专利名称：垫材的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种用于放置在地板上的垫材。
背景技术：
垫材种类通常有很多。例如非常贴合人体的垫材有空气垫、水垫等，比较新颖的有将构成垫材的芯材制作成具有连续气孔构造、在芯材的内部空隙中充填凝胶。具有连续气孔构造的芯材的垫材的专利文献如下汽车用地毯(专利利文献1，实开平5-93970号公报)。上述空气垫子、充水垫子有非常良好的弹性，放置在地板上，人躺在上面，垫材会顺着人体的背部的形状而发生形变，因此这种垫子在对人体的贴合性方面非常出色。但是， 象这种现有的垫材会产生由于垫材的大幅度凹陷，从而使地板的坚硬之感直接传给人体、 以及形状不稳定等不良现象。另，如果垫材开口的话，凝胶就有可能从垫材中漏出。即使其芯材具有连续气孔构造，如果其内部空隙充填的凝胶为非凝固性的话，这种垫材也有可能发生同样的漏出情况。总之，现有的垫材只要有破口，凝胶就有可能漏到垫材外面来。
发明内容
借鉴上述情况，本发明的目的在于，提供一种保持对人体等接触对象物具有良好的贴合性的基础上，通过提高其形状的稳定性、抑制极端的变形，具有良好的使用性的垫材。为了解决上述课题，本发明的垫材由具有连续气孔构造的芯材和覆盖在芯材表面的外包材构成。往所述芯材的内部空隙中填充凝固性凝胶并在所述芯材表面的至少一部分形成凝固性凝胶的覆盖层。所述的“芯材表面”是指构成芯材外形的一面、“覆盖芯材的外包材”是指覆盖芯材表面局部或全体的外包材。因为凝固性凝胶的覆盖层(以下简称“凝胶覆盖层”)不会因外部作用力产生极端的形变，所以能减弱来自于垫材外部的传导到芯材的力(来自人体的体重等垫材接触对象物的压力)。所以所述本发明的垫材在保持形状的稳定性方面得到了提高。另，凝胶覆盖层能提高垫材表面的强度，从而确保垫材的耐用性。再者，因为往芯材的内部空隙充填的凝胶是凝固性的，所以万一垫材表面有破损开口，凝胶也不会漏到垫材外面来。所述芯材可以用氨基甲酸乙酯树脂成形。氨基甲酸乙酯容易发泡，所以适合芯材的成形。另，芯材用氨基甲酸乙酯成形的话，不仅可以有效地防止充填在芯材的内部空隙里的凝固性凝胶在芯材内部的流动，而且可以使成型后的芯材(往内部空隙充填凝固性凝胶之前的状态)具备适度的柔软性。所述芯材也可以由网状纤维构成。网状纤维由复数的纤维编织成网眼状，强度高、抗拉力强，难以断裂，是芯材的理想材料。另，由网状纤维构成的芯材要比用氨基甲酸乙酯成形的芯材，能更有效地防止充填在芯材的内部空隙的凝固性凝胶在芯材内部的流动，所以不会因凝胶的流动给使用垫子的人或动物(狗、猫等)产生不快之感。这种的网状纤维可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙等合成树脂作为材料。使用这些材料既能够赋予芯材以适度的柔软性，又有助于提高垫材对接触对象的贴合性。凝固性凝胶的内部空隙填充率在80% 100%为理想。所述填充率可以赋予芯材以适度的柔软性并能提高垫材的形状稳定性、抑制在受外力情况下发生极端形变、使垫材保持良好的使用性。如果为凝固性凝胶所充填的内部空隙不足80%的话，垫材就会因弹性过强而难以保持其形状的稳定。作为所述凝固性凝胶，可以使用水性凝胶。水的导热性好，芯材的内部空间充填了水性凝胶的垫材因为容易散发来自于人、宠物等接触对象的热量，所以具有冷却功能，在夏天使用极佳；另外，用热水加热，可作为供暖设备使用，在冬天使用效果也很好。这种垫材， 其芯材的内部空隙里的凝固性凝胶的充填率也以80% 100%为理想。如凝固性凝胶的充填率不满80%，芯材的表面就会形成具有绝热作用的空气层，从而有冷却效率低下之虞。 另，作为凝固性凝胶，也可以使用氨基甲酸乙酯等类的油性凝胶。上述凝固性凝胶为2种以上化学反应物进行交联反应为理想，即，在芯材的内部， 伴随着交联反应、利用其化学变化使凝胶硬化，化学反应物中的一种可为聚乙烯醇的水溶液。用ASKER-F型硬度计测量上述凝固性凝胶的硬度，该凝固性凝胶的ASKER-F硬度为20以上；用ASKER-C型硬度计测量上述凝固性凝胶的硬度，该凝固性凝胶的ASKER-C的硬度为60以下为理想。如果SAKER-F的硬度不满20的话，加压后凝固性凝胶容易出现变形、流出现象；ASKER-C的硬度超过60的话，其就变得没有弹性。使所述凝胶覆盖层和充填在芯材的内部空隙中的凝固性凝胶连接在一起为理想。这样的话，由于不必在芯材的表面另行形成凝胶覆盖层，可以减少垫材的制造工序，由此减少制造垫材所必要的时间和成本。所述凝胶覆盖层的厚度以0. 5 IOmm为宜。如果凝胶覆盖层的厚度低于0.5mm，便难以充分提高芯材表面的强度，并且会有无法最大限度地减弱来自垫材外部的对芯材的传导力。反之如果凝胶覆盖层的厚度超过IOmm 的话，垫材表面的柔软性就会降低，从而有可能导致对接触对象物的贴合性的低下。将所述外包材做成袋状，并将芯材收纳于外包材内部的收纳部为理想。这样的话， 由于芯材外面全体都为外包材所覆盖，因此可以确实地预防粘上外部异物，与此同时又可以使芯材的外包作业变得容易，提高垫材制造时的作业效率。尚，作为外包材可以使用尼龙、聚乙烯、塑料、布或树脂等使填充在芯材中的凝胶的水分难以挥发的材料。另，外包材的厚度以既能赋予外包材以适度的强度又不降低垫材对接触对象物的贴合性的厚度为宜。再者，所述将外包材做成袋状，以往外包材的内部收纳部里充填水为宜。这样的话，因为外包材的内壁和芯材之间有水存在，垫材表面柔软性大增、更加容易形变，从而使垫材对接触对象物的贴合性大幅提高。另，水的导热性好，可以容易地散发接触对象物的热量，因此可以使垫材具备极佳的冷却功能。本发明的垫材，因为具有形成在芯材表面的凝固性凝胶覆盖层(以下简称凝胶覆盖层)，所以可以减弱来自垫材外部的对芯材的力的传导(人体的体重等)。并且凝胶覆盖层自身在受外力的情况下也不会发生极端形变，所以垫材不仅在形状的稳定性方面得到了提高，在受外力情况下的极端形变也得到了控制，具有良好的使用性。另，因为垫材能够产生适度的形变，所以能够保持对接触对象物的贴合性。另，凝胶覆盖层可以提高垫材表面的强度并确保垫材的耐用性。再者，因为芯材内部空隙所充填的凝胶为凝固性的，所以万一垫材表面破损开口， 垫材里面的凝胶也不会漏出。凝固性凝胶为2种以上化学反应物进行交联反应，芯材随着压力、温度的上升不仅不容易软化，而且还能保持适度的弹性，凝胶不容易出现移动、流出现象。保持上述凝固性凝胶的ASKER-F硬度为20以上，ASKER-C硬度为60以下，可防止变形、流出，同时还能保持有良好的弹性。
图1为本发明的实施例的截面2为使用图1所示垫材的截面图。图3为图1所示垫材的制造工序的截面图。图4为本发明的实施例2的截面图。图5为图4所示芯材(充填凝固性凝胶之前)的局部扩大照片。图6为本发明的实施例3的截面图。符号说明1、31、51 垫材2、22芯材
3树脂部
4、24内部空隙
5、25凝固性凝胶(水性)
6、26凝胶覆盖层
23纤维部
23a主纤维
23b辅助纤维
35外包材
36水
37收纳部(芯材)
具体实施例方式以下就本发明的实施形态，参照附1 图6，加以说明。图1为本发明的垫材。该垫材1的主要构成有袋状的外包材35和芯材2。芯材2 收纳于外包材35的内部的收纳部37中。所述的芯材2由合成树脂(本实施例为氨基甲酸乙酯)形成、由树脂部3和连续地形成的内部空隙4构成。往芯材2的内部空隙4中充填水性的凝固性凝胶5 (以下简称凝固性凝胶)。此凝固性凝胶5的主要成分为水、淀粉、磷酸钠。另，凝固性凝胶5的填充率以100%为宜。也就是说，在所有的内部空隙4中不留缝隙地填满凝固性凝胶5。在该芯材2的表面用凝固性凝胶形成覆盖层6。这儿所谓的芯材2的表面是指形成芯材外形的一面。另，使凝胶覆盖层6和充填在芯材2的内部空间4里的凝固性凝胶5 连接在一起、并使凝胶覆盖层6的厚度限定在从芯材2的表面起算0. 5 IOmm之间为宜。在本实施例中，因为在芯材2的表面形成有凝固性凝胶覆盖层6，所以能够分散来自垫材1外部的对芯材2的力的传导(体重等来自接触垫材1的对象物的外力)，并且凝胶覆盖层6自身也不会在外力的作用下产生极端的形变，所以垫材1提高了形状的稳定性、并抑制了在受外力的情况下的极端形变，具有良好的使用性。另，垫材由于内部空隙4充填了凝固性凝胶5的芯材2及凝胶覆盖层6而具有适度的形变性，从而能够保持对人体、宠物等接触对象物的贴合性。另，垫材1由于凝胶覆盖层的存在，其表面的强度得到了提高。所述凝胶覆盖层6的厚度从芯材的表面起算在0. 5 IOmm之间为宜。如果凝胶覆盖层6的厚度低于0. 5mm，便难以充分提高芯材2的表面强度，并且还会发生无法最大限地减弱来自垫材外部的对芯材的力的传导的现象。但是如果凝胶覆盖层的厚度超过IOmm 的话，垫材表面的柔软性就会降低，从而如图2所说明的，有可能会降低垫材1的对接触对象物的贴合性。再者，将凝胶覆盖层6和填充在芯材2的内部空隙4中的凝固性凝胶5连接在一起，使凝胶覆盖层和芯材成为一体，这样就不需要凝胶覆盖层6的成形工序，从而可以减少垫材1的制造工序。其结果，降低制造垫材1所必需的时间和成本。对于芯材2，以在所有(100% )的内部空间4中充填固性凝胶5为宜。充填率在 80% 100%之间可以使垫材1在具备适度的弹性的同时提高垫材1的形状的稳定性。尚， 凝固性凝胶5所充填的内部空隙4少于80%的话，垫材1就会因弹性过高而难以在受外力的情况保持形状的稳定性。另，在这种情况下，芯材2的内部空隙4中会存留许多空气，它所产生绝热作用会降低将在下文详细叙述的垫材1的冷却性能。另，芯材2为氨基甲酸乙酯。因为氨基甲酸乙酯容易发泡，所以适合芯材2的成形。 另，芯材2用氨基甲酸乙酯的话，不仅可以有效防止充填在芯材2的内部空隙4里的凝固性凝胶5在芯材2内部的流动，而且可以使成型后的芯材2 (内部空隙4充填凝固性凝胶之前的状态)具备适度的柔软性。尚，因为往芯材2的内部空隙4充填的凝胶5用的是凝固性的，所以万一垫材表面有破损开口，凝胶5也不会漏到垫材1外面来。其次，关于垫材1的使用例请参照图2。图2为放置在地板上的垫材1上横躺着人20的状态。可以看到这时垫材1没有因为人20的体重而产生极端的凹陷，所以不会产生使地板的坚硬之感直接传给人20或形状不稳定等现象。再者，垫材1上部表面11因人 20的体重产生适度的变形，配合人20背部10的形状。再者，因为作为充填在芯材2的内部空隙4内(形成于芯材2内)的凝固性凝胶 5(参照图1)，使用了具有导热性的水性凝胶，能够容易地散发人20的热量，所以垫材1对人20具有冷却效果。并且如上文所述，垫材1的上部表面11够贴合人20的背部形状，所以能够均勻地冷却人20的背部10。关于垫材1的制造工程请参照图3的流程图。
首先，如步骤1所示，用氨基甲酸乙酯形成具有连续空隙构造的芯材2。其次，如步骤2所示，往芯材2的内部空隙4中充填水性的凝固性凝胶5。作为凝固性凝胶5，不仅限于水性凝胶，也可以使用氨基甲酸乙酯等类的油性凝胶。步骤3，接所述步骤2，往所有的内部空隙4充填凝固性凝胶5并同时使一部分凝固性凝胶5溢出芯材2的表面。如步骤4所示，使溢出芯材表面的凝固性凝胶5固化，作为凝胶覆盖层6。最后，如步骤5所示，将芯材2收纳于袋状的外包材35内部，完成垫材1。外包材35可以使用尼龙、聚乙烯、塑料、布或树脂等使填充芯材2的凝胶性凝胶的水分难以挥发的材料。另，外包材35的厚度以既能赋予外包材以适度的强度又不降低垫材对接触对象物的贴合性的厚度为宜。图4为本发明的实施例2。尚，在以下的实施例中，对于和图1 图3所示的实施例1相同的部位、机能、形态的部件，标注同样的符号而省略对其详细的叙述。本实施例的垫材31的主要构成为外包材35及收纳在外包材35内部的内收纳部 37里的芯材22。芯材22为用聚乙烯制的纤维编制成网眼状后形成的网状纤维，由纤维部 23和内部空隙M构成。所述芯材22由主纤维23a和比主纤维23a更细的辅助纤维2 组成。另，芯材22 局部扩大照片如图5 (充填凝固性凝胶之前)所示，其主纤维23a向着垫材31，(参照图4) 的延长线方向编织出具有复数的六角形的层面，而复数的辅助纤维23b向垫材31 (参照图 4)的厚度的方向编织以支撑主纤维23a所形成的层面。如上所述，芯材22用网状纤维构成，网状强度高、抗拉应力强，难以断裂，所以能够加强垫材31的强度。另，由网状纤维构成的芯材22要比用氨基甲酸乙酯形成的芯材，能更有效地防止充填在芯材22的内部空隙M的凝固性凝胶25在芯材22内部的流动，所以垫材31不会因凝固性凝胶5的流动给使用垫子31的人或动物(狗、猫等)产生不快之感。尚，作为网状纤维的材料，可以使用本实施例中使用的聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙等合成树脂。使用这些材料能够赋予芯材22以适当的柔软性，所以有助于提高垫材31的对接触对象物的贴合性。现就本发明的实施例3进行说明，凝固性凝胶5是通过由2种以上的化学反应物伴随着交联反应而形成的，本实施例所使用的凝固性凝胶5是通过聚乙烯醇(PVA)在交联剂作用下进行交联而形成粘稠状的凝胶，作为交联剂可使用硼酸、硼砂等诸多物质，本实施例使用的是硼砂，硼砂是在水中溶解形成四硼酸离子，从而使得聚乙烯醇的交联反应更容易进行、更容易凝胶。接着就芯材2内部空隙4中填充凝固性凝胶5的充填方法进行说明，首先，将芯材 2预先放置在硼砂的水溶液中浸泡之后，适当除去水分，之后将芯材浸泡在有时适量的PVA 水溶液的托盘中，在芯材的内部、表面，硼砂与聚乙烯醇开始进行交联反应，渐渐凝胶化，芯材2的内部空隙4中填充粘稠状的凝胶5的同时，凝胶5的一部分渗透在芯材2的表面。调节PVA溶液中的PVA的量，能够使凝固性凝胶5的硬度产生变化。也就是说，需要比较硬的凝固性凝胶5的话，使PVA的量更多，如果需要硬度比较低的凝固性凝胶5的话，就减少PVA的量，以此调节PVA的量，能够生成根据用途不同所需要的硬度不同的凝固性凝胶5。 通过2种以上的反应物进行交联反应形成的凝固性凝胶5，即使压力、温度上升芯材2也不容易软化，能保持其适度的弹性的同时，凝胶也不容易出现移动、流出的现象。
上述实施例3说明了利用交联反应生成凝固性凝胶5，现就凝固性凝胶5的其他制造方法进行说明，芯材2使用发泡氨基甲酸乙酯，凝固性凝胶5使用2种反应型氨基甲酸乙酯类树脂，这种树脂一般是通过多元醇和异氰酸酯交联反应成为凝固性凝胶，现说明其制造方法。首先在托盘中放置适量的多元醇和异氰酸酯的混合液，将芯材2放置其中浸泡，之后将芯材2加压除去其中空气后，放置M 48小时，以便在芯材的内部以及芯材表面多元醇和异氰酸酯渐渐地进行交联反应，生成凝固性凝胶5，该方法不使用水就能生成凝固性凝胶5，另外该方法也可通过调节多元醇和异氰酸酯的量，生成根据其用途不同所需要的硬度不同的凝固性凝胶5。在上述实施例1 3中，用ASKER-F型硬度计测量凝固性凝胶5的硬度，该凝固性凝胶5的ASKER-F硬度为20以上；用ASKER-C型硬度计测量凝固性凝胶5的硬度，该凝固性凝胶5的ASKER-C的硬度为60以下。如果ASKER-F硬度低于20的话，凝固性凝胶5在加压后容易发生变形、流出；如果ASKER-C硬度超过60的话，就几乎没有弹性，所以凝固性凝胶5的ASKER-F硬度在20以上，ASKER-C硬度在60以下，就能防止变形、流出，同时还能保持有效的弹性。图6为本发明的实施例4。这里的垫材51是往图1所示的外包材35的内部收纳部37里充填水的例子。充填水使垫材51的表面的柔软性增加，可以提高对人、对宠物等接触对象物的贴合性。水的导热性好，可以容易地散发接触对象的热量，因此垫材51具备极佳的冷却功能，适合夏天使用，另外，用热水加热，可作为供暖设备使用，在冬天使用效果也很好。以上就本发明的实施例作了说明。本发明不限于上述实施例，只要没有脱离本发明权利要求书所记载的技术思想范围内作适当的修改都是属于本发明的保护范围。例如， 作为芯材的材料，可以使用丙烯类树脂、硅树脂等各种合成树脂，另外在实施例3、4中交联剂也可以使用各种物质。
权利要求
1.一种垫材，其特征是，由芯材和覆盖在芯材表面的外包材构成，其中芯材具有连续气孔构造，往前述芯材内部空隙中填充凝固性凝胶并在前述芯材表面的至少一部分形成凝固性凝胶的覆盖层。
2.如权利要求1所述的垫材，其中所述芯材由氨基甲酸乙酯成形。
3.如权利要求1所述的垫材，其中所述芯材由网状纤维构成。
4.如权利要求3所述的垫材，其中所述网状纤维由合成树脂构成。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的垫材，其中所述凝固性凝胶的内部空隙充填率为 80% 100%。
6.如权利要求1 5中的任意一项所述的垫材，其中所述凝固性凝胶为水性凝胶。
7.如权利要求1 5中的任意一项所述的垫材，其中所述凝固性凝胶为2种以上的化学反应物进行交联反应所生成。
8.如权利要求7所述的垫材，其中所述的化学反应物中的一种是聚乙烯醇的水溶液。
9.如权利要求1 8中的任意一项所述的垫材，其中所述凝固性凝胶的ASKER-F的硬度为20以上，ASKER-C的硬度为60以下。
10.如权利要求1 9中任意一项所述的垫材，使所述凝胶的覆盖层和充填在芯材内部的凝固性凝胶相连接。
11.如权利要求1 10中任意一项所述的垫材，所述凝胶的覆盖层的厚度为0.5mm IOmm0
12.如权利要求1 11中的任意一项所述的垫材，所述外包材为袋状，所述芯材收纳在此外包材的内部收纳部中。
13.如权利要求12所述的垫材，用水充填袋状外包材的收纳部。
全文摘要
本发明提供一种在保持对人体等接触对象物的贴合性的基础上，通过增强形状稳定性和抑制极端形变，从而获得良好的使用性的垫材，用氨基甲酸乙酯形成具有连续气孔构造的芯材(2)、并往此芯材(2)的全部的内部空隙(4)内以80％～100％的充填率充填凝固性凝胶(5)，再者，使凝固性凝胶(5)溢出芯材(2)的表面并使之固化而形成凝胶覆盖层(6)，并将此覆盖层的厚度限制在0.5～10mm之间。将芯材收纳于外包材(35)内部的收纳部(37)。
文档编号A47C27/00GK102316767SQ20098000006
公开日2012年1月11日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月29日
发明者田中伸佳, 田中润 申请人:悠哉株式会社