CN101627862A - 床用弹性垫及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实现可部分弯曲可变角度式床用弹性垫的无接缝构造，消除弹性垫之间的错位和弹性垫之间的高低不平，实现轻量化。所述具有弹力构造的床用弹性垫，是弹力构造的立体网状构造体，其由以热塑性树脂为原料或主原料并且通过挤出成形而形成环状的、无序的互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条构成；沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成从该立体网状构造体的下面向上面并且贯通短方向的多条连续槽沟；该立体网状构造体向上方弯曲时，该槽沟扩开。
Description
本申请是申请号为200510074704.4、申请日为2005.5.30、发明名称为“床用弹性垫及其制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明为涉及利用合成树脂的立体网状构造体的弹力构造的床用弹性垫及其制造方法。
背景技术
可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫(亦称褶裥式)有种种提案(专利文献1～5)。专利文献1是为了矫正变位脊椎，被完全分离、分割成了多个床垫。专利文献2是由将金属弹簧用夹扣连接起来的构造体构成的。专利文献3是水褶裥床，为了将上部折弯，多个床垫含有凝胶状物质层，这些床垫是被完全分离、分割的。专利文献4是为了实现身体洗净的方便性、粪便处理的容易性，被完全分离、分割成了多个立体网状构造体弹性垫的床垫。专利文献5的弹性垫，在将水床垫适用于褶裥床时，在让背的部分起伏的状态下，通过尽量使水包里的水减少流动的构造，以消除身体支持性能的下降；在水床垫平坦的普通状态下，用均一的压力支持人体。同时，为了提供一种不用时可以紧凑地折叠起来，方便保管和搬运的水床垫，在可任意打开和关闭的矩形袋体内部周边，充填上由弹性发泡体组成的弹性体，形成水包收容部。在该水包收容部内，按规定的方向，同时并装了多个水包时，水包内装有与该水包的内容积大体等容积的弹性发泡体，往该水包内注水，将水包下的多个弹性垫完全分离、分割。
[专利文献1]特开昭47-44890号公报
[专利文献2]实开昭59-29961号公报
[专利文献3]实开昭2-74024号公报
[专利文献4]特开平11-318998号公报
[专利文献5]特开2003-310389号公报
另外，在非可部分弯曲可变角度式床用弹性垫的普通床用的弹性垫方面，也正开发出种种产品。
但是，专利文献1、3、4、5的以往的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫，床垫被分离、分割，容易产生错位，高低不平，难用的问题。专利文献2，3，5则有过重的问题。还有，以往的普通床还存在空气循环作用、强度、弯曲性不足的问题。
发明内容
鉴于以上问题，实现床用弹性垫无接缝的构造，消除床垫之间的错位，消除床垫间的高低不平，实现床垫的轻量化，就成为研究的课题了。
为了解决有关课题，本发明要求保护范围1所记载的发明就是一种弹力构造的床用弹性垫，其特征在于，以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条，由它们所构成的弹力构造的立体网状构造体；由该立体网状构造体的下面向上面，将贯通短方向的多条连续槽沟沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成；该立体网状构造体向上方弯曲时，该槽沟扩开。
优选前述连续槽沟从侧面看为线状。
优选前述连续槽沟从侧面看为四角形。
优选前述连续槽沟从侧面看为弧形。
优选前述连续槽沟形成以下形状。即，沿前述立体网状构造体的长方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、由该立体网状构造体的下面向上面贯通短方向的多条连续槽沟，与沿前述立体网状构造体的短方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、从该立体网状构造体的下面向上面贯通长方向的多条连续槽沟构成格子状。
优选是前述连续空心丝条的立体网状构造体，且空心丝条的端部为熔接状态。
优选是前述连续空心丝条的立体网状构造体，且前述面对连续槽沟的端面通过热或者超声波封闭。
优选前述连续空心丝条的直径为0.3mm～3.0mm。
优选前述连续空心丝条的容积密度为0.02～0.9g/cm3。
优选前述连续槽沟的深度为立体网状构造体的高度的50～90％。
优选贯通前述短方向的连续槽沟的长方向的宽度，或者贯通前述长方向的连续槽沟的短方向的宽度为立体网状构造体的高度的6～50％。
优选是前述连续空心丝条的立体网状构造体，且连续空心丝条的端部封闭着。
另外，本发明的弹力构造的床用弹性垫制造方法为，以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条，由它们构成的弹力构造的立体网状构造体的弹力构造形成工序和、由该立体网状构造体的下面向上，通过边加热边切除，将贯通较短方向的多条连续槽沟沿较长方向用规定的间隔或适当的间隔形成的间隔形成工序为特征。
另外，前述间隔形成工序，从前述立体网状构造体的下面向上面边加热边切除，将贯通短方向的多条连续槽沟沿长方向按规定的间隔或适当的间隙形成，并且，将贯通长方向的多条连续槽沟沿短方向按规定的间隔或适当的间隔形成为特征。
立体网状构造体，可以在厚方向的上部和下部，改变连续空心丝条或实心丝条容积密度的构成，也可以在其左右，改变容积密度的构成。举一个例子，如上部稠密，下部稀疏的构成。
再者，也可以将着色剂、荧光涂料、蓄光性材料、负离子发生材料、活性炭、抗菌剂等混合进原料树脂中。
前述间隔形成工序之后，优选具备下一工序，即：将前述被切除的前述立体网状构造体的连续槽沟的开口端部用热或超声波熔融固化，或与前述间隔形成工序的前述切除同时将前述立体网状构造体的连续槽沟的开口端部用热或超声波熔融固化，从而将前述开口端部封闭的工序。
本发明的床用弹性垫为：以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条，由它们构成的弹力构造的立体网状构造体。立体网状构造体在挤出成形挤出方向的上下方向的厚的方向上设有疏密结构，单面具有致密的表面层，总体的空隙率为85％～95％，前述表面层能充分弯曲，同时增加对弯曲次数耐力。
优选前述弹力构造的立体网状构造体，是由前述连续空心丝条构成，而且前述表面层由连续空心丝条构成。
本发明的床用弹性垫为：以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，由它们构成的弹力构造的立体网状构造体。立体网状构造体可以在前述挤出成形的挤出方向的上下方向的厚方向上设有疏密结构，单面具有致密部分，总体的空隙率为80％～95％。前述表面层里具有致密部分的构造体，通过音源或振动体，其表面层长纤维构造的连续空心丝条的内外部，产生空气振动，前述表面层及前述床全体产生增幅振动。
前述弹力构造的立体网状构造体，优选是由前述连续空心丝条构成，而且在前述连续空心丝条上有表面层，其表面层及前述床全体因音源或振动体而产生振动。
本发明的床用弹性垫为：以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，由它们构成的弹力构造的立体网状构造体。立体网状构造体在前述挤出成形的挤出方向的上下方向的厚方向上具有疏密结构，单面具有致密部分；总体的空隙率为70％～90％的立体网状构造体，有充分的空气循环，在凉爽的同时，能将构造体内部经常保持在干燥状态；总体的空隙率为80％～95％的立体网状构造体，躺睡感觉舒服；空隙率为85％～95％的立体网状构造体，具有充分的空气循环作用，体压被分散。
本发明优选前述弹力构造的立体网状构造体，在前述挤出方向的左右方向的宽方向上具有疏密结构，是连续空心丝条构成的，在被四面成形的连续空心丝条上有表面层。
优选是前述致密部分的空隙率50％～80％，前述稀疏部分5c的空隙率为80％～95％的保护范围16～21的床用弹性垫。
优选前述连续丝条的外径为0.5mm～4mm。
通过本发明要求保护范围1及13，能够实现床用弹性垫无接缝的构造，消除床垫之间的错位和高低不平，实现床垫的轻量化。
在权利要求1～14中，通过在床用弹性垫上安装马达的振动装置等，形成可以振动的构造，躺在弹性垫上的人会很放松，感觉很舒服。振动通过遥控器操作等，可以考虑能够选择各种振动的构成。
另外，通过往床里注入空气，用空气来支撑身体，由于可以使体压分散，防止瘀血、褥疮，也是很适宜的。
通过本发明要求保护范围2，由于前述连续槽沟从侧面看为线状，故能得到很好的弯曲性。
通过本发明要求保护范围3、4，由于前述连续槽沟从侧面看为四角形或弧形，故为将使弹性垫的一部分抬高而使其弯曲时，由于连续槽沟互相对着的两端面不紧密接触，故可以防止弹性垫下面发生的皱褶和隆起。
通过本发明要求保护范围5及14，由于立体网状构造体下面的上方，前述连续槽沟形成格子形状，故无论从哪个侧面都能将垫子向上弯曲。也就是说，如果要使贯通弹性垫短方向的连续槽沟扩开而弯曲，则从躺在弹性垫上的人的头部到背部被往上托起；另外，不只能进行将脚部往上托起等弯曲，还可以通过让贯通弹性垫长方向的连续槽沟扩开的弯曲，将身体的左右任何一方向上托起。当用自己的力量改变身体朝向困难的时候，也可以在弹性垫与身体接触部分左右任何一面靠上坐垫等，很容易地变换体位。也可以在弹性垫的下面放上枕头，从而使弹性垫的一部分适当地隆起。再者，其隆起的位置可以根据在格子状的那一部位放枕头自由调整，具有防止淤血、褥疮等功效。
通过本发明要求保护范围6及12，由于连续空心丝条是立体网状构造体，连续空心丝条作为空气弹簧而作用，故可以求得床用弹性垫的反弹力和下沉的谐调。另外由于空心丝条的端部被熔接，该端部为封闭状态，在洗涤时，可防止水往空心丝条内的浸入。在防止液体(水等)，固体(灰尘等)进入连续空心丝条内部的同时，还可以抑制杂菌等的繁殖。
通过本发明要求保护范围7及15，面对连续槽沟的空心丝条的端部(切断面)通过热或超声波被熔融固化，形成封闭的端面。由此可以防止水、尘埃、细菌等从连续槽沟往弹性垫内部的侵入。再者，由于面对连续槽沟的端面为包含空间的空心丝条的端部的集合面，为封闭状态的被熔融固化了的端面，因此，能增加床用弹性垫自身的强度，获得前述弹性垫的耐曲折性。
通过本发明要求保护范围8，由于前面所述空心丝条的丝径为0.3mm～3.0mm，故可获得适度的弹性。
通过本发明要求保护范围9，由于前面所述空心丝条的容积密度为0.02～0.9g/cm3，故可以实现轻量化。
通过本发明要求保护范围10，由于前面所述连续槽沟的深度为立体网状构造体的高度的50～90％，故可获得适宜的弯曲性。
通过本发明要求保护范围11，由于以贯通前述短方向的连续槽沟的长方向的宽度及/或贯通前述长方向的连续槽沟的短方向的宽度为立体网状构造体的高度的6～50％，即使让弹性垫的一部分抬高而使其弯曲，由于可以减低因连续槽沟互相面对的两个端面过分密切接触而被附加的压缩应力，故可以防止弹性体下面形成皱褶和隆起。
通过本发明要求保护范围16，前述表面层，在获得足够的弯曲性的同时，增加对弯曲次数的耐力。
通过本发明要求保护范围17，提高弹性和强度。
通过本发明要求保护范围18，用音源或振动体，其表面层长纤维构造的连续空心丝条的内外部，产生空气振动，前述表面层及前述床全体产生增幅振动
通过本发明要求保护范围19，其表面层及床全体由于音源或振动体而振动。
通过本发明要求保护范围20，有充分的空气循环，在凉爽的同时，能使构造体内部经常保持在干燥状态，躺睡感觉舒服，具有充分的空气循环作用，体压被分散。
通过本发明要求保护范围21，提高强度，不易变形。
通过本发明要求保护范围22、23，稀疏部分和致密部分的物理特性平衡好。
通过本发明要求保护范围16～23，躺、睡、坐感觉舒服，体压分布的分散性好，通气性好，无被蒸感觉，有被包在里面一样的安定感。耐久性好，有适当的回弹力(回弹力的调整方便、自由)，与聚氨酯相比，压痕少。清洁，能水洗，速干，可以消毒(乙醇，稳定化二氧化氯)。可以将抗菌剂混炼入热塑性树脂中。在家庭中维护管理方便。对生态有利，可以废物利用，可以作为一般垃圾焚烧。安全性优良，即使在俯卧时也能确保呼吸。有耐气候性。着色材料可以很容易地实现与热塑性树脂的混合。
附图说明
图1(a)为实施方式1的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫1的立体图；(b)为该弹性垫1弯曲时的立体图；(c)为该弹性垫1的仰视图。
图2(a)为实施方式2中的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫2的立体图；(b)为该弹性垫2弯曲时的立体图；(c)为该弹性垫2的仰视图。
图3(a)为实施方式3中的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫3的立体图；(b)为该弹性垫3弯曲时的立体图；(c)为该弹性垫3的仰视图。
图4(a)为实施方式4中的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫4的立体图；(b)为该弹性垫4弯曲时的立体图；(c)为该弹性垫4的仰视图。
图5(a)为将实施方式4中的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫4向上方弯曲了的说明图；(b)为将该弹性垫4的横向往上弯曲了的说明图。
图6(a)为将实施方式4中的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫4的一部分垫高后的立体图；(b)为将该弹性垫4中的数处垫高后的立体图；(c)为将该弹性垫4中的数处垫高后的说明图。
图7(a)为用热板，热线，超声波刀，超声波截断器等加工实施方式1的连续槽沟1(a)的图；(b)为用刀具，圆锯加工后的实施方式1的连续槽沟1(a)的图。
图8(a)为实施方式1～4的的弹性垫4的断面图、实施方式5的的弹性垫4的断面图。
图9(a)为成为实施方式1～4的原始材料的立体网状构造体5的立体图；(b)为同样四面成形的立体网状构造体5的立体图，亦适用于普通床用弹性垫。
图10为成为本实施方式的原始材料的立体网状构造体5的立体图。
图11为实施方式1及实施方式4的弹力构造的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫1、4的主视图。
图12为本实施方式的立体网状构造体制造装置10的立体图。
图13为表示本实施方式的立体网状构造体制造装置10的动作状况的说明图。
图14(a)、(b)为本实施方式的立体网状构造体制造装置10的环形传送机14、15的侧面图及主视图。
图15(a)为本实施方式的立体网状构造体制造装置10的环形传送机14、15的俯视图；(b)为本实施方式的立体网状构造体制造装置10的侧面图；(c)为其它形态的四面成形的立体网状构造体制造装置10的侧面图；(d)为表示由本实施方式的立体网状构造体制造装置1
0四面成形的加工情况俯视图。(e)为表示由本实施方式的立体网状构造体制造装置10三面成形的加工情况俯视图。
图16(a)为四面成形时，独立驱动机构的立体网状构造体制造装置10的环形传送机14、15的俯视图；(b)为端面装有曲板69a、69b的立体网状构造体制造装置10的环形传送机14、15的俯视图。
图17为表示实施例的弹簧刚性柔软型的体压分布的说明图。
图18为表示实施实例的弹簧刚性坚硬型的体压分布的说明图。
图中：1，2，3，4...可部分弯曲可变角度式床用弹性垫，1a，2a，3a，4a...连续槽沟，5...立体网状构造体(床用弹性垫)，10...立体网状构造体制造装置，11...挤出成形机，12，13...环形传送带，14，15，59a，59b，64，65...环形传送机，33...挤压模，34...喷丝板。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明不限于上述实施方式，在不超出本发明的技术思想的范围内，可加以改变，这些改变，等同物等也包含在本发明的技术范围内。
首先用图1说明实施方式1。实施方式1的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1，具有以下特点：以再生热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，由它们构成弹力构造的立体网状构造体5(关于立体网状构造体5，参照图9～图10)；从该立体网状构造体5的下面向上面，将贯通短方向的多条连续槽沟1a沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成；该立体网状构造体5向上方弯曲时，该槽沟1a扩开。如图1(a)所示，这里，连续槽沟1a从侧面看为线状。构成连续槽沟1a的端面的空心丝条的端部被熔接。连续槽沟1a的深度为立体网状构造体5的高度的H的50～90％。连续槽沟1a的长方向的宽度W为1mm～5mm，这样，假设立体网状构造体的5高度H为30mm～150mm，则相当于0.6～16.7％。另外，图1(b)表示将由立体网状构造体5构成的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1向上方弯曲时的状态。图1(c)表示由立体网状构造体5构成的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1的下面的样子。
这里，再生热塑性树脂原料或主原料，使用聚酯(PET)塑料瓶的片状物或颗粒。将聚酯(PET)塑料瓶原样粉碎后，将其熔融加工成了片状。这也符合促进废物利用的时代精神。这不是再生品，如果是纯正品，经过干燥结晶化或去除杂质等工序，从成本上讲，每平方米的制造费会成倍增加。这在削减废物处理费用方面也能发挥威力。但是，在再生以外的热塑性树脂等方面也能适用。譬如：作为热塑性树脂，有聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯树脂、尼龙66等的聚酰胺树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、以上述树脂为基本原料共聚的共聚物和弹性体、将上述树脂掺合起来的混合物。醋酸乙烯树脂，将橡胶混合进去的聚乙烯树脂也很合适。另外，如以热可塑性氨基甲酸乙酯为原料，反弹力低，可以保持弹性。
该实施方式1的立体网状构造体5内部，大部分为密度均一的成形物。空心丝条的直径为0.3mm～3.0mm。优选表观密度(容积密度)为0.02～0.9g/cm3(相当于空隙率36～98.4％)，特别优选为0.02～0.2g/cm3。立体网状构造体5是将长方向上无边形状的网状构造体按适当长度切断的切断物，设定成适合于可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1的床的尺寸。
通过实施方式1，不只是能适用于可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫，还能够实现不被分离、分割的一体式无接缝的弹性垫的构造。据此，就成了无弹性垫之间错位和由弹性垫间的高低不平而产生的缺陷的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1。
再者，如图1(b)所示，由于连续槽沟1a扩开，可以以连续槽沟1
a为支点弯曲。据此，就成为能使靠背部分往上托起，或者，使放腿部分往上托起、从仰卧状态使上半身抬起、或将脚部托起等能使就寝姿态变化的弹性垫1。另外，由于构成连续槽沟1a端面的空心丝条的端部为被熔接，故具有在洗涤时水不侵入内部的效果。
以下，用图2说明实施方式2。实施方式2的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫2，如图2(a)所示，除连续槽沟2a从侧面看为三角形这一点外，大体与实施方式1相同。连续槽沟2a的三角形底面呈开放端。优选倾斜角度为10～20°，但也不限如此。连续槽沟2a的长方向的宽W为10mm～15mm。这是假设立体网状构造体的高H为30mm～150mm，则相当于6.6～50％。另外，图2(b)表示将由立体网状构造体5构成的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫2向上方弯曲时的状态。图2(c)表示了由立体网状构造体5构成的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫2的下面。
实施方式2具有实施方式1同样的效果。另外，由于实施方式1的立体网状构造体5的物性，通过向上方弯曲可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫2，在弯曲了的下面被附加压缩应力，从而有可能产生皱褶等变形现象，但实施方式2可以消解这种现象。
以下，用图3说明实施方式3。实施方式3的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫3，如图3(a)所示，除连续槽沟3a从侧面看为弧形这一点外，大体与实施方式2相同。也就是说，是将实施方式2中的连续槽沟2a的三角形的棱面变成了弧形的弹性垫。图3(b)表示将由立体网状构造体5构成的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫3向上方弯曲时的状态。图3(c)表示了由立体网状构造体5构成的可躺座椅式床用弹性垫3的下面。本实施方式可收到与实施方式2同样的效果。
以下，用图4～6说明实施方式4。本实施方式的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4，如图4(a)所示，在可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4的四角形侧面中，所有侧面中的构成，均为连续槽沟4a。也就是说，在可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4的下面上，由沿立体网状构造体5的长方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、从该立体网状构造体5的下面向上贯通短方向的多条连续槽沟，以及沿立体网状构造体5的短方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、从该立体网状构造体的下面向上贯通长方向的多条槽沟构成的连续槽沟4a，形成为格子状(参照图4(c))。
图4(b)表示可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4的四角形侧面中，使一个侧面向上方弯曲时的样态。
实施方式4除与实施方式1有同样的效果外，在可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4的下面上，由于前述连续槽沟4a形成格子状的结构，如图5(a)、图5(b)所示，在四角形侧面中，从任何一个侧面都可以将可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫向上方弯曲。据此，例如，在弹性垫4下面垫上坐垫6，既可以将从躺在弹性垫4上的人的头部7到背部8向上抬高来弯曲弹性垫(参照图5(a))，也可以将躺在弹性垫4上的身体的侧面向上抬高弯曲弹性垫(参照图5(b))。通过将弹性垫4适用于以往的固定式床，不仅具有与可部分弯曲可变角度式床同样的效果，即可以将载腿部分抬高，或将靠背部分抬高，而且也可以从仰卧状态使身体的右半身或左半身抬高。
再者，在本实施方式中，可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫4的下面上，由于前述连续槽沟4a形成格子状的结构，弹性垫4的下面被分割成多个区域。在本实施方式中，如图4(c)所示那样，被分割成16份，形成16个区段4c。因此，在该区段4c下面垫上坐垫6，如图6(a)所示那样，可以只将弹性垫全体的一部分向上抬高。再进一步，如图6(b)(c)所示那样，也可以将弹性垫全体中的多处向上抬高。据此，不仅给健康者，也给老年人，残疾人，伤员和生病疗养中的病人提供能够用舒服的姿势躺卧的弹性垫。在预防淤血、褥疮等方面也发挥作用。
另外，如将实施方式1～4的立体网状构造体5用截断器、圆盘锯等切断，其切断面(此处为连续槽沟1a～4a及四角形侧面部)的连续空心丝条的端部形成开口端，也可以通过用加热器、热水等熔融手段将连续空心丝条切断的方法，将切断面熔融·固化，使连续空心丝条的端部封闭。优选该处理的温度范围为60℃～300℃。另外，优选压力范围为0.01～10MPa。
具体来说，可以考虑使用热板、热线、超声波刀、超声波截断器等。例如，像图7(a)所示那样，通过用热或超声波加工形成连续槽沟1a，切断面被熔敷，强度增加，进一步，端部的缝隙被堵死，可以防止水及细菌进入到空心丝条内，因此是个很适宜的方法。
图8(a)所示的床用弹性垫5，是形成有连续槽沟1a、2a、3a或4a直到表面层5a的例子。
如图8(b)所示，连续槽沟9a也可以用较窄的间隔(10mm～60mm、优选为20mm～30mm)形成。此时的连续槽沟9a的形成，不用V形截断器，而是使用将薄板9c与铁板9b正交接续构成的热板9d，将薄板9c对表面层5b呈垂直状态压住，强制冷却或让其自然冷却后，将热板9d抽出。
图9及图10所示的立体网状构造体5，是实施方式1～4的原材料。如图9、图10所示，挤出方向的两侧区域5a及5b是稠密的，内侧区域5c是稀疏的。如图10的A所示那样，连续丝条为空心(管)结构。在两侧区域5a及5b中，5a是加工成弹性垫后承载人体的一侧，5b是接触床板的一侧，在本实施方式中，两侧区域5a的密度比两侧区域5b高。两侧区域5a及5b，可以变更适宜的疏密程度。
另外，立体网状构造体5为如图9(a)所示的构造。既可以用作可部分弯曲可变角度式床的原始材料，也可以用作可部分弯曲可变角度式床以外的一般床的原始材料。具体地说，床用弹性体5是以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，(参照图10)或实心丝条，由它们构成弹力构造的立体网状构造体5，立体网状构造体5在挤出成形的挤出方向的上下方向的厚方向上设有疏密结构，单面具有致密部分5a、5b的表面层5a、5b，总体的空隙率为85％～95％。前述弹力构造的立体网状构造体5，是由连续空心丝条构成的，而且前述表面层5a、5b，是由连续空心丝条构成的。
立体网状构造体5，如图9(a)所示，是以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，(参照图10)或实心丝条，由它们构成弹力构造的立体网状构造体5，立体网状构造体5在挤出成形的挤出方向的上下方向的厚方向上设有疏密结构，单面具有致密部分5a、5b，总体的空隙率为85％～95％。前述表面层5a、5b中具有致密部分5a、5b的构造体，通过音源或振动体，其表面层5a、5b中长纤维构造的连续空心丝条的内外部，产生空气振动，前述表面层5a、5b及前述床全体产生增幅振动。
立体网状构造体5，如图9(a)所示，是以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，(参照图10)或实心丝条，由它们构成弹力构造的立体网状构造体5，立体网状构造体5在挤出成形的挤出方向的上下方向的厚方向上设有疏密结构，单面具有致密部分5a、5b，总体的空隙率为70％～95％，此点可以使弹性垫有充分的空气循环，在凉爽的同时，能使构造体内部经常保持干燥状态，总体的空隙率为80％～95％的，躺睡感觉舒服；空隙率为85％～95％的，是具有充分的空气循环作用，体压被分散的床用弹性垫。
立体网状构造体5，如图9(b)所示，弹力构造的立体网状构造体，在前述挤出方向的左右的宽方向上也具有疏密结构，由连续空心丝条，(参照图10)构成，而且在被四面成型的连续空心丝条里，有表面层5e和内部层5f的构造。是表面层5e沿挤出方向包围内部层5f的构造。
前述致密部分5a、5b的空隙率为50％～80％；前述稀疏部分5c的空隙率为80％～95％；前述连续丝条的外径为0.5mm～4mm。
(立体网状构造体制造装置)
下面，说明立体网状构造体制造装置10。
该立体网状构造体制造装置10，如图12所示，它是由以下设备构成的：挤出成形机11、装有环形传送带12、13的一对环形传送机14、15(参照图14)、驱动环形传送带12、13的驱动马达16、由链条和齿轮构成的，使环形传送带12、13的移动速度变化的变速机17、将一对环形传送机14、15部分浸入水中的水槽18、控制装置19及其它一些仪器仪表类。
环形传送机14，如图14所示，由上下配置的、具有卷挂着环形链条12a的链轮14a的驱动轴14b和装有链轮14c的从动轴14d构成。另外，环形传送机15，与环形输送机14被同时驱动，由上下配置的、具有卷挂着环形链条13a的链轮15a的从动轴15b和装有链轮15c的从动轴15d构成。
如图12所示，挤出成形机11，由外箱体31、装在外箱体31上部的原料供给口32、挤压模33、装在挤压模33下端、装卸自由可固定的喷丝板34构成。挤出机11的挤压模内部的温度范围为100～400℃，挤出量可以设定为20～200kg/小时等。挤压模33的压力范围为0.2～25MPa，例如，这是75mm螺杆的挤出压。当立体网状构造体5的厚度超过100mm时，根据计量泵等条件，有时也需要挤压模压力的均一化。因此，为了让挤压模全区域均等地挤出空心丝条，需要根据计量泵等条件，提高挤压模内的压力。此时，为了形成立体网状构造体的形状，环形传送机14、15的各面具有可自由移动的构造，可以根据挤压模33的喷丝板34的形状(喷丝孔的密度和直径)与环形传送机14、15的传送速度，制造出具有所优选的密度、强度的产品，以满足对产品多样化的要求。
本实施方式的立体网状构造体制造装置10，是由在牵拉复数的丝条的环形传送机14、15上，加上如图15所示的一对辊56、57构成的四面成形机。其配置如下：配有驱动轴14b、从动轴14d的环形传送机14和同样配有从动轴15b、15d的环形传送机15以及在这些环形传送机14、15的长方向端部配置的、与它们转轴正交、具有可转动的转轴56a、57a的一对辊56、57。驱动轴14b上分别装有伞形齿轮54b、54c，转轴56a、57a上分别装有伞形齿轮56b、57b，伞形齿轮54b、54c及伞形齿轮56b、57b互相齿合。驱动轴14b、15b借助链条C，由马达M同时驱动。因此，转轴56a、57a也就被同时驱动。转轴56a、57a的另一端，用轴承58a、58b支持着。
如图15(c)所示，是与环形传送机14、15同样的构造，直交配置一对短的环形传送机59a、59b。这样的话，可以进行更加精密地成形，尺寸精度提高。
如图15(d)所示，可以用四面成形制造。另外，如图15(e)所示，也可以用此进行三面成形。也就是说，根据立体网状构造体5的种类，如将挤压模33装两个系列，平行挤出两个丝条的集合体，生产效率可以提高一倍。
如图16(a)所示，作为变更方式，将前述的同时驱动改换，分别配置驱动源(马达等)，环形传送机64、65和辊66、67(环形传送机也可以)独立驱动的构成也是可以的。也就是说，在三面或四面成形时，可做如下配置：配有转轴64a、65a的环形传送机64、65和在这些环形传送机64、65的长方向端部与它们转轴正交配置的、装有可转动转轴66a、67a一对辊66、67。67a。转轴66a、67a上分别装有马达M，被独立驱动。转轴66a、67a的另一端，用轴承68a、68b支持着。
如图16(b)所示，作为另外的变更方式，在上例中，去掉一对辊66、67，转轴66a、67a，轴承68a、68b及马达M，在有辊66、67的位置上，设置表面用聚四氟乙烯加工过的有滑性的曲板69a、69b，这样可以简化驱动机构。该曲板69a、69b从侧面看为弧形，平面看为长方形。
喷丝板34的孔为丝条直列下降的形状，孔开则空心丝条由此向下方落下来。喷丝孔形成环状。孔可以是等间隔，也可以是非等间隔。孔为锯齿形，正交形等，可以采取各种排列。要改变排列密度时，也有采取尽量只在边缘区域提高密度的方法。通过使喷丝板34的形态作种种变形，可以满足产品的多样化要求。
(可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫的制造方法)
本发明的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫的制造方法如下：由两个工序构成，即：以热塑性树脂为原料或主原料，通过挤出成形，形成环状、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条，由它们构成的弹力构造的立体网状构造体5的成形工序；和从该立体网状构造体5的下面向上面，通过一边加热一边切除，将多条连续槽沟沿较长方向按规定的间隔或适当的间隔形成间隔的工序。由立体网状构造体5的下面向上面，通过一边加热一边切除，将多条长方向的连续槽沟沿短方向按规定的间隔或适当的间隔形成也可以。以下进行详细说明。
弹力构造的立体网状构造体5按以下方法成形。
如图13所示，将熔融的热塑性树脂通过挤压模33向下方挤出，通过环形传送机14、15在水中传送到下方。挤压模33的喷丝板34有多个孔，被挤出的丝条变成空心丝条。由该熔融树脂组成的空心丝条从喷丝板34自然落下，经过挡丝板20、21被一部分浸在水中的环形传送机14、15拉进水中。由于环形传送机14和环形传送机15之间的间隔设定的比被挤出的丝条的集合体的宽度窄，故通过挡板20、21，在热塑性树脂集合体的两面或一面的表面部分，在落到环形传送机14、15的上部之后，向熔融的热塑性树脂集合体的内侧移动形成稠密状态后被卷入环形传送机14、15中间(参照图13)。此时，与自然落到环形传送机14、15间被原样拉入的速度相比，落到环形传送机14、15上面的丝条的拉入速度变慢。因此，丝条集合体的两面(或一面)，比原样落入水中的中央部分空隙率变小。由于空隙率变低的表面部分与空隙率高的中央部分相比，交点数多，故成为空心丝条的稠密部分，强度变高。原样落入水中的中央部分就成为空心丝条的稀疏部分。通过这个方法，丝条的集合体中与环形传送机14、15接触的面被整理，形成丝条集合体的两个面，即床用弹性体1～4的上面和下面。另外，立体网状构造体5的两个侧面，也是被用辊56、57或图15(c)所示的环形传送机59a、59b等成形，形成四面。
作为立体网状构造体5的原料，为了防止醋酸乙烯酯树脂的水解，可以将其进行加热，使其干燥，并添加适宜改善加工的化学药品或抗菌剂等。
一对挡丝板20、21，水从上往下流过表面；另外用透水性板片如布片铺在上面，让水从透水性片上流下，这样，就会形成均一的环状。挡丝板20、21具有左右对称的斜面，其宽度由上往下徐徐变小。
为了让立体网状构造体5发挥功能，虽然总体的空隙率要根据可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫的使用条件而定，但我们得到了在50％～98％内为良好的实验结果。也就是说，密度大就变硬，密度一变小就会变软。为了充分发挥床用弹性垫1～4的功能，我们得到了空隙率至少在70％以上才行的结果。也就是说，空隙率若小于70％，有时会提高不到所期待的可部分弯曲可变角度式床用的弹性垫1～4的弹性。关于此空隙率，最好是根据立体网状构造体5的用途，在70％～98％的范围内进行适当的设计。
空隙率＝100-[(B÷A)×100]。A为树脂比重乘以立体网状构造体5的容积得出的值；B为立体网状构造体5的重量。
这里所使用的热塑性树脂，以醋酸乙烯酯树脂或将橡胶混合进去的聚乙烯树脂为原料或主原料。然而，作为主原料被使用的树脂还有：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚合物或将多种聚合物混合了的混合物等，只要是用普通的挤出成形机能加工的树脂就没问题。
另外，立体网状构造体5的硬度，可以通过改变容积密度，合成树脂的材质而变更。容积密度的控制，可以通过挤出成形机11的树脂系挤出速度控制、导丝机速度控制等的控制来实现。
板片的宽度为1.0m、厚度为100mm的情况下，为了调查密度的变化，通过让环形传送机的速度改变，结果发现，密度发生了变化。
进一步还发现了，由于挤出成形机11的挤出量的变化，密度也发生变化。
在本实施方式中，在螺杆直径为75m m的单轴挤出机上、在面积为1.5m×150mm的挤压模33上，安装了直径为0.5mm、大致等间隔、约有3500孔H的喷丝板34；在挤压模33的下方约120mm的位置上，设置了有水位的水槽18；大致垂直设置了两台宽1.2m的环形传送机14、15，间隔为50mm；环形传送机14、15的上部露出水面40mm左右。环形传送机14、15的上方安装有挡丝板20、21。
用此装置，将醋酸乙烯酯树脂加热，一边将其可塑化，一边调整挤出模33的温度，以使树脂温度达到240℃，按1小时120kg的挤出量，为了让从喷丝板34出来的熔融树脂的集合体的两面落在环形传送机14、15上，将丝条挤出到了它们之间。此时的环形传送机14、15的牵引速度为0.7m/分。被环形传送机14、15挟住并向下方移动的成形物，在水槽18下部改变方向，从与挤出机相反的方向向水面移动，在从水槽18出来的时候，用压缩空气或真空泵将水分吹走。
像这样得到的立体网状构造体5，宽度为1500mm～2000mm，厚度为30～150mm(60～120mm最适宜)，密度为0.02g/cm3～0.2g/cm3。按可部分弯曲可变角度式床用弹性垫用的适当尺寸切断。最好是与挤出方向呈正交切断。也就是说，最好是使立体网状构造体5的切断面成为可部分弯曲可变角度式床用弹性垫1～4的长方向的两端。
下一步，通过用加热了的刀具从下面往上面切入立体网状构造体5，形成切断面。从立体网状构造体5的下面往上面将贯通短方向的多条连续槽沟沿长方向按规定间隔或适当间隔形成。形成的切断面从侧面看为线形、四角形、弧形。要形成格子状连续槽沟4a时，则在上述连续槽沟形成之后，再将贯通长方向的多条连续槽沟4a沿短方向按规定间隔或适当间隔形成。
该切断面形成后，或与切断面形成的同时，连续丝条的开口端部(此处为连续槽沟1a～4a及前后的侧面部)被用热熔敷、固化、封闭。也就是说，在立体网状构造体5的切断面上，虽然连续空心丝条是开口的(参照图10的A)，但连续空心丝条的开口端部在通过加热器、热水、超声波等熔融手段的接触，被熔融固化，经过这一道工序，就成为图所示的可部分弯曲可变角度式床用弹性垫1或者4。虽然图11是形成丝条的的连续槽沟1a或4a的，但通过分别形成四角形的连续槽沟2a、弧形的连续槽沟3a，也可以用作可部分弯曲可变角度式床用弹性垫2或者3。该处理的优选温度为60℃～300℃。另外，该处理的压力范围优选为0.01～10MPa。要同时进行切断和熔融固化时，采取用加热板切断连续丝条的方法。这样，可以防止液体(水等)固体(灰尘等)侵入到连续空心丝条内部，同时具有抑制细菌繁殖的效果。
[实施例]
立体网状构造体的床的尺寸为长1910mm、宽840mm、厚75mm，图17的弹簧刚性柔软型的重量为10.5kg、空隙率为91％、丝条外径为2～3mm；图18的弹簧刚性坚硬型的重量为14.5kg、空隙率为88％、丝条外径为2～3mm。可部分弯曲可变角度式槽沟是尚未被形成的普通床的构造。我们测量了体重60kg的被试验者躺在床用弹性垫上的状态的体压分散情况。被分割的上中下区画面所示的阴影，分别表示肩胛骨部、臀部、脚后跟部。其结果如图17及图18所示，发现体压已被分散到褥疮发生限界的32mmHg以下。
[产业方面应用的可能性]
根据本发明的床用弹性垫1～4，由于可洗而且速干，故可以提供清洁易用的床用弹性垫。另外，加上每一条空心丝条都发挥空气弹簧的功能，适当的部位可以弯曲，故可以提供躺睡感觉舒适的床用弹性垫。非常适合于医院、一般家庭，特别是需要护理的人。
Claims (21)
1.一种具有弹力构造的床用弹性垫，其特征在于，是弹力构造的立体网状构造体，其由以热塑性树脂为原料或主原料并且通过挤出成形而形成环状的、无序的互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条构成；
沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成从该立体网状构造体的下面向上面并且贯通短方向的多条连续槽沟，所述多条连续槽沟为锤状；
该立体网状构造体向上方弯曲时，该槽沟扩开。
2.根据权利要求1所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续槽沟从侧面看为线状。
3.根据权利要求1所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续槽沟从侧面看为方形。
4.根据权利要求1所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续槽沟从侧面看为弧形。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续槽沟是由下述多条槽沟构成的连续槽沟，所述多条槽沟分别是：
沿前述立体网状构造体的长方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、并且从该立体网状构造体的下面向上面贯通短方向的多条槽沟，以及
沿前述立体网状构造体的短方向按规定的间隔或适当的间隔形成的、并且从该立体网状构造体的下面向上面贯通长方向的多条槽沟。
6.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，是前述连续空心丝条的立体网状构造体，空心丝条的端部被熔接。
7.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，是前述连续空心丝条的立体网状构造体，面对前述连续槽沟的端面通过热或超声波而被封闭形成。
8.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续空心丝条的直径为0.3mm～3.0mm。
9.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续空心丝条的容积密度为0.02～0.9g/cm3。
10.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续槽沟的深度设为立体网状构造体的高度的50～90％。
11.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述贯通短方向的连续槽沟的在长方向的宽度和/或前述贯通长方向的连续槽沟的在短方向的宽度设为立体网状构造体高度的6～50％。
12.根据权利要求1～4中任何一项所述的床用弹性垫，其特征在于，是前述连续空心丝条的立体网状构造体，连续空心丝条的端部封闭。
13.一种床用弹性垫制造方法，其特征在于，包括以下工序：
成形弹力构造的立体网状构造体的弹力构造成形工序，所述立体网状构造体由以热塑性树脂为原料或主原料并且通过挤出成形而形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条构成；
间隔形成工序，通过从该立体网状构造体的下面向上面边加热边切除，从而沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成贯通短方向的多条连续槽沟，
所述多条连续槽沟为锤状。
14.根据权利要求13所述的床用弹性垫制造方法，其特征在于，前述间隔形成工序，是通过从前述立体网状构造体的下面向上面通过边加热边切除，从而沿长方向按规定的间隔或适当的间隔形成贯通短方向的多条连续槽沟，并且，沿短方向按规定的间隔或适当的间隔形成贯通长方向的多条连续槽沟的格子状的间隙形成工序。
15.根据权利要求13或14所述的床用弹性垫制造方法，其特征在于，在前述连续空心丝条的情况下，在前述间隔形成工序之后，还具将前述被切除的前述立体网状构造体的连续槽沟的开口端部用热或超声波熔融固化，从而将前述开口端部封闭的工序，或与前述间隔形成工序的前述切除的同时，还具有将前述立体网状构造体的连续槽沟的开口端部用热或超声波熔融固化，从而将前述开口端部封闭的工序。
16.一种床用弹性垫，其特征在于，是由以热塑性树脂为原料或主原料并且通过挤出成形而形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心丝条构成的弹力构造的立体网状构造体；
立体网状构造体在前述挤出成形的挤出方向的上下方向即厚度方向上设有疏密结构，单面具有致密的表面层，总体的空隙率为85％～95％，前述表面层，在能充分弯曲的同时，增加了对弯曲次数耐力。
17.根据权利要求16所述的床用弹性垫，其特征在于，前述弹力构造的立体网状构造体，是由前述连续空心丝条构成，前述表面层由连续空心丝条构成。
18.一种床用弹性垫，其特征在于，是由以热塑性树脂为原料或主原料并且通过挤出成形而形成环状的、无序地互相缠绕、一部分热黏着的连续空心丝条或实心线条构成的弹力构造的立体网状构造体；
前述立体网状构造体，在前述挤出成形的挤出方向的上下方向即厚度方向上设有疏密结构，单面具有致密部分，总体的空隙率为70％～95％，在有充分的空气循环、凉爽的同时，能使构造体内部经常保持干燥状态；总体的空隙率为80％～95％，躺睡感觉舒服；空隙率为85％～95％，具有充分的空气循环作用，体压被分散。
19.根据权利要求16～18中任一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述弹力构造的立体网状构造体，是在前述挤出成形的挤出方向的左右即宽方向上也有疏密结构，由连续空心丝条构成，在被四面成形的连续空心丝条上有表面层。
20.根据权利要求16～18中任一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述致密部(5a、5b)的空隙率为50％～80％，前述疏部(5c)的空隙率为80％～95％。
21.根据权利要求16～18中任一项所述的床用弹性垫，其特征在于，前述连续丝条的外径为0.5mm～4mm。
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