CN108606544A - 立体网状结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种立体网状结构体。该立体网状结构体多根热塑纤维，多根热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构，丝圈结构在立体方向疏密交错配置，热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接。本申请解决了相关技术中家居产品的支撑部回弹性差，透气性不足与不便于清洗的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及用于支撑的支撑结构领域，具体而言，涉及一种立体网状结构。
背景技术
现有如沙发、椅子和床垫等用于支撑人体坐卧姿态的家居产品，其支撑部位大多采用单层的海绵、聚脂材料或弹簧组成，其缺陷是透气性和舒适性差，并且容易受到人体和外界环境的污染。对于前述的海绵和弹簧，长时间使用后，会造成产品回弹性变差，人体在坐卧过程中会造成凹陷，影响人体健康。而对于聚脂材料，其自身弹性较弱，不适合长时间使用。上述现象在老年人的使用过程中更为明显，上了年纪的老人，平时有70％的时间都是处于坐着的姿势，在使用上述产品时会带来腰部的疲劳、座疮和痔疮的问题，同时老人因为病变和衰老等原因膀胱的控制力会变差，出现漏尿的问题困扰，上述产品自身易于吸水的特性也使其难以清洗，容易滋生细菌引起交叉感染。
针对相关技术中家居产品的支撑部回弹性差，透气性不足与不便于清洗的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种立体网状结构体，以解决相关技术中家居产品的支撑部回弹性差，透气性不足与不便于清洗的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种立体网状结构。
根据本申请的立体网状结构包括：多根热塑纤维，多根热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构，丝圈结构在立体方向疏密交错配置，热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接。
进一步的，立体网状结构体具有至少两个表层，位于立体网状结构体外周的丝圈沿一侧倒伏形成表层。
进一步的，立体网状结构体具有多个腔体，相邻的腔体间相互连通。
进一步的，热塑纤维的两端部均容纳在立体网状结构体外周所限定的立体空间内部。
进一步的，热塑纤维的直径为0.75mm-1.25mm。
进一步的，热塑纤维为中空结构，热塑纤维的壁厚为0.3mm-0.6mm。
进一步的，热塑纤维为高分子聚酯纤维。
进一步的，立体网状结构体的体积密度为45kg/m3-75kg/m3。
进一步的，立体网状结构体的透气度为259L/m2/s-321L/m2/s。
进一步的，立体网状结构体的回弹系数为68.8％-71.57％。
在本申请实施例中，采用将热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构方式，通过将丝圈结构在立体方向疏密交错配置，热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接，使热塑纤维所形成的立体网状体体积密度低，具有优异的支撑力与回弹力，能够有效支撑身体重量；透气度高，空气含量可达90％以上；同时热塑纤维自身不吸水的材质特性与体积密度低的结构特性，使水分可以迅速蒸发，快速晾干，从而实现了回弹性与透气性兼备并易于清洗的技术效果，进而解决了相关技术中家居产品的支撑部回弹性差，透气性不足与不便于清洗的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的立体网状结构体的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“内部”、“外周”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种立体网状结构体，该立体网状结构体包括多根热塑纤维，多根热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构1，丝圈结构1在立体方向疏密交错配置，热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接。
在本实施例中，采用将热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构1方式，通过将丝圈结构1在立体方向疏密交错配置，热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接，使热塑纤维所形成的立体网状体体积密度低，具有优异的支撑力与回弹力，能够有效支撑身体重量；透气度高，空气含量可达90％以上；同时热塑纤维自身不吸水的材质特性与体积密度低的结构特性，使水分可以迅速蒸发，快速晾干，从而实现了回弹性与透气性兼备并易于清洗的技术效果，进而解决了相关技术中家居产品的支撑部回弹性差，透气性不足与不便于清洗的技术问题。
可选的，如图1所示，立体网状结构体具有至少两个表层2，位于立体网状结构体外周的丝圈结构1沿一侧倒伏形成表层2。
本实施例中，将原有分布在立体网状结构体外周的丝圈结构1，沿一侧进行挤压，使丝圈结构1沿一侧倒伏形成相对平整的平面结构。由于坐垫、床垫等用于支撑人体的家居产品，其内部填充物的形状均为长方体以及类长方体，因此在立体网状结构体上加工出表层2，适合于将其应用于家居产品中。
可选的，如图1所示，立体网状结构体具有多个腔体3，相邻的腔体3间相互连通。
本实施例中，通过腔体3可以在立体网状结构体受到挤压时，为丝圈结构1提供形变空间，各丝圈间相互挤压程度较低，因而具有良好的回弹性；同时相互连通的空腔结构也使其内部结构十分松散，不易积压灰尘与污垢，且不易滋生细菌与螨虫，使用时也不易产生粉尘。
可选的，如图1所示，热塑纤维的两端部均容纳在立体网状结构体外周所限定的立体空间内部。
本实施例中，热塑纤维的两端均不暴露于立体网状结构体的外表面，一方面相对锐利的端部与人体接触时会使人体产生明显的不适感；与布面或丝面等包裹材料接触时，会与包裹物发生刮擦和磨损，降低使用寿命；另一方面，端部以及与端部相近的延伸部与丝圈结构1相比回弹性较弱，在受到挤压时形变能力有限，因此在长时间的使用过后会使该部分的回弹性受到很大影响，甚至丧失形变能力。
可选的，热塑纤维的直径为0.75mm-1.25mm。
本实施例中，将热塑纤维的直径限定为0.75mm。在直径低于0.75mm时，热塑纤维间相互热熔粘接时会在粘接点产生结节，使热塑纤维的结构强度下降，形变时容易断裂。另一方面当直径大于1.25mm时，热塑纤维所构成的立体网状结构体所包含的腔体3数量会大幅下降，相应的回弹性与透气性也大幅减弱。因此将热塑纤维的直径限定为0.75mm-1.25mm可以在满足结构强度的前提下也保证了良好的回弹性与透气性。
可选的，热塑纤维为中空结构，热塑纤维的壁厚为0.3mm-0.6mm。
本实施例中，具有中空结构的热塑纤维相对于非中空结构的热塑纤维具有更好的弹性，同时在热熔粘接时也不易产生结节；本实施例将其壁厚限定为0.3mm，可以在满足结构强度的前提下也保证了良好的回弹性。当壁厚小于0.3mm时会大幅提高制造难度，同时在弹性方面提升幅度较小，不利于大规模制造与制造成本的控制。而在壁厚大于0.6mm时，失去了中空结构能够给热塑纤维所带来的弹性提升。因此将壁厚限定在0.3mm-0.6mm时在可以满足结构强度的前提下也保证了良好的回弹性。
可选的，述热塑纤维为高分子聚酯纤维。
本实施例中，采用高分子聚乙烯纤维作为制造原料，由于其自身较为柔软且韧性较好，未着色时的白色半透明状与重量密度低的特点，使其易于加工且制造成品无需额外着色。
可选的，立体网状结构体的体积密度为45kg/m3-75kg/m3。
本实施例中，将立体网状结构体的体积密度控制为45kg/m3。当体积密度低于45kg/m3时，立体网状结构体所含有的热塑纤维较低，所形成的丝圈结构1较少，而内部空腔过多，无法提供优良的回弹性与支撑性。而当体积密度高于75kg/m3时，立体网状结构体所含有的热塑纤维较多，所形成的丝圈结构1过多，压缩了内部空腔的空间，使得丝圈结构1的形变空间过少，降低了立体网状结构体的回弹性与透气性。因此将立体网状结构体的体积密度限定为45kg/m3-75kg/m3可以保证立体网状结构体所包含的丝圈结构1数量适中，腔体3空间适中，回弹性、支撑性和透气性兼备。
实施例2
实施例2与实施例1的差别仅在于下述部分：
实施例2的热塑纤维的直径为0.9mm；热塑纤维的壁厚为0.4mm；体积密度为55kg/m3。
实施例3
实施例3与实施例1的差别仅在于下述部分：
实施例3的热塑纤维的直径为1.1mm；热塑纤维的壁厚为0.5mm；体积密度为65kg/m3。
实施例4
实施例4与实施例1的差别仅在于下述部分：
实施例4的热塑纤维的直径为1.25mm；热塑纤维的壁厚为0.6mm；体积密度为75kg/m3。
试验例1
家居填充材料的回弹性是影响人体舒适度的重要指标之一，良好的回弹性可以为身体提供舒适的接触感与适度的支撑。本试验用于对实施例1至4所述的立体网状结构体，以及对比材料的回弹性进行测试。
试验样本：选取尺寸为100mm×100mm，厚度为40mm的3D材料、乳胶棉、记忆棉和实施例1所述的各密度立体网状结构体。各试验样本的结构指标如表1所示。
表1试验例1中试验样本的结构指标
| 试验样本 | 密度(Kg/m3) | 尺寸(mm2) | 厚度(mm) |
| 3D材料 | 65 | 100×100 | 40 |
| 记忆棉 | 50 | 100×100 | 40 |
| 普通海绵 | 25 | 100×100 | 40 |
| 实施例1 | 45 | 100×100 | 40 |
| 实施例2 | 55 | 100×100 | 40 |
| 实施例3 | 65 | 100×100 | 40 |
| 实施例4 | 75 | 100×100 | 40 |
试验方法：测试在(23±2)℃的室温、相对湿度(50±5)％的环境中进行。试验样本的回弹性试验采取泡沫塑料落球回弹力测试仪HD-760，匀速对尺寸为100*100*40mm的试验样本进行回弹测试，测试重复做5次，取平均值，并做记录。参考标准：GB/T6670-2008《软质聚氨酯泡沫塑料回弹性能的测定》。试验原理：H＝1/2gt2，通过测定落球从试验样本上弹起后的一段距离所用的时间，来确定它的回弹高度。钢球下落过程中挡住光源发出的光，光管接收不到光发出两个电信号，仪图能测出落球通过这两个采样点之间的距离所花费的时间，即采样时间t(t＝1/1000*脉冲数)。试验结果如表2所示。
表2回弹性试验结果
| 试验样本 | 密度(Kg/mm3) | 厚度(mm) | 回弹系数(％) |
| 立体网状结构体1 | 45 | 40 | 71.57 |
| 立体网状结构体2 | 55 | 40 | 71.13 |
| 立体网状结构体3 | 65 | 40 | 69.64 |
| 立体网状结构体4 | 75 | 40 | 68.8 |
| 3D材料 | 65 | 40 | 68.22 |
| 记忆棉 | 50 | 40 | 14.17 |
| 普通海绵 | 25 | 40 | 42.27 |
如表2所示，立体网状结构体的回弹性普遍较好，且四种密度的回弹系数均在68％以上，属于高回弹材料；同时随密度的增大，材料回弹性呈线递减趋势，密度为45kg/m3的回弹性最大达71.57％，密度为75kg/m3的回弹系数最小为68.8％，但上下浮动范围在3％内，说明本申请的立体网状结构体的回弹性表现稳定。
试验例2
压陷性能可以反映出材料的硬度，硬度过高的家居填充材料无法为人体提供包裹感，长时间使用会使人疲劳和不适，而硬度过低的家居无法为人体提供有效的支撑，使人体塌陷在材料中。因此适中的硬度也是家居填充材料的重要指标之一。本试验用于对实施例1至4所述的立体网状结构体，以及对比材料的压陷性能进行测试。
试验样本：选取尺寸为400mm×400mm，厚度为80mm的3D材料、乳胶棉、记忆棉和实施例1至4所述的立体网状结构体。各试验样本的结构指标如表3所示。
表3试验例2中试验样本的结构指标
| 试验样本 | 密度(Kg/m3) | 尺寸(mm2) | 厚度(mm) |
| 实施例1 | 45 | 400×400 | 80 |
| 实施例2 | 55 | 400×400 | 80 |
| 实施例3 | 65 | 400×400 | 80 |
| 实施例4 | 75 | 400×400 | 80 |
| 凝胶棉 | 65 | 400×400 | 80 |
| 记忆棉 | 50 | 400×400 | 80 |
| 普通海绵 | 25 | 400×400 | 80 |
试验方法：测试在(23±2)℃的室温、相对湿度(50±5)％的环境中进行。试验对象的压陷量试验采取海绵压陷硬度试验机HD-513C，匀速对尺寸为400×400×80mm的试验对象进行压陷，记录指定变形时压缩25％、40％、65％的压陷力。测量25％压陷力时试验对象表面的指标，压缩模量通过65％和25％压陷力的比率计算得出，该计算方法依据《高聚物多孔弹性材料凹入度法硬度测定(GB/T12825-2003)》。试验结果如表4所示。
表4压陷性能试验结果
由表3和表4可知，在厚度为80mm时，压缩25％、40％及65％所需的施加压力呈上升趋势，25％的压陷硬度都是最小的，从压缩40％到65％的过程中，所有密度下所施压力均变化最大；随着密度的增大，压陷力值规律性的逐渐增大，较大密度下所有压缩量所需的压力均大于较小密度；这4种密度下的立体网状结构体的压陷比(支撑因子)均在3以上，可知立体网状结构体的缓冲质量较高，即支撑性能较好；与其他材料相比，在不同的压缩量下，立体网状结构体的压缩硬度最大，其次为普通海绵、凝胶棉和记忆棉；由压馅比可知，立体网状结构体最大，其次为凝胶棉、普通海绵和记忆棉；综合而言，立体网状结构体既具有较高的硬度又满足使用中的缓冲性。
试验例3
透气性对于舒适度有很大影响，较差的透气度会使人体与材料的接触部位无法与空气进行热量交换，在夏天时将严重影响使用感受；而良好的透气性不仅无需考虑外在环境的气温，也使其在清洗时有利于水分的蒸发。本试验选取两种目前市面上透气性较好的材料,一是立体网状结构体，二是国内床垫上应用较多的3D材料材料，将二种材料的透气性对比分析。
试验对象：选取尺寸为100mm×100mm，厚度为20mm和40mm的3D材料材料和实施例1至4所述的立体网状结构体。各试验样本的结构指标如表5所示。
表5试验例3中试验样本的结构指标
| 试验样本 | 密度(Kg/m3) | 尺寸(mm2) | 厚度(mm) |
| 实施例1 | 45 | 100×100 | 20/40 |
| 实施例2 | 55 | 100×100 | 20/40 |
| 实施例3 | 65 | 100×100 | 20/40 |
| 实施例4 | 75 | 100×100 | 20/40 |
| 3D材料 | 65 | 100×100 | 20/40 |
试验方法：测试在(23±2)℃的室温、相对湿度(50±5)％的环境中进行。采用ISO-4638中所记载的透气性测量方法对上述试验对象的气流透过性进行测定。透气性结果如表6和表7所示。
表6 20mm厚度时透气性能试验结果
| 试验样本 | 厚度 | 压差为20pa |
| 实施例1 | 20mm | 620.71L/m2/s |
| 实施例2 | 20mm | 599.67L/m2/s |
| 实施例3 | 20mm | 561.34L/m2/s |
| 实施例4 | 20mm | 528.58L/m2/s |
| 3D材料 | 20mm | 166.67L/m2/s |
表7 40mm厚度时透气性能试验结果
| 试验样本 | 压差为20pa | 压差为40pa | 压差为50pa |
| 实施例1 | 321L/m2/s | 728L/m2/s | 950L/m2/s |
| 实施例2 | 302L/m2/s | 683L/m2/s | 926L/m2/s |
| 实施例3 | 276L/m2/s | 647L/m2/s | 894L/m2/s |
| 实施例4 | 259L/m2/s | 615L/m2/s | 842L/m2/s |
| 3D材料 | 71L/m2/s | 169L/m2/s | 235L/m2/s |
从试验结果来看，两种材料在试样压差同为20pa时其透气量存在很大差距，厚度为20mm的立体网状结构体透气量为528.58L/m2/s至620.71L/m2/s,明显大于3D材料材料(166.67L/m2/s)(见表6)。另外，由表7可知，同种材料随着厚度的增加，其透气量也存在差异，当厚度成倍增加到40mm，试样压差不变时，立体网状结构体透气量为259L/m2/s至321L/m2/s，3D材料材料仅为71L/m2/s，几乎在成倍的减少。但当试样差增大时，两种材料的透气量随之增加，试验压差设定为50pa时，立体网状结构体透气量已达842L/m2/s至950L/m2/s，而3D材料材料仅为235L/m2/s。可见，立体网状结构体透气性非常之好。总之，不同材料不同厚度时候的透气量是不同的，随着厚度的增加其透气量减小，但是可以看出厚度的增加对透气量影响较大，厚度越大，其透气性越差。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种立体网状结构体，其特征在于，包括多根热塑纤维，所述多根热塑纤维不规则弯曲缠绕形成多个丝圈结构，所述丝圈结构在立体方向疏密交错配置，所述热塑纤维之间以及单根热塑纤维内部热熔粘接。
2.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述立体网状结构体具有至少两个表层，位于所述立体网状结构体外周的所述丝圈沿一侧倒伏形成所述表层。
3.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述立体网状结构体具有多个腔体，相邻的所述腔体间相互连通。
4.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述热塑纤维的两端部均容纳在所述立体网状结构体外周所限定的立体空间内部。
5.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述热塑纤维的直径为0.75mm-1.25mm。
6.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述热塑纤维为中空结构，所述热塑纤维的壁厚为0.3mm-0.6mm。
7.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述所述热塑纤维为高分子聚酯纤维。
8.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述立体网状结构体的体积密度为45kg/m3-75kg/m3。
9.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述立体网状结构体的透气度为259L/m2/s-321L/m2/s。
10.根据权利要求1所述的立体网状结构体，其特征在于，所述立体网状结构体的回弹系数为68.8％-71.57％。
Priority Applications (1)
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| CN201810533941.XA CN108606544A (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 立体网状结构 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201810533941.XA patent/CN108606544A/zh active Pending
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