用于床上用品的三维聚丙交酯纤维基质层制造技术

公开了一种用于床上用品如床垫中的三维聚合物纤维基质层(10)。所述三维聚合物纤维基质层(10)通常包括多个无规取向聚丙交酯(PLA)纤维(12)，所述多个无规取向聚丙交酯(PLA)纤维在相邻PLA纤维(12)之间的连接点(16)处粘结且具有每单位层面积自由体积。

The three-dimensional polypropylene fiber matrix layer for bedding

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于床上用品的三维聚丙交酯纤维基质层
本公开一般涉及床上用品及制造方法，更具体地，涉及包括三维聚丙交酯(PLA)纤维基质层的床上用品。
技术介绍
与全泡沫床垫组装体以及混合泡沫床垫(例如，包括除一个或多个泡沫层之外的弹簧线圈、包括流体的囊状物及其各种组合的泡沫床垫)相关联的一个持续存在的问题是用户舒适度。为了处理用户舒适度，床垫通常用具有不同性质如密度和硬度等的多个层制造，以满足预期用户的需要。用户舒适度关注的一个具体领域是一段时间后用户所经历的热量积累水平。另外，一些床垫可保持高水平的水分，进一步导致用户不舒适并潜在地导致差的卫生。不幸地，在当前床垫组装体中使用的高密度泡沫，特别是采用通常具有精细孔结构和低气流的传统记忆泡沫层的那些，通常阻止适当的通风。结果，泡沫材料在一段时间后会表现出用户不舒适的热量水平。
技术实现思路
本文公开的是包括三维聚丙交酯(PLA)聚合物纤维基质的床上用品。在一个或多个实施方案中，用于床垫构造的三维聚合物纤维基质层包括多个无规取向聚丙交酯(PLA)纤维，所述多个无规取向聚丙交酯(PLA)纤维在相邻PLA纤维之间的连接点处粘结且具有每单位层面积自由体积。在一个或多个实施方案中，床垫包括至少一个包含无规取向PLA纤维的三维PLA纤维基质层，所述无规取向PLA纤维在相邻纤维之间的连接点处粘结且具有每单位层面积自由体积。通过参考以下对本公开的各种特征的详细描述和其中包括的实施例，可以更容易地理解本公开。附图说明图1示意性地示出了包括三维聚合物纤维基质层的泡沫-纤维复合层的局部横截面图；图2示意性地示出了用于预调节三维聚合物纤维基质层的示例性系统；图3示意性地示出了用于预调节三维聚合物纤维基质层的示例性系统；图4描绘了包括三维聚合物纤维基质层的床垫的顶部截面图；图5也描绘了包括三维聚合物纤维基质层的床垫的顶部截面图；图6示意性地示出了包括预调节的三维聚合物纤维基质层的示例性床垫。图4和图5分别描绘了根据本专利技术一个实施方案的床垫200的俯视图(顶部)和侧视图(底部)。床垫200包括床垫芯202和设置于床垫芯202上以提供睡眠表面的至少一个三维PLA纤维基质层204。三维PLA基质层204的部分206和208可进行不同的处理。例如，三维PLA基质层204的部分208可以进行预调节，而部分206不进行预调节。这导致床垫的某些部分可以更坚固或更柔软，并且可以被定制以匹配用户的睡姿。在其他实施方案中，三维PLA基质层204的不同部分可被预调节到不同程度。例如，三维PLA基质层204的一个部分可被压缩(或拉伸)一定量以提供特定的坚固度，而三维聚合物基质层204的另一部分可被压缩或拉伸不同的量以提供不同的坚固度。任选地，三维PLA基质层204可在多于两个部分中进行预处理，并且每个部分可被预处理以提供不同的坚固度。图6示意性地示出了床垫300，其包括下基底层302、三维聚合物纤维基质层304和至少一个上泡沫层306，其中三维PLA纤维基质层304位于基底层302和上泡沫层306的中间。具体实施方式本公开通过提供具有一个或多个三维聚丙交酯纤维基质层的床垫克服了现有技术中提到的问题。定义三维纤维基质的聚丙交酯聚合物(PLA)也称为聚乳酸。PLA是衍生自可再生来源的生物可降解热塑性脂族聚酯，与通常衍生自不可再生石油来源的传统塑料相反。若干种不同类型的合适的聚丙交酯聚合物包括外消旋PLLA(聚-L-乳酸)、常规PLLA(聚-L-乳酸)、PDLA(聚-D-乳酸)、PDLLA(聚-DL-乳酸)、PLGA(聚乳酸-共-乙醇酸)、PCL(聚己内酯)及其组合。不旨在限制床垫内的一个或多个三维PLA纤维基质层的位置。在一个或多个实施方案中，三维PLA纤维基质层可设置在床垫的表面或底部附近。在一个或多个其他实施方案中，三维PLA纤维基质层用作全泡沫床垫结构中的在基底泡沫层和一个或多个泡沫层(例如聚氨酯泡沫层、乳胶泡沫层、粘弹性泡沫层等)之间的过渡层，或用作混合床垫结构中在内芯和一个或多个泡沫层之间的过渡层，所述混合床垫结构可进一步包括作为基底层的囊状物、螺旋弹簧等。三维PLA纤维基质层通常可通过挤出加工形成，所述挤出加工导致三维无规纤维取向，其中纤维之间的变化接触点充当粘结点以向三维层提供刚性。三维PLA纤维基质层本身在剪切方向上经受疲劳，如当用户在包括三维聚合物层的床垫上从一侧得另一侧翻滚时可能发生的。结果，三维聚合物纤维层的压实可以作为使用的函数发生，其自身随时间表现为坚固度的变化和高度损失。为了使三维PLA纤维基质层随使用的性质变化最小化，可对三维聚合物基质层进行预调节过程，所述预调节过程破坏三维聚合物纤维基质层内的较弱的粘结和/或结构上较弱的纤维。现在转向图1，描述了通常用标记数字10表示的三维PLA纤维基质层。三维PLA纤维基质层10包括无规取向PLA纤维12，所述无规取向PLA纤维12限定显著数量的空隙14，即每单位面积相对大量的自由空间，其中自由空间被定义为未被PLA纤维占据的区域并且在本文中也称为空隙。三维PLA纤维基质层10包括在无规取向PLA纤维之间的交叉点处的多个粘结点16。通常，三维PLA基质层10通过首先挤出PLA以形成多个纤维而形成。将PLA的干燥颗粒、小球、碎片等(含水量小于250ppm)在高于PLA的熔融温度(即约150℃至约170℃)的高温高压下进料到挤出装置(即挤出机)中。然后将熔融形式的PLA挤出通过模头，所述模头通常为包括许多具有限定直径的间隔开的孔的板，其中孔的位置、密度和直径在整个板上可以相同或不同。当不同时，可使三维PLA纤维层具有不同的密度区带，例如，截面面积可具有不同的每单位面积自由体积量。例如，三维PLA纤维基质层可包括框状结构，其中外周边部分具有比内部部分更高的密度；或其中三维PLA纤维基质层可具有棋盘形图案，其中棋盘中的每个正方形具有与相邻正方形不同的密度；或其中三维PLA纤维基质层可具有对应于其用户的不同预期重量负荷的不同密度部分。三维PLA纤维基质层的各种结构不旨在受到限制，并且可为任何所需应用定制。这样，三维PLA纤维基质层的坚固度，即压痕力偏移，和/或密度可为均匀的或根据模头配置和传送机速度而变化。将PLA原料挤出到冷却浴中，所述冷却浴导致PLA纤维缠结并通过缠结粘结。同时，将连续挤出的冷却的聚合物基质拉到传送机上。传送速率和冷却浴温度可单独变化以进一步改变三维聚合物纤维层的厚度和密度。通常，三维PLA纤维基质层的厚度本身可被挤出为厚度在约1至约6英寸范围内的全宽床垫材料并可被生产成套面(topper)尺寸或成卷的形式。然而，如果需要，也可以使用更薄或更厚的厚度以及更宽的宽度。三维PLA纤维基质层可具有0.5至5.9英寸范围内的厚度。合适的挤出机包括但不限于连续加工高剪切混合器，如：工业熔融塑炼挤出机，可从多个制造商获得，包括例如Cincinnati-Millicron，KruppWerner本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种床垫，其包含：/n至少一个包含无规取向PLA纤维的三维PLA纤维基质层，所述无规取向PLA纤维在相邻纤维之间的连接点处粘结且具有每单位层面积自由体积，其中所述至少一个三维PLA纤维基质层被预调节以使得一部分连接点分离，并且一部分无规取向聚合物纤维变成片段，以相对于未预调节的三维聚合物纤维基质层改变预调节的三维PLA纤维基质层的机械性质。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 US 15/679,2211.一种床垫，其包含：
至少一个包含无规取向PLA纤维的三维PLA纤维基质层，所述无规取向PLA纤维在相邻纤维之间的连接点处粘结且具有每单位层面积自由体积，其中所述至少一个三维PLA纤维基质层被预调节以使得一部分连接点分离，并且一部分无规取向聚合物纤维变成片段，以相对于未预调节的三维聚合物纤维基质层改变预调节的三维PLA纤维基质层的机械性质。


2.如权利要求1所述的床垫，其中所述至少一个三维PLA纤维基质层位于至少一个上泡沫层和下基底层的中间。


3.如权利要求2所述的床垫，其中所述至少一个上泡沫层包含粘弹性泡沫。


4.如权利要求2所述的床垫，其中所述下基底层包含聚氨酯泡沫或乳胶泡沫。


5.如权利要求2所述的床垫，其中所述下基底层包含设置在泡沫桶组装体内的螺旋弹簧内芯。


6.如权利要求2所述的床垫，其中所述下基底层和所述至少一个上泡沫层由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·奇拉卡尔，麦肯齐·普雷斯特拉，谢里·麦圭尔，
申请(专利权)人：舒达席梦思床品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US