CN105377083A - 垫子芯材料及垫子 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可用水洗的卫生垫子，其显示了优良的透气性并在适宜厚度下以高于给定水平显示了身体的支撑性并提供了弹性力的同时，垫子重量轻。一种垫子芯材料(1)，其中：包括三维网状结构中的第一层的一个或两个表面，由聚乙烯热塑性树脂，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形成的所述第一层堆栈于包含热塑性树脂的第二层上，该热塑性树脂不同于第一层中的热塑性树脂；该三维网状结构具有13厘米或高于13厘米的冲击弹性和13％-34％的滞后损失；和在聚乙烯基热塑性树脂的情况下在90摄氏度下进行30分钟后，或在聚酯基热塑性弹性体的情况下在130摄氏度下进行30分钟，或在聚乙烯基热塑性树脂与聚乙烯基热塑性弹性体的混合物的情况下在90摄氏度下进行30分钟后，在热空气干燥试验之前及之后纵向的热膨胀率为0-8％。
Description
技术领域
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
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。
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。
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。
一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。
一种床垫已经提出，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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本新型S58-93270A
专利文献2：日本特开H07-189104A
专利文献3：日本特开H07-300757A
专利文献4：日本特开2011-031456A
专利文献5：日本特开H08-336443A
专利文献6：日本特开2001-328153A
专利文献7：日本特开H11-169050A
专利文献8：日本特开2004-173828A
专利文献9：日本特开2004-180977A
专利文献10：日本特开2005-312649A
发明内容
本发明要解决的技术问题
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。
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。
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。
解决技术问题的手段
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。
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。
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。
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。
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。
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言是必需的。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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JISK6400-1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。
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。
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。
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。
发明效果
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。
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
图1是根据本发明第一实施例的垫子芯材料的立体图；
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；
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；
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；
图5是根据第一实施例的垫子芯材料制造装置的立体图；
图6的图形说明根据第一实施例的垫子芯材料制造装置的操作；
图7(a)及(b)分别是侧视图及正视图，用于显示垫子芯材料制造装置中的环形传送带；
图8(a)至(f)是侧视图用于显示垫子芯材料制造装置，及改良配置的环形传送带；
图9(a)是平面图，用于四表面成型的情况下，显示垫子芯材料制造装置的环形传送带；(b)是侧视图，用于显示垫子芯材料的制造装置；(c)是侧视图，用于四面成型的情况下，另一配置的垫子芯材料制造装置；(d)是平面图，说明垫子芯材料制造装置将四个表面成型；(e)是平面图，说明垫子芯材料制造装置将三个表面成型；
图10(a)是平面图，用于四面成型的情况下，显示垫子芯材料制造装置中独立驱动配置的环形传送带；(b)的视图显示垫子芯材料制造装置中的环形传送带，其在末端平面上设有滑板；
图11(a)至(h)是多个平面图及一正视图，显示模具中喷嘴的各种改良型；
图12(a)及(b)是正视图，用于四面成型的情况下，显示垫子芯材料制造装置中的环形传送带的改良型；
图13(a)是根据第十实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(b)是根据第十一实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(c)是根据第十二实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(d)是根据第十三实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；
图14(a)是根据第十四实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；(b)是根据第十五实施例的垫子芯材料的垂直剖面图；
图15是根据第二实施例的垫子芯材料制造装置的立体图；
图16(a)是垂直剖面图，显示第二实施例垫子芯材料制造装置，在复杂模具中的喷嘴的上方部分周围；(b)是复杂模具的下方部分的正视图；
图17(a)及(b)的图形显示第二实施例的垫子芯材料制造装置的改良型；
图18(a)，(b)及(d)是平面图，显示模具中的喷嘴的各种配置；(c)是图18(d)的正视图；
图19(a)至(d)是平面视图，显示模具中的喷嘴的各种配置；
图20用于说明根据另一实施例的垫子芯材料制造装置的操作；
图21(a)及(b)分别是垫子芯材料制造装置的滚柱的侧视图及正视图；
图22(a)至(g)是侧视图显示垫子芯材料制造装置及滚柱的改良型；
图23是配置图显示根据第四实施例的垫子芯材料制造装置的一部分。
图24是根据本发明第十六实施例的垫子芯材料制造装置的立体图；
图25是本发明第十六实施例的垫子芯材料从线II-II看去的垂直剖面图；
图26是根据本发明第十七实施例的垫子芯材料的立体图；
图27是根据本发明第十八实施例的垫子芯材料的立体图；
图28的图形说明使用本发明第十八实施例的垫子芯材料的方法；及
图29的图形说明形成连续槽的方法。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施例。
首先说明根据第一至第九实施例的垫子芯材料。根据第一实施例的垫子芯材料1包括片状的三维网状结构41，其由或主要是热塑性树脂作为原料，并藉由螺旋缠绕无规则的多条长丝及加热部分地结合缠结而形成，如图1及图2(a)所示。三维网状结构41藉由将层45堆栈在层43的表面上而配置，所述层45包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体，而所述层43包括聚烯烃树脂，其作为芯或底部。
本实施例中的长丝的剖面结构是固体，但也可以是中空。优选为是中空长丝，因为空气封闭在管体可以提供空气弹簧及特殊的缓冲性。这也抑制了屈曲。空气的夹杂物可支撑三维结构的刚性。中空结构可以是连续或离散的。在一个例子中，一根长丝可以配置为包括一中空部及一填充部。固体长丝与空心长丝的混合比优选为固体：空心＝10-80：90-20，一种优选配置是在中间部使用中空长丝并用固体长丝盖住中空长丝的外周，以提供良好的触感感觉。
在本实施例中的长丝的横剖面为圆形，但也可以是非典型形状，例如三角形，Y形或星形。
用于各层(第一层及第二层)的一种三维网状结构是藉由无规则的将多条丝缠结在环圈及热熔所述缠结而形成。所述三维网状结构具有三维梯状疏密配置，其具有低体积密度的稀疏部分及高体积密度的密集部分，制造过程中在挤出方向交替的排列。
三维网状结构可以具有任何配置，例如具有硬边缘的结构，包括表面层及具有不同厚度的后表面层的结构，包括表面及具有不同柔软度的背面的结构，及内部刺穿结构。
优选为，本发明垫子芯材料1的各层43及45具有不大于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。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％的滞后损失是不好的，它会导致延迟及低的弹性排斥力。滞后损失更优选为15-34％，并且进一步优选为20％至34％。
垫子芯材料1的各层43及45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合的床垫。
本发明的层43及45是藉由热熔无规则的环圈连续长丝在熔融状态下而形成的三维弹簧结构，其具有0.3毫米至1.5毫米的长丝直径(直径)且是热塑性树脂或热塑性弹性体。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。
层43及45优选为具有5至50毫米或尤其是8至15毫米的环长度。表面上的环圈可根据目的加以规定。
各层43及45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回弹性，而大于500毫米的厚度也不好因为会导致过高的弹性。
以床垫，垫子等为例，层43及45的大小可以是，例如，宽度300至2000毫米，长度300至2500毫米及高度2至120毫米。
在本发明的三维网状结构，在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的纵向及侧向中的聚乙烯热塑性树脂的热膨胀率不高于8％且优选为不高于3％。在90摄氏度下，高于8％的热膨胀率不好因为它很难将三维网状结构放入套子。在90摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的小于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。在本发明的三维网状结构，在130摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的纵向及侧向中的聚酯热塑性树脂的热膨胀率不大于8％且优选不高于3％。在130摄氏度下，高于8％的热膨胀率不好，因为很难将三维网状结构放入套子。在130摄氏度进行的热空气干燥试验之前及之后测到的小于0％的热膨胀率是不好的，因为在高温杀菌下产品会收缩而且套子也会起皱纹。
在本发明的三维网状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，在喜欢较硬的国家，选择作为层的适当材料，体积密度应该不同于表面层及中间层。三维网状结构可以用模具来成型成一种配置，以适于使用到这样的程度，即不损坏三维配置且可用于汽车座椅，飞机座椅，船舶座椅，椅子及家具。为了满足所需的性能，所述三维网状结构，可以结合硬垫子材料，氨基甲酸乙酯或不织布来使用。所述材料可被处理为具有阻燃性，不燃性，抗菌性及彩色。
关于所述三维网状结构的材料，优选为的是使用聚乙烯热塑性树脂用于层43及聚酯热塑性弹性体用于层45。此堆栈顺序可以颠倒。
层43的聚乙烯热塑性树脂优选为具有不高于0.94克/立方厘米体积密度的低密度聚乙烯树脂及更优选为乙烯及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。使用具有大于0.94克/立方厘米体积密度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，更优选为不高于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。
包括在层43的聚烯烃树脂优选为乙烯/α-烯烃共聚物，更优选为乙烯及含有三个或多个碳原子的α-烯烃的共聚物，如JPH06-293813A所说明的。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，1-十六，1-十七碳烯，1-十八烯，1-十九及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，1-十四烯，1-十五烯，1-十六，1-十七碳烯，1-十八烯，1-十九及1-二十碳烯。至少两个这样α-烯烃也可以使用。在共聚物中的α-烯烃含量通常为1至40％(重量)。
所述共聚物可藉由乙烯与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。
包含在层45中的聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体优选为聚酯热塑性弹性体，更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/或脂肪族聚酯的热塑性弹性体单元作为主成分。
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，及脂肪族聚醚单元，例如聚(环氧烷)二醇和/或脂肪族聚酯单元如聚内酯，作为软链段其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为原料的三维网状结构的体积度优选为1.01-1.60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。主要使用芳族二羧酸，但作为芳香族二羧酸的一部分可适当地由脂环族二羧酸取代，如1，4-环己烷二羧酸，环戊烷二羧酸或4，4'-二环己基二羧酸或与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。这些二羧酸的酯形成衍生物，例如可类似的使用低烷基酯，芳基酯，碳酸酯及酰卤可以类似地使用。二醇的具体实例是具有不大于400的分子量。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。这些二醇的酯形成衍生物，例如可以类似地使用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，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。聚(对苯二甲酸丁二醇酯)单元从对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯衍生出，及聚(间苯二甲酸丁二醇)单元从间苯二甲酸和/或间苯二甲酸二甲酯及1，4-丁二醇衍生出，也可优选的使用。
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，环氧乙烷及环氧丙烷的共聚物，聚环氧乙烷加成聚合物(丙烯氧化物)的环氧乙烷及四氢呋喃的乙二醇及乙二醇共聚物。脂肪族聚酯的实例包括聚(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，就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，聚氧化乙烯加成产物(氧化丙烯)二醇，共聚物的环氧乙烷的二醇及四氢呋喃，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，聚氧化乙烯加成产物(氧化丙烯)二醇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10-90％(重量)，更优选为30-85％(重量)，进一步优选为50至80％(重量)。低于10％(重量)的低融点聚合物链段(a2)的共聚量的灵活性差及耐弯曲疲劳性差。高于90％(重量)的低融点聚合物链段(a2)的共聚量，另一方面提供不足的机械性能，高温性能不足，耐油性不足及耐化学性不足。
本发明使用的聚酯热塑性弹性体可藉由任何已知的方法制造。可用的方法包括：在催化剂的存在下将低级醇二酯二羧酸，过多的低分子量二醇及低熔点聚合物链段成分作酯交换，及反应物聚凝缩方法，其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。
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或包括非弹性体成分的共聚物的混合物。
氨基甲酸乙酯类弹性体没有特别限制，但可以是任何弹性聚合物其在主链中具有氨基甲酸酯键。氨基甲酸乙酯弹性体可以是，例如，区块共聚物其包括硬段由二异氰酸酯及二醇，及软链段其包括聚酯，聚醚，聚碳酸酯或脂肪族多元醇，其视情况具有二异氰酸酯。可使用聚氨酯弹性体或者至少两种聚氨酯弹性体的混合物。抗微生物剂，不燃烧材料或阻燃剂可以与氨基甲酸乙酯弹性体混合作为原料以提供一层，其包括具有相应功能的聚氨酯弹性体。
层43中的低密度聚乙烯的熔点优选为100摄氏度至135摄氏度。热塑性弹性体的熔点优选为155摄氏度以上以支撑耐热，及更优选为160摄氏度以上以提高耐热。抗氧化剂，抗光剂或类似物可适当地加入以改善耐久性。增加热塑性树脂的分子量也可有效地提高耐热及永久的设定阻力。
以下说明了一种测量方法及聚乙烯树脂的长丝直径减小率的测量装置。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摄氏度将内径10毫米的D1，长为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的直径。长丝直径减小速率计算为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。
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。
聚乙烯树脂的长丝直径减少速率，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，及每在1216秒的剪切速率优选为1.16至1.38。
聚酯热塑性弹性体的熔体流动速率(以下简称MFR)为3.0至35克/10分钟。
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，及每在1216秒的剪切速率优选为1.19至1.47。
用于形成本发明三维网状结构的热塑性树脂的连续长丝可以与另一热塑性树脂合并成复合形式，其在这样的范围内不对本发明的目的产生不利的影响。所述复合形式可以是复合长丝。
三维网状结构的复合物可以是，例如，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，其中一个非弹性体层部分地放置在矩阵的弹性体层的中央。
本发明的三维网状结构可以是任何适当选择的多层三维网状结构，以满足在各种三维网状结构所要求的性能，例如那些具有不同大小的环圈，那些具有不同直径的长丝，那些具有不同成分的及那些具有不同密度的。粘结或缓冲的非接合是根据应用及与套子的关系而设计。在使用弹性体的复合体或多层结构中，熔点变得更接近非弹性体树脂的熔点。多个挤压机可以用于生产复合体或多层结构。
此外，所述三维网状结构也可与盒子或填料层结合而一体化以提供座垫。硬垫子(优选为弹性体为基础的热结合长丝)用作填料层而且与盒子热结合而一体化以提供座垫。
如图2(a)所示，根据第二实施例的垫子芯材料2不同于根据第一实施例的垫子芯材料1，其不同处在于包括聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的层45是堆栈的，而不是包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层45。
如图2(b)所示，根据第二实施例的垫子芯材料2不同于根据第一实施例的垫子芯材料1，其不同处在于包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层45是堆栈在包括聚烯烃树脂(作为芯或基础)的层43的两面。各层是由四个表面成型为具有平坦的表面。在根据第一实施例的垫子芯材料1中，从侧面向内的预定深度的区域形成为具有更高的密度，及内中间区域形成为具有较低的密度。换句话说，除了顶面及底面从所有侧面向内的预定深度的区域形成为具有更高的密度。
根据第三实施例的垫子芯材料3配置成各层或至少一层具有非典型形状或多边形的表面。这种配置的例子包括具有凸面的芯材料3A(如图4(a)所示)，具有凹面的芯材料3B(如图4(b)所示)，具有连续地形成凹凸表面的芯材料3C(如图4(c)所示)，具有锯齿状表面的芯材料3D(如图4(d)所示)，具有波状表面的芯材料3E(如图4(e)所示)，具有弯曲角的芯材料3F(如图4(f)所示)，具有以预定角度(在所示例子是45度)去除的角部的芯材料3G(如图4(g)所示)及它们的适当组合。凹/凸表面可形成在层的卧表面上。各层都可以形成凹/凸表面，并且各个层可以堆栈，使得凹/凸表面互相相对。在后一种情况下，各个层可以堆栈使得一层的凸面插入其它层的凹面，或者可以堆栈使得凸面互相接触。
根据第四实施例的垫子芯材料4(如图2(c)所示)配置为具有单一或多个(在所示例子有2个)空腔4A及4B形成在一层中以进一步减少成本。
根据第五实施例的垫子芯材料5(如图2(d)所示)配置为具有相同或不同材料的再生成构件5C及5D，例如回收的单板或再回收的粉碎残留板，放置在腔5A及5B其形成在一层其类似于根据第四实施例的垫子芯材料4的空腔4A及4B。放置回收的板件用于改善吸声功率及缓冲性能的目的。
根据第六实施例的垫子芯材料6(如图2(e)所示)配置成具有单一或多个(在所示例子是3个)梁状高密度区域6A，6B及6C，其以预定间隔形成，方法是藉由部分地增加第一实施例垫子芯材料1的各层内在厚度方向的密度。这种配置提高了吸音力，缓冲性及耐冲击性。
根据第七实施例的垫子芯材料7(如图2(f)所示)配置为具有单一或多个(在显示的例子是1个)高密度区域7A，其藉由部分地增加第一实施例垫子的芯材料1的下层(第一层)内在宽度方向的密度而形成。这种配置提高了吸音力，缓冲性及耐冲击性。
根据第八实施例的垫子芯材料8(如图2(g)所示)配置为波纹高密度区8A以取代第七实施例的高密度区域。这种配置提高了吸音力，缓冲性及耐冲击性。
根据第九实施例的垫子芯材料9(如图3(a)所示)配置为经由片9A(无孔区)而堆栈各层而形成。这种配置提高了吸音力，缓冲性及耐冲击性。长丝(树脂长丝)缠绕着片9A。片9A可以设置在整个宽度如图所示，或者可以部分地设置，例如在中央部分。在第九实施例的垫子芯材料9(如图3(b)所示)中，片9A形成为大致波状以达到提高吸音力，缓冲性及耐冲击性的目的。所述波状由滚柱的牵引速度(其比长丝树脂的下落速度低)而形成如后所述。片9A的各波形的间隔，高度及宽度是制造条件而定并不限于图示的例子。在片9A波形的窄间隔情况下，相邻波形可互相连接。狭缝(线性贯穿槽)75a，如图11(e)所示，可以采用第九实施例的。
(制造垫子芯材料的装置)
以下说明了一种制造第一到第九实施例的垫子芯材料的装置10。
如图5所示，所述制造装置10包括一挤压成型机11，一对环形传送带14及15其配置为具有环形带12及13(图7)，一驱动马达16配置为驱动环形输送带12及13，一传输件17配置成具有链条及齿轮及可以改变环形带12及13的移动速度，一水箱18配置为使所述环形传送带14及15部分地淹没在水中的，一控制器19及各种仪表及计。
藉由螺钉(未显示)将多个金属(例如不锈钢)板件20，以预定的间隙22(图8(a))，固定在多个(例如两个)环形链12a及13a(如图7(a)及7(b)所示)，而配置环形带12及13。或者使用无间隙22的不锈钢网(线)带23如图8(a)所示。此网带由螺旋及杆(肋骨)合并而形成。各种网带可以藉由改变形状，线的直径及这两个构件的间隔来形成。网带可平滑地移动，容易支撑带表面在水平位置并且可抗高温及易于维修及保养。如图7的虚线所示，不锈钢网带23围绕在环形带12及13，这有利于防止间隙22形成不规则，板件20形成为矩形剖面状，但是也可以其它剖面状，例如凸状24(图8(c))，凹状25(图8(d))，锯齿状26(图8(e))或连续的凹凸形状27(图8(f))。
如图7所示，环形输送带14具有：含链轮14b的垂直驱动轴14b，环形链条12a卷绕在链轮14b上，及含链轮14c的垂直从动轴14d。环形输送带15与环形传送带14同步地驱动。环形输送带15具有：含链轮15a的垂直驱动轴15b，环形链条13a卷绕在链轮15a上，及含链轮15c的垂直从动轴15d。
如图6所示，水箱18配置成使垫子芯材料制造装置10的预定部分淹没在水中，并由此冷却及将长丝集合体21固化在熔融状态。水位H优选为设置为滑槽36的斜面37a及37b下端的高度或以上(图6)。水位H的设定与高度无关，其中设置滑槽36，而是基于斜面37a及37b的下端而设定。环形传送带14及15的一部分可露出水面。水位H优选为设定为满足0≤Wd≤45(毫米)，其中Wd表示从斜面37a及37b下端的高度，更优选为设定为满足0≤Wd≤30(毫米)，并被进一步优选为设定为满足0≤Wd≤22(毫米)。水位H优选为等于滑槽36下端的高度或更高。
如图5所示，挤出成型机11包括一容器31，一供料口32其位于容器31的上方，一模具33及一喷嘴34其可拆卸地安装到模具33的下端。挤出成型机11的模具的内部温度范围设定为100-400摄氏度，挤出率设定为20-200千克/小时。模具33的压力范围为0.2至25兆帕，并且可以基于例如75毫米螺杆的喷出压力。在三维网状结构的各层厚度大于100mm情况下，齿轮泵等的模压均衡是需要的。在这种情况下，齿轮泵等应增加模具的内部压力以均匀地从模具的整个区域喷出长丝。环形传送带14及15的各表面可自由移动以形成三维网状片的形状。调节模具33的喷嘴34的形状(密度或孔的直径H)及调节环形传送带14及15的传送速度，可制造出具有所需密度及所需强度的产物，这满足产品多样性的需求。
如图6所示，由热塑性合成树脂作的长丝20无规则缠绕在环圈并在接触部分互相热结合。制造装置10包括滑槽36其放在喷嘴34下，水管38其放在喷嘴34上并在水管末端设有供水口39。滑槽36放置在喷嘴34下并包括一对长边滑槽其横跨落下长丝集合体21的长侧面而互相面对，及(可选择的)的一对短边滑槽其横跨落下长丝集合体21的短侧面而互相面对并在下端形成模开口。各滑槽36有斜面37a及37b其向下朝长丝集合体21倾斜。同样的，相对的短边滑槽各有斜面其向下朝长丝集合体21倾斜。
水管38的供水口39设置在滑槽36上方纵向的大约全部长度以供给的冷却水到斜面37a及37b。水管38与上游的供水源(未显示)连接。藉由调节水管38的水流量或在短边滑槽上方设置类似水管(未显示)可以将冷却水供给到短边滑槽。
以下说明制造垫子芯材料的装置50并提供二至四个表面成型机如图9(a)及9(b)所示。制造垫子芯材料的装置50包括：环形传送带54及55其相应于图7的环形传送带14及15且分别具有转轴54a及55a，及一对滚柱56及57放置在环形传送带54及55的纵向的各端以便转轴垂直于环形传送带54及55，并配置成可绕转轴56a及57a旋转。转轴54a具有斜齿轮54b及54c。转轴56a及57a分别具有斜齿轮56b及57b。斜齿轮54b及54c啮合斜齿轮56b及57b。经由马达M及链条C同步地驱动转轴54a及55a，从而使转轴56a及57a中同步地驱动。转轴56a及57a的另一端藉由轴承58a及58b支承。如图9(c)所示，一对短环形传送带59a及59b具有与环形传送带54及55类似的配置是垂直设置。本配置确保更精确的成型及提高大小精度。所述装置可以应用到四表面成型如图9(d)所示或应用到三面成型如图9(e)所示。可根据三维网状结构的类型而设置两个管芯以平行地挤出长丝。这加倍了生产效率。
如图10(a)所示，替代上述同步驱动系统的一种改良配置提供分开的驱动源(例如马达)以独立地驱动环形传送带64及65以及滚柱66及67(或环形传送带)。用于三面或四个表面成型的此改良配置包括环形传送带64及65其具有转轴64a及65a，及一对滚柱66及67其放置在环形传送带64及65纵向的各端，以便转轴垂直于环形传送带64及65并且配置为可绕着转轴66a及67a旋转。提供用于转轴66a及67a的分离马达M以独立地驱动转轴66a及67a。转轴66a及67a的另一端分别藉由轴承68a及68b支撑。
如图10(b)所示，另一种改良配置省略一对滚柱66及67，转轴66a及67a，轴承68a及68b及马达M的上述结构，并提供滑槽69a及69b其具有聚四氟乙烯的表面及放置在滚柱66及67的位置以简化驱动机构。在侧面视图中这些滑槽69a及69b配置成弧状以逐步缩小向下间隔及在平面图中形成为矩形。
喷嘴34的孔形成为朝下以使长丝掉下。孔可以布置成相等间隔或不同间隔。多个孔可布置在任何不同的数组，例如Z字形或直角。改变数组密度的有效方法目的是仅在末端区域增加密度。藉由改变喷嘴的配置来满足对产品需求的分散。喷嘴的可用实例包括具有0.5毫米直径的大约3500孔H的喷嘴71其设置在基本上相等间隔的1米×180毫米的区域(填充有喷嘴孔H的区域大小占有90％以上的喷嘴71的总面积)(如图11(a)所示)；一喷嘴72，其在周边区域72a具有高密度的孔H(如图11(b)所示)；一喷嘴73，其在框架部分73a具有高密度的孔H以形成网格区域(如图11(c)所示)；一喷嘴74，除了大量的孔H(图11(d))，具有在短边方向互相平行的狭缝(线性通孔)74a-74c；一喷嘴75，除了大量的孔H(图11(e))，它具有一狭缝(线性通孔)75a形成在纵向的中央部分；一喷嘴76，除了大量的孔H(图11(f))，它具有一狭缝(线性通孔)76a形成在纵向其位置接近纵向侧面；及一喷嘴77，它包括区域77c及77d，其没有形成在预定位置用于形成空腔的孔H及具有矩形导构件(例如管道)77a及77b，其从区域77c及77d向下延伸(如图11(g)及11(h)所示)。形成在喷嘴中的孔H的密度优选为1至5孔/cm2。
(制造垫子芯材料的方法)
以下说明实施例的制造垫子芯材料1的示范方法，但所述制造方法是非限制性的。例如，日本特开2001-328153A揭露一种原料包括聚乙烯或热塑性弹性体作为主要成分，其在熔融温度熔融，所述熔融温度比主成分的熔点高10至20摄氏度。熔融的原料送入模具33，施加压力，多个长丝从喷嘴34下端的多个挤压孔喷出，根据数组的多个挤压孔而形成长丝集合体21及自由落下。在此情况下，聚烯烃树脂与聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体在冷却过程中，有显著不同的熔融温度或有属性的显著不同的变化，一般的制造过程在不同的水箱18或在分离的制程中单独地产生各个层，及堆栈各层以产生垫子芯材料1，各层是藉由下述方法制造。加热及干燥作为各层原料的热塑性树脂以防止水解等目的，并从材料进料口32送入容器31，可适当地添加完工剂，抗微生物剂，阻燃剂及其它添加剂。在本文的说明中，藉由差分扫描量热法得到熔融温度。
模具的内部温度范围设定为100-400摄氏度，挤出率设定为20-200千克/小时。模具33的内部压力可以基于，例如75毫米螺杆的喷出压力及范围而设定为约0.2至25百万帕。
模具中喷嘴的孔的直径相应于三维网状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。
由至少一对左及右滑槽36容纳熔融状态的长丝(WO2012/157289A)，水或加热水流入左及右滑槽36以便互相接触及熔化，形成三维网状状结构并到达水面。三维网状结构的属性是根据滑槽36的角度，供给的水流量，挤出孔的直径，喷嘴面之间的距离，滑槽及牵引传送带，树脂的熔融黏度，挤出孔的直径及喷出速度，环圈直径及长丝的长丝直径而决定。长丝直径(直径)为0.1至1.8毫米，及无规则环的平均直径(长度)为5mm至50mm。
位于外围纵向侧面的长丝集合体的长丝接触滑槽36的斜面37a及37b，而水在其上流动。这种构造扰乱了垂直下落轨迹，及长丝缠绕环圈的相邻长丝及在斜面37a及37b向下滑动，而水或加热水是从水管38供应，长丝直接接收重力效果及沿着斜面37a及37b缠绕以形成环圈。
水供给口39位于水管38而所述水管38位于各滑槽36上方的纵向以将水或加热的水，在10-90摄氏度或优选为40-60摄氏度的温度范围，送到各斜面37a及37b。水管38与上游的供水源连接。加热的水可藉由调节水管38的水流而供给到滑槽36。
长丝集合体的长丝不接触滑槽的斜面，但是会落下而穿过模开口。穿过长丝间斜面37a及37b的下侧附近的长丝，通过模开口而接触长丝，其在斜面37a及37b下滑而缠绕成环状。长丝下降，同时接触缠结的落下轨迹的干扰在一定范围内传播到中心方向的相邻长丝。穿过长丝间模开口中心的长丝，通过模开口的中心而到达水面。环形传送带14及15的牵引速度比所述长丝集合体的下落速度低。到达水面的各个长丝是弯曲并且在水表面附近缠结成环状。环形传送带14及15的速度优选为5-40米/小时。
水箱18的水位H优选为等于或高于滑槽36斜面37a及36下端的高度，水位H的设定与滑槽37所在位置的高度无关而是根据斜面37a及37b下端而设定。环形传送带14及15的一部分可露出水面。
长丝集合体自由落入部分淹没的环形传送带14及15之间，并且在比下降速度低的速度牵引。环形传送带14及15之间的间隔设定为比熔融树脂的挤出集合体的宽度窄。熔融树脂的集合体的两面或单面与环形传送带14及15的下游或上游接触，其中环形传送带14及15淹没在水中。熔融热塑性树脂集合体的各表面部分落在环形传送带14及15且朝向熔融热塑性树脂集合体的内部移动以便更密集。各表面部分据此具有比中心部分低的孔隙率，而所述中心部分直接落入水中并且与具有较高多孔性的中心部分比较，具有较大数量的交叉点，这显著增加了拉伸强度。具有较低孔隙率的表面部分具有孔隙的更小区域，并作为冲击吸收层。
环形传送带14及15牵引并供给长丝集合体21，集合体21在熔融状态冷却下来并由水固化。固定形状的长丝集合体21放置在滚柱之间并取出水箱18。
将三维网状结构中的非典型形状形成为产品形状的过程均衡模具的内部压力，及牵引三维网状结构的两个表面，三个表面或四个表面或中间部分。在无规则螺旋状的熔丝形成为具有上述表观密度的平板状的形状。三维网状结构的厚度方向的前面，背面，左端面或右端面形成为平面或凸/凹非典型形状。形成三维网状结构的模具的喷嘴形状可设定为棒状，任何非典型形状(例如管形或Y形)或它们的组合，以便提供各种三维网状结构。三维网状结构由环形传送带的滚柱压缩形成为高密度的片材结构。模具的内部压力平衡以均匀地从模具喷出树脂及形成各个层。熔融树脂集合体的三或四个表面，所述熔融树脂集合体挤出以制造三维网状片，接触牵引传送带以形成特定形状。换句话说，熔融树脂集合体的各层的三或四个表面形成相应于最终产品形状的形状。例如，树脂集合体可以牵引至多边形传送带以适当地形成为最终产品的形状。制造三维网状片的方法使用多个模具向下挤出熔融树脂，以使熔融树脂自由落到水面或是在部分淹没的传送带之间。这形成无规则的螺旋状以产生三维网状结构。
三维网状结构的剖面具有与模开口的剖面类似的形状，由滚柱带到干燥热处理箱在其中用热空气作干燥加热处理以便退火。优选为设定滚柱的不同牵引速度，所述滚柱在干燥热处理箱的下游及上游。例如，在靠近干燥热处理箱出口的滚柱的牵引速度设定为比干燥热处理箱入口附近的滚柱的牵引速度低。干燥热处理后，所述三维网状结构切割成期望的长度。在干燥热处理前，或者将三维网状结构切割成期望的长度。
从水箱取出及排水的三维网状结构在干燥温度下持续一预定时间作干燥热处理及退火。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，更优选为比熔点低10至70摄氏度。
退火过程可将从水箱取出及排水的三维网状结构放在压缩状态中的框，用热空气进行热处理，然后将框从三维网状结构释出。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，优选为低于熔点10至70摄氏度。
如上所述，在水箱中成型三维网状结构后，退火可以在后处理进行(以下简称为补充退火)。在生产过程中藉由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进行，所述温度比聚乙烯热塑性树脂或聚酯热塑性弹性体的熔点低至少10至70摄氏度。
生产期间退火将20至90摄氏度(优选为20-80摄氏度或更优选为25-50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，以便无规则地热熔长丝并形成无规则的环圈且同时进行退火。对于低密度聚乙烯，热水的温度优选为20-50摄氏度及对于热塑性弹性体，热水的温度优选为25-70摄氏度。例如藉由(A)加热流入滑槽的水，(B)加热整个水箱18，(C)增加形成在箱状中的滑槽的内部温度，或是其组合，而供给热水。供给到滑槽的热水温度如果过高会导致树脂粘附在滑槽。因此希望将热水控制到适当的温度范围，例如10-60摄氏度。补充退火将水箱取出的三维网状结构浸泡在热水，或是使三维网状结构通过热空气。
退火可以是单一退火，例如藉由干燥加热处理的补充退火或将热水加入水箱等的生产期间退火，也可以两步骤退火，例如生产期间退火后的补充退火或是将补充退火的两步骤退火进行两次。在后一种情况下，第二补充退火的温度设定为比第一退火的温度高。
上述制造方法制造的本发明的立体网状结构具有柔软性，高弹性，并且在纵向及侧向方的热膨胀特性。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，所述机制提供了弹性性能及热膨胀特性或更具体地，各向异性热膨胀率是复杂并且没有完全阐明。但是，基本上认为长丝的特性变化及厚度波动与自由下落过程中纵向及侧向的缠结形式不同，长丝的缠结及冷却藉由适当地控制原料在适当范围内的长丝直径减少率，熔化粘度，MFR，从喷嘴孔中的挤压成型，长丝的环成型，长丝的冷却，干燥加热处理中的补充退火，及生产期间的退火。
根据原料的长丝直径减少率，喷嘴的孔的直径，传送带的牵引速度及退火的因素，三维网状结构具有在侧向及纵向的热膨胀特性。
可以将一定范围内的化学试剂加入本发明的三维网状结构，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，香精，阻燃，不燃，吸湿或不吸湿等功能。
图12说明四表面成型的情况下制造垫子芯材料装置50的改良型。图12(a)相应于图9(b)，单一或多个突起90a至90c中设置在上述一对滚柱56及57的表面上(在滚柱57及它的突起从图中省略)。设置这些突起90a至90c以便在三维网状结构的侧面形成凹部。突起90a至90c形成为弧状及矩形剖面状。凹部理论上形成为矩形，但是树脂长丝的下降在无树脂长丝区域产生遮蔽。由此在三维网状结构形侧面的凹部形成为弯曲状。图12(b)相应于图9(c)。单一或多个突起96设置在上述一对环形传送带54及55的表面上(环形输送带55及它的突起从图中省略)。凸轮及弹簧可放置在滚柱56及57的旋转体或环形传送带54及55中，突起可配置为使得凸轮在同步旋转时向外按压突起。这减少了遮蔽并允许更精确地形成凹部。其它结构类似于图9(b)及9(c)，因此不特别的图示或说明。
以下说明根据第十至第十五实施例的垫子芯材料。
在回收方面，聚烯烃树脂及聚酯弹性体和/或用于垫子芯材料的聚氨酯弹性体不应整体地成型。在一情况下，聚烯烃树脂与聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体具有相似的熔融温度或类似的冷却行为，然而，这些层可以同时制造以提高生产率。也需要改变各层的密度，需要先形成外部包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体，并随后形成芯部包括聚烯烃树脂，需要改变形状及需要提高成型性。因此这些实施例的目标为顺利回收热塑性树脂及易于改变形状。
如图13(a)所示，根据第十实施例的垫子芯材料101是片状的三维网状结构，其是或主要是热塑性树脂作为原料，并藉由螺旋缠绕多个无规则的长丝及部分地热粘合而形成。垫子芯材料101包括内区域101a，其包括聚烯烃树脂，及外区域101b，其包括聚酯弹性体或聚氨酯弹性体。内区域101a及外区域101b之间的边界用实线表示。实线是假想线以显示边界。这同样适用于后续的其它实施例。优选为三维网状结构的两个，三个或四个表面部分的密度高于表面部分以外的剩余部分的密度。更具体地，第十实施例的垫子芯材料101(图13(a)所示)是由两个表面成型而形成的，以便在规定深度的区域从相对的表面内中具有更高的密度，内中间区域的低密度并留下不均匀的其它表面。此配置有利地消除在后处理进行进一步处理的必要。一对宽表面，形成卧表面及安装面及一侧面，藉由上述环形传送器等的强迫成型而得到与另一侧面比较对齐的边缘。
根据第十一实施例的垫子芯材料102(图13(b)所示)由三个表面成型形成为具有除了端面以外的所有表面及一对齐侧面，并在预定深度的区域具有较高的密度，所述区域从内侧除了右侧面以外的所有表面。垫子芯材料102包括内区域102a其包括聚烯烃树脂，及外区102b其包括聚酯弹性体或聚氨酯弹性体。
根据第十二实施例的垫子芯材料103(图13(c)所示)由四个表面成型形成为具有除了对齐端面以外的所有表面，并在预定深度的区域具有较高的密度，所述区域从第一实施例的垫子芯材料1的左及右侧面，且在内中区域具有低密度。换句话说，所有侧面向内的预定深度的区域设定为具有较高的密度，垫子芯材料103包括内区域103a其包括聚烯烃树脂，及外区103b其包括聚酯弹性体或聚氨酯弹性体。
根据第十三实施例的垫子芯材料104(图13(d)所示)具有单一或多个(此实施例显示一个)空洞104C以节省成本，垫子芯材料104包括内区域104a其包括聚烯烃树脂，及外区104b其包括聚酯弹性体或聚氨酯弹性体。
根据第十四实施例的垫子芯材料105(图14(a)显示)配置为具有3层区域105a，105b及105c其由不同原料(例如顺序地是一层包括聚酯弹性体，一层包括聚烯烃树脂及一层包括聚氨酯弹性体)制造。区域105a及区域105c可以由相同原料(如聚酯或聚氨酯弹性体)制造，而区域105b可以由不同原料(即聚烯烃树脂)制造。三个层区域105a，105b及105c沿纵向分开。
根据第十五实施例的垫子芯材料106(图14(b)显示)配置成具有两个层区域106a及106b其由不同原材料(一层包括聚酯或聚氨酯弹性体及一层包括聚烯烃树脂)制造。这两个层区域106a及106b沿宽度方向分开。如上参考图3所述，由来自不同挤出成型机的分开通路沿着宽度方向在预定位置形成高密度的片9A(基本上没有孔隙的填充区域)及其它区域。虽然没有具体显示，所述配置也可以适用于各种非典型形状例如三角形及Y形。如上所述，藉由分别供给原料到喷嘴中的两个或更多个区域即可调节制造条件如原料的温度及长丝的挤出率。
以下说明了一种制造根据第十至第十五实施例中的垫子芯材料的装置110。如图15所示，所述制造装置110包括一挤压成型机111，一对环形传送带114及115其配置成具有环形带112及113，一驱动马达16其配置成驱动环形输送带112及13，一传输件117其配置成具有链条及齿轮且可改变环形带112及113的移动速度，一水箱118其配置成使得所述环形传送带114及115部分地淹没在水中，一控制器119及各种仪表及计。对于制造垫子芯材料的装置10或装置50的上述说明适用于环形带112及113等。
如图15所示，挤出成型机111包括容器131a及131b配置为存储相同或不同的热塑性树脂原料，容器131a及131b上方分别设有材料进料口132a及132b，材料供给管133a及133b分别与容器131a及131b连接，一复杂模具135(图16)藉由填料件134a及134b而接到材料供给管133a及133b，及一喷嘴136(图16)其可拆卸地安装到复杂模具135的下端，材料供应管133a在中间分支成多个(所示例子中有四个)支管，其位于材料供给管133b的上方。材料供给管133a的支管的下端围绕着材料供给管133b的下端。如图16(a)及16(b)所示，复数模135配置为使得一个框状隔离墙139设置在外框138的内区域以便将复杂模具135的内部分成两个腔室137a及137b，从而防止来自材料供给管133a及133b的两个不同原料混合。即使在相同原料供给的情况下，优选为提供隔离墙139其目的是分别调节挤出率。对于制造垫子芯材料的装置10或装置50的上述说明适用于挤压成型机111的模具的内部配置的细节，在此实施例的材料供应管133a的分支成四个分管，但是也可成支成任何适当数目的分管，例如两个(图17(a))或三个(图17(b))。
所述喷嘴136具有配置为分别供应原料的两个或更多个区域。这种配置有利于显著调整长丝的挤出率或挤出量及显著地改良成型性。对于垫子芯材料制造装置10或装置50的上述说明适用于喷嘴的细节。可用的例子是喷嘴171(在图18(a)显示)配置成具有孔H其配置在基本相等的间隔或适当的间隔(填充有喷嘴孔H的区域大小占据90％的喷嘴171总面积)。所述喷嘴171具有内区域171a及外区域171b由虚线表示的隔离墙171分离，内区域171a及外区域171b的设置分别相应于材料供给管133a及材料供给管133b，以分别地及独立地挤出相同或不同原料的长丝。另一个可用例子是喷嘴172(在图18(b)显示)配置成使得内区域172a及外区域172b具有大量的孔H，其藉由虚线表示的隔离墙172c分开，而内区域172a位于相对于外区域172b的一侧。这种配置有利于相应于内区域172a的长丝分离。
另一个可用例子是一个喷嘴173(在图18(c)及18(d)显示)配置成具有大量孔H的外区域173b与内区域173a藉由虚线所示的隔离墙173c分离，及内区域173a位于外区域173b之间。喷嘴173包括区域173d及173e其没有孔H形成在预定位置用于形成空腔，且具有矩形引导件(例如管道)173f及173g，其从区域173d及173e向下延伸。
另一个可用例子是喷嘴174(如图19(a)所示)配置成上方区域174a，中间区域174b及具有大量孔H的下方区域174c藉由虚线所示的隔离墙174d及174e分隔以形成三层结构。
另一个可用例子是喷嘴175(在图19(b)显示)配置成上方区域175a及具有大量孔H的下方区域175b，其藉由虚线所示的隔离墙175c隔开以形成双层结构。
另一个可用例子是喷嘴176(在图19(c)显示)配置成左区域176a及具有大量孔H的右区域176b，其以虚线所示的隔离墙176c隔开以形成双层结构。
另一个可用例子是喷嘴177(如图19(d)所示)，配置成具有大量孔H的区域177及形成在适当位置的狭缝(直线槽)177b，例如，在中间部分其平行于预定的方向(在显示的例子中是纵向)藉由虚线表示的隔墙177c分离。狭缝177b位于隔离墙177c的区域内。狭缝(线性槽)177b的槽宽度，长度及位置可以适当地选择。在将原料从相同的模具提供到区域177a其具有大量的孔H及狭缝(线性槽)177b的情况下，图3(b)的波形是可能变形而导致差的成型性。然而喷嘴177的配置允许分别地及独立地将原料从两个或更多个不同的挤出成型机111送入区域177a的孔H及狭缝177b。这有利于形成良好的波形。狭缝177b可由孔H取代，在这种情况下，优选为增加孔H的密度。
喷嘴可具有任何的各种其它配置。形成在喷嘴中的孔H的密度优选为1至5孔/cm2。
上面的说明适用于制造这样的垫子芯材料的方法。
在第十至第十五实施例的垫子芯材料101至106的配置中，难以分离或不能分离的树脂分为第一区101a及第二区101b且互相分离以便回收。这样就可以重复回收。制造一种三维网状结构以具有根据热塑性树脂的特性。这确保顺利地回收热塑性树脂。另一个优点是，由简单的操作，例如区域分离，可以改变后来的形状。分别地及独立地将来自多个挤压成型机的原料供给到喷嘴可改善所述三维网状结构的成型性。
在垫子芯材料，包括聚烯烃树脂的层及包括聚酯和/或聚氨酯弹性体的层可互相接合，缝合，或是不接合或不缝合而简单地推迭。本文的堆栈不限于堆栈平面层，也包括在内层上设置外层。包括聚烯烃树脂的层及包括聚酯和/或聚氨酯弹性体的层可以在内袋等之中结合，所述内袋具有高的透气性，或者可以用稍后叙述的盖子或壳体藉由缝合而集成。
藉由将透气的套子盖住面对层的整个侧面而设置床垫，所述层包括垫子芯材料的聚酯和/或聚氨酯弹性体。在本文的说明中，在套子表示可见的外壳。透气套子具有优选为在厚度方向不低于10毫升/平方厘米/秒的透气度(JIS-L-1018)，更优选为不低于50毫升/平方厘米/秒或进一步优选为不低于100毫升/平方厘米/秒。然而透气套子不限于那些具有这种性能的，也可以是由传统材料制造的袋子，如织物或材料例如棉或聚酯或藉由缝制棉或聚酯的薄双拉舍尔织物而作出的被子。透气套子可以藉由使用于卧表面及其它表面的不同材料而配置。例如，卧表面可以由三维双拉舍尔编织而成以具有低皮肤刺激性及高透气性，并允许使用者直接躺在上面。卧表面以外的表面可涂上被子覆盖材料。所述三维针织及覆盖材料的外围边缘可以互相缝合。这利用了位于内部的三维网状结构的优良透气性。根据另一个可能的配置，上层(A)的形成是藉由将一层包裹在例如双拉舍尔织物的内袋，所述层包括聚酯和/或聚氨酯弹性体，及下层(B)是用聚乙烯网状结构而形成。上层及下层(A)+(B)完全涂覆有被套或双拉舍尔织物套子。
适用于医疗保健的床垫的形成是藉由将不透水的套子盖在面对层的垫子芯材料的整个侧面，所述层包括聚酯和/或聚氨酯弹性体。不透水的套子是由例如人造皮革，聚氯乙烯，排水聚氨酯片，尼龙塔夫绸或聚酯塔夫绸制造。不透水的套子藉由使卧表面及其它表面来自不同的材料及缝合这些表面的边界而配置。
用于制造根据另一实施例的垫子芯材料的装置210配置成提供一种制造三维网状结构的方法，其抑止由于环形带变形而产生的潜在问题，不再需要在后处理中完成，提高了对准的程度，适用性非典型形状及提高了耐用性及相应的制造装置。
第一实施例的以上说明适用于制造垫子芯材料的装置210的，及下面说明的结构与第一实施例不同。制造垫子芯材料的装置210包括一挤出成型机211，一对滚柱子212及213其水平地横跨预定间隔而排列，一对滚柱子214及215其位于下面且分别与所述对滚柱212及213对齐，所述对滚柱212及213水平地横跨预定间隔而排列(如图20所示)，一配置为驱动滚柱212到215的驱动马达，一配置为具有链及齿轮且可改变滚柱212到215的移动速度的传输件，一水箱其配置为使所述对滚柱212及213部分地淹没及使所述对滚柱214及215完全淹没在水中，一控制器及各种仪表及规。
修改后的配置可省略图20中的下滚柱中的一个及使用三个滚柱。滚柱224形成为圆的剖面形状(图22(a)显示)，及使用具有各种非典型剖面形状的滚柱以用于滚柱212及213，可用的例子包括一滚柱225形成为具有圆周面它是锯齿状的剖面(在图22(b)显示)，一滚柱226形成为具有圆周表面它是连续的凹凸形状，例如圆周表面它是齿轮剖面形状(图22(c)所示)，一滚柱227与一或多个突起227a(例如在三角形或圆形)一起形成在圆周表面(图22(d)所示)，一滚柱228形成为椭圆剖面形状(图22(e)所示)，一滚柱229形成为三角形或切角三角形剖面形状(在图22(f)显示)及一滚柱230形成为多边形剖面形状的滚柱，例如八边形的剖面形状(图22(g)所示)。
如图21所示，滚柱212到215分别具有驱动轴212a至215a。驱动轴212a到215a是由相应的轴承支撑以旋转，并藉由图20箭头方向中的传输件被驱动马达驱动。
上述制造垫子芯材料的装置210不必加工，如后处理中的切削或定形(轮廓成型)为网状结构其具有希望的非典型形状，提高对齐度，适用于非典型形状，并提高耐久性。本实施例的配置立即提供一个产品，而无需在后过程中加工成为期望的形状及期望的大小，并由此省去了后处理。
所述装置可以配置成制造由或主要是热塑性树脂作为原料的三维网状结构，形成步骤是藉由挤压成型多条丝及无规则的螺旋缠绕以及部分热接合，用液体冷却并施加阻燃材料，用碳长丝无纺织物包裹或添加阻燃材料到热塑性树脂。
如图23所示，根据第四实施例的制造垫子芯材料的装置510使用弯板的滑槽582及583代替环形带或滚柱，以形成三维网状结构501，滑槽582及583从片材表面垂直地延伸且包括具有由例如聚四氟乙烯涂层提供的滑动面。从侧视图看去，滑槽582及583为矩形，滑槽582及583排列的间隔从上到下逐渐减少。滑槽582及583布置为具有所述间隔从顶部至底部逐渐减小。滑槽582及583具有固定的配置，或者具有可移动的配置，以藉由往复驱动装置590及591(例如液压缸)(如图中虚线所示)改变间隔，从而由前到后由一边到另一边来改变三维网状结构的密度，形状等。另一滑槽584位于滑槽582及583的下面，以充分导引三维网状结构501到下游牵引机。
将参考一些例子以更具体地说明本发明，然而本发明并不限于这些例子。在这些例子中使用下列方法以测量及评价特性值。
(1)长丝直径(mm)
树脂长丝从每个样品的中心部分切割。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相同的高度。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(mm)
将每个样品切成20厘米×20厘米的大小。关于在挤压方向的表面上形成无规则环圈的不规则形状，测量10个环的主轴长度。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23摄氏度，湿度为50％。
(5)冲击弹性(厘米)
将每个样品切成30厘米(长)×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。跌落高度为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)×30厘米(宽)的大小，用(5)说明的方法在重复负载试验前测量样品的冲击弹性(a)的测量。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％相对湿度下进行的重复负载压缩试验。方法A(固定负载方式)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，持续间的设定为不超过要求的重复压缩的持续时间的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)。重复负载试验后的冲击弹性变化率(％)，是根据以下公式计算，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：
经过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)×30厘米(宽)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)×30厘米(宽)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系数(％)
将每个样品切成30厘米(长)×30厘米(宽)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，在纵向及侧向的各两个不同位置测量标记的距离。将各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：针对聚乙烯树脂是90摄氏度，针对聚酯热塑性弹性体是130摄氏度，及针对聚乙烯树脂及聚乙烯热塑性弹性体的混合物是90摄氏度。
干燥加热处理前，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。然后将试验片取出热空气干燥炉及在22摄氏度的环境温度下冷却30分钟。冷却后，在纵向及侧向的各两个不同位置测量标记的距离。将各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。
(9)拉伸强度(N)
将每个样品切成20厘米(长)×5厘米(宽)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10厘米/分钟。测量时的室温为20摄氏度，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。最大点负载作为测量值。
实施例
[实施例1]
实施例1是层43的例子，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；模宽度是890毫米及厚度是75毫米；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)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公知方法来聚合。获得的乙烯/α-烯烃共聚物的熔融黏度(帕)：在每秒24.3的剪速率下是1.05，在每秒60.8的剪速率下是1.12，在每秒121.6的剪速率下是1.15，在每秒243.2的剪速率下是1.18，在每秒608.0的剪速率下是1.23，及在每秒1216的剪速率下是1.26；MFR是12克/10分钟，及密度是0.9克/立方厘米，乙烯/α-烯烃共聚物的长丝以86千克/小时及在180摄氏度的熔融温度向下从喷嘴喷出，滑槽的下端位于喷嘴下方36毫米且淹没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨71毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在36摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状结构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。三维网状结构切割成预定大小，并藉由60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的三维网状结构具有：从0.6至1.1毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是2.31％及纵向热膨胀率是1.52％，滞后损失是28.7％，冲击弹性是31厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是0％，温度为19摄氏度，湿度为42％。
[实施例2]
实施例2是层43的另一例子，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；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)为38毫米。乙烯/α-烯烃共聚物(来自相同原料如实施例1生产的)及聚乙烯的长丝在熔融温度160摄氏度以13千克/小时的挤出率向下从喷嘴喷出。滑槽的下端位于喷嘴下方36毫米且淹没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨23毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在36摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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。三维网状结构切割成预定大小，并藉由60摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的三维网状结构具有：从0.6至1.1毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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是1.87％及纵向热膨胀率是1.39％，滞后损失是28.6％，冲击弹性是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]
实施例3是层45的另一例子，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；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)为69毫米。热塑性弹性体(注册商标Hytrel)的熔融黏度(帕)：在每秒60.8的剪速率下是1.26，在每秒121.6的剪速率下是1.28，在每秒121.6的剪速率下是1.15，在每秒243.2的剪速率下是1.30，在每秒608.0的剪速率下是1.30，及在每秒1216的剪速率下是1.33；MFR是12克/10分钟，及密度是1.08克/立方厘米，热塑性弹性体的长丝以27.5千克/小时挤出率及在195摄氏度的熔融温度向下从喷嘴喷出，滑槽的下端位于喷嘴下方69毫米且淹没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨70毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在63摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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3.9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，及以80摄氏度的热水退火。三维网状结构切割成预定大小，并藉由130摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的三维网状结构具有：从0.5至1.0毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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1.7％，滞后损失是19.1％，冲击弹性是33厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是0％，温度为33摄氏度，湿度为48％。
[实施例4]
实施例4是层45的另一例子，使用的条件如下：挤出机的螺杆直径为65毫米；模具温度为215摄氏度；模具具有900毫米的宽度及73毫米的厚度；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1.6毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)为69毫米。热塑性弹性体(注册商标Hytrel)(与实施例3的原料相同)的长丝以40千克/小时挤出率及在202摄氏度的熔融温度向下从喷嘴喷出，滑槽的下端位于喷嘴下方69毫米且淹没在水中。一对105厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨72毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在63摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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2.7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，及以80摄氏度的热水退火。三维网状结构切割成预定大小，并藉由130摄氏度的热空气作5分钟的干燥加热处理而退火。最后的三维网状结构具有：从0.5至1.2毫米直径的矩形剖面及平坦表面，63千克/立方米的体积比重，73毫米的厚度，干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是1.22％及纵向热膨胀率是3.08％，滞后损失是18.5％，冲击弹性是34厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是5.9％，温度为30摄氏度，湿度为44％。
[实施例5]
实施例5是层43的另一例子，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；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)为38毫米。乙烯/α-烯烃共聚物(来自相同原料如实施例1生产的)(主要成分)及不燃烧材料的混合物的长丝在熔融温度160摄氏度以23千克/小时的挤出率向下从喷嘴喷出。滑槽的下端位于喷嘴下方38毫米且淹没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在36摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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。三维网状结构切割成预定大小，并藉由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/立方米的三维网状结构，最后的三维网状结构具有：从0.7至1.3毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是2.68％及纵向热膨胀率是1.28％，滞后损失是27.0％，冲击弹性是24厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是16.7％，温度为15摄氏度及湿度为52％。
[实施例6]
实施例6是层43的另一例子，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；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)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公知方法来聚合。乙烯/α-烯烃共聚物(来自相同原料如实施例1生产的)(主要成分)及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/小时的挤出率向下从喷嘴喷出。滑槽的下端位于喷嘴下方36毫米且淹没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在36摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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。三维网状结构切割成预定大小，并藉由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/立方米的三维网状结构，最后的三维网状结构具有：从0.7至1.3毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是2.06％及纵向热膨胀率是1.22％，滞后损失是30.0％，冲击弹性是32厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是12.5％，温度为21摄氏度及湿度为48％。
[实施例7]
实施例7是层43的另一例子，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；孔倾斜度为10毫米；喷嘴孔直径为1毫米；及空气间隙(喷嘴的下表面与水平面之间的距离)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公知方法来聚合。乙烯/α-烯烃共聚物(来自相同原料如实施例1生产的)及20％重量比的烯烃区块共聚合物(聚烯烃弹性体)混合物的长丝在熔融温度200摄氏度以22千克/小时的挤出率向下从喷嘴喷出。滑槽的下端位于喷嘴下方39毫米且淹没在水中。一对55厘米宽的不锈钢牵引传送带互相平行的横跨40毫米的开口且设置成部分高于水面。熔融状态喷出的长丝在29摄氏度的水加热滑槽下固化在滑槽。长丝带到互相接触并缠结以形成环圈，同时熔融在接触点，以便形成三维网状结构。网状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。三维网状结构切割成预定大小，并藉由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/立方米的三维网状结构，最后的三维网状结构具有：从0.8至1.5毫米直径的矩形剖面及平坦表面，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摄氏度下作干燥加热试验5分钟之前及之后的侧向热膨胀率是2.72％及纵向热膨胀率是3.04％，滞后损失是29.1％，冲击弹性是16厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是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由Toyobo有限公司制造的聚酯热塑性弹性体(注册商标BREATHAIR)(45毫米厚及400毫米宽)的网状结构。网状结构具有：40千克/立方米的体积比重，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-0.12％(收缩)及纵向热膨胀率是-0.32％(收缩)，滞后损失是70.4％，冲击弹性是22厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是68.2％。
[比较例2]
作上述各试验以检查由Toyobo有限公司制造的聚酯热塑性弹性体(注册商标BREATHAIR)(25毫米厚及400毫米宽)的网状结构。网状结构具有：50千克/立方米的体积比重，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-0.20％(收缩)及纵向热膨胀率是-0.28％(收缩)，滞后损失是81.0％，冲击弹性是21厘米，及重复负载试验后的冲击弹性变化率是4.8％。
使用根据第十六实施例的垫子芯材料601来产生一个垫子620，如图24及25所示，软氨基甲酸乙酯泡棉607堆栈在片状的三维网状结构层605的单一表面上，所述三维网状结构是或主要是热塑性树脂作为原料，并藉由无规则的螺旋缠绕多条丝及加热及部分地粘合所述缠结而形成。
用于制造三维网状结构层605的热塑性树脂是一种或两种或更多种选自聚酯弹性体及聚氨酯弹性体组成的组中选出的。以上关于层43的说明及以上关于层45的说明分别适用于聚酯树脂与聚酯弹性体。以下说明了聚氨酯弹性体。
聚氨酯弹性体可以是在主链具有氨基甲酸乙酯的任何弹性聚合物。聚氨酯弹性体可以是，例如区块共聚合物视情况包括：硬链段其由二异氰酸酯及二醇组成，及软链段其由聚酯，聚醚，聚碳酸酯或脂肪族多元醇与二异氰酸酯组成。使用一种聚氨酯弹性体的至少两种混合物。抗微生物剂，不燃烧材料或阻燃剂可以与聚氨酯弹性体混合作为原料，以提供一层其包括具有相应功能的聚氨酯弹性体。
软氨基甲酸乙酯泡棉层697具有开启室泡棉和/或连续的空间。软氨基甲酸乙酯泡棉可以是：一般称为低弹性氨基甲酸乙酯泡棉其具有低于25％，不高于20％或不高于15％的冲击弹性，或滤波泡棉其具有不低于25％或不低于30％及不高于40％，不高于60％或不高于85％冲击弹性。所述冲击弹性是按照JISK6400来测量。软氨基甲酸乙酯泡棉可以是市售产品例如丹普(注册商标)(由丹普世界公司制造)，低弹性泡棉的EGR系列(由井上集团(INOAC)公司制造)，极滤(Moltofilter)MF系列(由INOAC公司制造)，MoltofilterCF系列(由INOAC公司制造)，及永光系列(由普利司通公司制造)。抗微生物剂，不燃烧材料或阻燃剂可以捏合在软氨基甲酸乙酯泡棉或施加在软氨基甲酸乙酯泡棉的表面以提供相应的功能。优选为使用过滤泡棉其具有不低于25％及不高于85％的冲击弹性用于软氨基甲酸乙酯泡棉，这是考虑到利用推斥力，所述推斥力是下层上的三维网状结构本质上具有的及除了柔软性，由此也提供足够的排斥力在卧表面。
软氨基甲酸乙酯泡棉层607大致分为聚醚氨基甲酸乙酯泡棉及聚酯氨基甲酸乙酯泡棉。可使用这些氨基甲酸乙酯泡棉的任一个，但是考虑到水解的不可能性及吸水率，聚醚氨基甲酸乙酯泡棉是优选的。
软氨基甲酸乙酯泡棉层607一般具有的开启室泡棉大小不低于5室/25毫米及不高于40室/25毫米，这是根据附录1JIK6400-1测量的，所述范围同时满足均匀地升温整个卧表面的效果及提供柔软舒适的睡眠的效果。更优选的上限为30室/25毫米，进一步优选的上限为25室/25毫米。
软氨基甲酸乙酯泡棉层607的厚度优选为3毫米到50毫米。软氨基甲酸乙酯泡棉层607的厚度比率通常设定为三维网状结构的1/3至1/9，但并不限于此范围。软氨基甲酸乙酯泡棉层607的纵向无限且可切成适当的大小(例如1800毫米至2300毫米)，虽然这不是限制性的。
在这方面的垫子芯材料601，三维网状结构层及软氨基甲酸乙酯泡棉可以互相结合，可以互相缝合，或可以简单地推迭而不结合或缝合。三维网状结构层及软氨基甲酸乙酯泡棉可以在内袋609或类似中结合，所述内袋609或类似的具有高透气性，以作为垫子620，或藉由缝合而与箱子结合。
根据第十七实施例的垫子芯材料701(图26所示)具有多个连续槽701a，其形成是从下表面朝向三维网状结构层的上表面且通过短侧方向，及沿着纵向以预定间隔分布。当三维网状结构是向上弯曲时，连续槽701a即散布。一种堆栈在三维网状结构的软氨基甲酸乙酯泡棉设定为具有这样的厚度，它允许将向上弯曲的软氨基甲酸乙酯泡棉伴随着三维网状结构。此配置提供非分隔，非分离，无缝的垫子及消除如垫子层错位及垫子层不均匀等问题。这种垫子芯材料701适用于倾斜床的芯材料。
根据第18实施例的垫子芯材料801(图27所示)配置为使得连续槽801A形成在三维网状结构的所有四个侧面，如图27(a)所示。更具体地，连续园801a形成在垫子芯材料801下表面的晶格中，以包括多个槽其形成为通过短边方向，并以预定间隔或适当间隔排列在纵向，及多个槽其从下表面朝向三维网状结构上表面而形成且穿过纵向及分布以预定间隔或适当间隔分布在短边方向(图27(c)所示)。图27(b)显示的状态为垫子芯材料801的四个侧面之一是向上弯曲。
根据此实施例，连续槽801a形成在垫子芯材料的下表面801的晶格中，这种配置使垫子芯材料801从四个侧面的任何一个向上弯曲。例如，在地板垫子等放置在床垫后侧的应用中，床垫可以弯曲，使得躺在床垫上的人的头部到背部抬起，或者床垫可以弯曲，使得躺在床垫上的人的身体侧边抬起。垫子芯材料应用在一般的固定床达到与倾斜床同样的效果，例如抬起腿部或床的靠背部分，以及从卧位置举起身体的右半或左半。
此外，根据本实施例，形成在垫子芯材料801下表面的连续槽801a将垫子芯材料801的下表面分成多个区域。根据本实施例，如图27(c)所示，在垫子芯材料801的下表面分成16个以形成16个区块801c。放置地板垫子806或类似物在区块801c中使得垫子芯材料801的一部分抬起，如图28(a)所示。另外，多个垫子芯材料801的不同位置可抬起，如图28(b)或图28(c)所示。所述配置的垫子芯材料801提供老人，残疾人，受伤或患病的人以及健康的人躺在舒适的位置。这有用于防止堵塞，褥疮，压力疮等。
本发明的床垫是藉由把透气套子套在整个侧边其面对垫子芯材料的软氨基甲酸乙酯泡棉。在本文的说明中，套子是指可见的外壳。透气套子具有厚度方向的空气渗透性(JIS-L-1096)其优选为不低于10毫升/平方厘米/秒，更优选为不低于50毫升/平方厘米/秒或进一步优选为不低于100毫升/平方厘米/秒。然而透气式套子并不限于那些具有这种性能的，也可以是由通常使用的织物或材料作出的袋子，例如用棉或聚酯或缝合材料藉由缝合棉或聚酯的薄双拉舍尔织物而制成的袋子。透气式套子可以藉由使用不同的材料用于卧表面及其它表面而配置。例如，卧表面可以由三维双拉舍尔编织而形成，所述编织具有低皮肤刺激性及高透气性并允许使用者直接躺在上面。卧表面以外的表面可以涂有缝合覆盖材料。立体针织的边缘及覆盖材料可以互相缝合。这利用放置在其中的垫子芯材料的优良透气性。
把不透水的套子套在面对软氨基甲酸乙酯泡棉的垫子芯材料的整个侧边，而提供适用于医疗保健的床垫。不透水套子是由，例如人造皮革，聚氯乙烯，排水聚氨酯片，尼龙塔夫绸或聚酯塔夫绸作的套子。不透水的套子可藉由使卧表面及其它表面是不同的材料及缝合这些表面的边界而配置。
上述垫子芯材料的制造方法的说明应用于此实施例。
在切割上述制造的三维网状结构的过程中，是藉由熔化装置，例如热板，热丝，超声波刀，超声波切割器等，切断面可以变平或形成连续槽。如图29所示，连续槽可以藉由使用热板909d的过程来形成，所述热板由垂直耦合薄板909c与铁板909b而形成。此过程将薄板909c以直角压入表面层945a及强制冷却或自然冷却后，从热板909d取出。用热或超声波而形成的连续凹槽将切断面熔合以提高强度，并关闭在边缘的间隙。即使在使用中长丝的应用中，这有利地防止水及微生物的侵入。
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也包括在本发明的范围。
符号说明
1垫子芯材料
41三维网状结构
43，45层
2垫子芯材料
3垫子芯材料
4垫子芯材料
4A，4B空腔
5垫子芯材料
5A，5B空腔
5C，5D回收件
6垫子芯材料
6A，6B，6C高密度区
7垫子芯材料
8垫子芯材料
8A高密度区
9垫子芯材料
9A片
75A狭缝(线性槽)
10，50，110，210，510垫子芯材料制造装置
11挤出成型机
12，13环形带
12A，13A环形链
14，15环形传送带
16驱动马达
17传输件
18水箱
19控制器
20板件
22间隙
23带
24凸起
25凹陷
26锯齿形
27凹凸形状
14a，14c，15a，15c链轮驱动轴
14，14d，15b，15d从动轴
21长丝集合体
H水位
36滑槽
37A，37B斜面
31容器
32材料进料口
33模具
34喷嘴
20长丝
38供水口
21长丝集合体
39供水口
38水管
50制造装置
54A，55A转轴
54，55环形输送带
56A，57A转轴
56，57滚柱
54B，54C斜齿轮
56B，57B斜齿轮
M马达
58A，58B轴承
59A，59B环形输送带
66，67滚柱
64A，65A转轴
64，65环形输送带
66A，67A转轴
66，67滚柱
68A，68B轴承
69A，69B滑槽
71喷嘴
72喷嘴
74A-74C狭缝(线性孔)
74喷嘴
75A狭缝(线性孔)
75喷嘴
76A狭缝(线性孔)
76喷嘴
H孔
77c，77d区域
77a，77b导引件(例如，管)
77喷嘴
96凸起
101垫子芯材料
101A内区域
101B外区域
102垫子芯材料
102A内区域
102B外区域
103垫子芯材料
103A内区域
103B外区域
104垫子芯材料
104C空腔
104A内区域
104B外区域
105垫子芯材料
105A，105B，105C区域
106垫子芯材料
106a，106b区域
701垫子芯材料
701A连续槽
801垫子芯材料
801A连续槽
801C区块
806地板垫子
909B铁板
909c薄板
909d热板
945A表面层
Claims (20)
1.一种垫子芯材料，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，它是无规则及藉由加热而部分地结合缠结，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：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，其中
三维网状结构具有不低于13厘米的冲击弹性，不高于34％且不低于13％的滞后损失，及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。
2.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中
所述第一层包括一聚烯烃树脂，及所述第二层包括一聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体。
3.如权利要求1或2所述的垫子芯材料，其中芯材料大体上包括三维网状结构。
4.如权利要求2或3所述的垫子芯材料，其中
包括聚烯烃树脂的所述层具有8毫米与250毫米之间的厚度，及
包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的所述层具有在3毫米至160毫米之间的厚度。
5.一种垫子，包括：
如权利要求1-4中任一项所述的垫子芯材料，其中
垫子芯材料的一侧的至少一部分区域，其面对第二层，覆盖有透气的套子。
6.一种用于医疗领域的垫子，包括：
如权利要求1-4中任一项所述的垫子芯材料，其中
垫子芯材料的一侧的至少一部分区域，其面对第二层，覆盖有不透水材料。
7.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中所述三维网状结构在热空气干燥试验之前及之后具有侧向的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。
8.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中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热膨胀率。
9.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中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。
10.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中所述三维网状结构具有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。
11.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中所述聚乙烯热塑性树脂选自以下组成的群：聚乙烯，主要是由乙烯及含有3个或更多个碳原子的α-烯烃形成的乙烯/α-烯烃共聚物树脂，及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂。
12.如权利要求1所述的垫子芯材料，其中
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，其主要是乙烯及含有3个或更多个碳原子的α-烯烃形成，及聚乙烯热塑性弹性体，及
混合物中的聚乙烯热塑性弹性体的含量不高于45％的重量比。
13.如权利要求1所述的垫子芯材料，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，并具有多个层，其具有不同的体积密度。
14.一种垫子芯材料，包括：
一三维网状结构，其藉由螺旋缠绕多条长丝而形成，所述长丝由或主要是聚烯烃树脂，聚酯弹性体，和/或聚氨酯弹性体，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，它是无规则及藉由加热而部分地结合缠结；及
一软氨基甲酸乙酯泡棉，其堆栈于所述三维网状结构的单一表面或两个表面，及具有一开启室泡棉和/或一连续空间。
15.如权利要求14所述的垫子芯材料，其中所述软氨基甲酸乙酯泡棉具有25％至85％的冲击弹性，其按照JISK6400进行测量。
16.如权利要求14或15所述的垫子芯材料，其中所述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JISK6400-1的附属文件1进行测量。
17.如权利要求14-16中任一项所述的垫子芯材料，其中所述软氨基甲酸乙酯泡棉体是聚醚型氨基甲酸乙酯泡棉。
18.如权利要求14-17中任一项所述的垫子芯材料，其中包括聚烯烃树脂或聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层具有在5毫米至300毫米之间的厚度。
19.一种垫子，包括：
如权利要求14-18中任一项所述的垫子芯材料，其中
垫子芯材料的一侧的至少一部分区域，其面对软氨基甲酸乙酯泡棉体，覆盖有透气的套子。
20.一种用于医疗领域的垫子，包括：
如权利要求14-18中任一项所述的垫子芯材料，其中
垫子芯材料的一侧的至少一部分区域，其面对软氨基甲酸乙酯泡棉体，覆盖有不透水材料。
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