[发明专利]制造可自充气的褥子和垫子的方法以及设备

说明书

背景技术

1、发明领域

本发明涉及一种制造可自充空气的褥子和垫子的方法以及设备，所述褥子和垫子具有可调节的坚硬度特性，本发明还涉及通过所述方法和设备制成的产品。

2、现有技术描述

现有技术文献描述了制造可自充气的褥子及类似物的几种早期尝试。例如，名称为“封装和拆开可自充空气的褥子的方法”的美国专利3,935,690描述了一种可用于野营的褥子，该褥子包括覆盖着具有纤维外表的不透气材料的一个开孔泡沫芯。这种褥子对于某些野营用途是令人满意的，但是，这种褥子趋于较薄，而且这种褥子的边缘实际上不易于附着到外表覆盖材料上。

美国专利3,675,377描述了另一类型的可充气结构，该结构包括柔性泡沫芯部分和纤维覆盖物。

美国专利3,675,377和3,935,690中所描述的结构的问题在于，外表材料不能结合到泡沫芯的整个表面上，而是象一个袋子一样起作用，以致于当这种结构充气时，侧部或边缘趋于成圆形。因此，采用现有技术的工艺实际上不可能形成可自充气的褥子，该褥子包括凹腔或组合三维形状。

图1A以横截面图显示了一个典型的现有技术的可自充气褥子，它具有一个芯和一个覆盖物。由于覆盖物常常是纤维，因此，不可能形成一个不漏气的搭接缝，如图1B和1C所示。

如果示于图1B和1C中的纤维仅在一侧被封接，那么，空气易于以所示方式漏出。图1B显示了现有技术的“飞边”接缝，而图1C显示了现有技术的“交叠”接缝。也可以采用在两层之间的两侧上涂有粘合剂材料的纤维来形成如图1C所示的交叠接缝。这种现有技术的结构具有几个主要缺点。第一并且最主要的是，无论纤维覆盖物是否在两侧上整个地或局部地被封接，当它们转角和/或被压缩时，纤维覆盖物会起皱。因此，它们不能完全地与不规则形状一致并且易于漏气。第二，不可能在单侧覆盖有织物材料的两个交叠层之间形成令人满意的热塑性熔接密封，如图1C所示。第三并且最后是，诸如图1A-1C所示的现有技术的工艺通常需要对环境有危害的粘接剂或化学制品。

其它的可充气褥子或结构在现有技术中是未知的。例如，美国专利1,970,803描述了一种制造诸如床上用的褥子的可充气橡胶结构的方法。美国专利4,991,244描述了一种气褥子，该气褥子包括一个用于根据所使用的褥子的侧部来控制密度和其相对坚硬度的装置。类似地，请参见美国专利4,908,895。

最后，名称为“制造床上用的充水褥子的工艺”的美国专利4,167,432描述了一种用于形成一个袋状结构的工艺，该袋状结构可以充水并起一个合适的床褥子的作用。

图1D显示了一张商业上可获得的双熔点膜(dual melt film)，它包括一个具有熔化温度T1的上表面S1和一个具有熔化温度T2的底表面S2，熔化温度T2低于上表面S1上的熔化温度T1。可接受的膜是由聚醚聚氨酯形成的。这种膜通常用于除制造可自充空气的褥子或垫子之外的其它用途。

尽管现有技术描述了制造诸如褥子和垫子的可自充气结构的多种尝试，但是，当这些结构充气时，由于外表纤维层没有令人满意地附着到整个泡沫芯上，这些结构趋于具有大体上为凸形的形状。相反，申请人的本发明使得表面层完全地附着到泡沫芯表面上，从而获得具有确定形状的更大结构，它包括凹形和组合部分、平的侧部以及直角边缘。

本发明概述