一种具有多重保健功能的复合床垫的制作方法

本发明属于多层复合面料设计
技术领域：
，特别涉及一种具有多重保健功能的复合床垫。
背景技术：
：床垫已经成为现代生活中各家各户所不可或缺的用品，人的一生有接近三分之一的时间在睡眠中度过，睡眠质量直接影响到人体健康与寿命，所以床垫的品质以及功能与人的睡眠质量和健康关系十分密切。现在很多床垫在其中添加了功能层从而来实现相应的保健效果，例如远红外纤维层能够释放远红外辐射，有利于人体保暖，促进人体血液循环；例如负离子纤维层所释放的负离子是空气中一种带负电荷的气体离子，有人把负离子称为“空气维生素”，认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，具有镇静、催眠、镇痛、镇咳、止痒、利尿、增食欲、降血压等功效；另外，磁性材料产生的磁场作用于人体后可以促进细胞代谢，活化细胞，从而加速细胞内废物和有害物质排泄。目前这些功能层被复合到一起后，各司其职，独立地发挥功效；另一方面，就单独某个功能层而言，其能量往往是向着四面八方进行散发的，导致有相当一部分能量是未被人体所吸收到的，利用率有待提高。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有多重保健功能的复合床垫，该复合床垫具有多层结构，从上到下至少包括远红外负离子面料层、第一乳胶海绵层、磁感应释放层，进一步地，该复合床垫从上到下依次包括远红外负离子面料层、防电磁波辐射面料层、碳纤维发热层、防螨层、第一乳胶海绵层、磁材料固定层、磁感应释放层、第二乳胶海绵层、3d层、硬质棉层，远红外负离子面料层为含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维编织而成的均匀面料，厚度为2～3mm，克重为160～210g/m2，含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维的制备方法为：将纤维级pet、远红外添加剂、负离子添加剂、若干助剂混合充分，将所得的混合料加入螺杆挤出机内加热熔融形成熔体，并送入过滤器进行过滤，后进入喷丝组件喷丝，再将喷出的丝束冷却，冷却后的纤维上油后经拉伸定型，再进行卷绕；第一乳胶海绵层为海绵层中分布有硅胶颗粒，其制备方法为：将异氰酸酯、聚醚多元醇、硅胶颗粒和发泡剂、催化剂等助剂混合充分，将所得的混合料泵入发泡机进行发泡形成海绵体，将所得的海绵体自然冷却后裁剪成所需尺寸；第一乳胶海绵层的厚度为10～20mm；磁感应释放层包括一层聚氨酯层，聚氨酯层上均匀分布有若干由聚氨酯层上表面竖直向下凹陷所形成的凹孔，凹孔内恰好嵌设有高穿透永久生物磁磁石，作为优选：磁感应释放层的聚氨酯层中，位于人躺在该复合床垫上睡觉时人体头颈部下方的位置处(距复合床垫的床头沿床垫长度方向向内大约30厘米处)，嵌设有智能芯片，用于监测床垫使用者在睡眠状态下的生物指标，并且该芯片将监测到的数据无线传输到相关手机等终端设备上，磁材料固定层为覆盖在磁感应释放层上表面上的一层聚氨酯层；防螨层为杜邦防螨布，厚度为2～3mm，克重为120～190g/m2。将上述复合床垫逐层组装到框架内，框架包括由竖直的前板、竖直的后板、竖直的左板、竖直的右板包围拼接而成的长方体形状且上下均为开口状的框架，框架内周壁上环向向内伸出有一圈水平的固定板，将复合床垫中的各层按顺序依次水平地恰好嵌入到上述框架的内腔中，一圈固定板对安装后的复合床垫起到竖直向上的支撑作用，而复合床垫中最下层为硬质棉层，该层强度高、不易形变，将其作为底层可支撑复合床垫中的其他各层基本保持水平状，其中，固定板所处的位置在水平高度上要高于框架的底端，这样框架上位于固定板下方的板段就相当于起到了支架的作用，将复合床垫支撑于某一悬空高度上，框架内侧壁上位于固定板下方的位置处或固定板下板面上，固定安装有控制器，控制器与电源1、碳纤维发热层依次电连接，电源1为碳纤维发热层供电，控制器通过控制电源1的接通或断开来对碳纤维发热层的发热行为进行控制，同时，控制器与电源2、芯片依次电连接，电源2为芯片供电，控制器通过控制电源2的接通或断开来对芯片是否工作进行控制。附图说明图1为实施例2中的多层复合床垫嵌设在框架中的结构示意图(正面的剖视图)，图2为实施例2中所使用的框架的结构示意图(俯视图)，其中，1—远红外负离子面料层，2—防电磁波辐射面料层，3—碳纤维发热层，4—防螨层，5—第一乳胶海绵层，6—磁材料固定层，7—磁感应释放层，71—凹孔，72—生物磁磁石，73—芯片，8—第二乳胶海绵层，9—3d层，10—硬质棉层，11—框架，111—前板，112—后板，113—左板，114—右板，115—固定板，12—控制器，需要说明的是，本申请的描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”指的是附图(附图1)中的方向，“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，这些仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。具体实施方式实施例1含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维的制备：按重量份数计算，将100份纤维级pet、0.5份的光稳定剂2020、0.8份的抗氧剂1010、5份能释放远红外线的纳米竹粉、纳米竹炭粉的混合物(纳米竹粉、纳米竹炭粉的质量比为3：2)、3份电气石负离子粉、0.7份分散剂121加入到高速混合机中混合充分，将所得的混合料加入螺杆挤出机内加热熔融形成熔体，熔体温度280℃，熔体压力为4.5mpa，送入过滤器进行过滤，后进入喷丝组件喷丝，再将喷出的丝束冷却，纤维的纺速为1500m/min，冷却后的纤维上油后经拉伸定型，再进行卷绕，拉伸温度设定为110℃，拉伸倍数为2.3，完全基于本实施例中所制备的含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维编织成均匀的面料作为远红外负离子面料层，该远红外负离子面料层的厚度为2.4mm，克重为186g/m2，待用；第一乳胶海绵层的制备：(1)按重量份数计算，将40份的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯于78℃下融化后，向其中加入15份聚醚多元醇(ch1833c/a巴斯夫)，并于75℃下搅拌反应得到异氰酸酯基(nco)质量含量为16％的预聚体，将所得的预聚体与23份多亚甲基多苯基多异氰酸酯充分混合，得到异氰酸酯混合物；(2)按重量份数计算，将60份步骤(1)中得到的异氰酸酯混合物、100份聚醚多元醇(ch1833c/a巴斯夫)、25份硅胶颗粒(上海欣茂硅胶有限公司的粗孔球形硅胶，粒径规格为1～2mm)、12份发泡剂环戊烷、3份水、2份dabco催化剂、3份有机硅l-580泡沫稳定剂(陶氏)加入到高速混合机中混合充分(控制混料温度在35℃以下)，将所得的混合料泵入发泡机于95℃下进行发泡形成海绵体，将所得的海绵体自然冷却后裁剪成15mm厚的规整片材，待用；磁感应释放层：一层厚度为32mm的聚氨酯发泡材料上均匀分布有若干由聚氨酯层上表面竖直向下凹陷所形成的凹孔，各凹孔为深度18mm、横截面直径为12mm的规则圆柱状，凹孔于聚氨酯层上表面的分布密度为80个/m2，各凹孔内均恰好嵌设有高穿透永久生物磁磁石。将均由本实施例所制备的磁感应释放层(单层)、第一乳胶海绵层(单层)、远红外负离子面料层(单层)于铺平状态下从下往上依次叠加到一起，并通过边缘缝合形成层与层之间均相连的三层复合床垫。对比实施例1(1)仅在制备第一乳胶海绵层时未加入任何硅胶颗粒，其余均同实施例1：远红外负离子面料层：同实施例1；第一乳胶海绵层的制备：(1)同实施例1；(2)按重量份数计算，将60份步骤(1)中得到的异氰酸酯混合物、100份聚醚多元醇(ch1833c/a巴斯夫)、12份发泡剂环戊烷、3份水、2份dabco催化剂、3份有机硅l-580泡沫稳定剂(陶氏)加入到高速混合机中混合充分(控制混料温度在35℃以下)，将所得的混合料泵入发泡机于95℃下进行发泡形成海绵体，将所得的海绵体自然冷却后裁剪成15mm厚的规整片材，待用；磁感应释放层：同实施例1；将本对比实施例中的三层材料缝合成三层复合床垫：相关操作同实施例1。对比实施例1(2)取消磁感应释放层中的高穿透永久生物磁磁石，其余均同实施例1：远红外负离子面料层：同实施例1；第一乳胶海绵层：同实施例1；选择与实施例1中的磁感应释放层的聚氨酯发泡材料为同材质的、同为32mm厚的、上表面无凹陷的规整板状聚氨酯发泡材料层；将本对比实施例中的三层材料缝合成三层复合床垫：相关操作同实施例1。对比实施例1(3)在制备第一乳胶海绵层时未加入任何硅胶颗粒，且取消磁感应释放层中的高穿透永久生物磁磁石，其余均同实施例1(作为空白对照1)：远红外负离子面料层：同实施例1；第一乳胶海绵层：同对比实施例1(1)；选择对比实施例1(2)中的聚氨酯发泡材料层；将本对比实施例中的三层材料缝合成三层复合床垫：相关操作同实施例1。对比实施例1(4)仅在制备“含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维”时，省去了负离子添加剂，其余均同实施例1：含有远红外添加剂的聚酯纤维的制备：按重量份数计算，将100份纤维级pet、0.5份的光稳定剂2020、0.8份的抗氧剂1010、5份能释放远红外线的纳米竹粉、纳米竹炭粉的混合物(纳米竹粉、纳米竹炭粉的质量比为3：2)、0.7份分散剂121加入到高速混合机中混合充分，将所得的混合料加入螺杆挤出机内加热熔融形成熔体，熔体温度280℃，熔体压力为4.5mpa，送入过滤器进行过滤，后进入喷丝组件喷丝，再将喷出的丝束冷却，纤维的纺速为1500m/min，冷却后的纤维上油后经拉伸定型，再进行卷绕，拉伸温度设定为110℃，拉伸倍数为2.3，完全基于对比实施例1(4)中所制备的含有远红外添加剂的聚酯纤维，按照实施例1中的相关操作编织成均匀的面料，作为远红外面料层；第一乳胶海绵层：同实施例1；磁感应释放层：同实施例1；将本对比实施例中的三层材料缝合成三层复合床垫：相关操作同实施例1。对比实施例1(5)选择对比实施例1(4)中的远红外面料层；第一乳胶海绵层：同对比实施例1(1)；选择对比实施例1(2)中的聚氨酯发泡材料层；将本对比实施例中的三层材料缝合成三层复合床垫：相关操作同实施例1(作为空白对照2)。实施例2含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维的制备：按重量份数计算，将100份纤维级pet、0.8份抗静电剂hdc-103、0.5份的光稳定剂2020、0.8份的抗氧剂lrganox1098、6份能释放远红外线的无机复合材料、2份电气石负离子粉、0.5份分散剂121加入到高速混合机中混合充分，将所得的混合料加入螺杆挤出机内加热熔融形成熔体，熔体温度290℃，熔体压力为4.8mpa，送入过滤器进行过滤，后进入喷丝组件喷丝，再将喷出的丝束冷却，纤维的纺速为1600m/min，冷却后的纤维上油后经拉伸定型，再进行卷绕，拉伸温度设定为100℃，拉伸倍数为2.5，(上述能释放远红外线的无机复合材料是由6质量份的氧化锌、4质量份的氧化铅、9质量份的氧化锆、5质量份的二氧化钛、3质量份的二氧化硅、7质量份的四氧化三铁、10质量份的碳酸钙、15质量份的硅酸钠、40质量份的水混合充分后挤压造粒，将所得颗粒高温煅烧(先于1000℃下煅烧40分钟、后降温至350℃下煅烧40分钟)、自然冷却后粉碎得到)，完全基于本实施例中所制备的含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维编织成均匀的面料作为远红外负离子面料层，该远红外负离子面料层的厚度为2.5mm，克重为199g/m2，待用；防电磁波辐射面料层：银纤维防辐射面料；碳纤维发热层；杜邦防螨布；第一乳胶海绵层：同实施例1；磁材料固定层：选择与实施例1中的磁感应释放层的聚氨酯发泡材料为同材质的、5mm厚的、上表面无凹陷的规整板状聚氨酯发泡材料层；磁感应释放层：同实施例1，并且在实施例1的基础上，于磁感应释放层的聚氨酯层中，位于人躺在该复合床垫上睡觉时人体头部下方的位置处(距复合床垫的床头沿床垫长度方向向内大约30厘米处)嵌入智能芯片；第二乳胶海绵层：按照实施例1中的相关方法制备得到，但未加入任何硅胶颗粒；3d层：加厚型三明治网布；硬质棉层；按从下到上依次为硬质棉层、3d层、第二乳胶海绵层、磁感应释放层、磁材料固定层、第一乳胶海绵层、防螨层、碳纤维发热层、防电磁波辐射面料层、远红外负离子面料层的顺序，将上述各层平铺后依次叠加在一起并通过边缘缝合得到层与层之间均相连的多层复合床垫；将该多层复合床垫恰好嵌入到框架的内腔中。框架包括由竖直的前板、竖直的后板、竖直的左板、竖直的右板包围拼接而成的长方体形状且上下均为开口状的框架，框架内周壁上环向向内伸出有一圈水平的固定板，复合床垫最下层的硬质棉层直接落在固定板上板面上受到固定板竖直向上的支撑；固定板所处的位置在水平高度上要高于框架的底端，框架内侧壁上位于固定板下方的位置处固定安装有控制器，控制器与电源1、碳纤维发热层依次电连接，电源1为碳纤维发热层供电，控制器通过控制电源1的接通或断开来对碳纤维发热层的发热行为进行控制，同时，控制器与电源2、芯片依次电连接，电源2为芯片供电，控制器通过控制电源2的接通或断开来对芯片是否工作进行控制。(以上各层材料，分别是不同的下游厂家根据申请人的要求生产制备，或是直接从市场上购买得到)对比实施例2(1)仅将实施例2中的“第一乳胶海绵层”替换成对比实施例1(1)中的“第一乳胶海绵层”，其余均同实施例2。对比实施例2(2)仅将实施例2中的“磁感应释放层”替换成与实施例2中磁感应释放层的聚氨酯发泡材料为同材质的、同为32mm厚的、上表面无凹陷的规整板状聚氨酯发泡材料层，其余均同实施例2。对比实施例2(3)将实施例2中的“第一乳胶海绵层”替换成对比实施例1(1)中的“第一乳胶海绵层”；并且将实施例2中的“磁感应释放层”替换成与实施例2中磁感应释放层的聚氨酯发泡材料为同材质的、同为32mm厚的、上表面无凹陷的规整板状聚氨酯发泡材料层，其余均同实施例2(作为实施例2的空白对照1)。对比实施例2(4)仅在制备“含有远红外添加剂、负离子添加剂的聚酯纤维”时，省去了负离子添加剂：含有远红外添加剂的聚酯纤维的制备：按重量份数计算，将100份纤维级pet、0.8份抗静电剂hdc-103、0.5份的光稳定剂2020、0.8份的抗氧剂lrganox1098、6份能释放远红外线的无机复合材料、0.5份分散剂121加入到高速混合机中混合充分，将所得的混合料加入螺杆挤出机内加热熔融形成熔体，熔体温度290℃，熔体压力为4.8mpa，送入过滤器进行过滤，后进入喷丝组件喷丝，再将喷出的丝束冷却，纤维的纺速为1600m/min，冷却后的纤维上油后经拉伸定型，再进行卷绕，拉伸温度设定为100℃，拉伸倍数为2.5，完全基于对比实施例2(4)中所制备的含有远红外添加剂的聚酯纤维，按照实施例2中的相关操作编织成均匀的面料，作为远红外面料层，床垫的其余部分均同实施例2。对比实施例2(5)将实施例2中的“远红外负离子面料层”替换为对比实施例2(4)中的“远红外面料层”；将实施例2中的“第一乳胶海绵层”替换为对比实施例1(1)中的“第一乳胶海绵层”；将实施例2中的“磁感应释放层”替换成与实施例2中磁感应释放层的聚氨酯发泡材料为同材质的、同为32mm厚的、上表面无凹陷的规整板状聚氨酯发泡材料层；床垫的其余部分均同实施例2(作为实施例2的空白对照2)。参照《纺织品远红外性能的检测和评价gbt30127-2013》标准，对以上各实施例、对比实施例所制备的复合床垫于未加热的常温(25℃)、常压条件下，其上表面向外(法向)的远红外发射率进行检测，结果如下表所示：实施例10.96对比实施例1(1)0.74对比实施例1(2)0.76对比实施例1(3)0.73对比实施例1(4)0.88对比实施例1(5)0.72实施例20.90对比实施例2(1)0.64对比实施例2(2)0.67对比实施例2(3)0.65对比实施例2(4)0.85对比实施例2(5)0.65比较上述各实施例及相关的对比实施例，申请人发现：当远红外负离子面料层下方依次设置含有硅胶颗粒的第一乳胶海绵层以及磁感应释放层时，复合床垫(具体来说是床垫上表面上的远红外负离子面料层)的远红外发射率有明显提高，对此，申请人认为原因可能在于：就远红外负离子面料层而言，其上的远红外辐射是朝向四面八方扩散的，即远红外负离子面料层的上表面会辐射出远红外，下表面也会，且下表面所辐射出的远红外本来不易被人体所充分感受、吸收到，而本方案在远红外负离子面料层下方依次设置了含有硅胶颗粒的第一乳胶海绵层以及磁感应释放层，远红外负离子面料层(特别是其下表面)所发出的一部分远红外辐射有可能是被第一乳胶海绵层中的硅胶颗粒所阻隔、截留住了，避免了这部分远红外辐射的进一步流失，同时磁感应释放层的磁干扰有可能对乳胶海绵层中的硅胶颗粒起到某种刺激或激活的作用，促使硅胶颗粒在较短的周期内能将其周围原本被阻隔下来的远红外辐射原路放回，从而在总体上增加了远红外负离子面料层向上的远红外辐射量，从对比实施例1(1)、对比实施例2(1)、对比实施例1(2)、对比实施例2(2)的检测结果来看，也一定程度上符合申请人上述的推测：对比实施例1(1)和对比实施例2(1)中第一乳胶海绵层中不含硅胶颗粒，因此不具备对通过第一乳胶海绵层的远红外辐射的阻隔、截留功能，导致这部分能量直接流失，无法找回；对比实施例1(2)和对比实施例2(2)中不含生物磁磁石，因此即使在第一乳胶海绵层中对部分远红外辐射形成了阻隔、截留，但是由于缺少了磁干扰，这部分远红外辐射无法受到下一步的处理，最终无规律地逐渐消散掉；从对比实施例1(5)与对比实施例1(3)的比较、或对比实施例2(5)与对比实施例2(3)的比较来看，在没有硅胶颗粒和生物磁磁石的干预的情况下，远红外面料层向外释放远红外辐射时，该面料层中有无负离子添加剂对辐射效果的影响并不大；但是从实施例1与对比实施例1(4)的比较、实施例2与对比实施例2(4)的比较来看，在有硅胶颗粒和生物磁磁石干预的情况下，一旦将负离子添加剂省去后，即周围环境中不再有负离子的情况下，远红外面料层释放远红外辐射的情况会出现一定下滑。因此申请人分析，负离子环境对“远红外添加剂自身释放辐射的行为”本身并无明显影响，但可能对“硅胶颗粒、生物磁磁石对这一释放行为的促进作用”存在一定的影响或干预。当前第1页12