制造可自充气的褥子和垫子的方法技术

一种可自充气褥子（１０）用开孔泡沫芯（２０）制成，泡沫芯沿着中心双熔点膜（２２，４２）的整个外表面粘附到其上，所述膜包括与泡沫芯（２０）接触的低熔点层（Ｓ２）和不与泡沫芯接触的高熔点层（Ｓ１）。热量和压力通过合适装置（２６，３６，３８）被施加以便将双熔点膜（２２，４２）热封到泡沫芯（２０）上。在可自充气褥子（１０）设置有一个与封闭的泡沫芯（２０）连通的阀装置（１６）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1、专利
本专利技术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，本专利技术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。附图说明图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，申请人的本专利技术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。本专利技术概述简而言之，本专利技术包括用于制造可自充气褥子和垫子的方法以及设备，所述褥子和垫子具有开孔泡沫芯和由双熔点膜形成的外表面。首先，一个开孔泡沫材料中心块被放置在一个平表面或传送带上，并且一个由双熔点膜层组成的上部薄片放置在开孔泡沫材料中心块上，使得膜的边缘悬在中心块侧部上。随后，一个没有粘性的可传热缓冲层放置在膜上，以使膜的上层不粘附到加热工具上，加热工具可以是现有的加热熨斗或热量压力滚筒。双熔点膜具有有第一熔化温度11的上表面S1和有比上表面S1的温度T1低的第二熔化温度T2的底表面S2。优选地来自一个滚筒的热量TR和压力随后被施加到上部薄片上。热量TR使得双熔点膜的底层S2熔化并粘附到泡沫芯上但上层S1不熔化。一对加热压力滚筒通过另外的缓冲层将热量施加到与泡沫芯边缘交叠的顶部层的侧部，以使整个上部薄片粘附到泡沫芯上，而仅剩下小的折角尾部随后被折叠和密封。泡沫芯被翻转过来，并且一个底层双熔点膜放置在其上，使其侧部悬在中心块的边缘上，并且热量和压力优选地采用一个滚筒通过一个缓冲层再次被施加而使得底层双熔点膜粘附到泡沫芯底部上。同一对侧部压力滚筒使得悬在泡沫芯上的边缘粘附到泡沫芯的侧部上并粘附到上层双熔点膜上。两个双熔点膜的尾部或折角向内折叠，以使它们熔化并粘附到中心块上。可以是口头吹气阀或单向阀的一个阀随后被安装到褥子的侧部上。双熔点膜完全地封闭并接触泡沫芯的外表面。褥子可被挤压排气缩小并保持在这种状态，以便存放。其后，当需要使褥子充气时，阀被打开，褥子自然地呈现其最初形状。由于双熔点膜完全地封闭着整个泡沫芯，可以形成非常坚硬的结构，它们可以包括凹入部分或组合的三维形状。这种结构可以包括例如床上用的褥子、座垫、背垫以及特殊用途的垫子，诸如飞行员弹射座椅垫子。本专利技术相对于现有技术具有几个优点。首先，由于不使用纤维，外层覆盖物不会起皱和漏气。双熔点膜被粘附到开孔泡沫芯上时是相对较软并且与泡沫芯的整个外表面一致。即使底表面S2熔化，上表面相对较软以致它可以伸展并与泡沫芯形状一致，而织物是非弹性的，不能伸展并与泡沫芯形状一致。当最终产品形成时，双熔点膜冷却之后也可以伸展并随着泡沫芯一起移动，以致它不会起皱或皱折，从而在被充气到大气压或被加压时可以保持泡沫芯的基本形状。第二，交叠端的接缝通过在一个双熔点膜的底表面S2与对接的双熔点膜的上表面S1之间的熔接而粘结在一起。结果是形成一个不仅整个地粘附到泡沫芯边缘上而且自身以绝对不透气的方式粘附的密封。第三并且非常重要的是，由于仅用热量和压力将双熔点膜层压在一起并压到泡沫芯上，避免了使用粘结剂、溶剂以及有害的化学品。参照附图，本专利技术的这些和其它特征将更加易于理解。附图简述图1A是现有技术的可自充气褥子的局部剖面图，显示了在其端部的空气间隙。图1B示出了试图以飞边密封形式且在层压部分不漏气地将两层纤维材料层压在一起的问题。图1C示出了形成交叠接缝时相同的问题，即，空气易于从层压部分漏出。图1D示出了商业上的双熔点膜的一小部分，它包括一个具有熔化温度T1的上表面S1和一个具有比温度T1低的熔化温度T2的下表面S2。图2A示出了处于压缩和卷起状态的本专利技术褥子的优选实施例。图2B示出了自充气和空气阀打开时的本专利技术褥子。图2C示出了处于已充分自充气状态且空气阀关闭时的本专利技术褥子。图3A示出了形成可自充气褥子的优选方法的第一步，将一张上部双熔点膜放置在一块开孔芯材料块上。图3B示出了该方法的第二步，其中，一个没有粘性的可传热缓冲层被放置在双熔点膜的顶部层上。图3C示出了该方法的第三步，其中，一个滚筒将热量和压力施加到缓冲层上，使得热量熔化双熔点膜的底部层S2，底部层又附着到泡沫芯的上表面上。图3D示出了第四步，其中，一对加热压力滚筒使得上部双熔点膜的两侧粘附到泡沫芯上。图3E示出了本专利技术的第五步，其中，上部双熔点膜的其余两侧通过一对加热压力滚筒粘附到泡沫芯上。图3F示出了该方法的第六步，其中，泡沫芯被倒置并且一张底部双熔点膜被放置在泡沫芯上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用开孔泡沫芯（２０）制造可自充气装置（１０）的方法，包括如下步骤： ａ、用膜（２２，４２）大体上围着所述芯（２０），所述膜（２２，４２）具有在第一温度Ｔ１熔化的第一表面（Ｓ１）和在比温度Ｔ１低的第二温度Ｔ２熔化的第二表面（Ｓ２），并使得第二表面（Ｓ２）大体上与所述开孔泡沫芯（２０）的整个外表面（１２）接触；以及 ｂ、通过加热装置（２６，３６，３８）将所述第一表面加热到低于温度Ｔ１但高于温度Ｔ２的一个温度ＴＲ，使得所述第二表面（Ｓ２）熔化并且大体上粘附到所述开孔泡沫芯（２０）的整个外表面（１２）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯担利斯维特利克，
申请(专利权)人：斯担利斯维特利克，
类型：发明
国别省市：US[美国]