CN106313686A - 具有立体纹路的复合材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有立体纹路的复合材及其制造方法。该复合材包括一基材及一表层。该表层位于该基材的一表面上，且具有大致单一的厚度。该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该第一部分附着于该基材的表面，该第二部分与该基材的表面相间隔而形成至少一孔洞。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材及其制造方法，特别是涉及一种具有立体纹路的复合材及其制造方法。
背景技术
现有的在复合材上形成纹路的方式有以下二种。第一种是采用激光雕刻或研磨加工等技术，以移除在基布上的树脂层的一部分，由此产生立体感纹路。此方式的缺点为纹路表面较不平整且容易产生焦边现象，纹路粗糙且光滑度不佳。此外，制造过程中会产生树脂烧焦刺鼻味，对环境将造成影响。
第二种是利用压纹与离型纸转写等技术，在基布上的树脂层的表面加压，由此产生立体感纹路。此方式的缺点为纹路深浅变化过于单调且手感不佳(受压的部分会较扎实，密度变大，手感较硬且厚度变薄)，而且受限于轮具的样式而使纹路的选择性受到限制，故纹路的可变性相对减少。此外，此制作方式在开发到量产使用的时间上较为冗长，无法有效的导入市场需求。
因此，有必要提供一创新且富进步性的复合材及其制造方法，以解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具有立体纹路的复合材。在一实施例中，该复合材包括一基材及一表层。该基材具有一第一表面。该表层位于该基材的第一表面上，且具有大致单一的厚度，该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该第一部分附着于该基材的第一表面，该第二部分与该基材的第一表面相间隔而形成至少一孔洞。
本发明提供一种具有立体纹路的复合材。在一实施例中，该复合材包括一基材及一表层。该基材具有一第一表面、至少一第一部分及至少一第二部分，且该基材具有大致单一的厚度。该表层完全附着于该基材的第一表面上，且具有大致单一的厚度，该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该表层的第一部分及第二部分分别对应该基材的第一部分及第二部分，该表层的第二部分及该基材的第二部分相对该表层的第一部分及该基材的第一部分突出而形成一凹腔(Cavity)。
本发明另提供一种具有立体纹路的复合材的制造方法，其包括以下步骤：(a)提供一复合材，其中该复合材包含一基材及一表层；(b)预热软化该表层；(c)提供一模具，其中该模具的一第一表面具有一纹路；(d)置放该表层至邻近该模具的第一表面；及(e)从该模具的一第二表面施加一吸力，使得该表层被吸附于该模具的第一表面上而形成一立体纹路，其中该表层的立体纹路对应该模具的纹路。
附图说明
图1至图6为本发明具有立体纹路的复合材的一实施例的制造方法的制作工艺步骤示意图；
图7为本发明具有立体纹路的复合材的一实施例的剖视示意图；
图8为本发明具有立体纹路的复合材的另一实施例的剖视示意图。
符号说明
10 复合材
10A 复合材
11 离型纸
12 涂料层
13 孔洞
14 接着层
15 凹腔
16 热可塑材料层
18 基材
19 表层
20 发送轮
22 预热区
24 加热罩
26 预热轮
28 成纹区
30 纹路轮
32 支持轮
34 模具
36 中心轮
38 冷却轮
40 卷取轮
111 离型纸的第一表面
181 基材的第一表面
182 基材的第二表面
183 第一部分
184 第二部分
191 第一部分
192 第二部分
241 入口端
242 出口端
341 模具的第一表面
342 模具的第二表面
361 排气通道
A 区域
B 区域
D 接触面的最大宽度
G 第一部分的顶部与第二部分的顶部间的最大距离
H 孔洞的最大高度
T1 表层的第一部分的厚度
T2 表层的第二部分的厚度
具体实施方式
参考图1至图6，显示本发明具有立体纹路的复合材的一实施例的制造方法的制作工艺步骤示意图。参考图1至图4，提供一复合材10(图4)，其中该复合材10包含一基材18及一表层19。在本实施例中，该复合材10的制造方法如下所述。
参考图1，提供一离型纸11。该离型纸11具有一第一表面111。该离型纸11可不具有任何离型纹路。接着，利用涂布方式形成一第二高分子混合物于该离型纸11的第一表面111上，其中该第二高分子混合物包含一第二高分子树脂。该第二高分子树脂的固形份为于10重量％至30重量％，粘度为500至2000cps，优选固形份为15重量％，且优选的粘度为800至1000cps，且该第二高分子树脂的材质选自由聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酯树脂(Polyester Resin)、聚丙烯树脂(Polyproylene Resin)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene TerephthalateResin)、聚氯乙烯树脂(Polyvinylchloride Resin)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)及环氧树脂(Epoxy Resin)所组成的群。在本实施例中，该第二高分子树脂的材质为聚氨酯树脂，且其涂布量约为187.5g/m2。接着，以渐进方式于50℃至130℃温度下烘干该第二高分子混合物4分钟内以固化形成一涂料层12。要注意的是，可视情况需要，涂布该第二高分子混合物一次以上，以增加该涂料层12的厚度。在本实施例中，该涂料层12的厚度为0.02mm以上，优选为0.2mm至2.0mm，更佳为1mm。
参考图2，利用涂布方式形成一接着层14于该涂料层12上。该接着层14为聚氨酯(PU)接着剂或热熔胶，其固形份为20至80重量％，且粘度为6000至20000cps，优选的固形份为25至35重量％，且优选的粘度为8000至12000cps。在本实施例中，该接着层14的材质为聚氨酯(PU)接着剂，且其涂布量约为187.5g/m2。
接着，形成一热可塑材料层16于该接着层14上。该热可塑材料层16的形成方式有以下二种。第一种方式中，该热可塑材料层16为一半成品膜片(其材质为固化的第一高分子混合物)，且其贴合于该接着层14上。第二种方式是利用涂布方式形成一第一高分子混合物于该接着层14上，待该第一高分子混合物固化后即形成该热可塑材料层16。在本实施例中，采用上述第二种方式，其中该第一高分子混合物至少包含一第一高分子树脂。该第一高分子树脂的固形份为20重量％至100重量％，粘度为2000至12000cps(亦即，该第一高分子树脂的固形份大于该第二高分子树脂的固形份，且该第一高分子树脂的粘度大于该第二高分子树脂的粘度)，优选固形份为25至30重量％，且优选的粘度为4000至8000cps。该第一高分子树脂的材质选自由热可塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Urethane,TPU)、热可塑性弹料(Thermoplastic elastomer,TPE)、聚氯乙烯树脂(Polyvinylchloride Resin)、聚丙烯树脂(Polyproylene Resin)、聚苯乙烯树脂(Polystyrene Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、尼龙(Nylon)、聚酯树脂(Polyester Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile ButadieneStyrene)所组成的群。在本实施例中，该第一高分子树脂的材质为热可塑性聚氨酯弹性体(TPU)。在本实施例中，该热可塑材料层16的厚度为0.05mm至10mm。
此时，该涂料层12、该接着层14及该热可塑材料层16形成该表层19。然而，在其他实施例中，该接着层14可省略，使得该热可塑材料层16直接位于该涂料层12上，亦即该表层19仅包含该涂料层12及该热可塑材料层16；或者，该接着层14及该热可塑材料层16可省略，亦即该表层19仅包含该涂料层12。或者，该表层19也可以包含三层以上的结构。
参考图3，附着一基材18于该表层19上。该基材18为织布、网布、不织布、超细纤维人工皮革、皮革、塑胶或热可塑性聚氨酯弹性体(ThermoplasticUrethane,TPU)。优选地，该基材18为可透气材质。在本实施例中，该基材18贴合于该表层19的该热可塑材料层16上，然而，可以理解的是，如果该热可塑材料层16被省略，则该基材18直接贴合于该涂料层12上。该基材18具有一第一表面181及一第二表面182，该第二表面182相对该第一表面181，且该第一表面181接触该热可塑材料层16。在本实施例中，该基材18为超细纤维人工皮革，其由三芳化学工业股份有限公司所生产，型号为KJ30。
参考图4，移除该离型纸11。亦即，将由图3所描述的过程得到的结构从该离型纸11离型后，放置熟成一段时间(2天内)后，以形成一复合材10。
参考图5，预热软化该表层10。在本实施例中，该复合材10从一发送轮20持续输送至一预热区22，以预热软化该表层10的该涂料层12。该预热区22包含一加热罩24及一预热轮26。该加热罩24包含一入口端241及一出口端242，且该加热罩24的温度从该入口端241至该出口端242逐渐提高，例如：从该入口端241的60℃逐渐提高该出口端242的180℃。该预热轮26带动该复合材10从该入口端241至该出口端242。此时，该表层10的该涂料层12朝外且面对该加热罩24，而逐渐被加热软化。接着，该预热轮26将该复合材10持续输送至一成纹区28。
参考图5及图6，其中图6为成纹区28的局部放大示意图。接着，提供一模具34，其中该模具34的一第一表面341具有一纹路。在本实施例中，该成纹区28提供一纹路轮30及一支持轮32，该复合材10被该纹路轮30吸住，且夹设于该支持轮32及该纹路轮30之间。在本实施例中，该支持轮32为一从动轮且其材质为橡胶。该纹路轮30具有一中心轮36及该模具34。该中心轮36固定不动，且具有多个排气通道361，该多个排气通道361的一端开口于该中心轮36的外围表面362，其另一端连接至一吸气装置(例如一真空源)(图中未示)。要注意的是，该多个排气通道361仅位于相对于该纹路轮30与该复合材10接触的位置，而该纹路轮30未与该复合材10接触的位置则未具有该多个排气通道361。举例而言，该中心轮36可区分为区域A及区域B，其中区域A相对于该纹路轮30与该复合材10接触的位置(大约是该中心轮36的下半部)，区域B相对于该纹路轮30未与该复合材10接触的位置(大约是该中心轮36的上半部)。该多个排气通道361仅位于区域A而未位于区域B。
该模具34为环状，且紧紧地接触且环绕该中心轮36，该模具34可相对于该中心轮36转动。该模具34具有一第一表面341、一第二表面342及一纹路。该第一表面341相对于该第二表面342，该纹路位于该第一表面341。该第二表面342接触该中心轮36的外围表面362。该模具34为可透气的结构，其材质为陶瓷或金属(例如铜、铝、铁、钢或其合金)。在本实施例中，该模具34本身即具有透气性，例如陶瓷材质：然而在其他实施例中，该模具34为金属材质，其在加工后具有透气性，例如形成多个透气孔(图中未示)从该第一表面341延伸至该第二表面342以贯穿该模具34。
接着，置放该复合材10的该表层19至邻近该模具34的第一表面341。在本实施例中，来自预热区22的复合材10持续被带至该纹路轮30，其中该复合材10的该表层19邻近该模具34的第一表面341。
接着，从该模具34的第二表面342施加一吸力，使得该表层19被吸附于该模具34的第一表面341上而形成一立体纹路，其中该表层19的立体纹路对应该模具34的纹路。此时，即形成具有立体纹路的复合材10，如图7所示。在本实施例中，该吸气装置持续吸气，以产生一负压，优选地该负压为负一大气压。当该复合材10随着该模具34一起移动到区域A时，该表层19与该模具34的第一表面341间的空气经由该模具34及该多个排气通道361被吸至该吸气装置，使得该表层19紧紧贴附于该模具34的第一表面341而形成一立体纹路。因此，该复合材10的立体纹路是利用吸力搭配该模具34所形成，而非如现有技术中利用移除加工或是表面加压等方式所形成。因此，该表层19具有大致单一的厚度、密度及硬度，亦即，该表层19每个位置的厚度、密度及硬度都未受到影响，手感较佳。此外，可随需求改变该模具34的纹路即可改变该复合材10的立体纹路，并可控制该复合材10的立体纹路的深浅与该复合材10各层材料的厚度。再者，本发明的生产的速度更快更可加速导入市场的时效。而且，本发明的制造方法较不会产生环境污染。
在本实施例中，该表层19的一第一部分附着于该基材18，且该表层19的一第二部分与该基材18相间隔而形成至少一孔洞13。亦即，在该表层19的吸附过程中，该基材18仍保持其形状，并未随着该表层19而弯曲或凹陷，因此，该表层19的第二部分(对应该模具34的纹路的凹陷处)与该基材18间的粘附力小于该吸气装置对该表层19的吸力，使得该表层19的第二部分从该基材18分离或剥离，以形成如图7的复合材10。
然而，在其他实施例中，该表层19完全附着于该基材18上，且经由选择适当的材料及加工参数，该表层19与该基材18间的粘附力大于该吸气装置对该表层19的吸力，使得该表层19不会从该基材18分离或剥离。在该表层19的吸附过程中，该基材18无法保持其形状，而会随着该表层19而弯曲或凹陷，以形成如图8的复合材10A。
接着，参考图5，当该复合材10随着该模具34一起移动到区域B时，因为此区域不具有该多个排气通道361，因此，此区域的该纹路轮30不会对该复合材10产生任何吸力，该复合材10即可脱离该纹路轮30而被输送至至少一冷却轮38。该冷却轮38用以降低该复合材10的温度，以固化该表层19。接着，该复合材10持续被一卷取轮40卷收。
在本实施例中，该预热轮26及该纹路轮30的该模具34为轮状，以做为连续式生产；然而，可以理解的是，在其他实施例中，该预热轮26及该模具34可以分别是一平版结构，而可做为连续式或不连续式生产。
参考图7，显示本发明具有立体纹路的复合材的一实施例的剖视示意图。该复合材10包括一基材18及一表层19。该基材18为织布、网布、不织布、超细纤维人工皮革、皮革、塑胶或热可塑性聚氨酯弹性体(ThermoplasticUrethane,TPU)。优选地，该基材18为可透气材质。该基材18具有一第一表面181及一第二表面182，该第二表面182相对该第一表面181。在本实施例中，该基材18为超细纤维人工皮革，其由三芳化学工业股份有限公司所生产，型号为KJ30。该第一表面181为一大致平坦的表面。
该表层19位于该基材18的第一表面181上。在本实施例中，该表层19包含该涂料层12、该接着层14及该热可塑材料层16，其中该热可塑材料层16直接位于该基材18的第一表面181上，该涂料层12利用该接着层14接着于该热可塑材料层16上。然而，在其他实施例中，该接着层14可省略，使得该涂料层12直接位于该热可塑材料层16上，亦即该表层19仅包含该涂料层12及该热可塑材料层16；或者，该接着层14及该热可塑材料层16可省略，使得该涂料层12直接位于该基材18的第一表面181上，亦即该表层19仅包含该涂料层12。或者，该表层19也可以包含三层以上的结构。
该热可塑材料层16为固化后的第一高分子混合物。该第一高分子混合物至少包含一第一高分子树脂。该第一高分子树脂的固形份为20重量％至100重量％，粘度为2000至12000cps(亦即，该第一高分子树脂的固形份大于该第二高分子树脂的固形份，且该第一高分子树脂的粘度大于该第二高分子树脂的粘度)，优选固形份为25至30重量％，且优选的粘度为4000至8000cps。该第一高分子树脂的材质选自由热可塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Urethane,TPU)、热可塑性弹料(Thermoplastic elastomer,TPE)、聚氯乙烯树脂(Polyvinylchloride Resin)、聚丙烯树脂(Polyproylene Resin)、聚苯乙烯树脂(Polystyrene Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、尼龙(Nylon)、聚酯树脂(Polyester Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene)所组成的群。在本实施例中，该第一高分子树脂的材质为热可塑性聚氨酯弹性体(TPU)。在本实施例中，该热可塑材料层16的厚度为0.05mm至10mm。
该接着层14为固化后的聚氨酯(PU)接着剂或热熔胶，其固形份为20至80重量％，且粘度为6000至20000cps，优选的固形份为25至35重量％，且优选的粘度为8000至12000cps。在本实施例中，该接着层14的材质为聚氨酯(PU)接着剂。
该涂料层12为固化后的第二高分子混合物。该第二高分子混合物包含一第二高分子树脂。该第二高分子树脂的固形份为于10重量％至30重量％，粘度为500至2000cps，优选固形份为15重量％，且优选的粘度为800至1000cps，且该第二高分子树脂的材质选自由聚氨酯树脂(PolyurethaneResin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酯树脂(Polyester Resin)、聚丙烯树脂(Polyproylene Resin)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PolyethyleneTerephthalate Resin)、聚氯乙烯树脂(Polyvinylchloride Resin)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)及环氧树脂(Epoxy Resin)所组成的群。在本实施例中，该第二高分子树脂的材质为聚氨酯树脂，且该涂料层12的厚度为0.02mm以上，优选为0.2mm至2.0mm，更佳为1mm。
该表层19具有大致单一的厚度、硬度与密度。该表层19具有至少一第一部分191及至少一第二部分192，且该第一部分191及至少一第二部分192交替分布。该第一部分191附着于该基材18的第一表面181而形成一凹部，该第二部分192与该基材18的第一表面181相间隔而形成至少一孔洞13及一隆起部。亦即，该孔洞13由该第二部分192的下表面与该基材18的第一表面181所定义，且该凹部及该隆起部构成了该立体纹路。
该复合材10的立体纹路是利用吸力搭配该模具34所形成，而非如现有技术中利用移除加工或是表面加压等方式所形成。因此，该表层19具有大致单一的厚度、密度及硬度，亦即，该表层19的该第一部分191的厚度T1与该表层19的该第二部分192的厚度T2大致相同，且该表层19的该第一部分191的密度及硬度与该表层19的该第二部分192的密度及硬度大致相同。因此，手感较佳。
该孔洞13的最大高度H与该表层19的该第二部分192的厚度T2大致相同。该表层19的该第二部分192与该基材18的第一表面181间的接触面具有一最大宽度D，该最大宽度D为0.5mm以上。该第一部分191的顶部与该第二部分192的顶部间的最大距离为G，其中0.5mm≤G≤50mm。
参考图8，显示本发明具有立体纹路的复合材的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有立体纹路的复合材10A与图7所示的具有立体纹路的复合材10大致相同，其不同处如下所述。在本实施例的具有立体纹路的复合材10A中，该表层19完全附着于该基材18的第一表面181上，且该基材18会随着该表层19而弯曲或凹陷。该基材18具有至少一第一部分183及至少一第二部分184，且该基材18具有大致单一的厚度、硬度及密度。该表层19的第一部分191对应该基材18的第一部分183，且该表层19的第二部分192对应该基材18的第二部分184。该表层19的第二部分192及该基材18的第二部分184相对该表层19的第一部分191及该基材18的第一部分183突出而在该基材18的第二表面182形成一凹腔(Cavity)15。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此熟悉此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的保护范围应如附上的权利要求所列。
Claims (10)
1.一种具有立体纹路的复合材，包括：
基材，具有第一表面；及
表层，位于该基材的第一表面上，且具有大致单一的厚度，该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该第一部分附着于该基材的第一表面，该第二部分与该基材的第一表面相间隔而形成至少一孔洞。
2.如权利要求1所述的复合材，其中该基材为织布、网布、不织布、超细纤维人工皮革、皮革、塑胶或热可塑性聚氨酯弹性体(ThermoplasticUrethane,TPU)，该表层包含热可塑材料层、接着层及涂料层，该热可塑材料层直接位于该基材的第一表面上，该涂料层利用该接着层接着于该热可塑材料层上。
3.如权利要求1所述的复合材，其中该表层的该第一部分的厚度与该表层的该第二部分的厚度大致相同，且该表层的该第一部分的密度与该表层的该第二部分的密度大致相同。
4.一种具有立体纹路的复合材，包括：
基材，具有第一表面、至少一第一部分及至少一第二部分，且该基材具有大致单一的厚度；及
表层，完全附着于该基材的第一表面上，且具有大致单一的厚度，该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该表层的第一部分及第二部分分别对应该基材的第一部分及第二部分，该表层的第二部分及该基材的第二部分相对该表层的第一部分及该基材的第一部分突出而形成一凹腔(Cavity)。
5.如权利要求4所述的复合材，其中该基材为织布、网布、不织布、超细纤维人工皮革、皮革、塑胶或热可塑性聚氨酯弹性体(ThermoplasticUrethane,TPU)，该表层包含热可塑材料层、接着层及涂料层，该热可塑材料层直接位于该基材的第一表面上，该涂料层利用该接着层接着于该热可塑材料层上。
6.如权利要求4所述的复合材，其中该表层的该第一部分的厚度与该表层的该第二部分的厚度大致相同，且该表层的该第一部分的密度与该表层的该第二部分的密度大致相同。
7.一种具有立体纹路的复合材的制造方法，包括以下步骤：
(a)提供一复合材，其中该复合材包含基材及表层；
(b)预热软化该表层；
(c)提供一模具，其中该模具的第一表面具有纹路；
(d)置放该表层至邻近该模具的第一表面；及
(e)从该模具的一第二表面施加一吸力，使得该表层被吸附于该模具的第一表面上而形成一立体纹路，其中该表层的立体纹路对应该模具的纹路。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中该步骤(a)包括：
(a1)提供一离型纸；
(a2)形成一表层于该离型纸上；
(a3)附着一基材于该表层上；及
(a4)移除该离型纸。
9.如权利要求7所述的制造方法，其中该步骤(c)提供一纹路轮，该纹路轮具有一中心轮及该模具，该模具环绕该中心轮，该中心轮固定不动，该模具可转动且为可透气的结构。
10.如权利要求7所述的制造方法，其中该步骤(e)中，该表层具有大致单一的厚度，该表层具有至少一第一部分及至少一第二部分，该第一部分附着于该基材，该第二部分与该基材相间隔而形成至少一孔洞。
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