DE102017116509A1 - Matte mit thermostatischer Schicht zwischen zwei Schaumschichten zur Reduzierung der Wärmestauung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Matte mit thermostatischer Schicht zwischen zwei Schaumschichten zur Reduzierung der Wärmestauung und Verfahren zur Herstellung derselben Download PDF

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Abstract

Eine Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung eines Wärmestaus und der Herstellungsprozess der Matte, die eine Trägerschaumschicht, eine luftdurchlässige Schaumschicht und die thermostatische Schicht einschließt; wobei die thermostatische Schicht auf der Oberseite der Trägerschaumschicht liegt und Phasenwechselmaterial(PCM)-Mikrokapseln und eine Verbindungsmaterial einschließt; die luftdurchlässige Schaumschicht größere Poren aufweist als die Trägerschaumschicht und ihre Unterseite an der thermostatischen Schicht angebracht ist und damit durch Verbindungsmaterial mit der Trägerschaumschicht verbunden ist. Wenn ein Nutzer auf der luftdurchlässigen Schaumschicht liegt, wird die Haut des Nutzers nicht direkt gegen die PCM-Mikrokapseln gedrückt, so dass die PCM-Mikrokapseln über die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht im Austausch mit der Umgebungsluft stehen und Wärme schnell ableiten, um die Matte kalt zu halten.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung eines Wärmestaus und den Herstellungsprozess der Matte und insbesondere eine Matte, die hergestellt wird, indem zunächst eine thermostatische Schicht auf die Oberseite einer Trägerschaumschicht aufgeschäumt wird und dann eine luftdurchlässige Schaumschicht auf der thermostatischen Schicht angebracht wird. Aufgrund der relativ großen Poren der luftdurchlässigen Schaumschicht können Phasenwechselmaterial-Mikrokapseln in der thermostatischen Schicht durch die Poren mit der Umgebungsluft so im Austausch stehen, dass Wärme abgeleitet wird, während ein Nutzer auf der Matte liegt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Phasenwechselmaterial (PCM, Phase Change Material) ist ein Stoff mit einer hohen Schmelzwärme, der bei einer bestimmten Temperatur schmilzt oder fest wird und während eines Phasenwechsels (d. h. des Aggregatzustands) Wärme aufnimmt oder abgibt. PCM wurden erstmals in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts entdeckt, wobei eine intensive Erforschung und die praktische Anwendung in den 70er Jahren erfolgte. Heute kommen PCM in Baustoffen, Textilien, Bettwaren, Luftfahrtwerkstoffe und Kälteanlagen zur Anwendung, um nur einige Gebiete zu nennen.
  • Gegenwärtig sind mehr als 6000 PCM bekannt. Anhand der Materialeigenschaften können sie in vier Haupttypen unterteilt werden: anorganisch (z. B. Salzhydrate), organisch (z.B. Paraffin, Fettsäuren und ihre Polymere), polymer und zusammengesetzt. Allgemein gesagt wird ein PCM zur Verwendung in Matratzen als „Mikrokapseln“ verarbeitet. Eine „Mikrokapsel“ bedeutet hier eine winzige Kapsel, die durch einen Mikroverkapselung genannten Prozess gebildet wird, so dass sie in einer Hülle ein festes, flüssiges oder gasförmiges PCM (das als „Kern“ bezeichnet wird) einschließt, wobei es sich heute bei der Mikroverkapselung um eine sich schnell entwickelnde, vielseitige und ziemlich ausgereifte Technologie handelt. Je nach Produktanforderungen kann eine PCM-Mikrokapsel eine Größe von 0,01 μm bis 1000 μm haben und kugelförmig, körnig, stückig oder anderweitig ausgeformt sein.
  • Bei der Herstellung einer PCM-Matratze werden PCM-Mikrokapseln in einen Schaumstoff gemischt, der dann zur Matratze geformt wird, oder eine fertiggestellte Matratze wird nur auf der Oberfläche mit PCM-Mikrokapseln beschichtet. In beiden Fällen werden die „Mikrokapseln“ verwendet um äußere Wärme aufzunehmen und theoretisch kann eine Matratze mit den Eigenschaften eines PCM Wärme schnell ableiten, um dem Nutzer so ein angenehmes Liegen zu ermöglichen, ohne dass er zur Temperaturregelung auf elektrische Geräte (z. B. eine Klimaanlage, die kalte oder warme Luft erzeugt) zurückgreifen muss. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung stellte jedoch fest, dass beide Vorgehensweisen nicht optimal sind. „Das Mischen von PCM-Mikrokapseln in einen Schaumstoff“ ist nachteilig, da durch die PCM-Mikrokapseln, bereits wenn die PCM-Mikrokapseln in den zum Bilden der Matratze verwendeten Schaumstoff gemischt werden, häufig die Elastizität und Geschmeidigkeit der fertigen Matratze beeinträchtigt und damit ihre Qualität gemindert wird. Durch „das Beschichten einer Matratze mit PCM-Mikrokapseln“ andererseits entsteht eine Matratze, deren Wärmeableitfunktion möglicherweise nicht mehr gegeben ist, wenn die Haut des auf der Matratze liegenden Nutzers gegen die PCM-Mikrokapseln gedrückt wird und diese bedeckt. Dies liegt darin begründet, dass die Oberfläche der Matratze auf der einen Seite von der Haut des Nutzers und auf der anderen Seite vom Schaum in der Matratze abgedeckt wird und die aufgestaute Wärme somit nicht mehr entweichen kann. Die PCM-Mikrokapseln nehmen daher mehr Wärme auf, als effektiv an die Umgebungsluft übertragen werden kann, und können somit nicht die beabsichtigte Abkühlungswirkung bereitstellen.
  • In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen fragte sich der Erfinder der vorliegenden Erfindung, ob eine neue Struktur mit PCM-Mikrokapseln entwickelt werden kann, die eine gleichbleibend hohe Produktausbeute und Qualität bietet und darüber hinaus das Problem des Wärmestaus löst, das aufgrund der Abdeckung der PCM-Mikrokapseln durch die Haut eines Nutzers auftritt. Das von der vorliegenden Erfindung zu lösende Problem ist daher das Verbessern der Strukturen und Herstellungsprozesse der verschiedenen herkömmlichen Matten entsprechend der Eigenschaften der PCM-Mikrokapseln, so dass die vorstehend beschriebene Aufgabe erreicht wird.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts der Tatsache, dass das Verwenden von PCM-Mikrokapseln bei einer herkömmlichen Matratze die Produktausbeute beeinträchtigen kann und gegen den Wärmestau unwirksam ist, und um die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung jahrelange praktische Erfahrung für eine intensive Forschung und mehrmalige Tests und Verbesserungen aufgewendet, so dass es ihm schließlich gelang, eine Matratze mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung des Wärmestaus und den Herstellungsprozess der Matratze zu entwickeln.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung des Wärmestaus vorzusehen. Die Matte schließt zusätzlich zur thermostatischen Schicht eine Trägerschaumschicht und eine luftdurchlässige Schaumschicht ein. Durch die Oberseite und die Unterseite der Trägerschaumschicht wird eine erste dazwischenliegende Dicke abgegrenzt. Die thermostatische Schicht schließt eine Vielzahl von PCM-Mikrokapseln und ein Verbindungsmaterial ein. Die PCM-Mikrokapseln und das Verbindungsmaterial werden auf der Oberseite der Trägerschaumschicht verteilt, wobei das Verbindungsmaterial die PCM-Mikrokapseln umgibt. Die Oberseite und die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht grenzen eine zweite dazwischenliegende Dicke ab, wobei die zweite Dicke kleiner ist als die erste Dicke. Außerdem sind die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht größer als jene in der Trägerschaumschicht. Die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht ist an der thermostatischen Schicht so angebracht, dass die luftdurchlässige Schaumschicht mit der Trägerschaumschicht durch das Verbindungsmaterial in der thermostatischen Schicht verbunden ist. Da die PCM-Mikrokapseln durch die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht mit der Umgebungsluft im Austausch stehen, wird das Wärmestauproblem des Stands der Technik, das durch die Abdeckung der PCM-Mikrokapseln durch die Haut eines Nutzers verursacht wird, gelöst.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Fertigung einer Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung des Wärmestaus vorzusehen. Das Verfahren beginnt damit, dass eine luftdurchlässige Schaumschicht auf eine Verarbeitungsplattform gelegt wird. Daraufhin wird eine Vielzahl von PCM-Mikrokapseln auf einer Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht durch Siebdruck verteilt. Als Nächstes wird ein Verbindungsmaterial auf derselben Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht so aufgebracht, dass es PCM-Mikrokapseln umgibt, und so die thermostatische Schicht gebildet wird. Eine Trägerschaumschicht wird nun an der thermostatischen Schicht angebracht. Die Trägerschaumschicht weist zwei korrespondiere Seiten auf, die eine dazwischenliegende erste Dicke abgrenzen. Die luftdurchlässige Schaumschicht weist zwei weitere korrespondiere Seiten auf, die eine zweite dazwischenliegende Dicke abgrenzen, und die zweite Dicke ist kleiner als die erste Dicke. Darüber hinaus sind die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht größer als jene in der Trägerschaumschicht. Die Trägerschaumschicht ist durch das Verbindungsmaterial in der thermostatischen Schicht mit der luftdurchlässigen Schaumschicht verbunden. Da die so entstandene Matte eine einfache Struktur aufweist und das Verfahren nicht den Aufschäumprozess der Schaumschichten betrifft, ist zu erwarten, dass die Matte eine hohe Produktausbeute und Qualität aufweist, wobei sie an Produkte verschiedener Größe und Formen angepasst werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
  • Ein besseres Verständnis der Strukturmerkmale, des Herstellungsprozesses und der Aufgaben der vorliegenden Erfindung kann durch eine Bezugnahme auf die folgenden detaillierte Beschreibung einer exemplarischen Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erreicht werden, wobei:
  • 1 die Matte schematisch in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 2A–2C schematisch zeigen, wie die Matte aus 1 gefertigt wird und
  • 3 ein Flussdiagramm des Herstellungsprozesses der Matte in 1 ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung eines Wärmestaus und dem Herstellungsprozess der Matte. Bezugnehmend auf 1, eine schematische Zeichnung der Matte 1 in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, schließt die Matte 1 eine Trägerschaumschicht 11 (eine temperaturempfindliche, viskoelastische, offenzellige Schaumschicht), eine thermostatische Schicht 12 und eine luftdurchlässige Schaumschicht 13 (eine nachgebende luftdurchlässige Schicht) ein. Die Trägerschaumschicht 11 (z. B. ein Stück Rückstellschaum, Silikonschaum oder langsam rückstellender Schaum) kann auf die Größe und Form der Matratze, des Sitzkissens oder Rückenkissens zugeschnitten werden und hat eine erste Dicke (z. B. 10–30 cm, aber nicht notwendigerweise), die durch die Ober- und Unterseite abgegrenzt wird.
  • Die thermostatische Schicht 12 schließt eine Vielzahl von PCM-Mikrokapseln 121 und einen Verbindungsmaterial 123 (z. B. ein wasserbasierter Klebestoff) ein, wobei die jede PCM-Mikrokapsel 121 eine ein PCM verkapselnde Mikrokapselhülle einschließt. Da der Herstellungsprozess der PCMs im Stand der Technik wohl bekannt ist und die verwendeten Bestandteile nach Bedarf frei angepasst werden können, erfolgt in dieser Hinsicht hier keine weitere Beschreibung. Es ist zu beachten, dass PCM-Mikrokapseln 121 aufgrund ihrer extrem kleinen Volumina mit bloßem Auge kaum erkennbar und in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, um ihre relativen Positionen zu zeigen.
  • Die PCM-Mikrokapseln 121 werden über der Oberseite der Trägerschaumschicht 11 verteilt (z. B. durch Siebdruck oder gleichmäßige Beschichtung). Das Verbindungsmaterial 123 wird ebenfalls auf der Oberseite der Trägerschaumschicht 11 aufgetragen und umgibt die PCM-Mikrokapseln 121, um so die thermostatische Schicht 12 zu bilden (die entweder auf der Trägerschaumschicht 11 oder der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 durch Siebdruck oder eine gleichmäßige Beschichtung, die nachstehend näher beschrieben wird, gebildet wird). Die luftdurchlässige Schaumschicht 13 gleicht der Trägerschaumschicht 11 der Form nach und hat eine zweite Dicke (z. B. 2–5 cm, aber nicht notwendigerweise), die durch ihre Ober- und Unterseite abgegrenzt wird, wobei die zweite Dicke kleiner ist als die erste Dicke. Die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 (die in der Ausführungsform hier ein Stück hochgradig luftdurchlässiger poröser Schaum) sind größer als in der Trägerschaumschicht 11. Die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 ist an der thermostatischen Schicht 12 so angebracht, dass die luftdurchlässige Schaumschicht 13 mit der Trägerschaumschicht 11 durch das Verbindungsmaterial 123 in der thermostatischen Schicht 12 verbunden ist.
  • Liegt ein Nutzer auf der Matte 1, ist die Haut des Nutzers nicht in direktem Kontakt mit der thermostatischen Schicht 12, so dass die PCM-Mikrokapseln 121 weiterhin über die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 im Austausch mit der Umgebungsluft stehen. Nachdem die PCM-Mikrokapseln 121 indirekt über die luftdurchlässige Schaumschicht 13 Wärme vom Nutzer aufgenommen haben, können sie die Wärme wieder schnell an die Umgebungsluft ableiten und sorgen so dafür, dass die Matte 1 kalt bleibt. Damit wird das Problem des Stands der Technik, das im Unvermögen besteht, die in einer herkömmlichen mit PCM-Mikrokapseln beschichteten Matte aufgestaute Wärme effektiv abzuleiten, wenn die PCM-Mikrokapseln durch die Haut eines auf der Matte liegenden Nutzers abgedeckt sind, gelöst.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die Trägerschaumschicht 11 als auch die luftdurchlässige Schaumschicht 13 aus viskoelastischem Polyurethan-Schaum, aber ihrer Struktur (z. B. Porengröße) und Eigenschaft (z. B. Elastizität und Tragkraft) nach verschieden ausgebildet, indem der Aufschäumprozess oder die Aufschäumbedingung geändert werden. Genauer handelt es sich bei der Trägerschaumschicht 11 um ein langsam rückstellendes Trägermaterial, das druckentlastungsfähig ist, und die luftdurchlässige Schaumschicht 13 wird darin mit Poren vorgesehen, die aus einer Vielzahl von untereinander verbundenen, mit einander in Austausch stehenden Löchern bestehen, wegen derer der Schaum auch als vernetzter (reticular) Schaum und filternder (filtering) Schaum bezeichnet wird. Der Aufschäumprozess der Schaumschichten 11 und 13 ist im Stand der Technik wohl bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben (siehe zum Beispiel das taiwanische Patent für eine Erfindung Nr. I303163 , das dem Erfinder der vorliegenden Erfindung gewährt wurde).
  • Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform werden die PCM-Mikrokapseln 121 zuvor mit einem Klebstoff 122 (z. B. Harz) gemischt, um eine Vielzahl thermostatischer Einheiten 120 (die zum Beispiel kugelförmig sind) zu erzeugen und die thermostatischen Einheiten 120 über die Trägerschaumschicht 11 gleichmäßig beabstandet zu verteilen. Genauer wird die durch das Vermischen von PCM-Mikrokapseln 121 mit dem Klebstoff 122 erhaltene Mischung mit einer zur Verwendung für Partikel enthaltende Materialien gedachten Siebdruckmaschine auf die Oberseite der Trägerschaumschicht 11 aufgetragen, um so die thermostatischen Einheiten 120 zu bilden und die thermostatischen Einheiten 120 gleichmäßig beabstandet (d. h. punktuell) zu verteilen. Der Klebstoff 122 stellt sicher, dass die PCM-Mikrokapseln 121 in Gruppen an der Trägerschaumschicht 11 befestigt sind.
  • Neben der Bereitstellung hoher Atmungsaktivität, die es den PCM-Mikrokapseln 121 ermöglicht, Wärme wie erwartet abzuleiten, hat die vorliegende Erfindung Vorteile wie strukturelle Einfachheit und eine einfache Umsetzung. Selbst wenn die Matte 1 eine relativ geringe Größe hat (z. B. bei einer Verwendung als Kissenmatte), hat dies keinen Einfluss auf die Produktausbeute und der Herstellungsprozess wird dadurch nicht schwieriger. Außerdem kann durch eine gute Gestaltung der Schritte des Herstellungsprozesses die Wärmeableitungsleistung der Matte 1 verbessert werden. Für ein besseres Verständnis des Herstellungsprozesses der Matte 1, werden nachfolgend die Schritte unter Bezugnahme auf 3 und 2A–2C in Verbindung mit 1 detailliert beschrieben.
    • (301) Eine luftdurchlässige Schaumschicht 13 wird auf eine Verarbeitungsplattform 2 gelegt, wobei zwei korrespondierende Seiten der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 eine dazwischenliegende zweite Dicke abgrenzen. (In 2A ist die luftdurchlässige Schaumschicht 13 seitenverkehrt, das heißt die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 ist die Seite, auf der der Nutzer liegen wird).
    • (302) Durch Siebdruck wird eine Vielzahl von PCM-Mikrokapseln 121 auf einer Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 punktuell verteilt. Während des Prozesses treten einige der PCM-Mikrokapseln 121 in die Poren der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 ein.
    • (303) Die erwähnte Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 wird mit einem Verbindungsmaterial 123 beschichtet, so dass das Verbindungsmaterial 123 die PCM-Mikrokapseln 121 umgibt und eine thermostatische Schicht 12 gebildet wird.
    • (304) Eine Trägerschaumschicht 11 wird an der thermostatischen Schicht 12 angebracht, wobei zwei korrespondierende Seiten der Trägerschaumschicht 11 eine erste dazwischenliegende Dicke abgrenzen, wobei die erste Dicke größer ist als die zweite Dicke und wobei die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 größer sind als in der Trägerschaumschicht 11. Die Trägerschaumschicht 11 ist durch das Verbindungsmaterial 123 in der thermostatischen Schicht 12 mit der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 verbunden.
  • Bei diesem Herstellungsprozess wird die luftdurchlässige Schaumschicht 13, die „größere Poren“ aufweist als die Trägerschaumschicht 11 und „auf der Oberseite der Matte 1 (wobei Oberseite die Oberseite der Matte 1 in 2C bezeichnet, nachdem die Matte 1 in den in 1 gezeigten Zustand umgedreht wurde)“ liegt, mit den PCM-Mikrokapseln 121 so beschichtet, dass einige PCM-Mikrokapseln 121 wie in 2C gezeigt in die Poren der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 eintreten. Entsprechend sind die PCM-Mikrokapseln 121, nachdem die fertiggestellte Matte 1 umgedreht wurde und wenn ein Nutzer auf der Matte 1 liegt (oder insbesondere auf der Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 in 2C), näher an der Haut des Nutzers und können daraus effektiver Wärme aufnehmen und ableiten, als wenn die Trägerschaumschicht 11 mit der thermostatischen Schicht 12 beschichtet wäre; in diesem Fall wären die PCM-Mikrokapseln 121 weiter von der Haut des Nutzers entfernt und durch das Verbindungsmaterial 123 beabstandet und weniger effektiv bei der Wärmeableitung, selbst wenn einige PCM-Mikrokapseln 121 in die Poren der Trägerschaumschicht 11 eingetreten sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden die PCM-Mikrokapseln 121 zunächst mit einem Klebstoff 122 vermischt und dann durch Siebdruck auf der erwähnten Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 verteilt. Genauer werden die PCM-Mikrokapseln 121 mit dem Klebstoff 122 vermischt, um eine Vielzahl thermostatischer Einheiten 120 zu bilden, die von einander beabstandet sind und auf der erwähnten Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 aufgeklebt sind.
  • Der erfindungsgemäße Herstellungsprozess ist dahingehend vorteilhaft, dass die Verteilung der PCM-Mikrokapseln 121 nicht die Aufschäumprozesse der Schaumschichten 11 und 13 betrifft und daher die Elastizität oder Geschmeidigkeit der Schaumschichten 11 und 13 nicht beeinträchtigt. Außerdem werden für den erfindungsgemäßen Herstellungsprozess keine komplizierten Spannvorrichtungen, Rahmen oder sonstiges Zubehör benötigt und die Gesamtstruktur der Matte 1 kann damit einfach sein und bleiben. So wird zum Beispiel die Produktausbeute nicht negativ beeinflusst, wenn die Matte 1 als Kissenmatte hergestellt wird, deren Größe relativ klein ist, oder eine Nackenstütze, deren Form relativ speziell ist. Die Matte 1 hat daher einen weiten Anwendungsbereich. Es sei darauf hingewiesen, dass die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung das Vermischen der PCM-Mikrokapseln 121 mit dem Klebstoff 122 zum Bilden der thermostatischen Einheiten 120 und das „punktuelle“ Verteilen der thermostatischen Einheiten 120 zwischen den Schaumschichten 11 und 13 einschließen. Die „punktuelle“ Anordnung hat folgenden vier Wirkungen:
    • (1) Sicherstellen der Stabilität der thermostatischen Schicht 12: Wie bereits erwähnt weisen die PCM-Mikrokapseln 121 extrem kleine Volumina auf. Wurden die PCM-Mikrokapseln 121 mit dem Klebstoff 121 vermischt und durch Siebdruck zwischen den Schaumschichten 11 und 13 verteilt, bilden sie Gruppen, d. h. die thermostatischen Einheiten 120, deren Größe (d. h. die Maschengröße des Siebs) größer als die Poren in den luftdurchlässigen Schaumschichten 13 ist, um sicherzustellen, dass die PCM-Mikrokapseln 121 sich nicht durch die und aus der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 hinausbewegen.
    • (2) Sicherstellen der gewünschten physischen Eigenschaften der Matte 1: Nachdem sie zwischen den Schaumschichten 11 und 13 gleichmäßig beabstandet punktuell verteilt wurden, haften die thermostatischen Einheiten 120 nicht aneinander. Damit wird sichergestellt, dass die thermostatische Schicht 12 die Gesamtelastizität und Flauschigkeit der Matte 1 nicht schädigt.
    • (3) Verhindern, dass die thermostatische Schicht 12 einen dünnen Überzug bildet: Werden die PCM-Mikrokapseln 121 und der Klebstoff 122 gleichmäßig zwischen den Schaumschichten 11 und 13 aufgebracht, bilden die PCM-Mikrokapseln 121 einen dünnen spröden Überzug, der die physikalischen Eigenschaften der Schaumschichten 11 und 13 beeinträchtigt, da der Überzug nicht nur zur Rissbildung und zum Abblättern neigt, sondern sich im trockenen Zustand auch zusammenziehen kann.
    • (4) Darüber hinaus können die PCM-Mikrokapseln 121 mittels des Klebstoffs 122 jeweils in eine Vielzahl thermostatischer Einheiten 120 gemischt werden, die voneinander beabstandet und zueinander unabhängig sind, und während der Beschichtung dringt die thermostatische Einheit 120 in die Poren der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 und kann dann die luftdurchlässige Schaumschicht 13 fest ergreifen. Wird die luftdurchlässige Schaumschicht 13 nun durch eine erwartbare äußere Kraft gedehnt, bleibt ihre Ausdehnung auf eine Erstreckung zwischen den thermostatischen Einheiten 120 begrenzt, die thermostatischen Einheiten 120 selbst unterliegen keiner Dehnung und die thermostatischen Einheiten 120 fallen daher nicht einfach von der luftdurchlässigen Schaumschicht 13 ab.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform handelt es sich nur um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, durch die technischen Merkmale der Erfindung nicht eingeschränkt werden sollen. Alle entsprechenden Änderungen, die für einen gewöhnlichen Fachmann, dem der technische Inhalt der Erfindung bekannt ist, leicht erkennbar sind, sollten in den vom Anmelder beantragten Schutzbereich des Patents fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • TW 303163 [0017]

Claims (6)

  1. Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung eines Wärmestaus umfassend: eine Trägerschaumschicht (11) mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei die Oberseite und die Unterseite der Trägerschaumschicht (11) eine erste dazwischenliegende Dicke abgrenzen, die thermostatische Schicht (12), die eine Vielzahl von Phasenwechselmaterial(PCM)-Mikrokapseln (121) und eine Verbindungsmaterial (123) umfasst, wobei die PCM-Mikrokapseln (121) und das Verbindungsmaterial (123) auf der Oberseite der Trägerschaumschicht (11) verteilt sind, und das Verbindungsmaterial (123) die PCM-Mikrokapseln (121) umgibt und eine luftdurchlässige Schaumschicht (13) mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei die Oberseite und die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) eine zunächst dazwischen liegende Dicke abgrenzen, die zweite Dicke kleiner ist als die erste Dicke, in der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) Poren vorgesehen sind, die größer als die Poren der Trägerschaumschicht (11) sind, und die Unterseite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) an der thermostatischen Schicht (12) so angebracht ist, dass die luftdurchlässige Schaumschicht (13) mit der Trägerschaumschicht (11) durch das Verbindungsmaterial (123) in der thermostatischen Schicht verbunden ist.
  2. Matte nach Anspruch 1, wobei einige der PCM-Mikrokapseln (121) in die Poren der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) eintreten.
  3. Matte nach Anspruch 2, wobei PCM-Mikrokapseln (121) mit dem Klebstoff (122) vermischt werden, um eine Vielzahl thermostatischer Einheiten (120) zu bilden, und die thermostatischen Einheiten (120) von einander beabstandet sind und auf der Oberseite der Trägerschaumschicht (11) angeordnet sind.
  4. Matte nach Anspruch 3, wobei die Trägerschaumschicht (11) aus Rückstellschaum ist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Matte mit einer thermostatischen Schicht zwischen zwei Schichten aus Schaum zur Reduzierung eines Wärmestaus die folgenden Schritte umfassend: Legen einer luftdurchlässigen Schaumschicht (13) auf eine Verarbeitungsplattform (2); Verteilen einer Vielzahl von Phasenwechselmaterial(PCM)-Mikrokapsel (121) auf einer Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) durch Siebdruck, so dass einige der PCM-Mikrokapseln (121) in Pore der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) eintreten; Beschichten der Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) mit einem Verbindungsmaterial (123), so dass das Verbindungsmaterial (123) die PCM-Mikrokapseln (121) umgibt, um so die thermostatische Schicht zu bilden und Anbringen einer Trägerschaumschicht (11) an der thermostatischen Schicht, wobei die Trägerschaumschicht (11) zwei korrespondierende Seiten aufweist, die eine erste dazwischen liegende Dicke abgrenzen, die Seite und eine korrespondierende Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) eine zweite dazwischen liegende Dicke abgrenzen, die zweite Dicke kleiner ist als die erste Dicke, die Poren in der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) größer sind als die Poren in der Trägerschaumschicht (11) und die Trägerschaumschicht (11) mit der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) durch das Verbindungsmaterial (123) in der thermostatischen Schicht verbunden ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei diese des Weiteren folgende Schritte umfasst: Mischen der PCM-Mikrokapseln (121) mit einem Klebstoff (122) zum Herstellen einer Mischung und Verteilen der Mischung auf der Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) durch Siebdruck, so dass die Mischung aus PCM-Mikrokapseln (121) und Klebstoff (122) eine Vielzahl von thermostatischen Einheiten (120) bildet, wobei die thermostatischen Einheiten (120) voneinander beabstandet und auf die Seite der luftdurchlässigen Schaumschicht (13) aufgeklebt sind.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HRP20211673T1 (hr) * 2019-02-05 2022-03-18 Wolfgang Bauer Oprema za ispunjavanje
TWI737369B (zh) * 2020-06-30 2021-08-21 世大化成股份有限公司 具內嵌式溫度調節單元之透氣載體及其製程

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3053595U (ja) * 1998-04-27 1998-11-04 株式会社大阪西川 高通気性クッション体
US6193855B1 (en) * 1999-10-19 2001-02-27 Applied Materials, Inc. Use of modulated inductive power and bias power to reduce overhang and improve bottom coverage
US6699266B2 (en) 2001-12-08 2004-03-02 Charles A. Lachenbruch Support surface with phase change material or heat tubes
JP4392791B2 (ja) * 2004-06-04 2010-01-06 西川リビング株式会社 繊維積層体
US7793372B2 (en) * 2008-05-23 2010-09-14 Latex Foam International Holdings, Inc. Latex foam bedding products including phase change microcapsules
US20140183403A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Peterson Chemical Technology, Inc. Increasing the Heat Flow of Flexible Cellular Foam Through the Incorporation of Highly Thermally Conductive Solids
TW201316974A (zh) * 2013-01-09 2013-05-01 Seda Chemical Products Co Ltd 具調溫單元之墊體結構
GB201308066D0 (en) 2013-05-03 2013-06-12 Carpenter Co Mattress materials
US20160166074A1 (en) * 2013-07-26 2016-06-16 Tempur-Pedic Management LLC Support cushions for providing cooling

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