级
实施方案1 6
实施方案2 6
比较实施方案1 3
比较实施方案2 3
比较实施方案3 3
比较实施方案4 3
清楚的是，本发明的实施方案的绝热填充材料的防水性等级两者均为VI级，比各种比较例的绝热填充材料的防水性等级(III级)高得多。这表明，通过防水性处理，本发明的实施方案的绝热填充材料获得良好的防水性。
7)快速干燥特性
根据上述方法将各种绝热填充材料制成样品包装2，并且根据上述方法测试其快速干燥特性。结果显示，实施方案1的绝热填充材料的干燥时间为30分钟，并且比较例3的绝热填充材料的干燥时间大于80分钟。因此清楚的是，本发明的实施方案的绝热填充材料具有良好的快速干燥特性。
8)耐洗性
根据上述方法将各种绝热填充材料制成样品包装2，并且根据上述方法将样品包装2洗涤十次。
如图3和图4所示，实施方案1的各种绝热填充材料的外观基本上不变，仍然蓬松且均匀，并且其红外照片没有明暗不均的现象。这表明，本发明的实施方案的绝热填充材料在洗涤之后形状无明显改变，并且保持与洗涤前基本相同。
如图5和图6所示，在洗涤之后，比较例1的绝热填充材料(纯散纤维)显然形成絮状阴影，并且其红外照片具有明显不均匀的明暗。这表明在洗涤后比较例1的绝热填充材料中发生严重的缠结，使得在样品包装2中形成无绝热填充材料的许多缺陷，其难以均匀地拍打，从而对产品的外观、绝热特性和舒适性等产生负面影响。
如图7和图8所示，在洗涤之后，比较例3的绝热填充材料还具有凝聚和不均匀的现象，并且其红光照片也具有不均匀的明暗，仅仅不像比较例1的绝热填充材料一样多。
经洗涤的各种绝热填充材料的热阻保持率如图9所示。清楚的是，本发明的实施方案的绝热填充材料的热阻保持率高于98％，明显高于各种比较例的绝热填充材料的热阻保持率。
因此清楚的是，本发明的实施方案的绝热填充材料在洗涤多次之后保持均匀，并且性能无明显改变。然而，各种比较例的绝热填充材料在洗涤之后缠结，并且它们的性能不同程度地降低。因此，本发明的实施方案的绝热填充材料具有优异的耐洗性。
特别地，尽管比较例3和比较例4的绝热填充材料由散纤维和球形纤维组件组成，并且就耐洗性而言优于比较例1的绝热填充材料(散纤维)，但它们明显劣于本发明的实施方案的绝热填充材料。这表明，相对于纯纤维材料，通过混合散纤维和球形纤维组件，可改善其耐洗性，在此基础上，如果散纤维和球形纤维组件经受防水性处理，则可进一步改善绝热填充材料的耐洗性。
防水性指示织物不被水浸透的能力，耐洗性指示纤维在水洗涤过程中保持特性不变(无凝聚或缠结)的能力。因此清楚的是，防水性和耐洗性具有不同的含义，并且两者之间没有必要的关系。具体地，水洗涤是较长时间的过程，因此在水洗涤的过程中，无论防水性是好是坏，纤维最终都可被水浸透。因此，根据一般观点，防水性似乎对改善耐洗性没有影响。然而，在本发明中创造性地发现，通过向混合的散纤维和球形纤维组件施加防水剂，出乎意料地改善了其耐洗性，这是不明显的。
最后，本发明的实施方案的绝热填充材料在耐洗性方面是良好的，并且具有组合特性诸如更好的可吹塑加工性、快速干燥特性、压缩回弹特性和绝热特性等。此外，通过上述制备方法，可同时进行混合和防水处理，从而通过简单的方法获得具有优异特性的绝热填充材料。
应当理解，上述实施方式仅仅是描述本发明的原理的示例性具体实施方式。然而，本发明并不限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下可作出各种修改和改进，并且这些修改和改进也被视为在本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种绝热填充材料，包括：
散纤维；以及
球形纤维组件；
其中
在所述散纤维和所述球形纤维组件的表面上形成防水层，并且
所述散纤维与所述球形纤维组件的重量比在约30:70和约70:30之间。
2.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
所述散纤维与所述球形纤维组件的重量比在约40:60和约60:40之间。
3.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述散纤维的纤维具有在约15mm和75mm之间的长度。
4.根据权利要求3所述的绝热填充材料，其中
构成所述散纤维的纤维具有在约28mm和约51mm之间的长度。
5.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述散纤维的纤维具有在约0.2D和约15D之间的细度。
6.根据权利要求5所述的绝热填充材料，其中
构成所述散纤维的纤维具有在约0.5D和约7D之间的细度。
7.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述球形纤维组件的纤维具有在约15mm和75mm之间的长度。
8.根据权利要求7所述的绝热填充材料，其中
构成所述球形纤维组件的纤维具有在约28mm和约64mm之间的长度。
9.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述球形纤维组件的纤维具有在约0.7D和约15D之间的细度。
10.根据权利要求9所述的绝热填充材料，其中
构成所述球形纤维组件的纤维具有在约3D和约7D之间的细度。
11.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
所述球形纤维组件具有在约3mm和约15mm之间的颗粒尺寸。
12.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述球形纤维组件的纤维具有三维卷曲中空结构。
13.根据权利要求1所述的绝热填充材料，其中
构成所述散纤维和所述球形纤维组件的纤维为硅氧烷纤维。
14.一种用于制备绝热填充材料的方法，包括：
气流混合散纤维和球形纤维组件以形成混合物，并且在所述混合过程中添加防水剂，其中所述散纤维与所述球形纤维组件的重量比在约30:70和约70:30之间；以及
加热以在所述散纤维和所述球形纤维组件的表面上形成防水层。
15.根据权利要求14所述的用于制备绝热填充材料的方法，其中
所述防水剂的重量与所述散纤维和所述球形纤维组件的总重量的比在约0.5％和约5％之间。
16.根据权利要求15所述的用于制备绝热填充材料的方法，其中
所述防水剂的重量与所述散纤维和所述球形纤维组件的总重量的比在约1％和约2.5％之间。
17.根据权利要求14所述的用于制备绝热填充材料的方法，其中
所述加热的温度在约110℃和约200℃之间；以及
所述加热的时间在约2分钟和约10分钟之间。
18.一种绝热产品，包括：
包层主体，所述包层主体被配置为限定封闭的内部空间；以及
绝热填充材料，所述绝热填充材料填充在如由所述包层主体限定的封闭的内部空间中，其中所述绝热填充材料包括散纤维和球形纤维组件，其中在所述散纤维和所述球形纤维组件的表面上形成防水层，并且所述散纤维与所述球形纤维组件的重量比在约30:70和约70:30之间。
19.根据权利要求18所述的绝热产品，其中
所述包层主体为柔性包层主体。
20.根据权利要求18所述的绝热产品，其中
所述绝热产品为鞋子、帽子、衣服、枕头、被子、床垫和睡袋中的任一种。
其中提供所述ESD放电路径包括在所述NMOS晶体管的漏极端子处接收ESD事件以及通过所述NMOS晶体管的所述源极端子将所述ESD事件放电至接地。
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