CN111109936A - 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵及生产方法，通过使用多台多组分聚氨酯发泡机进行混合浇注，在生产线上连续发泡，一次成型合成具有多段分区不同密度、硬度等承载体感以及防螨、助眠、抑菌、护颈椎等理疗功效的聚氨酯功能理疗海绵块泡。通过使用多台发泡机联合发泡技术所生产出多段的床垫海绵强度更好，生产效率高，生产成本低。使用贴合人体曲线的海绵床垫，通过调节海绵的密度和强度来改善海绵的支撑感，对人体皮肤表面及肌肉骨架，受力均衡，受压一致，避免局部受压、发麻、血流不畅等问题，促进血液正常循环，增强舒适感。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯软泡海绵床垫连续化生产工艺技术领域，具体为一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵及生产方法。
背景技术
随着经济发展，人们对健康睡眠的重视程度不断提高，睡眠所用的床垫已悄然发生了重大变化；为满足人们对床垫舒适度、人性化的要求，各式各样的床垫正不断地进入到人们的生活中。
聚氨酯软体床垫也已经风靡全球，国际国内床垫市场销售的几乎都是软体床垫。在软体床垫设计过程中床垫的软硬度以及弹性大小是设计的核心问题。现有技术中软体床垫的弹性大小和软硬度一般是一致的，然而仰卧时人体各区段下压重量不一。当使用者躺压在床体上时，床体不能够完全与身体的躺压区域贴合并承托人体的各个部位，人体的躺压区域局部（例如肩部和臀部）会出现强硬的受力感，这样不仅影响了睡眠舒适度和睡眠质量，还会影响人体的血液循环，长此以往，还会引发诸如腰部和颈部等一系列疾病。在睡眠中得不到充分放松就会造成颈椎和腰椎的疼痛，影响睡眠质量，长期使用会导致颈椎病或腰椎病。
CN 201520573421《一种五段分区床垫》公开了一种五段分区床垫，包括铺垫层、弹簧层、支撑底座以及包覆在铺垫层、弹簧层和支撑底座外部的面料层，铺垫层和弹簧层沿纵向依次设置成与人体对应的头部、肩背部、腰部、臀部以及腿部五区间，铺垫层和弹簧层各点处高度相同，铺垫层在对应头部、肩背部、腰部、臀部以及腿部各区间依次采用乳胶棉、波浪棉、乳胶棉、波浪棉以及乳胶棉，弹簧层中肩背部区间和臀部区间的弹性最高、腰部区间的弹性次之、头部区间和腿部区间的弹性最低。这种使用弹簧与海绵混合分区的组合床垫，由于使用弹簧不便于压缩运输。同时，弹簧的使用周期比海绵短，容易弹性损失而失去弹性。
CN201610744642《可以根据人体特征改善舒适感的组合软垫》公开了一种可以根据人体特征改善舒适感的组合软垫，包括与人体的头部、颈部、背部、腰部、臀部、大腿部位、小腿部位、脚部对应的七个部分，上述每个部分中相邻部分通过可拆卸式连接机构连接成一个整体；上述每个部分的支撑材料均主要为海绵材料，各部分海绵材料的硬度与人体对应部分对软垫的压强对应；人体中对软垫压强大的部分，对应部分软垫的海绵较软；人体中对软垫压强小的部分，对应部分软垫的海绵较硬。该专利中海绵分区床垫组合使用胶粘剂或者简单拼放在一起，使用胶粘剂粘接有较硬的接头，影响使用体感，同时增加生产工序，增加生产成本。使用简单拼在一起的床垫，结构不固定，容易窜位，减少使用时间和使用体验。
发明内容
本发明针对上述现有存在的问题，提供了一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵及生产方法。
通过使用新的生产工艺及设备，能够连续化生产出无需后期粘接加工的整体纯聚氨酯软体海绵床垫。发泡成型后，只要根据客户的尺寸要求进行简单的裁切，就可以完成。
本发明通过以下技术方案实现：
一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵，其特征是：通过使用多台聚氨酯发泡机进行混合浇注，在生产线上连续发泡，一次成型合成具有多段分区不同密度、硬度承载体感及防螨、助眠、抑菌、护颈椎理疗功效的聚氨酯功能理疗海绵块泡；所述的贴合人体曲线是将根据人体背部卧床时对海绵支持不同的压力，来调整海绵提供减压舒适的支撑感以及提高海绵的理疗功效。
所述的多段分区分为3-9个分区。
5段分区时分为：头部、背部、腰部、臀部、脚部；其中头部使用具有助眠功效的聚氨酯发泡海绵，背部使用远红外加热理疗效果的聚氨酯海绵，腰部和臀部透气与除湿效果聚氨酯海绵，脚部使用抑菌除味功效的聚氨酯海绵；具体密度和硬度的使用情况：头部用绵密度20-30Kg/m3、表面硬度35-45度；背部用密度30-40Kg/m3、表面硬度50-60度；腰部用绵密度30-40Kg/m3、表面硬度40-50度；臀部用密度30-40Kg/m3、表面硬度50-60度；脚部用绵密度20-30Kg/m3、表面硬度30-40度。根据每段每区设计不同的功能性海绵，让人在休息时达到既舒适又健康。五段分区海绵，关键是各区的工艺配方设计，加之设备改良才能一次性完成，针对人体不同的部位，采用有益于身心的原材料进行生产，以达到舒适又健康的双重效果。
所述的聚氨酯理疗海绵的合成配方：（1）改性植物基多元醇：0-25；（2）软泡聚醚多元醇：75-100；（3）混入CO2的醇胺基类水溶液0.5-20，优选5-15；（4）催化剂0.01-3；（5）TDI或MDI：20-60；
所述改性植物基多元醇为使用薰衣草的植物基进行液化改性合成具有羟基的混合物，再与环氧丙烷进行开环聚合反应合成的多元醇时，得到的海绵为具有助眠功效的聚氨酯海绵；所述改性植物基多元醇为使用金银花、艾叶的植物基进行液化改性合成具有羟基的混合物，再与环氧丙烷进行开环聚合反应合成的多元醇时，得到的海绵为具有抑菌除味功效的聚氨酯海绵；
所述改性植物基多元醇为使用高EO含量的植物基多元醇时，得到的海绵为具有透气与除湿效果聚氨酯海绵；所述改性植物基多元醇为使用由植物秸秆制成的石墨合成石墨烯改性的多元醇时，得到的海绵为具有远红外加热理疗效果的聚氨酯海绵；
所述混入CO2的醇胺基类水溶液为注入质量比1-5%的CO2的醇胺溶液，其水份为1%-50%，优选5%-20%。
一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵生产方法，其特征在于：采用溢流槽式下移发泡法，具体为：多台聚氨酯发泡机同时启动，将多组分物料按不同种类海绵配方从各原料储罐连续输送到发泡机头，输送的过程中根据发泡的情况调节各组分的流量；物料经由计量泵经转子或高精度电子流量计，经物料切换阀门输送至混合机头，经混合头高速搅拌乳化，搅拌混合好的发泡料通过采用分段溢流槽分布到连续发泡生产线中，各段在发泡过程中自粘成型，制备出贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵。
所述的分段溢流槽为把单一的Foamax发泡槽隔断成多段形式；其中优选5段。每个隔断槽都具备1-3个发泡物料进料口；物料经过具有高速剪切力发泡机的混合搅拌头，通过高强度软管从隔断槽的一端流入，从发泡槽的另一端敞开口连续流淌在连续生产线上面跟随生产线转动的底纸上。
本发明的有益效果在于：
（1）使用多台发泡机联合发泡技术所生产出的海绵再制成的床垫较使用胶粘剂或者简单拼放在一起的床垫粘接强度更好，没有使用胶粘剂粘接带来的较硬的接头，有较好的使用体感。同时生产效率高，生产成本低，由于不使用胶粘剂所制成海绵制品气味更低。
（2）使用贴合人体曲线的海绵做成床垫，睡觉时卧床时对海绵支持不同的压力，同时，床垫对人体的反作用力也不同，通过调节海绵的密度和强度来改善海绵的支撑感，扶托人体受压均匀，衡压效果，对背、肩、臀、侧睡姿、对人体皮肤表面及肌肉骨架，受力均衡，受压一致，避免局部受压、发麻、血流不畅等问题，促进血液正常循环，增强舒适感。
（3）通过在聚氨酯海绵发泡过程中分段添加不同功能原料使用普通聚氨酯海绵具有新的功效。添加富含薰衣草成份，具有安眠效果；采用石墨烯负离子成份，具有远红外理疗效果；使用竹碳透气绵，具有除湿透气的作用，添加活性碳，达到除菌功效。
（4）聚氨酯理疗海绵发泡采用常压二氧化碳全水发泡技术，在现有的设备上即可以生产，与现有高压二氧化碳发泡对设备和现场工艺有很高的要求相比，带来很大的便利，极大的降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
使用3台多组分聚氨酯发泡机分别按下表1中的配方进行发泡。将配方中5个组分的原料比例输送到发泡机头上，通过PLC和流量计相互调节控制，把原料经混合头高速搅拌乳化，再通过采用改良版的分段溢流槽分布到连续发泡生产线上，一次成型合成贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵。其具有3段分区：头部区、背部区、脚部区；头部用绵密度20Kg/m3、表面硬度35度；背部用密度35Kg/m3、表面硬度50度；脚部用绵密度20Kg/m3、表面硬度30度。
表1 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵基础配方
| 配方 | （1） | （2） | （3） |
| 改性植物基多元醇 | 20（助眠） | 25（护颈椎） | 20（抑菌） |
| 软泡聚醚多元醇 | 80 | 75 | 80 |
| CO<sub>2</sub>醇胺水溶液 | 10 | 8 | 11 |
| 催化剂 | 1.5 | 1.4 | 1.5 |
| TDI | 40 | 38 | 41 |
实施例2
使用5台多组分聚氨酯发泡机分别按下表2中的配方进行发泡。将配方中5个组分的原料比例输送到发泡机头上，通过PLC和流量计相互调节控制，把原料经混合头高速搅拌乳化，再通过采用改良版的分段溢流槽分布到连续发泡生产线上，一次成型合成贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵。
其具有5段分区：头部区、背部区、腰部区、臀部区、脚部区；头部用绵密度20Kg/m3、表面硬度35度；背部用密度35Kg/m3、表面硬度50度；腰部用绵密度38Kg/m3、表面硬度45度；臀部用绵密度19Kg/m3、表面硬度20度；脚部用绵密度20Kg/m3、表面硬度30度。
表2 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵基础配方
| 配方 | （1） | （2） | （3） | （4） | （5） |
| 改性植物基多元醇 | 20（助眠） | 25（护颈椎） | 20（石墨烯） | 25（竹碳） | 20（抑菌） |
| 软泡聚醚多元醇 | 80 | 75 | 80 | 75 | 80 |
| CO<sub>2</sub>醇胺水溶液 | 10 | 8 | 7.5 | 12 | 11 |
| 催化剂 | 1.5 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.5 |
| TDI | 40 | 38 | 37 | 42 | 41 |
对比例1
使用1台多组分聚氨酯发泡机分别按下表3中的配方进行发泡。将配方中5个组分的原料比例输送到发泡机头上，通过单个溢流槽分布到连续发泡生产线上，一次成型合成贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵。其具有1段分区，海绵密度24Kg/m3、表面硬度35度。
表3 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵基础配方
| 配方 | 软泡聚醚多元醇 | CO<sub>2</sub>醇胺水溶液 | 催化剂 | TDI |
| 比例 | 100 | 9 | 1.5 | 39 |
实验例1
以下实验例是将实施例中的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵做成床垫制品进行试验，测试对象：100名测试对象，其中男性50名，女性50名(年龄28～55岁)。测试方法：记录总体舒适感和局部舒适感指标，并统计结果(4.0)为一般，数值越高，舒适指数越高，反之，舒适指数越低。实验用海绵种类为（1）实施例1海绵、（2）实施例2海绵、（3）对比例1海绵。
表4 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵各部人体舒适感数据
| 项目 | 实施例1海绵 | 实施例2海绵 | 对比例1海绵 |
| 头部舒适感 | 5.62 | 5.71 | 5.12 |
| 背部舒适感 | 5.53 | 5.45 | 4.71 |
| 腰部舒适感 | 5.31 | 5.44 | 5.13 |
| 臀部舒适感 | 5.15 | 5.55 | 5.08 |
| 脚部舒适感 | 5.11 | 5.30 | 5.11 |
| 总体舒适感 | 5.34 | 5.49 | 5.03 |
贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵床垫较普通海绵床垫给人体腰部、背部和臀部提供更高的舒适感。这说明在人体仰卧时贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵床垫对腰部承受的力能很好地支撑腰椎，保持放松状态。说明通过床垫局部位局的弹性、柔软性的合理设计能便床垫达到更好的舒适度。
实验例2
将实施例中的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵做成床垫制品进行试验。试验人群：年龄在20岁至64岁之间的知情受试者；主要功能：改善睡眠；具体使用效果，通过匹兹堡睡眠质量指数PSQI值进行测试。
使用和统计方法：PSQI值用于评定被试1个月的睡眠质量。由19个自评和5个他评条目构成，其中第19个自评条目和5个他评条目不参与计分。18个条目组成7个成份，每个成份按0-3等级计分，累积各成份得分为PSQI总分，总分范围为0-21。0-5分 睡眠质量很好；6-10分 睡眠质量还行；11-15分 睡眠质量一般；16-21分 睡眠质量很差。得分越高，表示睡眠质量越差。被试者完成试问需要5分钟。
测试对象：100名测试对象，其中男性50名，女性50名(年龄28～55岁)。
测试方法：在上述100名测试对象随机分成A、B两组，每组50名，各25名男性和25名女性。
A和B两组使用对比例1中制品情况下，进行PSQI值测试，作为对照组；然后A在连续使用本发明的实施例1贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵3个月后，再次测试，B则在连续使用本发明的实施例2中贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵3个月后，再次测试。具体对比数据如下表：
表5 贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵PSQI值汇总数据
| 使用对比例1的PSQI 值 | 使用实施例的PSQI 值 | |
| A组 | 13.7 | 6.7（实验例1） |
| B组 | 13.4 | 5.3（实验例2） |
实验证明，本发明的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵够降低PSQI 值，即缩短入睡时间，延长睡眠时间，降低睡眠障碍。
Claims (6)
1.一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵，其特征是：通过使用多台聚氨酯发泡机进行混合浇注，在生产线上连续发泡，一次成型合成具有多段分区不同密度、硬度承载体感及防螨、助眠、抑菌、护颈椎理疗功效的聚氨酯功能理疗海绵块泡。
2.根据权利要求1所述的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵，其特征是：所述的多段分区分为3-9个分区。
3.根据权利要求2所述的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵，其特征是：多段分区分为3-5个分区；
5段分区时分为：头部、背部、腰部、臀部、脚部；其中头部使用具有助眠功效的聚氨酯发泡海绵，背部使用远红外加热理疗效果的聚氨酯海绵，腰部和臀部透气与除湿效果聚氨酯海绵，脚部使用抑菌除味功效的聚氨酯海绵；具体密度和硬度的使用情况：头部用绵密度20-30Kg/m3、表面硬度35-45度；背部用密度30-40Kg/m3、表面硬度50-60度；腰部用绵密度30-40Kg/m3、表面硬度40-50度；臀部用密度30-40Kg/m3、表面硬度50-60度；脚部用绵密度20-30Kg/m3、表面硬度30-40度。
4.根据权利要求3所述的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵，其特征是：所述的聚氨酯理疗海绵的合成配方：（1）改性植物基多元醇：0-25；（2）软泡聚醚多元醇：75-100；（3）混入CO2的醇胺基类水溶液0.5-20，优选5-15；（4）催化剂0.01-3；（5）TDI或MDI：20-60；
所述改性植物基多元醇为使用薰衣草的植物基进行液化改性合成具有羟基的混合物，再与环氧丙烷进行开环聚合反应合成的多元醇时，得到的海绵为具有助眠功效的聚氨酯海绵；所述改性植物基多元醇为使用金银花、艾叶的植物基进行液化改性合成具有羟基的混合物，再与环氧丙烷进行开环聚合反应合成的多元醇时，得到的海绵为具有抑菌除味功效的聚氨酯海绵；
所述改性植物基多元醇为使用高EO含量的植物基多元醇时，得到的海绵为具有透气与除湿效果聚氨酯海绵；所述改性植物基多元醇为使用由植物秸秆制成的石墨合成石墨烯改性的多元醇时，得到的海绵为具有远红外加热理疗效果的聚氨酯海绵；
所述混入CO2的醇胺基类水溶液为注入质量比1-5%的CO2的醇胺溶液，其水份为1%-50%，优选5%-20%。
5.一种贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵生产方法，其特征在于：采用溢流槽式下移发泡法，具体为：多台聚氨酯发泡机同时启动，将多组分物料按不同种类海绵配方从各原料储罐连续输送到发泡机头，输送的过程中根据发泡的情况调节各组分的流量；物料经由计量泵经转子或高精度电子流量计，经物料切换阀门输送至混合机头，经混合头高速搅拌乳化，搅拌混合好的发泡料通过采用分段溢流槽分布到连续发泡生产线中，各段在发泡过程中自粘成型，制备出贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵。
6.根据权利要求5所述的贴合人体曲线的聚氨酯理疗海绵生产方法，其特征是：所述的分段溢流槽为把单一的Foamax发泡槽隔断成多段形式；每个隔断槽都具备1-3个发泡物料进料口；物料经过具有高速剪切力发泡机的混合搅拌头，通过高强度软管从隔断槽的一端流入，从发泡槽的另一端敞开口连续流淌在连续生产线上面跟随生产线转动的底纸上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200508 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |