BE1022032B1 - Schuimconstructie en matras of kussen voorzien daarvan - Google Patents

Abstract

Schuimconstructie (1) voor gebruik in een matras of kussen, die een zich in een lengterichting (L) uitstrekkende basis (2) omvat die gemaakt is van flexibel kunststofschuim, welke basis (2) twee zich in de lengterichting uitstrekkende benen (4) omvat die verbonden zijn door een luchtdoorlatende overbrugging (5) die zich in de genoemde lengterichting (L) uitstrekt.

Description

Schuimconstructie en matras of kussen voorzien daarvan.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een schuimconstructie en een matras die voorzien is daarvan.

Meer speciaal, betreft de uitvinding een schuimconstructie van flexibel kunststof schuim die zeer geschikt is om de basis van een matras te vormen.

Een zeer belangrijke eigenschap van een matras, die het comfort van een matras bepaalt, is de mate waarin warmte en transpiratievocht afgevoerd kan worden van het oppervlak waarop de gebruiker ligt, zodat een matras gedurende de slaap niet te warm en te klam gaat aanvoelen.

Het is vooral van belang, met het oog op een rustgevende REM slaap, om vanaf het begin van de slaap een relatief lage lichaamstemperatuur, dus een goede warmteafvoer te hebben.

Zoals bekend zijn veel matrassen hoofdzakelijk gemaakt van relatief zacht, flexibel kunststofschuim, zoals latex of PUR, vanwege de relatief lage kostprijs en de gemakkelijke verwerking ervan.

Deze kunststofschuimen bestaan in een normale, elastische variant en in een viscoelastische variant.

Deze schuimen hebben echter het nadeel dat zij relatief kleine poriën hebben, waarin lucht wordt vastgehouden, zodat er slechts trage luchtcirculatie is, waardoor de warmteafvoer en de afvoer van transpiratievocht van een slapend persoon vaak niet optimaal zijn. Hierdoor kan een optimaal slaapcomfort moeilijk bereikt worden en kan ook schimmel en bacteriegroei in de matras optreden.

Er zijn weliswaar zeer opencellige schuimen bekend, maar ook deze mogen in een matras niet dikker dan 1 tot 2 cm zijn opdat zij een luchtcirculatie niet zouden verhinderen. Bij een dergelijke lage dikte geven deze schuimen echter onvoldoende vering om een goede matras te kunnen vervaardigen.

Een bijzondere klasse van dergelijke schuimen voor matrassen zijn de viscoelastische schuimen.

Deze hebben zeer aantrekkelijke eigenschappen wat betreft de vering en ondersteuning van het lichaam van de gebruiker, omdat zij grote hoeveelheden energie kunnen absorberen en slechts langzaam opnieuw afgeven, waardoor het lichaam van de gebruiker over een groot oppervlak goed ondersteund wordt. Hierdoor worden zij bijvoorbeeld veel gebruikt in ziekenhuizen om doorligwonden te voorkomen, maar ook voor thuisgebruik vanwege een comfortabel ondersteunend karakter.

Deze schuimen hebben echter het nadeel dat de snelheid waarmee lucht wordt doorgelaten nog trager is dan bij de bovengenoemde elastische schuimen, doordat zij een relatief hoge fractie gesloten poriën hebben.

Daardoor voelen zij zeer warm aan en kan de gebruiker door de slechte vochtafvoer zich oncomfortabel voelen en zelfs, bij bedlegerige personen, andersoortige huidproblemen krijgen.

In het geval van verenmatrassen is er uiteraard meer luchtcirculatie mogelijk rondom de veren, maar wordt ook de uitwisseling van lucht met het oppervlak, waarop de gebruiker ligt, bemoeilijkt door de noodzakelijk aanwezige afdeklaag op de veren.

Met de bestaande matrasconstructies is er kortom geen goede ventilatie mogelijk van het oppervlak waarop de gebruiker ligt, zodat transpiratievocht en warme lucht zich ophopen in de matras, en de slaap hierdoor onderbroken of minder rustgevend kan worden.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan het voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een matras die is voorzien van twee of meer zijdelings naast elkaar geplaatste schuimconstructies, die elk een zich in een lengterichting uitstrekkende basis omvatten welke basis gemaakt is van flexibel kunststofschuim en welke basis twee zich in de lengterichting uitstrekkende benen omvat die verbonden zijn door een luchtdoorlatende overbrugging die zich in de genoemde lengterichting uitstrekt, waarbij de overbrugging naar boven gericht is.

Hierbij kan de overbrugging ook vervaardigd zijn uit schuim, maar de overbrugging kan ook uit andere materialen, zoals een luchtdoorlatend textiel of een 3-D weefsel vervaardigd zijn.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de overbrugging voorzien van doorgangen.

Deze doorgangen garanderen voldoende luchtdoorlatendheid van de overbrugging.

Een dergelijke matras geeft dankzij de luchtdoorlatende overbrugging een zeer goede luchtcirculatie, omdat transpiratievocht van de gebruiker goed kan worden afgevoerd van het oppervlak waar de gebruiker op ligt.

Dit gaat via geïnduceerde ventilatie. Dat wil zeggen dat door de opwarming van de lucht in de matras nabij het lichaam van een slapende persoon, een opwaartse luchtstroom op gang komt via de luchtdoorlatende overbrugging. Zijdelings, via de ruimte tussen de benen van de schuimconstructies, komt verse lucht de matras binnen, die wederom opgewarmd worden zodat permanent een goede verluchting met verse lucht, en een afvoer van warme lucht met transpiratievocht erin, verkregen wordt.

Dankzij de benen en de overbrugging zijn er hierbij twee verschillende types schuimonderdelen die een matrasontwerper kan aanpassen om de gewenste lichaamsondersteunende eigenschappen te krijgen, zodat de schuimconstructie een grote flexibiliteit geeft aan een matrasontwerper.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de overbrugging gemaakt van viscoelastisch schuim.

Hierdoor kunnen de bovengenoemde aantrekkelijke eigenschappen van viscoelastisch schuim gecombineerd worden met goede ventilatie-eigenschappen verkregen door de specifieke schuimconstructie en matrasconstructie.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de basis gemaakt van niet-viscoelastisch schuim. Dit laat toe om een relatief stevige, dat wil zeggen niet te zachte, schuimconstructie te maken, met een lage kostprijs en een laag gewicht.

In nog een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de overbrugging gemaakt van een strook schuim die voorzien is van doorsnijdingen, waarbij de basis ingericht is om een trekspanning uit te oefenen op de overbrugging waardoor de doorsnijdingen opengetrokken worden en daardoor genoemde doorgangen vormen.

Dit geeft een beter verend karakter aan de gehele schuimconstructie. Bovendien laat dit toe relatief kleine doorsnijdingen aan te brengen en toch relatief grote doorgangen te verkrijgen, zodat er weinig of geen materiaalverlies is. Ook zorgt een dergelijke, onder spanning staande overbrugging ervoor dat de doorgangen niet dichtgeduwd worden door een vervorming van de overbrugging, zoals kan voorkomen als een persoon op de matras ligt.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn hierbij de doorsnijdingen, wanneer de overbrugging zich in een niet-uitgerekte toestand bevindt, lijnvormige snedes.

Hierbij wordt met een snede bedoeld dat er geen materiaal verwijderd wordt bij het aanbrengen ervan, waardoor de snijvlakken van een volume met een snede precies op elkaar aansluiten, terwijl een doorsnijding aanvullend openingen omvat die door middel van het verwijderen van materiaal aangebracht zijn en waarvan de snijvlakken van een doorsneden volume niet precies op elkaar aansluiten.

Door het aanbrengen van doorsnijdingen in de vorm van een snede hebben deze geen materiaalverwijdering tot gevolg zodat er geen schuim verloren gaat en de doorsnijdingen tevens met eenvoudige werktuigen kunnen worden aangebracht.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de basis, in een doorsnede dwars op de lengterichting, U-vormig of V-vormig, met een rug en twee benen zodat de schuimconstructie buisvormig is.

Vergeleken met een volle schuimlaag is een dergelijke buisvormige constructie lichter en gebruikt deze minder materiaal. Tevens is een buis open aan zijn uiteinden, zodat verse lucht vrij de matras kan instromen.

In nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de basis gevormd uit een plaat schuim die V-vormig of U-vormig gebogen is en door zijn elasticiteit een trekspanning op de overbrugging kan uitoefenen.

Dit is een gemakkelijke manier om een dergelijke schuimconstructie te maken.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de schuimconstructies zijdelings aan elkaar gelijmd. Dit wil zeggen dat een been van een schuimconstructie aan een van een naastliggende schuimconstructie gelijmd is.

Dit heeft als voordeel dat een neerwaartse belasting, die een zijdelingse uitstulping van de benen tot gevolg heeft, overgedragen wordt op naastliggende schuimconstructies, waardoor een dergelijke combinatie van schuimconstructies veel meer stevigheid biedt dan een afzonderlijke schuimconstructie, en met een relatief kleine hoeveelheid schuim toch een zeer goed veergedrag geeft.

Alternatief kunnen ze individueel, zij-aan-zij gerangschikt, op een onderplaat, of eventueel aan een bovenplaat van zeer luchtdoorlatend materiaal, gelijmd worden.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm staat de genoemde lengterichting van de schuimconstructies dwars op de richting van het hoofdeind tot het voeteneind van de matras. Dit heeft als voordeel dat verschillende zones van de matras met verschillende eigenschappen kunnen worden uitgevoerd, om beter aangepast te zijn aan de verschillende zones van het menselijk lichaam.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de matras voorzien van middelen om actief een luchtstroming op te leggen in de ruimte tussen de benen van minimaal één van de schuimconstructies.

Vanwege de naast elkaar geplaatste schuimconstructies, die als het ware individuele kanalen vormen, is een matras voorzien van de schuimconstructies uitermate geschikt om met een deel of alle kanalen gekoppeld te worden aan een luchtpomp of een luchtzuiginstallatie, om indien nodig, de luchtcirculatie en de vochtafvoer nog verder te verbeteren, maar ook om op die manier verwarming of koeling aan de matras te geven.

De uitvinding omvat tevens een kussen, dat wil zeggen een hoofdkussen, ligkussen of zitkussen, dat is voorzien van twee of meer zijdelings naast elkaar geplaatste schuimconstructies zoals bovenstaand omschreven, waarbij bij voorkeur de overbrugging naar boven gericht is, dat wil zeggen naar de kant die bedoeld is in contact te komen met een persoon.

De uitvinding omvat verder de bovenbeschreven schuimconstructie voor gebruik in een matras of hoofdkussen, zitkussen of ligkussen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een schuimconstructie en een matras volgens de volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :

Figuur 1 schematisch en in perspectief een schuimconstructie volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 schematisch en in perspectief een matraskern van een matras volgens de uitvinding weergeeft; figuur 3 het met F3 aangeduide deel van figuur 2 op grotere schaal weergeeft; en figuren 4 en 5 opeenvolgende stappen in de vervaardiging van de schuimconstructie van figuur 1 weergeven.

De in figuur 1 weergegeven schuimconstructie 1 is buisvormig en strekt zich in de met L aangeduide lengterichting uit.

De schuimconstructie 1 heeft een breedte B, in dit voorbeeld maar niet noodzakelijk van 10 cm en een hoogte H, in dit voorbeeld maar niet noodzakelijk, van 15 cm.

De schuimconstructie 1 bestaat uit twee, door middel van lijmen, aan elkaar verbonden onderdelen, te weten een gebogen, U-vormige basis 2 met een rug 3 en twee benen 4 en een rechte strook schuim die een overbrugging 5 tussen de benen 4 vormt.

De basis 2 is gemaakt van een strook flexibel, niet-viscoelastisch PUR-schuim, die in dit voorbeeld maar niet noodzakelijk een dikte Dl heeft van 25 mm en die U-vormig gebogen is, zodat de benen 4 een lichte, naar buiten gerichte trekspanning uitoefenen op de overbrugging 5.

De overbrugging 5 is gemaakt van viscoelastisch schuim, in dit voorbeeld met een dikte D2 van 20 mm en is voorzien van een regelmatig patroon van doorgangen 6 tussen de bovenkant van de overbrugging 5 en de ruimte 7 tussen de benen.

De doorgangen 6 zijn ruitvormig en vormen in de lengterichting L lopende onderbroken lijnen 8 die ten opzichte van elkaar versprongen zijn.

De overbrugging 5 wordt door de benen 4 van de basis enigszins onder spanning gehouden, waardoor de doorgangen 6 opengetrokken worden, wat nabij het midden in grotere mate het geval is dan dichter bij de benen 4.

Zoals getoond in figuren 2 en 3 kan gemakkelijk een matras vervaardigd worden uit de bovenbeschreven schuimconstructies 1.

Hierbij wordt opgemerkt dat in figuren 2 en 3 slechts een matraskern 9 getoond is. Om van deze matraskern een matras te maken, is het voldoende om een textielhoes te voorzien om deze matraskern 9 te omhullen. Optioneel kunnen aanvullende boven- of onderlagen voorzien worden binnen de genoemde hoes. Hierbij is het wel noodzakelijk dat de zijkanten open genoeg blijven om een goede instroom van lucht toe te laten.

De matraskern 9 van figuren 2 en 3 bestaat hoofdzakelijk uit een aantal, in dit voorbeeld twintig, van de bovenbeschreven schuimconstructies 1, die allemaal op dezelfde lengte L, overeenkomend met de breedte van de matraskern 9, zijn vervaardigd of afgesneden.

De schuimconstructies 1 zijn zijdelings naast elkaar, met de overbruggingen 5 naar boven gericht, en onderling verlijmd ter plaatse van de naast elkaar gelegen benen 4, op een onderplaat 10 van flexibel schuim geplaatst.

De lengterichting L van de individuele schuimconstructies 1 loopt hierbij in de breedterichting van de matraskern, dus in de richting haaks op een lijn van het hoofdeind 11 naar het voeteneind 12.

Lucht kan nu vrij bewegen tussen het vlak waartegen een gebruiker ligt en de omgeving, via de doorgangen 6 in de overbrugging 5 en via de kanalen gevormd door de ruimte 7 tussen de benen 4 van iedere schuimconstructie 1.

Door de warmte van het lichaam van de gebruiker kan hierdoor een luchtstroming geïnduceerd worden die ter plaatse van de doorgangen 6 opwaarts is, zodat er permanent verse omgevingslucht vanuit de omgeving wordt aangevoerd, en waardoor voorkomen wordt dat een matras gevormd uit de matraskern 9 te warm aanvoelt.

Het transpiratievocht van een persoon die op een dergelijke matras slaapt wordt met deze lucht afgevoerd naar de zijkant van de matras en van daar naar de omgeving.

Dit effect wordt versterkt door bewegingen van de gebruiker. Ook kan de matras voorzien worden van, of gekoppeld worden aan, een inrichting om lucht te blazen of te zuigen. Een dergelijke inrichting kan worden aangesloten, aan een zijkant van de matras, op ieder of een aantal van de ruimtes 7 tussen de benen 4 van individuele schuimconstructies 1.

Het is vanzelfsprekend relatief gemakkelijk met de getoonde wijze van samenstellen van de matraskern om in verschillende zones van een matras verschillend elastisch en viscoelastisch gedrag te verkrijgen door, van een in een betreffende zone gebruikte schuimconstructie 1, de dikte en aard van de schuimlagen waaruit de basis 2 en de overbrugging 4 gemaakt zijn, aan te passen.

Een schuimconstructie 1, zoals bovenstaand getoond, kan als volgt vervaardigd worden.

Een strook viscoelastisch schuim bedoeld om de overbrugging 5 te vormen, wordt voorzien van een aantal rechte lijnen 8 met doorsnijdingen, welke lijnen 8 zich in de lengterichting L van de te vervaardigen schuimconstructie 1 uitstrekken.

De doorsnijdingen zijn in de vorm van rechte snedes 13, wat inhoudt dat er geen materiaal verwijderd wordt bij het aanbrengen ervan. ledere lijn 8 met snedes 13 omvat afwisselend snedes 13 en niet-doorsneden gedeelten, waarbij de snedes 13 met een regelmatige steek S zijn aangebracht. De snedes 13 van naast elkaar liggende lijnen 8 zijn onderling versprongen over een afstand van de halve steek S, zodat een regelmatig patroon van snedes 13 ontstaat.

De snedes 13 kunnen op veel verschillende wijzen aangebracht worden. Een gemakkelijke manier is om een roterende schijf met een aantal snij randen te gebruiken, waarbij de strook viscoelastisch schuim tussen deze roterende schijf en een snijtafel wordt doorgeleid.

Een aldus verkregen strook schuim met snedes 13 wordt getoond in het bovenste gedeelte van figuur 3.

Een rechte strook schuim voor de basis 2 wordt vervolgens hoefijzervormig gebogen, zoals in het onderste gedeelte van figuur 3 getoond. De afstand A tussen de naar elkaar gebogen zijkanten 14 bedraagt hierbij circa 15 mm.

Op de naar elkaar toegebogen zijkanten 14, die na het buigen de bovenkant van de hoefijzervorm vormen, wordt een lijmlaag 15 aangebracht. Dit kan op een volledige zijkant 14 zijn, of slechts op een deel ervan, zoals getoond in figuur 3.

Vervolgens wordt de strook schuim voor de overbrugging 5 op de naar elkaar toegebogen zijkanten 14 van de strook schuim voor de basis 2 geplaatst tot de lijm 15 voldoende uitgehard is. Dit is getoond in figuur 4.

Als nu geen krachten op de aldus gevormde schuimconstructie worden uitgeoefend, zullen de benen 4 van de basis 2 zich naar buiten buigen en daardoor een trekspanning op de overbrugging 5 uitoefenen, waardoor de snedes 13 worden opengetrokken tot ruitvormige doorgangen 6, zoals in figuur 1 getoond, en waardoor de benen 4 vrijwel of volledig parallel komen te staan en een schuimconstructie 1, zoals getoond in figuur 1, gevormd is.

Een dergelijke schuimconstructie kan worden vervaardigd op een specifieke, benodigde, lengte L, maar kan ook quasi-oneindig met een ongespecificeerde lengte vervaardigd worden, en daarna op de gewenste lengte L worden gesneden.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een schuimconstructie en matras volgens de uitvinding kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

1. Conclusies .

   1. - Schuimconstructie (1) voor gebruik in een matras of kussen, die een zich in een lengterichting (L) uitstrekkende basis (2) omvat die gemaakt is van flexibel kunststof schuim, welke basis (2) twee zich in de lengterichting uitstrekkende benen (4) omvat die verbonden zijn door een luchtdoorlatende overbrugging (5) die zich in de genoemde lengterichting (L) uitstrekt.
2. 2. - Schuimconstructie volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de overbrugging (5) voorzien is van doorgangen ( 6) .
3. 3. - Schuimconstructie volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de overbrugging (5) gemaakt is van viscoelastisch schuim. 4. -.- Schuimconstructie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de basis (2) gemaakt is van niet-viscoelastisch schuim.
4. 5. - Schuimconstructie volgens één van de conclusies 2 tot 4, daardoor gekenmerkt dat de overbrugging (5) gemaakt is van een strook schuim die voorzien is van doorsnijdingen (13), waarbij de basis (2) ingericht is om een trekspanning uit te oefenen op de overbrugging (5) waardoor de doorsnijdingen (13) opengetrokken worden en daardoor genoemde doorgangen (6) vormen.
5. 6. - Schuimconstructie volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat, wanneer de overbrugging (5) zich in een niet-uitgerekte toestand bevindt, de overbrugging (5) is voorzien van minimaal één lijn (8) met doorsnijdingen (13), waarbij de lijn (8) zich hoofdzakelijk in de genoemde lengterichting (L) uitstrekt en waarbij de lijn (8) gedefinieerd wordt door een opeenvolging van doorsnijdingen (13) met een regelmatige steek (S).
6. 7. - Schuimconstructie volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat, wanneer de overbrugging (5) zich in een niet-uitgerekte toestand bevindt, de overbrugging (5) is voorzien van twee of meer van de genoemde lijnen (8) met doorsnijdingen (13), waarbij de lijnen (8) zich parallel met elkaar uitstrekken en waarbij de posities van de doorsnijdingen (13) van naast elkaar gelegen lijnen (8) versprongen zijn.
7. 8. - Schuimconstructie volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de posities van de doorsnijdingen (13) van naast elkaar gelegen lijnen (8) versprongen zijn over een afstand die overeenstemt met de halve steek (S) van de doorsnijdingen (13).
8. 9. - Schuimconstructie volgens één van de conclusies 6 tot 8, daardoor gekenmerkt dat de doorsnijdingen (13), wanneer de overbrugging (5) zich in een niet-uitgerekte toestand bevindt, recht zijn en zich uitstrekken in de richting van de lijn (8), zodat bij benadering ruitvormige doorgangen (6) ontstaan in uitgerekte toestand van de overbrugging (5) .
9. 10. - Schuimconstructie volgens één van de conclusies 5 tot 9, daardoor gekenmerkt dat de doorsnijdingen, wanneer de overbrugging (5) zich in een niet-uitgerekte toestand bevindt, lijnvormige snedes (13) zijn.
10. 11. - Schuimconstructie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de basis (2), in een doorsnede dwars op de lengterichting (L) , V-vormig of U-vormig is met een rug (3) en twee benen (4), zodat de schuimconstructie (1) buisvormig is.
11. 12. - Schuimconstructie volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de basis (2) gevormd is uit een strook schuim die V-vormig of U-vormig gebogen is en door zijn elasticiteit een trekspanning op de overbrugging (5) kan uitoefenen.
12. 13. Schuimconstructie volgens één van de conclusies 2 tot 12, daardoor gekenmerkt dat de genoemde doorgangen (6) lopen van de ruimte (7) tussen de benen (4) naar het van de basis (2) afgekeerde oppervlak van de overbrugging (5).
13. 14. - Matras die is voorzien van twee of meer zijdelings naast elkaar geplaatste schuimconstructies (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de overbrugging (5) naar boven gericht is.
14. 15. - Matras volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat de naast elkaar geplaatste schuimconstructies (1) zich uitstrekken over het volledige of nagenoeg het volledige oppervlak van de matras.
15. 16. - Matras volgens conclusie 14 of 15, daardoor gekenmerkt dat de schuimconstructies (1) zijdelings aan elkaar gelijmd zijn.
16. 17. - Matras volgens één van de conclusies 14 tot 16, daardoor gekenmerkt dat de genoemde lengterichting (L) dwars staat op de richting van het hoofdeind (11) tot het voeteneind (12) van de matras.
17. 18. - Matras volgens één van de conclusies 14 tot 19, daardoor gekenmerkt dat de matras is voorzien van middelen om een luchtstroming op te leggen in de ruimte tussen de benen (4) van minimaal één van de schuimconstructies (1) of voorzien is om aangesloten te worden op dergelijke middelen.
18. 19. - Kussen dat is voorzien van twee of meer zijdelings naast elkaar geplaatste schuimconstructies (1) volgens één van de conclusies 1 tot 13, waarbij de overbrugging (5) naar boven gericht is.