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CN113293509A - 纤维保温结构体及其制法 - Google Patents

纤维保温结构体及其制法 Download PDF

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CN113293509A CN202010081359.1A CN202010081359A CN113293509A CN 113293509 A CN113293509 A CN 113293509A CN 202010081359 A CN202010081359 A CN 202010081359A CN 113293509 A CN113293509 A CN 113293509A
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Abstract

本发明提供一种纤维保温结构体及其制法，纤维保温结构体的制法包含以下步骤：步骤a)：提供一第一纤维层、一第二纤维层以及一第三纤维层，将该第三纤维层夹设于该第一纤维层以及该第二纤维层之间，以形成一叠层结构；步骤b)：将该叠层结构往复摆折，以形成一连续结构；以及步骤c)：于一加热温度下，加热该连续结构，使该第一纤维层充填于相邻两个弯折单元之间、以及使该第二纤维层充填于各弯折单元之中，待冷却后即形成该纤维保温结构体；其中，该第一、第二纤维层的熔化温度小于或等于该步骤c)中的加热温度，该第三纤维层的熔化温度高于该步骤c)中的加热温度。

Description

纤维保温结构体及其制法
技术领域
本发明涉及一种纤维保温结构体及其制法，尤指一种具有蓬松结构的纤维保温结构体及其制法。
背景技术
蓬松材料广泛用于许多日常用品中，像是沙发、床垫、枕头、坐垫或睡袋等，都由于含有蓬松材料而具有一定的支撑强度、柔软度、透气性以及保暖性等特性。
海绵则是最常见的蓬松材料之一，其主要是由聚氨酯泡沫材料中的软泡沫制备而成，其具有多孔结构而有重量轻且回弹性佳等优点；然而，海绵却具有不可循环利用、透气性差以及舒适度不佳等缺点，除此之外，海绵的多孔结构亦使其无法提供良好的支撑强度，因而限制了可应用的范围。
关于使用海绵所衍生的问题，现有技术曾尝试提供一种特殊的树脂棉结构作为蓬松材料，如图1所示，在两个平整棉网90之间夹设有一与之呈垂直的曲折棉网91，该曲折棉网91是由重复皱褶911所构成，且该曲折棉网91中的各相邻皱褶911均具有空隙912。通过前述特殊立体结构的设置，可提高该树脂棉的结构强度，在垂直方向上可提供良好的支撑强度。
然而，在制作该树脂棉结构的过程中，通过重复凹折产生皱折911以形成该曲折棉网91后，需将该平整棉网90导入以固定该曲折棉网91的整体结构，因此必须额外架设导入该平整棉网90的设备，致使生产的设备成本增加；此外，该平整棉网90上需涂布粘着剂以粘合固定该曲折棉网91，且为了使该平整棉网90能较好地粘合于该曲折棉网91上，制备过程中还需保留一段粘合期，致使整体制程速度无法有效提升，造成时间成本增加。
不仅如此，该曲折棉网91仅有每个皱褶911的顶部与平整棉网90粘接，由于所述皱褶911间还存在空隙912，因此曲折棉网91无法完全被固定，如此一来，该树脂棉结构除了在垂直方向上的支撑强度仍不足外，曲折棉网91容易因承受较大的压力而与平整棉网90分离，导致其中的皱褶911产生脱落、变形等问题。
发明内容
有鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种纤维保温结构体的制作方法，其制程不需额外设置导入其他层体的设备，因而能降低生产的设备成本。
本发明的另一目的在于提供一种纤维保温结构体的制作方法，其不需额外进行不同层体之间的粘着固定步骤，因而能提升整体制程的速度，降低时间成本。
为达成前述目的，本发明提供一种纤维保温结构体的制法，包含以下步骤：步骤a)：提供一第一纤维层、一第二纤维层以及一第三纤维层，将该第三纤维层夹设于该第一纤维层以及该第二纤维层之间，以形成一叠层结构；步骤b)：将该叠层结构往复摆折，以形成一连续结构；其中，该连续结构包含该第三纤维层、设置于所述弯折单元外侧的第一纤维层、以及设置于所述弯折单元内侧的第二纤维层；该第三纤维层包含相互连接的多个弯折单元，各弯折单元外侧的第一纤维层与其相邻弯折单元外侧的第一纤维层相互靠抵，各弯折单元内侧相邻的第二纤维层相互靠抵；以及步骤c)：于一加热温度下，加热该连续结构，使该第一纤维层充填于相邻两个弯折单元之间、以及使该第二纤维层充填于各弯折单元之中，待冷却后即形成该纤维保温结构体；其中，该第一纤维层的熔化温度小于或等于该步骤c)中的加热温度，该第二纤维层的熔化温度小于或等于该步骤c)中的加热温度，该第三纤维层的熔化温度高于该步骤c)中的加热温度。
通过一开始将熔化温度较高的第三纤维层夹设于熔化温度较低的第一、第二纤维层之间，再经过加热步骤使第一、第二纤维层熔化并充填于第三纤维层的连续连接的弯折单元的空隙中，待冷却后即可固定该纤维保温结构体，而不需要额外导入其他层体来固定该连续弯折成波浪状的结构，因此能省去导入装置以降低生产的设备成本；此外，亦可省去利用其他层体粘着固定该纤维保温结构体的步骤，进而有效提升整体制程的速度。
较佳的，该第一纤维层和该第二纤维层各自独立包含一复合纤维，该复合纤维是由一芯材及一外鞘所构成，该外鞘环绕成形于该芯材的周围，且该外鞘的熔化温度低于该芯材的熔化温度。
利用具有特殊芯-鞘构造的复合纤维制成该第一、第二纤维层，在加热的过程中，由于该外鞘的熔化温度低于该芯材的熔化温度，因此该芯材可随之流动并散布于各相邻的弯折单元之间、以及散布于各弯折单元之中，待冷却固化后，该均匀散布的芯材能进一步提升该纤维保温结构体的弹性以及回复性。
较佳的，该芯材的熔化温度介于250℃至270℃；该外鞘的熔化温度介于100℃至150℃；该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃。
较佳的，该芯材由聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)所制成；该外鞘由聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯(CoPET)所制成。
较佳的，该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃，该第三纤维层为PET所制成。
较佳的，该加热温度是160℃至240℃。通过控制加热温度在高于该第一、第二纤维层的外鞘的熔化温度且低于该第三纤维层的熔化温度的范围内，能使该第一、第二纤维层呈现部分熔融状态，因而得以充填于相邻两个弯折单元之间与各弯折单元之中，并于冷却后固定整体的结构。
较佳的，第三纤维层的各弯折单元的形状尺寸相同。
本发明另提供一种纤维保温结构体，由前述纤维保温结构体的制法所制成，其包含：一第一纤维层、一第二纤维层以及一第三纤维层，该第一纤维层以及第二纤维层分别形成于该第三纤维层的相对的两面上；其中，该第三纤维层包含相互连接的多个弯折单元，该第一纤维层充填于相邻两个弯折单元之间，以及第二纤维层充填于各弯折单元之中；其中，该第一纤维层的熔化温度小于该第三纤维层的熔化温度，该第二纤维层的熔化温度小于该第三纤维层的熔化温度。
该充填于相邻两个弯折单元之间的第一纤维层以及该充填于各弯折单元之中的第二纤维层可提供粘着功能以固定该包含相互连接的多个弯折单元的第三纤维层，因而可避免承受较大压力时发生变形，提升整体结构的稳固性；此外，该第一、第二纤维层亦可提供支撑力，进一步提升该纤维保温结构体的支撑强度；再者，该纤维保温结构体具有多个弯折单元的特殊立体结构，因此能有效减缓该结构两侧空间中的热能交换速率，故具有良好的保温效果。
较佳的，所述弯折单元相互直立并靠。
较佳的，所述弯折单元朝同一方向与水平面呈一夹角倾斜并靠，且该夹角小于90度。
较佳的，该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃。
在本发明的一些实施例中，该第一、第二纤维层中含有均匀散布的芯材，该散布于相邻两个弯折单元之间以及各弯折单元之中的芯材能进一步提升该纤维保温结构体的弹性以及回复性。
在说明书中，所述“熔化温度”是指物体从固态开始转变为液态，使物体开始呈现熔融状态而具有流动能力的温度。
在说明书中，由“小数值至大数值”表示的范围，如果没有特别指明，则表示其范围为大于或等于该小数值至小于或等于该大数值。例如：250℃至270℃，即表示其范围为“大于或等于250℃至小于或等于270℃”。
附图说明
图1是现有技术的树脂棉结构的示意图；
图2是本发明实施例1的制法的侧视示意图；
图3是本发明实施例1于加热前的侧视图；
图4是本发明实施例1于加热后的侧视图。
具体实施方式
以下具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可经由本说明书的内容轻易地了解本发明所能达成的优点与功效，并且于不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更，以施行或应用本发明的内容。
本发明的纤维保温结构体的制法请参阅图2所示，先将一第三纤维层11夹设于一第一纤维层12与一第二纤维层13之间，以形成一叠层结构1，接着将该叠层结构1经过一摇摆驱动装置2，通过该摇摆驱动装置2往复移动而使该叠层结构1重复摆折叠置，并于一第一输送带31与一第二输送带32所形成的通道空间中形成一具有多个弯折单元5的连续结构4，再将该连续结构4送入一第三输送带33与一第四输送带34所形成的通道空间中，并同时提升环境温度至高于该第一纤维层12以及该第二纤维层13的熔化温度但低于该第三纤维层11的熔化温度，使得该第一纤维层12以及该第二纤维层13可分别充填于相邻两个弯折单元5之间以及各弯折单元5之中，随后待冷却后，即形成本发明的纤维保温结构体。
以下所列举的实施例皆如同前述制法制成本发明的纤维保温结构体。
实施例1
实施例1的第三纤维层是由PET纤维所制成、第一以及第二纤维层是由复合纤维制成，其中，该复合纤维具有一芯材及一外鞘的构造，该外鞘环绕形成于该芯材的周围，该芯材是由PET所制成，该外鞘是由CoPET所制成；该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃，该芯材的熔化温度介于100℃至150℃，该外鞘的熔化温度介于250℃至270℃。
依据前述制法，将该连续结构送入第三输送带与第四输送带所形成的通道空间后，提供一温度为200℃的热风吹烘该连续结构，使该第一、第二纤维层中的复合纤维的外鞘熔化，使得整体呈可流动状态并充填于相邻两个弯折单元之间以及各弯折单元之中，待冷却后即获得实施例1的纤维保温结构体。
为进一步说明实施例1的纤维保温结构体的结构特征，请参阅图3以及图4。在进行热风吹烘之前如图3所示，每一个弯折单元5的外侧皆设置有第一纤维层12，每一个弯折单元5的内侧皆设置有第二纤维层13；接着经由热风吹烘并冷却后得到实施例1的纤维保温结构体如图4所示，通过加热的步骤，该第一纤维层12能充填于相邻两个弯折单元5之间，以及该第二纤维层13能充填于每一弯折单元5之中，随后再由冷却步骤使该第一纤维层12以及该第二纤维层13固化，达到粘着、固定的效果，而能稳固该纤维保温结构体的整体结构；除此之外，由于该第一纤维层12以及第二纤维层13中所含有的芯材于加热过程中不会熔化而可随之流动，因此能散布于相邻两个弯折单元5以及每一弯折单元5之中，进一步提供该纤维保温结构体具有更佳的弹力与回复性。
综上所述，本发明的纤维保温结构体的制作方法不需要通过其他层体来固定整体结构，因而也不需要降低制程速度让其他层体良好地粘着，因此具有速度快、低设备成本以及低时间成本等优势，不仅如此，以该法制成的纤维保温结构体具有良好的结构稳固性、回复性、支撑强度以及保温等特性，进而提升本发明在商业上可应用的范围以及价值。

Claims (9)

1.一种纤维保温结构体的制法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤a)：提供一第一纤维层、一第二纤维层以及一第三纤维层，将该第三纤维层夹设于该第一纤维层以及该第二纤维层之间，以形成一叠层结构；
步骤b)：将该叠层结构往复摆折，以形成一连续结构；其中，该连续结构包含该第三纤维层、设置于所述弯折单元外侧的第一纤维层、以及设置于所述弯折单元内侧的第二纤维层；该第三纤维层包含相互连接的多个弯折单元，各弯折单元外侧的第一纤维层与其相邻弯折单元外侧的第一纤维层相互靠抵，各弯折单元内侧相邻的第二纤维层相互靠抵；以及
步骤c)：于一加热温度下，加热该连续结构，使该第一纤维层充填于相邻两个弯折单元之间、以及使该第二纤维层充填于各弯折单元之中，待冷却后即形成该纤维保温结构体；
其中，该第一纤维层的熔化温度小于或等于该步骤c)中的加热温度，该第二纤维层的熔化温度小于或等于该步骤c)中的加热温度，该第三纤维层的熔化温度高于该步骤c)中的加热温度。
2.根据权利要求1所述的纤维保温结构体的制法，其特征在于，该第一纤维层和该第二纤维层各自独立包含一复合纤维，该复合纤维是由一芯材及一外鞘所构成，该外鞘环绕成形于该芯材的周围，且该外鞘的熔化温度低于该芯材的熔化温度。
3.根据权利要求2所述的纤维保温结构体的制法，其特征在于，该芯材的熔化温度介于250℃至270℃；该外鞘的熔化温度介于100℃至150℃。
4.根据权利要求1所述的纤维保温结构体的制法，其特征在于，该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃。
5.根据权利要求1所述的纤维保温结构体的制法，其特征在于，该步骤c)中的加热温度是160℃至240℃。
6.一种纤维保温结构体，根据权利要求1至5中任一项所述的纤维保温结构体的制法而制成，其特征在于，包含：一第一纤维层、一第二纤维层以及一第三纤维层，该第一纤维层以及第二纤维层分别形成于该第三纤维层的相对的两面上；
其中，该第三纤维层包含相互连接的多个弯折单元，该第一纤维层充填于相邻两个弯折单元之间，该第二纤维层充填于各弯折单元之中；
其中，该第一纤维层的熔化温度小于该第三纤维层的熔化温度，该第二纤维层的熔化温度小于该第三纤维层的熔化温度。
7.根据权利要求6所述的纤维保温结构体，其特征在于，所述弯折单元相互直立并靠。
8.根据权利要求6所述的纤维保温结构体，其特征在于，所述弯折单元朝同一方向与水平面呈一夹角倾斜并靠，且该夹角小于90度。
9.根据权利要求6所述的纤维保温结构体，其特征在于，该第三纤维层的熔化温度介于250℃至270℃。
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