本发明涉及一种三维条形结构,具体涉及一种可以用于床垫及垫子的三维条形结构。
背景技术：
现有技术已提出通过传统的挤压模塑形成三维网状结构,其具有部分缠结成环圈的长丝,及两个或四个表面的三维网状结构成型法。在专利文献1说明一个实例,内容是成型三维网状结构。提出的三维网状结构成型方法是从配备有喷嘴的模具往下压出由(或主要是)热塑性合成树脂作出的熔丝,喷嘴在边缘具有多孔,使熔丝自由落在部分浸入水中的环形传送带之间,并以低于落下速度的速度传送长丝,从而制造三维网状结构。环形传送带设置成互相面对以形成特定的形状(例如四边形),其方向垂直于挤出方向。互相面对的环形传送带之间的间隔设定为比挤出的长丝集合体的宽度窄。使长丝集合体外周的两个或四个表面在环形传送带浸没水中的上游及下游位置与环形传送带接触。
比对文件表
专利文献
专利文献1:日本特开2001-328153a
技术实现要素：
技术问题
现有技术的三维网状结构具有透气性,具有无规则形成的环圈且因加热而收缩。例如,在用于床垫的应用中,套子有可能因重复高温杀菌造成三维网状结构收缩而起皱。这使使用者感到不适,并可能因长期使用而导致褥疮。尤其是三维网状结构的纵向收缩具有起皱的显著作用及高可能性。
此外,现有技术的三维网状结构是不可能根据人体的特性来发挥功能。例如,在一床垫的应用中,人体具有以下的自然调节功能:睡眠时执行姿势控制,伸展及改变身体位置,放松肌肉及身体,以均衡身体的负载及复位身体应力。但是提出的三维网状结构具有的结构特性不足以遵循自然调节功能。使用三维网状结构的产品及高质量产品存在多样性需求。这使得适合人体特性及高质量产品的多样性需求很难同时满足。本发明的目的为提供一种配置,其在纵向为可热膨胀,能够以高温清洗,及另外具有适合人体特性的滞后损失及弹力特质,因此满足各样质量需求。
根据本发明的一方面,提供一种三维条形结构,其通过连续长丝部分黏结成无规则环圈而形成,配置为具有一相应于挤出方向的纵向,一侧向,及一垂直于挤出方向的厚度方向,且包括聚乙烯热塑性树脂,聚酯热塑性弹性体,或聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物。所述三维条形结构配置为具有不低于13厘米的冲击弹性,及不高于34％且不低于13％的滞后损失。所述三维条形结构可配置为在热空气干燥试验之前及之后具有0至8％的纵向热膨胀率,热空气干燥试验对于聚乙烯热塑性树脂在90摄氏度下进行30分钟,对于聚酯热塑性弹性体在130摄氏度下进行30分钟,及对于聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物在90摄氏度下进行30分钟。
所述三维条形结构在热空气干燥试验之前及之后具有0至8％的侧向热膨胀率,热空气干燥试验对于聚乙烯热塑性树脂在90摄氏度下进行30分钟,对于聚酯热塑性弹性体在130摄氏度下进行30分钟,及对于聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物在90摄氏度下进行30分钟。
优选为,所述三维条形结构具有各向异性热膨胀特性,在纵向和在侧向提供不同热膨胀率。
优选为,所述三维条形结构在重复负载试验后对于聚乙烯热塑性树脂具有不高于25％的冲击弹性变化率,及在重复负载试验后对于聚酯热塑性弹性体具有不高于20％的冲击弹性变化率。
优选为,所述三维条形结构具有0.025克/立方厘米至0.2克/立方厘米的表观密度,各层的厚度为5毫米至500毫米,及长丝直径为0.1毫米至1.5毫米。
优选为,所述聚乙烯热塑性树脂为聚乙烯或乙烯/α-烯烃共聚物树脂,其主要是由乙烯与含有3个或更多个碳原子的α-烯烃形成。
优选为,所述聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物为乙烯/α-烯烃共聚物树脂(其主要是由乙烯及含有3个或更多个碳原子的α-烯烃形成)与聚乙烯热塑性弹性体的混合物,及混合物中的聚乙烯热塑性弹性体的含量为不高于45％的重量比。
优选为,所述三维网状结构用于垫子、座垫、日本地垫、枕头、护理产品、床具的垫子或床垫。
优选为,所述三维条形结构具有多个表面,其中模制成两个表面、三个表面或四个表面,及模制成具有适当的弯曲形状或轮廓形状。优选为,所述三维条形结构具有多层结构,由聚乙烯热塑性树脂制成的三维网状结构与聚乙烯热塑性弹性体制成的三维网状结构形成。
发明效果
根据本发明的三维条形结构具有低滞后损失,柔软性及高斥力特性,从而提供适合人体特性的弹性特性,因此这满足了产品弹性特性需求及产品高质量需求的多样化,这种产品提供所述三维条形结构以适用于护理产品,寝具,家具或汽车座椅的垫子材料或表皮材料。例如在用于医疗或护理目的的床垫应用中,提供所述三维条形结构的合适弹性特性,且满足了人体在睡眠期间的自然调节功能,这适当地解决褥疮问题,且能使病患容易从床上起身。此外,这使得看护借助床垫的推斥力较容易变换病患的身体位置。
此外,在床垫应用中,纵向及侧向的热膨胀特性即使在高温杀菌的情况下也抑制床垫收缩及套子起皱,以及抑制因皱褶引起的褥疮。这使所述三维条形结构更容易以高温消毒,并使三维条形结构干燥更简单,从而解决医院感染问题,提供所述三维条形结构以适用医疗或护理领域所需的垫子材料。在纵向及在侧向具有不同热膨胀率的各向异性热膨胀特性能使所述三维条形结构适合其应用和应用中的人体特性。模制成两面、三面或四面或模制成具有轮廓形状是可行的,这能使应用扩大作为医疗辅助装置。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
以下说明所述三维条形结构(以下称为所述结构)的实施例,所述结构是通过多条长丝无规则缠结成环圈且热熔所述缠结而形成。所述三维条形结构具有条形疏-密配置的三维网状结构,具有低体积密度的稀疏部分与高体积密度的密集部分在制造过程交替配置在挤出方向。
预想所述结构的各种方面,所述结构可以具有任何配置,例如具有硬边缘的结构,包括不同厚度的表面层及后表面层的结构,包括不同柔软度的表面及背面的结构,及内部穿洞的结构。可按使用目的而改变硬度。
本发明的结构优选为具有不高于34％的滞后损失。低滞后损失意味着释放后在更早时候有高的恢复力。等于或低于34％的滞后损失可确保高恢复力,最好提供本发明想达到的柔软及高弹性。高于34％的滞后损失不好因为它会导致延迟及低的弹性排斥力。滞后损失更优选为15至34％,并且进一步优选为20％至34％。
本发明的结构的表观密度是提供柔软性及高弹性的重要因素,并设计成合适的。表观密度优选为0.025克/立方厘米至0.2克/立方厘米,及更优选为0.04克/立方厘米至0.09克/立方厘米。低于0.025克/立方厘米的表观密度不支撑形状,而高于0.20克/立方厘米的表观密度不适用于床垫。所述结构具有条形的稀疏部分及密集部分交替配置在挤出方向。优选为,密集部分的黏结点数目与稀疏部分在每单位重量的比率为0.96至1.33,及密集部分的表观密度比稀疏部分的表观密度至少大0.005克/立方厘米。使用一样本以测量每单位重量的黏结点数目,通过所述结构切割成一矩形裁片而得到所述样本,裁片在垂直于挤出方向的方向具有2厘米宽,使得裁片包括挤出方向的两个密集部分及两个稀疏部分。在四个角测量裁片的高度之后得到体积(立方厘米),并除以样本重量(克)以得出一表观密度(克/立方厘米)。数算裁片的黏结点数目并除以裁片体积以算出每单位体积的黏结点数目(数目/立方厘米)。每单位体积的黏结点数目除以表观密度以算出每单位重量的黏结点数目(数目/克)。两条长丝之间的黏结部分假设为黏结点,并通过拉黏结部分且将其分离成一串长丝的方法以数算黏结点数目。每单位重量的黏结点数目为n＝2的平均值。
本发明的结构是三维弹簧结构,通过热熔在熔融状态的无规则环圈的连续长丝而形成,长丝具有0.3毫米至1.5毫米的长丝直径(直径),并且是由热塑性树脂,热塑性弹性体,或热塑性树脂与热塑性弹性体的混合物而制成。长丝可以是不规则形状或中空形状。但是长丝直径是提供柔软触感的重要因素。过小的长丝直径不能支撑缓冲性所需的硬度,而过大的长丝直径提供过大的硬度。长丝直径因而设定在适当的范围。
优选为,环圈具有5至50毫米的环长度,或尤其是8至15毫米。可铺设表面上的环圈为具有高体积密度的表层,或根据目的可以不设置高体积密度的表层。
所述结构的厚度与柔软性及高弹性有显著关系,并且优选为5毫米至500毫米,更优选为10至150毫米,进一步优选为30至110毫米。小于5毫米的厚度不好因为会导致低弹力,而大于500毫米的厚度也不好因为会导致过高弹力。
以床垫,垫子或类似物为例,所述结构的大小例如可以是宽度600至2000毫米,长度1300至2500毫米及高度30至120毫米。在枕头的例子,所述结构的大小例如可以是宽度250至500毫米,长度300至800毫米及高度40至120毫米。可以单独使用单个所述结构,或可在表皮材料上组合或层叠多个所述结构。以上显示的数值是为举例说明并非用以限制。
所述结构的优选材料是聚乙烯热塑性树脂,聚酯热塑性弹性体,或聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物。
在本发明的结构,在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的聚乙烯热塑性树脂在纵向及侧向的热膨胀率不低于0％且不高于8％,且优选为不高于3％。在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到高于8％的热膨胀率不好因为很难将所述结构放入套子,在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到小于0％的热膨胀率不好因为在高温杀菌下产品会收缩而且套子也会起皱纹。
在本发明的结构,在130摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的聚酯热塑性弹性体在纵向及侧向的热膨胀率不低于0％且不高于8％,且优选为不高于3％。在130摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到高于8％的热膨胀率不好因为很难将结构放入套子。在130摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到低于0％的热膨胀率不好因为在高温杀菌下产品会收缩而且套子也会起皱纹。
在本发明的结构,在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物在纵向及侧向的热膨胀率不低于0％且不高于8％,且优选为不高于3％。在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到高于8％的热膨胀率不好因为很难将结构放入套子。在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到低于0％的热膨胀率不好因为在高温杀菌下产品会收缩而且套子也会起皱纹。
在本发明的结构用于垫子材料的情况下,使用的树脂,长丝直径,环圈直径,表面层,体积密度及形状应根据使用目的及使用位置而适当地选择。例如,依照一个国家对硬度的偏好以选择适当的材料。在使用所述结构用于分层的地方,在表面层与中间层之间的体积密度应该不同。所述结构可以用模具来成型一种配置,适合使用目的到不损坏三维配置的程度,且可用于汽车座椅,飞机座椅,船舶座椅,椅子及家具。为了满足所需的性能,以相同材料或不同材料制成的多个所述结构可分层铺设,并可以结合硬棉垫材料,氨基甲酸乙酯或不织布来使用。所述材料可处理为具有阻燃性,不燃性,抗菌性及彩色。可设计适当的单层或双层的可拆卸套子,例如由适合达到透气或防水效能的材料制成。
本发明的结构使用的聚乙烯热塑性树脂优选为低密度聚乙烯树脂,具有不高于0.94克/立方厘米的体积密度,及更优选为乙烯与含有三个或多个碳原子的α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物树脂。使用具有体积密度高于0.94克/立方厘米的材料不好因为它提供硬垫子材料。体积密度更优选为不高于0.935克/立方厘米,进一步优选为不高于0.91克/立方厘米。体积密度的下限优选为不低于0.8克/立方厘米及更优选为不低于0.85克/立方厘米以维持强度。
所述乙烯/α-烯烃共聚物优选为,在jph06-293813a所说明,乙烯与含有三个或多个碳原子的α-烯烃的共聚物。所述含有三个或多个碳原子的α-烯烃的例子包括丙烯,1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,4-甲基-1-戊烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十一碳烯,1-十二碳烯,1-十三碳烯,1-十四碳烯,1-十五碳烯,1-十六烯,1-十七碳烯,1-十八烯,1-十九碳烯及1-二十碳烯。优选为1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,4-甲基-1-戊烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十一碳烯,1-十二碳烯,1-十三碳烯,1-十四碳烯,1-十五碳烯,1-十六烯,1-十七碳烯,1-十八烯,1-十九碳烯及1-二十碳烯。可以使用两个或多个这样的α-烯烃。在共聚物中的α-烯烃含量通常为1至40％(重量)。
所述共聚物可通过乙烯与α-烯烃共聚化而取得,所述α-烯烃使用的催化剂系统包括特定的茂金属化合物及有机金属化合物作为基础配置。
在本发明的结构中包含的聚酯弹性体优选为热塑性聚酯弹性体区块共聚物(a),包括高熔点结晶性聚合物链段(a)主要是结晶性芳香族的热塑性聚酯弹性体单元,及低熔点聚合物链段(b)主要是脂肪族聚醚单元和/或脂肪族热塑性聚酯弹性体单元作为主要成分。
在这些热塑性弹性体中,聚酯区块共聚物(聚酯弹性体),其包括结晶性芳香族聚酯单元作为硬链段,脂肪族聚醚单元如聚(环氧烷)二醇和/或脂肪族聚酯单元如聚内酯作为软链段,具有优良的低温及高温性能并具有对低温依赖的刚性。
使用聚酯热塑性弹性体的体积密度优选为1.01至1.60克/立方厘米及更优选为1.05至1.20克/立方厘米。
聚酯热塑性弹性体优选为使用在宽的温度范围内以降低对温度的依赖性。聚酯热塑性弹性体包括:高熔点结晶性聚合物链段(a1)是结晶性芳香族聚酯单元,及低熔点的聚合物链段(a2)是脂肪族聚醚单元和/或脂肪族聚酯单元为主要成分。高熔点结晶性聚合物链段(a1)是聚酯,主要是芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物及二醇或其酯形成性衍生物。作为芳香族二羧酸的具体例子包括对苯二甲酸,间苯二甲酸,邻苯二甲酸,萘-2,6-二羧酸,萘-2,7-二羧酸,蒽二羧酸,二苯基-4,4'-二羧酸,二苯氧基乙烷二羧酸,4,4'-二苯基醚二羧酸,5-磺基间苯二酸及钠3-磺基间苯二甲酸。主要使用芳香族二羧酸,但部分芳香族二羧酸可适当地取代以脂环族二羧酸如1,4-环己烷二羧酸,环戊烷二羧酸或4,4'-二环己基二羧酸,或取代以脂肪族二羧酸如己二酸,琥珀酸,草酸,西巴酸,十二烷酸或二聚酸。同样地可使用这些二羧酸的酯形成性衍生物,例如低烷基酯,芳基酯,碳酸酯及酰卤。二醇的具体实例是具有分子量不大于400的二醇。例如优选为脂肪族二醇,如1,4-丁二醇,乙二醇,1,3-丙二醇,戊二醇,己二醇,新戊二醇及癸二醇,及脂环族二醇,如1,1-环己烷二甲醇,1,4-二环己基甲醇及三环癸,及芳族二醇,如二甲苯二醇,双(对羟基)二苯,双(对羟基)二苯基丙烷,2,2'-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷,双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]砜,1,1-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]环己烷,4,4'-二羟基-对三联苯及4,4'-二羟基-p-对间四苯基。同样地可以使用这些二醇的酯形成性衍生物,例如乙酰化及碱金属的盐。至少两个这些二羧酸及其衍生物或至少两个这些二醇及其衍生物可以组合使用。高熔点结晶性聚合物链段(a1)的优选实例是聚(对苯二甲酸丁二醇酯)单元,是从对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯及1,4-丁二醇衍生出。也可优选的使用聚(对苯二甲酸丁二醇酯)单元,是从对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯衍生出,和聚(间苯二甲酸丁二醇)单元,是从间苯二甲酸和/或间苯二甲酸二甲酯及1,4-丁二醇衍生出。
在本发明使用的聚酯热塑性弹性体的低熔点聚合物链段(a2)是脂肪族聚醚和/或脂肪族聚酯。脂肪族聚醚的例子包括聚(环氧乙烷)二醇,聚(环氧丙烷)二醇,聚(氧亚丁基)二醇,聚(六亚甲基氧化物)二醇,环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物,聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成聚合物,和环氧乙烷与四氢呋喃的共聚物二醇。脂肪族聚酯的例子包括聚(ε-己内酯),聚土木香内酯,聚己内脂,聚己二酸丁二醇酯,及聚己二酸乙二醇酯。在这些脂肪族聚醚和/或脂肪族聚酯之中,就结果的聚酯区块共聚物的弹性特性而言,优选为使用聚(氧亚丁基)二醇,聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成产物,环氧乙烷与四氢呋喃的共聚物二醇,聚(ε己内酯),聚己二酸丁二醇酯,及聚己二酸乙二醇酯。其中,特别优选为使用聚(氧亚丁基)二醇,聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成产物,及环氧乙烷及四氢呋喃的共聚物二醇。共聚形式中的低熔点聚合物链段的平均分子量优选为约300至6000。在本发明使用的聚酯热塑性弹性体的低熔点聚合物链段(a2)的共聚量没有特别限制,但优选为10至90％(重量),更优选为30至85％(重量),进一步优选为50至80％(重量)。低熔点聚合物链段(a2)的共聚量低于10％(重量)提供的灵活性差且耐弯曲疲劳性差。另一方面,低熔点聚合物链段(a2)的共聚量高于90％(重量)提供的机械性能不足,高温性能不足,耐油性不足且耐化学性不足。
本发明使用的聚酯热塑性弹性体可通过任何已知方法制造。可用的方法包括:在催化剂的存在下将二羧酸的较低级醇二酯,过多的低分子量二醇及低熔点聚合物链段成分作酯交换以聚凝缩反应物；及在催化剂的存在下将二羧酸,过量的乙二醇及低熔点聚合物链段成分酯化以聚凝缩反应物。
任何上述区块共聚物可以单独使用,也可以使用至少两种上述区块共聚物的混合物。
此外,本发明也可使用包括非弹性体成分的混合物或包括非弹性体成分的共聚物。
优选为,聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物是乙烯/α-烯烃共聚物树脂(其主要是由乙烯及含有3个或更多个碳原子的α-烯烃制成)与聚乙烯热塑性弹性体的混合物,及混合物中的聚乙烯热塑性弹性体的含量为不高于45％的重量比。聚乙烯热塑性弹性体在混合物中的含量超过45％的重量比会有高滞后损失不好因为很难卷起。
优选为,在本发明的结构使用的聚乙烯热塑性弹性体是精细散布有乙烯-丙烯橡胶(epdm,epm)的垫塑性弹性体,或者是包括两种聚烯烃(通过两种催化剂在一分子中交替形成像区块)的垫塑性弹性体。
聚乙烯热塑性弹性体的体积密度优选为在0.92克/立方厘米至0.85克/立方厘米的范围内,及更优选为在0.95克/立方厘米至0.81克/立方厘米的范围内。由于结构的末端在高温清洗过程中会受损,优选为,视需要增加产品特定区域的体积密度以强化所述区域。
聚乙烯的熔点优选为60摄氏度至120摄氏度。热塑性弹性体的熔点优选为140摄氏度以上以支撑耐热,及对于聚酯弹性体更优选为160摄氏度以上以提高耐热。可适当加入抗氧化剂,抗光剂或类似物以改善耐久性。增加热塑性树脂的分子量也可有效地提高耐热及永久定形抗力。
在本发明的结构,聚乙烯树脂的熔体流动速率(以下简称mfr)为3.0至35克/10分钟,热塑性弹性体的mfr为3.0至45克/10分钟,及聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物的mfr为6至35克/10分钟。
以下说明聚乙烯树脂的长丝直径减小率测量方法及测量装置。使用毛细管流变仪1d(capilograph1d)(由东洋精机制做所制造)作为长丝直径减小率的测量装置。在190摄氏度的温度下将内径d1为1.0毫米及长度为10毫米的毛细管下压以3克/10分钟的挤出率挤出原料树脂。用酒精冷却所述挤出原料树脂的长丝,d2代表在切口处剖面的长丝直径。长丝直径减小率计算为d2/d1。在原料树脂的各剪切率测量长丝直径减小率。
聚酯热塑性弹性体的长丝直径减小率的测量方法及测量装置与上述相似,不同之处在于将温度改变为210摄氏度。
测量聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合树脂的长丝直径减小率,其方法及装置与上述相似,不同之处在于将温度改变为190摄氏度。
本发明使用的聚乙烯树脂的长丝直径减小率,在每24.3秒的剪切速率优选为0.93至1.16,在每60.8秒的剪切速率优选为1.00至1.20,在每121.6秒的剪切速率优选为1.06至1.23,在每243.2秒的剪切速率优选为1.11至1.30,在每608.0秒的剪切速率优选为1.15至1.34,及在每1216秒的剪切速率优选为1.16至1.38。
聚酯热塑性弹性体的长丝直径减小率,在每60.8秒的剪切速率优选为1.10至1.38,在每121.6秒的剪切速率优选为1.12至1.39,在每243.2秒的剪切速率优选为1.15至1.42,在每608.0秒的剪切速率优选为1.17至1.43,及在每1216秒的剪切速率优选为1.19至1.47。
聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物的长丝直径减小率,在每60.8秒的剪切速率优选为1.02至1.25,在每121.6秒的剪切速率优选为1.11至1.30,在每243.2秒的剪切速率优选为1.15至1.35,在每608.0秒的剪切速率优选为1.20至1.40,及在每1216秒的剪切速率优选为1.23至1.45。
在不对本发明的目的产生不利影响的范围内,形成本发明结构的连续长丝可以与另一热塑性树脂结合成复合形式。所述复合形式可以是复合长丝。
具有结构的复合物例如可以是弹性体层/非弹性体层/弹性体层的夹层结构,弹性体层/非弹性体层的两层结构,及复合结构,其中非弹性体层部分地放置在矩阵的弹性体层的中央部分。
本发明的结构可以是任何适当选择的多层结构,以满足在各种结构所要求的性能,例如那些具有不同大小环圈的,那些具有不同长丝直径的,那些具有不同成分的,及那些具有不同密度的。垫子是黏结或非黏结是根据应用及与套子的关系而设计。在多层结构的情况下,包括弹性体成分的树脂制成的结构可放置作为表面层以增加表面层的耐热性且防止热气转移到内层,结果整个多层结构优选为具有增加的耐热特性。可以使用多个挤压机以制造复合或多层结构。
本发明的结构可以是多层的且与衬垫层用热或超音波黏结成一体,衬垫层是由侧面布料、棉花、胺甲酸乙酯或不织布制成。这里的棉花和不织布优选为高耐久性。优选为,所述不织布是以黏合纤维黏合多个纤维而制成,或具有直线形支撑结构。
以下说明所述实施例的结构的示范制造方法,但这个制造方法是非限制性的。例如在日本特开2001-328153a公开一种原料包括聚乙烯、聚酯热塑性弹性体、聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物作为主要成分,在比主要成分的熔点高10至20摄氏度的熔融温度熔融。将熔融的原料馈入模具,施加压力,多个长丝从喷嘴下端的多个挤压孔喷出,根据多个挤压孔的数组而形成长丝集合体及自由落下。
模具的内部温度范围设定为100至400摄氏度,挤出率设定为20至200千克/小时。模具的内部压力可以基于,例如75毫米螺杆的喷出压力及范围设定为约0.2至25百万帕。
模具中喷嘴的孔的直径相应于所述结构的长丝的长丝直径及优选为0.2至4.0毫米,更优选为0.4至1.8毫米。
熔融状态的长丝是由至少一对左及右滑槽容纳(wo2012/157289a),有水或加热的水供应到左及右滑槽以便长丝互相接触及熔化以便形成三维结构并到达水面。长丝的环圈直径和长丝直径是根据以下各项而决定:滑槽的角度,供给的水流量,挤出孔的直径,喷嘴面、滑槽与牵引传送带三者之间的距离,树脂的熔融黏度,挤出孔的直径及喷出速度。长丝直径(直径)为0.1至1.8毫米,及无规则环圈的平均直径(长度)为5毫米至50毫米。
长丝集合体中位于周边纵向侧面的长丝接触一对纵向滑槽的斜面,有水在所述滑槽上流动。这种构造扰乱了垂直下落轨迹,及长丝与相邻长丝缠绕成环圈并在所述斜面随着从水管供应的水或加热水的流动向下滑动,长丝直接接收重力作用并沿着斜面缠绕以形成环圈。可以设置一对短边滑槽,也可以设置一体成型的滑槽。
供水口设置在所述水管中,以纵向安排在各个纵向滑槽上方,将水或加热水送到各个斜面,水的温度范围在10至90摄氏度或优选为40至60摄氏度。水管与上游的供水源连接。加热的水可通过调节水管的水流而送到短边滑槽。
长丝集合体中不接触滑槽任一斜面却落下的长丝穿过模开口。在穿过模开口的长丝之中,穿过斜面下侧附近的长丝接触在斜面下滑的长丝而缠绕成环圈。长丝落下,同时落下轨迹因接触缠结而造成的干扰在一定范围内传播到中心方向的相邻长丝。在穿过模开口的长丝之中,穿过模开口中心的长丝到达水面。环形传送带的牵引速度低于所述长丝集合体的落下速度。到达水面的各个长丝是弯曲的并且在水面附近缠结成环圈。环形传送带的速度优选为5至40米/小时。环形传送带利用具有履带结构的环带牵引长丝集合体,实施例不限于所述结构,却可使用其它结构(包括滚柱)。不使用斜槽,环形传送带也可以形成长丝的环圈。
接着所述结构由环形传送带组以低于长丝集合体落下速度的牵引速度牵引及落下,同时在水箱冷却。所述结构放入比模开口的短边小的间隔并受到补充压缩作用。因为所述长丝集合体落到环带的位置同时浸没在水中时未完全冷却及固化,因此长丝集合体是支持在环形传送带之间以受到压缩成型作用。当长丝集合体受到牵引并送出时,在熔融状态的集合体在水中冷却及固化,使集合体的最终形状固定。接着利用滚柱支持集合体将集合体从水中拉出。
水箱的水位优选为等于或高于滑槽斜面下端的高度,水位的设定与放置滑槽的高度无关而是根据斜面下端而设定。环形传送带的一部分可露出水面。水面优选为设定为离斜面下端0至45毫米,更优选为设定为1至30毫米,及最优选为设定为3至22毫米。水面可以与斜面下端的高度相等。本发明可在这个高度或高于这个高度的水位实施。依制造条件而定,设定水位比斜面下端至少高出3毫米通常防止水位位置低于斜面下端。另一方面,依制造条件而定,设定水位比斜面下端至少高出45毫米通常是不恰当的,因为树脂开始固化,纤维黏着不佳且表面粗糙度增加。
所述结构具有与模开口的剖面类似的剖面形状,进行排水并由滚柱传送到干燥加热处理箱在其中用热空气作干燥加热处理以便退火。优选为设定滚柱在干燥加热处理箱的下游及上游的牵引速度不同。例如,在靠近干燥加热处理箱出口的滚柱的牵引速度设定为比干燥加热处理箱入口附近的滚柱的牵引速度低。干燥加热处理后,所述结构切割成期望的长度。或者在干燥加热处理前将所述结构切割成期望的长度。
所述结构从水箱取出及排水,在干燥温度下持续一段预定时间作干燥加热处理及退火。在低密度聚乙烯的情况下,干燥温度优选为不高于低密度聚乙烯的熔点,更优选为比熔点低10至70摄氏度。在聚酯热塑性弹性体的情况下,干燥温度优选为不高于聚酯热塑性弹性体的熔点,更优选为比熔点低10至70摄氏度。在聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物的情况下,干燥温度优选为不高于混合物的熔点,更优选为比熔点低10至30摄氏度。
退火过程可将从水箱取出及排水的结构放在压缩状态的框中,用热空气进行热处理,然后将框从所述结构释出。在低密度聚乙烯的情况下,这样退火的干燥温度优选为不高于低密度聚乙烯的熔点,更优选为低于熔点10至70摄氏度。在热塑性弹性体的情况下,干燥温度优选为不高于热塑性弹性体的熔点,更优选为低于熔点10至70摄氏度。在聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物的情况下,干燥温度优选为不高于混合物的熔点,更优选为比熔点低10至70摄氏度。
如上所述,所述结构在水箱成型后,可以在后处理进行退火(以下称为补充退火)。在生产过程中通过供给加热的水到水箱而辅助地执行退火(以下称为生产期间退火)。
生产期间退火优选为在一温度下进行,所述温度比聚乙烯热塑性树脂的熔点或聚酯热塑性弹性体的熔点低至少10至70摄氏度。在聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物的情况下,所述温度优选为比熔点低10至70摄氏度。
生产期间退火将20至90摄氏度(优选为20至80摄氏度或更优选为25至50摄氏度)范围的热水供给到至少一对滑槽,而不是供给常温水到滑槽,以便在进行退火的同时随机地热熔长丝并形成无规则环圈。对于低密度聚乙烯,热水的温度优选为20至50摄氏度,对于热塑性弹性体则优选为25至70摄氏度,及对于聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物则优选为25至60摄氏度。例如可通过以下方式而供给热水:(a)将流入滑槽的水加热,(b)加热整个水箱,(c)使形成如箱状的滑槽的内部温度增加,或是以上方式的组合。供给到滑槽的热水温度如果过高可能导致树脂黏附在滑槽。因此希望将热水控制到适当的温度范围,例如10至60摄氏度。补充退火将水箱取出的结构浸泡在热水中,或是使结构通过热空气。
退火可以是单一退火,即通过干燥加热处理的补充退火,或者是利用加热水箱中的水或类似方式的生产期间退火,也可以是生产期间退火后进行补充退火的两步骤退火,或者可以是进行两次补充退火的两步骤退火。在最后情况下,第二补充退火的温度设定为高于第一退火的温度。
本发明通过上述制造方法制造的结构具有柔软性,高弹性,和纵向及侧向两方向的热膨胀特性。热膨胀特性在纵向及在侧向是不同的。根据本发明人的分析,所述机制用以提供弹性特性及热膨胀特性(或更具体地,各向异性热膨胀率)是复杂且未完全阐明。但是,基本上认为长丝的特性变化及厚度波动会使下列各项有所不同:自由落下过程中纵向和侧向的缠结形式,通过原料的长丝直径减小率适当地控制在适当范围内形成长丝的缠结及冷却,熔化黏度,mfr(熔体流动速率),从喷嘴孔中的挤压成型,长丝的环圈成型,长丝的冷却,通过干燥加热处理的补充退火,及生产期间的退火。
根据原料的长丝直径减少率、喷嘴的孔直径、传送带的牵引速度及退火的因素,所述结构具有侧向及纵向的热膨胀特性。
可以在一定范围内将化学品添加到本发明的结构,只要在树脂生产至成型产品生产的任何阶段不恶化性能,以提供各种功能,例如除臭,抗菌,去除臭味、防霉、着色、香气、阻燃、不燃、吸湿或不吸湿等功能。
将参考一个例子以更具体地说明本发明,然而本发明并不限于这个例子。在这个例子中使用下列方法以测量及评价特性值。
(1)长丝直径(毫米)
从每个样品的中心部分切割出树脂长丝。用卡尺测量树脂长丝的厚度五次,及五个测量值的平均值指定为长丝直径s1及s2。弹性体样品的长丝直径是从聚酯样品的测量结果估计的。将温度设定为60摄氏度用于退火,并且在不退火时设定为23摄氏度。
(2)样品厚度及体积密度(克/立方厘米)
将每个样品切成30厘米×30厘米的大小。无负载下放置24小时,在四个不同位置测量同一样品的高度。这四个测量值的平均值指定为样品厚度。从样品厚度计算出样品的体积,以及将样品重量除以体积而计算出样品的体积密度。
(3)无规则环圈的平均直径(毫米)
将每个样品切成20厘米×20厘米的大小。关于在挤出方向的表面以不规则形状形成的无规则环圈,测量10个环圈的主轴长度,将其平均值四舍五入到厘米并指定为无规则环圈的平均直径。
(4)硬度(n)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小。所述试验片的测量是按照jisk6400-2:2012方法a,试验温度为20摄氏度,湿度为65％。
(5)冲击弹性(厘米)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小。所述试验片的测量是按照jisk6400-3:2011,使用41.5毫米直径及290克重量的钢球。掉落高度为500毫米。试验温度为23摄氏度,湿度为50％。
(6)经过重复负载试验后的冲击弹性变化率(％)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小,用(5)说明的方法测量样品在重复负载试验前的冲击弹性(a)。冲击弹性测量后,将样品进行重复负载压缩试验。按照jisk6400-4的重复压缩残余应力试验方法a(固定负载方法)进行重复负载压缩试验。在23±2摄氏度的温度及50±5％相对湿度下进行重复负载压缩试验。方法a(固定负载方法)使用25厘米直径的压盘,并且在750n±20n的负载下以每分钟70±5次的速率重复地压缩样品80000次。当施加最大负载750±20n时,持续时间设定为不超过重复压缩要求的持续时间的25％。试验完成后,将样品在无负载下静置100±0.5分钟。用(5)说明的方法在重复负载试验后测量冲击弹性(b)。根据以下公式计算重复负载试验后的冲击弹性变化率(％),所述公式将重复负载试验后的冲击弹性除以重复负载试验前的冲击弹性:
重复负载试验后的冲击弹性变化率(％)＝(1-(b)/(a))×100
(7)压缩偏折(％)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小。试验片的测量是按照jisk6400-2:2012方法e,试验温度为23摄氏度,湿度为50％。
(8)滞后损失(％)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小。所述试验片的测量是按照jisk6400-2:2012方法e。
(9)热空气干燥试验前后的热膨胀率(％)
将每个样品切成30厘米(长度)×30厘米(宽度)的大小。在试验片的纵向在两个相距25厘米的位置作标记,及在试验片的侧向在两个相距25厘米位置作标记。用笔作标记以便在干燥加热处理后容易识别。作标记后,将试验片放置在热空气干燥炉中30分钟。然后将试验片从热空气干燥炉取出及在22摄氏度的环境温度下冷却30分钟。冷却后,在纵向及侧向各别的两个不同位置测量标记的距离。各别将两个位置的平均值指定为试验后的纵向长度及试验后的侧向长度。使用一种能够测量小至0.01厘米的测量仪来测量所有的长度。用(25-测量长度)/25×100来计算热空气干燥试验前后的热膨胀率。热空气干燥试验的温度设定为90摄氏度用于聚乙烯树脂,130摄氏度用于聚酯热塑性弹性体,及90摄氏度用于聚乙烯树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物。
(9)拉伸强度(n)
将每个样品切成20厘米(长度)×5厘米(宽度)的大小。用横跨10厘米距离的固定支架将试验片固定到夹具。拉伸率为每分钟10厘米。测量期间的室温为20摄氏度,及湿度为65％。固定夹具用于具有一定厚度的热塑性弹性体。试验温度为23摄氏度,湿度为50％。在纵向及侧向测量每个样品两次。最大点负载指定为测量值。
实施例：
[实施例1]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为65毫米；模具的温度为205摄氏度；模具具有890毫米的宽度及75毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为67毫米。己烷,己烯及乙烯为主要原料,使用茂金属化合物作为催化剂用已知方法来聚合。获得的乙烯/α-烯烃共聚物具有长丝直径减小率在每秒24.3的剪切速率下为1.05,在每秒60.8的剪切速率下为1.12,在每秒121.6的剪切速率下为1.15,在每秒243.2的剪切速率下为1.18,在每秒608.0的剪切速率下为1.23,及在每秒1216的剪切速率下为1.26,mfr为12克/10分钟,及密度为0.90克/立方厘米。乙烯/α-烯烃共聚物的长丝是在180摄氏度的熔融温度以86千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出,滑槽的下端位于喷嘴面下方36毫米且浸没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨71毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝是利用加热到36摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时在接触点熔融,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,并且以6.7毫米/秒的牵引速度拉入36摄氏度的温水以便固化及平坦化。所述结构切割成预定大小,并通过60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的结构是由0.6至1.1毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,并具有平坦表面,53千克/立方米的体积比重,75毫米的厚度,890毫米的宽度,在90摄氏度下作热空气干燥试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率为2.31％及纵向热膨胀率为1.52％,滞后损失为28.7％,冲击弹性为31厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为0％,温度为19摄氏度,湿度为42％。
[实施例2]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为40毫米；模具温度为190摄氏度；模具具有500毫米的宽度及25毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为38毫米。乙烯/α-烯烃共聚物(由实施例1相同原料制成)与聚乙烯形成的长丝在熔融温度160摄氏度以13千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出。滑槽的下端位于喷嘴面下方36毫米且浸没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨23毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝是利用加热到36摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,并且以4.1毫米/秒的牵引速度拉入36摄氏度的温水以便固化及平坦化。所述结构切割成预定大小,并通过60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的结构是由0.6至1.1毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,并且具有平坦表面,70千克/立方米的体积比重,25毫米的厚度,500毫米的宽度,在90摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率为1.87％及纵向热膨胀率为1.39％,滞后损失为28.6％,冲击弹性为33厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率是6.1％,温度为21摄氏度,湿度为48％。
[实施例3]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为65毫米；模具温度为217摄氏度；模具具有900毫米的宽度及30毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为69毫米。热塑性弹性体(hytrel(注册商标))具有长丝直径减小率在每秒60.8的剪切速率下为1.26,在每秒121.6的剪切速率下为1.28,在每秒243.2的剪切速率下为1.30,在每秒608.0的剪切速率下为1.30,及在每秒1216的剪切速率下为1.33,mfr为12克/10分钟,及密度为1.08克/立方厘米。热塑性弹性体的长丝是在195摄氏度的熔融温度以27.5千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出,滑槽的下端位于喷嘴面下方69毫米且浸没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨70毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝是利用加热到63摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,以3.9毫米/秒的牵引速度牵引以便固化及平坦化,并且以80摄氏度的热水退火。所述结构切割成预定大小,并通过130摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的结构是由0.5至1.0毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,及具有平坦表面,71千克/立方米的体积比重,30毫米的厚度,900毫米的宽度,在130摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是0.78％及纵向热膨胀率是1.70％,滞后损失为17.1％,冲击弹性为33厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为0％,温度为33摄氏度,湿度为48％。
[实施例4]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为65毫米；模具温度为225摄氏度；模具具有900毫米的宽度及73毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为69毫米。热塑性弹性体(hytrel(注册商标)(与实施例3的原料相同)的长丝在202摄氏度的熔融温度以40千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出,滑槽的下端位于喷嘴面下方69毫米且浸没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨72毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝利用加热到63摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,以2.7毫米/秒的牵引速度牵引以便固化及平坦化,并且以80摄氏度的热水退火。所述结构切割成预定大小,并通过130摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的结构是由0.5至1.2毫米直径形成矩形剖面形状,及具有平坦表面,63千克/立方米的体积比重,73毫米的厚度,热空气干燥试验之前及之后的纵向热膨胀率为1.22％及侧向热膨胀率为3.08％,滞后损失为16.7％,冲击弹性是34厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为5.9％,温度为30摄氏度,湿度为44％。
[实施例5]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为40毫米；模具温度为195摄氏度；模具具有500毫米的宽度及51毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为38毫米。包括乙烯/α-烯烃共聚物(由实施例1的相同原料制成)作为主要成分与不燃烧材料的混合物的长丝在熔融温度160摄氏度下以23千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出。滑槽的下端位于喷嘴面下方38毫米且浸没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝利用加热到36摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,并且以6.8毫米/秒的牵引速度拉入36摄氏度的温水以便固化及平坦化。所述结构切割成预定大小,并通过60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理,因而得到具有体积密度45千克/立方米的三维条形结构,最后的结构是由0.7至1.3毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,及具有平坦表面,50千克/立方米的体积比重,51毫米的厚度,400毫米的宽度,在90摄氏度下作热空气干燥试验30分钟之前及之后的纵向热膨胀率为2.68％及侧向热膨胀率为1.28％,滞后损失为27.0％,冲击弹性为24厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为16.7％,温度为15摄氏度,及湿度为52％。
[实施例6]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为40毫米；模具温度为195摄氏度；模具具有500毫米的宽度及25毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为38毫米。己烷,己烯及乙烯为主要原料,使用茂金属化合物作为催化剂用已知方法进行聚合。包括乙烯/α-烯烃共聚物(由实施例1的相同原料制成)作为主要成分与不燃烧材料的混合物的长丝在熔融温度160摄氏度以17千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出。滑槽的下端位于喷嘴面下方36毫米且浸没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝利用加热到36摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,并且以4.5毫米/秒的牵引速度拉入36摄氏度的温水以便固化及平坦化。所述结构切割成预定大小,并通过60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理,因而得到具有体积密度65千克/立方米的三维条形结构。最后的结构是由0.7至1.3毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,及具有平坦表面,50千克/立方米的体积比重,43毫米的厚度,400毫米的宽度,在90摄氏度下作热空气干燥试验30分钟之前及之后的纵向热膨胀率为2.06％及侧向热膨胀率为1.22％,滞后损失为30.0％,冲击弹性为32厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为12.5％,温度为21摄氏度,及湿度为48％。
[实施例7]
使用的条件如下:挤出机的螺杆直径为40毫米；模具温度为205摄氏度；模具具有500毫米的宽度及60毫米的厚度；孔间距为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及气隙(喷嘴的下表面与水位之间的距离)为38毫米。己烷,己烯及乙烯为主要原料,使用茂金属化合物作为催化剂用已知方法进行聚合。包括最后形成乙烯/α-烯烃共聚物(由实施例1的相同原料制成)与20％重量比的烯烃区块共聚物(聚烯烃热塑性弹性体)的混合物的长丝在熔融温度200摄氏度以22千克/小时的挤出率从喷嘴向下喷出。滑槽的下端位于喷嘴面下方39毫米且浸没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口宽度且设置成部分高于水面。在熔融状态喷出的长丝利用加热到29摄氏度的供水而在滑槽固化。使长丝互相接触并缠结以形成环圈,同时熔融在接触点,以便形成三维条形结构。所述结构的各表面在熔融状态下放置在牵引传送带之间,并且以4.5毫米/秒的牵引速度拉入29摄氏度的温水以便固化及平坦化。所述结构切割成预定大小,并通过60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理,因而得到具有体积密度65千克/立方米的三维条形结构,最后的结构是由0.8至1.5毫米直径的长丝形成矩形剖面形状,及具有平坦表面,65千克/立方米的体积比重,50毫米的厚度,405毫米的宽度,在90摄氏度下作热空气干燥试验30分钟之前及之后的纵向热膨胀率为3.04％及侧向热膨胀率为2.72％,滞后损失为29.1％,冲击弹性为16厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为5.5％,温度为12摄氏度,及湿度为45％。
[比较例1]
作上述各试验以检查另一公司制造用于床垫的聚酯热塑性弹性体的网状结构(45毫米厚及400毫米宽)。网状结构具有40千克/立方米的体积比重,在130摄氏度下作热空气干燥试验30分钟之前及之后的纵向热膨胀率为-0.32％(收缩)及侧向热膨胀率为-0.12％(收缩),滞后损失为70.4％,冲击弹性为22厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为68.2％。
[比较例2]
作上述各试验以检查另一公司制造用于床垫(不同于比较例1)的聚酯热塑性弹性体的网状结构(25毫米厚及400毫米宽)。网状结构具有50千克/立方米的体积比重,在130摄氏度下作热空气干燥试验30分钟之前及之后的纵向热膨胀率为-0.28％(收缩)及侧向热膨胀率为-0.20％(收缩),滞后损失为81.0％,冲击弹性为21厘米,及重复负载试验后的冲击弹性变化率为4.8％。
如上所述,本发明提供在纵向及在侧向的热膨胀特性,及借此在一床垫应用,即使在高温杀菌的情况下亦抑制床垫收缩及套子起皱,以及抑制因皱褶引起的褥疮。本发明也提供各向异性热膨胀特性,在纵向及在侧向具有不同热膨胀率,这能使所述结构适合其应用及应用中的人体特性。
此外,本发明提供低滞后损失,柔软性及高斥力特性,且从而提供适合人体特性的弹性特性,这因此满足了产品弹性特性需求及产品高质量需求的多样化。
本发明可用于垫子、日本地垫,及残疾人士用垫,以及床垫材料及床垫。聚乙烯与热塑性聚酯弹性体堆栈是可行的。
本发明不限于上述实施例,而是在不违反本发明的范围下,针对实施例可以作各种改良,改变及增加,这样的改良以及它们的同等项也包括在本发明的范围内。
工业应用性
本发明提供汽车座椅,垫子,床垫,套子和类似物,其具有低滞后损失,柔软性和高斥力特性,热膨胀特性,其中所述结构通过热空气干燥试验在纵向并在侧向热膨胀,及不同的纵向和侧向热膨胀特性，以提供适合健康意识的柔软特性。尤其本发明提供柔软且容易在纵向伸展的垫子,其适用于褥疮照料及护理目的。此外,本发明可应用到汽车座椅,床具用垫,铺席子和类似物,或椅套。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。