TWI684521B - 複合層壓製品及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

在此揭示一種複合層壓製品及其製備方法。依據某些實施方式，複合層壓製品包含聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)纖維織布層、PET不織布層壓板，以及PET膜介於PET纖維織布層和PET不織布層壓板之間。在某些實施方式中，複合層壓製品更包含低密度PET不織布層介於PET膜和PET不織布層壓板之間。依據本揭示內容之實施方式，複合層壓製品不包含熱固性粘合劑，因此，所述複合層壓製品能夠百分之百回收。

Description

複合層壓製品及其製備方法
本揭示內容是關於複合層壓製品；特別是以聚乙烯對苯二甲酸酯 (PET)所製成的複合層壓製品。
各種類型的熱塑性材料可廣泛應用在日常生活用品中，然而，大熱塑性材料的大量使用，在其使用壽命終結後，將衍生出許多處理上的相關問題。
目前，熱塑性產品的處理方式主要為焚燒、掩埋、使其具有生物可降解的特性或被回收。
在大多數已開發國家，垃圾掩埋仍然是處理熱塑性材料廢棄物的主要手段。隨著環保意識抬頭，許多國家正嘗試透過發展回收和再利用的方式，來減少焚化爐和垃圾掩埋所處理的廢棄量。然而，許多國家的努力獲得了不同程度的正向結果。依據經濟合作暨發展組織（Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)的統計數據，德國在廢棄物回收方面處於世界領先地位，在2014年間有66％的都市廢棄物可以回收或製成堆肥，其次是韓國（59％）和奧地利（58％）。相較之下，在美國都市廢棄物的回收率僅有34％。
在不同的國家中，可能有多種原因導致回收率低；其中，再生產品所產生的價值無疑是一個重要因素。目前，大多數的廢塑料飲料容器（例如，由PET所製成）會被回收，用以製造新的PET飲料瓶或PET纖維。因此，提供高價值的再生產品，能夠提升回收率。
有鑑於此，本領域需要提供能夠廣泛應用的再生材料和製造該材料的方法，以改善先前技術的不足。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本發明之一態樣係有關於一種複合層壓製品。本發明複合層壓製品的優點在於其完全是由聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, 以下簡稱PET)所製成。依據本揭示內容多種不同的實施方式，所述複合層壓製品整體或部分可以是由再生PET所製成。利用結合不同特性的PET材料(如，熔化溫度)，能夠獲得具有多種不同圖樣、觸感和質感的複合層壓製品，藉以提升本發明複合層壓製品的價值。再者，基於本發明複合層壓製品整體是由PET所組成，於複合層壓製品使用壽命終結後，該製品整體能直接進行回收處理。
依據本揭示內容一實施方式，複合層壓製品包含一PET纖維織布層、PET不織布層壓板，和PET膜介於PET纖維織布層和PET不織布層壓板之間。在此實施方式中，至少一部分PET膜是經由一製程熔化；在此方式中，經熔化的PET作為粘合劑，使PET纖維織布層和PET不織布層壓板固定在一起。
在某些可任選的實施方式中，複合層壓製品更包含一低密度PET不織布層，其介於PET膜和PET不織布層壓板之間。在某些其他任選的實施方式中，低密度PET不織布層介於PET纖維織布層和PET膜之間。具體而言，低密度PET不織布層包含複數個針軋PET織布。依據本發明多種實施方式，所述低密度PET不織布層的密度低於13公斤/立方公尺(kg/m3 )；較佳為低於6.5公斤/立方公尺。
依據本發明部分可任選的實施方式，PET不織布層壓板具有至少一種下述的機械特性：拉張強度(tensile strength)至少32百萬帕(Mpa)、降服強度(yield strength)至少15百萬帕、撓曲強度(flexural strength)至少18百萬帕，以及撓曲模數(flexural modulus)至少640百萬帕。
依據本發明特定的實施方式，複合層壓製品不包含任一種熱固性粘合劑(thermoset binder)。
依據本發明實施方式，PET膜的熔化溫度低於PET纖維織布層表面PET的熔化溫度，或者是PET不織布層壓板的熔化溫度。此外，在特定任選的實施方式中，PET膜的熔化溫度低於低密度PET不織布層PET的熔化溫度。
本發明複合層壓製品可以製成多種不同的產品。舉例而言，依據某些實施方式，所述複合層壓製品可以是一椅殼。
依據本揭示內容某些實施方式，PET纖維織布層、PET膜、低密度PET不織布層，和PET不織布層壓板皆由再生PET (recycled PET)所製成。
本發明其他態樣是關於一種製備複合層壓製品的方法。依據本揭示內容的原理和精神，複合層壓製品整體是由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)所製成，所述PET可以是再生PET或新的PET。本發明方法的優點在於利用不同特性的PET材料(如，熔化溫度)製備複合層壓製品；因此，藉由調整製程參數(例如，加熱溫度或施加的壓力)，則能夠得到具有不同圖樣、觸感和質感的複合層壓製品。本發明以此方式能夠提升所得到的複合層壓製品的價值。
依據本揭示內容特定的實施方式，所述方法包含以下步驟：(a)利用一第一壓力和一第一溫度以一塑形模具對多個PET不織布進行加壓及加熱，其中該第一溫度高於PET不織布熔化溫度；(b)讓步驟(a)之該經熱壓的PET不織布降溫，獲得具有與該塑形模具相對應形狀的PET不織布層壓板；(c)形成一層疊物，其包含一PET纖維織布層、一PET膜，以及該步驟(b)之該PET不織布層壓板，其中該PET膜介於該PET纖維織布層和該PET不織布層壓板之間，其中該PET膜之熔化溫度低於該PET纖維織布層表面PET的該熔化溫度或該PET不織布層壓板的該熔化溫度；以及(d)利用一第二壓力和一第二溫度以一層壓模具加壓加熱該步驟(c)的層疊物，其中該第二壓力低於該第一壓力，該第二溫度高於該PET膜的熔化溫度，且低於該PET纖維織布層表面的PET的熔化溫度和該PET不織布層壓板的熔化溫度，以及該層壓模具接觸至少一部份層疊物，以形成該複合層壓製品。
在任選的實施方式中，其中所述產品（即，複合層壓製品）包含一低密度PET不織布層，在步驟(c)更包含將低密度PET不織布層置於PET膜和PET不織布層壓板之間。另外，所述步驟(c)包含將低密度PET不織布層置於PET纖維織布層和PET膜之間。低密度PET不織布層包含多個針軋PET織布。此外，在步驟(d)中，第二溫度低於低密度PET不織布層PET的熔化溫度。
依據本發明實施方式，所述方法更包含以下步驟：(e)利用雷射切割(laser cutting)、電腦數值控制切割(computer numeral control, CNC)、水射流切割(cutting, water jet cutting)或模切(die cutting)切除該複合層壓製品多餘的織布。舉例而言，雷射切割是利用五軸雷射切割技術(5-axis laser cutting technique)所完成。
在不同的實施方式中，在步驟(a)中，第一溫度是180至250°C，以及第一壓力是180至250公斤力/平方公分(kgf/cm2 )。在其他可任選的實施方式中，在步驟(d)中，第二溫度是150至200°C，以及第二壓力是120至180公斤力/平方公分。
依據本發明特定的實施方式，所述方法不包含應用熱固性粘合劑的步驟。
在參閱下文實施方式及所附圖式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
雖然用以界定本發明較廣範圍的數值範圍與參數皆是約略的數值，此處已盡可能精確地呈現具體實施例中的相關數值。然而，任何數值本質上不可避免地含有因個別測試方法所致的標準偏差。在此處，「約」通常係指實際數值在一特定數值或範圍的正負10%、5%、1%或0.5%之內。或者是，「約」一詞代表實際數值落在平均值的可接受標準誤差之內，視本發明所屬技術領域中具有通常知識者的考量而定。當可理解，除了實驗例之外，或除非另有明確的說明，此處所用的所有範圍、數量、數值與百分比(例如用以描述材料用量、時間長短、溫度、操作條件、數量比例及其他相似者)均經過「約」的修飾。因此，除非另有相反的說明，本說明書與附隨申請專利範圍所揭示的數值參數皆為約略的數值，且可視需求而更動。至少應將這些數值參數理解為所指出的有效位數與套用一般進位法所得到的數值。在此處，將數值範圍表示成由一端點至另一端點或介於二端點之間；除非另有說明，此處所述的數值範圍皆包含端點。
除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
此外，在本說明書與申請專利範圍中，「至少一」與「一或更多」等表述方式的意義相同，兩者都代表包含了一、二、三或更多。更有甚者，在本說明書與申請專利範圍中，「A、B及C其中至少一者」、「A、B或C其中至少一者」以及「A、B和/或C其中至少一者」係指涵蓋了僅有A、僅有B、僅有C、A與B兩者、B與C兩者、與C兩者、以及A、B與C三者。
本揭示內容提供一種新穎複合層壓製品及其製備方法。本發明複合層壓製品是以不同特性的聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，簡稱PET)(如，熔化溫度)製備而成，其中PET材料可以是新的PET、再生PET或其組合。因此，藉由調整製程，最終所得到的產品可以具有特定的圖樣、觸感和質感，以滿足消費者的需求。本發明以此方式能夠提升所述複合層壓製品的價值，尤其是以回收材料所製成的複合層壓製品。另一方面，基於本發明複合層壓製品是以PET所製成，因此複合層壓製品使用年限到了之後容易進行回收處理。
此外，一般以熱塑材料所製成的複合層壓製品通常採用熱固性樹脂（例如，合成熱固性樹脂或天然熱固性橡膠）作為粘合劑或膠粘劑，故，多層結構之間是藉由粘合劑結合形成層狀物。然而，一般回收熱塑性材料的方法，無法處理熱固性樹脂。因此，當丟棄一般含有熱固性樹脂的複合物時，除非進行某些預處理步驟以去除熱固性樹脂，否則這些物品是無法直接以回收步驟處理，故，對於回收處理而言，將造成額外的金錢和時間成本。相對地，依據本揭示內容的原理和精神，本發明未使用熱固性樹脂作為粘合劑將不同層狀物固定在一起，藉使產生的複合層壓製品直到通常使用生命週期過後，能夠直接進行回收處理。
可以理解的是，本發明複合層壓製品包含複數個PET材料層，其係以層壓形成一物品。請參見圖1，其係依據本揭示內容特定實施方式所繪示複合層壓製品100中複數個PET層的配置方式。如圖1所示，複合層壓製品(composite laminated article)100從底部到頂部是由PET不織布層壓板(nonwoven laminated board)102、PET膜104和PET纖維織布層(fiber fabric layer)106所組成。可以理解的是本發明複合層壓製品較佳是由熱壓技術所製成，因此，在所述製程中，至少一部分的PET膜104加熱到熔點Tm (melting point)值時而熔化，並且經熔化的PET冷卻後固化，藉使將PET不織布層壓板102和PET纖維織布層106固定在一起。因此，雖然圖1所示的PET膜104在複合層壓製品中是一平坦完整的薄膜，但一部分的PET膜104仍可能比其它部分薄，亦或在某些實例中，最終的PET膜在熱壓過程中可能會產生部分空隙。在相似的情況下，最終複合層壓製品中的PET纖維織布層表面也不是平坦的；在多個部分上可見到多個凹處，其為製程中被模具壓製所形成的，最終使得複合層壓製品上有獨特的圖樣能夠吸引消費者。
可以理解的是PET纖維織布層106是藉由複數個PET纖維所製成。這些PET纖維可以是單組分纖維（single-component）或多組分PET纖維(multi-component PET fibers)。單組分PET纖維是由實質上均勻的PET母料（masterbatches）所製成。在多組分PET纖維中，常見的纖維包含包含皮芯纖維(core-sheath fibers)和海島纖維（islands-in-a-seafibers），其中一種PET成分的特性與其他成分的特性（如，熔化溫度）不同。在較佳的實施方式中，所述PET纖維織布層106在製備過程中沒有被熔化，使得最終的複合層壓製品保留了織物的外觀。另一方面，PET膜104經熔化作為粘合劑使用，用以將PET纖維織布層106和PET不織布層壓板102固定在一起。有鑑於此，PET膜104的融化溫度（meting temperature, 簡稱Tm）應低於PET纖維織布層106的Tm值。具體而言，PET纖維織布層106是由單組分PET纖維所製成，所述PET纖維的Tm值高於PET膜104的Tm值。以多組分PET纖維所製成的PET纖維織布層106而言，多組分PET纖維最外部的PET成分的Tm值應高於PET膜104的Tm值，因此在製備過程中PET纖維織布層106的PET纖維不會被熔化。
在本揭示內容特定的實施方式中，PET膜104的Tm值的範圍約120至180°C；較佳為140至160°C。舉例而言，PET膜104的Tm值為約120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175或180°C。另一方面，PET纖維織布層106的PET纖維(或其最外部)之Tm值的範圍為約230至280°C；較佳為240至270°C。舉例而言，所述PET纖維織布層106的PET纖維(或其最外部)之Tm值為約230、235、240、245、250、255、260、265、270、275或280°C。
PET不織布層壓板102包含多個PET不織布，其係由熱壓法所製成。在熱壓的過程中，PET不織布會被熔化，使得所述多個PET不織布能夠緊密連接，形成所述PET不織布層壓板102，其具有一或多種得以滿足最終複合層壓製品預期用途的機械特性。依據本發明特定任選的實施方式，PET不織布層壓板102的拉張強度(tensile strength)至少32百萬帕(Mpa)；較佳為，拉張強度為至少40百萬帕。再者，PET不織布層壓板102的降服強度(yield strength)至少15百萬帕；較佳的降服強度是至少20百萬帕。依據某些實施方式，PET不織布層壓板102的撓曲強度(flexural strength)為至少18百萬帕；較佳為，至少20百萬帕。此外，PET不織布層壓板102之撓曲模數(flexural modulus)至少640百萬帕；較佳為，至少650百萬帕。
可以理解的是，當製成PET不織布層壓板102後，在後續的製程中所述層板不會被熔化，因此PET不織布層壓板102仍保持它原有的機械特性。再者，PET不織布層壓板102的Tm值應比PET膜104的Tm值低。依據某些實施方式，用來形成PET不織布層壓板102的多個PET不織布可具有不同的熔化溫度，並且在這些情況下， PET不織布層壓板102其最上層和最下層中的PET不織布的熔化溫度應高於PET膜104的Tm值，以避免後續於熔化PET膜104的步驟中，PET不織布層壓板102軟化或熔化。
在本揭示內容特定的實施方式中，PET不織布層壓板102的Tm值為約180至250°C；較佳為，200至230°C。舉例而言，PET不織布層壓板102的Tm值為約185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、或250°C。
在部份實施方式中，PET不織布層壓板102的Tm值為約230°C，PET膜104的Tm值為約150°C，以及PET纖維織布層106(或其最外面部)中PET纖維的Tm值為約260°C。
依據本揭示內容可任選的實施方式，PET膜的熔化溫度低於PET纖維織布層表面PET的熔化溫度，以及PET不織布層壓板的熔化溫度。此外，在特定任選的實施方式中，PET膜的熔化溫度低於低密度PET不織布層中PET的熔化溫度。
本發明複合層壓製品能夠被應用於各種設置中。舉例而言，所述複合層壓製品可以作為室內裝飾，使牆壁、天花板或地板具有獨特的外觀。此外，所述複合層壓製品可作為隔間使用，如，作為辦公室隔板的一部份。在部份實施方式中，所述複合層壓製品可以是家具的一部份，例如，椅殼、桌板、櫥櫃門片或櫃子。圖3A為依據本揭示內容一實施方式所繪示椅殼的製備流程。
依據本發明特定實施方式，複合層壓製品除了圖1所示之結構外可以額外包含一或多個附加層。舉例而言，圖2A和圖2B分別繪示包含附加層的複合層壓製品的示意圖，例如，低密度PET不織布層208。通常低密度PET不織布層208包含複數個針軋PET織布(needle-punched PET fabrics)；所述針軋PET織布具有多個由針軋所形成的空隙，因此，相較於未針軋的PET織布，針軋PET織布的密度較低。可以理解的是該些針軋PET織布作為緩衝墊，提供所述複合層壓製品的柔軟度。依據本揭示內容各種實施方式，低密度PET不織布層208是由複數個針軋PET織布所組成，其可以增加複合層壓製品的舒適性、支撐性和/或吸收衝擊。此外，所述低密度PET不織布層208可包含一或多層以下的任一種織布：水針不織布(spun-lace nonwoven fabrics)、熱黏合不織布(thermal-bond nonwoven fabrics)、紡黏不織布(spun-bond nonwoven fabrics)和樹脂黏合不織布(resin bond non-woven fabrics)。可以理解的是這些不織布上具有複數個空隙，藉使展現低密度的特性。
依據本揭示內容各種實施方式，低密度PET不織布層208的密度低於13公斤/立方公尺。舉例而言，所述低密度低於0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5或13公斤/立方公尺。
可以理解的是，上述圖1A所述之PET不織布層壓板102、PET膜104和PET纖維織布層106的組成和特性亦適用於此。因此，為簡潔起見，相應的描述在此不另贅述。
參見圖2A，其中複合層壓製品200A從頂部到底部包含PET纖維織布層206、PET膜204、低密度PET不織布層208和PET不織布層壓板202。此外，在圖2B的複合層壓製品200B中，最上層和最下層的織布與圖2A的相同，除了低密度PET不織布層208是位於PET纖維織布層206和PET膜204之間。在其他實例中，為了維持低密度PET不織布層208的吸震性能，在熔化PET膜204的步驟中低密度PET不織布層208不被熔化較佳。有鑑於此，低密度PET不織布層208的Tm值應高於PET膜204的Tm值。
在本揭示內容特定的實施方式中，低密度PET不織布層208之Tm值的範圍為約230至280°C；較佳為240至270°C。舉例而言，低密度PET不織布層208的Tm值為約230、235、240、245、250、255、260、265、270、275或280°C。
在部份實施方式中，PET不織布層壓板202的Tm值為約230°C，PET膜204的Tm值為約150°C，PET纖維織布層206的PET纖維（或最外部）的Tm值約260°C，以及低密度PET不織布層208的Tm亦約260°C。
再者，在熔化PET膜204步驟中，PET膜204中部分的PET成分會被熔化，並且部份熔化的PET將穿透針軋PET的縫隙，當其冷卻後可以作為粘合劑將其他部份固定在一起。具體而言，在複合層壓製品200A中，經熔化的PET膜204所產生的PET能夠透過低密度PET不織布層208的縫隙，接觸到PET不織布層壓板202，藉使將PET不織布層壓板202和低密度PET不織布層208及位於PET膜204其他側的PET纖維織布層206結合在一起。依據另一實施方式，在複合層壓製品200B中，經熔化PET膜204所產生的PET能夠透過低密度PET不織布層208的縫隙，接觸到PET纖維織布層206，藉使將PET纖維織布層206和低密度PET不織布層208位於PET膜204其他側的PET不織布層壓板202結合在一起。
圖3A為依據本揭示內容一實施方式所示製備複合層壓椅殼的示意圖，以及圖3B是圖3A製備複合層壓椅殼的爆炸圖。
首先參照圖3A。在步驟1中，將由複數個PET不織布301所形成的層疊物(在此稱為層疊物301)以第一熱壓步驟處理，所述步驟中採用一包含陽模321（或芯板）和陰模323（或模腔）的塑形模具320。可以理解的是，圖3A所示之實施方式係關於椅殼製程，因此，塑形模具320的陽模321和陰模323設計成椅殼的構造。然而，本揭示內容並不限於此；在其他實施方式中，所述塑形模具相對應特定的複合層壓製品具有不同的形狀。
具體而言，層疊物301置於陽模321和陰模323之間；接著，將兩個模具分別壓在層疊物301的上表面和下表面，並且施加適當熱能和壓力於層疊物301上，並持續施以一足夠的時間。具體而言，以第一溫度加熱層疊物301，其中該第一溫度足以軟化或熔化PET不織布中的PET成分，使多個PET不織布能夠結合在一起。再者，在第一壓力的作用下層疊物301被壓縮而緊實，使得所製得的層壓板展現一或多個特定的機械特性。
可以理解的是，步驟1所使用的第一溫度可基於PET不織布中PE成分的熔點(meltingpoint，簡稱Tm值)而異；亦即，第一溫度應等於或高於PET不織布中PET成分的Tm值，以於步驟1中軟化或熔化PET不織布。依據本揭示內容各種實施方式，所述第一溫度是180至250°C；較佳為200至230°C。舉例而言，所述第一溫度為約180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245或250°C。在部份實施方式中，PET不織布的Tm值為約200°C，其中第一溫度為約220°C。
另一方面，步驟1所使用的第一壓力是用以產生特定的機械特性。舉例而言，所使用的第一壓力的範圍為約180至250公斤力/平方公分(kgf/cm2 )，導致PET不織布層壓板能夠具有特定的拉張強度、撓曲強度和/或撓曲模數。在一較佳的實施方式中，第一壓力的範圍為約190至250公斤力/平方公分。舉例而言，第一壓力包含約180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245或250公斤力/平方公分。在某些實施方式中，第一壓力為約200公斤力/平方公分。
於熱壓步驟後，接著進行步驟2，其中將步驟1經熱壓的PET不織布之層疊物301冷卻。在此方式中，所述經熱壓的層疊物301形成與塑形模具301所界定構型，藉使形成PET不織布層壓板301’，其具有與塑形模具301相對應的形狀。可以理解的是，步驟1所使用層疊物301尺寸大於最終複合層壓製品的尺寸(在本實施例中，圖3B的椅殼300)；然而，為簡化圖式，非最終產品部份的多餘織布在圖3A中以虛線表示。
接著，在步驟3中，複數個PET層分別具有不同的特性，經配置後形成層疊物309。在此所示的實施方式中，層疊物309從頂部到底部包含：PET纖維織布層305、PET膜303、低密度PET不織布層307，以及步驟2所形成的PET不織布層壓板301’。可以理解的是，層疊物309僅為例示，並且在某些實施方式中，可以省略低密度PET不織布層307，而在其他部份的實施方式中，低密度PET不織布層307可置於PET纖維織布層305和PET膜303之間。再者，在部份可任選的實施方式中，所述層疊物可包含其他具有特定特性的PET層。
接著，在步驟4中，利用層壓模具330以第二熱壓製程處理層疊物309。具體而言，將層疊物309置於層壓模具330的陽層壓模331和陰層壓模333之間；接著將兩個模具分別壓在層疊物309的上表面和下表面，並在一足夠的時間下，施用適當的熱能和壓力至層疊物309上。
依據本揭示內容的原理，在步驟4中，所選擇的第二溫度僅使PET膜303熔化，而其他成分層(例如，305、307、301’)實質上不會被熔化。為達到此一目的，第二溫度應高於PET膜303的熔化溫度且低於PET纖維織布層305表面PET的熔化溫度、低密度PET不織布層307的熔化溫度，以及PET不織布層壓板的熔化溫度。依據特定可任選的實施方式，第二溫度的範圍為約150至200°C；較佳為160至180°C。舉例而言，第二溫度為約150、155、160、165、170、175、180、185、190、195或200°C。在一可任選的實施方式中，PET膜的Tm值為約150°C，其中第二溫度為約180°C。
再者，第二壓力用以協助進行該些成分層(例如，301’、303、350和307)進行層壓。因此，所述第二壓力通常低於第一壓力。在某些可任選的實施方式中，第二壓力的範圍為約120至180公斤力/平方公分；較佳為140至160公斤力/平方公分。舉例而言，第二溫度為約120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175或180公斤力/平方公分。在某些實施方式中，第二壓力為約150公斤力/平方公分。
如圖所示，陽層壓模331上具有特定部份，使其僅接觸層疊物309上表面的一部份。具體而言，陽層壓模331上有複數個凸起331a。經第二熱壓製程，該些凸起331a接觸層疊物309的上表面，因此，僅部份相對應或鄰近凸起331a的PET膜303藉由加熱的過程被熔化。相反地，陽層壓模331的平坦面331b不會與層疊物309接觸，因此，在步驟4中，該部份並沒有對層疊物309加壓和加熱。可以理解的是，熔化部份經冷卻後硬化，會產生相對堅硬的特徵，其中剩餘未經熱壓製程影響的部份，由於最上層為PET纖維織布層305將維持原有織物的外觀，以及低密度PET不織布層307的柔軟性質。
】圖3A所示的製造方法的一優點在於，本發明所提出的方法不同於以往的製程，在本發明的方法中不使用任何熱固性粘合劑，例如合成樹脂或天然橡膠。因此，所得到的複合層壓製品是由100％的PET成分所製成，在到了使用年限後，可直接進行回收。
於完成步驟4之後，移除多餘的織布。舉例而言，多餘的織布可利用雷射切割(如，五軸雷射切割)、電腦數值控制(CNC)切割、水射流切割或模切方式切除。可以理解的是，這些多餘的織布全由PET成分所製成，因此，該些織布未經任何預處理，能夠直接進行回收。
參見圖3A和圖3B。依據本實施方式，所述椅殼300頂部到底部包含：PET纖維織布層306(從PET纖維織布層305切割出並成形)、PET膜304(從PET膜303切割出並成形)、低密度PET不織布層308(從PET不織布層307切割出並成形)，以及PET不織布層壓板302(從PET不織布層壓板301’切割出並成形)。
可以理解的是，在製程(特別是圖3A的步驟4)中，一部分的PET膜304經熔化後，熔化的PET穿透低密度PET不織布層308的縫隙，從而將該些組分層黏合在一起。然而，為了圖式簡潔易懂，圖3B中所示的PET膜304是以一完整的膜呈現。另一方面，PET纖維織布層306上所顯示的圖樣是由第二熱壓製程所導致的。具體而言，PET纖維織布層306上的凹槽306a之部分是藉由陽層壓模331之凸起331a經加壓和加熱而成，其他部份306b並未接觸凸起331a。在此方式中PET纖維織布層306外表面上的其他部份306b保留原PET纖維織布層的織物感。再者，低密度PET不織布層308上相對於PET纖維織布層306上其他部份306b之處，亦維持針軋PET織布的柔軟性。
下文提出多個實驗例來說明本發明的某些態樣，以利本發明所屬技術領域中具有通常知識者實作本發明，且不應將這些實驗例視為對本發明範圍的限制。據信習知技藝者在閱讀了此處提出的說明後，可在不需過度解讀的情形下，完整利用並實踐本發明。此處所引用的所有公開文獻，其全文皆視為本說明書的一部分。
實驗例1
製備椅殼
在此實施例中，依據本揭示內容所述方法製備椅殼。
以針軋(密度：100公斤/立方公尺，厚度：2公釐)製備PET不織布。以編織的方式製備所述PET纖維織布。以熔噴(melt-blown)的方式製備低密度PET不織布(密度：6.5公斤/立方公尺，厚度：20mm)。以滾壓(rolling)的方式製備PET膜(Tm：150°C，厚度：0.03公釐)。
堆疊25層PET不織布(尺寸：90公分*80公分)，接著以溫度200°C和50公斤力/平方公分的條件熱壓6分鐘。經熱壓的層疊物以具有椅殼形狀的塑形模具在壓力200公斤力/平方公分下處理5分鐘，並進行冷卻。經熱壓的PET不織布層壓板冷卻後，熔化的PET呈現相對應模具的形狀。接著，以堆疊的方式形成層疊物，從頂部至底部為PET纖維織布(尺寸：90公分*80公分)、2層PET膜(尺寸：90公分*80公分)、低密度PET不織布(尺寸：90公分*80公分)以及PET不織布層壓板。接著，利用一層壓模具將層疊物進行熱壓（處理條件：180°C和150公斤力/平方公分處理5分鐘）。脫模後，多餘的織布以五軸電腦數值控制(CNC)切除。
PET不織布層壓板的機械特性為：拉張強度為至少32MPa、降服強度為至少15MPa、撓曲強度為至少18MPa，以及撓曲模數為至少640MPa。
原則上所述機械特性足以承重體重至少約100公斤的成人。因此，本發明複合層壓製品適合作為椅殼使用。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
本發明主要元件符號列示如下： 100、200A、200B、300‧‧‧複合層壓製品 102、202、301’、302‧‧‧PET不織布層壓板 104、204、303、304‧‧‧PET膜 106、206、305、306‧‧‧PET纖維織布層 208、307、308‧‧‧低密度PET不織布層 301、309‧‧‧層疊物 306b‧‧‧其他部份 321‧‧‧陽模 323‧‧‧陰模 320‧‧‧塑形模具 330‧‧‧層壓模具 331‧‧‧陽層壓模 331a‧‧‧凸起 331b‧‧‧平坦面 333‧‧‧陰層壓模
為讓本發明的上述與其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
圖1是依據本揭示內容一實施方式所繪示的複合層壓製品的示意圖。
圖2A是依據本揭示內容其他實施方式所繪示的複合層壓製品示意圖。
圖2B是依據本揭示內容又一實施方式所繪示的複合層壓製品的示意圖。
圖3A是依據本揭示內容一實施方式所繪示的製備複合層壓椅殼方法的示意圖。
圖3B是圖3A製備方法中複合層壓椅殼的爆炸圖。
根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
100‧‧‧複合層壓製品
102‧‧‧PET不織布層壓板
104‧‧‧PET膜
106‧‧‧PET纖維織布層

Claims (19)

  1. 一種複合層壓製品，包含：一聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)纖維織布層、一聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板，以及一聚乙烯對苯二甲酸酯膜介於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層和聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板之間，其中以一製程熔化至少一部份的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，使該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層和聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板固定在一起，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯膜的熔化溫度低於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層表面聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的熔化溫度。
  2. 如請求項1所述之複合層壓製品，更包含一低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層，其介於該聚乙烯對苯二甲酸酯膜和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板之間，或者是介於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層和該聚乙烯對苯二甲酸酯膜之間，其中該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層包含複數個針軋聚乙烯對苯二甲酸酯織布。
  3. 如請求項2所述之複合層壓製品，其中該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層具有一密度，其低於13公斤/立方公尺。
  4. 如請求項3所述之複合層壓製品，其中該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層的密度低於6.5公斤/立方公尺。
  5. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的拉張強度是至少32百萬帕。
  6. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的降服強度是至少15百萬帕。
  7. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的撓曲強度是至少18百萬帕。
  8. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的撓曲模數是至少640百萬帕。
  9. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該複合層壓製品不包含任一種熱固性粘合劑。
  10. 如請求項2所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯膜的熔化溫度低於該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度。
  11. 如請求項1所述之複合層壓製品，其中該複合層壓製品是一椅殼。
  12. 如請求項2所述之複合層壓製品，其中該複合層壓製品是一椅殼。
  13. 如請求項2所述之複合層壓製品，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層、該聚乙烯對苯二甲酸酯膜、該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板皆由再生聚乙烯對苯二甲酸酯所製成。
  14. 一種形成一複合層壓製品的方法，包含以下步驟：(a)利用一第一壓力和一第一溫度以一塑形模具對複數個聚乙烯對苯二甲酸酯不織布進行熱壓，其中該第一溫度高於聚乙烯對苯二甲酸酯不織布的熔化溫度；(b)使步驟(a)之該經熱壓的聚乙烯對苯二甲酸酯不織布降溫，得到具有與該塑形模具相對應形狀的一聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板；(c)形成一層疊物，其包含一聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層、一聚乙烯對苯二甲酸酯膜，以及該步驟(b)之該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯膜介於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板之間，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯膜之熔化溫度低於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層表面聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度或該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板的熔化溫度；以及(d)利用一第二壓力和一第二溫度以一層壓模具壓熱該步驟(c)的層疊物，其中該第二壓力低於該第一壓力，該第二溫度高於該聚乙烯對苯二甲酸酯膜之熔化溫度，且低於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層表面聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度，以及該層壓模具接觸至少一部份該層疊物，以形成該複合層壓製品。
  15. 如請求項14所述之方法，其中在該步驟(c)中，該層疊物更包含一低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層介於該聚乙烯對苯二甲酸酯膜和該聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層壓板之間，或者是介於該聚乙烯對苯二甲酸酯纖維織布層和該聚乙烯對苯二甲酸酯膜之間，其中該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層包含多個針軋聚乙烯對苯二甲酸酯織布；以及在該步驟(d)中，該第二溫度低於該低密度聚乙烯對苯二甲酸酯不織布層之聚乙烯對苯二甲酸酯的熔化溫度。
  16. 如請求項14所述之方法，更包含以下步驟：(e)利用雷射切割、電腦數值控制切割、水射流切割或模切切除該複合層壓製品多餘的織布。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該雷射切割是一五軸雷射切割。
  18. 如請求項14所述之方法，其中在該步驟(a)中，該第一溫度是180至250℃，以及該第一壓力是180至250公斤力/平方公分。
  19. 如請求項14所述之方法，其中在該步驟(d)中，該第二溫度是150至200℃，以及該第二壓力是120至180公斤力/平方公分。
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