一種設有絲瓜海綿功能層的健康環保生物質床墊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種植物纖維床墊，特別是利用絲瓜絡天然植物纖維空間網狀結構和高透氣、高吸濕散濕性，以及低碳、環保、可再生、活血抗炎等優良性能，通過展平技術和無膠低溫熱壓或冷壓絎縫工藝，獲得的純天然生物質絲瓜海綿材料，并利用該材料配合乳膠舒適層制備而成的床墊，不僅有利于人體健康，還可以獲得舒適的臥感。
【背景技術】
[0002]目前市場上的床墊主要有海綿床墊、乳膠床墊、彈簧床墊、棕櫚床墊等，其中天然乳膠床墊的原材料有限，而合成乳膠床墊和海綿床墊的原材料都屬于石油化工產品，是不可再生資源，且乳膠床墊、海綿床墊的透氣性和散濕性較差，使用時間一長極易發生霉變或滋生細菌和其它微生物，不利于人體健康。彈簧床墊的透氣性較好，但彈簧床芯必須以海綿、乳膠等軟質填充材料為鋪墊層來分散人體重力。因此，探尋不可再生資源的替代品，開發性能良好的植物纖維床墊將是未來床墊發展的趨勢。天然植物纖維材料以其資源豐富，可再生，無毒，無污染、可降解等優勢已廣泛應用于人們日常生活的方方面面，如已有利用山棕絲、竹絲、棕櫚絲等制造床墊填充材料的案例，但這種床墊填充材料一般需要利用膠黏劑將分散的植物纖維粘結起來，因此，開發出來的產品含有甲醛等有毒物質，不利于人體健康。《本草綱目》中記載絲瓜絡性干寒，可活血祛風、通絡止痛，具有降血脂、預防缺血性心肌損傷和鎮靜抗炎的功效。絲瓜海綿主是利用絲瓜絡天然纖維網狀結構和高能量吸收、高透氣(56532L/m2 *s)、高吸濕散濕性(吸濕量是自身重量的3倍，平均解析率為98.27% )，以及低碳、環保、可再生等優良性能，通過展平技術、無膠低溫熱壓工藝或冷壓工藝，獲得的純天然生物質植物纖維空間網絡材料。本實用新型將利用生物質絲瓜海綿材料開發零甲醛、助眠、生態、環保、透氣、抗菌的高性能床墊，不僅可以滿足人們回歸自然的愿望和國家節能減排的戰略，同時還可以使人-床界面處于干爽舒適的狀態，可以改善體壓分布，促進血液循環和新陳代謝，達到消除疲勞、活血舒筋、預防及祛病強體的功效。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種絲瓜海綿床墊及其加工方法，該床墊可以提供柔軟的支撐，又可以動態優化人-床界面微環境，具有健康助眠的作用。
[0004]本實用新型解決技術問題采用的方案如下:
[0005]一種設有絲瓜海綿功能層的健康環保生物質床墊，其特征在于，所述床墊包括床墊上層和床墊下層；
[0006]所述床墊上層為填充有彈性體的舒適層，所述舒適層由上面料復合層、底襯及上圍邊包覆；
[0007]所述床墊下層由絲瓜海綿功能層和彈簧芯層組成，所述彈簧芯層為獨立袋裝彈簧或精鋼連鎖簧或拉絲提斯彈簧；彈簧芯層中，包覆獨立袋裝彈簧或精鋼連鎖簧或拉絲提斯彈簧的床網的上、下兩個面上設有400g/ Hf -800g/ Hf棉氈或其它具有一定彈性的氈類制成的打底層；若彈簧芯層為精鋼連鎖簧或拉絲提斯彈簧，位于彈簧上方的打底層上還設有平衡網；
[0008]所述絲瓜海綿功能層設在彈簧芯層上表面；所述絲瓜海綿功能層和彈簧芯層由下面料復合層和下圍邊包覆；
[0009]所述上圍邊的底部四周向舒適層下表面延伸形成延伸部一，并在延伸部一內側的三邊設有連接件一，所述下圍邊的上部四周向絲瓜絡功能層的上表面延伸形成延伸部二，并在延伸部二內側的三邊設設有與連接件一配套的連接件二，所述連接件一和連接件二配合實現開合床墊下層，所述延伸部一和延伸二不設連接件的一邊縫合固定連接。
[0010]作為優選，所述絲瓜海綿功能層是利用密度在15Kg/m3-30Kg/m3范圍內的絲瓜絡，去芯材，將邊材展平，經冷壓絎縫或利用低熔點纖維熱壓粘合獲得的一定厚度和克重的片狀墊層材料；所得絲瓜海綿片材的厚度為3cm，每公分厚度的克重為320g/ m2 -600g/ m2。
[0011]作為優選，所述絲瓜海綿片材按如下步驟加工獲得:
[0012]①首先選擇密度在19Kg/m3_30Kg/m3的絲瓜絡為初級原料；
[0013]②將選好的絲瓜絡初原料洗凈，曬干，含水量控制在7 %以內；然后截去兩頭，并沿絲瓜絡軸側剪開，去芯材后；展平邊材；
[0014]③對邊材再次篩選，選擇克重多160g/ m2的絲瓜絡展平邊材做絲瓜海綿片材的最終原材料；
[0015]④將選好的展平絲瓜絡邊材按同一方向交錯平鋪，絲瓜絡外層光面朝上，內層表面朝下，上、下層之間錯開疊放平鋪，且同層絲瓜絡邊材的密度和克重保持一致，每平方米鋪設 960g-1800g ；
[0016]⑤對鋪設好的展平絲瓜絡邊材預壓，定高3cm，保載2分鐘，卸載；
[0017]⑥重復步驟③，2次；
[0018]⑦對預壓好的層狀絲瓜絡邊材進行絎縫，絎縫線之間的間距150_200mm，定厚3cm，獲得絲瓜海綿片材。
[0019]作為優選，所述絲瓜海綿片材還可以按如下步驟加工獲得:
[0020]①首先選擇密度在19Kg/m3_30Kg/m3的絲瓜絡為初級原料；
[0021]②將選好的絲瓜絡初原料洗凈，曬干，含水量控制在7 %以內；然后截去兩頭，并沿絲瓜絡軸側剪開，去芯材；展平邊材；
[0022]③對邊材再次篩選，選擇克重多160g/Hl2的絲瓜絡展平邊材做絲瓜海綿片材的最終原材料；
[0023]④將選好的展平絲瓜絡邊材按同一方向交錯平鋪，絲瓜絡外層光面朝上，內層表面朝下；鋪設多層，同層絲瓜絡邊材的密度和克重保持一致，上、下層展平絲瓜絡邊材之間錯開疊放平鋪，且在層與層之間鋪一薄層皮芯型低熔點聚乳酸纖維；并滿足每平方米鋪設960g-1800g絲瓜絡邊材；
[0024]⑤對鋪裝好的絲瓜海綿還料定高3cm熱壓，溫度115°C，保載2min ；
[0025]⑥對熱壓好的絲瓜海綿片材冷卻至常溫并靜置24小時；
[0026]⑦對上述處理好的絲瓜海綿片材按尺寸規格進行修邊，獲得最終的絲瓜海綿片材；
[0027]進一步，所述皮芯型低熔點聚乳酸纖維，平均線密度為2.22dtex,平均長度為35mm ;低熔點聚乳酸纖維的用量為展平絲瓜絡片材質量的15% -27%。
[0028]作為優選，所述彈性體為乳膠、泡沫海綿、羊毛、馬毛、駝毛、羽絨、絲瓜絡絲絮中的一種或幾種組合而成，所述羊毛、馬毛、駝毛為加工好的片材，所述羽絨或絲瓜絡絲絮為片狀內膽，內膽皮為無紡布或布料，通過絎縫使羽絨或絲瓜絡絲絮均勻分布，所述絲瓜絡絲絮是將絲瓜絡打碎成絲狀所形成的。
[0029]作為優選，所述面料復合層和圍邊由外至內依次由面料、直立棉、海綿或乳膠、無紡布絎縫而成；所述直立棉所占的厚度比例不超過面料復合層的1/3。
[0030]與已有技術相比，本實用新型的有效效果體現在:
[0031](I)本實用新型采用密度在15Kg/m3_30Kg/m3的絲瓜絡的邊材為原材料，利用展平技術和無膠低溫熱壓工藝(以皮芯型低熔點聚乳酸纖維為粘合劑)或冷壓、絎縫工藝制備純天然生物質絲瓜海綿，無甲醛、無毒、無污染、可降解，具有生態環保性，克服了現在植物纖維床墊，如棕絲床墊、竹絲床墊需要利用膠水將分散的植物纖維粘合起來，含甲醛等有毒物質，容易污染睡眠環境的局限性。另外，密度在15Kg/m3-30Kg/m3的絲瓜絡的邊材厚度較小，通過多層邊材交錯平鋪、預壓可以獲得質地均勻的絲瓜海綿片材，絲瓜海綿片材的密度(即克重)可以控制在960-1800g/ m2 ;而密度在31Kg/m3-50Kg/m3的絲瓜絡的邊材厚度較大，且絲瓜絡各部位的密實程度和厚度差別較大，無法通過多層交錯平鋪獲得比較均勻的絲瓜海綿片材，絲瓜海綿片材的密度(即克重)也難易控制在960-1800g/Hf這一比較舒適的硬度范圍；
[0032](2)本實用新型還充分發揮了絲瓜絡原材料質輕、疏松的特點，微觀結構及纖維觀察表明，絲瓜絡各部位的纖維束結構的密實程度均小于黃麻和椰棕；絲瓜絡纖維與黃麻相似，纖維較長，易于彎曲，而椰棕的纖維較短，呈梭形，不易彎曲；絲瓜絡維管束中存在螺紋導管，螺紋導管是主要的輸水組織；再者絲瓜絡內外纖維縱橫交錯，絲瓜絡內表的纖維長度大，腔徑小，主要起絲瓜絡縱向支撐作用。由此可見，絲瓜絡天然的蓬松、柔軟且縱橫交錯的纖維結構為其成為良好的床墊填充材料的提供了保證保障，同時，螺紋導管的存在也為絲瓜絡床墊具有更好的透氣性、散濕性和舒適的人-床微環境提供了保證。
[0033](3)本實用新型充分發揮絲瓜絡材料天然的空間網絡結構和高能量吸收的特性，在工藝上通過每公分片材克重的定量化控制獲得柔軟舒適的絲瓜海綿材料，比棕絲床墊、竹絲床墊彈性更好，更加舒適柔軟。
[0034]參照國際標準ISO 2439/B MOD 1，利用CTBA法對1cm厚的絲瓜海綿大片材(每公分材料的克重為960-1800g/Hf)、10cm棕絲墊進行壓縮硬度測試，結果:①絲瓜海綿大片材，表層硬度5.2mm-25mm、芯層硬度14.9mm_29.7mm、底層硬度2.7mm_5.3mm ;而棕絲墊，表層硬度2.9mm、芯層硬度5.8mm、底層硬度1.3mm。其中測試結果中數值越大，表示材料越軟。
[0035](4)由于使用過程中天然纖維材料會老化降解，結晶度較低的材料比結晶度高的材料更容易降解，從而影響產品的使用壽命，通過XRD圖譜分析可知，絲瓜絡內表層的結晶度47.05%，外表層42.32%，遠遠高于棕絲纖維的結晶度21.79%，說明絲瓜絡中纖維的結構穩定性顯著高于棕絲纖維，因此本實用新型絲瓜絡床墊的使用壽命要遠高于目前市場上的棕櫚床墊。同時通過熱失重TG分析也表明，絲瓜絡的熱分解溫度(296°C -343°C )，高于棕絲纖維(268°C _327°C )，也說明絲瓜絡材料纖維結構的穩定性。
[0036](5)本實用新型絲瓜海綿片材克服了現有工業絲瓜絡加工工藝中將絲瓜絡壓縮至完全密實，從而導致透氣性降低，容易受潮變形的缺陷。(由于絲瓜絡是高吸濕性材料，可以吸收大于自身重量3倍的水分，當絲瓜絡被壓制完全密實后，受潮吸濕后材料會膨脹，發生材料變形)。
[0037](6)本實用新型絲瓜絡海綿片材克服了現有絲瓜絡床墊工藝中將絲瓜絡打磨成纖維，然后利用纖維板的加工工藝加工成硬板的缺陷，加工成硬板的這種方法不僅破壞了絲瓜絡天然的網狀結構，同時做出的床墊硬度也比較大，不能滿足床墊使用舒適性的需求。
[0038](7)實用新型絲瓜海綿片材充分發揮絲瓜絡材料吸濕后可以調節恢復其空間網絡形狀的特點，睡眠使用過程中通過吸濕和解析汗液微微調節和恢復床墊的變形，克服了現有絲瓜絡床墊工藝中將絲瓜絡打磨成纖維作為填充材料，按照縫制被褥的方法加工稍微柔軟的床墊墊層的工藝的局限性(該工藝也是破壞了絲瓜絡天然的網絡結構，使用一段時間后容易出現塌陷的現象，塌陷后的床墊也會變得僵硬)。
[0039](8)本實用新型絲瓜海綿片材透