CN101801631A - 气垫的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造气垫的方法，该方法通过凝塑成型和滚塑成型两种方式减少了缓冲部件的厚度，提升了底层和缓冲部件之间的结合性能，并省去了任何单独的连通构件的需要，该连通构件用于形成缓冲部件的多个气袋的连通通道，从而简化了制造流程。

Description

气垫的制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种制造气垫的方法，该方法通过凝塑成型和滚塑成型两种方式减少了缓冲部件的厚度，提高了底层和缓冲部件的结合性能，并省去了任何单独的用于形成缓冲部件的多个气袋连通通道的连通构件的需要，从而简化了制造流程。

【背景技术】

通常，气垫是一种通过注入其内部的空气产生的空气压力以提供适宜的缓冲力的器械，从而使用者可以舒服地在气垫上休息。由于这样的气垫便于携带并容易安装在任何地方，它们被广泛的使用。

特别是最近，一种气垫广泛使用，其设置有多个形成在与人身体接触部分的凸形气袋从而为躺在气垫上的使用者提供指压作用并减少相对他或她的不适宜的压迫。

如图1所示，这样的传统气垫包括缓冲部件1，其具有多个设置在其上的气袋1a，以及适于结合到缓冲部件1的底面的底层2，以密封缓冲部件1的底部。

此外，在缓冲部件1或底层2的一侧设置有用于注入空气到多个气袋1a内部的充气口3。

此外，通过连通通道4多个气袋1a的每个气袋与相邻气袋1a连通，从而通过充气口3注入的空气通过连通通道4供应到多个气袋1a。

这样的传统气垫通常通过凝塑成型方式制作，在该方式中首先填充塑性树脂(下文指‘塑胶’)到模具以形成缓冲部件，并且随后在模具中预热到一预定温度。此后，当塑性树脂部分地涂覆到模具的内表面一预定厚度时，填充的塑性树脂灌注到模具外，然后涂覆到预定厚度的树脂层完全胶化并冷却，从而初步完成气垫的缓冲部件。

随后，形成多个连通通道以使得形成在缓冲部件中的多个气袋彼此连通，并且随后将预先制备的底层结合到缓冲部件的底面，从而完成气垫的全部结构。

并且，在缓冲部件成型时，凝塑成型的气垫的传统制造方法由于凝塑成型的特性模具是在其上部开口的状态下实施，这样只有在完全成型缓冲部件后，底层才能结合到缓冲部件。

结果，在单独执行底层和缓冲部件的结合步骤后，最终制得气垫。

更具体地，通过高频结合或粘合剂结合来执行底层和缓冲部件的结合步骤。首先，如果是高频结合，应单独提供高频结合机器，并且，还需要相对长时间的周期用于结合步骤，这样全部制造过程延迟，从而使产品成本具有不必要的上升。

特别地，如果是粘合剂结合，与高频结合方式相同的是需要相对长时间的周期用于结合步骤，并且由于结合主要通过手工操作完成，提供底层和缓冲部件的牢固结合是困难的，这导致结合结果的质量低。

如果根据凝塑成型的特性从模具去除塑胶，在模具中的各个气袋的表面不规则地残存有许多刮屑。

因此，由于刮屑形成在气袋上，气袋不具有均匀厚度，这样在使用时气袋可能由于外压作用而部分破裂。

同样，应当形成多个连通通道以使得缓冲部件的相邻气袋彼此连通，从而可以平缓地供应空气到多个气袋中的每个气袋。

然而，当采用凝塑成型来成型气垫的缓冲部件时，成型后的缓冲部件的形状很简单，从而在缓冲部件完全成型后应当通过单独的连通通道成型步骤制备连通通道。因此，全部制造过程不必要地延迟并且产品成本因此上升。

当然，可以通过切割模具中的相邻气袋之间的隔墙形成通孔，从而也能形成多个连通通道。

然而，如上所述的相同方式中，在成型步骤中连通通道的内壁形成有许多刮屑，这导致连通通道厚度不规则，从而使得它们易破裂。

为了解决这些问题，使用凝塑成型方式的气垫的制造方法已经因此提出，申请号2005-0093038题为‘气垫和其制造方法及其成型设备’的韩国专利由本发明相同申请人申请。

背景技术的气垫制造方法不是通过凝塑成型而是通过滚塑成型执行，其中首先灌注塑胶到模具中，然后将底层和盖彼此连接后，在预定方向旋转模具，从而塑胶在旋转中通过离心力在模具中均匀分布，从而形成缓冲部件，并且与此同时塑胶向底层移动，从而底层和缓冲部件顺利结合。

因此，使用滚塑成型的气垫制造方法能够克服缓冲部件和底层在凝塑成型中彼此单独结合的问题，并且与此同时，使用相同材料执行结合，从而有利地增大了缓冲部件和底层之间的结合力。

然而，该申请人发现在只采用滚塑成型时出现以下问题。

首先，最好应形成薄的厚度的缓冲部件以容易扩展和收缩，但根据滚塑成型的特性，使用滚塑成型的气垫的制造方法不能使缓冲部件的厚度相对薄。

此外，根据滚塑成型的特性制造具有相对小的容积的产品是困难的，从而很难成型多个具有相当小的容积的气袋。

此外，在模具中应形成单独的连通构件以在成型步骤形成连通通道，这导致了材料不必要的消耗并增加了不必要的制造步骤。

【发明内容】

【技术问题】

因此，本发明的目的是提供一种制造气垫的方法，该方法使用凝塑成型和滚塑成型两种方式来执行，从而去除凝塑成型和滚塑成型的缺点，并获得它们二者所具有的优点。

也就是说，首先，本发明的另一目的是提供一种制造气垫的方法，该方法能够增大缓冲部件的缓冲力，由于去除了滚塑成型的缺点，容易成型具有相对小的容积的缓冲部件的多个气袋和使得缓冲部件的厚度相对薄。

第二，本发明的另一目的是提供一种制造气垫的方法，该方法增大缓冲部件和底层之间的结合力，由于克服了凝塑成型的缺点，去除了缓冲部件的多个气袋的表面上和多个连通通道表面上形成的刮屑，并且与此同时，通过刮屑缓冲部件和底层彼此结合。

第三，本发明的另一目的是提供一种制造气垫的方法，由于缓冲部件的多个气袋在厚度上制备均匀，该方法防止了多个气袋和多个连通通道在使用时破裂。

第四，本发明的另一目的是提供一种制造气垫的方法，即使不需要单独的连通构件，该方法容易形成多个连通通道，从而防止了用于连通构件的材料的不必要消耗，并且减少了制造步骤。

【技术方案】

为达到上述目的，提供一种制造气垫的方法，该气垫以这样的方式形成，将缓冲部件和设置在缓冲部件底面上的底层连接，缓冲部件具有形成在其中以在其内部容纳空气的多个气袋，该方法包括下列步骤：制备具有多个气袋成型凹槽的底模，每个气袋成型凹槽具有预定深度，以成型缓冲部件，底层适于与底模结合，且盖适于固定到底层上；通过灌注树脂组合物到底模中执行凝塑成型步骤以成型缓冲部件；将底层连接到底模并将盖安装到底层上，以覆盖底模的多个气袋成型凹槽的入口；使用滚塑成型机器，通过旋转结合有底层和其上的盖的底模，执行滚塑成型步骤，以将缓冲部件和底层结合到底模作为整体。

【有益效果】

本发明具有以下优点：

首先，由于在凝塑成型后执行滚塑成型去除了在缓冲部件的多个气袋表面上和多个连通通道表面上形成的刮屑，并且与此同时，缓冲部件和底层通过刮屑彼此结合，因此用于制造本发明的气垫的方法增加了缓冲部件和底层之间的结合力。

第二，由于在凝塑成型后通过使用滚塑成型移除了刮屑，缓冲部件的多个气袋在厚度上制备均匀，因此用于制造本发明的气垫的方法防止多个气袋和多个连通通道在使用时破裂。

第三，用于制造本发明的气垫的方法通过在滚塑成型前使用凝塑成型形成缓冲部件而不需要单独的连通构件，从而防止了用于连通构件材料的不必要消耗，并且减少了用于安装连通构件的制造步骤。

第四，通过在滚塑成型前使用凝塑成型形成缓冲部件，缓冲部件的多个气袋在厚度上制得较薄，因此当和滚塑成型相比时用于制造本发明的气垫的方法增大了缓冲部件的缓冲力。

【附图说明】

图1是透视图，显示一种根据本发明制造气垫的方法制造的气垫结构；

图2是流程图，显示根据本发明制造气垫的方法；

图3a和图3b是剖视图，显示根据本发明制造气垫的方法中用于制备模具、底层和盖的步骤；

图4至图7是剖视图，显示根据本发明制造气垫的方法中的凝塑成型过程，其中

图4是剖视图，显示树脂组合物通过树脂组合物填充步骤填充到模具中的状态，

图5是剖视图，显示缓冲部件层和连通通道层通过初步加热和凝胶步骤在模具中形成一预定厚度的状态，

图6是剖视图，显示通过树脂组合物去除步骤模具中的树脂被去除之后，缓冲部件层和连通通道层残留的状态，

图7是剖视图，显示通过第二加热和凝胶步骤的缓冲部件完成步骤，

图8是剖视图，显示底层和盖通过底层和盖安装步骤依次覆盖到模具顶部的状态；并且

图9至图11是根据本发明制造气垫的方法中的滚塑成型步骤的视图，其中

图9是使用滚塑成型机器的滚塑成型步骤，

图10是剖视图，显示缓冲部件和底层通过滚塑成型步骤中的刮屑相互结合的状态，并且

图11a和图11b是剖视图，显示通过冷却和脱模步骤制得气垫的状态。

【附图标记说明】

10：底模        20：底层

S：刮屑         40：树脂组合物

30：盖          100：缓冲部件层

200：连通通道层

1000：缓冲部件

2000：气垫

S100：模具、底层和盖的制备步骤

S200：凝塑成型步骤

S300：底层和盖安装步骤

S400：滚塑成型步骤

【具体实施方式】

为实现上述目的，如图2中所示，本发明提供了一种制造气垫的方法，基本包括下列步骤：通过制备底模和底层执行底模和底层制备步骤S100；通过凝塑成型方式在制备的底模中成型缓冲部件以执行凝塑成型步骤S200；通过安装底层和盖到底模执行底层和盖安装步骤S300，底模具有通过凝塑成型形成在其中的缓冲部件；以及通过滚塑成型方式将安装在底模上的底层和缓冲部件结合从而执行滚塑成型步骤S400。

首先，如图3a和图3b所示，用于制备模具和底层的步骤S100是这样的步骤，制备适合成型气垫的缓冲部件的底模10，制备适合成为气垫的底部的底层20，以及制备适合在滚塑成型步骤中固定底模10的盖30。

此时，如图所示，底模10设有多个分别具有一定深度的气袋成型凹槽12，用于在气垫上成型多个气袋，并且至少一个或多个气袋成型凹槽12具有连通外部的充气口14。

多个气袋成型凹槽12彼此相等的空间隔离，并具有形成在相邻气袋成型凹槽12之间的隔墙16，并且每个隔墙16具有切割槽18，形成切割槽18用来成型适合使每个气袋与相邻气袋连通的连通通道。

切割槽18适合成型连通通道以使得在缓冲部件成型步骤中气袋彼此连通。

如果气袋成型为一种空气单独供应到每个气袋的结构时，没有必要形成切割槽18，但如果空气同时均匀地供应到整个气袋中时，切割槽18形成在隔墙16上。

此外，底模10具有沿其顶部表面的四个边形成的台阶部分19，用于在台阶部分19上安装随后将要说明的底层20。

与底模10一起制备的底层20适合成为气垫的底部并具有和底模10的顶部表面相同的区域，即，台阶部分19以内的区域。

盖30适合在成型步骤中固定底层20到底模10并且是像底层20一样的层状形状，但具有比底模10的顶部表面大的区域。

如果底模10、底层20和盖30都已制备，首先执行凝塑成型步骤S200，如图2所示。

凝塑成型步骤S200分为树脂组合物填充步骤S210，初步加热和凝胶步骤S220，树脂组合物去除步骤S230，以及第二加热和凝胶步骤S240。

首先，如图4所示，凝塑成型步骤S200的树脂组合物填充步骤S210是将树脂组合物40，也就是塑胶，填充到切割槽18和底模10中的气袋成型凹槽12，用于成型多个气袋和多个连通通道。

此时使用的树脂组合物40由在普通气垫中使用的材料如PVC(聚氯乙烯)材料、合成橡胶或聚氨酯材料制得，因而，从它们中选择的粉末型基础合成树脂与增塑剂混合，从而增加基础合成树脂的热塑性以在高温下成型良好。

基础合成树脂主要与容易热处理的PVC材料一起使用，但无疑可以选择其它材料。

同样，增塑剂根据基础合成树脂的种类选择使用，优选地，使用邻苯二甲酸盐增塑剂比如具有相对少量致癌物或环境激素的邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二辛酯(DNOP)或邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)。

换句话说，由于对树脂组合物的使用中的环境激素的法规增强了，只可以使用无毒的增塑剂。

如果单独的颜料添加到树脂组合物40中，能够制造具有需求颜色的气垫200。

填充树脂组合物40的方法包括一次填充方法，其中树脂组合物40同时填充到气袋成型凹槽12和切割槽18，以及两次填充方法，其中树脂组合物40涂覆在气袋成型凹槽12和切割槽18的内壁表面以形成相对薄的薄膜并随后填充到其中。

在模具的表面形成不规则表面或在树脂组合物本身包含气泡的情况下，优选为两次填充方法，但在要成型的形状和气袋成型凹槽12简单相像的情况下，单一填充方法更合适。

与此同时，在树脂组合物40灌注到底模10之前，成型棒50安装到形成在底模10中的空气供应部件，从而防止树脂组合物40流到外部并且还在气垫的缓冲部件的成型步骤中形成充气口14。

如果充气口14不是形成在底模10，它可以在气垫完全制造后在指定位置形成，并且因此，有选择的采用安装成型棒50的步骤。

如果完成了树脂组合物填充步骤S210，执行初步加热和凝胶步骤S220。

在初步加热和凝胶步骤S220中，如图5所示，气袋成型凹槽12中的树脂组合物40通过加热而部分硬化，从而在气袋成型凹槽12的内壁形成多个气袋到一预定厚度，以及在切割槽18的内壁形成多个连通通道到一预定厚度。

该步骤为将底模10放入单独的烤箱H中在160℃和220℃范围的温度下加热大约5到6分钟而完成。

此时，加热温度和时间依照将要成型的产品厚度而不同。也就是说，如果要成型的产品相对厚，加热温度和时间增加，与之相反的是，如果要成型的产品相对薄，加热温度和时间减少。

如果完成了初步加热步骤，执行初步凝胶步骤，其中从气袋成型凹槽12的内壁和切割槽18的内壁的一定厚度的浓度增加，从而在不稳定组织状态中形成缓冲部件层100和连通通道层200。

如果完成了初步加热和凝胶步骤S220，执行树脂组合物去除步骤S230。

树脂组合物去除步骤S230是排出模具中的塑胶的步骤，也就是说，在模具中未凝结的树脂组合物排除到外部，以及排出的树脂组合物通过独立的真空泵重复使用。

如果树脂组合物从模具去除，初步胶化的缓冲部件层100和连通通道层200保留在气袋成型凹槽12的表面以及切割槽18的表面，如图6所示。

缓冲部件层100和连通通道层200在它们顶部开口，并且在切割槽18上形成的连接通道层200适合将多个缓冲部件层100彼此连接。

顺便一提的是，如图6所示，在去除后的树脂组合物S(下文指‘刮屑’)仍然不规则地保留在缓冲部件层100和连通通道层200的表面。

如上所述，刮屑S导致气袋和连通通道的厚度不规则，这使得它们容易破裂。然而，根据本发明，刮屑S被去除并同时作为将缓冲部件和底层彼此结合的粘和材料使用。

该步骤将在随后要说明的滚塑成型步骤S400中详述。

由于初步胶化的缓冲部件层100和连通通道层200不具有相对高的粘度，随后执行第二加热和凝胶步骤S240。

在第二加热和凝胶步骤S240中，再次加热初步胶化的缓冲部件层100和连通通道层200并胶化到一预定温度，从而完成气垫的缓冲部件。如图7所示，该步骤为将底模10放入烤箱H在180℃和230℃范围的温度下加热大约5到6分钟而完成。

此时，加热方式包括电加热器或燃烧器。如果是燃烧器，燃烧器的火焰不与模具相对邻接，从而防止要成型的产品上产生裂缝。

此外，单独的加热媒介如硅油、石蜡油、硝酸钾等与模具相对邻接以在大约300℃或更高的温度加热模具。

通过第二加热的缓冲部件层100和连通通道层200的粘度再次上升，从而形成最终缓冲部件100。

同样，通过凝塑成型方式连通通道与气袋一起形成，从而不再需要在滚塑成型中形成连通通道时所需的连通通道构件，从而防止了用于连通通道部件的材料的不必要消耗以及用于安装它们的步骤中的延迟。

虽然没有在附图中显示，在凝塑成型步骤S200中，在树脂组合物填充步骤S210前，可先预热底模10。

也就是说，在普通凝塑成型中，在树脂组合物40填充入其中之前，在底模10的内表面上形成涂覆层如石蜡管的情形下，在填充树脂组合物40后加热底模10，但在未形成涂覆层的情况下，在底模10预热后可以填充树脂组合物40，这无疑也可以产生凝胶现象。

如果在树脂组合物填充步骤后执行初步加热和凝胶步骤，进一步地，有必要执行第二加热和凝胶步骤S240，但如果在底模10加热后填充树脂组合物40，可以避免执行第二加热和凝胶步骤S240。

更具体地，如果在底模完全加热的状态下填充树脂组合物，树脂组合物在初步凝胶步骤中在短时期内完全胶化，因此不需要用于提升底模到预定温度来凝胶的时间。

如果用于缓冲部件1000的成型通过凝塑成型步骤S200完成，接下来，在成型的产品从底模10中脱模之前，执行滚塑成型步骤S400(见图2)。

在滚塑成型步骤S400之前先执行底层和盖安装步骤S300。

执行底层和盖安装步骤S300，其中在滚塑成型步骤S400之前，在底模10上安装成为气垫的底部表面的底层20，并且与此同时在底层20上安装盖30以用于固定底层20，如图8所示。

如上所述，沿形成在底模10的顶部的台阶部19安装底层20，用于覆盖气袋成型凹槽12的入口。

此时，底层20由和缓冲部件1000相同的材料形成，因此它可以通过滚塑成型步骤良好地与缓冲部件1000一体形成，因而在它们之间获得更精确地结合结果。

如果安装了底层20，盖30设置在底层20上。盖30具有给定的重量，该重量能够以固定底层20的方式以给定压力压底层20，并且与此同时，它完全关闭多个气袋和多个连通通道，从而提升底层20和缓冲部件1000之间的结合力。

此外，通过单独固定方式如螺栓(在图中未示出)，将盖30固定地连接到底层20上，用于防止从底层20脱离。

在此之后，执行滚塑成型步骤S400，滚塑成型步骤S400包括第三加热和滚塑步骤S410以及冷却和脱模步骤S420。

在本发明第三加热和滚塑步骤S410是非常重要的步骤，其中在缓冲部件1000和底层20之间获得结合，从而最终完成本发明的气垫。

如图9所示，首先，通过滚塑成型机器R以给定的几个方向旋转底模10、底层20和盖30的组合体，并且与此同时通过加热机器(未图示)加热，从而将底模10中的缓冲部件1000和底层20彼此结合。

在第三加热和滚塑步骤S410中，将底模10放入到烤箱H中在200℃和260℃之间范围的温度下加热大约2到10分钟。

在执行第三加热时，如图10所示，残存在气袋和连通通道表面上的刮屑S熔化并通过离心力均匀地涂覆在缓冲部件层100和连通通道层200的内壁表面上，离心力由与第三加热一起执行的滚塑成型步骤中滚塑成型机器R的旋转产生。

在该步骤，同样地，刮屑S可分布到缓冲部件层100和底层20之间的连接部A和在连通通道层200和底层20之间的连接部B，从而缓冲部件层100、底层20和连通通道层200彼此一体结合。

此时，缓冲部件层100和底层20彼此材料相同，通过刮屑S互相结合，它们彼此一体形成，从而提升了结合性能。

在该情形，刮屑S的分布程度取决于底模10的旋转速度，但它可以根据底模10和盖30的厚度进行调整。

也就是说，如果底模10比盖30薄，它比在滚塑成型步骤中其内壁的盖30具有更快的热传导效率，因而底模10的热传导比盖30的热传导更高效，这使得底模10中的刮屑S首先熔化，从而在相对短的时间周期获得刮屑的高分布度。

当然，如果盖30比底模10薄，刮屑S的分布程度具有和上述相反的效果。

根据本发明的一个特性，在凝塑成型中形成的刮屑S通过滚塑成型去除，从而防止了缓冲部件的厚度不规则地形成，并且与此同时，它们作为在底层20和缓冲部件1000之间的结合材料，从而获得高的结合性能。

虽然在凝塑成型步骤中的树脂组合物填充步骤中，树脂组合物本身含有气泡，在滚塑成型步骤期间的刮屑涂覆步骤气泡被去除，从而防止了成型产品的表面形成斑点。

由于缓冲部件和底层彼此一体形成，它们不需要单独的结合工序结合，从而使得气垫的生成步骤简单，减少了步骤时间和产品成本，并减少了次品的数量。

根据本发明的一个特性，此外，由于在滚塑成型前缓冲部件通过凝塑成型形成，和通过滚塑成型相比它形成相对薄的厚度，从而增强了每个气袋的缓冲力。

此外，不需要安装滚塑成型时形成连通通道所必要的连通通道构件，从而防止了用于连通通道构件的材料的消耗和产品加工的延迟。

也就是说，本发明采用了凝塑成型和滚塑成型的优点并且与此同时克服了它们具有的缺点。

在完成第三加热和滚塑步骤S410后，通过冷却和脱模步骤S420，完成了本发明的所有工序。通过冷却水C执行步骤S420，底模完全冷却，如图11a所示，去除底模表面上残存的水以从底模上卸下盖30，并且成型产品从底模10脱模，如图11b所示。

从底模10脱模的成型产品成为气垫2000，如图1所示，气垫2000通过底层200覆盖在缓冲部件层100和连通通道层200的上表面，也就是说，气垫2000具有彼此一体形成的缓冲部件层100、连通通道层200、底层20。

Claims (4)

1.一种制造气垫的方法，该气垫以如下方式形成，将缓冲部件与设置在缓冲部件底面上的底层连接，该缓冲部件具有在其内部形成的多个气袋，该气袋用于容纳其内部的空气，该方法包括如下步骤：

制备具有多个气袋成型凹槽的底模，每个气袋成型凹槽具有预定深度，以成型缓冲部件，制备适于与底模结合的底层，以及制备适于固定在底层上的盖；

通过灌注树脂组合物到底模中执行凝塑成型步骤以成型缓冲部件；

将底层结合到底模并将盖安装到底层上，以覆盖底模的多个气袋成型凹槽的入口；

通过滚塑成型机器，通过旋转与底层和底层上的盖结合的底模来执行滚塑成型步骤，以将缓冲部件和底层结合到底模作为整体。

2.根据权利要求1所述的制造气垫的方法，其特征在于，在所述滚塑成型步骤中，底模上缓冲部件的多个气袋表面残留的树脂组合物的刮屑熔化并部分地扩散到底层，从而将缓冲部件和底层彼此结合。

3.根据权利要求1或2所述的制造气垫的方法，其特征在于，所述凝塑成型步骤包括以下步骤：填充树脂组合物到底模；通过加热底模执行初步加热和凝胶步骤以在底模的多个气袋成型凹槽的每个内表面成型缓冲部件层；去除底模中未凝胶化的树脂组合物；并通过再次加热底模中的缓冲部件层来执行第二加热和凝胶步骤。

4.根据权利要求3所述的制造气垫的方法，其特征在于，所述滚塑成型步骤包括：在底模的旋转中加热底模的第三加热和滚塑步骤；以及在缓冲部件和底层彼此结合后冷却底模并将缓冲部件和底层从底模脱模的冷却和脱模步骤。

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