TW201643042A

TW201643042A - 雙層彈性材料

Info

Publication number: TW201643042A
Application number: TW104118044A
Authority: TW
Inventors: 鄔德恕
Original assignee: 鄔德恕
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2016-12-16

Abstract

一種雙層彈性材料，包含一第一彈性層及一第二彈性層。第一彈性層為一熱熔發泡粒子成形體，具有400~800kPa的拉伸強度，第二彈性層設置於第一彈性層的一側，係由複數個熱塑性聚胺基甲酸酯纖維交聯形成的一立體結構，且第二彈性層的回彈性大該第一彈性層、第二彈性層的密度小於第一彈性層，藉由不同的彈性層之組合，從而能提供質輕、高強度、高回彈性、透氣、不易變形等特性，以提供更廣泛的應用。

Description

雙層彈性材料

本發明涉及一種彈性材料，尤其是一種雙層彈性材料。

在一般的生活週遭，彈性材料例如塑膠、橡膠、乳膠、泡棉等，以廣泛地應用於鞋墊、床墊、防護用具及安全帽等。彈性材料主要能夠藉由彈性來吸收衝擊力，減少反作用力，以達到緩衝的功效。

唯，一般的材料往往難以同時具有彈性與機械強度的兩種特性，具有高強度材料，通長較為笨重、且在面對高應力時，應變仍不足，而容易產生破裂。此外，由於材質不透氣，一般人在穿戴後感到濕熱，因身體不適而使心裡容易排斥，而降低了穿戴者的意願，反而在需要保護時受到更嚴重的受傷。但是一般透氣材質，機械強度不足、抗衝擊性也不足，因而難以做為護具使用。

基於此，需要一種高強度、透氣的材料，來解決上述的問題。

基於此，本發明的主要目的在於提供一種雙層彈性材料。雙層彈性材料包含一第一彈性層及一第二彈性層。第一彈性層為一熱熔發泡粒子成形體，具有400~800kPa的拉伸強度。第二彈性層設置於第一彈性層的一側，係由複數個熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)纖維交聯形成的一立體結構，且該第二彈性層的回彈性(Rebound)大於該第一彈性層、該第二彈性層的密度小於該第一彈性層。

在一實施例中，第一彈性層與第二彈性層可以由一黏膠層相互黏合。

在一實施例中，第二彈性層的剖面結構包含複數個孔隙，且第一彈性層上還開設有至少一透孔，從而外部的氣體能進入第二彈性層中、而第二彈性層中的氣體也能導出至外部，藉此達到透氣的功能。

在一實施例中，第一彈性層係將複數個發泡粒子以蒸氣熔合(Stream Fusion)而形成，且發泡粒子包含膨脹熱塑性聚胺基甲酸酯(expanded thermoplastic polyurethane，E-TPU)、膨脹聚乙烯(expanded polyethylene，E-PE)、膨脹聚丙烯(expanded polypropylene，E-PP)的至少其中之一。又第二彈性層係以熱抽拉製程(Thermal Drawing)而形成。

在一實施例中，第一彈性層的回彈性為40~70%、密度為100至200kg/m³ 。第二彈性層的回彈性為60~100%、密度為40至150kg/m³ 。

在一實施例中，第一彈性層的吸水率低於2%。

在一實施例中，在第一彈性層受一壓縮應力(Compressive stress)範圍為40至365kPa，第一彈性層之應變(Strain)範圍為10至65%。

藉由結合兩種不同特性的彈性材料層所組成之雙層彈性材料，可以將第一彈性層設置於外層，以提功高強度、高抗衝擊性，而將第二彈性層設置於內部，減輕整體重量、並達到透氣、高回彈性、不易變形等特性，從而能運用於護具、安全帽、防護墊、衣物等，達到機能性的效果，並提高使用者穿戴的意願。

以下在實施方式中詳細敘述本發明知詳細特徵以及優點，其內容組已使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並以據以實施，且根據本說明書所接露之內容、申請專利範圍即圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

參閱第1圖，雙層彈性材料的示意圖。如第1圖所示，雙層彈性材料1包含一第一彈性層10及一第二彈性層20。第一彈性層10係為一熱熔發泡粒子成形體。第一彈性層10係將複數個發泡粒子以蒸氣熔合(Stream Fusion)而形成。該等發泡粒子包含膨脹熱塑性聚胺基甲酸酯(expanded thermoplastic polyurethane，E-TPU)、膨脹聚乙烯(expanded polyethylene，E-PE)、膨脹聚丙烯(expanded polypropylene，E-PP)的至少其中之一。

第二彈性層20設置於第一彈性層10的一側，係由複數個熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)纖維交聯形成的一立體結構。通常，第二彈性層20係用熱抽拉製程(Thermal Drawing)而形成，該些纖維相互交聯，形成一類網狀的立體結構。此外，第一彈性層10與第二彈性層20，可以藉由一黏膠層30互黏合。黏膠層30可以為熱塑性聚胺基甲酸酯膠。更進一步地，第一彈性層10與第二彈性層20可藉由熱熔方式彼此連接。

基於DIN EN ISO 1798的測試標準，第一彈性層10的拉伸強度為400~800kPa，較佳地為500~700kPa，且受到破壞應力的延展 (Elongation at break)為90~180%，較佳為100~150%。又，基於In Line with ISO 844的測試標準，第一彈性層10且受一壓縮應力(Compressive stress)範圍為40至365kPa時，第一彈性層10相對之壓縮應變(Strain)範圍為10至65%。例如，受到40~100kPa的壓縮應力時，壓縮應變的範圍為5~25%；受到100~250 kPa的壓縮應力時、壓縮應變的範圍為15~35%；受到250~365 kPa的壓縮應力時、壓縮應變的範圍為35~65%。一般而言，第一彈性層10提供了雙層彈性材料1的機械強度。

此外，第二彈性層20的密度小於第一彈性層10，且基於DIN EN ISO 8307的測試標準，第二彈性層20的回彈性(Rebound)大於該第一彈性層10。第一彈性層10的回彈性為40~70%、密度為100至200kg/m³ 、第二彈性層20的回彈性為60~100%、密度為40至150kg/m³ 。第二彈性層20的主要功能在於賦予雙層彈性材料1質輕、不易變形的機械性質。

參閱第2圖及第3圖，分別為第一彈性層及第二彈性層的立體剖面示意圖。如第2圖所示，第一彈性層10中包含複數個發泡粒子11，由於經過蒸氣熔合，發泡粒子11的邊界111相連。如第3圖所示，第二彈性層20的剖面結構，包含複數個孔隙21，從而第二彈性層20還能提供透氣的功能。進一步地，再次參考第2圖，第一彈性層10還包含至少一透孔13，能使外部的氣體能進入第二彈性層20中、而第二彈性層20中的氣體也能導出至外部。

更進一步地，根據DIN53428的測試標準，第一彈性層10放置一天後的吸水率低於2%，進而第一彈性層10也提供了防水的功能。

以上實施方式的技術特徵主要在於藉由結合兩種不同特性的彈性材料層所組成之雙層彈性材料，例如，可以將第一彈性層設置於外層，以提功高強度、高抗衝擊性，而將第二彈性層設置於內部，減輕整體重量、並達到透氣、高回彈性、不易變形等特性，從而能運用於護具、安全帽、防護墊、衣物等，達到機能性的效果，並提高使用者穿戴的意願。利用材料的組合來組配出所需的優異性質，而能達到更廣泛的應用。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，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所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，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。

1‧‧‧雙層彈性材料
10‧‧‧第一彈性層
11‧‧‧發泡粒子
111‧‧‧邊界
13‧‧‧透孔
20‧‧‧第二彈性層
21‧‧‧透孔
30‧‧‧黏膠層

第1圖為雙層彈性材料的示意圖。第2圖為第一彈性層的立體剖面示意圖。第3圖為第二彈性層的立體剖面示意圖。

1‧‧‧雙層彈性材料

10‧‧‧第一彈性層

20‧‧‧第二彈性層

30‧‧‧黏膠層

Claims

一種雙層彈性材料，包含：一第一彈性層，為一熱熔發泡粒子成形體，該第一彈性層的拉伸強度為400~800kPa；以及一第二彈性層，設置於該第一彈性層的一側，係由複數個熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)纖維交聯形成的一立體結構，且該第二彈性層的回彈性(Rebound)大於該第一彈性層、該第二彈性層的密度小於該第一彈性層。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層與該第二彈性層，係由一黏膠層相互黏合。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層上還開設有至少一透孔。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第二彈性層的剖面結構包含複數個孔隙。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層係將複數個發泡粒子以蒸氣熔合(Stream Fusion)而形成。
如請求項5所述之雙層彈性材料，其中該等發泡粒子包含膨脹熱塑性聚胺基甲酸酯(expanded thermoplastic polyurethane，E-TPU)、膨脹聚乙烯(expanded polyethylene，E-PE)、膨脹聚丙烯(expanded polypropylene，E-PP)的至少其中之一。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第二彈性層係以熱抽拉製程(Thermal Drawing)而形成。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層的回彈性為40~70%、密度為100至200kg/m³ 、該第二彈性層的回彈性為60~100%、密度為40至150kg/m³ 。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層的吸水率低於2%。
如請求項1所述之雙層彈性材料，其中該第一彈性層受一壓縮應力(Compressive stress)範圍為40至365kPa，該第一彈性層之應變(Strain)範圍為10至65%。