弹性 保温复合 材料 技术 领域 本发 明系关 于一种 弹性保温 复合材 料， 特别是关 于一种具 有良好 拉伸弹 性 及压 缩回复 率、 保温性及耐久 性的弹 性保温复 合材料 。 背景 技术 目前 市售的 填充式织 物， 通常是先 将表布 和里布依 照版型 剪出裁 片， 之后 在各 个裁片 上依照 预定版型 车缝 出多个填 充格， 并在填充格内填 充兼具 轻盈、 保温 特性的 羽绒， 最后再将填充 了羽绒的 裁片组装 成最后 的成品 。 然而， 羽绒 的取 得有人 道问题 的疑虑 ， 因此， 目前已开发多种 人造纤 维制造 保温棉 材来替 代羽 绒， 制造填充式 织物。 传统 的保温 棉材常 以人造纤 维编织 成网， 之后依照所需规 格堆栈 增厚而制 得 ， 这类保温棉材 可与表布 和里布 一起车 缝裁剪 ， 便于加工。 然而， 保温棉材 的结 构较为 松散， 欠缺弹性， 虽然可混入 胶或低熔 点纤维 进一步 固型， 甚至透 过三 维纤维 或弹性 纤维的 比例调配 制得具 有一定拉 伸弹性 的弹性 保温棉 材， 但 其结 构上的 强度仍 有不足 。 因此， 使用传统保温棉 材所制 成的保 暖用衣 料品或 日用 品的耐 久性（如尺寸安 定性）较差， 水洗后容 易变形 ， 且保温棉材 的纤维可 能会 从表布 、 里布的缝隙 和车缝 的针孔 中跑出 来（此现象俗称 跑毛）。 因此， 在 长 时间使用 之后， 填充于表布、 里布之间 的保温棉 材的纤 维量可 能会因 此逐渐 减少 。 此外 ， 传统保温棉 材的保温 特性与 厚度有 关， 要达到一定 的保温 值， 往往 也 具有一 定的厚 度， 较为厚 重， 不利于收 纳与 折叠携 带。 以目前市售产 品来 说 ， 保温棉材有的 能作到轻 薄， 有的具有 拉伸弹性 ， 有的则具有 高保温 值的特 性等 ， 但很难兼具各 项优点于 单一产 品上。 由上 可知， 使用传统保温棉 材制成 的填充 式织物 ， 一般不具有拉 伸弹性 ， 且 回复效果 不佳， 若要同时具有高 保温值 之特性 则织物会 较为厚 重， 且耐久性 不足 。 因此， 实有需要开发 一种具 有轻薄 性， 且同时能兼 具良好 拉伸弹 性、 保 温效 果及耐 久性的 弹性保温 复合材 料， 来改善 目前市售保 温棉材 的缺点 ， 用以 制备 更加轻 薄便携、 耐水洗的填充式 织物。 发 明内容 有鉴 于前述 现有技 术的不足 之处， 本发明的其中 一目的是 提供一 种弹性 保 温复 合材料 ， 其具有良好 的保温性 ， 可降低填充 式织物 的重量及 厚度， 达到轻 量化 的效果 ； 且具有良好 的拉伸弹 性及压 缩回复率 ， 方便折叠收 纳： 此外更具 有优 异的耐 久性、 耐摩擦性 ， 且于水洗后不 易跑毛或缩 水。 为达 上述 目的， 本发明是提 供一种 弹性保 温复合材 料， 其包含： 一保温棉 层 ， 其单位重量为 20克/平方公尺 (grams per square meter, gsm)至 300 gsm, 且其 包含 一保温 纤维； 以及一熔喷层 ， 位于该保温棉层 之上 ， 其单位重量为 15 gsm 至 100 gsm, 且其包含一熔 喷弹性 纤维； 其中在该保温 棉层及 该熔喷 层之交 界 面 ， 该保温纤维的 一部分及 该熔喷 弹性纤 维的一部 分相互 链接， 该熔喷弹性纤 维之 材料是 为一原 生或回 收之高分 子弹性 材料， 该高分子弹性材 料选 自由热塑 性 聚氨酯 (thermoplastic polyurethane , TPU)、 热塑性聚酯弹性体 (thermoplastic polyester elastomer , TPEE)、 聚对 苯 二 甲酸 丙 二 酯 (polytrimethylene terephthalate , PTT)及其组合所组成的群组， 且该熔喷 弹性纤 维之直 径为 0.1微 米 (micrometer, |lm)至 35 |lm。 在一 些具体 实施例 中， 该保温棉 层之单 位重量 为 20 gsm至 300 gsm、 或 25 gsm至 250 gsm、 或 30 gsm至 200 gsm、 或 35 gsmfl 150 gsm、 或 40 gsmfl 120 gsm、 或 45 gsmfSlOO gsm、 或 50 gsm至 80 gsm、 或 55 gsm至 60 gsm。 在一 些具体 实施例 中， 该保温纤维 之材料系 为一原 生或回 收之纤 维材料 ， 该纤 维材料 系选自 由聚对苯 二甲酸 乙二酯 (polyethylene terephthalate , PET)、 聚 对 苯二 甲酸丙 二酯 (polytrimethylene terephthalate , PTT)及其组合所组成的群 组 。 在一 些具体 实施例 中， 该保温棉层 是先将 该保温纤 维经梳 理机梳 理、 成型 机交 叉铺 迭而成 的纤维 迭层 ， 再将该纤维 迭层经 由针 轧、 水刺等方 式进 行交 络、 通过树脂喷涂、 及 /或通过该保温纤维本身材 料中的低 融点纤 维在烘箱 热处 理后 形成的结 构体。 在一 些具体 实施例 中， 该高分子弹 性材料 中包含一 热塑性 聚氨酯 ， 且该热 塑 性聚 氨酯 的 熔点 范 围为 150° C至 190°C、 或 160°C至 180°C、 或 170°C至 180°Co 在一些具 体实施例 中， 该高分子弹性 材料中 包含一 热塑性 聚氨酯 ， 且 该热 塑性聚 酯弹性体 的熔点 范围为 210°C至 240°C、 或 220°C至 230°C。 在一些具 体实 施例中 ， 该高分子弹性 材料中 包含一 热塑性聚 氨酯， 且该聚对苯二 甲酸丙 二酯 的熔点范 围为 245°C至 265°C、 或 255°C至 260°C。 在一 些具体 实施例 中， 该高分子 弹性材 料的熔 喷温度 为 150° C以上， 或为 160°C以上 ， 或为 170° C以上， 或为 180° C以上， 或为 190° C以上， 或为 200°C以 上， 或为 210° C以上， 或为 220°C以上， 或为 230°C以上， 或为 240°C以上， 或为 250°C以上 ， 或为 260°C以上， 或为 265°C以上。 在一 些具体实 施例中 ， 该熔喷层之单位 重量为 15 gsm至 100 gsm、 或 20 gsm 至 90 gsm、 或 25 gsm至 80 gsm、 或 30 gsm至 70 gsm、 或 35 gsm至 60 gsm、 或 40 gsm至 55 gsm、 或 45 gsm至 50 gsm。 在一 些具体 实施例 中， 系通过将该 熔喷弹 性纤维之 材料透 过配备 有熔喷模 头 的挤压机 熔融喷 射， 得出该熔喷 弹性纤 维， 并将该保温 棉层输 送至该熔 喷模 头下 方， 使该熔喷 弹性纤维 在该保 温棉层 之上形成 ， 而形成该熔 喷层； 因此， 在该 保温棉 层及该 熔喷层之 交界面 ， 该熔喷弹性纤 维的一 部分会 与该保温 纤维 的一 部分相 互连结 。 在一些具体实 施例中 ， 该熔喷弹性纤 维的一 部分与 该保温 纤维 的一部分 系通过 该熔喷弹 性纤维 于熔喷后 与该保温 纤维接 触而相 互黏连。 在一 些具体实 施例中 ， 该熔喷弹性纤 维之直径 为 0.1 |lm至 35 |lm、 或 0.2 |lm 至 30 |lm、 或 0.5 |lm至 25 |lm、 或 1 |lm至 20 |lm、 或 1.5 |lm至 25 |lm、 或 2 |lm至 20 |lm、 或 2.5 |lm至 15 |lm、 或 3 |lm至 10 |lm、 或 3.5 |lm至 5 |lm。 在本 案说明 书中， 原生一词是指该 项材料 先前并未 制成任 何产品 ， 为原始 材料 。 在本案说明 书中， 回收一词是指该 项材料是 经工业 生产之 产品的 下脚料 或经 资源回 收得到 的材料 ， 并非原始材料 。 以最常见的 回收聚酯 材料为例 ， 目 前可 制成纤 维的再 生聚酯材 料的主 要来源有 两类， 一类为消费前 (pre-consumer) 和消 费后 (post-consumer)的聚酯纺织品； 另一类为消费后 的宝特瓶 (PET瓶)， 这 类聚 酯材料 回收后经 过物理方 法或化 学方法再 制成环保 的再生 纤维材料 。 在一 些具体 实施例 中， 本案的弹性 保温复 合材料所 包含的 再生成 分含量为 20% 以上 (N20%), 符合 GRS认证标准 。 在一些具体实 施例中 ， 本案的弹性保 温 复合 材料所包 含的再 生成分含 量为 30%以上 (N30%), 或 35%以上 (N35%)。 在 一些具 体实施 例中 ， 该保温纤 维的细 度为 0.8丹尼数 (Denier, D)至 15 D 、 或 1.0 D至 10 D、 或 1.2 D至 8 D、 或 1.4 D至 6 D、 或 1.6 D至 4 D、 或 1.8 D至 3 D 、 或 2.0 D至 2.5 D o 在一些具体实施例中， 该保温纤维 的直径 为 8 |lm至 150 |lm、 或 10 |lm至 100 |lm、 或 12 |lm至 80 |lm、 或 14 |lm至 60 |lm、 或 16 |lm至 40 |lm、 或 18 |lm至 30 |lm、 或 20 |lm至 25 |lm。 在一 些具体 实施例 中， 该保温棉层 可同时包 含不 同细度的 保温纤 维。 在一 些具 体实施例 中， 该不同细度 的保温 纤维可为 相同材料 或不 同材料。 在一 些具 体实施 例中 ， 该保温棉层 进一步 包含胶 、 低熔点纤 维、 或其组 合 。 在一 些具体 实施例 中， 该低熔点纤 维的材 料为一双 组份纤 维， 该双组份 纤 维 的材料可 为原生 或回收 的材料 ， 包含聚乙烯 (polyethylene, PE)、 聚丙烯、 聚 对苯 二甲酸 乙二酯 、 聚对苯二甲 酸乙二酯 共聚物 (PET copolymer, coPET)或其 他类 似聚合 物。 在一些具体 实施例 中， 该双组份纤 维的材 料包含 两种选 自由聚 乙 烯、 聚丙烯、 聚对苯二 甲酸 乙二 酯、 聚对苯二 甲酸 乙二 酯共 聚物 (PET copolymer, coPET)及其他类 似聚合物 所组成 的群组 的聚合物 。 在一些具体实 施 例 中， 该双组份纤维 为聚乙 烯 /聚对苯二甲酸乙 二酯 (PE/PET), 聚对苯二甲酸 乙 二酯 /聚对苯二甲酸乙二 酯共聚物 (PET/coPET), 聚乙烯/聚丙烯 (PE/PP), 及其类 似聚 合物组 合。 在一些具 体实施 例中， 聚对苯二甲酸 乙二酯共 聚物为 PET与二 竣酸 的共聚 酯， 该二竣酸可 选自脂 肪族二 竣酸和和 芳香族 二竣酸 ； 其中该脂肪 族二 臻酸可 为草酸 、 丙二酸、 琥珀酸、 己二酸等 ； 该芳香族二竣 酸可为 间苯二 甲酸 、 磺化间苯二酸 (sulfoisophthalic acid)等。 在一些具 体实施例 中， 该低熔点纤 维的材 料的熔 点范围为 110°C至 170°C、 或 125°C至 160°C、 或 140°C至 150°C。 在一 些具 体实施 例中 ， 该胶的材料 系为水 性压 克力树 脂或水 性聚氨 酯树 脂 。 在一些具体 实施例 中， 该水性压克力 树脂或 水性 聚氨酯 树脂 的固成分 为

30% 至 50% - 在一 些具体 实施例 中， 该弹性保温复 合材料 的厚度为 0.40公分 (centimeter, cm)至 2.8 cm、 或 0.60 cm至 2.6 cm、 或 0.80 cm至 2.4 cm、 或 1.0 cm至 2.2 cm、 或 1.2 cm至 2.0 cm、 或 1.4 cm至 1.8 cm、 或 1.4 cm至 1.6 cm。 在一 些具体 实施例中 ， 该弹性保温复 合材料 的保温值 /厚度为 1.50克罗 /公分 (CLO/cm) 以上、 或 1.60 CLO/cm以上、 或 1.70 CLO/cm以上、 或 1.80 CLO/cm以 上、 或 1.90 CLO/cm以上。 前述保温值系根据标准方 法 ASTM D1518测得。 在一 些具体 实施例 中， 该弹性保温 复合材 料的根 据标准 方法 ASTM D4770 进行 测试后 ， 其测试结果为 5级， 显示耐水洗性 最佳。 在一 些具体 实施例 中， 该弹性保温 复合材 料根据 标准方 法 ASTM D4770进 行测 试后， 其测试结 果为 5级， 显示水洗后跑毛 情况最少 。 在一 些具体 实施例 中， 该弹性保温 复合材 料在水洗 10次后， 其纵向的水洗 缩率 为 1.5%以下、 或为 1.0%以下、 或为 0.5%以下、 或为 0.2%以下。 在一些具体 实施 例中 ， 该弹性保温 复合 材料在 水洗 10次后， 其横向 的水洗 缩率为 2.5%以 下、 或为 1.5%以下、 或为 0.5%以下、 或为 0.2%以下。 前述水洗缩率系根据标准 方法 ASTM D4770测得。 在本发明中 ， 纵向 (machine direction, MD)系为该保温 复合 材卷对 卷机械传 动的方 向， 横向 (cross direction, CD)则为与该纵向水平垂 直 90°的方向。 在一 些具体 实施例 中， 该弹性保温 复合材 料的压 缩回复 率为 80%以上 、 或 82% 以上 、 或 85%以上。 前述压 缩回复 率系 根据标 准方 法 ASTM D6571-01测 得 。 在一 些具 体实施 例中 ， 该弹性保温 复合 材料 的纵向 的拉伸 弹性 为 15%以 上 ， 且其横向 的拉伸 弹性 为 20%以上 。 前述拉伸弹 性系 根据标 准方 法 ASTM

D2594测 得。 在 一些具 体实 施例 中， 该弹性保温 复合 材料 的熔喷 层的 耐摩擦 性可 达 10000转 以上无破 损。 前述弹性 保温复 合材料 的熔 喷层的耐 摩擦 性系根据 标准 方法 ASTM D4966-98进行马丁代尔耐 磨测试 (Martindale Abrasion Test)而测得。 本发 明的的 弹性保温 复合材 料可应 用于各 种填充 式织物， 例如衣料品、 围 巾、 棉被等。 附 图说明 图 1为本发明 的弹性保 温复合材 料的示 意图。 图 2为图 1当中保温棉层 及熔喷层 的交界 面的放大 图。 图 3A为本发 明的弹 性保温复 合材料 中保温棉 层及熔 喷层的 交界面的 保温纤 维及 熔喷弹性 纤维相 互链接 的示意图 。 图 3B为本发 明的弹性 保温复 合材料 中保温棉 层及熔 喷层的 交界面的 保温纤 维及 熔喷弹性 纤维相 互链接并 产生弹 性的示意 图。 图 4为透过熔喷 设备制 备本发 明的弹性 保温复合 材料的示 意图。 具体 实施方式 透过 下列详 细的实施 方式及 后附图 式的说 明后， 本发明的 目的、 优点及技 术特 征当至为 显明。 本发 明的弹性 保温复 合材料 的制备 如 图 1及图 2所示， 本发明的弹性保 温复 合材料 1包含一保温棉 层 10及一熔 喷层 20, 该保温棉层 10的单位重量为 20 gsm至 300 gsm, 且其包含一保温纤 维 11 ; 该熔喷层 20位于该保温棉 层 10之上， 且其单位重量 为 15 gsm至 100 gsm, 且 其包 含一熔 喷弹性 纤维 21； 其中在该保温棉 层 10及该熔喷层 20的交界面 ， 该保 温纤 维 11的一部分及 该熔喷弹 性纤维 21的一部分相互连 结， 且该熔喷 弹性纤 维 21的材 料系为 一原生 或回收 的高分子 弹性材 料， 该高分子弹 性材料 选自由热 塑 性聚 氨酯、 热塑性聚酯弹性 体、 聚对苯二 甲酸丙二 酯及其 组合所组 成的群 组， 且该 熔喷弹性 纤维的 直径为 0.1 |lm至 35 |lm。 其中该熔喷弹性纤维 21两端或中段 的空 心圆系 表示一 熔喷弹性 纤维 21与另一熔 喷弹性纤 维 21或一保温纤 维 11的接 点 。 如 图 3A所示， 位于该保温棉 层 10及该熔喷层 20的交界面 的部份该 保温纤 维 11及部 分该熔 喷弹性 纤维 21相互链接， 其中该熔喷弹性 纤维 21两端或中 段的空 心 圆系表示 一熔喷 弹性纤维 21与另一熔喷弹 性纤维 21或一保温 纤维 11的接点。 另如 图 3B所示， 位于该保温 棉层 10及该熔喷层 20的交界面的部份 该保温 纤维 11 及部 分该熔 喷弹性 纤维 21相互链接并 产生弹 性， 其中该熔喷 弹性纤 维 21两端的 空心 圆系表 示一熔 喷弹性纤 维 21与一保温纤 维 11的接点， 而波浪形双 箭头系 显 示该 等熔喷弹 性纤维 21在该等保温纤维 11之间产生的弹性方 向。 如 图 4所示， 使用一熔喷设备 100并以热塑性聚 氨酯来制 备一位 于该保温 棉 层 10上的熔喷层 20。 该熔喷设备 100包含一挤 压机 110、 一输送带 120及一负压 装置 130； 该挤压机 110包含一熔喷模头 111； 且该熔喷模头 111包含一原料出 口 112及两个 热风 出口 113。 首先 提供 一保温 棉层 10, 其单位面积重 量为 40 gsm, 该保温棉层 10包含 30% 至 35%的 3 D * 51 mm的再生 PET纤维、 30%至 40%的 1.2 D * 38 mm的再生 PET 纤维、 10%至 15%的 2 D * 51 mm的低熔点纤维、 以及 15%至 25%的水性压克 力树 脂。 之后将热 塑性聚氨 酯透过 配备有 熔喷模头 111的挤压机 110进行熔喷， 熔喷 温度为 150° C以上。 其中该热塑 性聚氨 酯从原 料出口 112喷出， 得出直径 为 0.1 |lm至 15 |lm的熔喷弹性纤维 21。 将该保温棉层 10透过输送带 120输送至熔 喷模 头 111下方（空心实线箭头显 示输送带 方向）， 使热塑性聚氨酯 的熔喷 弹性纤 维 21在该保温 棉层 10上形成， 并在该两个 热风出 口 113出来的热风 、 该负压装 置 130的负压（空心虚线箭 头显示 负压方 向）辅助下， 在该保温棉层 10上方形成一 熔喷 层 20, 其中一部分 该熔喷弹 性纤维 21与位于该保温棉 层 10表面的一部 分该 保温 纤维 11相互黏连， 而使该 熔喷层 20与该保温棉层 10紧密贴合 ， 冷却收卷 后 ， 即得出本发 明的弹性 保温 复合材料 1 , 其中该熔喷层 20的单位面积 重量为 40 gsm _o 本发 明的弹性 保温复 合材料 的特性 使用 本发 明的弹性 保温复 合材料 作为实 施例 1 , 其中保温棉层的单位 面积 重量 为 40 gsm, 熔喷层的单位 面积重 量为 40 gsm, 总单位面积 重量为 80 gsm。 使用 前述保温 棉层的 材料但单 位面积 重量为 80 gsm的保温棉作 为比较例 1 , 相同 材料 但单位面 积重量 为 40 gsm的保温棉作为 比较例 2。 另外 亦使用弹 性保温 棉进行 比较。 所用的弹性 保温棉 包含 66%至 54%的 3 D * 51 mm的再生 PET纤维、 14%至 16%的 2 D * 51 mm的再生 PET纤维、 以及 20% 至 30%的水 性压克 力树脂 。 分别使用单位 面积重 量为 80 gsm、 40 gsm的弹性保 温棉 作为比较 例 3、 4o 依照 以下标准 方法， 测试实施例 1及比较例 1至 4的各项性质。

1.单位 面积重量 ： 根据标准方法 ASTM D3776进行测试。

2.厚度 ： 根据 Invista Method进行测试。

3.保 温值： 根据标准 方法 ASTM D1518进行测 试， 所得数值为 克罗值（CLO value）, 单位即为克罗（CLO）o 4.耐水 洗性： 根据标准方法 ASTM D4770进行测试 。 测试结果分为 5级， 其 中 5级 (Level 5)显示耐水洗性最佳。

5.水洗 后跑毛情 况： 根据标准方 法 ASTM D4770进行测试 。 测试结果分为 5 级， 其中 5级显示水洗后跑毛情 况最少 。

6.水洗 缩率： 根据标准 方法 ASTM D4770进行测试 。

7.压缩 回复率 ： 根据标准方法 ASTM D6571-01进行测试 。

8.弹性 ： 根据标准方法 ASTM D2594进行测 试。

9.耐摩 擦性 ： 根据标准方法 ASTM D4966-98进行马丁 代尔耐 磨测试 ， 其中 膜材 类经过超 过 5000转的测试后无 破损时判 定为耐 摩擦性优 良。 以上 各项测试 结果系 列于下表 1。

表 1 实施 例 1的弹性保温 复合材 料具有 较高 的单位 厚度保温 值（保温值 /厚度）， 因此 ， 以同样厚度 的保温材 料来说 ， 本发明的弹性 保温复 合材料 的保温值 明显 高于 传统保 温棉和弹 性保温 棉， 故可达到 使填充式 织物更 为轻薄 的效果 。 而以 相 同的材质 来说， 厚度较薄的材料 ， 其单位厚度保 温值也 会跟着 降低。 另以实 施例 1和比较例 3来说， 在相同总单 位面积 重量 的条件 下， 实施例 1加入了熔 喷 层后 ， 其单位厚 度较 比较例 3减少了约 60%, 但单位 厚度保 温值提 升了 约 2.6 倍， 达到了轻薄保暖 的效果 。 经水 洗测试 后， 实施例 1的弹性保温 复合材 料的耐水 洗性为 最佳的 5级， 不 易跑 毛， 且尺寸不会 因为多 次水洗 而变小 ， 更为耐用， 耐久性更佳 。 传统保温 棉和 弹性保 温棉 的耐水洗 性稍逊 ， 但水洗缩率 明显较 高。 相对之下 ， 实施例 1 的弹 性保温复 合材料 在水洗 10次后也不会 缩水， 更加容易清洁保 养。 实施 例 1的弹性保温复 合材料 的压缩回 复率高达 85%, 且纵向与横 向的弹 性 也都 优于传 统弹性保 温棉 。 因此， 在折叠或压缩收 纳后， 更容易回复原状 ， 保 持原 有的蓬松 度， 在长久使用 后仍能 维持保温 值。 此外 ， 以马丁代尔 耐磨进 行测试 ， 发现实施例 1的弹性保温 复合材 料的熔 喷层 具有优 良的耐摩 擦性， 使该弹性 保温复合 材料在使 用上更 具耐久性 。 由上 可知， 本发明的弹性保 温复合 材料具 有良好弹 性及保 温性的 弹性保温 复合 材料， 其具有优异的耐 久性， 于水洗后不易跑 毛或缩 水、 且具良好耐 摩擦 性、 压缩回复率和弹 性， 应用层面更 为广泛 。 符号 说明

1： 弹 性保温 复合材料

10: 保温 棉层 ： 保温纤维 ： 熔喷层 : 熔 喷弹性纤 维 : 熔喷设备 : 挤压机 1： 熔喷模头2: 原料出口3: 热风出口 : 输送带 : 负压装置