TWI551452B - Fabrication method of composite layer with different hardness nonwoven fabric - Google Patents
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Description
本發明係關於一種具不同硬度不織布複合層產品製造方法，尤指一種不織布複合層產品之硬質層與軟質層係同時在一不等料厚模具內進行一次性熱壓成型之製造方法。
按，運用不織布成型技術製造出來之不織布產品頗為廣泛運用於日常生活中。其中，有利用單層不織布直接即製造出之產品，也有利用到複合層(至少雙層以上)不織布製造出之產品，例如市售之不織布菜瓜布即區分有單層式產品(常見為綠色)，也有雙層(複合層)式產品(常見一側為綠色、一側為黃色)。又如：座墊、靠墊或睡墊類之產品也常見區分有單層式及複合層式之不同產品者。
因為不織布於成型過程中可以藉由調整不同加壓(壓力)及/或加熱(溫度)等控制條件而成型出不同硬度(密度)之不織布，因此利用到複合層不織布去製造產品時，通常就是利用其不同層具有不同硬度之特性，使製造出之整體產品在二側面上各有不同硬度，而能使產品的二側面各有其不同之適用性。例如：複合層式之睡墊可供選擇較硬面或較軟面使用，因此能有多選擇性。另如：為求乘坐舒適及良好之音響效果，因此汽車內裝材料經常被要求必須兼具良好之吸音及隔音效果，以隔絕及吸收外來的中高頻吵雜聲音，以及車輛行駛時本
身所產生的中低頻噪音與共振，若吸音及隔音效果不佳，即難以表現出高級轎車的價值感，因此目前習知之汽車內裝材料皆係由吸音及隔音效果良好之不織布材料採至少雙層以上之複合式層疊方式製成，以符合所要求。而汽車內裝材料除被要求良好之吸音及隔音效果外，有時更被要求必須兼具較佳之接觸性(例如：接觸面必須柔軟)，因此汽車內裝材料若係組裝於與乘員不接觸之部位者(例如鈑金內部)，一般係壓製為硬度相對較高之等厚板材；至於若係組裝於與乘員有接觸之部位者(例如車門內面或車內舖墊)，則一般會將與乘員有接觸之面(部位)製造為接觸性佳(硬度相對較低而能較為柔軟)之態樣，但另側(非接觸側)則仍製造為硬度相對較高之板材狀者。因此可知，習知汽車內裝材料必須製造為不同表面具有不同硬度(密度)之特性。
為達成使不織布產品之不同表面具有不同硬度(密度)之要求，本發明人前曾構思對同一素材之不同部位施以不同加熱條件的加熱控制，使不同部位受到不同程度的加熱軟化，然後經過模壓成型，使不同部位形成不同密度之專利案，並以專利名稱「同一素材成型不同密度部位之製造方法」請准中華民國I275469發明專利權及中華人民共和國ZL200610007283.8發明專利權。由該案之專利標的及訴求可知，該案主要係施行於同一素材上之製造方法，惟目前習知之不織布複合層產品很多都是採行先分別成型出不同硬度之不織布材(即為不同素材)，然後再將不同硬度之不織布材藉由層疊接合方式製造完成所預期之不織布複合層產品，故目前習知不織布產品之製造方法明顯與I275469有所不同。
茲舉一種習知常見之汽車內裝材料10為例說明目前習知不織布複合層產品之構造組成及製造方法。請參閱第一~二圖所示，分別為習知汽車內裝材料10之構造組成示意圖及製造流程圖。如第一(a)圖所示，汽車內裝材料10由一硬質層11、一中間薄膜12及一軟質層13所組成，最終即將該硬質層11、一中間薄膜12及一軟質層13三者層疊製造為第一(b)圖所示之汽車內裝材料10成品。該硬質層11業界慣稱為cover層，規格為厚度(t)在3~7mm間，重量(w)為1000g/m2左右；該中間薄膜12業界慣稱為Film，係由塑料成型為厚度(t)在50μ左右之薄膜狀阻隔層；該軟質層13業界慣稱為PAD，規格為厚度(t)在20~35mm間，重量(w)為1000g/m2左右。相對之下，該硬質層11為硬度相對較大之層，而該軟質層13則為硬度相對較小之層，故組裝於汽車內裝時，該硬質層11係組裝於乘員不會接觸到之部位，該軟質層13則組裝於乘員會接觸到之部位。
習知將該硬質層11、中間薄膜12及軟質層13三者層疊製造為第一(b)圖所示之汽車內裝材料10產品時之製造方法即如第二圖所示，其步驟如下：
(1).先完成將預備成型出所需規格之硬質層11及軟質層13之第一不織布材11'及第二不織布材13'，同時事先完成該中間薄膜12之製造成型；亦即該不織布材11'、該中間薄膜12及該第二不織布材13'三者皆先行備料。
(2).在一件第一不織布材11'之表面上噴膠，然後與一件中間薄膜12合貼，使成為一件第一中間品14；亦即每一件第一中間品14係由一件第一不織布材11'與一件中間薄膜12藉由噴膠合貼組成。
(3).將該第一中間品14經過加熱，加熱溫度在120℃~70℃間，然後置於一等料厚模具15內，將該第一中間品14熱壓成型為一件包含所需規格硬質層11與中間薄膜12之第二中間品16；亦即在完成第二中間品16時，已經完成所需規格之硬質層11，且該中間薄膜12同樣合貼於該硬質層11表面上。
(4).接者，將一件第二中間品16置於一不等料厚模具17內，並在該第二中間品16之中間薄膜12表面上噴膠；同時將第二不織布材13'經過加熱，加熱溫度在120℃~70℃間。
(5).將加熱後之第二不織布材13'置於該不等料厚模具17內之第二中間品16上，操作該不等料厚模具17進行熱壓成型，使該第二不織布材13'受壓成型為所需規格之軟質層13，以製造完成一件包含所需規格之硬質層11、中間薄膜12與軟質層13之汽車內裝材料10。
上述係為三層式複合層汽車內裝材料10之構造組成及習知製造方法，其中，該硬質層11主要係具隔音功效，該軟質層13主要係具吸音功效及接觸性佳之作用，該中間薄膜12則係為了提升吸音及隔音效能而設之阻隔層。當汽車內裝材料10是由硬質層11、中間薄膜12與軟質層13三者組成時，提供了較佳之使用功效，但也因其製造過程較為繁雜，相對提升製造本。因此在功效與成本平衡之考量下，習知也有由硬質層11與軟質層13二者組成為雙層式複合層汽車內裝材
料10者，如此則在上述製造方法中，無中間薄膜12、第一中間品14及第二中間品16之存在，而係由等料厚模具15先將經過加熱之第一不織布材11'熱壓成型為所需規格之硬質層11，再由不等料厚模具17將硬質層11及經過加熱之第二不織布材13'膠合及熱壓成型為一件包含所需規格之硬質層11與軟質層13之汽車內裝材料10。
本發明人專業從事各種不織布產品之設計開發及製造工作，故對於上述習知汽車內裝材料10不論是三層式複合層或雙層式複合層之製造方法頗為熟知。因此在經長時間從事上述習知汽車內裝材料10製造歷練後，發覺習知製造方法中存在著如下缺失：
1.該硬質層11係由第一不織布材11'經過等料厚模具15熱壓成型後，才能成為所需規格之硬質層11；而該軟質層13則係由第二不織布材13'經過不等料厚模具17熱壓成型後，才能成為所需規格之軟質層13；因此習知製造方法必須具備有等料厚模具15及不等料厚模具17二種成型模具，且至少必須經過等料厚模具15及不等料厚模具17二道模具成型製程才可以完成，缺一不可。惟如此即造成設備成本之增加及製程之延長，導致製造成本相對提升及產能相對較差。
2.該硬質層11係由等料厚模具15先行熱壓成型，然後再置入不等料厚模具17內與第二不織布材13'膠合及接受熱壓成型為所需規格之汽車內裝材料10；惟因該硬質層11在置入不等料厚模具17之前已經定型(若有彎曲則其角度及形狀皆已定型)，因此在不等料厚模具17內之熱壓成型過程主要是要將原為平面狀之第二不織布材13'按照模具內壁曲面(及曲度)推動去和已經定型之硬質層11以相同曲面造
型密貼並膠合，此亦即在不等料厚模具17內之熱壓成型過程中，已定型之硬質層11已經不會改變來迎合第二不識布材13'，而只有第二不織布材13'努力變形來迎合硬質層11；也因此在不等料厚模具17內之熱壓成型過程中，該第二不織布材13'有時會有彎曲度不及(因為曲度較大)，造成與硬質層11間於該處密貼膠合性不佳而產生空心之現象，使得預期之吸、隔音使用功效降低。
習知不織布複合層產品之製造方法中，在硬質層11與軟質層13間於彎曲處產生空心現象，其實是品質上嚴重之缺失。縱使空心有時不是很大，但因不織布複合層產品在使用時一定會受到震動力或推擠性之壓力，因此使用日久後，即會由空心處開始產生剝離，且剝離現象會越來越大(或快)，因此空心現象絕對是不織布複合層產品的殺手。然在目前因無其他製造方法取代，且在外觀上無法即時分辨出，故一般業者只能以增加不等料厚模具17熱壓成型之時間，期使在第二不織布材13'成型為軟質層13之過程中，其彎曲度能盡量貼近硬質層11，惟受限於硬質層11與軟質層13不同時期成型之先決條件，所以希望空心減少之效果並不佳。然而，增加不等料厚模具17熱壓成型之時間卻又造成製造成本提昇及產能下降。
針對上述缺失，本發明人深有所體會，乃積極構思加以克服及改善，在經長時間努力及實際試作後，終有本發明產生。
緣是，本發明之主要目的即在提供一種可以降低設備成本、減省製程、提高產能及品質之具不同硬度不織布複合層產品製造方法。
為達致上述目的，本發明即設計一種具不同硬度不織布複合層產品製造方法，不織布複合層產品至少由一硬質層及一軟質層組成，製造該不織布複合層產品之步驟如下：(1).先完成將預備成型出硬質層之第一不織布材，及預備成型出軟質層之第二不織布材；(2).將一件第一不織布材與一件第二不織布材合貼疊置組成為一件中間品；(3).將中間品送入一恆溫烘烤箱內進行加熱，使該第一不織布材及第二不織布材受到充分加熱呈軟化現象，而且合貼之表面藉由熱融而相互接合；及特徵在於：(4).將中間品送出恆溫烘烤箱後，即刻進入一不等料厚模具內進行一次性熱壓成型，使該第一不織布材受壓成型為硬質層，該第二不織布材則受壓成型為軟質層，以製造完成為至少包含硬質層與軟質層之不織布複合層產品。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，該不織布複合層產品更可在該硬質層與該軟質層間介以一中間薄膜，係由塑料成型為厚度在30~75μm間之薄膜狀阻隔層；製造時，即由一件第一不織布材與一件中間薄膜及一件第二不織布材合貼組成為一件中間
品，再依相同步驟成型出包含硬質層、中間薄膜及軟質層之不織布複合層產品。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，該硬質層規格為厚度2~7mm間，重量600~1200g/m2間，該軟質層規格為厚度1540mm間，重量600~1200g/m2間。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，將該中間品送入恆溫烘烤箱內進行加熱之操作，加熱溫度在180±20℃間，每件中間品所受的加熱時至少200(含)秒以上，並可藉由一輸送帶帶動中間品依序進入恆溫烘烤箱內之方式達成；而且將中間品置放於輸送帶上之操作，可藉由一自動夾具採依序夾取置放方式達成。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，藉由輸送帶帶動中間品進入恆溫烘烤箱內進行加熱之操作，可採慢速持續行進方式進行，或採時動時停方式進行。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，中間品送出恆溫烘烤箱後，進入一不等料厚模具之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取及定位放料方式達成。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，在不等料厚模具之下模具內更設置有真空吸附裝置，可在成型過程中將中間品底面吸附下拉使快速貼合下模具，藉以幫助整體加快成型速度。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，將成型後之不織布複合層產品自不等料厚模具取出之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取置放方式達成。
在上述具不同硬度不織布複合層產品製造方法中，將成型後之不織布複合層產品自不等料厚模具取出後，可進入一冷卻風扇箱進行冷卻定型。
10‧‧‧汽車內裝材料
11‧‧‧硬質層
11’‧‧‧第一不織布材
12‧‧‧中間薄膜
13’‧‧‧第二不織布材
13‧‧‧軟質層
14‧‧‧第一中間品
15‧‧‧等料厚模具
16‧‧‧第二中間品
17‧‧‧不等料厚模具
20‧‧‧汽車內裝材料
21‧‧‧硬質層
21’‧‧‧第一不織布材
22‧‧‧中間薄膜
23’‧‧‧第二不織布材
23‧‧‧軟質層
24‧‧‧中間品
27‧‧‧不等料厚模具
第一圖係習知例構造分解及組成示意圖。
第二圖係習知例製造流程圖。
第三圖係本發明實施例構造組成示意圖。
第四圖係本發明實施例製造流程圖。
關於本發明為達致上述目的所採用之技術手段及構造組成，茲舉以下數種較佳可行實施例並配合附圖詳述於后，俾利完全瞭解本發明之特徵所在及功效優點。
本發明主要係一種用於製造成型出雙面具不同硬度之不織布複合層產品的製造方法，因此可適用於製造任何不織布複合層產品。而為方便做說明，茲舉製造成型一種汽車內裝材料20為本發明之實施例。請參閱第三圖所示，該汽車內裝材料20構造上由一硬質層21、一中間薄膜22及一軟質層23所組成，其中，該硬質層21為cover層，規格為厚度(t)在2~7mm間，重量600~1200g/m2間，係為硬度相對較大之層以具隔音作用，故組裝時位於乘員不會接觸到之部位；該軟質層23為PAD層，規格為厚度(t)在15~40mm間，重量在600~1200g/m2間，係為硬度相對較小而能較為柔軟並具吸音作用之層，故組裝時可
位於乘員會接觸到之部位；該中間薄膜22為Film，係由塑料成型為厚度(t)在30~75μm間之薄膜狀阻隔層，成型時介於硬質層21與軟質層23之間以提升整體之吸音及隔音效能。
製造該汽車內裝材料20產品之製造方法如第四圖所示，其步驟如下：
(1).先完成將預備成型出所需規格之硬質層21及軟質層23之第一不織布材21'及第二不織布材23'，同時事先完成該中間薄膜22之製造成型；亦即該不織布材21'、該中間薄膜22及該第二不織布材23'三者皆先行備料。
(2).將一第一不織布材21'、一中間薄膜22及一第二不織布材23'合貼疊置，使該中間薄膜22對齊合貼於該第一不織布材21'與第二不織布材23'中間，共同成為一中間品24；亦即每一中間品24係由一第一不織布材21'與一中間薄膜22及一第二不織布材23'合貼組成。
(3).將該中間品24送入一恆溫烘烤箱內進行加熱，加熱溫度在180±20℃間，加熱時間至少200(含)秒以上，使該第一不織布材21'、中間薄膜22及第二不織布材23'三者受到充分加熱呈軟化現象，而且合貼之表面藉由熱融而相互接合。其中，將該中間品24送入恆溫烘烤箱內進行加熱之操作，可藉由一輸送帶帶動中間品24依序進入恆溫烘烤箱內進行，並可採慢速持續行進方式進行，或採時動時停方式進行。而將中間品24置放於輸送帶上之操作，可採人工依序置放方式達成，或藉由一自動夾具採依序夾取置放方式達成。
(4).中間品24送出恆溫烘烤箱後，即刻進入一不等料厚模具27內進行一次性熱壓成型，使該第一不織布材21'受壓成型為所需規格之硬質層21，該第二不織布材23'則受壓成型為所需規格之軟質層23，以製造完成為一件包含所需規格之硬質層21、中間薄膜22與軟質層23之汽車內裝材料20。其中，中間品24送出恆溫烘烤箱後，進入一不等料厚模具27之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取及定位放料方式達成。而在不等料厚模具27之下模具內更設置有真空吸附裝置，可在成型過程中將中間品24底面吸附下拉使快速貼合下模具，藉以幫助整體加快成型速度。
(5).將成型後之汽車內裝材料20自不等料厚模具27取出後，即刻進入一冷卻風扇箱進行快速冷卻定型。其中，將成型後之汽車內裝材料20自不等料厚模具27取出之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取置放方式達成。
經過上述製造方法之步驟所產生之汽車內裝材料20，有時尚須經過油壓沖剪台進行輪廓邊緣之沖剪修整，使更為符合所需，惟此一步驟僅為輔助性，故不列於本發明之製造方法內。
上述係為本發明用於製造三層式複合層汽車內裝材料20時所進行步驟之詳述。同樣道理，若汽車內裝材料20在使用功效與製造成本相平衡之考量下，也可以僅由硬質層21與軟質層23二者製造為雙層式複合層汽車內裝材料20，如此則在本發明之製造方法中，無該中間薄膜22之存在，而係由一件第一不織布材21'與一件第二不織布材
23'合貼組成為一件中間品24；然後後續步驟皆相同，最後成型者即為包含所需規格之硬質層21與軟質層23之汽車內裝材料20。
對於本發明所揭示之製造方法，本發明人業於本身所營製造工廠進行無數次之試作，証實製造完成後之產品品質優良，方據以提出專利申請。而將本發明之製造方法與前述習知例相比較，明顯本發明具有下功效：
1.因為本發明之製造方法僅須要具備有不等料厚模具27(減省設置等料厚模具)，即可藉以熱壓成型出所需規格之汽車內裝材料20，相對於習知例而言，本發明確實已經減省設備成本、並縮短製程，因此整體而言，本發明之製造成本相對降低，產能則相對提升。
2.在本發明中，不論有無該中間薄膜22之存在，該第一不織布材21'與第二不織布材23'二者係合貼後共同接受恆溫烘烤箱之加熱，故二者之軟化程度相同；然後同時進入不等料厚模具27內共同接受熱壓成型為所需規格之汽車內裝材料20；亦即在不等料厚模具27熱壓成型之過程中，該第一不織布材21'與第二不織布材23'二者係共同受到模具內壁曲面(及曲度)推動去成型為硬質層21與軟質層23，因此該第一不織布材21'與第二不織布材23'二者所受到的彎曲(成型)壓力是相同的，所以成型為汽車內裝材料20之硬質層21與軟質層23後，二者間仍係密貼為造型及彎曲度皆相同者，所以在硬質層21與軟質層23間縱為共同彎曲處，也不會產生貼合性不佳之空心現象，本發明製造完成後之產品顯然品質較佳，能完全達成汽車內裝材料20產品所預期之吸、隔音使用功效，並延長使用壽命。
由以上說明可知，本發明所訴求之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，主要係將至少由一第一不織布材及一第二不織布材合貼組成之中間品，送入一恆溫烘烤箱內進行加熱，加熱溫度在180±20℃間，加熱時間至少200(含)秒以上，接著進入一不等料厚模具內進行一次性熱壓成型，使完成為一件包含所需規格硬質層與軟質層之不織布複合層產品。當該不織布複合層產品退出不等料厚模具後，則更可進入一冷卻風扇箱進行快速冷卻定型。
綜上所述，本發明確可達成預期之發明目的及功效，且所揭露之製造方法不曾見諸昔時，應已具備新穎性及非顯而易知性，爰請依法准予發明專利。惟以上所述者，僅為本發明之較佳可行實施例，並非因此即拘限本發明之範圍，故舉凡運用本發明所為之等效變化，理皆為本發明之專利範圍所含括。
20‧‧‧汽車內裝材料
21’‧‧‧第一不織布材
22‧‧‧中間薄膜
23’‧‧‧第二不織布材
24‧‧‧中間品
27‧‧‧不等料厚模具
Claims (9)
- 一種具不同硬度不織布複合層產品製造方法，不織布複合層產品至少由一硬質層及一軟質層組成，製造該不織布複合層產品之步驟如下：(1).先完成將預備成型出硬質層之第一不織布材，及預備成型出軟質層之第二不織布材；(2).將一件第一不織布材與一件第二不織布材合貼疊置組成為一件中間品；(3).將中間品送入一恆溫烘烤箱內進行加熱，使該第一不織布材及第二不織布材受到充分加熱呈軟化現象，而且合貼之表面藉由熱融而相互接合；及特徵在於：(4).將中間品送出恆溫烘烤箱後，即刻進入一不等料厚模具內進行一次性熱壓成型，使該第一不織布材受壓成型為硬質層，該第二不織布材則受壓成型為軟質層，以製造完成為至少包含硬質層與軟質層之不織布複合層產品。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，該不織布複合層產品更可在該硬質層與該軟質層間介以一中間薄膜，係由塑料成型為厚度在30~75μm間之薄膜狀阻隔層；製造時，即由一件第一不織布材與一件中間薄膜及一件第二不織布材合貼組成為一件中間品，再依相同步驟成型出包含硬質層、中間薄膜及軟質層之不織布複合層產品。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，該硬質層規格為厚度2~7mm間，重量600~1200g/m2間，該軟質層規格為厚度15~40mm間，重量600~1200g/m2間。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，將該中間品送入恆溫烘烤箱內進行加熱之操作，加熱溫度在180±20℃間，每件中間品所受的加熱時間至少200(含)秒以上，並可藉由一輸送帶帶動中間品依序進入恆溫烘烤箱內之方式達成；而且將中間品置放於輸送帶上之操作，可藉由一自動夾具採依序夾取置放方式達成。
- 如申請專利範圍第4項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，藉由輸送帶帶動中間品進入恆溫烘烤箱內進行加熱之操作，可採慢速持續行進方式進行，或採時動時停方式進行。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，中間品送出恆溫烘烤箱後，進入一不等料厚模具之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取及定位放料方式達成。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，在不等料厚模具之下模具內更設置有真空吸附裝置，可在成型過程中將中間品底面吸附下拉使快速貼合下模具，藉以幫助整體加快成型速度。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，將成型後之不織布複合層產品自不等料厚模具取出之操作，可藉由一自動夾料裝置採依序夾取置放方式達成。
- 如申請專利範圍第1項所述之具不同硬度不織布複合層產品製造方法，其中，將成型後之不織布複合層產品自不等料厚模具取出後，可進入一冷卻風扇箱進行冷卻定型。
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