CN102345210A - 制备立体不织布结构的设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种制备立体不织布结构的设备，包含可调控式支架、立体模具、连接立体模具与可调控式支架的旋转轴，以及熔喷装置。熔喷装置的纺嘴具有多个纺孔以熔喷出纤维，立体模具在纺嘴前旋转，以接收纤维在立体模具上形成立体不织布结构。一种应用其的方法亦在此揭露。

Description

制备立体不织布结构的设备及其方法

技术领域

本发明是有关于一种制备不织布结构的设备，且特别是有关于一种使用熔喷工艺制备立体不织布结构的设备。

背景技术

随着纺织工业的发展，各式各样的纺织品已经广泛的应用在我们的日常生活中。一般的纺织品，包含内外衣裤、鞋帽等，在制作时多半需要经过剪裁、缝合或是黏合等工序，较难达到一体成型无接缝的要求且花费较多时间。

此外，亦有人制造一种立体的不织布结构，以提供无接缝的产品，但是其产量以及产品厚度的均匀性难以有效提升。因此，如何提供一体成型且具有良好均匀性的不织布立体结构，便成为一个课题。

发明内容

因此本发明的目的就是在提供一种设备，用以制备立体具有良好均匀性的立体不织布结构。

依照本发明一实施例，提出一种制备立体不织布结构的设备，包含可调控式支架、立体模具、连接立体模具与可调控式支架使立体模具相对于可调控式支架旋转的旋转轴，以及熔喷装置。熔喷装置的纺嘴具有多个纺孔以熔喷出纤维，立体模具在纺嘴前旋转，以接收纤维在立体模具上形成立体不织布结构。

立体模具在旋转轴两侧的最大宽度大致相同。熔喷纺嘴的纺孔密度配合立体模具的形状调整。制备立体不织布结构的设备更包含有旋转支轴，旋转支轴设置于邻近立体模具，以移除多余的纤维。制备立体不织布结构的设备更包含有热压装置，用以热压合立体不织布结构。

本发明的另一方面为一种制备立体不织布结构的设备，包含输送带、具有纺嘴以熔喷出纤维的熔喷装置、多个立体模具，以及连接立体模具及输送带的旋转轴，使立体模具在输送带上旋转。当立体模具的其中之一者经由输送带移动至纺嘴前时，纤维贴附于旋转的立体模具上以形成立体不织布结构。

立体模具在旋转轴两侧的最大宽度大致相同。纺孔的密度配合立体模具的形状调整。制备立体不织布结构的设备更包含有纤维回收装置，设置于邻近熔喷装置，以移除多余的纤维。制备立体不织布结构的设备更包含热压装置，用以热压立体不织布结构。

本发明的立体模具可在熔喷装置的纺嘴前快速旋转，以将熔喷装置所熔喷出的纤维贴附沉积在立体模具表面，以形成立体不织布结构。本发明更可透过调整可调控式支架的位置、旋转轴与立体模具的夹角、纺孔的分布密度、立体模具的转速、旋转支轴吸附多余的纤维等方式，提升立体不织布结构的均匀性以及强化其剥离强度。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第一实施例的示意图。

图2绘示本发明的制备立体不织布结构的设备中立体模具120与旋转轴130的相对位置关系示意图。

图3绘示本发明的制备立体不织布结构的设备中纺孔140分布密度与立体模具120的相互关系的示意图。

图4绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第二实施例的示意图。

图5绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第三实施例的示意图。

图6绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第四实施例的示意图。

图7绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第五实施例的示意图。

主要组件符号说明：

100：设备                220：立体模具

110：可调控式支架        230：旋转轴

120：立体模具            240：熔喷装置

122：鞋身                242：纺嘴

124：鞋尖                250：立体不织布结构

126：鞋跟                270：旋转支轴

130：旋转轴              300：设备

132：马达                310：输送带

140：熔喷装置            320：熔喷装置

142：纺嘴                330：立体模具

144：纺孔                340：旋转轴

150：立体不织布结构      350：热压装置

160：热压装置            360：纤维回收装置

170：旋转支轴            362：吸丝枪

200：设备                370：立体不织布结构

210：可调控式支架        d1、d2：距离

具体实施方式

以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

参照图1，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第一实施例的示意图。制备立体不织布结构的设备100包含有可调控式支架110、立体模具120、连接可调控式支架110与立体模具120的旋转轴130，以及熔喷装置140。其中立体模具120可为规则或是不规则形状，立体模具120经由旋转轴130相对于可调控式支架110旋转。其中可调控式支架110可用以调整立体模具120的高度以及倾斜角度。熔喷装置140可将塑料原料熔化形成熔体之后喷出形成纤维。熔喷装置140的纺嘴142具有多个纺孔144，纤维由纺嘴142喷出。立体模具120则是设置在纺嘴142的前方，并在纺嘴142前旋转，使得纤维沉积贴附在立体模具120上，以形成立体不织布结构150。

可调控式支架110除可改变立体模具120的高度与倾斜角度之外，可调控式支架110本身亦可移动，以改变立体模具120与纺嘴142之间的距离，以及所夹的角度。立体模具120经由旋转轴130相对于纺嘴142转动，旋转轴130包含有马达132，马达132的转速可自由地调整，以调整立体模具120的转速。经由调整上述参数，包含立体模具120的高度、倾斜角度、转速、与纺嘴142间的距离及所夹角度等，使得一体成型的立体不织布结构150的厚度更为均匀。

参照图2，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备中立体模具120与旋转轴130的相对位置关系示意图。若是立体模具120为规则且具有对称轴的形状，则旋转轴130可以直接沿着对称轴设置即可。但若是立体模具120的形状不规则，旋转轴130与立体模具120之间所夹的角度则会影响到立体模具120与纺嘴(见图1)之间的距离，因而影响立体不织布结构(见图1)均匀性。因此，需找出适合的规律，以提升立体不织布结构的均匀性。

以本实施例为例，立体模具120可为鞋楦模具，其中段鞋身122、前段鞋尖124与后段鞋跟126的宽度与高度均不相同，属于不规则的形状。经过多次实验之后，发现当鞋尖124至旋转轴130的距离d1与鞋跟126至旋转轴130的距离d2大致相同的时候，所得到立体不织布结构的均匀性较为理想。换言之，当旋转轴130与立体模具120之间的角度调整至立体模具120在旋转轴130两侧的最大宽度，如本实施例中鞋尖124与鞋跟126至旋转轴130的距离d1及d2，大致相同时，所得到的立体不织布结构的均匀性较为理想。

参照图3，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备中纺嘴142的纺孔144分布密度与立体模具120的相互关系的示意图。继续以鞋楦模具的立体模具120为例，鞋身122一段的表面积明显地大于鞋尖124一段与鞋跟126一段的表面积。在相同的转动时间下，鞋身122经过纺嘴142的面积会大于鞋尖124与鞋跟126经过纺嘴142的面积，换言之，鞋身122上局部位置可以吸附到纤维的时间会大于鞋尖124与鞋跟126上局部位置可以吸附到纤维的时间。

为避免纤维在鞋身122处沉积的厚度大于鞋尖124与鞋跟126处的沉积厚度，纺孔144的分布密度可以配合立体模具120的形状调整，减少在沉积厚度较厚处，如鞋身122处所对应的纺孔144的数量，以提升产品的均匀性。实务操作上，可以先做数次空白实验，找出纤维沉积厚度较厚的区域，再堵住对应位置的纺孔144，即可有效提升产品的均匀性。

根据实验的结果，纺孔144与立体模具120之间的距离可在40至70公分，较佳地为50至60公分。纤维射出方向与立体模具120的旋转轴130之间的夹角可在0度至180度，较佳地为在80度至100度之间，一般可以以90度左右直接进行。立体模具120的转速可在200rpm至550rpm之间，其中以200rpm至250rpm间的剥离强度最佳。熔喷时间需视产品厚度决定。

参照图4，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第二实施例的示意图。制备立体不织布结构的设备100除可调控式支架110、立体模具120、连接可调控式支架110与立体模具120的旋转轴130，以及熔喷装置140的外，更包含有热压装置160。熔喷装置140所熔喷出的纤维沉积吸附在立体模具120上形成立体不织布结构150之后，立体模具120与其上的立体不织布结构150可置入热压装置160之中进行加压以及加热，以进一步定型立体不织布结构150。参照图5，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第三实施例的示意图。制备立体不织布结构的设备100除可调控式支架110、立体模具120、连接可调控式支架110与立体模具120的旋转轴130、熔喷装置140，以及热压装置160之外，更包含有设置于靠近立体模具120的旋转支轴170。由于立体模具120的形状可能为不规则，因此，在熔喷装置140熔喷出纤维时，难以避免地会有些许的纤维越过立体模具120。这些多余的纤维可以被牵引至旋转支轴170上而被收集。经由旋转支轴170将多余的纤维移除，可以避免多余的纤维缠绕但无法有效地贴附在立体模具120的情形，有效地提升立体不织布结构150的均匀性及强化剥离强度。

参照图6，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第四实施例的示意图。制备立体不织布结构的设备200包含有可调控式支架210、立体模具220、连接可调控式支架210与立体模具220的旋转轴230、熔喷装置240，以及旋转支轴270。其中立体模具220的长度大于熔喷装置240的纺嘴242的宽度。

可调控式支架210可以相对于熔喷装置240移动，使得旋转的立体模具220持续前进，熔喷装置240所熔喷出的纤维可以沉积贴附在立体模具220上，而形成连续无接缝的立体不织布结构250。由于立体模具220包含有直径较宽处与直径较窄处，为提升立体不织布结构250的均匀性，可调控式支架210的行进速度可以配合立体模具220的形状调整，举例而言，在直径较宽处的立体模具220经过纺嘴242时，立体模具220的停留时间可以久一点。

同样地，当直径较窄处的立体模具220经过纺嘴242时，可利用旋转支轴270抽离多余的纤维，解决因立体模具220的不规则外形而造成牵丝的问题，有效提升立体不织布结构250的整体均匀性以及强化其剥离强度。

参照图7，其绘示本发明的制备立体不织布结构的设备第五实施例的示意图。制备立体不织布结构的设备300包含有输送带310、熔喷装置320、多个立体模具330、多个旋转轴340、热压装置350、以及纤维回收装置360。其中输送带310具有预定的行进方向，输送带310较佳地为环状设置。立体模具330利用旋转轴340直立于输送带310上，立体模具330可在输送带310上旋转。纤维回收装置360设置于邻近熔喷装置320。

当立体模具330未进入熔喷装置320的预定范围之前，立体模具330可以沿着第一方向旋转，当立体模具330进入熔喷装置320的预定范围之后，立体模具330可以转而沿着第二方向旋转，藉以拉断之前沾上的不期望的纤维，以避免预先沾黏的不期望纤维影响产品的均匀性。

如前所述，立体模具330可以在熔喷装置320之前旋转一预定时间，使得熔喷装置320熔喷出的纤维沉积吸附在立体模具330之上，以形成立体不织布结构370。接着，具有立体不织布结构370的立体模具330再进入热压装置350之中，透过热压装置350加热以及加压立体不织布结构370，以达到定型及强化剥离强度的功效。

纤维回收装置360设置在熔喷装置320的近处，用以吸收未能贴附在立体模具330上的纤维。其中纤维回收装置360包含有吸丝枪362，吸丝枪362较佳地可以架设在熔喷装置320的对面，以吸收越过立体模具330的多余纤维。纤维回收装置360更与熔喷装置320的进料口连接，以将吸丝枪362所吸取到的多余纤维转换为可再利用的原料之后，送入熔喷装置320中再一次利用。

本发明的制备立体不织布结构的设备可以应用在鞋具、潜水衣、面罩、头套、帽子、女性内衣、运动内衣、护膝、护腕等领域。立体模具可以为规则或是不规则模具。熔喷装置所使用的原料可以为弹性塑料或是非弹性塑料。熔喷装置所使用的原料可以是热塑性聚胺基甲酸酯(TPU)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚合物的热塑性弹性体(TPE)、热塑性橡胶(TPR)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二酸丁二酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、纤维素(Cellulose)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、热熔胶(EMA，EVA)等材料。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。本发明的立体模具可在熔喷装置的纺嘴前快速旋转，以将熔喷装置所熔喷出的纤维贴附沉积在立体模具表面，以形成立体不织布结构。本发明更可透过调整可调控式支架的位置、旋转轴与立体模具的夹角、纺孔的分布密度、立体模具的转速、旋转支轴吸附多余的纤维等方式，提升立体不织布结构的均匀性以及强化其剥离强度。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种制备立体不织布结构的设备，包含：

一可调控式支架；

一立体模具；

一旋转轴，连接该立体模具与该可调控式支架，使该立体模具相对于该可调控式支架旋转；以及

一熔喷装置，具有数个纺孔以熔喷出数个纤维，该立体模具在该些纺孔前旋转，以接收该些纤维在该立体模具上形成一立体不织布结构。

2.如权利要求1所述的制备立体不织布结构的设备，其中该立体模具在该旋转轴两侧的最大宽度相同。

3.如权利要求1所述的制备立体不织布结构的设备，其中该些纺孔的密度配合该立体模具的形状调整。

4.如权利要求1所述的制备立体不织布结构的设备，更包含一旋转支轴，设置于邻近该立体模具，以移除多余的该些纤维。

5.如权利要求1所述的制备立体不织布结构的设备，更包含一热压装置，用以热压该立体不织布结构。

6.一种制备立体不织布结构的设备，包含：

一输送带；

一熔喷装置，具有数个纺孔以熔喷出数个纤维；

数个立体模具；以及

数个旋转轴，连接该些立体模具及该输送带，使该些立体模具在该输送带上旋转，当该些立体模具的其中之一者经由该输送带移动至该些纺孔前时，该些纤维贴附于旋转的该立体模具上以形成一立体不织布结构。

7.如权利要求6所述的制备立体不织布结构的设备，其中每一该些立体模具在每一该些旋转轴两侧的最大宽度相同。

8.如权利要求6所述的制备立体不织布结构的设备，其中该些纺孔的密度配合每一该些立体模具的形状调整。

9.如权利要求6所述的制备立体不织布结构的设备，更包含一纤维回收装置，设置于邻近该熔喷装置，以移除多余的该些纤维。

10.如权利要求6所述的制备立体不织布结构的设备，更包含一热压装置，用以热压该立体不织布结构。

11.一种制备立体不织布结构的方法，包含：

提供一立体模具；

提供具有数个纺孔的一熔喷装置，以熔喷出数个纤维；

旋转该立体模具于该些纺孔之前，使该些纤维贴附于该立体模具上而形成一立体不织布结构；以及

热压该立体不织布结构。

12.如权利要求11所述的制备立体不织布结构的方法，其中该立体模具进入该熔喷装置的预定范围之前沿着第一方向旋转，该立体模具进入该熔喷装置的预定范围之后沿着第二方向旋转。

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