TW486528B - Method and apparatus for molding fiber mixture - Google Patents

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TW486528B
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cavity
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TW087111692A
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Mitsunori Kataoka
Masanao Yamaguchi
Takayasu Mori
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Teijin Ltd
Araco Kk
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Description

486528 A7 _____B7 五、發明説明（1 ) 1 .發明領域 本發明係關於合成基體纖維及分散在其中且熔點低於 基體纖維（以下稱爲纖維混合物）之纖維混合物模製緩衝 構件之方法及裝置，其中纖維混合物被注入到一模腔內加 熱。進一步言之，本發明關於一種方法來從纖維混合物模 製緩衝構件，其步驟包括將纖維混合物利用運輸氣流注入 一透氣模所形成之模腔內，最後通入一模製氣流來對注入 的纖維混合物加熱及/或冷卻，以及用於此方面之設備。 2 .相關技術說明 一般係以低成本尿烷泡綿來形成構造複雜之汽車或飛 機座位緩衝構件，然而尿烷泡綿之缺點爲其燃燒時會產生 有毒氣體且回收困難，因此急需替代品。 爲了解決上述問題，最近引入注目者爲使用上述纖維 混合物來做爲尿烷泡綿之替代品。緩衝構件之成型係將纖 維混合物注入模腔內加熱，使纖維混合物內之黏合纖維熔 化而將構成纖維混合物之個別纖維彼此結合。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 亦有提議一種由纖維混合物製造緩衝構件之方法，例 如日本尙未審查之專利公開案2 — 9 5 8 3 8及7- 3 2 4 2 6 6號，其中係以運輸氣流將纖維混合物注入由 透氣材料製成之模子，並以熱空氣及冷空氣通過模腔內之 纖維混合物來模製緩衝構件。此方法之優點在於能迅速地 且均且地對緩衝構件做熱處理，因爲冷、熱空氣通過纖維 混合物。 -4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉 486528 Λ7 ____B7 五、發明説明6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而上述模製方法之一項問題爲若緩衝構件構造複雜 (例如圖1中所示之汽車座椅靠背，其上部有設袋構造F 且二側各側一垂直壁D )時無法得到高品質緩衝構件。這 7H因爲將纖維混合物注入模腔程序（附隨運輸氣流）之運 輸氣流所需狀況與使熱及/冷空氣通過纖維混合物之程序 所需的模製氣流所需狀況不同（在此之''熱及/冷空氣〃 和VV模製氣流〃在本發明中意義相同），茲詳述如下。 在將纖維混合物注入模腔之程序中，在模腔內不得產 生沒有纖維混合物之空處，且纖維混合物係在預定容積密 度下注入，因此所採用之模子必須讓運輸纖維混合物之氣 流更易進入易_產生空處之模腔部分。爲此目的，模腔易產 生空處之部分的透氣性必須比其他部分高。 反之，在使模製氣流通過模腔內纖維混合物之熱處理 程序中，需要使模製氣流均勻地通過注入纖維混合物之模 子，使緩衝構件不會有模製不均勻性產生。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 由以上說明可明顯看出，注入程序（纖維混合物逐漸 注入模腔）時之模腔內氣流行爲與熱處理程序（纖維混合 物已經注入模腔內）時之模腔內氣流行爲明顯不同。 此外，一般來說，模腔形狀在注入程序係與熱處理程 序不同，除非模製狀況非常獨特。這是因爲纖維混合物之 容積密度在注入時很低，因此必須將模子置於壓縮方向’ 以將纖維混合物壓縮而得到預定容積密度，其自然造成模 腔構造在注入程序和熱處理程序時之差異。 如上所述，氣流在模腔內之所需行爲在注入程序和熱 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0>< 297公釐） 486528 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ____B7五、發明説明6 ) 處理程序（在模腔構造方面、氣流通過纖維混合物所受阻 力、氣流路徑或其他）有所不同，亦即，運輪纖維混合物 所需之運輸氣流與將纖維混合物變成緩衝構件所需之模製 氣流彼此有不同特性。由是，很難得到高品質緩衝構件且 同時能避免傳統模製方法所產生之注入不規則性及/或熱 處理不均勻性，其中模子透氣性在注入程序與熱處理程序 爲不同變者（即使二者所需特性有大差異）。 此一事實在製造緩衝構件大量生產上造成一嚴重問題 ，因爲必須耗費長時間（例如3 0分鐘）來慢慢地提升及 降低纖維混合物之溫度，以避免熱處理之不均勻性，其模 製時間太長，使大量生產緩慢且模製成本增加。 爲了解決上述問題，有一項提議是使大量模製氣流通 過纖維混合物來提升模製氣流到纖維混合物之熱傳效率。 然而該方法需要大流率之模製氣流，氣壓會因而上升。因 此，已經加熱而喪失部分彈性之纖維混合物在高氣壓影響 下容易變形，產品厚度比所需者薄，緩衝構件品質較差。 爲避免此一問題，有想到加速熱空氣之流率，直到黏 合纖維之溫度到達軟化點，之後在軟化後減慢流速。在冷 卻時，所使用之冷空氣流率低，而纖維混合物是在熔化或 軟化狀態，其時易生變形，之後，在產生變形之前一瞬間 加速。雖然該方法在縮短處理時間方面有些效果，它不可 能大幅縮短加熱/冷卻程序所需之熱處理時間。因此，很 難將緩衝構件之模製時間縮短到例如5分鐘或更短，而且 不可能在仍保持高品質下降低大量生產之模製成本。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 486528 Λ7 ______ B7 五、發明説明“) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時，根據模製構造複雜之緩衝構件所需之模子，例 如圖1中所示之椅背，要注入纖維混合物之模腔亦須有對 應之複雜構造，因此，當以運輸氣流將纖維混合物注入模 腔內時，很難控制運輸氣流在模腔內之行爲。由是，很難 在不產生空處的情形下將纖維混合物注入模腔內。基於此 一理由，很難在所要狀態下控制要注入模腔內之纖維混合 物。 〔發明槪述〕 爲了解決習用技術之上述問題’本發明目的之一在於 提供一種將纖維混合物模製成緩衝構件之方法，其即使是 緩衝構件構造非常複雜的情況下也不會有注入不規則性及 熱處理不均勻性，而且能縮短模製時間且產率及品質均佳 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在達成本發明之目的的手段方面，其提供一模製方法 ，其中係將纖維混合物注入模腔之接觸表面（模壁）分割 成多數個接觸區，且使依據預定狀況通過各接觸區（模壁 )之氣流流率及/或壓力變化，以分別控制注入程序及熱 處理程序之氣流。另外亦提供執行上述模製方法之裝置。 控制之執行方式係使通過各接觸區之氣流係被吹入或 排出，以控制依據預定狀況通過各接觸區之氣流流率及/ 或壓力，或是通過界定模腔之接觸區的運輸氣流之流率， 其中難注入之纖維混合物比通過其他接觸區之氣流還大。 此外，所有接觸區（模壁）或一部分在壓縮注入模腔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486528 Λ7 B7 •經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明) 的纖維混合物之方向爲可各自移動者，亦即上/下、左/ 右或前/後，使注入模腔內之纖維混合物的容積密度可調 整到符合所需特性之所需狀態。因此，即使各接觸區（模 壁）僅能在一維方向移動，注入模腔的纖維混合物可在二 維或三維方向被壓縮。此外，不僅能對注入模腔之所有纖 維混合物進行壓縮，也可對部分纖維混合物進行壓縮。 依此方式，即使在模製構造複雜的緩衝構件（例如汽 車椅背等等）之模腔中，有可能自由地控制通過接觸區（ 模壁）之運輸氣流及/或模製氣流之量。此外，亦能部分 控制注入模腔之纖維混合物的容積密度到所需値。因此， 能在不產生注入不規則性下將纖維混合物注入模腔內，因 而可消除以熱處理將纖維混合物轉變成緩衝構件時熱處理 之不均勻性。由是，提供了能縮短模製時間且使纖維混合 物模製成緩衝構件之產率及品質均佳之方法及執行該方法 之設備。 〔圖式簡介〕 圖l.A，IB，1C爲構造複雜之緩衝構件（20) 槪示圖，緩衝構件上部有袋狀構造（F )且二側各有一垂 直壁（D )(例如汽車椅背），其中圖1 A爲緩衝構件（ 2 0 )前視立體圖，圖1 B爲緩衝構件（2 0 )後視立體 圖，而圖1 C爲緩衝構件（2 0 )側視剖面圖。 圖2A，2B，2C分別爲依據本發明用以模製纖維 混合物之吹入型設備之槪示前視剖面圖，其中圖2 A爲將 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) >裝.
，1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -8 - 486528 A7 B7 五、發明説明) 纖維混合物要吹入模腔之前的狀態圖，圖2 B爲以運輸氣 流注入纖維混合物之開始階段，而圖2 C爲將纖維混合物 轉變成緩衝構件之模製氣體狀態圖。 圖3 A和3 B分別爲用以模製具垂直壁構造之緩衝構 件的習用設備槪示側視剖面圖，其中圖3 A爲已將纖維混 合物吹入模腔之狀態圖，而圖3 B爲已完成對纖維混合物 壓縮之狀態圖。 圖4爲依據圖3 A和3 B習用設備所得之緩衝構件立 體圖。 圖5 A和5 B分別爲依據本發明利用側向壓縮將纖維 混合物模製成具垂直壁構造之緩衝構件之設備槪示側視剖 面圖。 圖6 A，6 B，6 C分別爲從纖維混合物模製構造複 雜之緩衝構件（例如汽車椅背）之設備槪示前視剖面圖， 其中圖6 A示出纖維混合物注入模腔之注入程序，而圖6 B和6 C爲熱處理程序，其中各圖中模製氣流吹入模腔之 方向相反。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7 A和7 B分別爲在構造複雜緩衝構件模製期間用 來控制纖維混合物容積濃度之習用壓縮系統槪示前視剖面 圖，其中圖7A爲壓縮之前模腔狀態圖，而圖7 B爲壓縮 之後模腔狀態圖。 圖8 A，8 B，8 C分別爲依據本發明用來控制纖維 混合物容積濃度之壓縮系統槪示前視剖面圖，其中圖8 A 爲將纖維注入模腔之第一步驟，圖8 B爲在完成第一步驟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 - 486528 Λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明b ) 後且已部分執行壓縮後，將纖維混合物注入模腔之第二步 驟，而圖8 C爲已完成最後注入步驟且纖維混合物已經整 體壓縮到所需容積濃度之最後步驟。 圖9 A，9 B，9 C分別爲以運輸氣流將纖維混合物 均勻地注入模腔之三系統槪示前視剖面圖，其中圖9 A所 示者爲具有多個纖維混合物入口，圖9 B所示者爲纖維混 合物入口在箭號方向爲可移動者，而圖9 C所示者爲纖維 混合物入口能在箭號方向改變其方向者。 主要元件對照表 1 纖維混合物 2 輸送機 3 纖維開啓器 4 鼓風機 5 導管 6 上模 7 下模 8 側模 9 排放器 10 鼓風機 11 排放器 12 排放管 13 鼓風管 14 上阻泥器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 486528 Μ Β7 五、發明説明“ ) — 15 下阻泥器 16 致動器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 致動器 2 0 緩衝構件 8 a 本體 8 b 左構件 8 c 右構件 18 偏向板 C 模腔
Wl、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8 接觸區 D 垂直壁部 C 1、C 1 ' C 2、C 2 / 注入空間 E、 El、 E2 空氣吹入口 F 有袋構造 〔較佳實施例詳述〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在構成本發明的'v纖維混合物〃之基體纖維的合成纖 維材料並無限制，其可包括例如聚乙烯對駄酸鹽、聚丁烯 對酞酸鹽、聚對酞酸己二醇酯、聚酞酸丁二醇酯、聚- 1 ，4 -二甲基環己烷對酞酸鹽、聚戊內二酯、或共聚物酯 之常產纖維（staple fiber )或這些常產纖維之混合物，或 是由上述聚合物二種以上所組成之複合纖維（共軛纖維） 之常產纖維。常產纖維剖面形狀可爲圓形、扁平、非圓形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：Z97公釐） -11 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 486528 Λ7 五、發明説明b ) 或中空。合成纖維最好有皺折，尤其是明顯的皺折。明顯 的皺折可用機械方法做出，例如在皺折機中於旋轉期間進 行各向異性淬火，或是對複合纖維（例如側倂型或偏心鞘 /芯型）.進行熱處理。 另一方面，可使用聚氨酯型或聚酯型彈性纖維做爲黏 合纖維，最好是使用彈性體露於表面之複合纖維。在此， 黏合纖維當然是分散且混合在上述基體纖維中，其比例係 與模製產品所需性能對應。 以下配合所附圖式詳細說明本發明之較佳實施例。 圖2 A — 2 C爲執行本發明方法之設備前視剖面圖； 亦即以一空氣吹入系統將纖維混合物模製成緩衝構件之設 備。 在圖中，標號1爲纖維混合物，2爲輸送機，3爲纖 維開啓器，4爲鼓風機，5爲導管，藉由此一安排，能利 用一運輸氣流將纖維混合物1吹入一模腔C內，亦即，在 被纖維開啓器3弄鬆之後，纖維混合物被鼓風機4產生之 運輸氣流經由導管.5供應到模腔C中。 模腔C係由一上模6、一下模7及側模8所圍成的內 部空間所界定。在此方面，上模6及下模7係由可透氣材 料製成，例如具沖孔之板、金屬網、或是燒結金屬之多孔 板。上模6及下模7在由可透氣材料（如同上述）製成之 側模板8內壁上滑動時係可分別移動。標號9或1 1爲排 放益’10爲鼓風機’12爲排放管，14或15爲設在 上部或下部之一對可開啓之阻泥器，其中氣流通過各接觸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X ^公釐） -12- -II ·—裝------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 486528 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明纟〇 ) 區（模壁）W 1至W 5之行爲係由這些裝置所控制。 上模6和下模7係在分別由致動器1 6和1 7作用下 將注入模腔C之纖維混合物壓縮之方向（圖2 A〜2 C中 實施例所示者爲上、下）爲獨立及/或相依地可移動者。 在此方面，致動器1 6或1 7最好是使用油壓、液壓或氣 壓之流體壓缸，或是傳統電動線性移動裝置。簡言之，致 動器之功能可使上模6及下模6在壓縮纖維混合物之方向 移動。 本發明之特徵在於：與模腔內纖維混合物1接觸之模 子6和7之接觸表面係分割成多個接觸區W1〜W5，而 通過各接觸區之氣流的流率及/或壓力（動壓力及靜壓力 )被調整到預定狀態，藉此整體控制模腔C內之氣流。爲 此目的，圖2中上模6有三個接觸區W1〜W3，而下模 及側模8分別有接觸區W 4和W 5。 在此方面，各接觸區W 1〜W 5爲與纖維混合物1接 觸之模壁。在圖2實施例中，下模7及側模8各具一接觸 區W4或W5。依此方式，下模7中可僅有一接觸區W4 或是三接觸區W1〜W3。在此方面，若設多個接觸區， 與僅設一接觸區之情況相較，前者在控制通過接觸表面的 氣流行爲上更精細，得以更精確地決定模製狀態。 如此提供之接觸區W 1〜W 5可在各模具中當做一組 而在壓縮纖維混合物1之方向移動，亦即在圖2例中，上 模6中之W1〜W3及下模7中之W4。然而，在稍後所 述實施例中，接觸區W1〜W5爲個別移動者。 (請先閱讀背面之注意事項割填寫本頁) 裝·
、1T 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -13- 486528 Λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明纟1 ) 請參閱圖2 A和2 B中之設備，以下介紹依據本發明 之方法及設備，其進一步分爲一注入程序和一熱處理程序 。首先，圖2 A爲在將纖維混合物吹入模腔之前之狀態， 在此狀態下，模腔C之內部區域比正在模製緩衝構件2 0 的圖2 C狀態時大。模腔C之內部區域預先加大之理由是 當僅以運輸氣體將纖維混合物吹入模腔無法得到要轉變成 緩衝構件所需之容積密度（塡充密度）。爲了得到想要的 容積密度，有必要將吹入模腔C內之纖維混合物1壓縮。 圖2 B所示者爲將纖維混合物1吹入程序期間，運輸 氣流之較佳行爲，其中運輸氣體受控而在箭號方向流動。 在圖中，設在上部和下部之阻泥器1 4、1 5是在關閉狀 態。若排放器9和1 1在此狀態下操作，運輸氣流受控制 而在箭號方向流動。 此時，各模具6〜8中之各接觸區W1〜W5的透氣 性可各自不同，亦即，請參閱圖2 A，對應模腔C運輸氣 體難以通過部分之接觸區W 1〜W 3的透氣性比對應模腔 C運輸氣體容易通過部分之接觸區W2、W4之透氣性高 。因此，即使模腔C內有一部分是纖維混合物1難以進入 者，仍能注入纖維混合物1到該難以進入之部分，因而可 防止空處之產生。 在此方面，模具之透氣性可自由地決定，例如藉由改 變模具中孔口之數目及/或大小。 以下配合圖2 B詳述運輸氣流在注入程序中之行爲。 纖維混合物1未足量地注入具有接觸區W 1和W 3之模腔 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 2 5 6 8 Λ7 B7 「―— 一 五、發明説明（|2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C深部分，其中纖維混合物1係與上模6接觸。因此，爲 了足量供應纖維混合物1到這些部分，必須升高通過接觸 區W 1和w 3之流率（排放率）使纖維混合物1運輸氣流 足量地由接觸區W1和W3排放。 爲達到上述目的，有必要將運輸氣流之流率及/或壓 力（動壓力及靜壓力）控制在預定情況，使運輸氣流在圖 2 B中箭號方向流動。此一控制之執行係將圖2 B中之阻 泥器1 4和1 5關閉，並使排放器1 1在此狀態下操作， 使運輸氣流往上由上模6中排出。此時必須使上、下阻泥 器1 4和1 5保持在關閉狀態，以防止運輸氣流經由接觸 區W 5過度排放（其中側模8與纖維混合物1接觸），藉 此使各接觸區中之壓力（動壓力及靜壓力）改變，且使運 輸氣流流率增加或減少，俾將纖維混合物1足量地注入到 由接觸區W1和W3界定之模腔較深部分。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當纖維混合物1已足量地注入到由接觸區W 1和W 3 界定之模腔較深部分，設備在導管5開口相對側之排放管 9開始運作，使纖維混合物1注入模腔C較靠近排放器之 部分，以完成纖維混合物注入模腔C。依此方式，運輸氣 流被控制在最佳狀態，使纖維混合物1在模腔C中不會產 生注入不規則性。 在上述注入程序中，運輸氣流之流率及或壓力（動壓 力及靜壓力）不僅可利用阻泥器1 4和1 5之啓閉亦可利 用排放器9和1 1之排放率或排放壓力之調整而可控制到 預定狀況。上模6在接觸區W1〜W3之透氣性，下模7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Γΐς. ' 486528 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（|3 ) 在接觸區W 4之透氣性及側模8在接觸區W 5之透氣性在 變化模具孔隙性（如前所述）之同時可調整到個別最佳狀 況。 已完全注入模腔C之纖維混合物1被上模6和下模7 壓縮到緩衝構件2 0所需容積密度，如圖2 C所示。在圖 2 C中，在使上模6單獨地在壓縮纖維混合物1方向移動 之外，當然也可使下模7移動來執行壓縮。 最後，在熱處理下，纖維混合物1被轉變成緩衝構件 2 0。圖2 C中揭示在熱處理程序期間通過被壓縮纖維混 合物1之模製氣流之較佳行爲。 在此方面，上模6可由對應接觸區W1〜W3之多個 元件所組成，當利用上模6移動來執行壓縮時，各接觸區 W1〜W3可單獨地往下移動。藉由此分割型模具，有可 能在變化各接觸區壓縮程度下來給予纖維混合物不同部分 有不同容積密度。此外，亦須解決緩衝構件2 0由於熱處 理程序期間收縮而未具所需尺寸之熱模製收縮問題。爲此 目的，纖維混合物1之壓縮不僅可在開始熱處理程序之前 ，亦可以多階段方式在熱處理期間或之後爲之，此一多階 段壓縮式熱處理在得到尺寸穩定的緩衝構件2 0方面很有 效。 已壓縮到既定容積密度之纖維混合物1之後被加以熱 處理1包括一加熱步驟和一冷卻步驟。加熱步驟係使熱空 氣通過纖維混合物1，使纖維混合物1中之黏合纖維熔化 而使纖維混合物1之纖維在作用有如黏劑之熔化黏合纖維 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 、—Γΐβ - " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 486528 Λ7 _ B7 五、發明説明（)4 ) 作用下而被彼此黏合。冷卻步驟係使冷空氣通過纖維混合 物1並使熔融黏合纖維固化，使纖維彼此固結。經由此二 步驟，纖維混合物1被轉變成具有模子精確形狀之緩衝構 件2 0。 依據本發明之方法及設備，能夠控制熱處理程序中通 過纖維混合物1之模製氣流，其所需行爲與上述運輸氣體 不同，之前亦有所述。當然，爲了執行此一控制，自由度 是越大越好，以控制運輸氣流和模製氣流之流動行爲。因 此，爲了得到足夠之控制自由度，最好是使在注入程序將 纖維混合物1吹入模腔C之運輸氣流方向垂直於在熱處理 程序吹入模腔C之模製氣流之方向。 在熱處理程序中，部分纖維混合物1被堆疊至有一較 高之高度且在側模8側壁區域，亦即模腔C之側表面有較 小寬度（與堆疊在模腔C中央區域之其他部分相比較之下 ，如圖2 C所示）。因此，當模製氣流向上/向下流經纖 維混合物1，其中一問題就是它很容易因爲側面區域與中 央區域流通阻力之差異而從側面區域偏離到中央區域，造 成模製氣流未能足量地通過堆疊在模腔C側面區域之部分 纖維混合物1 (與堆疊在中央區域之部分纖維混合物1相 較）。特別是纖維混合物1在接觸區W 5 (即側模8與纖 維混合物1接觸之處）熱處理不足，因爲模製氣流未通過 接觸區W 5。 若模製氣流不僅流經接觸區W 1〜W 3亦流經接觸區 W 5 (其中側模8與纖維混合物1接觸）即可解決此一問 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -17- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 486528
五、發明説明（15 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 題，亦即提供一個控制模製氣流之裝置，使模製氣流通過 接觸區W1〜W5。在本發明之方法及設備中，爲此目的 ’上阻泥器1 4開啓，而下阻泥器1 5關閉，如圖2 C所 示。如是，模製氣流受控制而在圖2 C中箭號方向流動。 此時，受控制之模製氣流被一熱交換器（未圖示）控制在 一預定溫度，且藉由一鼓風機1 〇由下側往上通過纖維混 合物1。由於此時上阻泥器1 4開啓且下阻泥器1 5關閉 ’模製氣流不僅由接觸區W1〜W3 (其中上模6與纖維 混合物1接觸）排放，亦藉由排放器1 1由接觸區W 5 ( 其中側模8與纖維混合物1接觸）排放。 亦可使用電腦來控制氣流，其可貯存先前爲了將通過 接觸區W 1〜W 5之模製氣流流率控制在所需値之目的所 做實驗而得之最佳流率狀況，基於此，鼓風機1 0和排放 器1 1之流率最好是透過適當控制裝置（例如轉換器）來 改變鼓風機1 0和排放器1 1之轉速來加以控制，使得能 控制運輸氣流和模製氣流。在排放管1 2和鼓風管1 3之 中可設氣流控制裝置，例如流率控制閥或阻泥器，以將模 製氣流控制在所需流率値。 在上述實施例中，上阻泥器1 4開啓且下阻泥器1 5 關閉，上阻泥器1 4可關閉且下阻泥器1 5開啓（如圖 2 C中虛線所示），使模製氣流通過接觸區W 5 (其中側 模8與纖維混合物1接觸）。然而，此時模製氣流之方向 與上述實施例相反，其中模製氣流由接觸區W 4排放，且 由排放區W 4而流入纖維混合物1。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 486528 Λ7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（16 ) 依據本發明之另一觀點，模具分成與各接觸區w 1〜 W5對應之數個元件，每一者均設一容室來調整個別連接 到一鼓風/排放管之模製氣流，使容室中之氣流流率及壓 力可配合個別鼓風/排放管加以控制。連接到接觸區W 1 〜W 3之可上下移動的管子必須是撓性管，例如可收縮/ 伸展之風箱或伸縮管。 經過加熱和冷卻步驟所得之緩衝構件在使致動器1 6 和1 7下移下而從側模8移除，且在往上移而由上模6除 模之後從模製容室中抽回。 圖3 A和3 B爲一模子側視剖面圖，用以說明一種壓 縮纖維混合物1以得到圖4中具垂直壁構造D之緩衝構件 2〇的習用方法。 在此習用方法中很難依據個別部分需求而適當控制纖 維混合物1之容積密度，尤有甚者，很難均勻地將纖維混 合物1注入具有圖4中窄垂直壁部D之模腔C (由上模6 、下模7及側壁8所圍成之區域界定）而不造成纖維混合 物1在垂直壁部D有所缺乏。爲解決此一問題，需要上述 之本發明之方法及設備。 即使纖維混合物1可在無缺乏狀況下注入垂直壁部D ，在習用方法中，上模6被下移而在上/下方向壓縮注入 的纖維混合物1，整體而言，很難將容積密度控制在所需 値，因爲垂直壁部D相較於其他部分而言其壓縮不足。因 此，如圖4中所示，在完成熱模製之後，在對應模腔C之 部分D (圖中陰影部分）不可能給予緩衝構件2 0之垂直 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 486528 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（17 ) 壁構造D有既定硬度。 爲了解決習用方法之缺點，需要圖5 A和5 B中所示 之依據本發明之設備及方法。如圖2 A〜2 C中所示者， 標號6爲上模，7爲下模；側模8則包括一本體8 a，一 左構件8 b及一右構件8 c。由雙點鏈線（虛線）指示之 標號E爲空氣吹入口。在此方面，圖5中之前提爲纖維混 合物已注入模腔C內，而其外形省略未示出使圖面較淸楚 〇 側模8本身亦構成設在前側及後側（直於圖5 A及 5 B平面方向可看出）之側模。模腔c係由上模6、下模 7及側模8所圍成區域界定。此外，上模6及/或下模7 可在上下方向移動，以壓縮模腔C內之纖維混合物。左構 件8 b和右構件8 c可分別向左及向右移動，而能在左/ 右方向壓縮模腔C內之纖維混合物。接觸區W6〜W8爲 模子與纖維混合物接觸處，如圖2中所示者。 小塊纖維混合物被鼓風機或其他（未示出）產生之運 輸氣流經由雙點鏈線所指之空氣吹入口 E注入模腔內。 在所示實施例中，空氣吹入口 E係設在側模之本體 8 a之前側或後側，以開啓本體8 a。模腔C對應緩衝構 件2 0垂直構造D之部分D藉由左構件8 b及右構件之左 、右移動而加寬。 因此，與習用方法中模腔C有窄垂直壁部D (圖3 A 和3 B )相反，依據本發明之方法及設備，能夠保證運輸 氣流有寬路徑。此外，如圖5 A和5 B中所示，亦能使空 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210χ297公釐） -20- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 486528 _________ 五、發明説明纟8 ) 氣吹入口 E與被側模側向移動加寬之模腔C全寬度相同， 與側壁不能在側向移動者相反。由於這些理由，運輸氣流 全被導入模腔C之部分D，在沒有空處狀況下足量地將纖 維混合物注入模腔C之部分D。 當纖維混合物依此方式裝入模腔C內，纖維混合物被 壓縮到圖2 A〜2 C之形狀，以得到預定纖維混合物容積 密度。本發明之方法及裝置之特徵在於：注入的纖維混合 物在壓縮程序不僅在上/下方向也在側向（前/後及/或 左/右）受到壓縮，亦即注入模腔C之纖維混合物1是在 二維方向或三維方向被壓縮。依據上述方法及設備，首度 能在前後方向及左右方向將纖維混合物容積密度控制在預 定値，亦即與習用方法中將模腔C內纖維混合物在一維方 向壓縮不同，本發明係使纖維混合物1在二維或三維方向 被壓縮，使纖維混合物真正能被控制到所需値。由是，即 使模腔C在上下方向之部分D爲細長者，僅在上下方向壓 縮無法達到的容積密度控制能在增加側向壓縮下達到。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當已得到最後緩衝構件2 0，且將緩衝構件2 0不同 部分之所需硬度/軟度、透氣性或其他性質列入考慮，在 放大狀態之模腔C構造即視爲模腔C之最佳構造。 最後，在配合圖6A〜6C;圖8A和8B;和圖9 A〜9 C，介紹應用在設於圖1 A〜1 C中上部之有袋構 造F時，本發明之一項特徵。在這些圖中係以相同標號來 標示與圖2 A〜2 C中相同或相似之元件，除了圖6 A〜 6 C中標號1 〇和1 1與圖2A〜2 C不同而已，但其指 -21 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486528 A7 B7 五、發明説明纟9 ) ^ 示模製氣流之鼓風機/排放器。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖6 A〜6 C中，模腔C係由側模8、上模6和下 模7所圍成之空間所界定，亦即在圖6 A〜9〇中，模腔 C係由注入空間C 1，C 1 / ，c 2和C 2 >所組成，以 供纖維混合物注入。在此方面，注入空間c 1或C 1 -或 C 2或C 2 >形成一個單元注入空間，其在纖維混合物吹 入方向延伸。 以下所述之本發明，如圖6A，7A，8A和9A中 所示，其特徵在於：單元注入空間Cl，C1 —，C2或 C 2 /係安排在多階段方式中垂直於空氣吹入方向且彼此 平行之方向。典型上，本發明係應用在具有圖1 A〜1C 中有上部有袋構造F之緩衝構件2 0，在此例中，二注入 空間係由C 1或C 1 /及C 2或C 2 >所組成，如前所述 。此二單元注入空間及配合圖5 A和5 B所述之在模腔C 兩側之一對垂直壁部D係彼此結合成形爲在緩衝構件2〇 上部內形成之有袋構造。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如圖6 A中所示，由模具6〜8與纖維混合物1接觸 而界定之接觸區W 1〜W 4係個別或整組在垂直於吹入方 向之方向爲可移動者。因此，注入個別單元注入空間之纖 維混合物1可分別利用能自由移動之接觸區W 1〜W 4而 被壓縮到需要之壓縮比。 此外，較佳者爲吹入模腔之模製氣流反向，如圖6 A 和6 C中箭號所示，以消除熱處理之不均勻。這是因爲與 模製氣流僅在一方向流動之情形相較之下，注入模腔C內 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486528
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五、發明説明έο ) 之纖維混合物可從兩側有效地加熱或冷卻，以消除熱處理 引起之不規則性。 模製氣流流向之切換係從圖6 B狀態（其中模製氣流 係由鼓風機/排放器1 〇產生，且經由鼓風機/排放器 1 1排放）改變到圖6 C狀態（其中模製氣流係由鼓風機 /排放器1 1產生，且經由鼓風機/排放器1 0排放）之 操作變化。依此方式，模製氣流通過模腔C之方向由往上 (圖6B中之箭號）變成往下（圖6C中之箭號）。此外 ，模製氣流在纖維混合物1中之流動路徑的入口及出口亦 反向。 以下將簡單說明爲何本發明使用圖6 A〜6 C中所示 之方法及設備來模製具複雜構造之緩衝構件2 0。在圖7 A和7 B所示習用方法中，當以圖7 A中所示注入的纖維 混合物1被壓縮到圖7 B狀態，能夠將單元注入空間C 1 在上/下方向壓縮成單元注入空間C 1 /，然而單元注入 空間C 2 /明顯地不能被壓縮，亦即無法自由地控制單元 注入空間C 2 /中之纖維混合物1之容積密度，亦意謂著 若其構造複雜（例如具有袋構造之緩衝構件），則無法得 到高品質模製產品，因爲其容積密度爲不可調整者。 爲了解決上述問題，依據本發明之第〜實施例，纖維 混合物1最好是注入在單元注入空間C 1，如圖8 A所示 ，重要的是纖維混合物1之空氣吹入口 E必須位於能選擇 性地將纖維混合物1供應到單元注入空間C 1之位置，因 爲如此才能以運輸氣流將纖維混合物1經由空氣吹入□ E 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -23- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貢) |裝·
，1T 486528 Λ7 B7 五、發明説明h ) 注入各單元注入空間。在此方面，請注意圖8 A中之單元 注入空間C 2 >在此時尙無纖維混合物1。 在已經纖維混合物1如上所述地選擇性地供應到單元 注入空間C 1時，上模6 a下移，如圖8 B中所示，使接 觸區W 3或W 4在壓縮纖維混合物1之方向移動。在不管 單元注入空間C 2 /只管單元注入空間C 1下，能夠將注 入單元注入空間C 1之纖維混合物容積密度控制在所需値 。當然，壓縮比最好是依據產品所需性質加以選定。 接著，如圖8 B中所示，當上模6 a移動時，空氣吹 入口 E自動地位於加寬的單元注入空間C 2之中心。同時 ，單元注入空間C1>與空氣吹入口E之連通被切斷。結 果，纖維混合物1尙未供應到單元注入空間C 1 /。代之 者爲當上模6 a移動時，具有一個容量來將纖維混合物1 容積密度設定在所需値之單元注入空間C 2出現。此時重 要的是上模6 b不能移動，否則接觸區W 1會移動。纖維 混合物1由空氣吹入口 E供應到在此一狀態下形成之單元 注入空間C 2並將之充塡。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 之後，如圖8 C中所示，上模8 b移動，以將單元注 入空間C 2壓縮到C 2 >，使空間C 2 >中之纖維混合物 1容積密度被控制在所需値。在此狀態下，纖維混合物1 被熱模製成具有袋構造之緩衝構件2 0。 在上述方法之外，亦可以圖9 A〜9 C所示方法將纖 維混合物1注入單元注入空間，以下將做進一步介紹。 在圖9A中，與圖8A〜8 C中所示系統不同的是， -24- •(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486528 Λ7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明& ) 其配合單元注入空間c 1和C 2設有多個空氣吹入口 E 1 和E 2，由於此一構造，本實施例之優點是纖維混合物1 可同時供應到多個單元注入空間C 1和C 2。 在圖9 B中，側模8可在與吹入纖維混合物之方向垂 直之箭號方向移動，使一空氣吹入口 E能面對多個單元注 入空間C 1和C 2。因此能夠經由空氣吹入口 E順序地注 入各單元注入空間C 1和C 2。 最後，在圖9 C中，在配合偏向板1 8在箭號方向之 切換動作下改變空氣吹入口 E之吹動方向之下，纖維混合 物1被依序注入單元注入空間C 1和C 2中。 依據本發明上述，經由分割接觸區，其能輕易地改變 注入程序（其中以運輸氣流來運輸纖維混合物）以及熱處 理程序（其中有必要利用模製氣流對纖維混合物做迅速均 勻之熱交換）所用之氣流行爲。分割接觸區能在壓縮纖維 混合物之方向移動，使得即使是有複雜三維構造（例如有 袋構造）之緩衝構件也不會有不均勻之注入，且可縮短模 製時間。此外，即使縮短模製時間，也不會發生熱處理不 規則性，因此在工業上可得到產率大、成本低且品質佳之 緩衝構件。 二請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -25-

Claims (1)

  1. i A8 ：B8 :C8 iD8 民國90年3月修 486528 第87111692號專利申|胃 中文申請專利範圍修正_0年 六、申請專利範圍 1 · 一種由一纖維混合物模製一緩衝構件之方法，其 係利用一注入程序及一熱處理程序，該注入程序係將由合 成基體纖維和分散在合成基體纖維中的黏合纖維所組成的 纖維混合物以一運輸氣流注入一透氣模具中，該熱處理程 序包括使一模製氣流通過模腔內之纖維混合物而對纖維混 合物加熱及/或冷卻，其特徵在於： 模具與纖維混合物之接觸表面分割成多個接觸區； 不僅在上述注入程序即使在上述熱處理程序中，上述 運輸氣流和上述模製氣流之氣流流率及/或壓力爲使在各 程序成爲最適當之分布，分割後之各接觸面全體集體動作 依據控制事先決定流通上述各接觸面之運輸氣流及/ 或模製氣流之氣流流率及/或壓力，使被注入模具內之纖 維混合物熱形成緩衝材。 2 .如申請專利範圍第1項之由一纖維混合物模製一 緩衝構件之方法，其中係藉由進氣及排放來控制通過接觸 區之氣流，使通過接觸區之氣流流率及/或壓力符合預定 狀況。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之由一纖維混合物模 製一緩衝構件之方法，其中運輸氣流在注入程序受控制， 使得通過形成模腔中纖維混合物難以注入之接觸區的氣流 流率係選擇成比通過其他接觸區之氣流流率還大。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之由一纖維混合物模 製一緩衝構件之方法，其中模製氣流在熱處理程序受控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ___________ - I 1 ，(^先閱讀背面之注意事項再本頁) "δ · 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486528 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ，使得其通過所有接觸區。 5 .如申請專利範圍第1項之由一纖維混合物模製一 緩衝構件之方法，其中在注入程序中將纖維混合物供應到 模腔之運輸氣流之方向垂直於在熱處理程序中模製氣流吹 入模腔之方向。 6 .如申請專利範圍第1或5項之由一纖維混合物模 製一緩衝構件之方法，其中模製氣流在熱處理程序中吹入 模腔之方向有反向。 7 .如申請專利範圍第1項之由一纖維混合物模製一 緩衝構件之方法，其中位於注入模腔內纖維混合物側面之 接觸區係在側向位移，以從側向壓縮注入的纖維混合物， 以得到預定纖維混合物容積密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 « n I ϋ I n .1 ϋ ·1 ·_1 I · ·1 I 乂褚先閲讀背面之注意事項再1^1 本頁) •铸- 8 .如申請專利範圍第1或7項之由一纖維混合物模 製一緩衝構件之方法，其中以多段方式平行設置多個單元 注入空間來界定模腔；單元注入空間爲要注入纖維混合物 之空間，且在供應纖維混合物之方向延伸；且其中接觸區 在將纖維混合物供應到模腔之方向的垂直方向移動，因而 得以個別控制注入個別單元注入空間之纖維混合物之容積 密度。 9 · 一種由一纖維混合物模製一緩衝構件之設備，該 纖維混合物係屬於黏合纖維分散混入於合成纖維所組成之 基體纖維中之纖維混合體，經過運輸氣流而注入由透氣式 模具所組成之模腔內之注入程序，最後，對被注入加熱及 /或冷卻用之模製氣流的纖維混合體中貫穿熱處理程序而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 486528 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _ D8六、申請專利範圍 得到’該設備特徵在於： 上述透氣性模具，係對應於接觸被注入的纖維混合體 之模具的接觸面，而擁有上述接觸面被區分爲多數之模具 壁；而且具有 控制裝置用以不僅在上述注入工程即使在上述熱處理 工程中，上述運輸氣流和上述成形氣流之流量及/或壓力 爲使在各工程成爲最適當之分布，分割後之各接觸面全體 集體動作，及用以控制事先決定流通上述各接觸面之運輸 氣流及/或成形氣流之流量及/或壓力。 1〇.如申請專利範圍第9項之由一纖維混合物模製 -緩衝構件之設備，其中在注入程序中將纖維混合物供應 到模腔之運輸氣流之方向垂直於在熱處理程序中模製氣流 吹入模腔之方向。 1 1 ·如申請專利範圍第9或1 0項之由一纖維混合 物模製--緩衝構件之設備，其中模壁係個別或整組在壓縮 纖維混合物之方向可移動。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之由一纖維混合物模 製一緩衝構件之設備，.其中各可移動模壁僅在一維方向移 動，即上/下方向，前/後方向或左/右方向。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ? , ·( 先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 •線·
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