一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱可塑性彈性體制成，材料硬度介于80～98A，該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度為20～100kg/m3，由兩種不同型態(tài)纖維制成，兩種不同型態(tài)纖維分別為(1)中空纖維：線(xiàn)徑在0.3～2mm間，占所有絲孔數(shù)分率的40～95%；(2)實(shí)心異型纖維,線(xiàn)徑在0.05～0.6 mm間，占所有絲孔數(shù)分率5～60%。本發(fā)明提高支撐產(chǎn)品的壓變耐久性、回彈性和可適性及消音性，使該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為緩沖材料使用時(shí)除了具有更長(zhǎng)的使用壽命還兼具消音的舒適性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及作為支撐使用的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具體涉及一種具有消音和高彈性能的 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)屬于彈性結(jié)構(gòu)的成型品，使用熱可塑性彈性體為原料制成長(zhǎng)條纖 維，長(zhǎng)條纖維再卷曲成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，材料可重新加工回收使用，結(jié)構(gòu)中包含大量空 隙，具有較好的透氣和輕量化性能，作為支撐墊使用可取代傳統(tǒng)的熱固型聚氨酯發(fā)泡棉，不 僅可以減小環(huán)境負(fù)擔(dān)，更賦予產(chǎn)品更好的舒適性。但當(dāng)所述的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在壓縮回復(fù)時(shí) 會(huì)產(chǎn)生一定的雜音，這些雜音是由于長(zhǎng)條卷曲纖維磨擦?xí)r發(fā)生的聲音，作為緩沖墊使用 時(shí)，會(huì)讓人感到刺耳不悅，特別是應(yīng)用于床褥時(shí).些許聲音都可能造成睡眠不適，開(kāi)發(fā) 具有消音的高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中變顯的特別重用。
[0003] 當(dāng)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使用越軟的彈性體做為材料，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)壓縮的聲音便越小，但 使用太軟的彈性體為材料，則該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)承托力不足，睡感不適且長(zhǎng)期使用易于坍 陷，減少有效使用壽命。
[0004] 當(dāng)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使用中空長(zhǎng)條纖維結(jié)構(gòu)取代異型實(shí)心結(jié)構(gòu)時(shí)，可提升立體網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)承托力，但因?yàn)槭侵锌盏慕Y(jié)構(gòu)，又線(xiàn)徑較粗，在壓縮時(shí)，更易發(fā)出較大的雜音。
[0005] 當(dāng)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維接合點(diǎn)越多時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)壓縮的聲音便越小，但接合點(diǎn)越 多表示產(chǎn)品密度越高，無(wú)法控制所需的壓陷硬度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種具有消音、高彈性能的 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高支撐產(chǎn)品的壓變耐久性、回彈性和可適性及消音性，使該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 作為緩沖材料使用時(shí)除了具有更長(zhǎng)的使用壽命還兼具消音的舒適性。
[0007] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，由熱可塑性彈性體制成，該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度為20~100kg/m 3，由兩種不同型態(tài)纖維 制成，兩種不同型態(tài)纖維分別為 (1) 中空纖維:線(xiàn)徑在0.3~2mm間，占所有絲孔數(shù)分率的40~95%; (2) 實(shí)心異型纖維，線(xiàn)徑在0.05~0.6 mm間，占所有絲孔數(shù)分率5~60%。
[0008] 進(jìn)一步地，熱可塑性彈性體可以為聚烯烴類(lèi)彈性體、熱可塑性聚氨酯類(lèi)彈性體、熱 可塑性聚酯類(lèi)彈性體或熱可塑性聚酰胺類(lèi)彈性體。
[0009] 較好地，所述立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的厚度為15~200mm，材料硬度介于80~98A。
[0010] 上述雙型態(tài)纖維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)制造方法為，在擠出機(jī)上，將經(jīng)計(jì)量栗計(jì)量后的熱 可塑性彈性體壓至紡絲板中，紡絲板具有兩種不同型態(tài)的絲孔，噴絲后可噴出中空纖維， 線(xiàn)徑在0 ? 3~2mm間，占所有絲孔分率的40~95%，以及實(shí)心異型線(xiàn)，線(xiàn)徑在0.05~0 ? 6mm間， 占所有絲孔數(shù)分率5~60%。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：中空纖維起到提高承托力的作用，使產(chǎn)品具有高彈性能，保證 產(chǎn)品使用壽命的延長(zhǎng)，占所有絲孔分率的40~95%，重量分率為70~99.5%。所述的實(shí)心異型 纖維，由于線(xiàn)徑較細(xì)，占所有絲孔數(shù)分率的5~60%，重量分率為0.5~30%，其數(shù)量多寡對(duì)整 體密度影響不大。但實(shí)心異型纖維的加入，在輕微影響立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度的情形下提高了 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維接合點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)具有更好的壓縮消音性，亦提高產(chǎn)品耐久性，另外也可以 通過(guò)實(shí)心異型纖維的排列調(diào)控增加立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的觸感。
[0012] 本發(fā)明中的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)采用中空纖維及實(shí)心異型纖維交錯(cuò)結(jié)合，其中空纖維起 到提高承托力的作用，如同鋼筋般起到提高立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的壓變耐久性及支撐性，而實(shí)心 異型纖維部份，提高了立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維接合點(diǎn)，使該結(jié)構(gòu)具有更好的壓縮消音性，亦增加 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)良好的耐久性及舒適度，保證產(chǎn)品使用時(shí)消音的舒適性及同時(shí)延長(zhǎng)其使用壽 命。本發(fā)明的皮成分選用熱可塑性彈性體，由于硬度太低會(huì)降低立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)支撐性，需進(jìn) 一步限定熱可塑性彈性體的優(yōu)選硬度范圍（邵氏硬度為80~98A)，以達(dá)到最好的支撐性及 更長(zhǎng)的使用壽命。
[0013]另外，通過(guò)控制中空纖維及實(shí)心異型纖維的比例，實(shí)現(xiàn)了在幾乎不改變壓陷硬度 下，可調(diào)節(jié)出消音且具有不同觸感的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作為緩沖、支撐件使用時(shí)，滿(mǎn)足不同使 用者的使用要求，增強(qiáng)應(yīng)用的可適性。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例兩種不同型態(tài)纖維噴絲分率的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016] 表1各實(shí)施例原料列表
上表中DMT/m)0為對(duì)苯二甲酸二甲酯/I，4-二丁二醇，PTMEG為聚四亞甲基醚二醇。
[0017] 實(shí)施例1 一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)的噴絲板型態(tài)包括中空纖維及實(shí) 心異型纖維交錯(cuò)。中空纖維及實(shí)心異型纖維絲孔數(shù)分率為56:44。具體制備方法為，A-1原料 送入擠出機(jī)，在擠出機(jī)內(nèi)被加熱至230°C熔融狀態(tài)，經(jīng)計(jì)量栗計(jì)量后輸送到噴絲板，噴絲板 到水箱間采用紅外線(xiàn)保溫，避免較細(xì)的實(shí)心異型纖維在交錯(cuò)前提早固化，織出的纖維在50 °C溫水中經(jīng)模具壓縮成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽引速率將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度控 制在551^/1113，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為2551永久變形率為3.8%，耐疲勞反復(fù)壓 縮后硬度損失率為25.3%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，聲音相當(dāng)小，消音性評(píng)價(jià)，分級(jí)為優(yōu)。
[0018] 實(shí)施例2 具體制備方法為與實(shí)施例1相似，加熱溫度設(shè)置為210°C熔融狀態(tài)，經(jīng)計(jì)量栗輸送到噴 絲板，噴絲板到水箱間采用紅外線(xiàn)保溫，避免較細(xì)的實(shí)心異型纖維在交錯(cuò)前提早固化，織出 的纖維在20°C冷水中經(jīng)模具壓縮成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽引速率將立體網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)密度控制在73kg/m3,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為234N，壓縮永久變形率為 4.8%，耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率為34.1%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，聲音相當(dāng)小，消音性評(píng)價(jià)， 分級(jí)為優(yōu)。
[0019] 比較例1 一種具有高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)的噴絲板為中空纖維型態(tài)，將A-1原料送 入擠出機(jī)，擠出機(jī)內(nèi)被加熱至230°C熔融狀態(tài)，經(jīng)計(jì)量栗輸送到噴絲板，噴絲板到水箱間采 紅外線(xiàn)保溫，織出的纖維在50°C溫水中經(jīng)模具壓縮成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽 引速率將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度控制在53kg/m 3,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為244N，壓 縮永久變形率為4.4%，耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率為29.6%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，聲音較大。 消音性評(píng)價(jià)，分級(jí)為劣。
[0020] 比較例2 具體制備方法與比較例1相似，選擇A-2為材料，成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽 引速率將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度控制在71kg/m3,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為232N，壓 縮永久變形率為5.1%，耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率為36.6%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，消音性評(píng) 價(jià)，分級(jí)為尚可。但是材料硬度較低。
[0021] 比較例3 具體制備方法與比較例1相似，選擇B-1為材料，成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽 引速率將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度控制在51kg/m3,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為151N，壓 縮永久變形率為5.1%，耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率為34.6%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，聲音較小。 消音性評(píng)價(jià)，分級(jí)為優(yōu)良。該材料由于使用硬度較低，故具消音性，但也因?yàn)橛捕鹊停?0% 壓縮壓縮硬度為支撐力不足。且耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率較高，不利耐久使用。
[0022] 比較例4 具體制備方法與比較例1相似，選擇B-2為材料，成型后得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制牽 引速率將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度控制在71kg/m3,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)40%壓縮壓縮硬度為132N壓縮 永久變形率為6.2%，耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率為44.3%。反復(fù)壓縮測(cè)試時(shí)，聲音較小。消 音性評(píng)價(jià)，分級(jí)為優(yōu)良。該材料由于使用硬度較低，故具消音性，但也因?yàn)橛捕鹊停?0%壓縮 壓縮硬度支撐力不足。且耐疲勞反復(fù)壓縮后硬度損失率較高，使用不耐久。
[0023]具體測(cè)試方法如下： 1、線(xiàn)徑:從立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中抽出纖維，使用20倍光學(xué)顯微鏡搭配比例尺量測(cè)直徑，隨機(jī) 抽取5根纖維取平均值。
[0024] 2、厚度:使用測(cè)厚計(jì)測(cè)量產(chǎn)品厚度，隨機(jī)選取5片樣品取平均值。
[0025] 3、密度:把產(chǎn)品放入烘箱，烘箱設(shè)置為80°C*3hr，確保水分去除后，量測(cè)產(chǎn)品的長(zhǎng) 寬高計(jì)算出體積，并以精確到小數(shù)點(diǎn)后三位的精密天平稱(chēng)重，之后計(jì)算密度。
[0026] 4、40%壓陷硬度測(cè)試:在23°C恒定溫度下，將產(chǎn)品置于上下兩壓盤(pán)之間，在測(cè)試速 度100mm/min下，壓縮至應(yīng)變40%，上壓盤(pán)向下壓縮產(chǎn)品，上端的荷重元即感受到壓力，并將 壓力轉(zhuǎn)換成電壓訊號(hào)輸給顯示器解析，同時(shí)把壓力值顯示于屏幕上，測(cè)試三次取平均值。 [0027] 5、壓縮永久變形率:在23°C恒定溫度下，50%壓縮變形量，經(jīng)22小時(shí)后，觀(guān)察產(chǎn)品恢 復(fù)后厚度的變化。壓縮永久變形量=(產(chǎn)品測(cè)試前后厚度差)/產(chǎn)品測(cè)試前厚度*100%，測(cè)試三 次取平均值。
[0028] 6、耐疲勞反復(fù)壓縮硬度損失率:在23°C恒定溫度下，將產(chǎn)品放入到反復(fù)壓縮測(cè)試 儀的下平臺(tái)上，以壓縮力750N，每分鐘70次的頻率反復(fù)壓縮產(chǎn)品，達(dá)8萬(wàn)次后評(píng)定產(chǎn)品的性 能。耐疲勞反復(fù)壓縮硬度損失率=(產(chǎn)品測(cè)試前后硬度力差)/產(chǎn)品測(cè)試前硬度力*100%，測(cè)試 三次取平均值。
[0029] 7、壓縮消音性評(píng)價(jià)：將立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)持續(xù)壓縮，由3位不同測(cè)試者對(duì)聲音進(jìn)行消 音性評(píng)價(jià)，分級(jí)為優(yōu)良，尚可，劣3等級(jí)。
[0030] 8、絲孔數(shù)分率：與噴絲板的實(shí)心孔數(shù)跟空心孔數(shù)有關(guān)，計(jì)算立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)亦可得 出，取5 c m * 5 c m * 1 c m厚度的樣品，把中空纖維與實(shí)心異型纖維的接合點(diǎn)拆開(kāi)，分別計(jì)算中空 纖維與實(shí)心異型纖維的數(shù)量。
[0031]絲孔數(shù)分率=欲計(jì)算之纖維數(shù)/(中空纖維數(shù)+實(shí)心異型纖維數(shù)） 測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2 表2實(shí)施例1至2及比較例1至4的性能對(duì)照
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還包括有其它實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式 形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱可塑性彈性體制成，材料硬度介于80 ~98A，其特征在于:該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度為20~100kg/m 3，由兩種不同型態(tài)纖維制成，兩種 不同型態(tài)纖維分別為 (1) 中空纖維:線(xiàn)徑在0.3~2mm間，占所有絲孔數(shù)分率的40~95%; (2) 實(shí)心異型纖維，線(xiàn)徑在0.05~0.6 mm間，占所有絲孔數(shù)分率5~60%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的熱 可塑性彈性體可以為聚烯烴類(lèi)彈性體、熱可塑性聚氨酯類(lèi)彈性體、熱可塑性聚酯類(lèi)彈性體 或熱可塑性聚酰胺類(lèi)彈性體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述立 體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的厚度為15~200mm。4. 一種具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:在擠出機(jī)上，將 經(jīng)計(jì)量栗計(jì)量后的熱可塑性彈性體壓至紡絲板中，紡絲板具有兩種不同型態(tài)的絲孔，噴絲 后可噴出中空纖維，線(xiàn)徑在0.3~2mm間，占所有絲孔分率的40~95%，以及實(shí)心異型線(xiàn)， 線(xiàn)徑在0.05~0.6mm間，占所有絲孔數(shù)分率5~60%。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在 于:所述的熱可塑性彈性體可以為聚烯烴類(lèi)彈性體、熱可塑性聚氨酯類(lèi)彈性體、熱可塑性聚 酯類(lèi)彈性體或熱可塑性聚酰胺類(lèi)彈性體。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有消音、高彈性能的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在 于:所述立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的厚度為15~200mm。
【文檔編號(hào)】D04H3/03GK105839296SQ201610254593
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】瞿鋒, 瞿一鋒, 徐明明, 胡軍
【申請(qǐng)人】江陰和創(chuàng)彈性體新材料科技有限公司, 江蘇和時(shí)利新材料股份有限公司