对弹性层进行高周波封合以改善支撑效果的垫体的制作方法

本发明是一种对弹性层进行高周波封合以改善支撑效果的垫体，尤指利用高周波技术，将至少二层的弹性层二对应侧缘熔接成一体，令这些弹性层能因弹性翘曲产生不同的蓬松度，进而实现更优良支撑效果的垫体。

背景技术：

现代人因为工作或生活习惯的关系，常会长时间保持同一姿势，例如：上班族长时间坐在办公桌前、银发族长时间坐卧在沙发、青少年长时间在游戏机前等，久而久之，不仅容易产生疲劳，且更可能会在不知不觉中偏离了正确的姿势，而造成肌肉、脊椎或关节等方面的问题。因此，乃有业者看准此一需求，设计出各种标榜能协助人们保持坐姿的“坐垫”，或能令人们以正确姿势放松休息的“头枕”、“颈枕”、“床垫”、“椅垫”、“靠背垫”等各种垫体商品。

然而，现有的各种垫体产品，其材质大多选用发泡材料制作，故，一旦长时间使用后，发泡材料将会因为弹性疲劳，而逐渐丧失其支撑效果，此外，发泡材料虽能柔软地托住用户的头部、颈部、腰部或背部，但却无法提供一稳固的支撑力，确保用户姿势的正确与否，意即，现有的垫体产品并无法有效兼顾“舒适性”与“支撑性”两种诉求。虽然，目前在“床垫”产品方面，能通过“独立筒弹簧”的设计，解决一般弹簧床垫容易局部塌陷变形的问题，然而，“独立筒弹簧”受限于其本身结构，并无法应用在各种尺寸的头枕、颈枕、椅垫等商品，且其制作工艺与生产成本也较高，在应用上有诸多难以实施的限制因素。

另，本发明的发明人过去曾设计出一款“能协助头部放松的枕具”产品，并已申请中国台湾发明专利(申请号为102147775)，该产品能利用其独特的构型，以“颅荐椎疗法”的原理抵靠住用户头骨上的对应部位，进而促进用户头部的脑脊髓液的流动。但发明人发现，若仅利用一般的发泡材料制作“能协助头部放松的枕具”，则一旦发泡材料失去弹性，则将会让功效大打折扣，故，有必要对材质进行改良，以提升“能协助头部放松的枕具”的功效与耐用度。

综上所述可知，目前时下各种垫体产品中，受限于材质的特性，并无法在确保支撑稳定性与强度的前提下，提供舒适的触感，因此，如何对垫体产品的材质或结构进行改良，以兼顾其“舒适性”与“支撑性”，同时，还能应用于发明人过去研发的“能协助头部放松的枕具”产品上，即成为本发明在此亟欲解决的重要问题。

技术实现要素：

有鉴于现有垫体产品无法兼顾“舒适性”与“支撑性”等功效的问题，发明人凭借着多年的研发经验，经过不断地测试与改良后，终于设计出本发明的一种对弹性层进行高周波封合以改善支撑效果的垫体，期能有效改善现有技术的诸多缺憾。

本发明的一目的，是提供一种对弹性层进行高周波封合以改善支撑效果的垫体，包括二第一弹性层、至少二第一封合部及一外套层；这些第一弹性层分别由多条蜷曲缠绕的弹性丝组成，这些弹性丝的材质为塑料材料(如：pe、eva、pp、pvc、pet或其混合物)；这些第一封合部是在这些第一弹性层的二对应侧缘利用高周波技术相熔接后分别形成，在这些第一弹性层的二对应侧缘的弹性丝被熔接固定后，这些第一弹性层上其他部位的弹性丝将能朝外翘曲，使这些第一弹性层的二对应侧缘的厚度能小于其他部位的厚度；该外套层内形成有一容置空间，该容置空间的构型与这些第一弹性层相匹配，以能将这些第一弹性层固定于该容置空间中，而形成该垫体。如此，通过这些第一封合部的设计，这些第一弹性层上远离这些第一封合部的部位将较为蓬松，能柔软地支撑住用户的头部、背部或腰部，而这些第一弹性层上邻近这些第一封合部的部位则较为密实，能避免这些第一弹性层上远离这些第一封合部的部位在承重之后产生过大的形变或塌陷。

本发明的另一目的，是该垫体还包括二第二弹性层，这些第二弹性层分别也由多条蜷曲缠绕的弹性丝组成，且定位于这些第弹性层之间，使这些第一弹性层的一对应侧面能通过这些第二弹性层相互贴靠。据此，业者可依据产品需求，将这些弹性层设计为不同软硬度，以产生更佳的支撑效果。

附图说明

图1是本发明的垫体的第一较佳实施例示意图；

图2a是本发明的垫体的第二较佳实施例示意图；

图2b是本发明的垫体的第三较佳实施例示意图；

图2c是本发明的垫体的第四较佳实施例示意图；

图2d是本发明的垫体的第五较佳实施例示意图；

图3是本发明的垫体制成枕具的示意图；

图4是本发明的垫体的工艺示意图；

图5是本发明的垫体的高密度部的示意图；

图6是本发明的垫体的封合纹路示意图；

图7a是本发明的垫体上封合纹路的一分布示意图；

图7b是本发明的垫体上封合纹路的另一分布示意图；

图8是本发明的垫体的受力示意图；

图9是本发明的垫体上可设置高密度部的位置示意图；

图10是本发明的垫体制成靠垫的示意图；及

图11是本发明的垫体制成坐垫的示意图。

附图标记说明

垫体1、2、8、9

第一弹性层11、a1、a2、6、81、82、11’、12’

第一封合部110、x、70

上层部111’、121’

下层部112’、122’

外套层12

容置空间120

枕具3

支撑本体31

凹槽310

凹陷部311

接触部32

抵靠部33

强化部位34

加热槽41

孔洞410

导引通道42

收拢壁421

风扇43

弹性层5

高密度部51

低密度部52

第三封合部61、83

封合纹路71、72

用户80

分隔缝90

封合部91、92、931

坐垫93

凹槽930

第二弹性层b1、b2

重量f

弹性丝p

塑料材料p’

第二封合部y

重量f

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明是一种对弹性层进行高周波封合以改善支撑效果的垫体，请参阅图1所示，是本发明的第一较佳实施例，该垫体1包括二第一弹性层11、至少二第一封合部110及一外套层12，这些第一弹性层11分别由多条蜷曲缠绕的弹性丝p组成，且具有韧性与弹性，这些弹性丝p的材质可为pe(聚乙烯，polyethylene)、eva(醋酸乙烯酯共聚物ethylenevinylacetate)、pp(聚丙烯，polypropylene)、pvc(聚氯乙烯，polyvinylchlorid)、pet(苯二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterephthalate)等塑料材料，或前述塑料材料的混合物，且各该第一弹性层11可分别选用不同材质。

当这些第一弹性层11被制成时，其构型呈一厚度均匀的蓬松板状(图1中仅为剖面示意图)，且这些第一弹性层11的一对应侧面能相互贴靠，业者以高周波技术，熔接这些第一弹性层11的二对应侧缘，使这些第一弹性层11的二对应侧缘内的弹性丝p能被固定成一体，进而形成该第一封合部110，由于这些弹性丝p具有一定的弹性与韧性，故在这些第一弹性层11的二对应侧缘的弹性丝p被熔接固定后，这些第一弹性层11上其他部位的弹性丝p因为被朝两侧拉伸、压缩，故能朝外翘曲，而显得较为蓬松，使这些第一弹性层11之二对应侧缘的厚度能小于其他部位的厚度。

该外套层12可为一布套或具弹性的网布层，其内形成有一容置空间120，该容置空间120的构型与这些第一弹性层11相匹配，以能将这些第一弹性层11固定于该容置空间120中，而形成该垫体1。该容置空间120的大小可依业者需求设计，例如：该容置空间120的宽度可略小于这些第一弹性层11的厚度，使这些第一弹性层11必须整体略为压缩后始能放入；或该容置空间120的宽度可略大于这些第一弹性层11的厚度，仅为维持该垫体1表面的平滑平整。

如此，通过这些第一封合部110的设计，这些第一弹性层11邻近这些第一封合部110的弹性丝p间的间隙将会小于这些第一弹性层11上远离这些第一第一封合部110之弹性丝p间的间隙，意即，这些第一弹性层11上远离这些第一封合部110之部位将较为蓬松(密度较低)，能柔软地支撑住用户的头部、背部或腰部，而这些第一弹性层11上邻近这些第一封合部110的部位则较为密实(密度较高)，能避免这些第一弹性层11上远离这些第一封合部110的部位在承重之后产生过大的形变或塌陷，据此，通过该垫体1上软硬度的变化，即能组合出最佳的支撑效果。

在此要特别一提者，图1所示的第一封合部110仅为示意图，在以高周波技术封合弹性丝p后，该第一封合部110可能呈不规则形状，此外，业者可根据设计上的需求，将这些第一弹性层11设计为具有不同的密度与支撑度，例如：选不同线径的弹性丝p、改变弹性丝p间原有的间隙或蜷曲程度、使用不同材质、不同厚度…等。而就材质而言，根据发明人的测试结果，pe、eva的效果最佳，但pe的成本较高，而在其他材质中，pvc偏硬、pet偏软。

在本发明的其他实施例中，能结合更多弹性层，以组成垫体，请参阅图2a～图2d所示，是本发明的四个主要实施例(图式中省略了外套层)，图2a是本发明的第二较佳实施例，该垫体2中除两层第一弹性层a1、a2外，还包括二第二弹性层b1、b2，这些弹性层a1、a2、b1、b2皆由蜷曲缠绕的弹性丝构成，这些第一弹性层a1、a2的两对应侧缘能被封合形成第一封合部x；这些第二弹性层b1、b2定位于这些第一弹性层a1、a2之间，使这些第一弹性层a1、a2的一对应侧面能通过这些第二弹性层b1、b2相互贴靠；这些第二弹性层b1、b2的两对应侧缘也能通过高周波技术相熔接，形成二第二封合部y，使这些第二弹性层b1、b2的二对应侧缘的厚度能小于其他部位的厚度。

图2b是本发明的第三较佳实施例，但这些第一弹性层a1、a2及第二弹性层b1、b2的两对应侧缘同时以高周波封合技术熔接成一体，意即，这些第二弹性层b1、b2的二对应侧缘能通过高周波技术，与这些第一弹性层a1、a2的二对应侧缘一并封合成这些第一封合部x，图2b与图2a所示的方式相比，图2b可视为将图2a中的第一封合部x及第二封合部熔接成一体的做法，由于图2b所示的结构同时封合了四层弹性层a1、a2、b1、b2，故弹性的变化会更明显，即两侧缘的密实度会更高。

图2c本发明的第四较佳实施例，其结构是将这些第二弹性层b1、b2的一侧缘通过高周波技术，与这些第一弹性层a1、a2的一对应侧缘一并封合成该第一封合部x，这些第二弹性层b1、b2的另一侧缘则能通过高周波技术，单独封合成一第二封合部y，据此，该垫体2的两对应侧缘的弹性与软硬度将会有所不同。

图2d是本发明的第五较佳实施例，这些第二弹性层b1、b2的一侧缘也通过高周波技术，与这些第一弹性层a1、a2的一对应侧缘一并封合成该第一封合部x，这些第二弹性层b1、b2的另一侧缘则保持蓬松，未以高周波技术封合，故能形成外硬内软的特殊触感。

图2a～2d中分别说明了四种可应用的封合方式，业者可根据欲生产的产品特性选择对应的封合方式，以产生软硬不同的丰富变化，请参阅图3所示，以发明人研发的“能协助头部放松的枕具”，说明将本发明的垫体应用于枕具上的方式。该枕具3包括一支撑本体31、二接触部32及一抵靠部33，该支撑本体31的顶部用以支撑一仰躺的用户的颈部，其底部凹设有一凹槽310，该支撑本体31上邻近两对应端且对应于该用户头部的颞骨的位置分别设有一凹陷部311；这些接触部32的一端分别与该支撑本体31的两对应端相衔接，且彼此间保持有一第一预定间距，这些接触部32的另一端则朝远离该支撑本体31的方向延伸，且彼此间保持一第二预定间距，该第二预定间距小于第一预定间距，以使这些接触部32的构形能分别对应至用户头部的二顶骨。

该抵靠部33由该支撑本体31的一侧延伸而出，且其位置介于这些接触部32之间，以在该用户的颈部与头部分别枕靠至该支撑本体31及这些接触部32上的情况下，该用户头部的颞骨不仅能保持在对应于这些凹陷部311的位置，且该支撑本体31能因该用户颈部的重量，朝该凹槽310向下弯曲变形，使该支撑本体31的两对应端向上弯曲变形，进而令这些接触部32的另一端能朝该用户头部的顶骨方向翘起，以支撑该二顶骨，同时，该抵靠部33的自由端能朝该用户头部枕骨翘起，并抵靠至该枕骨。

为了提高枕具3对于用户头骨的支撑效果，该支撑本体31的一侧、另一侧及抵靠部33的外缘可被设计为一强化部位34(图3中示意出其位置及范围)，即，以前述图2b所示的封合方式，将这些第一弹性层a1、a2及第二弹性层b1、b2的两对应侧缘一并封合成第一封合部x，以具备较硬的支撑性；而这些接触部32的外缘(即图3中该枕具3的左右两侧)也可利用高周波技术，分别封合第一弹性层及第二弹性层(如图2a所示的封合方式)，以形成第一封合部及第二封合部，意即，就软硬度而言，“该支撑本体31的一侧、另一侧及抵靠部33外缘”大于“这些接触部32的外缘”，“这些接触部32的外缘”的硬度则大于该枕具3的其余部位。承上，业者也可利用外套层包覆该枕具3的紧绷程度，改变该枕具3的支撑性与受力后的翘曲效果。

另，复请参阅图2a～图2d所示，这些弹性层a1、a2、b1、b2间的软硬度可自由调整，无须一致，即，这些第一弹性层a1、a2(或这些第二弹性层b1、b2)可为一软一硬，而这些第一弹性层a1、a2与这些第二弹性层b1、b2也可分别具有不同的软硬度，而如前所述，影响软硬度的因素包括弹性丝p的材质、线径(弹性丝p的线径约0.05～1毫米之间，而其中又以0.05～0.5毫米为佳)、间距、蜷曲程度或弹性层整体的厚度，为便于相关技术领域的人士能理解，将说明“间距”、“蜷曲程度”的改变方式如后。

请参阅图4所示，制作弹性层的示意图，首先，业者需将塑料材料p’(多呈固态粒状)置入一加热槽41中，使其受热熔融，然后，推挤熔融后的塑料材料p’，使熔融后的塑料材料p’能通过该加热槽41底部的多个细小孔洞410，而以形成弹性丝p。该弹性丝p会随着冷却而逐渐纠结蜷曲，最后通过一导引通道42(可为内壁为铁弗龙的槽道，或也可为多个滚轮之间形成的通道)，而被整理成蓬松板状，以水冷方式成型。

根据前述的工艺，业者可改变孔洞410的大小或间距，以改变弹性丝的“线径”与“间距”，此外，业者也可利用一风扇43，增加弹性丝p周遭的空气对流，如此，即可改变“蜷曲程度”(冷却越快，蜷曲越明显)。另，业者也可在该导引通道42顶端设计一收拢壁421，如此，位于最外缘两侧的弹性丝p将会被该收拢壁421导引，朝中间收拢。

承上，请参阅图4及图5所示，图5是利用该收拢壁421导引弹性丝p后所形成的一弹性层5(可作为第一弹性层或第二弹性层)，由于在制作过程中，弹性丝p被朝中央收拢，故该弹性层5中邻近其两对应侧面(即，图5所示的顶面与底面)的部位即能形成二高密度部51及一低密度部52。同理，业者也可仅在该导引通道42其中一侧设计该收拢壁421，如此，则该弹性层5将只会有邻近其一对应侧(或该弹性层5的至少任一外侧面)的部位具有该高密度部51。

又，本发明的主要目的，是将多层弹性层以高周波技术封合，以产生弹性软硬的差异，而在实际施作上，若业者已在单一弹性层中，加入了前述“高密度部51”的结构特征，则在将多层弹性层相迭放、贴靠前，业者尚可进一步对“单一层”弹性层进行高周波封合，以强化其支撑效果，请参阅图6所示(为避免图式过于复杂，在图中未绘制出高密度部)，当一第一弹性层6冷却成型后，业者可利用高周波技术，封合其两对应侧面(即图6所绘制的顶面及底面)上的对应部位，以形成多个第三封合部61，且这些第三封合部61能在该第一弹性层6的两对应侧面上形成多道封合纹路，请参阅图6、图7a及图7b所示，这些封合纹路71、72能形成菱形或波浪状(也可为方形、圆形等)，形成这些封合纹路71、72后，业者始将两层第一弹性层6叠加贴靠，并对其两对应侧缘进行高周波封合，形成第一封合部70，同理，这些封合纹路71、72也可设计于第二弹性层上。

请参阅图8所示，是一垫体8的局部放大图，该垫体8包括二第一弹性层81、82及多个第三封合部83，其中，这些第一弹性层81、82的左右两端自然能通过第一封合部熔接成一体(如图7a、图7b所示)，在图8中以微观方式，着重说明第三封合部83的影响，故未绘制出第一封合部，合先陈明。如图8所示，在本实施例中，不同层的第一弹性层81、82上的第三封合部83相互错开(以图7a为例对照说明，即两层第一弹性层6的封合纹路71彼此错开)，据此，当一用户80(可为头部、腰部、臀部或背部)倚靠至该垫体8上时，其可产生至少下列三种效果：

(1)包覆住倚靠部位：由于本发明的垫体8具有良好的弹性，故该垫体8的中央部位在承重后，其两端将回朝上翘曲，增加与用户80的接触面积，防止用户的头部、颈部、臀部或背部在该垫体8上滑动，从而形成不正确的姿势。

(2)稳固的支撑效果：如图8所示，在该第一弹性层81、82上的弹性丝p被局部熔接成一体后(即，形成该第三封合部83)，该第一弹性层81、82的表面将能形成波浪状(即，第三封合部83会凹陷)，且用户所接触的部位，乃是该第一弹性层81上相对蓬松的部位，故，该垫体8即能产生如同“独立筒弹簧”的效果，以这些蓬松的部位均匀地承受用户80的重量f，并产生上下方向的形变，由于这些第三封合部83及这些第一弹性层81、82两端的第一封合部(图中未示)较为密实，而能保持位置固定，故，能确保这些蓬松部位不会产生左右晃动的变形。

(3)垫体8的结构强度：由于不同层的第一弹性层81、82上的第三封合部83相互错开，即各该第一弹性层81、82上软硬度变化的分布范围不同，据此，这些第一弹性层81、82间的支撑效果将能互补，而将承受的重量f均匀地朝上下、左右等方向传递出去，不仅能提升支撑的稳定度，且也能延长该垫体8的耐用性。

前述图5所示的高密度部51，根据设置位置的不同，也能够组合出不同的支撑效果，请参阅图9所示，本发明的第一较佳实施例的示意图，为便于说明各部位的相对位置，以第一弹性层11’、12’还未封合前的示意图进行说明，该第一弹性层11’具有一上层部111’及一下层部112’，该另一第一弹性层12’也具有一上层部121’及一下层部122’，业者可根据产品的实际需求，分别在各该第一弹性层11’、12’上设计高密度部(如图5所示)：

(1)四层强化：当这些上层部111’、121’及下层部112’、122’皆通过图4所示之工艺方法，形成高密度部时，此时垫体的整体硬度最高，具有最强的支撑力，不易被压缩，形变量最小，能有效固定住用户的乘坐或抵靠部位；

(2)三层强化：当这些第一弹性层11’、12’中，上层部111’、121’及下层部122’形成有高密度部，但该下层部112’并未形成高密度部时，此时该第一弹性层11’为“上硬下软”的状态，故其整体硬度会较“四层强化”的方式为低；而若将“三层强化”改为上层部121’、下层部112’、122’具有高密度部，上层部111’为一般密度，则尚能再稍微降低整体硬度；

(3)双层强化：意即，这些第一弹性层11’、12’中仅有两个部位设有高密度部，其整体硬度会较“三层强化”更软，根据发明人的实作经验，若将高密度部设于该上层部111’及下层部122’，则能使整个垫体呈“外硬内软”的状态，兼顾弹性与支撑力；而若将高密度部设于这些下层部112’、122’，由于两块第一弹性层11’、12’皆为“上软下硬”的结构，故能呈现出更柔软且形变明显的触感。

请参阅图10所示，将本发明的垫体制作成一座椅的靠垫后的示意图，其中，该垫体9的中央轴线的上半部及中段部设有一封合部91、92(在此要特别一提者，图10中仅以示意方式，指出封合部91、92的位置，实际的封合方式可参阅前述图1或图2b及对应段落的说明)，且这些封合部91、92之间，即垫体9上邻近顶部的部位，纵向开设一分隔缝90(如：通过裁切或冲压机具，在垫体9上穿凿而成)，据此，由于该分隔缝90能将该垫体9的上半部分成左、右两块区域，且这些封合部91、92能使该两块区域的中间部位隆起，故，能进一步提升该垫体9对于用户上半身的支撑效果，例如：飞机驾驶员在驾驶时，若要控制机身倾斜、转向，则常需要利用整个身体的重心进行控制(尤其战斗机驾驶员更为明显)，而一般的座椅靠垫因为支撑效果太松散，故驾驶员一旦倾斜身体，即可能在座椅靠垫上产生滑动；而本发明的垫体通过该分隔缝90的设计，当驾驶员正坐时，该垫体9的左、右两部位能以更明显地形变支撑住其背部(如前述“包覆住倚靠部位”的功效)；而当驾驶员朝左方倾斜身体时，由于该垫体9的左部份被压缩，其右部份将能产生翘曲，而仍紧贴于驾驶员的背部，令驾驶员得以利用背部对于该垫体9的反作用力，协助其身体重心在短时间内拉回。

请参阅图11所示，其为与图10的靠垫相对应使用的坐垫93，该坐垫93上对应于驾驶员臀部的位置设有一凹陷槽930，其邻近该凹陷槽930、且对应于驾驶员大腿的部位则设有二封合部931(如前述图1或图2b的方式，仅示意出其位置)，该凹陷槽930能使坐垫93包覆住驾驶员臀部，这些封合部931则能避免驾驶员的大腿产生滑动。

无论是图10中的分隔缝90或图11中的凹陷槽930，其目的皆在垫体上的一中间部位凹设出一分隔部(即，分隔部的构型可为凹陷槽、开孔、狭缝)，以在用户乘坐或倚靠其上时，该垫体上对应于该分隔部两侧的部位即能朝上翘曲，以托住用户的乘坐或倚靠部位，且若用户变更乘坐或倚靠重心，该垫体也能随的形变，使其支撑效果更为明显，同理，在图3所示的枕具3中，业者也能在该支撑本体31顶面凹设一分隔部。此外，该垫体也可被应用为物理治疗姿态调整椅。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。