CN104363794A - 制造泡沫垫或类似物的方法和因此获取的垫或类似物 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种制造泡沫垫或类似物的方法，其特征在于其包括如下步骤：准备垫或类似物的泡沫的基础成分；准备第一数量的相变材料(PCM)和第二数量的热变色或热敏涂料(TP)的混合物，所述相变材料适合于根据温度变化而发生相变，所述热变色或热敏涂料适合于根据温度变化而发生色变；通过使用所述基础成分和所述混合物制造所述垫或类似物。

Description

制造泡沫垫或类似物的方法和因此获取的垫或类似物
技术领域
本发明涉及一种制造垫或类似物的方法的领域，更具体地涉及制造泡沫垫或类似物的方法和因此获取的垫或类似物。
背景技术
已知泡沫垫由于其良好性能，特别是其负重能力和耐久性，已经使用了多年。在乳胶泡沫的情况下，例如垫通常由具有预设的密度的固体乳胶部分组成，然后在该固体乳胶中制造贯穿或不贯穿的孔(泡)。垫可以是一体模块组成，或由不同的模块组成，这些不同的模块使用不同的技术结合到一起。
乳胶垫制造的制造方法中例如那些称作“Dunlop”或“Talalay”的方法是大致已知的；制造聚氨酯垫的方法也是已知的。
为了提升用户的舒适度，对于改进这种产品已经进行了一些尝试。被称作“PCM”的类型的材料(PCM代表“相变材料”)已知被插入垫中，例如专利US2009288259A1所述。所述材料具有根据其所经受的外界温度发生相变的特性(从固相变为液相或相反)。在PCM的相变期间，所述材料吸收能量或热量和释放能量或热量，在相应的吸收和释放阶段具有不同的行为。当与能量源接触而吸收热量时(例如由于温度的上升)，因此从固相向液相转化，PCM的温度会维持相当长一段时间不上升，因为引入其中的能量被吸收以产生相变；相反，能量的释放和返回固相会非常快。
在垫或类似物中，添加所述材料会改善位于垫上方的人的舒适度，因为由他/她的身体所释放的能量不会引起垫温度的立即上升，相反会保持凉爽一段时间。
但是，使用所述材料并不是没有缺点，该缺点大致是由于人几乎不能感觉到来自垫的正温度行为的优点，因为温度变化导致的相变对他/她是不明显的。
此外，感觉的困难导致设计垫时进一步的困难，特别是关于最合适的数量和所使用的PCM产品的类型的选择。
当PCM存在时，热量的变化行为不同于乳胶和石蜡，并且因此需要提供显现热量的行为的系统，因此以获取基于哪一个能够选择最好地满足他/她的需求的产品的评估系统。这必须同时适用于温度升高和热量释放的两个条件以返回初始条件。因此考虑初始条件所返回的期间同样重要，因此加热必须发生得尽可能迟缓，而返回初始条件必须迅速。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种制造泡沫垫或类似物的方法以及所获取的垫或类似物，以解决上述问题。
根据本发明的主要方面，根据温度变化而变化的色彩变量具有不同的行为类型的热变色涂料或混合物的存在已经被发现，并且同时PCM的使用允许人体和泡沫垫或类似物之间的交界面的热量的行为的图谱超时评估，目的在于获取改善的舒适度、产品定制和温度调节。
这应该同时考虑当人体与泡沫接触时由人体产生的不同温度和垫的预期寿命期间内的不同阶段，以及由身体不同姿势在垫或类似物的不同区域施加的不同压力。
本发明的具体目的是提供一种制造泡沫垫或类似物的方法，其特征在于其包括如下步骤：准备垫或类似物的泡沫的基础成分；准备第一数量的相变材料(PCM)和第二数量的热变色或热敏涂料(TP)的混合物，该相变材料适合于随温度变化而发生相变，该热变色或热敏涂料适合于根据温度变化而发生色变；通过使用所述基础成分和所述混合物制造所述垫或类似物。根据本方法的第一变体，在制造垫或类似物期间，所述混合物被添加到整个垫或类似物的所述基础成分中或垫或类似物的一部分的所述基础成分中。
根据本方法的第二变体，在垫或类似物已经采用基础成分完成制造后，将所述混合物施加到垫或类似物的外表面，即整个所述外表面或所述外表面的一部分。
本发明另外的目的在于提供通过所述方法获取的垫或枕头、扶手椅、沙发或沙发床或其中的其他部分。
本发明具体的目的在于提供一种制造泡沫垫或类似物方法和如权利要求中所述的因此获取的垫或类似物，所述权利要求书是本说明书的组成部分。
附图说明
本发明的其他的目的和优点从以下实施例(以及变体)的示例的详细说明和附图中会变得明了，所述附图只通过非限制示例的方法提供，其中：
图1到图4示出了在泡沫垫或类似物中根据温度T的变化而出现的颜色变量C的不同的曲线；
图5到图6示出了用于实施本方法的第二变体的装置的一些示例，具体分别为喷洒喷枪和干燥炉。
在附图中，相同的参考数字和字母标识相同的物品或成分。
具体实施方式
热变色或热敏涂料TP是本身已知的一种材料，其包括具有随温度变化而以可逆的方式发生色变(失掉或获取颜色)的特性的热敏物质，这种物质通常被以分散体或粉末的形式封闭在不溶于水的球形胶囊中。通常，微型胶囊的直径为1-30微米。
当所述涂料到达所谓的“变色温度”区间(在图中以T0-T1代表)时，所述涂料开始发生色变。变色温度是涂料的典型特征：例如涂料已知具有介于-15°和65°之间的变色温度。
为了使用垫或类似物，优选热变色材料或热敏材料的变色温度为例如28℃，即接近平均体温。
热变色或热敏涂料TP根据温度的变化而发生色彩变化的行为可以具有多种类型，例如：
-在第一种类型中(图1)，在变色温度以下时，涂料以饱和的方式着色，然而在变色温度时，涂料开始其失掉颜色的过程，导致涂料在变色温度以上时变为无色；
-在第二种类型中(图2)，相反现象出现；
-在第三种类型中(图3)，颜色变量也根据温度梯度而定，并且其在温度升高和温度降低的两个阶段中遵循不同路径；
-在第四种类型中(图4)，在变色温度区间内涂料着色，然而在所述区间外部涂料失掉颜色并变为无色。
除温度外，还存在另外一种根据压力的变化而发生色变的涂料类型：在正常压力下(约为1巴)涂料为无色，而随压力增大涂料获取颜色，就温度而言，这种涂料表现得类似于第一种类型。
能够获得混合不同类型、具有不同变色颜色的热变色或热敏涂料TP，这些热变色或热敏涂料TP可以与普通的非热变色涂料混合，就像那些已经在垫或类似物的传统染色中使用的涂料，因此获得不同性质的变色效应。例如能够使得在正常温度下只有热变色或热敏涂料TP的颜色出现或只有传统颜色出现，其他颜色随温度升高而出现，或与此相反。
在垫或类似物中，热条件由PCM材料形成，这种PCM材料实际上是一类高密度石蜡，优选以粉末或分散体的形式容纳在微胶囊或微球体中，微胶囊或微球体的直径可以在例如3至15微米之间变化。
在市场上可得到不同类型的PCM，这些PCM除了其他方面以外也以发生相变的温度为特征，该温度也被称为“变色温度”或“熔点”。为了使用垫或类似物，优选PCM变色温度为例如28℃，即接近平均体温，该变色温度是室温和体温之间很好的平衡。
根据本发明的方法的第一变体，在制造垫或类似物的过程中，给定数量的相变材料(PCM)和一类被称为热变色或热敏涂料(TP)的成分材料的合适的混合物被添加到基础泡沫成分中。
因此，在制造垫或类似物的过程中，从乳胶开始准备液体混合物，并且然后呈分散体或粉末的PCM和TP的混合物被添加。
下面详细说明通过使用乳胶制造的制造方法的第一变体的实施例的一个示例，所述乳胶可以是已知的类型，不论天然的或合成的，其中混合物经过机械发泡，接着在模具中在100℃下经过约为30分钟的氟硅酸钠胶凝和蒸汽固化。可以使用封闭的模具，根据明显已知的方法例如“Dunlop”或“Talalay”，乳胶被注入该封闭的模具中。
模具可以包括合适塑形的内部凸起以得到垫的空部分(泡)。
相变材料(PCM)和热变色涂料(TP)被添加到乳胶泡沫，因此得到预期的混合物。
例如对于采用Dunlop工艺得到的混合物，需执行以下步骤：
1.准备PCM分散体
-1000克水
-500克TX PCM28
-10克钾树脂酸盐
-40克CMC
-快速搅拌5分钟
2.-准备TP分散体
-500克TP
-50克水
-快速搅拌5分钟
-注意：TP可以是具有不同特性的同类TP或混合的TP；市场上可以获取到这些TP，并且在这种情况下采用了变色温度约为28℃的TP。
3.PCM分散体和TP分散体被混合并经过5分钟的快速搅拌以使PCM分散体和TP分散体混合均匀。
4.步骤3中获取的分散体以混合物5％到15％的数量与乳胶混合物混合。
上述方法甚至可以只应用于垫的一部分，例如通过将垫在厚度方向上分层和通过将PCM和TP应用于一个或两个横向层。
通常，固定颜色的涂料可以与TP材料任意配合以获取所需层次。
因为TP变得透明，因此实际上在高温下只有普通涂料是可见的、而在低温下只有TP是可见的是可以实现的。
根据本发明的方法的第二变体，一种采用基础泡沫成分(乳胶或聚氨酯)制造垫或类似物的已知方法被首先实施，以获取传统类型的泡沫垫。随后的步骤是在垫上施加包括PCM和TP成分的混合物的表面层。
表面层可以通过喷洒或浸入在合适的池中而被施加。
施加时可以关注垫的整个表面或只关心其中的一部分，例如与人体发生接触的主要侧。
下面对制造方法的第二变体的实施例的一个示例进行详细说明。
垫例如乳胶垫首先通过上述使用乳胶的第一变体制造，这种乳胶可以是已知的类型，不论是天然的还是合成的。根据本方法，然后混合物经过机械发泡，随后在模具中在100℃下的经过约为30分钟的氟硅酸钠胶凝和蒸汽固化。
可以使用封闭的模具，根据明显已知的方法例如“Dunlop”或“Talalay”，乳胶被注入该封闭的模具中。模具可以包括合适成形的内部凸起以得到垫的空部分(泡)。
在获取到垫或类似物之后，第二步骤被执行，其中包括施加PCM和TP成分的混合物的表面层。
对于喷洒施加，PCM和TP成分通过使用基于乳胶的具有粘合特性的胶质分散体被施加。
随后优选进行干燥步骤。
例如对于在正常尺寸的垫上进行喷洒施加，以下步骤被执行：
1.准备TP材料分散体，该TP材料分散体包括：
320克TP粉末；
520克水。
2.准备PCM材料分散体，该PCM材料分散体包括：
100克PCM粉末；
200克水。
3.准备整个分散体
300克氯丁乳胶；
60克TP分散体；
60克PCM分散体；
最终的混合物通过喷洒被施加，例如通过使用喷枪51(图5)，该喷枪通过垫52的整个表面。喷枪具有一系列的喷洒嘴53，所述喷洒嘴优选在室温下利用压缩空气喷洒全部分散体。喷枪的移动通常被控制为匀速，使得分散体能够被均匀地施加到垫表面上；但是，应用也可以是不均匀的。被施加的分散体可以容纳在与喷枪连接的合适的罐中。
代替使用喷枪，喷洒也可以人工实施。
然后优选执行干燥步骤，例如通过空气、紫外线辐射或红外线辐射。垫被运送到合适的干燥炉61(图6)中，该干燥炉优选不通风类型和在高于室温的温度下(具有较短的干燥时间)或在室温下进行干燥，可以避免分散体分离现象。可选地，可以执行将叠加文本或说明施加到垫或类似物的表面上的另一步骤，以由此形成可能的定制。
通过将预制掩膜作为轮廓使用进行喷洒，完成应用叠加文本或说明的施加，该施加具有以下两种可能的变体：
-在主要喷洒之后，喷洒热变色材料，与主要喷洒相比，对于同一区域以不同的特定数量喷洒，尤其是数量较大时，可能形成不同的色差，
或，
-在主要喷洒之前，将非热变色材料直接喷洒到垫上。
因此，随着接触温度的上升，热变色材料会变得透明，从而使得叠加的或底层的文本或说明显现，这些叠加的或底层的文本或说明可以具有明显的颜色，而在室温下热变色层会隐藏这些叠加的或底层的文本或说明。
如上所述，主要喷洒可以被将垫浸入到包括上述物质的合适的池中而被取代。
上述变体中制造乳胶垫的方法也可以应用到制造枕头和其他类型的物品例如扶手椅、沙发或沙发床的填料。
本发明的优点是显然的。
因此获取了对于提高垫或类似物的表现的简单有效的系统，在这一系统中用户能够更容易地察觉热效应，并且垫或类似物的设计也得到了改善。
从以上说明中，本领域的技术人员将能够制造出本发明的实体，而不引入任何其他的细节。
具体地，已知的机械和设备能够被用于制造半成品产品和成品产品。
多个优选实施例中的所示元件和特征可以被结合，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种制造泡沫垫或类似物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-准备所述垫或类似物的泡沫的基础成分；
-准备第一数量的相变材料(PCM)和第二数量的热变色或热敏涂料(TP)的混合物，所述相变材料适合于随温度变化而发生相变，所述热变色或热敏涂料适合于随温度的变化而发生色变；
-通过使用所述基础成分和所述混合物制造所述垫或类似物。
2.根据权利要求1所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，在制造所述垫或类似物期间，在整个所述垫或类似物或者所述垫或类似物的一部分中，所述混合物被添加到所述基础成分。
3.根据权利要求2所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，所述垫的所述一部分在厚度方向上与所述垫的一层或更多层相对应。
4.根据权利要求1所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，在所述垫或类似物已经采用所述基础成分制造完成后，将所述混合物施加到所述垫或类似物的外表面，即整个所述外表面或所述外表面的一部分上。
5.根据权利要求4所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，通过第一喷洒或通过浸入合适的池中而施加所述混合物。
6.根据权利要求5所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，所述第一喷洒通过使用粘附到所述垫的表面的胶状分散体而执行，并优选通过使用喷枪自动执行。
7.根据权利要求5所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，在所述第一喷洒之后，通过使用例如空气、紫外线辐射或红外线辐射执行干燥步骤。
8.根据权利要求5所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，包括通过第二喷洒将叠加文本或说明施加到所述垫或类似物的表面上的另一步骤，所述第二喷洒通过使用作为轮廓的预制掩膜而执行。
9.根据权利要求8所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，施加所述叠加文本或说明的另一步骤在所述第一喷洒之后进行，并且与所述第一喷洒相比，所述另一步骤包括对于同一区域以不同的特定数量施加热变色材料。
10.根据权利要求8所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，施加所述叠加文本或说明的另一步骤在所述第一喷洒之前进行，并且通过使用非热变色材料而在所述垫或类似物上直接执行施加所述叠加文本或说明的另一步骤。
11.根据前述任一项权利要求所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，选择所述相变材料(PCM)和热变色或热敏涂料(TP)，以使得在接近于平均体温的温度下发生相应的相变和色变。
12.根据前述任一项权利要求所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，至少所述第二数量的热变色或热敏涂料(TP)包括具有根据温度而定的色彩变量的不同类型的热变色或热敏涂料(TP)。
13.根据前述任一项权利要求所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，至少所述第二数量的热变色或热敏涂料(TP)包括具有根据压力而定的色彩变量的另一特性的一类热变色或热敏涂料(TP)。
14.根据前述任一项权利要求所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，所述垫或类似物的泡沫的基础成分包括一种或更多种非热敏类型的涂料。
15.根据前述任一项权利要求所述的制造泡沫垫或类似物的方法，其中，所述泡沫基本是乳胶泡沫或聚氨酯泡沫。
16.一种通过使用前述任一项权利要求所述的方法制造的垫。
17.一种通过使用前述权利要求1到15任一项所述的方法制造的枕头。
18.一种通过使用前述权利要求1到15任一项所述的方法制造的扶手椅填料的一部分。
19.一种通过使用前述权利要求1到15任一项所述的方法制造的沙发或沙发床填料的一部分。
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