解讀床墊彈簧的神奇妙用,席伊麗的美姿感應彈簧、舒達的妙而扣、席夢思的獨立筒哪種好?

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席伊麗Sealy、舒達Serta、席夢思Simmons是美國名床中的三大品牌,很多人好奇選哪家好?這三家各自有代表性的床墊彈簧,床墊彈簧是彈簧床的核心,百年來發展,出現各種奇思妙想的設計與材料,你知道它們的特點嗎?我適合哪種呢?這可能是很多人的疑問,本文將從最常見的幾種彈簧型式為您深入解析彈簧床墊的角色與妙用。

床墊彈簧

事實上彈簧與我們生活周遭息息相關,例如機車的避震器、兒童遊樂場裡的搖搖馬,都是對彈簧彈力的利用實例。我們有時會談論避震器偏軟,或是說偏硬,這些都是彈簧發揮的關鍵性作用。床墊彈簧對於人體體感的改變也是如此,雖然隱藏在床墊內,但卻是實實在在影響床墊核心效能的關鍵。

在開始前,你聽過:邦尼爾彈簧、連結式彈簧、連續彈簧、連鎖彈簧、獨立筒(獨立袋裝)彈簧、分區彈簧、偏壓彈簧、LFK 開口彈簧、一線鋼彈簧嗎?這些都是用在床墊彈簧中的名詞,各自代表了床墊彈簧對力學巧妙運用與理解的技術,也是各家彈簧床的重要賣點,幾乎可以說,拿掉這些,等於失去了彈簧床的靈魂。

上面提及的幾個名詞中,雖然都包含了「彈簧」兩個字,但它們分屬於三個不同的系統角色:其中三個是指個體彈簧類型(連續彈簧或一線鋼、LFK、偏壓彈簧、邦尼爾),另三個是床網結構(連鎖彈簧、獨立袋裝、連結式),還有一個是彈簧床彈性處理工藝(分區)。

認識彈簧床墊彈簧系統:從個體彈簧與床網結構可以了解彈簧床的核心。目前市場流行的主要是兩大類型的彈簧床網,第一是連結式彈簧床;其次是袋裝彈簧床,也就是獨立筒彈簧床。
認識彈簧床墊彈簧系統:從個體彈簧與床網結構可以了解彈簧床的核心。目前市場流行的主要是兩大類型的彈簧床網,第一是連結式彈簧床;其次是袋裝彈簧床,也就是獨立筒彈簧床。

從床墊彈簧系統來看,台灣習慣所稱的彈簧床其實有很多種,邦尼爾彈簧床只是其中一種最古老的技術,有人稱之為連鎖彈簧、連結式彈簧,但這些名稱代表的都是一種體系,雖然市場少,但不代表沒有,尤其這些被忽略的彈簧床在市場上的銷售量都是數一數二的傑出代表作。

認識床墊彈簧:個體彈簧

彈簧床墊的彈簧是一種具有耐用、彈力、柔軟或堅硬的支撐材料,在床墊的研發、設計過程中,會根據力學設計要求和床墊成品應用場景需求的不同,選擇不同的彈簧形態。床墊彈簧至少有幾種特點:

  1. 壓縮螺旋彈簧。
  2. 彈簧設計與人體工學習習相關,包括彈力、選材、形狀等。
  3. 多個彈簧並聯組成。

從螺旋壓縮彈簧開始

床墊用的彈簧系統中所採用的個體(單體)彈簧,幾乎都是螺旋彈簧,更精確的說是壓縮螺旋彈簧。常見床墊彈簧有:圓柱螺旋彈簧和變徑螺旋彈簧,變徑螺旋彈簧又有錐形、沙漏型、桶型等等,也有複合類型,繼變徑且不等距螺旋彈簧,這些變化都會帶來體感上的微妙改變。

螺旋彈簧是最典型的彈簧結構,嚴格來說是由十七世紀英國自然科學家、發明家羅伯特.虎克(Robert Hooke,1635年—1703年)提出了虎克定律,所以有人把螺旋彈簧又稱為Hooke coil(虎克彈簧)。1763年,R. Tredwell 獲得了第一個螺旋彈簧專利──英國專利號 792。到了1871 年,Heinrich Westphal 發明內置彈簧床墊,揭開了彈簧床至今一百多年歷史。

十七世紀英國自然科學家、發明家羅伯特.虎克(Robert Hooke,1635年—1703年)提出了虎克定律。
十七世紀英國自然科學家、發明家羅伯特.虎克(Robert Hooke,1635年—1703年)提出了虎克定律。

虎克一開始發明的是圓柱螺旋彈簧,圈徑相同、螺距相等,這種彈簧在壓縮、拉伸或扭轉,都能夠體現出虎克定律中理想的特徵。這種彈簧的優點在於壓縮性表現在內的形變量(壓縮量)平均,力學表現穩定。

床墊彈簧的創新

不過,虎克彈簧作為床墊用彈簧時,對於壓力的感應比較單調(直線性),簡單說就是說遇到較小的重量時形變小,較大重量時則下沉較多。但實務上的問題是,人體的部位重量比例不同,頭腳都相對較輕,臀部最重,因此床墊的變形可能會是下凹,尤其是體重越重,會越明顯,給人「缺乏支撐力」的錯覺,此外因為圈徑相同,因此遇到重量會有疊壓產生的梯度硬感,如果需要避免,就要增加彈簧圈徑,因此造成床墊整體成本同步增加。

因此在彈簧的研究上,發現可以透過圈徑改變,讓體感更細緻,同時也會節省彈簧圈數、高度,這就是變徑彈簧。變徑彈簧即彈簧的口徑與腰徑不同,或大或小。此外,彈簧兩端的開口、閉口或磨平也會影響其特性,這些豐富的變化成為當今床墊彈簧設計的一大學問。

壓縮彈簧的計算公式
在彈性限度內,彈簧的彈力可由F = kx,x 為彈簧的伸長的長度;k為彈性係數(上圖中的彈簧定數),表示彈簧的一種屬性,它的數值與彈簧的材料,彈簧絲的粗細,彈簧圈徑,圈數及彈簧的原長有關。在其他條件一定時,彈簧越長,單位長度的圈數越多,k
值越小。

腰徑更小的螺旋彈簧對於壓力的回饋更加敏銳,不過如果是邦尼爾彈簧,兩端結口,並用串簧連結鎖定,彈簧就變得相對硬感,而且堅固耐用,當然如果連結的技術不佳、長久使用後,彈簧就會發出奇怪的聲音,這是鋼絲之間磨擦的吚呀聲音。

另一種是腰徑比口徑大的螺旋彈簧形態,就是我們最常見的獨立袋裝彈簧系統中的彈簧,有很多名字:鼓形、凸型、紡錘型、桶型(Barrel的英文翻譯是中間粗兩端細的桶)、橄欖形彈簧等等,若要與圓(直)筒型區分,也許使用「Marshall Coil」,更專業稱馬歇爾彈簧更清楚。

四種常見的床墊彈簧的比較

連續彈簧(台灣又稱一線鋼彈簧)、偏壓彈簧(LFK 開口彈簧)、馬歇爾彈簧、邦尼爾彈簧這四種彈簧是最常見的床墊彈簧型態,指的都是不同的單體彈簧類型,它們形態原理不同,因此特性也不同。

其中連續彈簧都是由一根鐵絲從第一顆到最後一顆彈簧拉製成形,因此台灣也稱為一線鋼,加上其他幾種與馬歇爾彈簧(桶形彈簧)正好是四種不同的彈簧型態。床墊品牌中3S之一舒達(Serta)使用妙而扣彈簧 Mira Coil,就是連續彈簧;席伊麗(Sealy)使用 LFK(Left Facing Knot,左向結)開口式彈簧就是偏壓彈簧,而馬歇爾彈簧正是席夢思的代名詞。

邦尼爾彈簧(Bonnell Coil)

邦尼爾彈簧就是台灣市場上使用最久的床墊彈簧類型,也是傳統連結式彈簧,其中連結式其實指的是彈簧串聯的方式,而非單體彈簧類型。

這種台灣傳統主流的彈簧床,演變為印像中主打中低端市場的連結式彈簧,特點是將一個個獨立的彈簧經若干條串簧連接成一體,回彈力和支撐性、耐用度都不錯。在力學上這種彈簧受力比較平衡,整體結構要比其他兩類的連鎖彈簧更穩定。姑且不論這種彈簧是否一定低價,但它幾乎涵括了 40 年以上使用者的共同回憶,那種一面竹蓆,一面绗縫布料的經典床墊。

邦尼爾彈簧的睡感偏硬,抗干擾性相對較弱,這一直是被獨立筒拿出來比較行銷的利器!尤其是邦尼爾彈簧床墊躺久了會有嘎吱響的雜音,但因為造價便宜、堅固耐用,禁得起小孩在床上的跳躍,現在一般老人、出租房屋或是旅館也會使用這類彈簧。

雖然一般印象中,邦尼爾彈簧床似乎是廉價品,但事實上製作精良的邦尼爾彈簧床有很明顯的優點,尤其對體重重、偏好硬感的使用者,這種床墊是相當好的選擇!不過也因為它實在相當耐用,我想幾乎不會是床墊業者願意推銷的款式。

偏壓彈簧(Offset Coils )

偏壓彈簧,也稱為卡爾彈簧,由 Frank Karr 在 1900 年代初發明,這種彈簧是從邦內爾彈簧衍生而來。Bonnell 與偏壓彈簧的主要區別在於彈簧端部的形狀,邦內爾彈簧的頂端和底端是圓形且結口,然後用卷簧將每個彈簧固定成行。偏壓彈簧的兩端呈方形,一個彈簧的方形端部以串簧與下一個彈簧的方形端部相連。偏壓彈簧允許每個彈簧單獨響應,因此偏壓彈簧比邦內爾彈簧相對更靈活。

之所以稱為偏壓的意思是因為這種彈簧會因為結口反應一個方向的偏斜,從而更貼近人體曲線,因此體感比邦尼爾彈簧更軟。

偏壓彈簧與 LFK 彈簧是同一類彈簧,正確的說,LFK 是後續改良的彈簧,同樣是直筒型彈簧,但兩端略大,也可說是沙漏型,這類型的彈簧可以歸納出不同細節,包括具有偏壓、方形和無結頭(開口)等。知名的席伊麗就是 LFK 開口彈簧。

偏壓彈簧的靈活反應減少了身體突出部位(例如肩膀和臀部)的壓力點,這也意味著更好的背部支撐,尤其是對於側睡者。此外,這也減少了運動傳遞,交替使用右旋彈簧和左旋彈簧,可以阻止任何向一個方向或另一個方向傾斜的趨勢,使床墊更加穩定。偏壓彈簧有兩種基本形式:閉口打結彈簧和開口不打結彈簧。打結的更穩定,手感更光滑;不打結的偏壓彈簧更有彈性且更靈活。

偏壓彈簧的意思
偏壓彈簧的意思

與獨立筒彈簧相比,偏壓彈簧較為安靜、抗干擾性較好,同時也更貼合身體。

美姿感應彈簧(LFK)

LFK 開口式彈簧本身的形態設計就是針對使用串簧的整體床網設計的,因而僅可製作連鎖彈簧床網。LFK 彈簧形態的技術核心在於其雙側頂面連接串簧的結構形態(並非圓形),而不是「開口」,因而並不是所有的開口式彈簧都叫做 LFK。在 LFK 這個領域中,Sealy(席伊麗)是佼佼者,它擁有大部分先進的 LFK 彈簧專利。

席伊麗專利彈簧,由單組的彈簧組成,彈簧腰徑就是圓柱,統一的彈簧直徑和均勻的彈簧腰徑提供更穩固的承托力。每個彈簧上方都是開口的彈簧,不像圓簧那樣收口,這種作法讓彈簧會因為壓力不同改變彈簧的開口大小。壓力越大,則開口變大,反之開口變小,也因此讓 LFK 開口彈簧床墊會感覺到貼合度好的原因之一,不過這也讓彈簧體感的軟硬度相對偏軟。

美國席伊麗的開放式彈簧三種PostureTech、AlignSupport、ReST的開口設計,形狀圈徑都不相同

美國席伊麗的開放式彈簧特點在於兩端,尤其是上端接觸面更是玩出了新花樣,也因此取得不同的多層次體感,主打的就是更貼合,仔細看當物體在上時,因為開口的特點,會讓更大的壓力下,開口變大,更為貼合,ReST®「高效感應承托」更在頂部作了較小的圈徑,增加更多的體感層次。

連續彈簧(Continuous Coil)

連續彈簧又稱為一線鋼彈簧,這種彈簧的使用比 LFK 相對少,這是 1983 年由舒達 Serta所推出的彈簧,整張彈簧是由一根鋼絲從頭到尾卷製而成。不過一般的一線鋼形狀與舒達並不相同。

提到彈簧一定不能忽略美國禮恩派(Leggett & Platt美國世界500強企業之一,彈簧行業大佬)這家公司,禮恩派與舒達和席伊麗的專利彈簧有很重要的關聯,因為舒達與席伊麗都與禮恩派共同開發專用的彈簧加工設備,並使用專用設備製造自己的「專屬彈簧系統」,瑞士知名的 Spuhl 彈簧自動化製造機台也是禮恩派集團旗下,可以說繞了一大圈,市場上的各種彈簧幾乎都與禮恩派有些「血緣」關係。

禮恩派生產的專利彈簧,被舒達買下其專利權,名字直接沿用了彈簧的專利名「妙而扣」。妙而扣其實就是連續彈簧的一種,都是一根鋼絲穿到底,四個角為固定點位,結構穩定。

妙而扣最大特點是其 Z 字型結構,穩定性強,不易形成局部塌陷,睡感偏硬,然而抗干擾性依舊不如獨立袋裝彈簧,且價格偏高,因此被廣泛應用於舒達高端產品之中,價格基本都要萬元以上。

舒達妙而扣最大特點是其 Z 字型結構,穩定性強。
舒達妙而扣最大特點是其 Z 字型結構,穩定性強。
  • 連續彈簧是一根鋼絲從頭卷簧到尾,兩兩之間會在底部連結或頂部連結。因為鋼線纏繞在一起,所以容易摩擦產生噪音。
  • 一線鋼彈簧體量大,受力時變形區域相應也大,單從「抗干擾性」而言,橫向排列時不及其他彈簧床網,但是合理的舒適層設計可以讓「干擾」非常輕微;且如果採用縱向彈簧排列結構時,「抗干擾性」與獨立筒系統之間的差異幾乎微不可知
  • 舒達(Serta)的妙而扣彈簧(Mira Coil)連續彈簧,就是一種體積極為龐大的彈簧,單根彈簧長度可達到兩公尺!
  • 連續彈簧串連的床網結構,其承重能力優於 LFK 彈簧,但不如預壓縮的袋裝獨立彈簧系統和 Bonnell 彈簧系統,彈性和敏銳程度優於二者,僅次於 LFK 彈簧;在承托體重偏大使用者時,彈性表現在這四種彈簧結構中最強,因此這種彈簧在美國仍然是流行彈簧種類。

獨立袋裝彈簧(Pocketed Coil)

獨立袋裝彈簧是 1899 年加拿大人 James Marshall 發明,他創辦的 Vsprings 品牌床墊更成為英國的知名頂級手工床墊。一直到了1925 年由席夢思約翰富蘭克林(John Franklin Gail)發明出自動化袋裝的機器,因而成為席夢思稱霸市場數十年的床墊彈簧。

用布料將每個彈簧獨立包裹起來,再通過膠黏或者用絎縫工藝將彈簧袋連接起來組成的彈簧。每個彈簧都是獨立伸縮支撐的,因為外部由布料包裹,所以彈簧之間不會直接摩擦,也不會產生連鎖彈簧無法避免的噪音污染。

近年來床墊彈簧熱門之選,從低端到高端的床墊都在使用,每個彈簧獨立運行,靜音抗干擾強,根據身體不同的部位點對點支撐與貼合,中年與年輕人選擇居多。

獨立袋裝彈簧基本都是單線的,即單根鋼絲纏繞而成。然而除此之外,席夢思還有個獨創的獨立袋裝索纜彈簧系統,是由三根鋼線交絞成為一根鋼線,稱之為「三環鋼弦彈簧」。比起單線彈簧,三股絞彈簧的特殊強化結構不會傾斜與變形,耐用性和穩定性上都提升了,當然價格所費不貲。

所有變徑彈簧都朝提供「遇重則硬」、「先軟後硬」、「多層次體感」的「智慧」上奔去。從力學表現上來說,這種彈簧在床墊上時,人們的感覺是:當使用者有翻身等較大的肢體動作時,相較於圓柱形彈簧會感到相對柔軟,但體感更為細膩,或說是有層次,但這些體感,也需要搭配適當的舒適層設計,否則容易被弱化而感覺不到。總而言之,每一種彈簧都有各自不同的特點,都各自有各自的優缺點。沒有彈簧的「好壞」差異,只有使用得是否恰當的區別。

認識床墊彈簧:彈簧系統

認識了個體彈簧後,接著更重要的就是連結彈簧的系統,這影響了整張床墊的彈性表現方式,彈簧系統是指將多個彈簧並聯或串聯組成的一個整體的方案。

避震器也是一種彈簧
避震器也是一種彈簧

袋裝彈簧

袋裝彈簧顧名思義就是用袋子將彈簧包覆,每個彈簧之間各自獨立,相互間是透過袋子連結。目前袋子的材質普遍是不織布,也就是無紡布,大部分是人造纖維:聚丙烯PP、聚乙稀PE等,或是較少見的天然纖維。這種連結的方式是在每個袋裝彈簧連結之間保持約 1 公分左右的個體彈簧空間,也就是袋子會留下左右一些空間,並非緊密與彈簧貼近,這讓床墊彈簧更加靈活的空間。

袋裝彈簧有一個更大的差異,就是彈簧經過預壓縮後裝袋,袋口的張力會讓彈簧保持一定的壓縮比例,因此獨立筒彈簧已有一定的承壓彈力,也就是人體還沒躺上去,其實床墊已經有「預備姿勢」準備接了,因此一開始的彈簧型變就不會比其他彈簧大,這種設計有很多考量點,包括:減少彈簧頂端的反覆變形、提高應力等。

如果我們把裝袋的獨立筒和未裝袋的馬歇爾彈簧作應力、應變的描繪,就能看出形變更為和緩。而連鎖彈簧,尤其是邦尼爾彈簧,體感的梯度感會更明顯。

連鎖彈簧

人們常提到的連結式彈簧其實是一種將彈簧連結在一起的作法,透過橫向螺旋鋼絲將每個彈簧串連,也可稱為連鎖彈簧。連鎖彈簧則是透過串簧上下各穿過每個個體彈簧,依照床墊尺寸組成一張整體彈簧。透過串簧連結每個彈簧會讓床墊彈簧更加穩定。

邦尼爾彈簧是透過串簧將每個彈簧連結起來,請注意,彈簧的底部與頂部是圓形,這與開口彈簧和連續彈簧不同。邦尼爾彈簧是目前發展最久的彈簧床墊,但其為人詬病的就是閉口打結,這雖然能維持穩固,但卻也造成床墊發出怪聲。
邦尼爾彈簧是透過串簧將每個彈簧連結起來,請注意,彈簧的底部與頂部是圓形,這與開口彈簧和連續彈簧不同。邦尼爾彈簧是目前發展最久的彈簧床墊,但其為人詬病的就是閉口打結,這雖然能維持穩固,但卻也造成床墊發出怪聲。
連續彈簧造價低,但性能表現與製造技術有很大的關係,即使舒達能夠使用這種彈簧製作出穩定,且優於邦尼爾彈簧的抗干擾與舒適性。
連續彈簧造價低,但性能表現與製造技術有很大的關係,即使舒達能夠使用這種彈簧製作出穩定,且優於邦尼爾彈簧的抗干擾與舒適性。
各種床墊彈簧的比較。* 縱向排列時,抗干擾性能最佳。縱向排列是串簧與使用者身體保持水平方向。這時候LFK的開口彈簧能表現出比袋裝獨立筒更優越的抗干擾特性。
* 縱向排列時,抗干擾性能最佳。縱向排列是串簧與使用者身體保持水平方向。這時候LFK的開口彈簧能表現出比袋裝獨立筒更優越的抗干擾特性。

獨立筒彈簧床墊比連鎖彈簧床墊好?

網路上文章通常會提到連結式彈簧已經被淘汰,且是落伍的技術,但事實上不然。台灣由於流行的連鎖彈簧結構只有邦尼爾彈簧床,因此往往誤以為連鎖彈簧床或連結式彈簧床已經落伍,但事實上不然,美國三大品牌名床中就有舒達和席伊麗都是連鎖彈簧床結構,而且在抗干擾和舒適貼合性能上並不輸給獨立筒彈簧床

連鎖彈簧加工製作要求比較寬泛,可由高端機械製造,也可小規模手工生產,因而市場上既有高大上的Posture Tech(席伊麗),又存在廉價的作坊連鎖彈簧;但獨立袋裝彈簧目前製造的方式幾乎完全是由機械完成的。使用獨立袋裝彈簧床網製造床墊更加便利,所以獨立袋裝彈簧床網更受床墊工廠和工人歡迎。

台灣產製的彈簧,在引進自動化生產機械後,其實品質已經相當穩定,再加上中鋼製鋼技術在市場上仍是佼佼者,因此獨立筒彈簧目前仍是台灣市場是 CP 值最佳的床墊彈簧,適用範圍廣,大部分的消費者都能找到適合自己的軟硬度。

以中鋼鋼材高碳錳鋼製造的獨立筒彈簧,品質穩定,價格適中,是選購彈簧床墊時的好選擇。
以中鋼鋼材高碳錳鋼製造的獨立筒彈簧,品質穩定,價格適中,是選購彈簧床墊時的好選擇。

買床墊的建議

給你一些買床墊時的建議,選購前先問自己幾個問題:

  1. 我或使用者的睡眠和身體特徵與使用習慣如何?有哪些特別的需求?
  2. 這張床墊是如何從設計、工藝、選材等三個維度,適配並滿足我或使用者的身體條件、睡眠特徵和使用習慣的?
  3. 這張床墊的健康性如何?
  4. 我還特別重視哪些附加功能?

然後帶著這些問題與業者溝通,這是挑選床墊時比較科學的捷徑。

請注意,使用者的身高、體重與BMI是基本的條件,應該以這個向床墊業者詢問。如果你發現你的身高、體重是平均值,也就是不高不矮,也不胖,那麼你挑選床墊的適用範圍將會最廣。本文介紹的四種彈簧,就軟硬度而言,席伊麗柔軟最突出,獨立筒與舒達最類似,邦尼爾彈簧則擅於硬式體感

不過這幾家名床有多個生產工廠,每個區域的工廠出品的床墊不太相同,美國席夢思與舒達合併後,今年有宣告破產,日後發展仍不明朗,因此消費者購買時,需要確認床墊生產地。

這個問題其實在很多台灣進口品牌都有,台灣進口的德國Emma床墊也有泰國工廠製,而泰國乳膠很多其實是中國大陸資方設立,甚至是只有乳膠液來自泰國,生產製造都是在中國。總之在生產全球化後,消費者買到的其實可能是授權在地化生產的掛牌產品,雖說有品管,但品質如何,仍然需要消費考驗。

床墊並不是只要我喜歡,什麼都不重要的家居用品。床墊設計或銷售業者在判斷消費者需求以及解說產品時,都需要具有一定的專業能力。把該問的問題都問到了,床墊銷售人員也能把問題都講明白了,相信自會理性判斷,做出正確的選擇。當然不是要你去把銷售人員問倒,但至少要能回答出合理的答案,否則你敢買嗎?


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