[发明专利]处理纤维缓冲垫体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理纤维缓冲垫体的方法。特别地，本发明涉及一种可用于模塑的纤维缓冲垫体的后处理的方法。

背景技术

泡沫，例如聚氨酯（PU）泡沫广泛用作用于座椅、例如用于运输业的车辆内部材料的织物背衬。将泡沫粘着到纺织面料的背面。这些泡沫背衬的复合材料具有可提供接触区域的舒适性或奢华感的缓冲作用。

使用聚氨酯泡沫作为用于座椅的缓冲材料存在缺点。例如，聚氨酯泡沫背衬的材料可散发挥发性物质，这导致车辆或住房内部的“起雾”，且泡沫自身可随时间而氧化，从而导致材料变色。可回收性也是必须解决的问题。

由于这些和其它原因，仍需要另一种可以用相似的成本提供与泡沫材料的缓冲性质类似的缓冲性质的材料。在此方面已受到关注的一类材料是非织造材料，例如聚酯非织造材料。这些材料可向许多面料提供合适的背衬，并解决一些利用常规PU泡沫缓冲垫难以解决的需求。

包括气流成网和“Struto”非织造材料技术的制造垂直成网且热结合的非织造材料的垫子的方法，已尽量提供相对于先前非织造材料技术具有经济和重量优势的缓冲垫。许多这些技术将短纤维定向至二维层中的垂直位置。通过连接多个这类预成型垫子，可形成纤维缓冲垫体。

用于制造三维纤维缓冲垫体的另一技术包括将松散的纤维材料插入到三维模具中并向插入到模具中的纤维供热以引起热交联。在向模具供热之前至少部分纤维可定向为主要与预定方向对准。该技术具有如下优势：通过分别使用适当模具，可形成多种的三维形状。然而，产生模具所需要的工作时间且和由此产生的成本可对可获得的不同模具几何形状的数量施加限制，并因此对可在模塑工艺中制造的三维纤维缓冲垫几何形状的数量施加限制。

当使用模具将纤维缓冲垫体形成为单独主体时，可将刚性固定元件整合到纤维缓冲垫体中。该固定元件可用于将纤维缓冲垫体附接到结构部件或将装置附接到纤维缓冲垫体。在向模具供热用于结合纤维的热活化之前，可将固定元件插入到模具中。尽管可将固定元件可靠地整合到纤维缓冲垫体中，但使用该单独的固定元件可使得回收过程成本更高。

发明内容

考虑到上文，本领域仍需要一种提供解决一些上述需求的纤维缓冲垫体的方法。特别地，本领域需要一种使得能够在不需要针对每一几何形状的专用模具的情况下实现多种多样的缓冲垫体几何形状的提供纤维缓冲垫体的方法。本领域还需要一种当提供固定元件时使得回收过程能够更容易实施的方法。

这些和其它需求通过如独立权利要求所限定的处理纤维缓冲垫体的方法以及通过相应的纤维缓冲垫体来解决。从属权利要求限定实施方案。

根据实施方案，在已经形成纤维缓冲垫体后的后加工步骤中，向纤维缓冲垫体施加超声波能量，以改变纤维缓冲垫体的几何形状。这使得几何形状的改变能够根据纤维缓冲垫体的具体用途的需要来进行，而不需要提供最终产物的所有几何形状特征的专用模具。此外，使用超声波能量来改变纤维缓冲垫体的几何形状，也可以产生具有增加的密度的压缩区域。该区域可用作由与缓冲垫体的本体相同的纤维材料形成的整合的固定元件。这提供关于可回收性的优势。

根据一个方面，提供一种处理纤维缓冲垫体的方法。由交联的纤维材料形成纤维缓冲垫体。至少部分纤维材料是可热活化的。在处理之前，纤维缓冲垫体具有第一形状。移动部分纤维缓冲垫体，且向纤维缓冲垫体施加超声波振动，以将纤维缓冲垫体自第一形状重塑成与第一形状不同的第二形状。

在此方法中，使用超声波技术对纤维缓冲垫体进行后加工。由此，可在已经模塑纤维缓冲垫体后对纤维缓冲垫体进行几何形状的改变。这使得从在后处理之前具有相同第一形状的纤维缓冲垫体出发能够实现各种三维形状。可使用超声波焊接操作以精确的方式实现复杂的几何形状。

当沿主负载方向施加负载时，纤维缓冲垫体是可弹性变形的。如本文中所使用的，术语“第一形状”和“第二形状”分别是指处于其中不将负载施加到纤维缓冲垫体上的息止状态的纤维缓冲垫体的形状。

纤维缓冲垫体可以是整体模塑的纤维缓冲垫体。这种整体模塑的纤维缓冲垫体可通过将纤维材料插入到模具中并向其供热以引起结合纤维的热活化来形成。所得纤维缓冲垫体为不需要单独的纤维缓冲垫子彼此连接的整体三维体。通过使用超声波能量处理这种整体模塑纤维缓冲垫体，可进一步增强结构稳定性。在施加热的情况下于模具中由松散的纤维材料形成、而非由之后彼此连接的立状纤维的单独层形成的整体模塑纤维缓冲垫体没有尖锐的区域边界。该尖锐的区域边界会是潜在的机械破裂线。使用超声波能量进行后加工的整体模塑纤维缓冲垫体减轻破裂问题。