垫子芯材料及垫子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种垫子芯材料，其利用三维网状结构，以及由覆盖所述芯材料与各种盖子及垫子而生产的垫子及医疗看护用垫子。
【背景技术】
[0002]藉由将多孔喷嘴在无规则环圈状挤出的合成树脂材料的熔丝加以弯曲，而形成一种三维网状结构，以便互相热熔及固化，其通常作为垫子芯材料来使用。
[0003]垫子，例如，床垫需要满足各种需要，如回收效率及低成本，除了各种条件用以证明舒适的睡眠，例如，弹性，足够的排斥力，良好的支撑性，减振性，静音性，透气性及光。然而它是困难的，所述单一三维网状结构满足所有这些物理性质。已经提出藉由堆栈二个三维网状集合体，其具有不同弯曲密度，而作出一种床垫其一个表面是软的及另一表面是硬的(专利文献1及专利文献2)。然而专利文献1没有考虑明度及透气性及没有教导材料的具体例子。另一方面，专利文献2改变孔排列在每个分割区域的喷嘴的纵向的间隔，从而改变喷出长丝的密度及整体地成型一个多密度网状结构。但是所使用的材料只是聚酯弹性体。
[0004]已经揭露一种多层网状结构，其中一热塑性弹性树脂层及一热塑性非弹性树脂层被堆栈并熔合以提供一个迭层网状体其具有基本上平的表面，及一个非织造布，其由连续长丝接合所述堆栈网状体的单一表面而制成，目的是为了支持及增强(专利文献3)。此多层网状结构需要接合非织造织物，作为增强层用以支持所述垫子材料。本揭露建议使用聚酯作为热塑性弹性树脂层及热塑性非弹性树脂层，其互相熔合或接合，以利于回收及再环圈及避免使用聚烯烃。
[0005]—种分层垫子结构已经揭露，其中由长丝集合体的垫子材料被放置在一表面层，及一机织织物提供细孔用于释放热量及湿气，其被堆栈作为背层。层状垫子结构具有由长丝集合体作的缓冲材料的至少两个层，并且各层的硬度朝向表面层(专利文献4)逐渐减小。本揭露使用的聚醚酯弹性体的垫子材料，并避免使用聚烯烃。
[0006]—种床垫已经提出，其中从双拉舍尔针织形成的填料层(硬棉花层)堆栈缓冲层的上表面，并且整个表面覆盖有一个壳体(专利文献5)。堆栈填料层提供了轻微变化后，以及改良型压力及移动接触点支撑压缩力之后，增加自由的功能。缓冲层是单层，并且用于接收从所述填料层发送的区域外力以缓解应力集中(增强身体压力分散特性)。这种结构是不可能提供充分的身体支撑功能及消除不舒服的不好感觉。本揭露建议使用聚酯作为缓冲层及填料层的材料，这是从回收效率，耐热性及耐久性来看。这意味着，所述芯材料基本上是100%聚酯长丝。
[0007]专利文献2至专利文献5所述技术的问题是总重量的显著上升，以便确保相当于聚烯烃的斥力，减少因为过度不凉爽的不舒服感觉，并提供身体支撑功能。
[0008]各种技术已提出藉由传统的挤压模塑形成三维网状结构，其具有部分缠结在环圈的长丝，及二或四个表面的三维网状结构成型法。专利文献6说明一个实例内容是成型三维网状结构。成型三维网状结构的方法按下由(或主要是)热塑性合成树脂作山的熔丝，所述树脂是从在边缘具有多孔的喷嘴射出，使得熔丝自由落在完全或部分浸入水的环形传送带，及以低于下降速度的速度拉出长丝，从而制造三维网状结构。环形传送带布置为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。长丝集合体外周的二或四个表面被带到与下游的环形传送带接触，以及与浸没在水中的上游位置的环形传送带接触。
[0009]现有技术的三维网状结构具有无规则形成的环圈及藉由加热而收缩。例如，在用于床垫的应用中，套子有可能藉由重复高温杀菌而起皱。这使用户感到不舒服，并可能因长期使用而导致褥疮。尤其是三维网状结构在纵向的收缩具有显著作用及皱纹的可能性高。
[0010]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，放松肌肉及主体，以均衡所述主体的负载及复位身体应力。但是所述的三维网状结构于自然调节后，有以下不足的结构特点。有使用三维网状结构的产品所需求的多样性需要及需要高质量的产品。这很难满足以下需要:适合人体特性的多样性及高质量产品。
[0011]由氨基甲酸乙酯发泡体作的垫子材料具有优良的耐久性及一定程度的体压分散性，并且常用于床垫。但是此垫子材料具有低吸收剪力的问题，其为褥疮的原因。低弹性氨基甲酸乙酯泡棉已经被提出作为具有优良的吸收剪力性能的材料。但是低弹性氨基甲酸乙酯泡棉除了难以翻转及温度变化会引起硬度改变外，还有低的透气性。
[0012]已经提出使用具有开启室泡棉的氨基甲酸乙酯以用于床垫(专利文献7)。专利文献7说明用具压敏粘合性的树脂浸泡具有开孔的氨基甲酸乙酯，以提供优良的捕集及收集蜱的性能。但是此氨基甲酸乙酯原本具有低排斥力，因此即使增加厚度仍无法提供足够的功能供床垫用。
[0013]已经提出从氨基甲酸乙酯泡棉形成的层状床垫，其中下层是高密度氨基甲酸乙酯泡棉，中间层是低弹性的氨基甲酸乙酯泡棉，及上层是具有开口单元结构的过滤泡棉(专利文献8及专利文献9)。这种床垫考虑到排斥性及身体的支撑功能，但使用低透气性的氨基甲酸乙酯泡棉作为下层及中间层。这可能在睡眠过程中引起出汗且不卫生。解决这个问题的已提出技术在低弹性床垫中具有空气孔(专利文献10)。但是这种技术不足以藉由床垫的侧面释出热及蒸气，及吸入空气。
[0014]藉由弯曲多个熔丝的无规则环圈状及互相热熔而形成的三维网状结构，已被提出作为具有低透水性及出汗功能的氨基甲酸乙酯泡棉的替代品(专利文献5)。专利文献5提出一种双拉舍尔针织，其接合或堆栈在三维网状结构的单一表面或各个表面。
[0015]现有技术文件
[0016]专利文献
[0017]专利文献1:日本新型S58-93270A
[0018]专利文献2:日本特开H07-189104A
[0019]专利文献3:日本特开H07-300757A
[0020]专利文献4:日本特开2011-031456A
[0021]专利文献5:日本特开H08-336443A
[0022]专利文献6:日本特开2001-328153A
[0023]专利文献7:日本特开H11-169050A
[0024]专利文献8:日本特开2004-173828A
[0025]专利文献9:日本特开2004-180977A
[0026]专利文献10:日本特开2005-312649A
【发明内容】
[0027]本发明要解决的技术问题
[0028]本发明的一目的是提供一种垫子，其提供一特定水平或高于所述特定水平的排斥力，重量轻，容易处理，并且在卫生及消毒方面具有足够的耐热性。
[0029]本发明的另一目的是提供一种配置，其在纵向可热膨胀及另外具有滞后损失及弹性属性适合于人体特性，从而满足为质量需求的多样性。
[0030]本发明的另一目的是提供一种卫生垫子，其具有足够的厚度，以提供一特定水平或高于所述特定水平的排斥力及身体的支撑性，重量轻，具有优良的透气性及耐水洗。
[0031]解决技术问题的手段
[0032]藉由考虑上述问题，根据本发明的一方面，提供一种垫子芯材料，包括板状的三维网状结构，其藉由螺旋缠绕多条长丝而形成，所述长丝由或主要是热塑性树脂作为原料，它是无规则及藉由热而部分地结合所述缠结，其中所述三维网状结构具有包括热塑性树脂的第一层，及堆栈于第一层的单一表面或两个表面的第二层，其包括的热塑性树脂与第一层的热塑性树脂不同，其中第一层的热塑性树脂具有比第二层的热塑性树脂高的熔融温度，第一层或第二层形成三维网状结构，其具有:相应于挤出方向的纵向，一侧向，及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，其中三维网状结构在热空气干燥试验之前及之后具有不低于13厘米的冲击弹性，在13%与34%之间的滞后损失，及纵向的0-8%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，对于聚酯系热塑性弹性体在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。形成的三维网状结构其具有不同材料的堆栈层，提供了一种低成本的床垫其具有足够身体支撑功能，重量轻且容易处理。在这种配置中，具有较高耐热性的层放置在外侧。所述结构抑制第一层的特性劣化，即使在三维网状结构加热到高温，其目的是灭菌，保热等。所述方面的三维网状结构是一个优良的三维网状结构，其具有低的滞后损失性，柔软性及高的排斥特性，并提供了一个适合于人体特性的弹性特性。这些优良的特性适合于人体的特性，以满足对产品需求的多样性及高质量产品的需求。因此这提供了适合于垫子材料或医疗保健产品，床上用品，家具，车辆片等使用的表面材料的三维网状结构。例如，在用于医疗的床垫应用中，所述三维网状结构的足够弹性特性在睡眠时匹配人体的自然调节功能以充分抑制褥疮等，并协助病人坐起来。看守者利用床垫的推斥力可轻易的重新定位病人。可根据床垫的区域改变床垫的硬度。此外，所述三维网状结构具有在纵向的热膨胀特性。在床垫的应用中，这有利地，即使在高温杀菌及褥疮的情况下，抑制在床垫的收缩及套子的皱纹。这个方面的三维网状结构是易于加热消毒且容易干燥，因此不可能导致医院性的感染。所提供的三维网状结构适于产生医疗及护理所需的垫子材料。
[0033]优选为是，所述第一层包括聚烯烃树脂，及所述第二层包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体。在此配置中，具有较高耐热性的层放置在外侧。此配置抑制聚烯烃树脂层特性的劣化，即使在三维网状结构加热到高温灭菌，保热等目的情况下。穆尔托填料，氨基甲酸乙酯，硬质棉等可以用于第二层，以代替聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体。优选为是将聚酯弹性体与垫子集成。
[0034]芯材料基本上包括三维网状结构。此简化制程并无需分开提供吸收湿气及不吸收湿气的长丝层或填料层。这降低了成分成本，制造成本及另外省去除去分离材料的需求，所述分离材料结合三维网状结构用于回收及再环圈。
[0035]优选为是，包括聚烯烃树脂的层的厚度在8毫米与250毫米之间，并且包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层的厚度为3毫米至160毫米。控制的厚度在此范围可以最大化两种材料的特征，即聚酯或聚氨酯及聚乙烯降低翻滚期间的噪音，改变体位等。
[0036]根据本发明的另一方面，在垫子芯材料中，至少在垫子芯材料的一侧的部分区域，其面对第二层，覆盖有透气的套子。这利用内部的三维网状结构的优良透气性。
[0037]根据本发明的另一方面，用于医疗领域的垫子包括垫子芯材料，垫子芯材料的侧面的至少一部分区域，其面对第二层，覆盖有不透水材料。一个长期卧病在床的病人，不论是在家里或在医院，由于体内局部压迫使得较少的血流通过血小板，往往因为受压部位(主要是骨性突起)中的局部细胞坏死而导致褥疮。使用上述方面的芯材料提供了体压分散床垫以有效地抑制身体的局部压迫，并提供垫子，其适合作为姿态支撑装置，用于支撑及在骨科及外科手术中固定病人的全身或一部分。用不透水的床单或套子盖覆上述的芯材料，以允许床浴就卫生而目是必需的。
[0038]鉴于上述问题，本发明提供垫子芯材料，包括三维网状结构，其藉由螺旋缠绕长丝而形成，所述长丝是或主要是聚烯烃树脂，聚酯弹性体和/或聚氨基甲酸乙酯弹性体，或聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的混合物，作为原料，在无规则及藉由加热而部分地结合所述缠结，及一软氨基甲酸乙酯泡棉，其堆栈在三维网状结构的单一表面或两个表面，并具有开启室泡棉和/或连续空间。堆栈具有开启室泡棉和/或连续空间的软氨基甲酸乙酯泡棉空间，在侧躺着的情况下可保护身体侧，并提供了柔软及舒适的睡眠。这防止下方的三维网状结构层的特性劣化，即使在与电热毯或热水瓶合并使下，其目的是保热及在冬季时抗寒，改善耐热性及藉由开孔结构而均匀地使底面变暖，这也产生一垫子，其抑制出汗及提供凉爽的夏日，且结合三维网状结构的优良透气性。
[0039]三维网状结构可以配置为具有:相应于挤出方向的纵向，一侧向，及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。三维网状结构可以配置为具有不低于13厘米的冲击弹性，在13%与34%之间的滞后损失。三维网状结构可以配置为在热空气干燥试验之前及之后具有纵向的0-8%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，对于聚酯系热塑性弹性体在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。
[0040]优选为是，所述三维网状结构在热空气干燥试验之前及之后具有在纵向的0-8%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，对于聚酯系热塑性弹性体在130摄氏度下进行30分钟。
[0041]优选为是，所述三维网状结构具有各向异性的热膨胀特性以提供在纵向及侧向的不同的热膨胀率。具有在纵向及在侧向的不同热膨胀率的各向异性的热膨胀特性，使得三维网状结构适合于它的应用与应用中的人体特性。
[0042]优选为是，所述三维网状结构在重复负载试验后，具有不高于20%的冲击弹性变化率。
[0043]优选为是，三维网状结构具有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。
[0044]优选为是，所述聚乙烯热塑性树脂选自以下组成的群:聚乙烯，乙烯/ α -烯烃共聚物树脂，其主要是乙烯及α -烯烃其含有3个或更多个碳原子，及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂。
[0045]优选为是，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 -烯烃共聚物树脂的混合物，其主要是乙烯及α -烯烃其含有3个或更多个碳原子，及所述聚乙烯热塑性弹性体，以及在混合物中的聚乙烯热塑性弹性体，其含量不高于45%的重量比。
[0046]优选为是，所述三维网状结构具有多个表面，其中二个表面，三个表面或四个表面被模制以具有异形形状。
[0047]在一方面，软氨基甲酸乙酯泡棉具有25 %至85 %的冲击弹性，其是以JISK6400测量，作为软氨基甲酸乙酯泡棉的一种形式。在上述范围内的冲击弹性，与下方的三维网状结构层结合，提供的所述排斥力足够用于卧表面。
[0048]在一方面，软氨基甲酸乙酯泡棉体具有5个室/25毫米至40个室/25毫米之间的开启室泡棉大小，其按照JIS Κ6400-1的附属文件1进行测量，作为软氨基甲酸乙酯泡棉的一种形式。开启室泡棉大小在上述范围内同时满足整个卧表面的均匀升温效果，并提供柔软舒适的睡眠效果。
[0049]软氨基甲酸乙酯泡棉体是聚醚型氨基甲酸乙酯泡棉。使用聚醚型氨基甲酸乙酯泡棉是不太可能导致吸水性及水解。
[0050]根据本发明的另一方面，提供了一种垫子，包括垫子芯材料，其中在垫子芯材料的一侧的部分区域，其面对第二层，覆盖有透气的套子。这利用垫子芯材料的优良透气性。
[0051]根据本发明的又一方面，提供了一种用于医疗领域的垫子，包括所述垫子芯材料，其中在垫子芯材料的一侧的部分区域，其面对软氨基甲酸乙酯泡棉，覆盖有透气的套子。一个长期卧病在床的病人，不论是在家里或在医院，由于体内局部压迫使得较少的血流通过血小板，往往因为受压部位(主要是骨性突起)中的局部细胞坏死而导致褥疮。使用上述方面的芯材料提供了体压分散床垫以有效地抑制身体的局部压迫，并提供垫子，其适合作为姿态支撑装置，用于支撑及在骨科及外科手术中固定病人的全身或一部分。用不透水的床单或套子盖覆上述的芯材料，以允许床浴就卫生而言是必需的。使用上述方面的芯材料提供了体压分散床垫有效用于抑制体的局部压缩，并提供适合作为姿态支撑装置，用于支撑及在骨科及外科手术中固定病人的身体的全部或一部分。用不透水的床单或套子盖覆上述的芯材料，以允许用热水来杀菌及床浴就卫生而言是必需的。
[0052]发明效果
[0053]本发明的上述方面提供了一种垫子，其提供特定水平的排斥力或高于特定水平的排斥力，重量轻，容易处理，并且在卫生，消毒，及保热方面，配合电热毯或热水袋的使用，具有足够的耐热性。这提供各行业的显著潜力。本发明的上述方面具有在纵向及侧向的热膨胀特性，从而抑制垫子及套子皱纹的收缩，即使在高温杀菌的情况下，以及由皱纹导致的褥疮。本发明的上述方面具有各向异性的热膨胀特性，其在纵向及侧向有不同的热膨胀率。这使得三维网状结构是适合于它的应用与所述应用的人体特性。另外，本发明的上述方面具有低滞后损失，柔软性及高斥力特性，从而提供弹性特性适合于人体的特性。因此，这满足了产品的弹性性质的多样化需要，及需要高质量产品的需求。
[0054]另外，本发明的方面提供一种卫生垫子，其具有足够的厚度，以提供特定水平的排斥力或高于特定水平的排斥力及身体的支撑性，重量轻，具有优良的透气性及耐水洗。这提供各行业的显著潜力。
【附图说明】
[0055]图1是根据本发明第一实施例的垫子芯材料的立体图；
[0056]图2 (a)是根据本发明第一实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(b)是根据第二实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(c)是根据第四实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(d)是根据第五实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(e)是根据第六实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(f)是根据第七实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(g)是根据第八实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；
[0057]图3 (a)是根据第九实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(b)是根据第九实施例的垫子芯材料的侧视图；
[0058]图4(a)到(g)是根据第三实施例的垫子芯材料的各个层的剖面图；
[0059]图5是根据第一