[发明专利]预调节的泡沫衬垫

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月19日提交的美国临时申请No.61/192,575和2009年1月9日提交的美国临时申请No.61/204,727的申请日的权益，上述两个临时申请据此以引用方式并入。

技术领域

本发明总体上涉及诸如床垫的缓冲物品和用于处理供缓冲物品使用的柔性泡沫材料以使其随着时间的推移且在整个区域上具有更一致的坚固性的方法。

背景技术

当今，家具且特别是寝具的制造商开发了用于制造高质量且耐用床垫的成熟且可靠的技术。产业能够提供在持续超过十年的所有时间内都持续提供舒适的睡眠表面的床垫。

随着产业努力持续提供改进的质量和可靠性，正被讨论的一个领域是产业在拥有床垫的寿命期间(从选择床垫的时刻直到床垫被最终更换)提供一致的消费者体验的能力。当论及在床垫的整个寿命期间提供一致的消费者体验的能力时，需要解决的一个工程问题是柔性泡沫性随时间的改变。具体地，消费者注意到，当他们在展室地板上试验床垫时所选择的床垫可能具有与在他们购买床垫之后最终送到他们家里的床垫的坚固性(至少略微)不同的坚固性。通常，消费者发现，送到他们家里的床垫比他们在展览室地板上试验的床垫更坚固。此外，随着时间推移，床垫的坚固性可能改变。随着消费者使用床垫，床垫可能会形成这样的区域，在这样的区域上，床垫没有其他区域坚硬。因而，随着时间推移，床垫的睡眠表面能具有不一致的感觉，即床垫的坚固性改变或被感觉到改变。

床垫制造者通过教导消费者关于泡沫的性质并告知消费者他们应预料到他们新购买的床垫的坚固性会随时间而改变来规避问题。但是，这一方法未能解决该现象的根本原因且不能为消费者提供关于他们的新床垫的坚固性可能会改变多少的可靠评估。

因此，本领域需要提供一种床垫，该床垫产生随时间推移且在床垫的整个区域上的一致的坚固性，并由此提供更一致的消费者体验。

发明内容

本发明认识到，改进的制造和加工技术能提供随时间推移且在整个区域上具有更一致的特性的改进的床垫。尽管不受理论的束缚，但是该认识部分地起因于对于泡沫的单元结构的研究。泡沫为多孔的聚合物材料。聚氨酯泡沫通常通过将微小的可膨胀气泡引入多元醇、聚异氰酸酯和其他需要的组分的起反应混合物中而制成。随着反应继续进行，聚合物基质被形成且气泡膨胀，从而提供通常被称为泡沫的多孔结构。

上述多孔结构是由通常被称为窗和柱的结构元素构成的互连单元的网。泡沫结构中的互连单元具有单元壁，该单元壁在其之间具有共同开口或窗。根据所用的制造工艺和化学物质的性质，一部分单元的窗将打开而其他单元的窗可能由聚氨酯材料的薄膜封闭。这些封闭的单元的窗能因为通过诸如在床垫的日常使用期间的压缩和/或拉伸的压缩和/或拉伸对材料重复施加应力而被破坏或破裂。因此，新的或未硬化床垫可以具有比使用的硬化的床垫要多的封闭的单元窗。

因而，形成的单元结构能在确定泡沫的机械性能(包括其坚固性或硬度)方面中扮演重要角色。硬度或坚固性通常通过压痕力挠度试验(IFD)来测量，该测量为泡沫的承载性能的测量。在该试验中，一圆形板被压入泡沫内，达到期望的深度或凹痕。试验确定了达到特定的凹痕所需的力。可选地，圆形板被压在泡沫衬垫上且施加特定的力。泡沫衬垫上的由力引起的凹痕被测量。但是，空气可能被带入封闭单元内，且如果存在大量封闭或仅部分敞开的单元的话，则流过泡沫的空气流可能是有限的。因此，在IFD试验期间，可能需要额外的力来迫使空气离开泡沫和封闭单元，从而产生可能通过正常使用而改变的假的高硬度或坚固性测量。如果泡沫随后再次被测试，且又一次被测试，则硬度可能在每次接连的试验循环中有点下降，这是因为泡沫中的单元窗被吹开或破裂，从而允许空气更自由地穿过泡沫。因此，IFD试验测量可有效地反映这些空气填充的封闭单元的临时气动特性，而不是当单元窗通过日常使用而破碎时所已使用的硬化的泡沫的最终坚固性。