立体网状结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种立体网状结构，考虑到平顺地沿着例如护理用床形状弯曲有难度，所述的立体网状结构是由聚乙烯制成，所述的聚乙烯具有一膨胀比率是与一剪切速率有依存关系，如在每秒24.3的剪切速率是0.93～1.16，在每秒608的剪切速率是1.15～1.34，并具有每10分钟3～35克的一熔体流动速率(MFR)和0.82～0.95克立方公分(g/cm3)的一密度，所述的立体网状结构并配置成具有一弹簧结构，是由数个细纤维互相不规则接触和缠绕所形成，在一挤压方向相关的一横向中具有一立体疏-密交错配置。当具有1.0毫米(mm)φ的一管内直径D1和10毫米(mm)长度的一毛细管将一熔化的热塑性树脂挤压成数个细纤维，及D2表示挤压出且已冷却的细纤维的一剖面直径时，所述的膨胀比率以D2/D1表示以对照剪切速率。
【专利说明】立体网状结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种作为坐垫、沙发和床使用的立体网状结构。
【背景技术】
[0002]专利文献I揭露具有多孔隙的一立体网状结构，是利用环带缠绕一树脂纱来形成多孔隙，并揭露此一立体网状结构的制造方法及制造装置。专利文献2揭露以聚乙烯作为材料制成的一立体网状结构。
[0003]参考专利文献
[0004]专利文献1:美国专利号7625629
[0005]专利文献2:美国专利号7892991
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]当所述的立体网状结构作为护理用床或沙发床使用时，会需要沿着床形变化平顺弯曲床垫，当使用的材料是表面密度高的特定类型材料如聚乙烯时，弯曲所述的立体网状结构期间，立体网状结构的质地构造会在中段造成不自然变形而出现皱褶或折迭，因此所述的立体网状结构难以沿着例如一护理用床的形状平顺地弯曲。在医疗及护理领域中，为减轻护士及护理人员的负荷，亦存在制造重量较轻且更耐用床垫的一般性需求。
[0008]因此本发明的目的为要提供一种由热塑性树脂制成可平顺弯曲的立体网状结构。
[0009]问题的解决方法
[0010]本发明涉及一种由聚乙烯制成的立体网状结构，所述的聚乙烯材料具有一膨胀比率是与一剪切速率有依存关系，所述的立体网状结构配置成具有一卷曲弹簧结构，是由数个细纤维互相不规则接触和缠绕所形成，在与一挤压方向相关的一横向中具有一立体疏-密交错配置，并具有0.2~1.3毫米(mm) Φ的一细纤维直径及0.01~0.2克立方公分(g/cm3)的一体积密度，其特征在于，当具有1.0毫米Φ的管内直径Dl及10毫米长度的一毛细管在190°C的温度将熔化状态的聚乙烯挤压成所述的细纤维，及D2表示挤压出并已冷却的聚乙烯细纤维的一剖面直径时，所述的膨胀比率以D2/D1表示以对照剪切速率。
[0011]所述的聚乙烯材料的膨胀比率在24.3/秒的一剪切速率是0.93~1.16，在60.8/秒的一剪切速率是1.00~1.20，在121.6/秒的一剪切速率是1.06~1.23，在243.2/秒的一剪切速率是1.11~1.30，在608.0/秒的一剪切速率是1.15~1.34，及在1216/秒的一剪切速率是1.16~1.38。
[0012]所述的聚乙烯材料优选的是具有每10分钟3.0~35克的一熔体流动速率(以下简称MFR)及0.82~0.95克立方公分(g/cm3)的一密度。
[0013]本发明的有益效果
[0014]本发明的立体网状结构是由具有一特定膨胀比率和一特定密度的聚乙烯作为材料所制成，所述的立体网状结构具有立体疏-密交错配置，其中，在制造期间的一挤压方向中交替地出现低体积密度的疏松区与高体积密度的密实区，因此使所述的立体网状结构在挤压方向中适当地具有挠性，并在床垫例如护理用床或沙发床的应用中可平顺地弯曲。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图中:
[0016]图1以图表根据本发明的一实施例显示立体网状结构的膨胀比率的剪切速率相关性；
[0017]图2以图表根据本发明的实施例显示立体网状结构的熔融黏度的剪切速率相关性；
[0018]图3是根据本发明的一实施例的立体网状结构在弯曲状态的侧面照片；
[0019]图4是根据本发明的实施例的立体网状结构在非弯曲状态的侧面照片；
[0020]图5是根据本发明的另一实施例的立体网状结构在弯曲状态的侧面照片；
[0021]图6是是根据本发明的实施例的立体网状结构在非弯曲状态的侧面照片；
[0022]图7是一比较范 例的立体网状结构在非弯曲状态的侧面照片；
[0023]图8是另一比较范例的立体网状结构在非弯曲状态的侧面照片；
[0024]图9是另一比较范例的立体网状结构在非弯曲状态的侧面照片；
[0025]图10是所述比较范例的立体网状结构在弯曲状态的侧面照片；
[0026]图11是所述比较范例的立体网状结构在弯曲状态的侧面照片；
[0027]图12以图根据本发明的一实施例描绘一立体网状结构具有一表层(密实状外周围区)；图12(a)是立体图及图12(b)是制造期间自一挤压方向看去的前视图；
[0028]图13以图根据本发明的另一实施例描绘一立体网状结构具有体积密度增加的两侧区(密实细纹的两侧区)；图13(a)是立体图及图13(b)是制造期间自一挤压方向看去的前视图；
[0029]图14以图根据本发明的另一实施例描绘一立体网状结构，具有一表层(密实状外周围区)和体积密度增加的两侧区(密实细纹的两侧区)；图14(a)是立体图及图14(b)是制造期间自一挤压方向看去的前视图；
[0030]图15以立体图根据本发明的实施例描绘立体网状结构作为椅垫的应用中体积密度有变化的一范例，其特征在于纵向对应到制造期间的挤压方向。
【具体实施方式】
[0031]根据一实施例，提供由聚乙烯制成的一立体网状结构，所述的聚乙烯材料具有膨胀比率对照剪切速率而增加的特性，使所述膨胀比率在24.3/秒的剪切速率是0.93~1.16，及在608.0/秒的剪切速率是1.15~1.34，并具有每10分钟3.0~35克的一 MFR和0.82~0.95克立方公分(g/cm3)的一密度，所述的立体网状结构并配置成具有一卷曲弹簧结构，是由数个细纤维互相不规则接触和缠绕所形成，在与一挤压方向相关的一横向中具有一立体疏-密交错配置，并具有0.2~1.3毫米(mm) Φ的一细纤维直径和0.01~0.2克立方公分的一体积密度。当具有1.0毫米Φ的管内直径Dl和10毫米长度的一毛细管在190°C的温度将熔化的聚乙烯挤压成数个细纤维，及D2表示挤压出并已冷却的聚乙烯细纤维的一剖面直径时，本文中所述的膨胀比率以D2/D1表示以对照剪切速率。[0032]本发明使用具有一特定膨胀比率、一特定MFR和一特定密度的一热塑型树脂作为原料，以提供一立体疏-密交错配置，并藉此使最终形成具有立体疏-密交错配置的立体网状结构强化可弯曲性。本发明使用的热塑型树脂材料是聚乙烯，更明确地，是一线性低密度聚乙烯(LLDPE)或一极低密度聚乙烯(VLPE)，所述的聚乙烯材料的密度优选的是0.82~
0.95克立方公分，及更优选的是0.85~0.94克立方公分。
[0033]例如，所述的立体网状结构的详细制造方法应参考专利文献I和2，本发明可应用到一立体网状结构，在它外围一表层具有比其他区更高的体积密度(图12)，本发明亦可应用到一立体网状结构，在它两侧区域具有比其他区域高的体积密度(图13)，本发明尚可应用到一立体网状结构，在它表层和两侧区域具有比其他区域高的体积密度(图14)，所述的立体网状结构的体积密度优选的是0.01~0.2克立方公分(g/cm3)，然而，所述的较高体积密度区域如表面区域可不必具有此范围的体积密度。
[0034]当熔化的树脂自薄柱形管的毛细管挤出时，膨胀比率表示挤出的树脂直径除以毛细管直径得出的一值，并与剪切速率有依存关系，更明确地，本文中膨胀比率以D2/D1表示，其中Dl表示将熔化的树脂挤压成细纤维所使用的毛细管的直径(管内部直径)，及D2表示挤压出的细纤维的剖面直径。以下说明膨胀比率的剪切速率相关性，和用于熔融黏度的相关剪切速率相关性的测量检测。样本A~F是根据本发明的实施例来准备,样本A~D使用一极低密度聚乙烯(VLPE)作为材料；及样本E和F使用一线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为材料，样本G是由乙烯-乙酸乙烯共聚合物(EVA)制成的一先前技艺制品作为一比较范例。
[0035] 以下说明膨胀比率的一测量方法和一测量装置，利用为一熔融指数(MI)用以测定熔体流动速率(MFR)的相同测量装置作为膨胀比率的测量装置，为此目的使用CAPIL0GRAPH1D (东洋精机株式会社制造)。在190°C的温度，在具有1.0毫米(mm) Φ的管内部直径Dl和10毫米(mm)长度的毛细管上施加一压力下，以每10分钟3克的挤压速率将材料树脂挤出，挤压材料树脂形成的细纤维利用酒精加以冷却。D2表示细纤维的剖面直径，以D2/D1计算膨胀比率，在材料树脂的不同剪切速率测量膨胀比率。
[0036]以下说明膨胀比率与剪切速率之间的关系，膨胀比率与剪切速率有依存关系并随着剪切速率增加而增加，剪切速率表示剪切变形的一暂时变化且与速度梯度同步。当相距〃a〃(公分)的二平行层具有一速度差”b” (公分/秒)时，剪切速率表示为b/a(l/秒)。
[0037]由以下计算公式算出一表现剪切速率，在本说明书中，使用作为平均值的表现剪切速率作为剪切速率。
[0038]y = 4Q/ 31 r3
[0039]其中Y表示表现剪切速率(I/秒)，r表示毛细管的半径(公分)，而Q表示流动速率(立方公分/秒(cm3/sec))。
[0040]当τ表示一表现剪切应力而η表示一表现熔融黏度时，在以下公式算出表现熔融黏度:
[0041]n = τ / y
[0042]为在190°C的测量温度的测量，使用具有一比率L/D1 = 10毫米(mm)/1.0毫米Φ的扁平形喷嘴，其中L表示毛细管的长度而Dl表示毛细管的直径，使用东洋精机株式会社制造的CAPIL0GRAPH作为测量装置。[0043]表一显示在膨胀比率的剪切速率相关性上的测量结果，图1是对应到表一的图表，图1的图表设计显示膨胀比率随着剪切速率的增加而增加的趋势。这些测量结果并无因剪切速率增加而膨胀比率减低的情形。即使在特定测量期间由于如一测量误差而使膨胀比率随着剪切速率增加却发生一异常降低的事，本发明仍适用。
[0044]膨胀比率优选的范围在24.3/秒的剪切速率是0.93~1.16，60.8/秒的剪切速率是1.0~1.20，在121.6/秒的剪切速率是1.06~1.23，在243.2/秒的剪切速率是1.11~
1.30，在608.0/秒的剪切速率是1.15~1.34，而在1216/秒的剪切速率是1.16~1.38。膨胀比率设成优选的范围在与挤压方向垂直的方向中形成一立体疏-密交错配置，并因此提供如图3~6所示具有高可弯性的一立体网状结构。
[0045][表一]
[0046]膨胀比率的剪切速率相关性
[0047]
【权利要求】
1.一种立体网状结构，是由聚乙烯制成，所述的聚乙烯材料具有一膨胀比率是与一剪切速率有依存关系，所述的立体网状结构并配置成具有一卷曲弹簧结构，是由数个细纤维互相不规则接触和缠绕所形成，在与一挤压方向相关的一横向中具有一立体疏-密交错配置，并具有0.2~1.3毫米(mm) Φ的一细纤维直径和0.01~0.2克立方公分(g/cm3)的一体积密度， 其特征在于，当具有1.0毫米(mm) Φ的管内直径Dl和10毫米(mm)长度的一毛细管在190°C的温度挤压出熔化状态的聚乙烯，及D2表示挤压出并已冷却的聚乙烯细纤维的一剖面直径时，所述的膨胀比率以D2/D1表示以对照剪切速率。
2.如权利要求1所述的立体网状结构， 其特征在于，所述的聚乙烯材料的膨胀比率在24.3/秒的一剪切速率是0.93~1.16，在60.8/秒的一剪切速率是1.00~1.20，在121.6/秒的一剪切速率是1.06~1.23，在.243.2/秒的一剪切速率是1.11~1.30，在608/秒的一剪切速率是1.15~1.34，及在.1216/秒的一剪切速率是1.16~1.38。
【文档编号】D04H3/005GK104024511SQ201280061328
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月14日
【发明者】尾崎裕子 申请人:喜恩吉股份有限公司