纤维泡沫架构和具有纤维泡沫架构的垫的制作方法

本公开涉及一种纤维泡沫架构。更具体地，本公开涉及一种用于可以结合到车辆座椅中的垫的纤维泡沫架构。

背景技术：

垫被用于汽车以及其它应用的座椅。目前的垫材料包括由聚氨酯制成的泡沫。这种材料可能没有再生成分并且可能不透气。泡沫制造过程可能涉及将聚合物、环氧树脂或另一前体倒入模具或软装饰腔中。此外，还可能需要切除废料并施加胶水。这可能是一个耗时且耗力的过程。对泡沫组件的修饰可以包括拱环(hogring)、钩环搭扣和/或剪裁方法。在这些方法中，可能需要保持对准公差、可能需要满足配合表面限制、可能需要提供沟槽和缝线等等。也可能需要胶水施加存储和处理。目前的制造过程可能是劳动密集型且耗时的。

因此，需要一种克服上述缺点的改进泡沫架构及其相关联的制造方法。

技术实现要素：

本公开介绍了一种具有纤维泡沫架构的垫。垫可以支撑包括座椅底部、靠背、腿托、头枕、扶手和长垫的座椅表面。垫具有装饰罩和被附接至装饰罩的纤维层。纤维层的一个或多个结构特性可以被控制为不同于其它层的结构特性。纤维材料可以是竖直搭接(v-lap)的聚酯非织造织物，以提供类似弹簧的缓冲效果。纤维可以是粘合纤维和非粘合结构纤维的混合物。粘合纤维可以是诸如copa(共聚酰胺)或copes(共聚酯)的低熔点聚合物。粘合纤维也可以是具有copa或copes片和聚酯芯的芯-片纤维。非粘合结构短纤维可以是聚酯、中空聚酯纤维、基于喷丝头几何形状的各种横截面的聚酯纤维和三维卷曲和/或共轭的聚酯纤维。

在另一实施例中，提供了一种用于制造纤维泡沫架构的方法。该方法包括层压加热器膜和座椅装饰插件。该方法包括形成层压座椅装饰插件的装饰罩。该方法包括在装饰罩上方堆叠多个纤维层。纤维层彼此相对平行地被堆叠。可以存在其它层，例如被放置在纤维层堆叠中或纤维层堆叠顶部上的网状粘合剂。该方法还包括压缩模制纤维层的堆叠以形成被附接至装饰罩的纤维泡沫架构。压缩的程度被控制为影响纤维层中的每个纤维层的一个或多个结构特性，从而使给定纤维层的一个或多个结构特性不同于其它层的结构特性。该方法包括释放所形成的纤维泡沫架构。

在另一实施例中，纤维泡沫架构具有纤维层，使得这些层的堆叠中的纤维层的孔隙率不同于其它层的孔隙率，从而影响层的感觉。

纤维泡沫架构被以这种方式制造，使得一个或多个纤维层的孔隙率和/或密度可以被控制为不同于其它层。纤维泡沫架构可以被轻松附接至垫的装饰罩。各种制造方法包括通过热处理然后压缩模制将纤维层附接至装饰罩。替代地，纤维层可以经历压缩模制，以形成纤维整料或纤维团。然后，在另一循环中，纤维团和装饰罩可以再次经历压缩模制。在又一实施例中，纤维层中的每个纤维层可以通过热处理经历预成型，然后这些层可以单独经历压缩模制，并且纤维层连同装饰罩的堆叠可以进一步经历压缩模制。在另一实施例中，在通过模具成型之前，卷对卷过程可以被用于将纤维层的至少一部分堆叠、压缩并熔合在一起。

附图说明

图1示出根据本公开某些实施例的示例性车辆的侧轮廓。

图2示出根据本公开的某些实施例，用于形成纤维泡沫架构的方法的流程图。

图3至图5示出根据本公开的某些实施例，按照图2的方法形成纤维泡沫架构的不同程序步骤的横截面图。

图6a至图6d示出根据本公开的某些实施例，纤维泡沫架构的不同纤维层的示意性微结构。

图7示出根据本公开的某些实施例，具有腰部支撑的纤维泡沫架构的另一实施例的横截面图。

图8示出根据本公开的某些实施例，具有软背衬的纤维泡沫架构的另一实施例的横截面图。

图9示出根据本公开的某些实施例，制造纤维泡沫架构的替代方法的横截面图。

图10示出根据本公开的某些实施例，单独形成并继而与装饰罩熔合在一起的纤维泡沫架构的另一实施例的横截面图。

图11和图12示出根据本公开的某些实施例，使用附接元件将纤维泡沫架构附接至垫的装饰罩的其它实施例的横截面图。

图13示出根据本公开的某些实施例，使用预成型技术制造纤维泡沫架构的另一实施例的横截面图。

图14a至图14c示出根据本公开的某些实施例，与纤维泡沫架构相关的不同波距的波的横截面图。

图15示出根据本公开的某些实施例，用于纤维泡沫架构的卷对卷过程。

通过参考下面的详细描述，可以最好地理解本公开的实施例及其优点。应当理解的是，相同附图标记用于标识附图中的一个或多个附图所示出的相同元件，其中图中所示布置方式是出于说明本公开实施例的目的而非为了限制本公开的实施例。

具体实施方式

图1示出诸如例如小客车、卡车、运动型多用途车或小货车的示例性车辆100的侧轮廓。车辆100包括由车轮组104支撑的框架102。车辆100包括被构造为推进车辆100的动力源(未示出)。

车辆中的乘客座椅包括不同形状和尺寸的垫。本公开涉及可以用于靠背和座垫的纤维(竖直搭接聚酯)泡沫架构的各种实施例。纤维泡沫架构的细节以及用于形成垫的过程将结合图2至图13进行说明。

图2是用于形成纤维泡沫架构的方法200的流程图，图3至图5示出该过程中的不同步骤。参见图2和图3，在步骤202，将加热器膜302和/或ocs膜被层压至座椅装饰插件304。在一个示例中，加热器膜302可以被层压在装饰织物后方，以用于比现有系统更快、更有效地加热并且更灵敏地感测电容，现有系统在泡沫上衬垫后方以桥接聚氨酯泡沫孔隙。在一种情况下，过程步骤可以包括在织物上进行丝网印刷和可选层压，然后进行压模或激光切割并层压到织物上。在步骤204，座椅装饰罩306(参见图3)由经层压的加热器膜302和座椅装饰插件304形成。之后，在步骤206，多个纤维层308被堆叠在装饰罩306上方，从而使纤维层308中的每个纤维层彼此相对平行。在另一实施例中，装饰罩306可以被单独形成，也就是装饰罩306被模制，从而使附接有加热器膜302的装饰罩306的中央部相对于装饰罩306的侧部凸起。

纤维层308具有不同结构特性，从而使纤维层308的孔隙率或密度可以被控制为不同于纤维层308的堆叠中的其它层。为了形成纤维层308中的每个纤维层，纤维状纤维最初的朝向可以彼此相对平行。参考图14，纤维非织造片材被形成为波状结构(参见图14中的1402、1404、1406)，并且继而被加热以交联给定层的纤维状纤维。通过控制波的波距并进而控制所产生的纤维层308的孔隙率，纤维层308的结构和松软度可以被控制。例如，与具有较短波距的纤维层(参见1404)相比，较高波距(参见1402)产生更致密(孔更少)并且结构完整性更好的少孔纤维层308。相反地，与较高波距的纤维层相比，较短波距产生孔更多并且更松软的纤维层308。在实施例中，单个纤维层308具有较致密材料区和不致密(和更多孔)材料区，其可以通过改变整个给定层中纤维层308的波距(参见1406)来形成。

参见图6a和图6b，图中示出相对更坚硬的聚氨酯层308的示例性微结构602、604。纤维层308的压缩模制可以被控制以形成具有类似性质的高密度聚酯。参见图6c和图6d，图中示出相对更柔软的聚氨酯层308的示例性微结构606、608。在这种情况下，纤维层308的压缩模制被控制以形成低密度聚酯，从而使得形成松软或更柔软的层和透气层。纤维层308的孔隙率和/或密度可以影响给定纤维层308的感觉。例如，纤维层308中的开孔状结构(参见606、608)可以提供更柔软的感觉，而纤维层308中的闭孔状结构(参见602、604)可以提供结构稳定性以及对施加在纤维泡沫架构上的外部负载的承受力。

参见图2和图3，纤维层308可以被堆叠为使得相对较软的纤维层308靠近加热器膜302，并且相对较致密的纤维层308更远离加热器膜302。被堆叠在装饰罩306上方的纤维层308的数目可以根据应用变化。在一个示例中，五个纤维层308可以被彼此上下堆叠。在另一示例中，七个纤维层308可以被彼此上下堆叠。在又一示例中，纤维层308可以不是连续层，从而使更多纤维层308被设置在装饰罩306的相应的角部处，并且更少的纤维层308被设置在装饰罩306中央部处。

此外，参见图2、图3和图4，在步骤208，在将纤维层308堆叠在装饰罩306上方之后，纤维层308和装饰罩306被装载至压缩工具310中。之后，如图4所示，纤维层308被加热并连同装饰罩306一起经历压缩模制。工具310的顶部402和侧部404被驱使向下并朝工具310的底部406移动。在步骤210，将形成的纤维泡沫架构502从工具310释放(参见图5)。

纤维泡沫架构502中一个或多个纤维层308的孔隙率和/或密度可以不同于其它纤维层308的孔隙率和/或密度。例如，在一种情况下，可以与外部负载接触的纤维泡沫架构502的最外侧纤维层308比其它纤维层更多孔或更不致密，从而获得柔软手感。在另一示例中，纤维泡沫架构502的孔隙率可以随着给定纤维层308与可能与外部负载接触的纤维层308的距离增加而增加。

参见图7，附加地或可选地，在一些实施例中，诸如靠背腰部支撑702等背板可以被设置为与纤维层308接触。在这种情况下，层压件可以通过将加热器膜302放置在装饰插件304上、层压然后模制而被形成以形成装饰罩306。腰部支撑702被定位在工具310的顶部402上。纤维层308的堆叠被放置在工具310的顶部402中的腰部支撑702下方。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。装饰罩306被装载至工具310的底部406中，并且顶部402被驱使向下并朝底部406移动以进行压缩模制。纤维泡沫架构704被形成并且被从工具310释放。这种垫可以被用作各种应用的背垫。

参见图8，附加地或可选地，在一些实施例中，剪切衬垫802被设置为与纤维层308接触。在这种情况下，层压件通过将剪切衬垫802放置在加热器膜302上方、并且继而将加热器膜302放置在装饰插件304上方而被形成。剪切衬垫802、加热器膜302和装饰插件304被层压并模制以形成装饰罩306。纤维层308的堆叠被定位在工具310的顶部402中。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。例如，剪切衬垫802可以与相对柔软的纤维层308接触，并且与剪切衬垫802相距更远的纤维层308可以相对致密。装饰罩306被装载至工具310的底部406中，并且工具310的顶部和侧部402、404被驱使向下并朝底部406移动以进行压缩模制。纤维泡沫架构804被形成并且被从工具310释放。这种垫可以被用作各种应用的背垫。

参见图9，附加地或可选地，在一些实施例中，软背衬层902被设置为与纤维层308接触。在这种情况下，软背衬层902被放置在加热器膜302上方，并且加热器膜302转而被放置在装饰插件304上方。软背衬层、加热器膜302和装饰插件304被层压并模制以形成装饰罩306。纤维层308的堆叠被定位为靠近工具310的顶部402。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。例如，软背衬层902可以与相对中等密度的纤维层308接触，并且与软背衬层902相距更远的纤维层308可以相对更坚硬。装饰罩306被装载至工具310的底部406中，并且工具310的顶部和侧部402、404继而被驱使向下并朝底部406移动以进行压缩模制。纤维泡沫架构被形成并被从工具310释放。

参见图10，在另一实施例中，最初，纤维层308的堆叠单独经历压缩模制。纤维层308的经加热的堆叠被定位在工具310中，以进行压缩模制来形成纤维团1000。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。此外，纤维团1000被放置在工具310的顶部402中。对纤维团1000被表面加热。装饰罩306被装载至工具310的底部中，并且工具310的顶部402继而被驱使向下并朝底部406移动以进行压缩模制。纤维泡沫架构被形成并且被从工具310释放。

图11和图12示出将纤维团1000附接至包括加热器膜302的装饰罩306的替代方法。例如，参考图11，经加热的纤维层308最初被定位为堆叠状布置。诸如钩1102的附接元件可以被设置在柔软纤维层上。纤维层308继而经历压缩模制以形成纤维团1000。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。纤维团1000被定位在上方并且被驱使向下朝装饰罩306移动。环1104设置在装饰罩306上的相应位置处。钩1102和环1104接合，使得纤维团1000与装饰罩306附接以形成纤维泡沫架构。

替代地，如图12所示，经加热的纤维层308最初被定位为堆叠状布置。钩状贴片1202被设置在柔软纤维层上。纤维层308继而可以经历压缩模制以形成纤维团1000。如上所述，纤维层308的层与层之间具有不同孔隙率和/或密度。此外，纤维团1000被放置在工具310的顶部402中。装饰罩306具有加热器膜302和环状背衬或网状结构。纤维团1000被定位在上方并且被向下驱使朝装饰罩306移动。钩状贴片1202与装饰罩306的网状结构附接以形成纤维泡沫架构。

参见图13，图13提供了形成纤维泡沫架构的又一方法。在这种情况下，纤维层308中的每个纤维层单独经历压缩模制，从而使纤维层308中的每个纤维层通过热压而预成型。例如，最初，坚硬纤维层1306在预成型过程期间经历压缩模制(未示出)。之后，中等纤维层1304被装载至工具310中，并在预成型过程期间经历压缩模制(未示出)。此外，柔软纤维层1302被定位在具有加热器膜302的装饰罩306上方。柔软纤维层1302和装饰罩306在预成型过程期间经历压缩模制(未示出)。柔软、中等和坚硬纤维层1302、1304、1306具有不同的密度和孔隙率，这些密度和孔隙率在相应的层的预成型期间被控制。之后，如图13所示，在纤维层中的每个纤维层被预成型之后，柔软纤维层1302和装饰罩306被再次装载至工具310中，中等纤维层和坚硬纤维层1304、1306被放置在柔软纤维层1302上方，并且具有装饰罩306的所有层经历压缩模制。柔软度梯度也可以通过以下方式来实现：允许纤维叠层中的部分纤维叠层(例如，表面)在压缩模制之前冷却至纤维流温度以下，使得冷却部分在模制之前被弹性压缩而较暖部分被塑性压缩。当从模具中释放时，先前较暖的塑性变形部分具有更大密度(因而具有更大刚性)，并且先前较冷的部分在弹回原始厚度后具有更小密度(更软)。

纤维泡沫架构可具有非常小的气味、可回收并且可以包含可回收聚酯。纤维泡沫架构可通过压缩模制形成，并且可以被焊接至其它聚酯层。纤维层可以通过对流热空气、强制热空气、红外线、微波、超声波、接触加热及其它加热方法加热。压缩模制是一种相对容易、不费力且耗时较少的过程。纤维泡沫架构重量轻、透气且不泛黄。

图15示出用于制造纤维泡沫架构的卷对卷层压过程。最初，纤维层308被堆叠。此外，纤维层308经历预压缩并被连续地拉入具有热空气/气体或加热元件的加热室1502中。这导致纤维层308的至少一部分熔合在一起。卷对卷层压过程可以在通过模具成型之前进行。可以存在被层压至纤维层308的附加功能层，例如但不限于粘合网或膜。所形成的层压板继而用切割刀1504进行模切，并且接着进行上文中结合图3至图5描述的过程。

前述公开内容并非旨在将本公开限制于所公开的精确形式或特定使用领域。因此，根据本公开，可以想到本公开的各种替代实施例和/或修改(无论是本文中明确描述的还是暗示的)都是可能的。在如此描述了本公开实施例的情况下，本领域普通技术人员将认识到是，在不脱离本公开范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅受权利要求的限制。

在前述说明书中，已经参考特定实施例描述了本公开。然而，如本领域技术人员将理解的，在不脱离本公开主旨和范围的情况下，可以修改或以各种其它方式实现本文公开的各种实施例。因此，该描述被认为是说明性的，并且旨在教导本领域技术人员制造和使用所公开的纤维泡沫架构的各种实施例的方法。应当理解的是，本文所示和所述的公开内容的形式应视为代表性实施例。等效元件、材料、过程或步骤可以代替本文中代表性地示出和描述的那些元件、材料、过程或步骤。此外，本公开的某些特征可以独立于其它特征的使用而使用，在受益于本公开的描述之后，所有这些对于本领域技术人员来说是显而易见的。诸如“包括”，“包含”、“结合”、“由......组成”、“具有”、“是”等用于描述和要求保护本公开的表达旨在以非排他的方式理解，即允许存在未明确描述的项、构件或元件。提到单数应理解为也涉及复数。

此外，本公开披露的各种实施例应被理解为说明和解释性的，并且不应被理解为以任何方式对本公开进行限制。提到的所有接合(例如，附接、附加、耦合、连接等)仅被用于帮助读者理解本公开，并且可能不会形成限制，尤其是对本文公开的系统和/或方法的位置、朝向或使用的限制。因此，如果有的话，提到的接合应被广义地理解。而且，这些表示连接的词不一定表示两个元件直接彼此连接。

此外，所有的数值，例如但不限于，“第一”、“第二”、“第三”、“主要”、“次要”、“主”或其它任意普通和/或数字数值，同样应理解为仅作为标识，用于帮助读者理解本公开的各种元件、实施例、变型和/或修改，并且可能不形成任何限制，尤其对任意元件、实施例、变型和/或修改相对于或相比较于另一元件、实施例、变型和/或修改的顺序或偏好的限制。

同样应当理解的是，附图中描绘的一个或多个元件也可以以更独立或集成的方式实现，或者甚至移除或提出，因为有时在某些情况下不实用，有时根据特定应用是有用的。另外，除非另外特别指出，否则附图/图中的任何指示阴影应仅视为示例性而非限制性的。