CN101304679A - 使用竖直搭接纤维的座椅座垫 - Google Patents

Abstract

公开了一种座椅座垫，该座椅座垫能够容易地固定于使用网格椅座的椅子或座椅，以及从椅子或座椅拆下。可拆卸座椅座垫包括向下延伸的接合部件的集合，该向下延伸的接合部件在插入通过网格里的孔时接合网格。在某些应用中，座椅座垫由竖直搭接纤维毛毡形成。

Description

使用竖直搭接纤维的座椅座垫

相互参考相关申请

本申请要求2005年11月19日提交的60/738,074号美国临时申请为优先权。

背景技术

在办公景观环境下，包括椅子和座椅组件在内的多数家具使用网格或纺织纤维织物支撑部件(woven fabric supporting member)作为椅座(seat bottom)。虽然可提供良好的审美特性，但是网格椅座常常遭遇舒适和缓冲质量的限制。因此，需要一种改进的座椅系统，该座椅系统能够容易地使用这些网格椅座。

可拆卸座椅座垫是本领域技术人员熟知的。这些座垫典型地包括一个能够安置在座椅表面的加衬的部件。尽管在很多方面是令人满意的，但传统的座椅座垫通常使用一个平的底部部件，该底部部件不适合许多当今办公家具所用的具有特定形状的椅座。因此，需要一种可拆卸座椅座垫，该座椅座垫容易适合用于特定形状的座椅。

本领域技术人员熟知的构造是将座椅或座椅座垫附接于下面的座椅或椅子。这种构造包括：皮带，该皮带例如通过扣上扣子能够彼此固定，或系线(tiedowns)，该系线能够固定于下面的座椅。系住或以别的方式固定这些系线或皮带通常麻烦而且困难，使用后为了去除座椅座垫而解开这些系线或皮带同样困难。因此，需要一种改进的手段，通过该手段，一种可拆卸的座椅座垫能够容易地固定于下面的座椅或支撑表面。

此外，阻燃性是办公家具所不断增加的关切。正因为依靠办公家具系统和座垫组件的供应商正在进行努力使这些产品的阻燃性等级增加，与这些产品同时使用的组件也具有阻燃性能将是所希望的。

发明内容

本发明满足全部前述目标，并且在第一方面提供包括了框架部件和设置在框架部件上的座垫部件的家具产品。该座垫部件具有第一和第二相对的定向面。座垫部件包括竖直搭接纤维的部位(a region of vertically lapped fibers)。该部位总体横贯座垫部件的表面延伸。在该部位中至少多数纤维在总体横向于座垫部件的表面的方向上延伸。

另一方面，本发明提供可拆卸座椅座垫，该座椅座垫适用于具有网格座椅的椅子，网格座椅限定了延伸通过座椅厚度的许多小孔。座椅座垫包括形成有上表面和相对定向的底表面的座垫部件。座垫部件包括竖直搭接纤维的非织毡部位。座椅座垫还包括总体沿座垫部件的底表面和座垫部件的外周边中的至少一个延伸的框架部件。座椅座垫还包括固定于框架部件并适合于可释放地接合椅子的网格座椅的多个向下延伸的接合部件。

再一方面，本发明提供一种形成具有竖直搭接纤维部位的座椅座垫的方法。该方法包括通过在第一模中放置可模压的聚合材料的薄层并加热从而形成框架来形成框架部件。该方法还包括在第二模中设置框架连同适合被模制于或另外固定于框架的多个紧固件以及竖直搭接纤维的非织毛毡层，并加热框架、紧固件以及该层，从而形成中间组件。该方法还包括在第三模中设置中间组件连同在适当位置覆盖中间组件表面的覆盖材料层，并加热中间组件和覆盖材料，从而形成座椅座垫。

附图说明

本发明将详细描述几个优选实施方式，并在附图中仅以示例的方式说明而不是意图限制其范围，。

图1为使用了特定形状网格椅座的典型椅子的透视图。

图1A为用在图1所示的椅子的座椅部分的网格材料的详细视图。

图2为示出了图1椅子上的优选实施方式的座椅座垫的布置的视图。

图3为示出了优选实施方式的座椅座垫的组件的放大视图。

图4为图3所示座椅座垫的座垫部件沿线4-4方向的截面图。

图5为沿图3线5-5方向横切的框架组件的截面图，示出了优选实施方式的接合部件。

图6为用于本文所述的座椅座垫的另一个优选实施方式的接合部件的视图。

图7为又一个优选实施方式的接合部件的视图。

图8示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图9示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图10示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图11示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图12示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图13示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图14示出了又一个优选实施方式的接合部件。

图15示出了又一个优选实施方式的座椅组件的保持器组件和用于形成该保持器的成型工具。

图16示出了用于图15引用的优选座椅组件的中间组件以及用于形成该组件的成型工具。

图17示出了图15和图16中引用的优选座椅组件以及用于形成最终座椅组件的成型工具。

图18示出了制造优选座椅组件的各种阶段以及因此所用的成型工具。

图19为使用竖直搭接纤维毛毡部位的优选实施方式座椅座垫的示意性截面图。

图20为使用竖直搭接纤维毛毡部位的优选实施方式臂垫的示意性截面图。

图21为另一个优选实施方式的臂垫的示意性截面图，其使用了竖直搭接纤维的主要部分。

图22为优选实施方式的座椅组件的第一侧的侧面正视图(elevationalview)。

图23为图22描述的座椅组件的第二侧的视图。

图24为图22描述的座椅组件的与第一侧相对的第三侧的视图。

图25为图22描述的座椅组件的与第二侧相对的第四侧的视图。

图26为图22描述的座椅组件的顶面的视图。

图27为图22描述的座椅组件的下面的视图。

图28为图22描述的座椅组件的透视图。

图29为另一优选实施方式的座椅组件的第一侧的侧面正视图

图30为图29描述的座椅组件的第二侧的侧面正视图。

图31为图29描述的座椅组件的与第一侧相对的第三侧的侧面正视图。

图32为图29描述的座椅组件的与第二侧相对的第四侧的侧面正视图。

图33为图29描述的座椅组件的顶面的视图。

图34为图29描述的座椅组件的下面的视图。

图35为图29描述的座椅组件的透视图。

图36为另一优选实施方式的座椅组件的第一侧的侧面正视图

图37为图36描述的座椅组件的第二侧的侧面正视图。

图38为图36描述的座椅组件的与第一侧相对的第三侧的侧面正视图。

图39为图36描述的座椅组件的与第二侧相对的第四侧的侧面正视图。

图40为图36描述的座椅组件的顶面的视图。

图41为图36描述的座椅组件的下面的视图。

图42为图36描述的座椅组件的透视图。

图43和图44为成型前优选模式中配置的一套环形组件的视图。

图45为成型后的优选环形组件的侧视图。

图46和图47为图43和图44描述的成套的环形组件的视图。

图48为图43-图44和图46-图47所示的环形组件的侧部的视图。

具体实施方式

这些优选实施方式涉及使用一层或多层竖直搭接纤维的座椅座垫。这些座椅座垫还包括框架组件，并优选包括多个向下延伸的接合部件。多个接合部件被设定尺寸并成型以便可释放地接合网格椅座，就像与经常使用在为办公和家庭环境设计的椅子上的一样。

图1示出了与优选实施方式座椅座垫一起使用的典型椅子100。椅子100典型地包括：椅背110、椅座120、以及相应的椅座框架128，该相应的椅座框架128通过在它们之间延伸的框架组件115将它们可定位地连接在一起。椅子100还包括分别通过支撑部件131和133与框架组件115和/或椅背110接合的第一和第二臂部件130和132。椅背110、椅座120、框架组件115、以及臂130和132构成的配件(sub-assembly)总体设置并支撑于在框架组件115和基部150之间延伸的支架140上。基部150可以是多种不同的形式和配置，然而，典型的是使用多个向外延伸的支撑部件，每一个支撑部件有一个设置在它们下面的脚轮160或其它旋转部件。

椅子100的椅座120优选使用相对细的支撑部件，例如网格或纺织纤维织物。支撑部件或网格延伸穿过椅座框架128，该椅座框架128提供一种特定形状的构造给网格使网格横跨该框架。这里所用的术语“网格”是指任何细的平面的部件，该部件具有多个延伸通过部件厚度的小空间、孔、洞或开口。在图1A所示的典型实施例中，椅座120中使用的网格包括平行延伸的纤维或线122和第二组平行延伸的纤维或线124的集合，该第二组平行延伸的纤维或线124以与第一组纤维或线122成直角的方向延伸。成组的纤维或线，即122和124，能够在它们接触的交叉位置相互结合或保持不结合。这些间隔开的纤维或线的交叉所形成的空间125可以为各种不同的形状和尺寸。然而，典型的是空间125的形状为正方形或矩形。空间的尺寸，或更确切的说空间的跨度或尺寸是总体可稍微改变的。如果成套的纤维或线例如122和124不是相互结合并且外力或压力迫使纤维相互分开，则该跨度可以大大增加。

图2示出了图1描述的椅子100上的优选实施方式的座椅座垫200的安置和布置。座椅座垫200总体包括座垫部件210，该座垫部件210形成有上表面214和相对定向的底表面212。座椅座垫200还包括框架组件220，框架组件220总体沿座垫部件210的下面212和/或围绕座垫部件210的外周边延伸。框架组件220包括本文更详细的描述的向下延伸的接合部件230的集合。座椅座垫200的下面的几何形状和结构优选被成型为与椅子100的椅座120的几何形状和结构相适应。然而，由于座椅座垫200优选为挠性的，能够弯曲或因此变形以配合椅座120的形状或外形，因此本发明包括没有显示出这些相匹配特征的座椅座垫。

图3是优选实施方式的座椅座垫200的放大视图。座椅座垫200包括具有所示上表面214和底表面212的座垫部件210。上表面214和底表面212总体由侧向延伸的周边216分隔开，周边216围绕座垫部件210的周边延伸。座椅座垫200还包括框架组件220。框架组件形成了顶表面224和与顶部表面相对定向的下部表面222。在座垫部件210接合于框架组件220时，框架组件220的顶边224优选接触并直接邻接于座垫部件210的底表面212。框架组件还包括多个向下延伸的接合部件230，接合部件230将在本文更详细地描述。

图4是图3座垫部件210沿线4-4方向的截面图。座垫部件210包括总体由可选择的保护罩211围绕的可变形的内部部件217。

座垫部件210的内部部件217为一体的或者为整块部件，并优选包括基质纤维、纤维素纤维以及胶聚合体，胶聚合体可用作粘合剂以将组件粘附在一起。内部部件217同样还可包括多种纤维以及其它材料。多种组件组装并熔接在一起以形成一个成品部件。

用于内部部件的基质纤维为座垫部件提供结构和强度特征。内部部件提供结构以将座垫部件形成为所需要的形状。基质纤维优选高熔点聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其它热塑性塑料。用作基质纤维的任何热塑性塑料优选有比下文描述的内部部件217的成型所用的温度更高的熔点。也就是说，虽然在成型过程中，本发明所用的基质纤维变软是可以接受的，但它不应该熔化到变成熔化组件或完全失去它的结构的程度。超过一种以上类型的基质纤维可以用于座垫部件210的结构中。可代替热塑性塑料或除热塑性塑料之外，可以使用天然纤维，例如剑麻、黄麻、洋麻、椰子纤维或大麻。

优选实施方式的座垫部件的纤维素纤维用于提供网格并制成内部部件，同时贡献它的阻燃性。为了增加其阻燃性，纤维素用使它具有不可燃性所必需数量的阻燃剂处理。适合的阻燃剂包括，但不限于，硼酸和/或钠聚硼酸盐。本发明所用的适合的处理过的纤维素纤维包括：可以从NU-WOOL CO.Inc获得的NU-

以及可从Hamilton Mfg.Inc.得到的商品名称为THERMOLOKINCIDE的硼纤维素。纤维素纤维优选为座垫部件重量的大约40％到70％，更优选为45％到55％。

座垫的内部部件的粘结聚合物用作粘合剂和胶，以将基质纤维和纤维素纤维固定在一起并将纤维锁定于位置中。因此，在成型过程中，粘结聚合物将至少部分熔化。粘结聚合物可以是任何具有这种特征的可重复利用的纤维，例如聚酯、PET、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、PLA和丙烯酸。粘结聚合物优选为具有大约100℃熔点的聚酯。在生产过程中，粘结聚合物至少部分熔化，并且变成在基质纤维和纤维素纤维之间可流动、渗透，以将它们固定在一起。冷却时，粘结聚合物固化并形成最终的内部部件。

在本发明的一个实施方式中，提供基质纤维和粘结聚合物作为单一双组分混合纤维。在这个双组分纤维中，两种材料可以共轴排列配置，并由较低熔点的粘结聚合物的外壳围绕较高熔点的基质纤维的内部线。用于本发明的适合的聚酯双组分纤维可以商品名称“PET双组分纤维”从多个供应商处商购得到。多种尺寸的双组分纤维可以用于本发明座椅座垫或者用于依靠特殊用途的产品。尽管不想作出限制，但适合用于本发明的重要申请中的典型的双组分纤维具有大约5丹尼尔(denier)或更小的直径。当使用双组分纤维时，根据本发明的优选座椅座垫内部部件将包含大约30％至大约60％(重量)的双组分纤维以及大约40％至大约70％(重量)的纤维素。在任何情况下，这些数量应该是足够的，使得合成部件将通过用于建筑材料的ASTM E84火焰测试以及UL723测试。

最优选地，座垫部件的内部部件包含：大约20％到大约40％，最优选地大约30％的粘结聚合物，以及大约60％到大约80％，最优选大约70％的基质纤维。

形成内部部件里时，部件具有大约0.300至大约0.700的厚度(loft)，优选具有大约0.500的厚度。

优选实施方式的座垫部件的保护罩211可以是由任何装饰薄膜构成的层，装饰薄膜包括纤维和非纤维材料以及纺织和非纺织材料。也可以加进其它纤维材料以增强强度或其它的面板特性，这些材料包括，但不限于，各种热塑性塑料例如聚酯、共聚酯以及尼龙，天然材料例如剑麻、大麻、棉以及亚麻，或其它材料例如陶瓷粉末、阻燃材料、或金属网。也可以加入特殊的添加剂以改善已制成的座垫部件的某些性能，这些添加剂包括但不限于杀虫剂、抗菌添加剂、氨烟尘抑制剂、稳定剂、以及防水剂。

产生的座垫部件，例如210，可以用传统的梳理线和交叉铺网机(crosslapper)构建成各种排列。为了方便，将仅用聚酯双组分纤维、纤维素、以及一个完整层(a finish layer)来描述一个代表性的生产过程。然而，如上所陈述的，可以用各种其它生产过程制成座垫部件，并且也可以结合其它纤维和添加剂来生产座垫部件。将双组分纤维引到扯松机(garnett)或梳理机上，扯松机或梳理机使松散的双组分纤维变直和平行以形成平行的、有波纹的纤维网。当双组分纤维网脱离梳理机时，经过处理的纤维素纤维在网的顶部之上展开。在这个阶段或在网形成之前，可以加入任何其它添加剂，例如杀虫剂。产生的纤维素覆盖网接着通过交叉铺网机被定向，以将网构造成毛毡，并使纤维素与双组分纤维成为一体。产生的毛毡切成一定长度，接着在加热室里进行加热处理，使双组分纤维(粘结聚合物)的外壳熔化，并使它密切混合纤维素及双组分纤维(基质纤维)的内部线。这样就提供了“贯穿结合(through-bonded)”的毛毡，其不仅与部件的组件结合，而且密封毛毡表面以防止渗漏。任何传统的梳理机和交叉铺网机都可以用于这一生产过程。适合的交叉铺网机可以是来自Technoplants的CL-OC型交叉铺网机。此外，可以使用其它已知的用于形成毛毡的生产过程，例如在美国专利申请5974631和6276028中所公开的那些过程，其所公开的过程在此一并引入作为参考。毛毡被加热到粘结聚合物从固态转变成液态的点。尽管加热毛毡的温度将根据基质纤维和粘结聚合物的组成而改变，但是使用聚酯双组分纤维的典型的热循环包括将毛毡加热到大约400°F。一些粘结聚合物纤维可以溶解，然而其它粘结聚合物纤维仍保持为过渡情况或类似凝胶的情况。因此，毛毡变成柔软和易弯的，而且仍能够被处理，因为基质纤维和纤维素保持足够的毛毡结构。如果毛毡被模制成特殊形状以形成成品座垫部件，那么毛毡通过输送装置从加热室传送给结合压力机(binding press)。如果成品层用在座垫部件的生产中，那么在这个阶段，该层从纤维织物传送带或其它分配器传送给结合压力机。该成品层与热的毛毡配合并对齐，然后压力机关闭、俘获并挤压该成品层以使其与毛毡结合并使其嵌入毛毡中。

无论是否使用成品层，结合压力机被关闭，并且毛毡在压力机的两半模具(mold halves)或模之间被挤压。从加热室出来的仍是热的毛毡呈现出压力机内部的形状。此时，由于压力机的压力，粘结聚合物可以进一步转变为熔化状态。熔化的粘结聚合物在整个模具腔里流动，并将纤维素和基质纤维结合在一起。如果使用完整层，熔化的材料也被压入该层中，因此该材料至少部分嵌入毛毡。

两半模具或模优选温度控制在粘结聚合物的熔化温度之下。因此，加热室加热毛毡，并且在从毛毡传至模的热传递使毛毡调整为固态之前，压力机中的闭合模具的压力使毛毡成形。

正如以上所讨论的，在加热室加热期间，粘结聚合物优选至少部分熔化，变成熔化材料。然而，优选保持粘滞的，而不是自由流动的。因此，当压力机关闭模具并且给毛毡施加压力时，粘结聚合物仍将只能在整个模具腔里流动。正因如此，最终的座垫部件可以有相对较高的材料密度和相关的较高的材料韧性的局部区域，在该区域加进的毛毡材料是最早被放置在模具中的。

座垫部件可以用单个毛毡或具有不同组分的不同毛毡的合成物构造。因此，制造者根据用户的需求能够制成具有定制的结构和特性的座垫部件。不同毛毡的结合允许制造者通过在产生的座垫部件(resulting cushion member)里布置组成材料的层，制成产生的座垫部件的特性。例如，由包括填充材料的混合物组成的第二毛毡可以被用于第一毛毡，以将填充材料的层导入和布置在产生的座垫部件里。第二毛毡可以用前面所述的相同的过程组装，除非填充材料的纤维被包括在混合物中。在第一和第二毛毡在加热室中加热之前或之后，第一和第二毛毡可以被相互导入。优选地，在加热之前，导入两个毛毡，使得当通过两个毛毡之间的粘结聚合物的熔化和扩散而加热期间，两个毛毡可以至少部分结合在一起。

正如所说的，将意识到，在接合压力机里铸型之前，本发明的座垫部件可以用不同纤维和填充层以及多个毛毡的各种可选择的“搁置层(lay-ups)”来构造。通过选择用于毛毡的不同组分、或多个毛毡，或通过变换每个毛毡的厚度，可以改变所产生的座垫部件的硬度、韧性、声学以及其它的特性。例如，强度和其它特性可以通过使用添加给毛毡的金属或陶瓷纤维得到增强。一种刚性支撑结构，例如金属网或金属薄片，可以嵌入座垫部件中，通过将该结构包括在毛毡中或网搁置层中，以增加强度。

座垫部件的结构特性也可以通过调节材料的密度和模具的压力来控制。对于给定数量的材料，已形成的模具腔的体积将会引起特殊的材料密度。对于恒定的模具腔体积，毛毡中材料数量的增加，将增加最终座垫部件中形成的密度。具有相对较高材料密度的座垫部件将呈现更大的抗刺穿的韧性。相反，减少毛毡中材料数量将生产出具有相对较低材料密度的座垫部件，形成易受钉等类似物的刺穿和插入的更轻的、缺乏韧性的座垫部件。因此，例如，本发明的座垫部件通过适当减少所产生的材料的密度能够制成完全的可粘随的部件。

在一个特殊的优选实施方式中，座椅座垫由竖直搭接纤维的无纺垫料或毛毡形成。这些毛毡可以从例如密西西比州萨尔提略的Structured Fibres，Inc.商购得到。可商购获得竖直搭接无纺纤维的另一个来源是北卡罗来纳州KingsMountain的Struto International，Inc.竖直搭接纤维的毛毡是独特的，因为其包括足够比例的纤维，这些纤维在竖直方向即总体横向于毛毡的平面方向延伸。优选地，垫料或毛毡里的至少多数比例的纤维在该竖直方向延伸。更具体地，优选对于在总体竖直方向即大约横向于垫料平面的方向延伸的纤维而言，纤维长度的至少50％在该竖直方向延伸。更优选地，这些纤维的纤维长度的至少90％在该方向延伸。并且，最优选地，这些纤维的纤维长度的至少95％在该方向延伸。要意识到，在任何压缩或加热成形之前这些纤维是垫料的样子(aspect)。以这种纤维定向为特征的毛毡能够提供使用具有传统水平定向的毛毡通常不可能的坚固性。优选地，竖直延伸纤维通过有效数量的粘合聚合物例如较低熔点的聚乙烯被保持在垫料里的适当位置。在美国专利5,618,364和7,011,181中发现了关于用足够比例的竖直延伸纤维制造毛毡的一般背景信息，这两个专利在此被引入作为参考。

如这里更详细描述的，竖直搭接纤维的毛毡在座椅和臂垫应用中特别有用。能够形成竖直搭接纤维毛毡以提供具有坚固特性的组件，该坚固特性是例如臂垫和某些座椅应用所典型需要的。座椅和臂垫能够由竖直搭接的毛毡形成。座椅和臂垫下面的支撑也能够由竖直搭接纤维形成，并且能够被用于框架部件和覆盖层之间。

这里所述的优选实施方式的座椅、座椅座垫、座椅组件、臂垫和其它类似组件可以包括一层或多层竖直搭接纤维的垫料或毛毡。通常，能够使用任何类型的纤维，包括合成纤维和天然纤维以及它们的化合物。能够使用更宽范围纤维尺寸，例如从1至100丹尼尔(denier)或超过100丹尼尔。产生的网或垫料重量能够从大约8g/m²变化到大约200g/m²。如果使用纤维的混合物，如前面提到的，那么能够使用可热结合纤维，例如从网格中纤维的总重量的大约10至大约100％。

优选地，竖直搭接纤维的毛毡包括如下纤维的特殊混合物。使用从大约50％至大约70％的第一纤维或基质纤维，和从大约30％至大约50％的具有比所用的第一纤维更低熔点的第二纤维。优选地，使用60％的第一纤维和40％的第二纤维。这些百分比为根据毛毡总重量的特殊纤维的百分比。第一纤维能够有例如从大约8丹尼尔至大约30丹尼尔的尺寸范围，优选为15丹尼尔。第二纤维也能够有例如从大约2丹尼尔至大约815丹尼尔的尺寸范围，优选为4丹尼尔。第二纤维的长度优选为大约1英寸至大约3英寸，优选为2英寸。第一纤维的长度总体由最终使用要求规定。

竖直搭接纤维的毛毡里第一和第二纤维的每一个的特定百分比或比例能够根据最终座垫产品所需要的特征而改变。通常，第二纤维即低熔点纤维的比例越大，形成的座垫越坚固。相反，通过使用更少的第二纤维能够形成更软的座垫。通过减少第二纤维的比例也能够改善座垫的弹性。

优选实施方式座椅座垫的框架组件优选地与用于座椅座垫的座垫部件的内部部件的材料相同的材料形成。通常框架的材料以这些比例被选择和使用，使得框架组件相对刚性。框架组件优选地包括从大约60％至大约80％并最优选为大约70％的粘合聚合物，以及从大约20％至大约40％并最优选为大约30％的基质纤维。

尽管框架组件可以有各种不同的形状、结构和尺寸，优选框架组件总体为具有大约0.10英寸(大约0.25cm)至大约0.010英寸(0.025cm)厚度最优选为大约0.050英寸(0.125cm)厚度的平面。

框架组件构成之后，一个或多个接合部件优选被成型在其上。用足够的热量和压力将框部件的材料和接合部件结合在一起。接合部件成型于或附接于框架组件能够和使框架组件固定于座垫部件同时完成。任选地，座垫部件的罩或覆盖层接着被使用。可选择地，在框架组件固定于座垫部件之前能够使用罩。

最优选，多个接合部件的成型或附接与座垫部件的内部部件的成型和形成同时完成。也就是说，内部部件被形成并一体地成型于框架组件上或框架组件周围，同时将接合部件成型或附接于框架组件。这个方案去掉了次要的或其它成型操作。

接合部件能够由几乎任何材料形成。例如，接合部件能够由与座垫部件和/或框架组件相同的材料形成。可选择地，接合部件能够由相似的或不同的可模压聚合材料例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等等形成。

图5为图3框架组件沿线5-5方向的详细的局部截面图。图5示出典型的从框架组件220的下表面222延伸的接合部件230。图5详述的接合部件230包括末端的顶端部件232、以及在框架组件220和末端部件232之间延伸的轴234。一个或多个接合薄片或凸出部235可以沿轴234的外表面设置。如本文更详细的描述，接合薄片或凸出部在插入通过网格材料所形成的空间时，可松脱地接合网格材料。接合部件230可以延伸通过框架组件220，并且通过帽组件236进一步固定于框架组件220，帽组件236沿框架组件220的上表面224平放。

图6-14示出了具有多种外形的另外的优选实施方式的接合部件。图6示出了优选实施方式的接合部件330，该接合部件330具有尖端332，该尖端332具有在尖端332和相应框架组件(未示出)之间延伸的轴334。优选实施方式的接合部件330包括由凹部(valley)336隔开的多个向外延伸的凸出部335。

图7示出了另一个优选实施方式的接合部件430。接合部件430包括尖端432以及在尖端432和框架组件之间延伸的轴434。该轴包括向外凸出的部件435。

图8示出了另一个优选实施方式的接合部件530。部件530包括尖端532以及在尖端532和相应的框架组件之间延伸的相对光滑的轴。

图9示出了另一个优选实施方式的接合部件630。部件630包括尖端632以及在尖端632和框架组件之间延伸的轴634。选实施方式的接合部件630的特征在于沿轴634形成了一个或多个凹陷部或凹部636。

图10示出了另一个优选实施方式的接合部件730。接合部件730包括尖端732以及在尖端732和相应的框架组件之间延伸的轴734。接合部件730包括一个或多个向外延伸的连续凸出部735。

图11示出了另一个优选实施方式的接合部件830。部件830包括末端尖端832以及在框架组件和尖端832之间延伸的轴834。接合部件830还包括从轴834和/或尖端832向外延伸的一个或多个非连续的凸出部835。

图12示出了再一个优选实施方式的接合部件930。接合部件930包括末端尖端932以及在尖端932和相应的框架组件之间延伸的轴934。接合部件930包括一个或多个向外延伸的凸出部例如935。

图13示出了再一个优选实施方式的接合部件1030。接合部件1030包括末端尖端1032以及在框架组件和末端尖端1032之间延伸的轴1034。优选实施方式的接合部件1030包括多个向外延伸的凸出部1035。

图14示出了再一个优选实施方式的接合部件1130。接合部件1130包括末端尖端1132以及在尖端1132和相应的框架组件之间延伸的轴1134。优选实施方式的接合部件1130包括凸出部例如1135。

不管接合部件的特殊形状或外形，通常优选这些部件包括一个或多个向外延伸的接合薄片或凸出部，例如图5所示的235。例如图2所描述的，优选实施方式的座椅座垫设置在椅子的网格椅座上时，一个或多个接合部件被插入并贯通形成椅子座部的网格材料。具体地，接合部件延伸通过网格中所形成的空间或开口。使用锥形末端部件例如图5中的部件232使得形成网格的纤维、线或其它材料与接合部件容易对齐，以至于接合部件能够容易地在网格中形成的开口里延伸。由于接合部件移置于(is displaced)开口中并通过网格，因此接合薄片或凸出部例如图5中的235优选接触并接合邻近网格材料的位置。一旦被设置在其上，这个动作用于将座椅座垫固定并保持在网格椅座上。通过简单地从椅座移开座垫，座椅座垫能够容易地从椅座去除。接合薄片或凸出部容易变形，以允许邻近的网格材料通过。尽管优选实施方式的座椅座垫包括了具有薄片或凸出部的接合部件的集合，但是本发明包括没有这些结构的接合部件，例如图8所示的接合部件530。

在一个实施方式中，以及参考图2-3，薄的座椅座垫或垫200固定于椅座和椅背的一个或两个上面。优选地，薄垫为模制的毛毡或面板材料，就像例如在美国专利申请US 2004/0028958 A1(美国申请号为10/463187)、PCT申请PCT/US01/10262(公开号为WO 01/74583 A1)、美国临时申请60/193196、美国临时申请60/389647、美国申请09/869418、PCT申请PCT/US00/32272、以及美国临时申请60/167303中所公开的一样。这些申请在此一并引入作为参考。特别地，垫包括可模压材料217和成品材料211例如纤维构成的层，该层沿可模压材料的一侧固定或设置。

薄垫能够形成为三维形状，以配合并适应座椅结构的上部的、面对身体的表面，该表面无论是椅背的还是椅座的。如前面提到的，在一个实施方式中，可模压材料由无纺材料制成，并且可以包括但不限于：热塑性塑料、聚酯、共聚酯、聚丙烯、尼龙、聚乙烯、或它们的组合物。例如，一种合适的无纺材料可以从westem Nonwovens、Los Angeles、California获得。用粘合剂将成品例如纤维粘结合于可模压材料，粘合剂例如但不限于粉末粘合剂，包括但不限于可得自于EMS-Griltech South Carolina的共聚酯树脂。可选择地，纤维简单地嵌入可模压材料基层。在某些实施方式中，整个垫优选有0.10英寸至大约0.75英寸的厚度，以及在一实施方式中，当覆盖椅背时，厚度约为0.25英寸，当覆盖椅座时，厚度约为0.50英寸。垫相当薄，以至于是挠性的并且能够弯曲，并与下面的座椅结构适应。

参考图3-5，椅座垫组件200示出为包括：框架或轮缘组件220、垫组件217，以及纤维覆盖组件211或成品材料。轮缘组件220通过将可模压的聚合材料例如聚酯材料的薄层设置在第一模具中而形成。模具加热并优选压缩聚酯材料并且形成椅座或椅背周边的通常形状的刚性轮缘。模具进一步形成多个围绕轮缘组件间隔开的开口。

然后将轮缘组件置于第二模具中。紧固件230，例如圣诞树紧固件，包括被插入到轮缘的开口中的单向插入部分例如图5的末端部件232。术语“单向”插入部分意思是紧固件在一个方向能够被容易地插入，但在另一个相对方向不能被容易地移去。

优选为层的形式的其它可模压材料例如聚酯材料放置在轮缘的顶部的第二模具中。可模压材料在其中能够部分包括或在其整体中包括前面所述的竖直搭接纤维或无纺毛毡。垫组件217形成并且加热结合于轮缘组件220。紧固件230能够包括顶部凸缘组件236，并陷于或固定于/非模制于轮缘组件和垫组件之间。第二模具还修整或切去垫组件的周边。通过使轮缘组件220与垫组件217分离，轮缘组件能够制成为更刚性使得其能够支撑紧固件230。

接着，已结合的轮缘组件和垫组件220、217插入第三模具。粉末粘合剂添加到垫组件的上部，并且纤维覆盖物放置在垫组件的顶部上面。模具的热量使纤维211固化在垫组件217上。模具例如通过使边缘形成径向射线或曲线来围绕垫边缘进一步形成垫的形状。在垫组件的顶部，模具能够进一步形成类似的多个凹痕的压纹。在一个实施方式中，凹痕通过使用销形成。

垫组件从第三模具移开后，纤维211被加工整理并缠绕在组件底部周围，并用粘合剂固定在那里。通过将支撑部件放置于模具(die)中，垫能够固定于下面的支撑部件，该模具能够压印或形成多个开口，该多个开口成型为所需的形状和尺寸以容纳紧固件的单向插入部分。通过将紧固件插入开口中，垫组件200接着用单向连接件固定于支撑部件，并将垫组件和座椅支撑件压在一起。

除了示例的凹痕，其它斑纹、标志图案或标记能够被模压入椅座和/或椅背，包括例如但不限于企业名称、部门名称或个人名称，或其它图案。

当由前述竖直搭接纤维的无纺毛毡形成座椅座垫时，优选方法如下。座椅座垫能够通过使用改进的热成形生产过程形成，其中被加热的工具用于压缩和形成改变座椅座垫里的强度和刚性的选择区域。该工具用于仅在所需的区域压印或压缩纤维毛毡。工具被构造成使其能够控制压印发生的区域。不通过被加热的工具接触的那些毛毡区域保持其缓冲特性。

如所述，工具被加热。尽管工具的特殊温度根据毛毡中特殊材料并且主要相对于第二纤维而变化，但是工具的大约温度范围从大约200°F至大约325°F。应当意识到，如果较低的温度用于加热工具，则可以增加保持时间以提高从工具到毛毡和其中的纤维的热传递。通常，示例性加热保持时间为从大约60秒至大约90秒的范围。然而，应当意识到，本发明包括使用更短或更长的时间。

在加热工具应用于竖直搭接纤维的无纺毛毡期间，优选将具有压缩力的工具应用于毛毡。通常，这些压力为大约15磅/平方英寸(psi)至大约25磅/平方英寸。再者，本发明包括使用更大或更小的压力。

使用竖直搭接纤维形成优选实施方式的座椅座垫的示例性实施方式生产过程在图15-图18中描述如下。图15示出了由工具组件1210形成的环或保持器组件1220。工具组件1210限定了优选根据要生产的座椅所需的形状而成型的成型表面1212。向上凸出的定位接头1214的集合围绕工具1210的成型表面1212的周边延伸。工具1210也可以包括一个或多个加热装置1216例如电加热部件或者可选择地为加热流体通过的通道。环1220优选地通过将一个或多个要被加热和/或模制的材料的部分或块放置在工具1210上并具体放置在成型表面1212上并且优选地邻接于定位接头1214而形成。通常，三块或四块形成环1220的材料的松散部分被放置于成型表面1212上并且横靠和围绕成型表面1212的周边。相应的一半工具组件(未示出)接着放置于环部件的上面并与工具1210接合，形成的组件被加热以从而压缩和热结合材料并形成用于环1220的整块刚性结构。一个或两个模具两半(the mold halves)例如工具1210可以包括凸出部，该凸出部在环1220内形成孔1222。

图16示出了优选座椅座垫的中间组件的形成。中间组件指定为1240，并且如前面所描述的通过将完成的环部件1220放置于另一个工具或模组件1230里并具体放置于工具1230的成型表面1232上来形成。工具1230可以包括一个或多个加热装置1236。在放置于工具1230的成型表面1232上的环1220的顶部上，放置一层可模压毛毡或其它材料，优选为PET可加热成形材料。成型组件1230的相应顶部(未示出)接着下降到分层组件上，并且该组件被加热和/或被压缩从而加热成形该PET或其它毛毡材料。加热和压缩生产过程将材料的集合形成为通常由成型表面1232的轮廓所规定的所需的形状，并且还将可模压毛毡的所述层结合在环1220上，从而形成中间组件1240。

图17示出了如这里描述的使用一层竖直搭接纤维毛毡的最终优选座椅部件的成品。已完成的座椅部件在图17中指定为1260，并且还包括沿其外部设置的一层装饰纤维。在形成座椅部件1260中，示出了另一工具或模组件1250，其形成成型表面1252。座椅部件1260通过将例如图16所示的中间组件1240放置于第三模组件的成型表面1252上来形成。然后，一层竖直搭接纤维接着放置于中间组件1240上，并且一层纤维或其它装饰覆盖材料放置于竖直搭接纤维层的相对松散的毛毡上。工具或模组件1250的相应一半(未示出)接着放置在其上并与工具1250接合以压缩和部分加热所产生的组件，从而形成如图17所示的最终座椅部件1260。优选地，在使用第三工具或模组件1250中，只有上面的模部件(未示出)被加热。因此，优选地，工具或模组件1250的下面或底面部分不被加热。这就确保座椅部件1260的竖直搭接纤维部分不被过度加热，否则会降低其缓冲特性。在图17中，注意凹陷或凹部的图案沿座椅部件1260的外表面形成。尽管不是根据本发明所要求的，但是这种图案能够通过成型表面而形成，该成型表面位于具有所需图案的向外延伸凸出部集合的组件1250的上部工具或模组件中。

图18示出了分别在其组件1210、1230和1250旁边的环或保持器1220、中间组件1240以及最终座椅部件1260的前面提到的部件。

图19为使用竖直搭接纤维毛毡区域的优选实施方式座椅座垫1300的示意性截面图。座椅座垫1300与如图15-图18所述生产的座椅部件1260相应。座垫1300包括环部件1320、中间支撑和缓冲层1340、竖直搭接纤维毛毡1360的区域，以及围绕分层组件1320、1340和1360的周边延伸的一层纤维或外部覆盖1380，根据所述座垫优选被加热成形。

应当理解，优选实施方式座椅座垫或其它家具部件使用竖直搭接纤维毛毡的区域，或者单独使用或者与一个或多个缓冲层区域连用。

图20为根据本发明的优选实施方式臂垫1400的示意性截面图。臂垫1400包括类似于环1320的支撑或底部部件1420、中间支撑和缓冲层1440、以及竖直搭接纤维毛毡1460的区域。分层组件优选由外部覆盖物1480例如纤维或其它层覆盖。

图21为另一个优选实施方式臂垫1500的另一示意性截面图。臂垫1500包括底部部件1520、和设置在其上的竖直搭接纤维毛毡1560区域。产生的组件由外部层1580覆盖。

臂垫1400和1500优选加热成形，并利用前面所述温度和压力来形成所需形状的臂垫。

图22至图46为各种座椅组件和其部件的视图。具体地，图22至图28示出了优选实施方式的座椅座垫1300，其具有沿其下侧的向下突出的接合部件1310以及沿相对侧的被形成图案的表面。放置在椅子或其它座椅单元上时，形成图案的表面面向上，并且接合部件接触并优选接合该座椅单元。具体地，如图27和图28最佳所示的座椅组件1300包括中间层1330、围绕中间层1330的周边延伸的环或框架组件1340、以及一层外部装饰材料1350。座椅座垫1300包括共同沿座垫1300的周边延伸的多个侧部或外部周边区域例如区域1360、1362、1364和1366。在优选的座椅组件1300中，中间层1330由这里所述的竖直搭接纤维形成。多个可选的凹陷部1320可以沿座椅座垫1300的一个或两个面形成。

图29至图35示出了另一优选实施方式座椅组件1400。座椅组件1400也包括沿其下侧的向下延伸的接合部件1410的集合。沿其相对侧形成的是形成有图案的表面。如图34和图35最佳所示，优选实施方式座椅座垫1400包括中间层1430、围绕中间层1430的周边延伸的环或框架组件1400，以及外部装饰层1450。座椅座垫1400包括共同沿座垫1400的周边延伸的多个侧部或外部周边区域例如区域1460、1462、1464和1466。在优选座椅组件1400中，中间层1430由如这里所述的一层竖直搭接纤维或竖直搭接纤维区域以及另一层缓冲部件或缓冲部件区域形成。该层缓冲部件或缓冲部件区域可以邻近组件1400的侧部面向上或面向下设置。层1430可以形成多个可选的凹陷部1420。

图36-图42示出了使用装饰外部层之前的座椅组件1500，该装饰外部层例如为前面所述的组件1300和1400中示出的外部层1350和1450。具体地，图36示出了具有环或框架组件的中间层1530，该环或框架组件具有向下延伸的凸出部件1510的集合。座椅组件1500包括共同沿座垫1500的周边延伸的多个侧部或外部区域例如区域1560、1562、1564和1566。图41清楚地示出了具有从环组件1540向外延伸的接合部件1510的集合的环组件1540。环1540围绕层1530的周边延伸。中间层1530优选包括如这里所述的竖直搭接纤维的区域。组件1500面向上的表面优选没有例如凹陷或其它凹进或凸出的集合的任何图案。

图43和图44示出了用于形成环组件1600的部件的优选配置。具体地，如图43和图44所示，环组件的四个子部件或片的集合被配置为如图43所示的优选图案。每一个片或部件包括一个或多个孔1660。如图44所示，优选地，微小的重叠部分设置在每个环部件的邻接端部区域之间。图43和图44描述了成型前的环组件1600。成型该组件时，重叠部分确保邻接片之间的接触和接合。具体地，在图44中，示出了重叠区域1670、1672、1674和1676。在许多应用中，更经济的是由更小的子部件的集合形成环组件，而不是切割或其它成形并且接着运输或储存整个整体组件。

图45示出了成型后的环部件1650。由于组件的压缩，现在环部件特征为更薄的外形。图46示出了成型之前形成环组件的部件1610、1620、1630和1640。图47也示出了成型前的部件。图48示出了压缩和布置前环组件部件的集合，示出了压缩前其相对大的厚度。在成型前和成型后，环组件部件都能够具有宽范围的厚度。在优选实施方式中，环部件显示了从大约0.7至大约1.5cm的厚度，并优选大约1.0cm的厚度。成型后的环优选显示大约0.2至大约0.6cm的厚度，并优选大约0.4cm的厚度。

在可选择的实施方式中，垫组件通过粘合剂、机械紧固件例如螺杆等、或二者的组合固定于座椅结构。在一个实施方式中，锚定部件例如螺杆或“圣诞树”紧固件的插入部分，与其后侧或底侧延伸的附接部分是非模制的(in-molded)。附接部分用例如卡扣装配或通过将螺母旋拧在其上而被容纳在座椅结构中形成的配合孔(未示出)中，以便将垫固定于座椅结构。

尽管优选实施方式的座椅座垫能够与形成椅座的几乎任何网格材料一起使用，本发明的优选座椅座垫尤其适合与具有以下一个或多个专利或出版物所述和所示出的网格椅座的椅子结合使用，这些专利或出版物是：美国专利6,035,901、6,702,390、6,722,741、6,726,286、6,966,604和2004/0189073，这些专利或出版物在此全部被引入作为参考。

使用竖直搭接纤维的无纺毛毡的优选座椅座垫实施方式能够以其它形式和应用被使用，不必限于以这里所述的框架和接合部件方式使用。例如，使用这里所述的被加热的工具进行适当压纹和/或压缩后，产生的座垫(由竖直搭接纤维的无纺毛毡形成)能够容纳通过注射成型围绕座垫形成的框架部件。可选择地，优选座垫通过一个或多个机械紧固件能够被附接于基部或其它座椅表面。另外，座垫能够通过焊接热或粘合剂方案被附接。可以使用声焊、旋转焊紧固件、或热砧紧固件。

这里所述的各种座椅座垫能够被用于各种不同应用。例如，座垫能够被用于室外家具、体育场座椅、重型装备座椅、公共汽车座椅、火车座椅、公共运输工具座椅、摩托车座椅、休闲车座椅、越野车座椅、农业装备座椅等。这里所述的座椅座垫能够被使用的另一个应用为小船和相关船舶用途。

参考优选实施方式已经对本发明进行了描述。显然，通过阅读和理解本说明书，其他人能够进行修改和变更。本发明意图包括所有这些修改和变更。

Claims (34)

1.一种家具部件包括：

框架部件；和

座垫部件，其设置在所述框架部件上，该座垫部件具有第一和第二相对定向的面；

其中，

所述座垫部件包括竖直搭接纤维的区域，该区域总体延伸穿过座垫部件的面，该区域中至少多数纤维在总体横向于座垫部件的面的方向上延伸。

2.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述竖直搭接纤维的区域里的纤维具有1至100丹尼尔的尺寸。

3.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述竖直搭接纤维的区域以一定厚度被使用，以便显示大约8g/m²至大约200g/m²的重量。

4.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述竖直搭接纤维的区域包括座垫部件中纤维的总重量的大约10％至大约100％。

5.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述竖直搭接纤维的区域包括：

大约50％至大约70％的第一纤维，以及

大约30％至大约50％的具有比第一纤维更低的熔点的第二纤维。

6.根据权利要求5所述的家具部件，其中，所述第一纤维以60％的比例使用，并且第二纤维以40％的比例使用。

7.根据权利要求5所述的家具部件，其中，所述第一纤维具有大约8丹尼尔至大约30丹尼尔的尺寸。

8.根据权利要求5所述的家具部件，其中，所述第二纤维具有大约2丹尼尔至大约8丹尼尔的尺寸。

9.根据权利要求5所述的家具部件，其中，所述座垫部件的内部具有大约0.300至大约0.700的厚度。

10.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述框架部件包括：

大约60％至大约80％的粘合聚合物；以及

大约20％至大约40％的基质纤维。

11.根据权利要求10所述的家具部件，其中，所述框架部件包括大约70％的粘合聚合物和大约30％的基质纤维。

12.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述框架部件总体是平面的，并且具有大约0.25cm至大约0.025cm的厚度。

13.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述框架部件包括至少一个从其延伸的接合部件。

14.根据权利要求13所述的家具部件，其中，所述至少一个接合部件由与框架部件相同的材料形成。

15.根据权利要求13所述的家具部件，其中，所述至少一个接合部件由可模压聚合材料形成，该聚合材料选自：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、以及其组合物。

16.根据权利要求1所述的家具部件，还包括：

覆盖层，其设置在所述座垫部件上。

17.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述家具部件选自：座椅、座椅座垫、椅背、臂垫、以及其组合物。

18.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述框架部件具有大约0.2cm至大约0.6cm的厚度。

19.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述座垫部件的所述第一面和第二面中的至少一个形成多个向里延伸的凹陷部。

20.根据权利要求1所述的家具部件，其中，所述座垫部件还包括邻接于竖直搭接纤维的区域设置的缓冲材料的第二区域。

21.一种可拆卸座椅座垫，其适用于具有网格座椅的椅子，该网格座椅形成延伸通过座椅厚度的多个小孔，所述座椅座垫包括：

座垫部件，其形成上表面和相对定位的底表面，该座垫部件包括竖直搭接纤维的无纺毛毡的区域；

框架部件，其总体沿以下中的至少一个延伸：(i)座垫部件的底表面，(ii)座垫部件的外周边；以及

多个向下延伸的接合部件，其固定于所述框架部件并且适合于可释放地接合于椅子的网格座椅。，，

22.根据权利要求21所述的座椅座垫，其中，竖直搭接纤维的区域的纤维具有1100丹尼尔的尺寸。

23.根据权利要求21所述的座椅座垫，其中，竖直搭接纤维的区域包括：

大约50％至大约70％的第一纤维，以及

大约30％至大约50％的具有比第一纤维更低的熔点的第二纤维。

24.根据权利要求21所述的座椅座垫，其中，所述框架部件包括：

大约60％至大约80％的粘合聚合物；以及

大约20％至大约40％的基质纤维。

25.根据权利要求21所述的座椅座垫，还包括：

覆盖层，其设置在座垫部件上。

26.根据权利要求21所述的座椅座垫，其中，所述座垫部件还包括邻接于竖直搭接纤维的区域设置的缓冲材料的第二区域。

27.一种形成具有竖直搭接纤维的区域的座椅座垫的方法，所述方法包括：

通过将可模压聚合材料的薄层放置于第一模具中形成框架部件，并且加热，从而形成框架；

将框架连同适合于被模制于或否则被固定于框架的多个紧固件以及一层竖直搭接纤维的无纺毛毡一同放置于第二模具中，并且加热框架、紧固件以及层，从而形成中间组件；以及

将中间组件连同一层位于适当位置以覆盖中间组件的面的覆盖材料一同放置于第三模具中，并且加热中间组件和覆盖材料，从而形成座椅座垫。，，

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第一模具包括多个向外延伸的凸出部，从而形成框架部件中的多个开口。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，在第二模具中成型之前，所述紧固件至少部分延伸通过框架部件中形成的多个开口的相应开口。

30.根据权利要求27所述的方法，其中，加热中间组件和覆盖材料之前，有效数量的粘合剂设置在该组件和该覆盖材料之间。

31.根据权利要求27所述方法，其中，所述竖直搭接纤维的无纺毛毡包含在近似横向于毛毡的平面的方向延伸的多数纤维。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，对于横向延伸的纤维，其长度的至少50％在该方向上延伸。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，对于横向延伸的纤维，其长度的至少90％在该方向上延伸。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，对于横向延伸的纤维，其长度的至少95％在该方向上延伸。

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