TW201348547A - 不織布及其製造方法與製造設備 - Google Patents

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Abstract

一種不織布包含複數個短纖維、複數個天然角質纖維與複數個熔噴纖維。熔噴纖維、短纖維與天然角質纖維纏結成連續的網狀結構。

Description

不織布及其製造方法與製造設備
本發明是有關於一種布，且特別是有關於一種不織布。
「羽絨(Down)」是指鳥禽類生長在正羽下層的纖細羽毛。羽絨為天然纖維中最佳的熱絕緣體之一，羽絨之所以能夠保暖是因為羽絨上佈滿細小的氣孔。在吸熱後，羽絨會變得蓬鬆，並有效隔絕冷空氣入侵。因此，羽絨一般常應用來作為夾克、枕頭、睡袋等物品中的填料。
然而，一般羽絨衣常給人無設計感、臃腫、笨重的印象。此外，一般羽絨衣因為需要以縫合成口袋，再以氣流將羽絨灌入口袋再縫合的方式局限羽絨，也因此羽絨會很容易從縫線處掉出來，產生掉毛的現象。另外，沿著縫線只有裡布與外布，沒有羽絨的存在，沒有保溫的效果，產生極端不均勻的保溫效果。再者，在製作羽絨衣時，製造者需以大量的人力進行縫製、氣體充填等製程，因此使得人力成本居高不下。這些都是相關產業的人員在享受羽絨好處的同時，所不得不面對的問題。
因此，本發明之一技術態樣是在提供一種不織布，用以解決以上先前技術所遭遇的困難。
根據本發明一實施方式，一種不織布包含複數個短纖 維、複數個天然角質纖維與複數個熔噴纖維。熔噴纖維、短纖維與天然角質纖維纏結成連續的網狀結構。
在本發明一或多個實施方式中，上述之熔噴纖維將黏合短纖維與天然角質纖維。
在本發明一或多個實施方式中，上述之熔噴纖維的直徑為約0.5~10 μm。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布包含2.5%~95%重量份之熔噴纖維、2.5%~95%重量份之短纖維以及2.5%~95%重量份之天然角質纖維。
在本發明一或多個實施方式中，上述之熔噴纖維的材質為可熔噴的熱塑性樹脂(Thermoplastic resin)，如聚丙烯(Polypropylene；PP)、聚乙烯(Polyethylene；PE)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane；TPU)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚合物之熱塑性彈性體(Thermoplastic elastomers；TPE)、熱塑性橡膠(Thermoplastic rubbers；TPR)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(Poly trimethylene terephthalate；PTT)、聚對苯二酸丁二酯(Polybutylene terephthalate；PBT)、聚乳酸(Polylactide；PLA)、纖維素(Cellulose)、聚苯乙烯(Polystyrene；PS)、聚醯胺(Polyamide；PA)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene；PTFE)、熱熔膠、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(Ethylene-methyl acrylate copolymer；EMA)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene vinyl acetate copolymer；EVA)或上述之任意組合。
在本發明一或多個實施方式中，上述之短纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)、聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、尼龍(Nylon)、壓克力(Acrylics)、彈性纖維(Elastic Fibers)、橡膠、氨綸或上述之任意組合等熱塑性高分子材料，具有成纖維性，並具有柔挺性及壓縮回彈性。
本發明之另一技術態樣是在提供一種上述不織布的製造設備。
根據本發明另一實施方式，一種不織布的製造設備包含梳理機構、氣流源、喂入流道、熔噴機與匯入流道。梳理機構用以處理複數個短纖維。氣流源用以產生氣流。喂入流道用以將氣流導引至梳理機構，藉此以氣流梳開短纖維，並將複數個天然角質纖維喂入短纖維之間的間隙。熔噴機用以產生熔噴半熔融絲幕，此熔噴半熔融絲幕包含複數個半熔融的熔噴纖維於其中。匯入流道用以將氣流導引至熔噴半熔融絲幕，使得天然角質纖維與短纖維藉由氣流而匯入熔噴半熔融絲幕，進而讓熔噴纖維與天然角質纖維和短纖維纏結成連續的網狀結構。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布的製造設備更包含收集裝置。此收集裝置用以收集熔噴纖維、天然角質纖維與短纖維所纏結成的連續的網狀結構，並使其形成連續的卷材。
本發明之又一技術態樣是在提供一種上述不織布的製造方法。
根據本發明又一實施方式，一種不織布的製造方法包 含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。)：
(1)以梳理機構處理複數個短纖維。
(2)以氣流將複數個天然角質纖維喂入與短纖維混合。
(3)以氣流將混合後之天然角質纖維與短纖維送入熔噴半熔融絲幕中，使得複數個熔噴纖維與天然角質纖維和短纖維纏結成連續的網狀結構。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布的製造方法更包含下列步驟：
(4)收集熔噴纖維、天然角質纖維與短纖維所纏結成的網狀結構，並使其形成連續的卷材。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布的製造方法更包含下列步驟：
(2.5)在將混合後之天然角質纖維與短纖維送入熔噴半熔融絲幕前，以氣流梳理裝置梳理混合後之天然角質纖維與短纖維。
在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(3)包含：
(3.1)將梳理後之天然角質纖維與短纖維送入熔噴半熔融絲幕中。
前述本發明的實施方式，與已知先前技術相較有下列優點：
(1)結合熔噴纖維、天然角質纖維與短纖維所形成的不織布同時具有優良的保暖效果、便於裁減縫製、耐水洗、 彈性回復、便於運輸及儲存等特點。
(2)形成連續網卷，有足夠的物理強度，可以切割成形，尤其是成疊電腦切割成型而不易掉纖維。
(3)縫製方法大致與傳統不織布保溫材料相同，沒有羽絨衣縫製複數口袋，再以空氣流充填的缺點。
(4)能夠與熔噴保溫纖維複合而強化其保暖效果，有羽絨衣的感覺羽保暖效果，但沒有脫毛及保暖不均勻的缺點。
(5)提供設計師更富想像力的設計空間。
(6)提供羽絨衣的愛好者另一個選擇。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示依照本發明一實施方式之不織布100的示意圖。如圖所示，一種不織布100包含複數個短纖維110、複數個天然角質纖維120與複數個熔噴纖維130。熔噴纖維130、短纖維110與天然角質纖維120纏結成連續的網狀結構。
在第1圖中，短纖維110可作為不織布100的骨架，使得不織布100具有適當的蓬鬆度、柔挺性與回彈性。天 然角質纖維120因為具有細小的氣孔，因此能夠讓不織布100具有保溫及保暖的性能，並讓不織布100的壓縮回復性提昇。此外，熔噴纖維130的功能除了能夠讓短纖維110與天然角質纖維120纏結成連續的網狀結構外，由於熔噴纖維130夠細小，縫隙也極小，因此也能夠增益不織布100的保溫及保暖性能。
相較於長纖維或連續纖維，短纖維110所指的是不連續的纖維。一般來說，短纖維110之長度與直徑的比值(長度/直徑)可為約20~60。短纖維110的長度可為約17~61 mm。短纖維110的材質可為聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯(Polyethylene)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、回收PET、保溫PET、尼龍(Nylon)、壓克力(Acrylics)、彈性纖維(Elastic Fibers)、橡膠、氨綸或上述之任意組合等熱塑性高分子材質，具有成纖維性，並具有柔挺性及壓縮回彈性。
天然角質纖維120所指的是由天然角蛋白(Natural Keratin)所構成的纖維。一般來說，天然角質纖維120可為鳥禽類的羽絨或羽毛、動物毛或上述之任意組合。
熔噴纖維130所指的是以熔噴製程所獲得的纖維。一般來說，上述之熔噴纖維130的直徑為約0.5~10 μm。在本實施方式中，熔噴纖維130將會黏合短纖維110與天然角質纖維120，使得熔噴纖維130、短纖維110與天然角質纖維120纏結成連續的網狀結構。
上述之熔噴纖維130的材質可為可熔噴的熱塑性樹脂(Thermoplastic resin)，例如：聚丙烯(Polypropylene；PP)、 聚乙烯(Polyethylene；PE)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane；TPU)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚合物之熱塑性彈性體(Thermoplastic elastomers；TPE)、熱塑性橡膠(Thermoplastic rubbers；TPR)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(Poly trimethylene terephthalate；PTT)、聚對苯二酸丁二酯(Polybutylene terephthalate；PBT)、聚乳酸(Polylactide；PLA)、纖維素(Cellulose)、聚苯乙烯(Polystyrene；PS)、聚醯胺(Polyamide；PA)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene；PTFE)、熱熔膠、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(Ethylene-methyl acrylate copolymer；EMA)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene vinyl acetate copolymer；EVA)或上述之任意組合。
第1圖之不織布100中的熔噴纖維130、短纖維110與天然角質纖維120的重量比例應視實際需要而定。在本實施方式中，不織布100可包含約2.5%~95%重量份之熔噴纖維130、約2.5%~95%重量份之短纖維110以及約2.5%~95%重量份之天然角質纖維120。
第1圖之不織布100的基重可為約50~500 g/m2，厚度可為約0.3~50 mm。應了解到，以上所舉之不織布100的規格僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域具有通常知識者，應視實際需要彈性決定不織布100的規格。
第2圖繪示第1圖之不織布100的製造設備200的示意圖。如圖所示，一種不織布100的製造設備200包含梳 理機構210、氣流源220、喂入流道230、熔噴機240與匯入流道250。梳理機構210用以處理複數個短纖維110。氣流源220用以產生氣流225。喂入流道230用以將氣流225導引至梳理機構210，藉此以氣流225梳開短纖維110，並將複數個天然角質纖維120喂入短纖維110之間的間隙。熔噴機240用以產生熔噴半熔融絲幕245，此熔噴半熔融絲幕245包含複數個半熔融的熔噴纖維130於其中。匯入流道250用以將氣流225導引至熔噴半熔融絲幕245，使得天然角質纖維120與短纖維110藉由氣流225而匯入熔噴半熔融絲幕245，進而讓熔噴纖維130與天然角質纖維120和短纖維110纏結成連續的網狀結構。
上述之梳理機構210實際上可為任何能夠梳理短纖維110的機構。在本實施方式中，上述之梳理機構210包含錫林針布。在使用時，高速旋轉的錫林針布能夠抓取短纖維110並送到毗鄰喂入流道230處與天然角質纖維120均勻混合。上述之錫林針布的尺寸當視所需要的混合均勻性而定。在本實施方式中，上述之錫林針布的密度可為3~120 p/in。錫林針布的角度可為約27°~80°，錫林針布的角度將影響被錫林針布打斷之短纖維110的多寡。
上述之氣流源220實際上可為一吹氣馬達，其氣流225之風速可為約1~60 m/s。
在第2圖中，喂入流道230可連通至錫林針布(亦即，梳理機構210)的下方，因此天然角質纖維120在製程中不會經過錫林針布(亦即，梳理機構210)握持，也就不會為錫林針布(亦即，梳理機構210)所損傷。當然，如果製程需要 打斷若干天然角質纖維120，製造者也可以選擇將喂入流道230連通至錫林針布(亦即，梳理機構210)的上方，如此即可藉由錫林針布(亦即，梳理機構210)握持並打斷若干天然角質纖維120。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇喂入流道230的實施方式。
短纖維110的喂入速度當視所需要的重量比例而定。在本實施方式中，短纖維110的喂入速度可為1~3 m/min。而天然角質纖維120的數量與分布則視錫林針布(亦即，梳理機構210)的間隙與氣流225的大小而決定。
此外，不論短纖維110與天然角質纖維120是否為錫林針布(亦即，梳理機構210)所打斷，短纖維110與天然角質纖維120都可以接近百分之百地藉由氣流225而匯入熔噴半熔融絲幕245中。就算有極少部分的短纖維110被夾在錫林針布(亦即，梳理機構210)旁，這些短纖維110也會在下個循環中再次被利用，而不致產生過大的落棉量。
在短纖維110與天然角質纖維120匯入熔噴半熔融絲幕245後，半熔融的熔噴纖維130將於熔噴機240之噴嘴下方約1~10 cm處與短纖維110及天然角質纖維120結合。此時由於熔噴纖維130尚未完全凝固，因此熔噴纖維130將會黏合短纖維110與天然角質纖維120並固化，使得天然角質纖維120牢靠地與短纖維110及熔噴纖維130結合在一起成連續的網狀結構，而不致產生脫絨的現象。上述之熔噴機240的氣流量可為約5~15 psi。
在第2圖中，不織布100的製造設備200尚可包含收集裝置260。此收集裝置260用以收集熔噴纖維130、天然 角質纖維120與短纖維110所纏結成的網狀結構，並使其形成連續的卷材。在本實施方式中，收集裝置260的具體實施態樣可為輸送帶、承接滾筒、真空抽吸泵或上述之任意組合。此外，熔噴機240之噴嘴與收集裝置260之間的垂直距離可為約10~50 cm。
本發明之另一技術態樣是在提供一種上述不織布100的製造方法，其包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。)：
(1)以梳理機構210處理複數個短纖維110。
(2)以氣流225將複數個天然角質纖維120喂入與短纖維110混合。
(3)以氣流225將混合後之天然角質纖維120與短纖維110送入熔噴半熔融絲幕245中，使得複數個熔噴纖維130與天然角質纖維120和短纖維110纏結成連續的網狀結構。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布100的製造方法更包含下列步驟：
(4)收集熔噴纖維130、天然角質纖維120與短纖維110所纏結成的網狀結構，並使其形成連續有一定物理強度的卷材。
在本發明一或多個實施方式中，上述之不織布100的製造方法更包含下列步驟：
(2.5)在將混合後之天然角質纖維120與短纖維110送入熔噴半熔融絲幕145前，以氣流梳理裝置梳理混合後之 天然角質纖維120與短纖維110。簡言之，在送入熔噴半熔融絲幕145前，製造者可以另外的氣流梳理裝置來梳理天然角質纖維120與短纖維110，以期天然角質纖維120與短纖維110混合地更均勻，使得所製成的不織布100品質更佳。
上述之氣流梳理裝置可為梳理機構210的一個次元件，該氣流梳理裝置能夠以氣流來梳理天然角質纖維120與短纖維110，讓兩者的混合更均勻。
在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(3)包含：
(3.1)將梳理後之天然角質纖維與短纖維送入熔噴半熔融絲幕中，使得熔噴纖維130與天然角質纖維120和短纖維110纏結成連續的網狀結構。
實施例
以下將揭露本發明數個實施例，藉此說明上述實施方式之製造設備與製造方法，確實能夠製造出所需要的不織布。應瞭解到，在以下敘述中，已經在上述實施方式中提到的參數將不再重複贅述，僅就需進一步界定者加以補充，合先敘明。
在以下數個實施例中，製造者將以第2圖之製造設備製備不織布，其尺寸與製程參數如表一所示。在以下實施例1~3中，短纖維的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)，天然角質纖維的材質為650 FP(Fill Power)之羽絨，熔噴纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)。
依照以上表一之參數所製得的不織布，其熔噴纖維、短纖維與天然角質纖維的重量比如表二所示。
以下將比較實施例4~5與比較例1~3之不織布，並將比較結果記錄於表三。實施例4~5為以第2圖之製造設備所製備之不織布。比較例1為僅包含熔噴纖維的不織布。比較例2為僅包含熔噴纖維與短纖維的不織布。比較例3為僅包含熔噴纖維與天然角質纖維的不織布。在以上實施例4~5與比較例1~3中，短纖維的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)，天然角質纖維的材質為650 FP(Fill Power)之羽絨，熔噴纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)。除此之外，實施例4~5與比較例1~3的尺寸與製程參數均相同。
由以上數據可以清楚地看出來，實施例4~5的基重均勻度可大於90%(具體為92%~94%)，且實施例4~5因為具有短纖維，因此其蓬鬆度可達12~30 cm3/g的程度(具體為18.0~29.1 cm3/g)，柔挺性可小於3 cm(具體為2.7~2.8 cm)，這些數據均較比較例1~3為優。
以下將比較實施例6與比較例4~6之不織布，並將比較結果記錄於表四~表五。實施例6為以第2圖之製造設備所製備之不織布。比較例4為僅包含熔噴纖維的不織布。比較例5為僅包含熔噴纖維與短纖維的不織布。比較例6為3MTM ThinsulateTM棉材。在以上實施例6與比較例4~6中，短纖維的材質為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)，天然角質纖維的材質為650 FP(Fill Power)之羽絨，熔噴纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)。除此之外，實施例6與比較例4~6的尺寸與製程參數均相同。
由以上數據可以清楚地看出來，實施例6因為具有羽絨，因此相較於比較例6，保暖性能提昇17%~41%，保溫率提昇34%，壓縮回復性提昇3%。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧不織布
110‧‧‧短纖維
120‧‧‧天然角質纖維
130‧‧‧熔噴纖維
200‧‧‧製造設備
210‧‧‧梳理機構
220‧‧‧氣流源
225‧‧‧氣流
230‧‧‧喂入流道
240‧‧‧熔噴機
245‧‧‧熔噴半熔融絲幕
250‧‧‧匯入流道
260‧‧‧收集裝置
第1圖繪示依照本發明一實施方式之不織布的示意圖。
第2圖繪示依照本發明一實施方式之不織布的製造設備的示意圖。
100‧‧‧不織布
110‧‧‧短纖維
120‧‧‧天然角質纖維
130‧‧‧熔噴纖維

Claims (12)

  1. 一種不織布，包含：複數個短纖維；複數個天然角質纖維；以及複數個熔噴纖維，與該些短纖維和該些天然角質纖維纏結成連續的一網狀結構。
  2. 如請求項1所述之不織布，其中該些熔噴纖維黏合該些短纖維與該些天然角質纖維。
  3. 如請求項1所述之不織布，其中該些熔噴纖維的直徑為約0.5~10 μm。
  4. 如請求項1所述之不織布，其中該不織布包含約2.5%~95%重量份之該些熔噴纖維、約2.5%~95%重量份之該些短纖維以及約2.5%~95%重量份之該些天然角質纖維。
  5. 如請求項1所述之不織布，其中該些熔噴纖維的材質為可熔噴的熱塑性樹脂(Thermoplastic resin)。
  6. 如請求項1所述之不織布，其中該些熔噴纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)、聚乙烯(Polyethylene；PE)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane； TPU)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚合物之熱塑性彈性體(Thermoplastic elastomers；TPE)、熱塑性橡膠(Thermoplastic rubbers；TPR)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(Poly trimethylene terephthalate；PTT)、聚對苯二酸丁二酯(Polybutylene terephthalate；PBT)、聚乳酸(Polylactide；PLA)、纖維素(Cellulose)、聚苯乙烯(Polystyrene；PS)、聚醯胺(Polyamide；PA)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene；PTFE)、熱熔膠、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(Ethylene-methyl acrylate copolymer；EMA)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene vinyl acetate copolymer；EVA)或上述之任意組合。
  7. 如請求項1所述之不織布，其中該些短纖維的材質為聚丙烯(Polypropylene；PP)、聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、尼龍(Nylon)、壓克力(Acrylics)、彈性纖維(Elastic Fibers)、橡膠、氨綸或上述之任意組合。
  8. 一種不織布的製造設備，包含：一梳理機構，用以處理複數個短纖維；一氣流源，用以產生一氣流；一喂入流道，用以將該氣流導引至該梳理機構，藉此以該氣流梳開該些短纖維，並將複數個天然角質纖維喂入該些短纖維之間的間隙； 一熔噴機，用以產生一熔噴半熔融絲幕，該熔噴半熔融絲幕包含複數個半熔融的熔噴纖維於其中；以及一匯入流道，用以將該氣流導引至該熔噴半熔融絲幕，使得該些天然角質纖維與該些短纖維藉由該氣流而匯入該熔噴半熔融絲幕，進而讓該些熔噴纖維與該些天然角質纖維和該些短纖維纏結成連續的一網狀結構。
  9. 如請求項8所述之不織布的製造設備，更包含：一收集裝置，用以收集該網狀結構以形成連續的一卷材。
  10. 一種不織布的製造方法，包含：以一梳理機構處理複數個短纖維；以一氣流將複數個天然角質纖維喂入與該些短纖維混合；以及以該氣流將混合後之該些天然角質纖維與該些短纖維送入一熔噴半熔融絲幕中，使得複數個熔噴纖維與該些天然角質纖維和該些短纖維纏結成連續的一網狀結構。
  11. 如請求項10所述之不織布的製造方法，更包含：收集該網狀結構以形成連續的一卷材。
  12. 如請求項10所述之不織布的製造方法，更包含：在將混合後之該些天然角質纖維與該些短纖維送入該 熔噴半熔融絲幕前，以一氣流梳理裝置梳理混合後之該些天然角質纖維與該些短纖維；以及其中將混合後之該些天然角質纖維與該些短纖維送入該熔噴半熔融絲幕中之步驟包含：將梳理後之該些天然角質纖維與該些短纖維送入該熔噴半熔融絲幕中。
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