JP7416691B2 - Three-dimensional polymer fiber matrix layer for preconditioned bedding products - Google Patents

Three-dimensional polymer fiber matrix layer for preconditioned bedding products Download PDF

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Description

本開示は、一般に、寝具製品および製造方法に関し、より詳細には、プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層を備える寝具製品に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This disclosure relates generally to bedding products and methods of manufacture, and more particularly to bedding products comprising a preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layer.

オールフォームマットレスアセンブリおよびハイブリッドフォームマットレス（例えば、１つまたは複数のフォーム層に加えて、スプリングコイル、流体を含む袋状部、およびそれらの様々な組合せを備えるフォームマットレス）に関する継続中の問題のうちの１つは、ユーザの快適さである。ユーザの快適さに対処するため、マットレスは、意図されるユーザのニーズに適するように、特に密度および硬度などの変化する特性を有する複数の層を有するように製造されることが多い。ユーザの快適さに関わる１つの特定の領域は、ある期間後にユーザが経験する蓄熱のレベルである。これに加えて、いくつかのマットレスは、高レベルの湿気を保持し、さらにユーザに対する不快を生じ、潜在的に不衛生に至り得る。 Among the ongoing issues with all-foam mattress assemblies and hybrid foam mattresses (e.g., foam mattresses with one or more foam layers plus spring coils, fluid-containing bladders, and various combinations thereof) One of these is user comfort. To address user comfort, mattresses are often manufactured with multiple layers having varying properties, such as density and firmness, among others, to suit the needs of the intended user. One particular area of user comfort is the level of heat accumulation that the user experiences after a period of time. In addition to this, some mattresses can retain high levels of moisture, further causing discomfort to the user and potentially leading to unsanitary conditions.

残念なことに、現在のマットレスアセンブリに用いられる高密度のフォーム（特に、典型的には微細なセル構造を有し通気性が低い従来のメモリフォーム層を利用したもの）は、一般に、適切な換気を妨げる。結果として、フォーム材料は、ある期間後にユーザに対して不快なレベルの熱を示し得る。 Unfortunately, the high-density foams used in current mattress assemblies (particularly those utilizing traditional memory foam layers, which typically have a fine cell structure and low breathability) are generally not suitable for Prevents ventilation. As a result, the foam material may exhibit an uncomfortable level of heat to the user after a period of time.

これに加えて、マットレスに利用されるフォーム層の特性は、マットレスの所有寿命にわたって、すなわち、マットレスを選択する時点からそのマットレスが最終的に取替えられるまで、変化し得る。特に、ショールームフロアにおいてマットレスを試用する時に消費者が選択するマットレスが、消費者がマットレスを購入した後、最終的に消費者の家庭に搬送されるマットレスの硬さとは、少なくともいくらか異なる硬さを有する場合があることが、消費者によって知られている。通常、消費者は、消費者の家庭に搬送されるマットレスが、消費者がショールームフロアにおいて試用したマットレスよりも硬いことに気付く。これに加えて、経時的にマットレスの硬さは変化し得る。消費者がマットレスを用いるにつれ、マットレスには、そのマットレスが他の領域よりも硬くない領域が生じ得る。このようにして、経時的に、マットレスの就寝面は、一貫しない感触、すなわち、マットレスの硬さが異なるか異なるように知覚されるところを有し得る。 In addition, the characteristics of the foam layers utilized in a mattress may change over the lifetime of the mattress, ie, from the time the mattress is selected until the mattress is eventually replaced. In particular, the mattress that a consumer selects when trying out a mattress on the showroom floor may have a firmness that is at least somewhat different from the firmness of the mattress that is ultimately delivered to the consumer's home after the consumer purchases the mattress. It is known by consumers that they may have Typically, consumers find that the mattress shipped to their home is harder than the mattress they tried on the showroom floor. In addition to this, the firmness of the mattress may change over time. As consumers use the mattress, areas of the mattress may develop where the mattress is less firm than other areas. Thus, over time, the sleeping surface of the mattress may have an inconsistent feel, ie, the firmness of the mattress varies or is perceived to be different.

マットレス製造業者は、フォームの性質について消費者に教えることにより、また新たに購入された消費者のマットレスの硬さが経時的に変化することを消費者が予期すべきであると消費者に知らせることにより、この問題を回避してきた。しかしながら、このアプローチは、この現象についての基本的な理由に対処することができず、その新品のマットレスの硬さがどれほど変化しやすいかについて信頼性のある見積りを消費者に提供しない。 Mattress manufacturers educate consumers about the properties of their foam and that they should expect the firmness of newly purchased consumer mattresses to change over time. This has avoided this problem. However, this approach fails to address the fundamental reasons for this phenomenon and does not provide the consumer with a reliable estimate of how variable the firmness of their new mattress is.

本明細書において開示されるものは、プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクスを備える寝具製品である。１つまたは複数の実施形態では、マットレス構造についてのプレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層は、一定な長さ、幅および高さ寸法を有する押し出された３次元ポリマー繊維層を含み、その押し出された３次元ポリマー繊維層は、隣接する繊維同士の間の接続点にて結合されるとともにその層の単位領域あたりの自由体積を有する、ランダムに配向されたポリマー繊維を備え、結合点とランダムに配向されたポリマー繊維との一部は、プレコンディショニングプレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層の機械特性をプレコンディショニングされていない３次元ポリマー繊維マトリクス層に対して変化させるように壊れる。 Disclosed herein is a bedding product comprising a preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix. In one or more embodiments, the preconditioned three-dimensional polymeric fibrous matrix layer for the mattress structure includes an extruded three-dimensional polymeric fibrous layer having constant length, width, and height dimensions; A three-dimensional polymer fiber layer comprising randomly oriented polymer fibers bonded at connection points between adjacent fibers and having a free volume per unit area of the layer, with random Some of the polymer fibers oriented in the preconditioning break so as to change the mechanical properties of the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer relative to the non-preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer.

１つまたは複数の実施形態では、マットレスは、一定な長さ、幅および高さ寸法を有する３次元ポリマー繊維層を含む１つ以上のプレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層を備え、押し出された３次元ポリマー繊維層は、隣接する繊維同士の間の接続点にて結合されるとともにその層の単位領域あたりの自由体積を有する、ランダムに配向されたポリマー繊維を備え、プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層の機械特性をプレコンディショニングがされていない３次元ポリマー繊維マトリクス層に対して変化させるように、接続点およびランダムに配向されたポリマー繊維のうちの一部が壊れる。 In one or more embodiments, the mattress comprises one or more preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layers that include three-dimensional polymeric fiber layers having constant length, width, and height dimensions; The three-dimensional polymer fiber layer comprises randomly oriented polymer fibers bonded at connection points between adjacent fibers and has a free volume per unit area of the layer, and a preconditioned three-dimensional polymer fiber layer. The connection points and some of the randomly oriented polymer fibers are broken so as to change the mechanical properties of the dimensional polymer fiber matrix layer relative to an unpreconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer.

本開示は、本開示の様々な特徴の以下の詳細な説明およびその詳細な説明に含まれる例を参照することによって、より容易に理解され得る。 The present disclosure may be more readily understood by reference to the following detailed description of various features of the disclosure and the examples contained therein.

３次元ポリマー繊維マトリクス層を備えるフォーム繊維複合層の部分断面図を概略的に示す図。1 schematically shows a partial cross-sectional view of a foam fiber composite layer comprising a three-dimensional polymer fiber matrix layer; FIG. ３次元ポリマー繊維マトリクス層をプレコンディショニングするための例示的なシステムを概略的に示す図。1 schematically depicts an exemplary system for preconditioning a three-dimensional polymer fiber matrix layer. FIG. ３次元ポリマー繊維マトリクス層をプレコンディショニングするための例示的なシステムを概略的に示す図。1 schematically depicts an exemplary system for preconditioning a three-dimensional polymer fiber matrix layer. FIG. ３次元ポリマー繊維マトリクス層をプレコンディショニングするための代替システムを示す図。FIG. 3 illustrates an alternative system for preconditioning a three-dimensional polymer fiber matrix layer. プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層を備える例示的なマットレスを概略的に示す図。1 schematically depicts an exemplary mattress comprising a preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layer; FIG. プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層を備える例示的なマットレスを概略的に示す図。1 schematically depicts an exemplary mattress comprising a preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layer; FIG.

図４および図５は、本発明の一実施形態に係るマットレス２００の上面図（上）および側面図（下）をそれぞれ示す。マットレス２００は、マットレスコア２０２と、就寝面を提供するようにマットレスコア２０２上に配置されている１つ以上の３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層２０４とを備える。３次元ＰＬＡマトリクス層２０４の部分２０６および２０８は、異なって処理されてよい。例えば、３次元ＰＬＡマトリクス層２０４の部分２０８はプレコンディショニングされてよく、一方、部分２０６はプレコンディショニングされない。これによって、マットレスのある部分がより硬質またはより軟質であることが可能であって、ユーザの就寝姿勢に合うように仕立てられることが可能であるマットレスを得る。他の実施形態では、３次元ＰＬＡマトリクス層２０４の異なる部分が、異なる程度にプレコンディショニングされてよい。例えば、特定の硬さを提供するように、ある量の（または伸張が行われ）、３次元ポリマー基質層２０４の別の区画は、硬さを提供するように、異なる量により圧縮または伸張されてよい。随意では、３次元ＰＬＡマトリクス層２０４は、３つ以上の部分においてプレコンディショニングされてよく、各部分は異なる硬さを提供するようにプレコンディショニングされてよい。 4 and 5 show a top view (top) and a side view (bottom), respectively, of a mattress 200 according to an embodiment of the invention. Mattress 200 includes a mattress core 202 and one or more three-dimensional PLA fiber matrix layers 204 disposed over mattress core 202 to provide a sleeping surface. Portions 206 and 208 of three-dimensional PLA matrix layer 204 may be treated differently. For example, portion 208 of three-dimensional PLA matrix layer 204 may be preconditioned, while portion 206 is not preconditioned. This results in a mattress that allows certain parts of the mattress to be harder or softer and that can be tailored to suit the sleeping position of the user. In other embodiments, different portions of the three-dimensional PLA matrix layer 204 may be preconditioned to different degrees. For example, one section of the three-dimensional polymer matrix layer 204 may be compressed or stretched by a different amount to provide a particular stiffness, and another section of the three-dimensional polymeric matrix layer 204 may be compressed or stretched by a different amount to provide a specific stiffness. It's okay. Optionally, the three-dimensional PLA matrix layer 204 may be preconditioned in three or more sections, and each section may be preconditioned to provide a different hardness.

図６は、下部の基底層３０２と、３次元ポリマー繊維マトリクス層３０４と、１つ以上の上部フォーム層３０６とを備えるマットレス３００を概略的に示す。３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層３０４は、基底層３０２と上部フォーム層３０４との間にある。 FIG. 6 schematically depicts a mattress 300 comprising a lower base layer 302, a three-dimensional polymer fiber matrix layer 304, and one or more upper foam layers 306. A three-dimensional PLA fiber matrix layer 304 is between the base layer 302 and the top foam layer 304.

本開示は、マットレスに１つまたは複数のプレコンディショニングされた３次元ポリマーマトリクス繊維層を提供することによって、先行技術において知られた問題を克服する。１つまたは複数のプレコンディショニングされた３次元ポリマーマトリクス繊維層の位置は、限定されるように意図されるものではない。１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のプレコンディショニングされた３次元ポリマーマトリクス繊維層は、表面に近接して配置されることが可能である。 The present disclosure overcomes problems known in the prior art by providing a mattress with one or more preconditioned three-dimensional polymer matrix fibrous layers. The position of the one or more preconditioned three-dimensional polymer matrix fiber layers is not intended to be limiting. In one or more embodiments, one or more preconditioned three-dimensional polymer matrix fibrous layers can be disposed proximate the surface.

１つまたは複数の他の実施形態では、プレコンディショニングされた３次元ポリマーマトリクス繊維層は、オールフォームマットレス構造においては基底フォーム層と１つまたは複数のフォーム層（例えば、ポリウレタンフォーム層、ラテックスフォーム層、粘弾性フォーム層など）との間の、または基底層として袋状部、コイルスプリングなどをさらに備えることが可能なハイブリッドマットレス構造においてはインナーコアと１つまたは複数のフォーム層との間の遷移層として利用される。 In one or more other embodiments, the preconditioned three-dimensional polymer matrix fibrous layer is a base foam layer and one or more foam layers (e.g., polyurethane foam layer, latex foam layer) in an all-foam mattress construction. , viscoelastic foam layers, etc.) or between the inner core and one or more foam layers in hybrid mattress constructions, which may further include bladders, coil springs, etc. as base layers. Used as a layer.

３次元ポリマー繊維マトリクス層は、一般に、３次元層に剛性および構造を提供するように、繊維同士の間の様々な接触点が結合点として機能する３次元ランダムポリマー配向を生じる、押出処理によって形成される。３次元ポリマー繊維マトリクス層は、それ自身、３次元ポリマー層を備えるマットレス上をユーザが一方から他方に転がる時に生じ得るような、剪断方向における疲労を受けやすい。結果として、使用に応じて３次元ポリマー層の密集が生じ、これは硬さの変化および高さの減少として経時的に現れることがある。使用に応じた３次元ポリマー繊維マトリクス層に対する特性変化を最小化するように、３次元ポリマーマトリクス層は、３次元ポリマーマトリクス層内の弱い結合および／または構造的に弱い繊維を壊すプレコンディショニング処理を受けやすくする。 Three-dimensional polymeric fiber matrix layers are generally formed by an extrusion process that results in a three-dimensional random polymer orientation with various contact points between the fibers acting as bonding points to provide stiffness and structure to the three-dimensional layer. be done. The three-dimensional polymeric fiber matrix layer is itself susceptible to fatigue in the shear direction, such as can occur when a user rolls from one side to the other on a mattress comprising the three-dimensional polymeric layer. As a result, depending on use, a crowding of the three-dimensional polymer layer occurs, which can manifest itself over time as a change in hardness and a decrease in height. To minimize property changes to the 3D polymer fiber matrix layer upon use, the 3D polymer matrix layer may be subjected to a preconditioning treatment that breaks up weak bonds and/or structurally weak fibers within the 3D polymer matrix layer. Make it easier to receive.

ここで図１を参照すると、参照符号１０により一般に示されるプレコンディショニングする前の３次元ポリマーマトリクス層が示される。３次元ポリマーマトリクス層１０は、相当数の空隙１４（すなわち、単位領域あたり比較的大きい量の自由空間）を形成するランダムに配向された繊維１２を含む。自由空間は、ポリマーストランドによって占有されない領域として形成され、本明細書において空隙とも呼ばれる。３次元ポリマーマトリクス層１０は、ランダムに配向された繊維同士の間の交点に複数の結合点１６を有する。 Referring now to FIG. 1, a three-dimensional polymer matrix layer, indicated generally by the reference numeral 10, is shown prior to preconditioning. Three-dimensional polymer matrix layer 10 includes randomly oriented fibers 12 that form a significant number of voids 14 (ie, a relatively large amount of free space per unit area). Free space is formed as the area not occupied by the polymer strands and is also referred to herein as a void. The three-dimensional polymer matrix layer 10 has a plurality of bond points 16 at the intersections between randomly oriented fibers.

一般に、３次元ポリマーマトリクス層１０は、所望される３次元ポリマー繊維層を最初に押し出すことによって形成される。所望されるポリマーのグラニュール、ペレット、チップなどは、典型的にはポリマーの溶融温度よりも大きい上昇した温度および圧力の押出装置（すなわち、押出機）に供給される。次いでポリマーは、溶融形態において、一般に定められた直径の複数の離間した開口部を含むプレートであるダイを通じて押し出される。開口部の配置、密度および直径は、プレートを通じて同一であることも異なることも可能である。異なるときには、３次元ポリマー繊維層は、密度の異なる区域（例えば、断面領域が単位領域あたり異なる量の自由体積を有することが可能である）を有するように作られることが可能である。例えば、３次元ポリマー繊維層はフレーム状構造を含むことが可能であり、外周部が内部よりも高密度を有するか、３次元ポリマー繊維層が格子状パターンを有し、格子の各正方形は隣接する正方形とは異なる密度を有するか、３次元ポリマー繊維層が様々な予想されるユーザの重量負荷に対応する異なる密度部分を有する。３次元ポリマー繊維層の様々な構造は、限定されることが意図されるものではなく、任意の所望の用途についてカスタマイズされることが可能である。このようにして、３次元ポリマー繊維層の硬さ（すなわち、押込み力たわみ）および／または密度は、ダイ形状およびコンベア速度に応じて一様であるか異なることが可能である。 Generally, the three-dimensional polymer matrix layer 10 is formed by first extruding the desired three-dimensional polymer fiber layer. Granules, pellets, chips, etc. of the desired polymer are fed to an extrusion device (ie, an extruder) at elevated temperature and pressure, typically greater than the melt temperature of the polymer. The polymer is then extruded in molten form through a die, which is generally a plate containing a plurality of spaced apertures of a defined diameter. The arrangement, density and diameter of the openings can be the same or different throughout the plate. At different times, the three-dimensional polymer fiber layer can be made to have areas of different densities (eg, cross-sectional areas can have different amounts of free volume per unit area). For example, a three-dimensional polymeric fibrous layer can include a frame-like structure, with the outer periphery having a higher density than the interior, or a three-dimensional polymeric fibrous layer can have a grid-like pattern, with each square of the grid adjacent to The three-dimensional polymer fiber layer has different density sections corresponding to various expected user weight loads. The various configurations of the three-dimensional polymeric fiber layer are not intended to be limited and can be customized for any desired application. In this way, the stiffness (i.e., indentation force deflection) and/or density of the three-dimensional polymeric fiber layer can be uniform or vary depending on die geometry and conveyor speed.

ポリマーは冷却槽へと押し出され、それによってもつれを生じ、もつれによってポリマー繊維の結合を得る。同時に、連続的に押し出され、冷却されたポリマーマトリクスはコンベア上へと引かれる。運搬のレートおよび冷却槽の温度は３次元ポリマー繊維層の厚さと密度とをさらに変化させるように、個々に変化することが可能である。一般に、３次元ポリマー繊維マトリクス層の厚さは、それ自体、約２．５４ｃｍから約１５．２４ｃｍまで（約１から約６インチまで）の範囲の厚さの全幅マットレス材料として押し出されることが可能であり、またトッパーの大きさにまたはロール形態内に製造されることが可能である。しかしながら、所望される場合には、より薄いかより厚い厚さが、より広い幅とともに用いられることも可能である。プレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維層は、１．２７ｃｍから１４．９９ｃｍまで（０．５から５．９インチまで）の範囲の厚さを有することが可能である。 The polymer is extruded into a cooling bath, thereby creating entanglements and obtaining bonding of the polymer fibers by entanglement. At the same time, the continuously extruded and cooled polymer matrix is pulled onto a conveyor. The rate of conveyance and the temperature of the cooling bath can be varied individually to further vary the thickness and density of the three-dimensional polymeric fiber layer. Generally, the thickness of the three-dimensional polymeric fiber matrix layer can itself be extruded as a full-width mattress material with a thickness ranging from about 1 to about 6 inches. and can also be manufactured in topper size or in roll form. However, thinner or thicker thicknesses can be used with wider widths if desired. The preconditioned three-dimensional polymer fiber layer can have a thickness ranging from 1.27 cm to 14.99 cm (0.5 to 5.9 inches).

適切な押出機は、例えば、ニュージャージー州０７４４６ラムジーのシンシナティ－ミラクロン（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ－Ｍｉｌｌｉｃｒｏｎ）のクルップヴェルナーウントプライデラー社（Ｋｒｕｐｐ Ｗｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ Ｃｏｒｐ．）、ニュージャージー州０８８７６サマービル、ノースカロライナ州シャーロットのベルストルフ（Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ）社、およびコネチカット州０６３７９パーカタックのクロンプトンアンドノーズル社のデービススタンダード部門（Ｄａｖｉｓ－Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｉｖ． Ｃｒｏｍｐｔｏｎ＆Ｋｎｏｗｌｅｓ Ｃｏｒｐ．）を含む様々な製造業者から入手可能な産業用溶融可塑化押出機などの連続処理高剪断ミキサを含むが、これらに限定されない。ニーダーは、イリノイ州ブルーミントンのブス・アメリカ（Ｂｕｓｓ Ａｍｅｒｉｃａ）社から入手可能であり、これに代えて、ジェリマット（Ｇｅｌｉｍａｔ）（商標）として知られる高剪断ミキサが、ドイツ国マンハイム・ヴァルトホーフの有限会社ドレイスウェルケ（Ｄｒａｉｓｗｅｒｋｅ）から入手可能であり、ファレル連続式ミキサ（Ｆａｒｒｅｌ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｍｉｘｅｒｓ）はコネチカット州アンソニアのファレル（Ｆａｒｒｅｌ）社から入手可能である。混合、加熱、圧縮および混練動作に用いられるスクリューコンポーネントは、ニューヨーク（１９８６）ハンサー出版（Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ）ポリマー押出、ラウウェンダール（Ｒａｕｗｅｎｄａａｌ）の８章および４５８～４７６頁、メイヤー（Ｍｅｉｊｅｒ）らの”Ｔｈｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｍｉｘｅｒｓ．Ｐａｒｔ１：Ｔｈｅ Ｃｏｒｏｔａｔｉｎｇ Ｔｗｉｎ－Ｓｃｒｅｗ Ｅｘｔｒｕｄｅｒ”、ポリマー工学および科学ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．５の２８２～２８４頁（１９９８年３月）、およびギボンズ（Ｇｉｂｂｏｎｓ）らの「押出機（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）」現代プラスチック百科事典（Ｍｏｄｅｒｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ）（１９８６～１９８７）に示され記載されている。押出機バレル要素の選択と押出機スクリューの組立に必要な知識は、様々な押出機供給者から容易に取得可能であり、流動性ポリマー過疎化の分野の当業者に周知である。 Suitable extruders include, for example, Krupp Werner & Pfleiderer Corp., Cincinnati-Millicron, Ramsey, NJ 07446, Somerville, NJ 08876, Berstorff Corp., Charlotte, NC; and continuous processing high shear mixers, such as industrial melt plasticizing extruders, available from a variety of manufacturers, including Davis-Standard Div. Crompton & Knowles Corp., Percatuck, CT 06379. including but not limited to. Kneaders are available from Buss America, Bloomington, Illinois; alternatively, high shear mixers known as Gelimat™ are available from Buss America, Inc., Mannheim-Waldhof, Germany. Farrel Continuous Mixers are available from Farrel Corporation of Ansonia, CT. Screw components used for mixing, heating, compression and kneading operations are described in New York (1986) Hanser Publisher Polymer Extrusion, Rauwendaal Chapter 8 and pp. 458-476, Meijer et al. "The Modeling of Continuous Mixers. Part 1: The Corotating Twin-Screw Extruder", Polymer Engineering and Science vol. 28, No. 5, pp. 282-284 (March 1998), and Gibbons et al., "Extrusion," Modern Plastics Encyclopedia (1986-1987). The knowledge necessary to select extruder barrel elements and assemble extruder screws is readily available from various extruder suppliers and is well known to those skilled in the art of flowable polymer depopulation.

押し出されたポリマー繊維構造は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、エラストマー、コポリマー、およびモノフィラメントまたは異なる融点を有する複数のバイコンポーネントフィラメントを含むそれらの誘導体から形成されてよい。１つの実施形態では、ポリマー繊維構造は、設計されたポリエステル繊維材料である。本開示に係る例示的なポリマー繊維構造は、ポリエステルエラストマーバインダをシースとするコアポリエステル繊維である。 Extruded polymeric fiber structures may be formed from polyester, polyethylene, polypropylene, nylon, elastomers, copolymers, and derivatives thereof, including monofilaments or multiple bicomponent filaments with different melting points. In one embodiment, the polymeric fiber structure is an engineered polyester fiber material. An exemplary polymer fiber structure according to the present disclosure is a core polyester fiber sheathed with a polyester elastomer binder.

設計された繊維は、中実または中空であることが可能であり、また円形もしくは三角形、または他の断面形状（例えば、三葉形、チャネルが形成されている（ｃｈａｎｎｅｌｅｄ）など）である断面を有することが可能である。別の種類のポリエステル繊維は、もつれたスプリング状構造を有する。製造中、ポリマー繊維構造は、より弾性的な構造を提供するように、繊維同士を互いに連結させるための押出によって加熱される。繊維は、所望される特性に応じて、ランダムに配向されるか指向的に配向されてよい。そうした処理は、調整可能スプリングマットレスおよび該マットレスを製造する方法（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｓｐｒｉｎｇ Ｍａｔｔｒｅｓｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ）と題される米国特許第８８１３２８６号明細書において説明され、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。 Engineered fibers can be solid or hollow, and may have cross-sections that are circular or triangular, or other cross-sectional shapes (e.g., trilobal, channeled, etc.). It is possible to have Another type of polyester fiber has a tangled spring-like structure. During manufacture, the polymer fiber structure is heated by extrusion to interlock the fibers to provide a more elastic structure. The fibers may be randomly oriented or directionally oriented depending on the desired properties. Such a process is described in U.S. Pat. No. 8,813,286 entitled Tunable Spring Mattress and Method for Making the Same, the entirety of which is incorporated herein by reference. Incorporated.

繊維およびその特性は、所望の調整特性を提供するように選択される。クッションについての「感触」の１つの測定は、押込み力たわみ、すなわちＩＦＤである。押込み力たわみは、メモリフォームなどのフォームのサンプルの「硬さ」を評価するための、柔軟フォーム製造業界において用いられている測定基準である。ＩＦＤ試験を実施するため、３２３平方センチメートル（５０平方インチ－直径にて２０．３２ｃｍ（８インチ））の面積を有する円形の平面圧子が、通常１００ｍｍの厚さと５００ｍｍ×５００ｍｍの領域を有するサンプルに対して押下される（ＡＳＴＭ標準Ｄ３５７４）。サンプルは、空気の通過を可能とするように孔により貫通した平坦な台上にまず置かれる。次いで、７５％の「ひずみ」に２回圧縮されることによってサンプルのセルが開かれ、次いで６分間回復する。力は、押出機により２５％の押出を成し遂げた後に６０秒測定される。より小さい硬さには低いスコア、より大きい硬さには高いスコアが対応する。このように試験される、マットレスに用いられるために構成された３次元ポリマー繊維マトリクス層のＩＦＤは、２２．２４～１１１．２１Ｎ（５～２５重量ポンド）の範囲のＩＦＤを有する。プレコンディショニングされる前の３次元ポリマー繊維マトリクス層の密度は、２４．０３～９６．１１ｋｇ／ｍ３（１．５～６ポンド／立方フィート）の範囲である。プレコンディショニングに続いて、３次元ポリマー繊維マトリクス層は、２５．６～１１２．１ｋｇ／ｍ３（１．６～７ポンド／立方フィート）の密度および１７．８～１１０．８Ｎ（４～２４．９重量ポンド）のＩＦＤを有することが可能である。 The fibers and their properties are selected to provide the desired conditioning properties. One measure of "feel" for a cushion is indentation force deflection, or IFD. Indentation force deflection is a metric used in the flexible foam manufacturing industry to evaluate the "stiffness" of a sample of foam, such as memory foam. To perform the IFD test, a circular flat indenter with an area of 323 square centimeters (50 square inches - 20.32 cm (8 inches) in diameter) is typically applied to a sample having a thickness of 100 mm and an area of 500 mm x 500 mm. (ASTM standard D3574). The sample is first placed on a flat platform pierced by holes to allow air to pass through. The cells of the sample are then opened by being compressed twice to a 75% "strain" and then allowed to recover for 6 minutes. The force is measured 60 seconds after achieving 25% extrusion by the extruder. Smaller hardness corresponds to a lower score, and greater hardness corresponds to a higher score. The IFD of three-dimensional polymer fiber matrix layers constructed for use in mattresses so tested have IFDs ranging from 5 to 25 pounds force. The density of the three-dimensional polymer fiber matrix layer before preconditioning ranges from 1.5 to 6 pounds per cubic foot. Following preconditioning, the three-dimensional polymer fiber matrix layer has a density of 25.6-112.1 kg/ m (1.6-7 lb/ft3) and a density of 17.8-110.8 N (4-24.1 kg/m ). It is possible to have an IFD of 9 lbs.

図２は、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２の表面５４にわたって、またマットレスの層として使用可能な耐用期間に、より一貫した一様な硬さまたは硬度を提供するように、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２の処理を可能としたシステム５０の１つの実施形態を示す。特に、図２は、マットレスコア５４の上部に備え付けられた３次元ポリマー繊維マトリクス層５２により作られたマットレスを示す。マットレスコア５４は、可動プラテン６２の上方の台６０上に着座する。プラテン６２は、矢印６５により示されるようにマットレスの脚部からマットレスの頭部まで前後に可動であり、また同時に、機械アーム６４は、矢印６６により示されるように上下に動く。機械アーム６４は、機械的な力を与えるように、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２を周期的に処理することが可能である。与えられる機械的な力の量は、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２のＩＦＤなどの機械特性を調節するように選択される。機械アーム６４上にて搬送されるプラテン６２は、マットレスの表面全体にわたって動くことによって、ほぼマットレスの全長および全幅にわたってマットレスを処理することが可能である。これは、マットレスの全長および全幅にわたって、より一貫した硬さを提供する。他の実施形態では、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２は、マットレスコア５４なしで最初に個々に処理され、次いでコンディショニングされたマットレスアセンブリを提供するようにマットレスコア上に配置される。 FIG. 2 shows that the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52 is designed to provide a more consistent and uniform hardness or firmness across the surface 54 of the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52 and over its useful life as a layer of a mattress. 52 illustrates one embodiment of a system 50 capable of processing 52. In particular, FIG. 2 shows a mattress made with a three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52 provided on top of a mattress core 54. In particular, FIG. Mattress core 54 seats on platform 60 above movable platen 62. The platen 62 is movable back and forth from the foot of the mattress to the head of the mattress as shown by arrow 65, and at the same time the mechanical arm 64 moves up and down as shown by arrow 66. Mechanical arm 64 is capable of periodically manipulating three-dimensional polymer fiber matrix layer 52 to apply a mechanical force. The amount of mechanical force applied is selected to adjust the mechanical properties, such as IFD, of the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52. A platen 62 carried on a mechanical arm 64 is capable of treating the mattress over substantially its entire length and width by moving across the surface of the mattress. This provides a more consistent firmness across the entire length and width of the mattress. In other embodiments, the three-dimensional polymer fiber matrix layer 52 is first treated individually without the mattress core 54 and then placed over the mattress core to provide a conditioned mattress assembly.

１つまたは複数の実施形態では、プラテン６４は、マットレスの就寝領域および／または３次元ポリマー繊維マトリクス層５２にほぼ類似するように寸法決定されることが可能である。そうした実施形態では、システム５０は、マットレスの大部分をプレコンディショニングするように用いられてよい。さらに、そうした実施形態では、システム５０は、マットレス表面の頭部、胴部および脚部を同時にプレコンディショニングするように用いられてよい。さらに他の実施形態では、システム５０は、プレコンディショニングの性質に応じて、所望されるように構成されてよい。例えば、プラテン６２は、マットレス、フォームパッドおよび／またはポリマーマトリクスの中間部分か端部分かまたはその両方を選択的にプレコンディショニングするように寸法決定および形状決定されてよい。別の例では、システム５０は、類似または異なる負荷を与えることによってマットレスの異なる部分をプレコンディショニングするために複数のプラテン６３により構成されてよい。ある実施形態では、プラテン６２は、プラテン６２がマットレスおよび／または３次元ポリマー繊維マトリクス層５２を次第に圧縮するべくマットレスの表面に沿って転がり得るように、マットレスの長さまたは幅に沿って可動であってよく、円筒ローラが備えられてよい。一般に、他の実施形態および実施において、図２に示されるデバイスは、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２の選択された部分および領域の処理しか行わないことが可能である。ある実施形態では、マットレスは、マットレスが異なる硬さの複数の区域により構成され得るように姿勢を取ってよい。そうした実施形態では、マットレスは、下部の背中および膝の下に余分な支持部を追加することによって人の脊柱のＳ字曲線の自然な位置整合を促進するように、または同一のマットレスにて就寝するものの異なる硬さを所望するパートナのために異なる硬さの区域を提供するように、他の区域とは異なる硬さを有する選択された区域を有するように姿勢を取られてよい。３次元ポリマー繊維マトリクス層５２において処理された領域が用途に応じ、所望に応じて変化可能であることが、当業者には明らかとなる。ある実施形態では、より多くの３次元ポリマー繊維マトリクス層（図示せず）が、フォームの複数の層を提供するように、マットレスにさらに配置されてよい。随意では、これらの追加の３次元ポリマー繊維マトリクス層５２の１つまたは複数は、本願に記載される通り、プレコンディショニングされたフォームまたはポリマーマトリクスの複数の層を有するマットレスを提供するように、ひずむこと、圧縮および／または伸張によってプレコンディショニングされてもよい。またさらに、マットレスは、フォーム、コイルスプリングなどの追加の層を備えてよいことが明らかである。 In one or more embodiments, platen 64 can be sized to generally resemble the sleeping area and/or three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52 of the mattress. In such embodiments, system 50 may be used to precondition a large portion of the mattress. Additionally, in such embodiments, system 50 may be used to simultaneously precondition the head, torso, and leg portions of the mattress surface. In yet other embodiments, system 50 may be configured as desired depending on the nature of the preconditioning. For example, platen 62 may be sized and shaped to selectively precondition the middle and/or end portions of the mattress, foam pad, and/or polymer matrix. In another example, system 50 may be configured with multiple platens 63 to precondition different portions of the mattress by applying similar or different loads. In some embodiments, the platen 62 is movable along the length or width of the mattress such that the platen 62 can roll along the surface of the mattress to progressively compress the mattress and/or the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52. Possibly, cylindrical rollers may be provided. In general, in other embodiments and implementations, the device shown in FIG. 2 is capable of processing only selected portions and regions of the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52. In some embodiments, the mattress may be posed such that the mattress may be configured with regions of different firmness. In such embodiments, the mattress is designed to promote the natural alignment of the S-curve of a person's spine by adding extra support to the lower back and under the knees, or for sleeping on the same mattress. It may be posed to have selected areas having a different firmness than other areas, so as to provide areas of different firmness for partners who desire different firmness. It will be apparent to those skilled in the art that the treated areas in the three-dimensional polymer fiber matrix layer 52 can vary as desired depending on the application. In some embodiments, more three-dimensional polymer fiber matrix layers (not shown) may be further placed in the mattress to provide multiple layers of foam. Optionally, one or more of these additional three-dimensional polymer fiber matrix layers 52 are strained to provide a mattress with multiple layers of preconditioned foam or polymer matrix, as described herein. It may also be preconditioned by compression and/or stretching. Furthermore, it is clear that the mattress may include additional layers such as foam, coil springs, etc.

図３は、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２を処理するための代替システム１００を示す。示される実施形態では、逆方向に回転する一対のローラ１０２，１０４は、３次元ポリマー繊維マトリクス層５２の全長および全幅にわたって力を加える。ローラは、随意では、押出ライン、切断ライン、マットレス組立ライン、またはアセンブリ発送ラインへと配置されることが可能であり、その結果、新たに製造される３次元ポリマー繊維マトリクス層５２は、工場において調製されつつ処理される。本開示の３次元ポリマーマトリクス層をプレコンディショニングするための、これらのおよび他の適切なシステムは、米国特許７６９００９６号明細書にさらに開示されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。 FIG. 3 shows an alternative system 100 for processing the three-dimensional polymer fiber matrix layer 52. In the embodiment shown, a pair of counter-rotating rollers 102, 104 apply a force across the length and width of the three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52. The rollers can optionally be placed on an extrusion line, a cutting line, a mattress assembly line, or an assembly shipping line so that the newly manufactured three-dimensional polymeric fiber matrix layer 52 is It is processed as it is prepared. These and other suitable systems for preconditioning the three-dimensional polymeric matrix layers of the present disclosure are further disclosed in US Pat. No. 7,690,096, which is incorporated herein by reference in its entirety.

図４は、本発明の一実施形態に係るマットレス２００の上面図（上）および側面図（下）を示す。マットレス２００は、マットレスコア２０２と、就寝面を提供するようにマットレスコア２０２上に配置されている３次元ポリマー繊維マトリクス層２０４とを備える。３次元ポリマーマトリクス層２０４の部分２０６および２０８は、異なって処理されてよい。例えば、３次元ポリマーマトリクス層２０４の部分２０８はプレコンディショニングされてよく、一方、部分２０６はプレコンディショニングされない。これによって、マットレスのある部分がより硬質またはより軟質であることが可能であって、ユーザの就寝姿勢に合うように仕立てられることが可能であるマットレスを得る。他の実施形態では、３次元ポリマーマトリクス層２０４の異なる部分が、異なる程度にプレコンディショニングされてよい。例えば、３次元ポリマーマトリクス層２０４の一区画は、特定の硬さを提供するように、ある量の圧縮（または伸張）が行われてよく、３次元ポリマーマトリクス層２０４の別の区画は、異なる硬さを提供するように、異なる量により圧縮または伸張されてよい。随意では、３次元ポリマーマトリクス層２０４は、３つ以上の部分においてプレコンディショニングされてよく、各部分は異なる硬さを提供するようにプレコンディショニングされてよい。 FIG. 4 shows a top view (top) and a side view (bottom) of a mattress 200 according to an embodiment of the invention. Mattress 200 includes a mattress core 202 and a three-dimensional polymer fiber matrix layer 204 disposed over mattress core 202 to provide a sleeping surface. Portions 206 and 208 of three-dimensional polymer matrix layer 204 may be treated differently. For example, portion 208 of three-dimensional polymer matrix layer 204 may be preconditioned, while portion 206 is not preconditioned. This results in a mattress that allows certain parts of the mattress to be harder or softer and that can be tailored to suit the sleeping position of the user. In other embodiments, different portions of the three-dimensional polymer matrix layer 204 may be preconditioned to different degrees. For example, one section of the three-dimensional polymer matrix layer 204 may be subjected to one amount of compression (or stretching) to provide a particular stiffness, and another section of the three-dimensional polymer matrix layer 204 may be subjected to a different amount of compression (or stretching) to provide a particular stiffness. It may be compressed or stretched by different amounts to provide stiffness. Optionally, the three-dimensional polymer matrix layer 204 may be preconditioned in three or more sections, and each section may be preconditioned to provide a different hardness.

図５は、下部の基底層３０２と、３次元ポリマー繊維マトリクス層３０４と、１つ以上の上部フォーム層３０６とを備えるマットレス３００を概略的に示す。３次元ポリマー繊維マトリクス層３０４は、基底層３０２と上部フォーム層３０４との間にある。 FIG. 5 schematically depicts a mattress 300 comprising a lower base layer 302, a three-dimensional polymeric fiber matrix layer 304, and one or more upper foam layers 306. A three-dimensional polymer fiber matrix layer 304 is between the base layer 302 and the top foam layer 304.

一般に、下部の基底層３０２の厚さは、１０．１６～２５．４ｃｍ（４インチ～１０インチ）の範囲内にあり、他の実施形態では約１５．２４～２０．３２ｃｍ（６インチ～８インチ）の厚さの範囲、さらに他の実施形態では約１５．２４～１６．５１ｃｍ（６～６．５インチ）の範囲を有する。下部の基底層は、限定されないが、粘弾性フォーム、ラテックスフォーム、従来のポリウレタンフォームなどを含む、連続または独立気泡フォームから形成されることが可能である。 Generally, the thickness of the lower base layer 302 is within the range of 4 inches to 10 inches, and in other embodiments about 6 inches to 8 inches. inches), and in other embodiments from about 6 to 6.5 inches. The lower base layer can be formed from open or closed cell foam, including, but not limited to, viscoelastic foam, latex foam, conventional polyurethane foam, and the like.

下部の基底層３０２は、１６．０２キログラム毎立方メートル（１ポンド毎立方フィート）～９６．１１ｋｇ／ｍ３（６ポンド／立方フィート）の密度を有することが可能である。他の実施形態では、密度は１６．０２ｋｇ／ｍ３～８０．１ｋｇ／ｍ３（１～５ポンド／立方フィート）、また、さらに他の実施形態では、２４．０３ｋｇ／ｍ３から６４．０７ｋｇ／ｍ３（１．５～４ポンド／立方フィート）である。例として、密度は約２４．０３ｋｇ／ｍ３（１．５ポンド／立方フィート）であることが可能である。押込み力たわみ（ＩＦＤ）は、８８．９６～１７７．９３Ｎ（２０～４０重量ポンド）の範囲内であり、硬度はＡＳＴＭ標準Ｄ３５７４に従って測定される。 The lower basal layer 302 can have a density of 1 pound per cubic foot (16.02 kilograms per cubic meter) to 6 pounds per cubic foot (96.11 kg/m 3 ). In other embodiments, the density is from 1 to 5 pounds per cubic foot (16.02 kg/m 3 to 80.1 kg/m 3 ), and in still other embodiments, from 24.03 kg/m 3 to 64.07 kg/m 3 /m 3 (1.5-4 lb/ft3). As an example, the density can be about 1.5 pounds per cubic foot . Indentation force deflection (IFD) is in the range of 20-40 lbs. force and hardness is measured according to ASTM standard D3574.

これに代えて、下部の基底層３０２は、バケットアセンブリによって形成されたキャビティ内に配置されるコイルスプリングインナーコアであることが可能であり、バケットアセンブリは、平坦基底層とその平坦基底層の周縁部の周りに配置されたサイドレールとを備える。 Alternatively, the lower base layer 302 can be a coil spring inner core disposed within a cavity formed by a bucket assembly, and the bucket assembly can include a flat base layer and a peripheral edge of the flat base layer. and side rails arranged around the section.

１つ以上の上部フォーム層３０６は３次元ポリマーマトリクス繊維層３０４の上にあるカバーパネルを形成する。カバーパネルは、意図された用途に応じて、１つまたは複数の粘弾性フォームおよび／または非粘弾性フォーム層から形成されることが可能である。フォーム自身は、限定されないが、ラテックスフォーム、天然ラテックスフォーム、ポリウレタンフォーム、それらの組合せなどを含む任意の連続または独立気泡フォーム材料であることが可能である。カバーパネルは、平坦な頂面および底面を有する。カバーパネルの厚さは、一般に、いくつかの実施形態では約１．２７～５．０８ｃｍ（０．５～２インチ）の範囲内であり、他の実施形態では、下部にあるフォーム層１０４からの分離した運動と気流の増加との利点を提供するように２．５４ｃｍ（１インチ）未満である。１つ以上の上部フォーム層３０６の密度は、いくつかの実施形態では１６．０２～８０．１ｋｇ／ｍ３（１～５ポンド／立方フィート）、他の実施形態では３２．０３～６４．０７ｋｇ／ｍ３（２～４ポンド／立方フィート）の範囲内である。硬度は、いくつかの実施形態では約４４．４８～８８．９６Ｎ（１０～２０重量ポンド）の範囲内、他の実施形態では６６．７２Ｎ（１５重量ポンド）未満である。１つの実施形態では、カバーパネルは、１．２７ｃｍ（０．５インチ）の厚さ、５４．４６ｋｇ／ｍ３（３．４ポンド／立方フィート）の密度、および６２．２８Ｎ（１４重量ポンド）の硬度である。 One or more top foam layers 306 form a cover panel overlying the three-dimensional polymer matrix fibrous layer 304. The cover panel can be formed from one or more layers of viscoelastic foam and/or non-viscoelastic foam, depending on the intended use. The foam itself can be any open or closed cell foam material including, but not limited to, latex foam, natural latex foam, polyurethane foam, combinations thereof, and the like. The cover panel has a flat top and bottom surface. The thickness of the cover panel generally ranges from about 0.5 to 2 inches in some embodiments and from the underlying foam layer 104 in other embodiments. less than 1 inch to provide the benefits of isolated motion and increased airflow. The one or more upper foam layers 306 have a density of 1 to 5 pounds per cubic foot (16.02 to 80.1 kg/m ) in some embodiments, and 32.03 to 64.07 kg in other embodiments. /m 3 (2-4 lb/ft3). The hardness is in the range of about 10-20 pounds force in some embodiments, and less than 15 pounds force in other embodiments. In one embodiment, the cover panel has a thickness of 0.5 inches, a density of 3.4 pounds per cubic foot, and 14 pounds force. hardness.

様々な複数の積載されたマットレス層３０２，３０４および３０６は、異なる用途について所望され得るように、接着剤を用いて互いに接合されてよく、もしくは互いに熱的に結合されてよく、または、互いに機械的に固定されてよい。 The various plurality of stacked mattress layers 302, 304 and 306 may be adhesively bonded to each other or thermally bonded to each other or mechanically bonded to each other as may be desired for different applications. may be fixed.

この記載された説明は、最良の様式を含む本発明を開示するように、また任意の当業者が本発明を行うとともに用いることができるように、例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者により想到される他の例を含んでよい。そうした他の例は、その例が特許請求の範囲の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合、またはその例が特許請求の範囲の文字通りの言葉とは非実質的な差異を有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
１．マットレスであって、
一定な長さ、幅および高さ寸法を有する３次元ポリマー繊維層を含む１つ以上のプレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層を備え、押し出された前記３次元ポリマー繊維層は、隣接する繊維同士の間の接続点にて結合されているとともに前記層の単位領域あたりの自由体積を有する、ランダムに配向されたポリマー繊維を含み、プレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層の機械特性をプレコンディショニングがされていない前記３次元ポリマー繊維マトリクス層に対して変化させるように、前記接続点のうちの一部が分離し、かつ、前記ランダムに配向されたポリマー繊維が壊れてフラグメントとなる、マットレス。
２．前記１つ以上のプレコンディショニングされた３次元ポリマー繊維マトリクス層は、１つ以上の上部フォーム層と１つの下部基底層との間にある、請求項１に記載のマットレス。
３．前記１つ以上の上部フォーム層は、粘弾性フォームを備える、請求項２に記載のマットレス。
４．前記下部基底層は、ポリウレタンフォームまたはラテックスフォームを備える、請求項２に記載のマットレス。
５．前記下部基底層は、フォームバケットアセンブリ内に配置されているコイルスプリングインナーコアを備える、請求項２に記載のマットレス。
６．プレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、エラストマー、コポリマー、およびモノフィラメントまたは異なる融点を有する複数のバイコンポーネントフィラメントを含むそれらの誘導体からなる群から選択される、請求項１に記載のマットレス。
７．押し出された前記３次元ポリマー繊維層は、異なる密度、押込み力たわみ値、またはその両方を有する前記ポリマー繊維の複数の区域を備える、請求項１に記載のマットレス。
８．プレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層は、１．２７～１４．９９ｃｍ（０．５～５．９インチ）の厚さ寸法を有する、請求項１に記載のマットレス。
９．前記機械特性は、プレコンディショニングされていない前記３次元ポリマー繊維マトリクス層に対するプレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層の厚さの減少である、請求項１に記載のマットレス。
１０．プレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層は、プレコンディショニングされていない前記３次元ポリマー繊維マトリクス層に対して増加した密度を有する、請求項１に記載のマットレス。
１１．プレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層は、１７．７９から１１０．８Ｎまで（４から２４．９重量ポンドまで）の範囲の押込み力たわみを有する、請求項１に記載のマットレス。
１２．前記機械特性は、プレコンディショニングされていない前記３次元ポリマー繊維マトリクス層に対するプレコンディショニングされた前記３次元ポリマー繊維マトリクス層の押込み力たわみの減少である、請求項１に記載のマットレス。
１３．前記基底層は、ポリウレタンフォーム、ラテックスフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、またはポリエーテルポリウレタンフォームを備える、請求項１に記載のマットレス。 This written description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and also to enable any person skilled in the art to make and use the invention. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples may be recognized if the example has structural elements that do not differ from the literal words of the claims, or if the examples have equivalents that have an insubstantial difference from the literal words of the claims. is intended to be within the scope of the claims.
1. A mattress,
one or more preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layers comprising three-dimensional polymeric fiber layers having constant length, width and height dimensions, the extruded three-dimensional polymeric fiber layers comprising adjacent fibers. The mechanical properties of the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer include randomly oriented polymer fibers connected at connection points between them and having a free volume per unit area of the layer. Altering to the unpreconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer, some of the connection points separate and the randomly oriented polymer fibers break into fragments; mattress.
2. The mattress of claim 1, wherein the one or more preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layers are between one or more upper foam layers and one lower base layer.
3. 3. The mattress of claim 2, wherein the one or more upper foam layers comprise viscoelastic foam.
4. 3. The mattress of claim 2, wherein the lower base layer comprises polyurethane foam or latex foam.
5. 3. The mattress of claim 2, wherein the lower base layer comprises a coil spring inner core disposed within a foam bucket assembly.
6. Claim: The preconditioned three-dimensional polymer fiber layer is selected from the group consisting of polyester, polyethylene, polypropylene, nylon, elastomers, copolymers, and derivatives thereof, including monofilaments or multiple bicomponent filaments with different melting points. The mattress according to item 1.
7. 2. The mattress of claim 1, wherein the extruded three-dimensional polymer fiber layer comprises multiple regions of the polymer fibers having different densities, indentation force deflection values, or both.
8. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional polymeric fiber matrix layer has a thickness dimension of 0.5 to 5.9 inches.
9. 2. The mattress of claim 1, wherein the mechanical property is a decrease in thickness of the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer relative to the non-preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer.
10. 2. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer has an increased density relative to the non-preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer.
11. 2. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer has an indentation force deflection ranging from 4 to 24.9 pounds force.
12. 2. The mattress of claim 1, wherein the mechanical property is a reduction in indentation force deflection of the preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer relative to the non-preconditioned three-dimensional polymer fiber matrix layer.
13. The mattress of claim 1, wherein the base layer comprises polyurethane foam, latex foam, polystyrene foam, polyethylene foam, polypropylene foam, or polyether polyurethane foam.

Claims (11)

マットレスであって、
一定な長さ、幅および高さ寸法を有する押し出された３次元ＰＬＡ繊維層からなる１つ以上のプレコンディショニングされた３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層を備え、押し出された前記３次元ＰＬＡ繊維層は、隣接する繊維同士の間の接続点にて結合されているとともに前記層の単位領域あたりの自由体積を有する、ランダムに配向されたＰＬＡ繊維からなり、プレコンディショニングがされていない前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層とは異なるプレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層の機械特性を提供するように、前記接続点のうちの一部が分離するとともに前記ランダムに配向されたＰＬＡ繊維のうちの一部が壊れている、マットレス。 A mattress,
one or more preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layers consisting of extruded three-dimensional PLA fiber layers having constant length, width and height dimensions, said extruded three-dimensional PLA fiber layers comprising: said three-dimensional PLA fiber matrix without preconditioning, consisting of randomly oriented PLA fibers connected at connection points between adjacent fibers and having a free volume per unit area of said layer; Some of the connection points are separated and some of the randomly oriented PLA fibers are separated so as to provide mechanical properties of the three-dimensional PLA fiber matrix layer that are preconditioned differently than the layers. Broken mattress. 前記１つ以上のプレコンディショニングされた３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層は、１つ以上の上部フォーム層と１つの下部基底層との間にある、請求項１に記載のマットレス。 The mattress of claim 1, wherein the one or more preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layers are between one or more upper foam layers and one lower base layer. 前記１つ以上の上部フォーム層は、粘弾性フォームを備える、請求項２に記載のマットレス。 3. The mattress of claim 2, wherein the one or more upper foam layers comprise viscoelastic foam. 前記下部基底層は、フォームバケットアセンブリ内に配置されているコイルスプリングインナーコアを備える、請求項２に記載のマットレス。 3. The mattress of claim 2, wherein the lower base layer comprises a coil spring inner core disposed within a foam bucket assembly. 押し出された前記３次元ＰＬＡ繊維層は、異なる密度、押込み力たわみ値、またはその両方を有する前記ＰＬＡ繊維の複数の区域を備える、請求項１に記載のマットレス。 The mattress of claim 1, wherein the extruded three-dimensional PLA fiber layer comprises multiple regions of the PLA fibers having different densities, indentation force deflection values, or both. プレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層は、１．２７～１４．９９ｃｍ（０．５～５．９インチ）の厚さ寸法を有する、請求項１に記載のマットレス。 The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer has a thickness dimension of 0.5 to 5.9 inches. プレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層は、プレコンディショニングされていない前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層に対して減少した厚さを有する、請求項１に記載のマットレス。 2. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer has a reduced thickness relative to the non-preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer. プレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層は、プレコンディショニングされていない前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層に対して増加した密度を有する、請求項１に記載のマットレス。 2. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer has an increased density relative to the non-preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer. プレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層は、１７．７９から１１０．８Ｎまで（４から２４．９重量ポンドまで）の範囲の押込み力たわみを有する、請求項１に記載のマットレス。 2. The mattress of claim 1, wherein the preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer has an indentation force deflection ranging from 4 to 24.9 pounds force. 前記機械特性は、プレコンディショニングされていない前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層に対するプレコンディショニングされた前記３次元ＰＬＡ繊維マトリクス層の押込み力たわみの減少である、請求項１に記載のマットレス。 2. The mattress of claim 1, wherein the mechanical property is a reduction in indentation force deflection of the preconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer relative to the unpreconditioned three-dimensional PLA fiber matrix layer. 前記下部基底層は、ポリウレタンフォーム、ラテックスフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、またはポリエーテルポリウレタンフォームを備える、請求項２に記載のマットレス。 3. The mattress of claim 2 , wherein the lower base layer comprises polyurethane foam, latex foam, polystyrene foam, polyethylene foam, polypropylene foam, or polyether polyurethane foam.
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