TWI711732B

TWI711732B - 熱隔絕可伸展羽絨片材及其製造方法

Info

Publication number: TWI711732B
Application number: TW104122682A
Authority: TW
Inventors: 藍尼魯班
Original assignee: 加拿大商７５１３１９４加拿大有限公司
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TW201702448A

Abstract

本發明描述一種熱隔絕可伸展羽絨片材及其製造方法。片材芯由與呈現彈性的一黏合劑混合之羽絨組成。該芯夾在具有多方向伸展性的一頂部及底部可伸展彈性片之間。芯羽絨及黏合劑及該彈性片藉由熱處理連接在一起，以提供在不折斷該片材的情況下在所有方向可伸展的一羽絨絕熱片材。

Description

熱隔絕可伸展羽絨片材及其製造方法

本發明係關於一種熱隔絕羽絨片材，且特定言之，係關於具有多方向伸展性之羽絨片材及其製造方法。

在本申請人的美國專利專利第6,025,041號中，描述了第一代羽絨片材，其中的羽絨由化學黏合劑或剛性纖維均勻地保持，且其中的羽絨在片材之所有側裸露。彼羽絨片材之主要目的係提供用作服裝製造業之服裝高級絕熱的羽絨片材。此羽絨片材提供穩定的羽絨分佈，從而防止絕熱中之冷點擴展。因為羽絨在羽絨片材之所有外側裸露，所以必須格外小心，以防止羽絨自片材之表面脫落，或圖案自片材切斷。

需要開發一種用於許多其他用途之羽絨片材，以提供改良的熱隔絕性能，諸如，在車輛的製造中，在熱或冷的天氣條件下受氣候控制的乘客圍護結構需要良好地絕熱。存在人們能夠想到的數不勝數的其他應用。然而，用於此商業用途及在服飾用品之製造中一樣，需要將羽絨保持在片材或圖案上，並使羽絨片材可伸展(有彈性)，由此在安裝或使用期間需要伸展時可被伸展。

最近，此等羽絨片材已被限制在附著於片材相對的頂面及底面的無紡纖維片材之間，並由與羽絨接合處的黏合膠保持在那裏。雖然彼解決方式防止一些羽絨逃逸，但此材料不能提供用作其他工業製造用途，此係因為該材料儘管具有可撓性，但不供片材伸展，以將其連接至可撓性及剛性形狀的物體及需要片材伸展的受限空間。又，當用在服裝上需要移動的區域時，諸如服裝的腋下區域或膝蓋區域，當剛性的羽絨絕熱片材伸展時，會撕裂形成絕熱塊，絕熱塊集中在特定區域且肉眼可見，形成服裝冷點。因此，彼改進未克服此等現存的問題以擴展此等羽絨片材之用途。

本發明之一特徵係提供一種透氣的、柔軟的、重量輕的及可伸展的羽絨片材，同時大致防止羽絨自羽絨片材的相對面逃逸。

本發明之另一特徵係提供一種羽絨片材，其中的羽絨由呈現彈性的黏合劑保持在一起，且其中至少一個具有多方向伸展性的可伸展的彈性片連接至羽絨片材頂面或底面中的靠外者。

本發明之另一特徵係提供一種羽絨片材，該羽絨片材藉由由彈性膠/聚合物彈力絲約束的羽絨形成，該等彈性膠/聚合物彈力絲亦約束外部彈性片。

本發明之另一特徵係提供一種製造熱隔絕可伸展羽絨片材之方法，該羽絨片材具有上面提及的特徵，並能滿足上面提及的要求。

根據以上特徵，從一態樣概括，本發明提供一種熱隔絕可伸展羽絨片材，該羽絨片材由羽絨及呈現彈性並且以預定的比例與羽絨混合在一起的黏合劑的混合物組成，以形成可伸展的羽絨芯。至少一個具有多方向伸展性的可伸展的彈性片連接至該羽絨片材的上表面或下表面。

根據本發明另一概括的態樣，具有多方向伸展性的可伸展的彈性片藉由與羽絨及所述可伸展彈性片中的聚合物成分相混合的黏合劑而連接至該可伸展羽絨芯的相對的頂面或底面。

根據本發明又一概括的態樣，提供一種製造熱隔絕可伸展羽絨片材的方法，該方法包含以下步驟：當在黏合劑的軟化點以上進行熱處理時，在混合室中將預定量的羽絨與預定量的具有黏性及彈性的乾黏合劑混合。彈性片在混合室之沈積出口下方被移位，其中實質上均勻的與該黏合劑混合的羽絨層沈積在該彈性片的頂面。具有實質上均勻的與該黏合劑混合的羽絨層的該可伸展的彈性片接著被送往熱處理室進行熱處理，以將該等羽絨及黏合劑限制及黏合在一起，並且將該等羽絨及黏合劑限制及黏合至該彈性片，以形成熱隔絕可伸展羽絨片材，接著該熱隔絕可伸展羽絨片材被送出該熱處理室，成為連續黏合的可伸展羽絨片材。

10:熱隔絕可伸展羽絨片材

11:羽絨芯

12:彈性片

12':彈性網

13:彈性片

13':頂面

14:羽絨

15:黏合劑/彈性膠顆粒

15':聚合物彈力絲/可伸展彈力絲/熱熔性彈性黏合絞合線

17:位置

18:位置

20:機器

21:輸送機

22:環形皮帶

22':頂面

23:馬達

24:傳動滾筒或鏈輪

25:控制電路

26:滾筒

27:空氣混合室

27':下部

28:空氣混合流

29:吹風機

30:進料槽

31:槽

32:分離槽

33:轉子

34:底部沈積出口

35:第二滾筒

36:羽絨芯片材限制器

37:可調導板側壁

38:頂部壓縮板

39:熱處理室

40:加熱裝置

41:出口

42:冷卻端部

43:冷卻風機

44:分切機裝置

50:增黏劑或增塑劑塗抹器

50':增黏劑或增塑劑塗抹器

55:剛性弧形本體

56:緊固件

57:弧形區域

58:箭頭

本發明之較佳實施例現在將參考附圖描述，其中：圖1a為根據本發明構建的熱隔絕可伸展羽絨片材之局部透視圖，且其說明了兩種外部彈性片及不同類型的黏合工藝；圖1b為羽絨芯的截面放大圖，由彈性膠及彈力絲將羽絨及黏合劑限制及連接在一起，以形成可伸展的羽絨芯；圖2為展示製造熱隔絕可伸展羽絨片材之方法的示意圖說明，其使用具有彈性的與羽絨混合的黏合劑並被固定控制在具有多方向伸展性的相對的彈性片之間；圖3為展示圖2的改進之示意圖說明，其中在羽絨片材及外部彈性片之間應用增黏黏合劑塗層；圖4為放大及局部剖視圖，其說明熱隔絕可伸展羽絨片材之應用，且其中該片材伸展並固定至不規則形構件。

現在參考附圖，且具體參考圖1a，展示了根據本發明構建的熱隔絕可伸展羽絨片材10。羽絨片材10由可伸展的羽絨芯11組成，羽絨芯 11夾在頂部可伸展彈性片12及底部可伸展彈性片13之間，並分別與頂部可伸展彈性片12及底部可伸展彈性片13黏合。羽絨芯11由以預定比例與黏合劑15混合的羽絨14組成。黏合劑15為熱處理時可以黏合的彈性膠或可伸展聚酯纖維，由此形成具有彈性的均勻芯，允許它在對芯沒有或僅有最少的折斷的情況下藉由彈性片伸展。

本文中使用的表述“彈性材料的”意指有彈性的或可伸展的，其中片材或纖維在伸展或變形之後能實質上恢復至它原來的自由形狀。又，片狀、膜狀、網狀、無紡布狀、纖維狀及線狀等形式的彈性物體基本為各向同性的，在二維平面的所有方向基本呈現相同的性質。本發明中使用的此彈性物體，例如聚胺酯樹脂，加熱時能夠熔化以黏合。一些聚合物彈力絲(熱熔性彈性黏合絞合線)15'由苯乙烯絞合線(styrene strands)形成，其中一些呈現至少200%的斷裂伸長率，且當自伸展狀態釋放時退回至它原始長度的125%。許多此等纖維或長絲及無紡布目前市場有銷售。由此製成的網狀物提供優秀的伸展性、透氣性、柔軟性、輕量性及耐氣候性。

彈性片12及13亦可為網狀形式，如圖1a中彈性網12'所指示的，由藉由擠出流製成的聚合物長絲組成，形成緯向及經向可伸展長絲的規則陣列，長絲在它們的交叉點黏合在一起，形成具有多方向伸展性的網。如，此網由耐綸6及聚丙烯製造。此等網在美國專利4,636,419中揭示，該專利之揭示內容以引用之方式併入本文中。美國專利4,241,123亦揭示了眾所周知的先前技術，其中無紡布網由第一組熔化的擠壓模成型的單絲形成，第二組單絲或人造絲被交叉、按壓及熱焊，以形成能在熱處理下軟化的塑膠網，黏合至芯黏合劑，並能在所有方向伸展。

圖1b為放大圖，其說明了羽絨與由彈性膠顆粒15及聚合物彈力絲15'的混合物構成的黏合劑之混合物。如能看到的，諸如於位置17 可辨認的，一些熔化的膠水顆粒與羽絨14及聚合物彈力絲15'兩者黏合，且因此提供改良的構件黏合性及羽絨留滯性，防止羽絨自片材10的側邊逃逸。同樣，於位置18指示的，聚合物彈力絲15'在它們的交叉點彼此黏合，並與羽絨黏合，且在所有方向延伸。長絲彼此或藉由羽絨的互聯形成跨越芯的橋，且保持混合物均勻。

現在參考圖2，將描述本發明的製造熱隔絕可伸展羽絨片材10之方法。如本文中所示的，機器20包含輸送機21，輸送機21具有環形皮帶22，環形皮帶22由不黏的材料製成並能耐受至少150℃的熱。儘管輸送機可由兩個或更多彼此同步的從動輸送帶組成，但如本文中所示的，皮帶延伸過機器長度。皮帶由耦接至傳動滾筒或鏈輪24的馬達23驅動，其速度由控制電路25控制，由此控制放置在皮帶上的羽絨芯11的厚度或密度。機器的不同操作參數被編程進控制器並可被調整。

在輸送機21的入口端支撐有滾筒26，滾筒26含有可伸展彈性片13的供給，彈性片13在輸送帶的頂面22'上以與輸送帶22同步的速度分配。空氣混合室27支撐在輸送機頂面22'上方，較佳地，雖不是唯一地，藉由構建的透明塑膠觀察具有黏合膠顆粒及/或可伸展纖維的羽絨14的空氣湍流混合作用在其中的操作。空氣混合流28由吹風機29在混合室27內部以向上的角度注入，其空氣速度可由控制器的設置調整。羽絨14由進料槽30以一定控制速率送進混合室27。乾彈性膠顆粒15及/或彈力絲15'亦以預定量由槽31送至混合室27。彈性膠顆粒被以占與羽絨的混合物體積百分比的6%至20%釋放，較佳地為6%至12%。同樣地，當黏合劑為可伸展彈力絲15'時，由分離槽32送至混合室27。可伸展彈力絲包含占羽絨混合物體積百分比的6%至30%，較佳地為6%至12%。黏合劑亦可由彈性膠顆粒15及可伸展或彈力絲15'以上面的膠水比例摻合而成。如本文所期望的，彈性膠水黏合劑具有80℃以上的軟化點，而低分子量聚合物彈力絲可具有稍低於80℃的軟化點。當羽絨及黏合劑在混合室的上部混合時，混合物開始向下沈積至混合室的下部27'，在此處分配轉子33轉動，以經由混合室27的底部沈積出口34以恆定量將混合物分配至彈性片13上。藉由控制輸送帶的速度來控制沈積混合物的厚度，其藉由控制器25中輸送機的速度設置來實現。

混合室的下游支撐有第二滾筒35，其含有可伸展彈性片12的供給，彈性片12被施加在羽絨芯11之片材的頂面，自混合室27下方退出通道。可選地，羽絨芯片材限制器36可橫跨輸送帶22支撐，以藉由可調導板側壁37限制其相對側的羽絨混合物，可調導板側壁37支撐在輸送帶22頂面上方並靠近輸送帶22頂面，以防止羽絨自其側邊逸出。彈性片12限制羽絨混合物的頂面。此外，頂部壓縮板38可在羽絨混合物上方跨越輸送帶，以在需要時於進入熱處理室39之前逐步壓縮混合物。若需要，僅在底部彈性片上支撐羽絨與黏合劑的混合物，則彈性片的第二滾筒35不是必需的。然而，為將羽絨混合物保持在適當位置，頂部壓縮板38要充當羽絨與黏合劑混合物頂面正上方的覆蓋物。

熱處理室39具有預設長度，且具備加熱裝置40，加熱裝置40能在熱處理室內產生範圍大約在80℃至160℃之間的受控熱量，以熔化彈性膠15及/或彈力絲15'。在熱處理室的出口41排出本發明的熱隔絕可伸展羽絨片材10，且其可沿著輸送機21的冷卻端部42輸送，以冷卻片材10。或者，冷卻風機43可安裝在輸送機出口端部42的上方，以對片材10提供快速冷卻。分切機裝置44接著將片材切割成段，或可安裝圖案切割機，諸如雷射切割機，在片材10充分冷卻後自片材10切割圖案。此分切及圖案切割亦可在遠端位置執行。而且，排出熱處理室的片材可採用卷狀或片狀收集用來輸送。

現在參考圖3，說明了機器20的進一步改進。如本文中所示的，增黏劑或增塑劑塗抹器50及50'可分別毗鄰混合室27之入口端及出口端設置，由此在可伸展彈性片13的頂面13'及羽絨與黏合劑混合物的頂面釋放少量的增黏劑，用作附加的可伸展黏性材料。增黏劑可由彈性膠顆粒或彈性黏合絲構成，由此增強可伸展彈性片12及13與羽絨芯11交界面處的黏合性。若彈性片由網狀物構成，則將為特別有益的，將改良透氣性，且其中附加的增黏劑進一步防止羽絨經由網狀物的空隙釋放。

如圖4所示，由於本發明的熱隔絕羽絨片材10為可伸展的，所以相應地可被用於許多絕熱用途。如此處說明的，片材藉由緊固件固定在剛性弧形本體55上，本文中說明了一個緊固件56，在本體55的弧形區域57被拉伸，其中片材10被拉伸，從而在由箭頭58確定的區域拉伸及壓縮羽絨芯11，由於片材的可伸展性而不會折斷片材。類似地，當片材10分佈於服飾用品時，在服裝的特定區域產生同樣的拉伸，其中具有拉伸絕熱材料之運動，諸如在夾克的腋窩區域等提供的通風孔中。當設於特定服飾用品的通風孔區域或需要此透氣性特徵的任何區域時，絕熱可伸展羽絨片材10的透氣性亦提供濕氣及氣流的通道。熱隔絕可伸展羽絨片材可藉由多種固定方式固定至各種構件，如膠合、縫合及熱黏合等。

上述較佳實施例旨在涵蓋落入所附申請專利範圍之範疇內的經描述提供此等等效物的特定實例之等效物。