CN109281970B - 包括涂覆的弹性体缓冲元件的垫及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垫，其包括缓冲元件和设置在缓冲元件的表面上的涂覆材料。缓冲元件包括形成多个相交的屈曲壁的弹性体材料，该多个相交的屈曲壁以展开形式限定多个中空柱。涂覆材料包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺。缓冲元件被构造成例如通过卷包机被压缩成压缩形式并且随后从压缩形式释放以变换成展开形式。垫的形成方法包括形成包括弹性体材料的缓冲元件，利用涂覆材料来涂覆缓冲元件的表面，并且将缓冲元件压缩成压缩形式。

Description

包括涂覆的弹性体缓冲元件的垫及相关方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月20日提交的题为“包括涂覆的弹性体缓冲元件的垫及相关方法”的申请号为15/654,948的美国专利申请的权益。
技术领域
本公开的实施例总体涉及用于包括床垫、床垫套、座垫等的可压缩垫的弹性体缓冲元件、用于缓冲元件的涂层以及包括涂覆的缓冲元件的垫的形成方法。
背景技术
缓冲材料具有多种用途，诸如用于床垫、座位表面、鞋垫、包装、医疗装置等。缓冲材料可被制造和/或构造成减小对缓冲的主体的峰值压力，这样可增加人类或动物的舒适度，并且可保护物体免受损害。缓冲材料可由在载荷作用下弯曲或变形的材料，诸如聚乙烯或聚氨酯泡沫(例如，波纹状泡沫)、乙烯树脂、橡胶、弹簧、天然或合成纤维、填充流体的柔性容器等形成。不同的缓冲材料对给定的压力可能具有不同的响应，并且一些材料可能良好地适于不同的应用。缓冲材料可以彼此组合使用以实现选择的特性。
于2010年6月8日公告的题为“多壁弹性材料(Multi-Walled GelasticMaterial)”的专利号为7,730,566的美国专利描述了具有屈曲(buckle)的互连壁的垫结构，其公开通过引用整体并入本文。当施加阈值力时，第一壁屈曲。使第一壁屈曲会使第二壁屈曲，这会降低第一壁将“触底(bottom out)”的可能性。触底将增加对垫的屈曲部分上方的受缓冲物体的部分的压力。垫的一侧具有间隔相对较近的壁，并且相对侧具有间隔较远的壁。也就是说，垫的一些壁仅部分延伸穿过垫。当不规则形状的物体压在壁上时，壁的较宽间隔部分可能比壁的较接近间隔部分更容易屈曲。
于2014年12月30日公告的题为“包括屈曲壁的缓冲元件和这种缓冲元件的形成方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods of Forming SuchCushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利描述了具有顶部缓冲表面和底部基部表面并且包括弹性体材料和稳定材料的缓冲元件，其公开通过引用整体并入本文。由弹性体材料形成的互连的屈曲壁连接到稳定材料。
诸如床垫等缓冲材料通常体积庞大，很难从制造商处运输到零售商或顾客处，并且运费高昂。常规地，床垫已经在扁平结构中进行包装、运输和销售，使得床垫在运输时的大小和尺寸与其放置在弹簧床架或其它床垫支架顶上以形成床时的大小和尺寸相同。近来，已针对压缩床垫做出努力，并且已存在被描述为用于压缩泡沫和弹簧床垫来进行包装的方法。还公开了将泡沫和弹簧床垫压缩成卷曲形状的方法。卷装床垫的方法的示例包括：Petrolati的专利号为8,046,973的美国专利、Mossbeck的公开号为2003/0074863的美国专利以及Van De Hey等人的公开号为2015/0203221的美国专利。
发明内容
在一些实施例中，垫包括缓冲元件和位于缓冲元件的至少一个表面上方的涂覆材料。缓冲元件包括形成多个相交的屈曲壁的弹性体材料，该多个相交的屈曲壁以展开形式限定多个中空柱。弹性体材料包括弹性体聚合物和增塑剂。涂覆材料包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺。
在一些实施例中，压缩垫包括缓冲元件，缓冲元件包括弹性体材料和设置在缓冲元件表面上方的涂层，涂层包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺。弹性体材料包括弹性体聚合物和增塑剂。
还公开了垫的形成方法。该方法包括形成包括弹性体材料的缓冲元件。缓冲元件包括多个相交的屈曲壁，多个相交的屈曲壁以展开形式限定多个中空柱。该方法进一步包括利用包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺的涂覆组合物涂覆缓冲元件的表面。该方法进一步包括将缓冲元件压缩成压缩形式。
附图说明
虽然说明书以特别指出并明确要求认为是本公开的实施例的权利要求给出结论，但是当结合附图阅读时，本公开的示例性实施例的以下描述可以更容易地确定本公开的实施例的各种特征和优点，其中：
图1是根据本公开的实施例的展开形式的垫的透视图；
图2是根据本公开的实施例的图1的垫的弹性体缓冲元件的俯视图；
图3是根据本公开的实施例的垫的形成方法的流程图；以及
图4是可用于形成本文公开的垫的一些处理设备的简化示意图。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“缓冲元件”是指并且包括旨在用于使一个主体相对于另一主体缓冲的任何可变形的装置。作为非限制性示例，缓冲元件(例如，床垫、座垫等)包括旨在用于使人、动物或物体相对于可能支撑人、动物或物体的另一物体(例如，床架、椅座等)缓冲的材料。
如本文所使用的，术语“弹性体聚合物”是指并且包括能够在变形后恢复其原始大小和形状的聚合物。换言之，弹性体聚合物是具有弹性或粘弹性性质的聚合物。弹性体聚合物也可在本领域中被称为“弹性体”。弹性体聚合物包括但不限于均聚物(具有重复单个化学单元的聚合物)和共聚物(具有两个或更多个化学单元的聚合物)。
如本文所使用的，术语“弹性体嵌段共聚物”是指并且包括具有键合在一起的均聚物的基团或嵌段的弹性体聚合物，诸如A-B二嵌段共聚物和A-B-A三嵌段共聚物。A-B二嵌段共聚物具有两个不同的均聚物的嵌段。A-B-A三嵌段共聚物具有两个嵌段单一均聚物(A)，每个嵌段均键合到不同均聚物(B)的单个嵌段上。
如本文所使用的，术语“增塑剂”是指并且包括被添加到另一种材料(例如，弹性体聚合物)中以增加该材料的可加工性的物质。例如，增塑剂可增加材料的柔韧性、柔软性或可延展性。增塑剂包括但不限于诸如矿物油的烃类流体。烃类增塑剂可以为芳族或脂族。
如本文所使用的，术语“弹性体材料”是指并且包括弹性体聚合物和弹性体聚合物与增塑剂和/或其它材料的混合物。弹性体材料具有弹性(即，能够在变形后恢复大小和形状)。弹性体材料包括但不限于本领域称为“弹性体凝胶”、“凝胶状弹性体”或简称为“凝胶”的材料。
除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的，诸如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等任何关系术语被用于清楚和方便地理解本公开和附图，并且并不意味着或依赖任何具体的偏好、方向或顺序。
如本文所使用的，术语“和/或”是指并且包括一个或多个相关所列项目的任何和全部组合。
本文提出的图示并不指任何特定部件、装置或系统的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施例的理想化表示。附图之间通用的元件可保留相同的数字标识。
本公开描述了可被卷装、折叠或以其它方式压缩的垫以用于向顾客展示、存储和/或运送。例如，垫可被卷装成圆柱形状。卷装的垫可置于圆柱形袋中。例如，在于2016年3月7日提交的题为“运输垫的袋及相关方法(A Bag for Shipping a Cushion and RelatedMethods)”的申请号为15/063,114的美国专利申请中描述了用于运送卷装的垫的圆柱形袋，该申请转让给本申请的受让人，其全部公开内容通过引用并入本文。压缩并设置在圆柱形袋中的垫可比诸如常规上以扁平结构包装、运输和销售的床垫等垫更易于处理。
图1示出了根据本公开的一些实施例的垫100的透视图。垫100可包括顶层104和底层106之间的弹性体缓冲元件102。顶层104可设置在(例如，附接到)弹性体缓冲元件102的顶表面103上。底层106可设置在弹性体缓冲元件102的底表面105上。
在一些实施例中，顶层104和底层106可包括泡沫材料。在其它实施例中，顶层104可包括可拉伸材料，其固定到弹性体缓冲元件102或与弹性体缓冲元件102成为一体。在于2016年3月7日提交的题为“包括针织织物的床垫和床垫套及相关方法(Mattresses andMattress Toppers Including Knitted Fabric,and Related Methods)”的申请号为15/062,621的美国专利申请中描述了这种可拉伸材料，该申请转让给本申请的受让人，其全部公开通过引用并入本文。在其它实施例中，垫100可包括附加层。
图2示出了具有屈曲壁108的弹性体缓冲元件102的简化俯视图。弹性体缓冲元件102的屈曲壁108可彼此互连，并且可以展开形式限定中空柱110或空隙。如本文所使用的，术语“展开形式”是指并且包括缓冲元件102具有其原始大小和形状的状态，并且屈曲壁108被分开并限定中空柱110的状态。
图2示出了在两个方向上定向，以直角相交并限定方形空隙110的屈曲壁108。然而，屈曲壁108可以其它角度相交并限定其它形状，诸如三角形、平行四边形、六边形等的空隙110。弹性体缓冲元件102可包括附加结构和构造，诸如以下文献中描述的那些结构和构造等：例如于2013年5月7日公告的题为“包括凝胶弹簧的垫(Cushions Comprising GelSprings)”的专利号为8,434,748的美国专利；于2014年1月14日公告的题为“包括芯结构的垫及相关方法(Cushions Comprising Core Structures and Related Methods)”的专利号为8,628,067的美国专利；于2014年12月30日公告的题为“包括屈曲壁的缓冲元件和这种缓冲元件的形成方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methodsof Forming Such Cushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利；以及于2015年1月13日公告的题为“包括可变形构件的垫及相关方法(Cushions ComprisingDeformable Members and Related Methods)”的专利号为8,932,692的美国专利，其中每一个的全部公开通过引用并入本文。
屈曲壁108可由弹性体材料形成。例如，弹性体材料在以下的文件中被描述：于1999年11月30日公告的题为“凝胶状弹性体及其制造和使用方法及由此制成的制品(Gelatinous Elastomer and Methods of Making and Using the Same and ArticlesMade Therefrom)”的专利号为5,994,450的美国专利；于2011年6月21日公告的题为“在中嵌段中具有广泛分布的MW的凝胶(Gel with Wide Distribution of MW in Mid-Block)”的专利号为7,964,664的美国专利；于1983年1月18日公告的题为“热塑性弹性体凝胶状组合物(Thermoplastic Elastomer Gelatinous Compositions)”专利号为4,369,284的美国专利；于2014年12月30日公告的题为“包括屈曲壁的缓冲元件和这种缓冲元件的形成方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods of Forming SuchCushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利；其中每一个的全部公开通过引用并入本文。弹性体材料可包括弹性体聚合物和增塑剂。弹性体材料可以是凝胶状弹性体(在本领域中也称为凝胶、高弹体凝胶(elastomer gel)或弹性凝胶(elastomeric gel))、热塑性弹性体、天然橡胶、合成弹性体、天然和合成弹性体的混合物等。
弹性体聚合物可以是诸如以下的A-B-A三嵌段共聚物：苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)以及苯乙烯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEEPS)等。例如，A-B-A三嵌段共聚物目前从德克萨斯州休斯敦的美国可乐丽有限公司(Kuraray America，Inc.)以商品名
Figure BDA0001733871480000061
4055可购得和从德克萨斯州休斯敦的科腾聚合物公司(KratonPolymers，LLC)以商品名
Figure BDA0001733871480000071
E1830、
Figure BDA0001733871480000072
G1650和
Figure BDA0001733871480000073
G1651可购得。在这些示例中，“A”嵌段为苯乙烯。“B”嵌段可以是能够用矿物油或其它烃类流体增塑的橡胶(例如，丁二烯、异戊二烯等)或氢化橡胶(例如，乙烯/丙烯或乙烯/丁烯或乙烯/乙烯/丙烯)。弹性体材料可包括除苯乙烯基共聚物以外的弹性体聚合物，例如本质上是热塑性的或可以通过增塑剂溶剂化或作为多组分热固性弹性体的非苯乙烯类弹性体聚合物。
弹性体材料可包括诸如烃类流体的一种或多种增塑剂。例如，弹性体材料可包括不含芳烃的食品级石蜡基白矿物油，例如新泽西州莫沃市的索恩本公司(Sonneborn,Inc.)出售的商品名为
Figure BDA0001733871480000074
和
Figure BDA0001733871480000075
的不含芳烃的食品级石蜡基白矿物油。
在一些实施例中，弹性体材料中的增塑剂与聚合物的比例可以为按重量计的约0.1:1至约50:1。例如，弹性体材料中的增塑剂与聚合物的比例可以为按重量计的约1:1至约30:1或甚至从约1.5:1至约10:1。在进一步的实施例中，弹性体材料中的增塑剂与聚合物的比例可以为按重量计的约4:1。
弹性体材料可具有一种或多种填料(例如，轻质微珠)。填料可能会影响弹性体材料的热学性能、密度、加工等。例如，因为中空微珠(例如，中空玻璃微珠或中空丙烯酸微珠)可具有比增塑剂或聚合物更低的导热率，所以这种中空微珠(例如，中空玻璃微珠或中空丙烯酸微珠)可通过用作绝缘体而降低弹性体材料的导热性。作为另一示例，因为金属颗粒(例如，铝、铜等)可具有比增塑剂或聚合物更高的导热率，所以这样的金属颗粒可增加所得的弹性体材料的导热性。填充有蜡或其它相变材料(即，被制造成在可以使用缓冲元件的温度附近发生相变的材料)的微珠可在微珠内的蜡或其它相变材料的相变温度处或其附近(即，由于相变熔化的热量)提供温度稳定性。相变材料的熔点可以为约20℃至约45℃。
弹性体材料还可包括抗氧化剂。抗氧化剂可降低加工过程中热降解的影响，或者可提高长期稳定性。抗氧化剂包括例如季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯)，如可从新泽西州艾斯林的巴斯夫(BASF)公司可购得的
Figure BDA0001733871480000081
1010，或者从加利福尼亚州洛杉矶的妙春公司(美国)(Everspring Corp.USA)可购得的
Figure BDA0001733871480000082
10；十八烷基3(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯，如可从巴斯夫公司可购得的
Figure BDA0001733871480000083
1076，或从妙春化学可购得的
Figure BDA0001733871480000084
76；以及三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，如从巴斯夫公司可购得的
Figure BDA0001733871480000085
168，或从妙春化学可购得的
Figure BDA0001733871480000086
168。一种或多种抗氧化剂可组合在弹性体材料的单一制剂中。在先前通过引用并入的的专利号为5,994,450的美国专利的第25和第26栏中描述了在增塑剂和聚合物混合物中使用的抗氧化剂。弹性体材料可包括高达约5wt％的抗氧化剂。例如，弹性体材料可包括约0.10wt％至约1.0wt％的抗氧化剂。
在一些实施例中，弹性体材料可包括树脂。可以选择树脂来改性弹性体材料以减缓缓冲元件102变形后的回弹。如果存在树脂，则树脂可包括氢化纯单体烃树脂，诸如从田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司(Eastman Chemical Company)以商品名
Figure BDA0001733871480000087
可购得的氢化纯单体烃树脂。如果存在的话，则树脂可用作增粘剂，从而增加弹性体材料表面的粘性。
在一些实施例中，弹性体材料可包括颜料或颜料的组合。颜料可以是美学和/或功能性的。即，颜料可为缓冲元件102提供吸引消费者的外观。另外，具有深色的缓冲元件102与具有浅色的缓冲元件102相比可以不同地吸收辐射。
弹性体材料可包括任何类型的凝胶状弹性体。例如，弹性体材料可包括1重量份的苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS)弹性体三嵌段共聚物(例如，
Figure BDA0001733871480000088
4055)、4重量份的70％重量切割点(70-weight)直馏石蜡基白矿物油(例如，
Figure BDA0001733871480000091
白矿物油)的熔体混合物和可选的颜料、抗氧化剂和/或其它添加剂。
弹性体材料可包括在变形之后可恢复到其原始形状并且可被弹性拉伸的材料。弹性体材料可以具有橡胶感，但是可以变形成比传统橡胶材料更好地施加变形压力的物体的形状，并且可具有比传统橡胶材料更低的硬度计硬度。例如，弹性体材料的肖氏A级硬度可以为小于约50，具有约0.1至约50，或具有小于约5。
在一些实施例中，缓冲元件102可以被压缩。例如，缓冲元件102可被卷装成圆柱形形状。卷装床垫的方法在例如以下的文献中被描述：于2011年11月1日公告的题为“用于包装床垫的机器(Machine for Packaging Mattresses)”的专利号为8,046,973的美国专利；于2003年4月24日公开的题为“卷装泡沫芯的方法(Method for Roll Packing FoamCores)”的公开号为2003/0074863的美国专利公开；于2015年7月23日公开的题为“用于包装泡沫产品的系统和方法(System and Method for Packaging a Foam Product)”的公开号为2015/0203221的美国专利；以及转让给本申请的受让人的于2016年3月7日提交的题为“用于运送垫的袋及相关方法(A Bag for Shipping a Cushion and Related Methods)”的序列号为15/063,114的美国专利申请；其中每一个的全部公开通过引用并入本文。
在一些实施例中，卷装机可施加足以使缓冲元件102变形为压缩形式的载荷。如本文所使用的，术语“压缩形式”是指并且包括缓冲元件102具有与其原始大小和形状不同的大小和形状的状态，其中相邻的屈曲壁108被压在一起并可能塌缩，使得空隙110不会存在。如在先前并入本文的申请号为15/063,114的美国专利申请中所描述的，包括压缩形式的缓冲元件102的垫100可被包装在诸如圆柱形袋中，并且被运送给顾客。为了使用垫100，顾客可将垫100从包装中取出，并允许垫100和缓冲元件102恢复到其原始大小和形状。
已经观察到，根据本公开的实施例的弹性体材料可以足够粘，使得在垫100从袋中取出之后，缓冲元件102不会恢复到展开形式。即，在将衬垫100从袋中取出之后，屈曲壁108可彼此粘附或保持彼此粘附。在一些实施例中，缓冲元件102可在合理数量的时间(例如，小于约八小时)内不会恢复到展开形式。在其它实施例中，在没有手动或机械地操纵(例如，拉动)缓冲元件102以使屈曲壁108分开的情况下，弹性体缓冲元件102不会恢复到展开形式。然而，当缓冲元件102作为垫100的一部分时，为了使屈曲壁108分开，层104或106可阻止直接进入弹性体缓冲元件102，并且可阻碍对弹性体缓冲元件102的操纵。这种聚合材料粘在一起在本领域中被称为“阻塞(blocking)”。为了使弹性体缓冲元件102能够从压缩形式恢复成展开形式，弹性体缓冲元件102的表面可在屈曲壁108的表面上具有涂覆材料。特别地，涂覆材料可以是覆盖全部或部分屈曲壁108的薄膜。例如，限定缓冲元件102中的空隙110的屈曲壁108的侧部上可具有涂覆材料。
涂覆材料可包括脂肪酸和金属硬脂酸盐通常在水基混合物中的共混物。例如，涂覆材料可包括硬脂酸、金属硬脂酸盐(例如，硬脂酸镁、硬脂酸钙或十八酸钙盐)、丙二醇和三乙醇胺。在一些实施例中，涂覆材料可基本上不含硬脂酸锌。这种涂覆材料从巴西圣保罗的海洋化工(Ocean Chemical Industry)以商品名RuberZol RA 137可购得。涂覆材料可被制造成无毒。当缓冲元件102处于压缩形式使得屈曲壁108被压在一起时，涂覆材料可被制造成阻碍屈曲壁108粘附。
在其它实施例中，涂覆材料可包括通常用作脱模剂的材料，诸如粘土基材料(例如，滑石)、脂肪酸(例如，硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸等)。
图3示出将涂覆材料施加到图2的缓冲元件102的表面的方法120的流程图。在动作122中，可形成缓冲元件102。在一些实施例中，缓冲元件102可被成型。作为非限制性示例，缓冲元件102可如在先前通过引用并入的专利号为8,919,750的美国专利中所述被成型。熔融的弹性体凝胶可通过例如以下文件中所述的过程被注入到模具中：于2010年2月23日公告的题为“找平模具法(Screed mold method)”的专利号为7,666,341的的美国专利；或于2014年12月30日公告的题为“包括屈曲壁的缓冲元件及该缓冲元件的形成方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods of Forming SuchCushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利，其中每一个的全部公开通过引用并入本文。屈曲壁108可通过将熔融的弹性体凝胶注入到模具中来形成。弹性体凝胶可(例如，通过冷却)被固化并且从模具移除以形成缓冲元件102。缓冲元件102可在不使用脱模剂的情况下形成。
在动作124中，缓冲元件102的一个或多个表面可涂覆有涂覆材料。在一些实施例中，缓冲元件102可设置在包括涂覆组合物(例如，涂覆材料加上能例如通过蒸发从涂覆材料中去除的载体、溶剂、稀释剂等)的浴槽(bath)中。在其它实施例中，缓冲元件102可喷涂有涂覆组合物，涂覆组合物可倾倒在缓冲元件102上方，或者缓冲元件102和涂覆组合物可在旋转滚筒中混合。
涂覆组合物可包括涂覆材料和一种或多种附加材料。例如，涂覆组合物可包括水、硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺。在一些实施例中，涂覆组合物可包括按重量计的至少约85％的水、至少约90％的水、至少约95％的水或甚至至少约97％的水。水可用于分散涂覆材料。涂覆组合物中的水的量可至少部分地确定将保留在缓冲元件102上的涂覆材料的量。在一些实施例中，涂覆组合物可包括除水以外或代替水的可以蒸发的诸如醇的另一种溶剂。
缓冲元件102可在缓冲元件102已经形成(例如，从模具移除)之后立即或在约180分钟内与涂覆组合物接触。在其它实施例中，缓冲元件102可在缓冲元件102已经形成之后与涂覆组合物接触180分钟以上。
在缓冲元件102设置在浴槽中的实施例中，浴槽的大小被设计并构造成容纳至少一个缓冲元件102。在一些实施例中，浴槽的大小可被设计并构造成容纳至少四个缓冲元件102。可设置在浴槽中并被同时涂覆的缓冲元件102的数量可根据缓冲元件102的尺寸确定。在一些实施例中，缓冲元件102可连续地穿过清洁组合物。
基于预期用途，缓冲元件102可具有任何选择的尺寸。例如，如果垫100是用于超大床的床垫，则缓冲元件102可以是约76英寸(193cm)乘以约80英寸(203cm)，厚度约2英寸(5.08cm)，并且重量约80磅(36.28kg)。如果垫100是用于大床的床垫，则缓冲元件102可以是约60英寸(152cm)乘80英寸(203cm)，厚度约2英寸(5.08cm)，并且重量约60磅(27.21kg)。如果垫100是用于超长成对单人床的床垫，则缓冲元件102可以是约38英寸(96.5cm)乘80英寸(203cm)，厚度约2英寸(5.08cm)，并且重量约40磅(18.14kg)。在一些实施例中，缓冲元件102可具有任何其它选择的厚度，例如约3英寸(7.62cm)或约4英寸(10.16cm)，并且重量可相应地进行缩放。
缓冲元件102的包括屈曲壁108、顶表面103和底表面105的各个表面可涂覆有包括涂覆材料的涂覆组合物。在一些实施例中，并且如图4所示，缓冲元件102可通过使缓冲元件102穿过涂覆组合物的浴槽202被涂覆。缓冲元件102可通过一个或多个辊204被引导进入和离开浴槽202。辊204可被构造成将缓冲元件102推到涂覆组合物的表面下方，使得缓冲元件102至少部分地浸入涂覆组合物中。辊204中的一些可连接到驱动机构(例如，连接到马达的皮带或轴)以连续地移动缓冲元件102使其穿过浴槽202(例如，以将缓冲元件102传送到浴槽202并将缓冲元件102提升离开浴槽202)。缓冲元件102可在暴露诸如约30秒内、约5秒内或者甚至约1秒内的短时间段后开始涂覆有涂覆组合物。如果缓冲元件102包括尺寸相对较小的拐角、裂缝、孔等，则可增加缓冲元件102对涂覆组合物的暴露时间。在一些实施例中，缓冲元件102可与涂覆组合物多次接触以充分流动并渗透以覆盖整个缓冲元件102。一旦被覆盖，缓冲元件102就不需要留在涂覆组合物中。
因为与分批工艺相比，涂覆组合物的量和浓度可通过自动阀、泵等被控制，并且缓冲元件102可更协调和均匀地得到涂覆，所以图4中所示的连续工艺在工艺控制方面可具有优势。
可使用分批工艺，并且分批工艺可能对测试和扩大目的特别有利。只要容器可以容纳待涂覆的缓冲元件102的至少一部分，任何容器可用于容纳涂覆组合物。例如，马槽可部分地填充有涂覆组合物，并且用于超大床床垫的缓冲元件102可被浸入到马槽中。作为另一示例，5加仑(18.92升)的桶可部分地填充有涂覆组合物，并且用于坐垫的缓冲元件102可被浸入到桶中。
在一些实施例中，缓冲元件102可在不使用浴槽202的情况下被涂覆。例如，涂覆组合物可使用压缩空气喷雾器被喷涂到缓冲元件102的表面上。在其它实施例中，涂覆组合物可被振动或倾倒在缓冲元件102的表面上。涂覆组合物也可机械地或手动地被刷涂或涂抹到缓冲元件102的表面上。
在动作126(图3)中，涂覆组合物的一部分(通常为水或其它溶剂)可从缓冲元件102被移除。在一些实施例中，过量的涂覆组合物可通过手动摇动缓冲元件102或对缓冲元件102吹气来移除。在其它实施例中，过量的涂覆组合物可自然地(例如，在无需施加手动或机械刺激的情况下)从缓冲元件102落下离开。如果存在任何过量的涂覆组合物，则可对其收集并重新用于涂覆其它缓冲元件102。
例如，在缓冲元件102离开浴槽202之后(图4)，缓冲元件102可暴露于空气中一段时间以干燥。在一些实施例中，缓冲元件102可被干燥少于1分钟、干燥1分钟至3分钟、干燥3分钟至6分钟、干燥至少10分钟、干燥约10分钟至约60分钟、或者干燥60分钟以上。干燥缓冲元件102的时长可基于缓冲元件102的尺寸、涂覆组合物中的水或其它材料的量、干燥缓冲元件102的温度或任何其它参数而变化。干燥缓冲元件102可使水或其它材料从涂覆组合物中蒸发，从而使涂覆材料留在缓冲元件102的表面上。在一些实施例中，缓冲元件102可通过诸如利用风扇和/或电加热元件使热空气在其上通过而被干燥。在其它实施例中，例如当缓冲元件102在形成之后(例如，在从模具中取出之后)被立即涂覆时，缓冲元件102在涂覆时会是温热的，并且缓冲元件102的热可有助于干燥缓冲元件102。虽然可使用热和空气循环来干燥缓冲元件102，但是这并非必须的。也就是说，即使在没有热或空气循环的情况下，缓冲元件102也可被干燥。
在一些实施例中，从供应商处接收的涂覆组合物可包括水或另一溶剂。附加的水可被添加到涂覆组合物以获得任意选择的浓度。例如，如果接收到的涂覆组合是浆料，则浆料可通过将约2wt％至约25wt％的浆料与约75wt％至约98wt％的水，例如约5wt％至约15wt％的浆料与约85wt％至约95wt％的水添加在一起来稀释。增加涂覆组合物中的水量可降低干燥后保留在缓冲元件102上的涂覆材料的量。因此，涂覆缓冲元件102的有益效果可使用较少的涂覆材料来实现，这可降低材料成本和重量。
在一些实施例中，设置在缓冲元件102上的涂覆材料可使缓冲元件102的表面着色或变色，使得可清楚地看出缓冲元件102已被涂覆。在其它实施例中，设置在缓冲元件102上的涂覆材料可能不明显。例如，在干燥具有至少95wt％水的涂覆组合物之后保留在缓冲元件102上的涂覆材料量可能无法肉眼分辨。涂覆材料的量可被选择为使得涂覆材料不会剥落、不会渗到相邻材料上、不会使缓冲元件102变色或不会具有可检测的气味。在某些实施例中，涂覆材料可增强缓冲元件102的表面的通常不粘连的感受。在一些实施例中，熟悉缓冲元件的已涂覆和未涂覆材料的感觉的人可通过接触或摩擦缓冲元件102来辨别特定缓冲元件是否包括涂覆材料。
在一些实施例中，缓冲元件102的涂覆材料与弹性体材料的质量比可以为从约0.01:100至约3.0:100，例如从约0.1:100至约1.5:100，或约0.7:100。
在动作128中，附加层可被设置在缓冲元件102的上方和/或下方。在一些实施例中，顶层104可形成(例如，附接)在缓冲元件102的顶表面103的上方，并且底层106可形成(例如附接)在缓冲元件102的底表面105的下方(见图1)。
本文所述的缓冲元件102可比未涂覆的缓冲元件更具优势。例如，其上具有涂覆材料并被设置在随后被压缩、包装以及从包装中取出的垫100中的缓冲元件102可立即和/或在少于八小时内恢复到展开形式。此外，屈曲壁108可在未施加手动或机械力的情况下，即当缓冲元件102在从其包装中取出后不受干扰时分开。在没有另外的最终用户操作的情况下的这种快速展开可允许立即使用垫100，并且可使垫的卷装成为更有利的运输选项。
在一些实施例中，涂覆组合物可用作湿锯的润滑剂。即，在缓冲元件102被涂覆之后，并且通常在缓冲元件102干燥之前，缓冲元件102可被切割成选择的大小和形状。当锯片切割缓冲元件102时，涂覆组合物可以限制或防止缓冲元件102的弹性体材料与锯片粘接。因为不需要提供单独的润滑剂，所以可降低生产时间和成本。此外，可以消除通常与常规切割润滑剂相关的清洗和干燥周期。
比较例
在实验中，在具有其表面上未设置任何涂层的弹性体缓冲元件的垫通过专利序列号为15/063,114的美国专利中描述的方法被卷装。在垫被卷装成压缩形式之后，垫被包装，并且随后从包装中被取出，使得垫可以恢复到其原始大小和形状。然而，垫未能在八小时内恢复到原来的大小和形状。在对包括未涂覆的弹性体缓冲元件的垫进行的其它类似实验中，一些垫未能在30天内恢复到原始大小和形状，并且其它垫在不手动拉开屈曲壁的情况下根本不恢复到原始大小和形状。
在其它实验中，弹性体缓冲元件涂覆有作为常用的防粘连添加剂的滑石粉。类似地，包括滑石涂覆的缓冲元件的垫被卷装、包装并且随后从包装中取出，使得垫可恢复到其原始大小和形状。与未涂覆的弹性体缓冲元件类似，垫的屈曲壁未分开，并且垫未能在八小时内恢复到其原始大小和形状。通常，在未涂覆的弹性体缓冲元件和滑石涂覆的弹性体缓冲元件之间未观察到任何改善。
在另一实验中，利用表面活性剂，诸如甘油和
Figure BDA0001733871480000161
洗洁精涂覆弹性体缓冲元件。类似地，包括表面活性剂涂覆的弹性体缓冲元件的垫被卷装、包装并且随后从包装中取出，使得垫可恢复到其原始大小和形状。与未涂覆的弹性体缓冲元件和滑石涂覆的弹性体缓冲元件类似，垫的屈曲壁未分开，并且垫未能在八小时内恢复到其原始大小和形状。通常，在表面活性剂涂覆的弹性体缓冲元件、未涂覆的弹性体缓冲元件和滑石涂覆的弹性体缓冲元件之间未观察到任何改善。
工作示例
如图1所示的床垫根据本文所述的方法被形成。床垫包括由增塑剂和聚合物的弹性体混合物形成的弹性体缓冲元件。混合物包括按重量计的4:1的增塑剂与聚合物。增塑剂包括70％重量切割点油，并且聚合物包括
Figure BDA0001733871480000162
E1830。混合物还包括颜料和抗氧化剂。随后向弹性体混合物提供填料。填料包括按体积计的约17％的比重为0.4的中空玻璃微珠。通过将缓冲元件浸入含有涂覆组合物的马槽中约30秒，由弹性体混合物和填料形成的缓冲元件涂覆有含5wt％RuberZol RA 137(来自巴西圣保罗海洋化学工业公司(OceanChemical Industry,of Sao Paulo，Brazil))和95wt％的水的涂覆组合物。缓冲元件从马槽中被取出，并让多余的涂覆组合物从缓冲元件滴落到承滴托盘中。缓冲元件通过使加热到约120°F(约49℃)的空气邻近缓冲元件循环约30分钟被干燥。如申请号为15/062,621的美国专利中描述的，通过将缓冲元件附接到泡沫层并将缓冲元件和泡沫层插入到针织织物中，使缓冲元件形成为床垫的一部分。床垫被卷装包装，保持卷装状态42天，并随后被拆除包装。一旦拆除包装，床垫展开并允许恢复到其原始大小和形状(例如，展开形式)。床垫，更特别地，其上具有涂覆材料的缓冲元件立即或至少在少于八小时内恢复到展开形式，而无需手动或机械地将屈曲壁分开。
虽然本文已经关于特定所示实施例描述了本发明，但本领域的普通技术人员将会认识并理解的是本发明不限于此。相反地，可在不脱离如所附权利要求中要求保护的包括其法定等同方案的本发明的范围的情况下对所示实施例进行许多添加、删除和修改。另外，来自一个实施例的特征可与另一实施例的特征组合，但仍然包含在发明人所设想的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种垫，其包括：
缓冲元件，其包括形成多个相交的屈曲壁的弹性体材料，所述多个相交的屈曲壁以展开形式限定多个中空柱，其中所述弹性体材料包括弹性体聚合物和包含油的增塑剂；以及
涂覆材料，其位于所述多个相交的屈曲壁的至少一个表面上，以防止所述至少一个表面粘附到相交的屈曲壁的其他表面，所述涂覆材料包括来自包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺的浆料的剩余物。
2.根据权利要求1所述的垫，其中所述涂覆材料的质量与所述弹性体材料的质量的比为约0.1:100至约3.0:100。
3.根据权利要求2所述的垫，其中所述涂覆材料的质量与所述弹性体材料的质量的比为约0.7:100。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的垫，其中所述缓冲元件被包装成压缩形式。
5.一种垫的形成方法，所述方法包括：
形成包括弹性体材料的缓冲元件，所述弹性体材料包括弹性体聚合物和包含油的增塑剂，所述缓冲元件包括多个相交的屈曲壁，所述多个相交的屈曲壁以展开形式限定多个中空柱；
利用浆料涂覆所述缓冲元件的表面，所述浆料包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺；
干燥所述浆料，以限定包括来自所述浆料的剩余物的涂覆组合物；以及
将所述缓冲元件压缩成压缩形式，所述涂覆组合物防止所述缓冲元件的所述表面在所述缓冲元件处于压缩形式时粘附到所述缓冲元件的其它表面。
6.根据权利要求5所述的方法，其中压缩所述缓冲元件包括包装所述缓冲元件。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述浆料包括水。
8.根据权利要求7所述的方法，其中干燥所述浆料包括使水从所述浆料蒸发。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在利用所述浆料涂覆所述缓冲元件的表面之后并且使水从所述涂覆组合物蒸发之前，切割所述弹性体材料。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述浆料包括至少约85wt％的水。
11.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述硬脂酸从硬脂酸镁获得。
12.根据权利要求5或6所述的方法，其中利用所述浆料涂覆所述缓冲元件的表面包括使所述缓冲元件穿过包括所述浆料的浴槽。
13.根据权利要求5或6所述的方法，其中干燥所述浆料包括使空气在所述缓冲元件上的浆料上方通过。
14.根据权利要求13所述的方法，其中使空气在所述缓冲元件上的浆料上方通过包括使加热的空气在所述缓冲元件上的浆料上方通过。
15.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括将顶部缓冲表面附接到所述缓冲元件的顶表面并将底部基部表面附接到所述缓冲元件的底表面。
16.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在少于8小时内将所述缓冲元件从压缩形式被解压缩到展开形式。
17.一种压缩垫，其包括：
缓冲元件，其包括被压缩到包装中的弹性体材料，其中所述弹性体材料包括弹性体聚合物和包含油的增塑剂；以及
涂层，其设置在所述缓冲元件的表面上，其中所述涂层包括浆料的剩余物，包括硬脂酸、金属硬脂酸盐、丙二醇和三乙醇胺，所述剩余物防止所述缓冲元件的所述表面在所述缓冲元件被压缩到包装中时粘附到所述缓冲元件的其它表面。
18.根据权利要求17所述的压缩垫，其中所述缓冲元件包括当所述缓冲元件被压缩到所述包装中时被压在一起的多个相交的屈曲壁。
19.根据权利要求17或18所述的压缩垫，其进一步包括固定到所述缓冲元件的泡沫基部。
20.根据权利要求17或18所述的压缩垫，其进一步包括邻近所述缓冲元件的织物。
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