ES2897544T3 - Método de producción de un cojín de soporte de enfriamiento - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un cojín de soporte (10), que comprende los pasos de: proporcionar una capa base (20) que tiene una superficie inferior (22) y una superficie superior (24); aplicar una pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) a la superficie superior (24) de la capa base (20), estando configurada la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) para permitir que fluya una cantidad de aire a través de la capa base (20) y la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) y configurada además para proporcionar un efecto de enfriamiento, aplicar un precursor líquido a la superficie superior (24) de la capa base (20); y curar el precursor líquido para formar uno de la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) en la superficie superior (24) de la capa base (20), caracterizado porque el precursor líquido que forma al menos uno de los revestimientos superficiales (32, 34, 36) incluye dos o más componentes que, cuando se combinan, reaccionan para polimerizar y curar el precursor líquido para formar el revestimiento superficial final (32, 34, 36).
Description
DESCRIPCIÓN
Método de producción de un cojín de soporte de enfriamiento
Solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de Estados Unidos número 62/272.952, presentada el 30 de diciembre de 2015.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de producción de un cojín de soporte, según la parte de preámbulo de la reivindicación 1. Dicho método es conocido por EP 2801 464 A1 y US 2014/141233 A1. Además, EP 3066963 A1 describe un cojín de soporte que utiliza una mezcla de materiales para proporcionar comodidad y soporte al cuerpo de un usuario.
Antecedentes
La eficacia y la conveniencia de un cojín de soporte es en parte una función de lo cómodo que se encuentra un usuario en el cojín de soporte durante un periodo de tiempo prolongado. A este respecto, muchos usuarios encuentran que los cojines de soporte, y en particular los colchones, que están hechos de una espuma viscoelástica, son incómodos por el calor que desprenden después de un periodo prolongado de tiempo. Una solución a este problema es la inclusión de materiales de cambio de fase que absorben el calor al pasar de una fase sólida a una líquida, es decir, al fundirse. Estos materiales de cambio de fase, sin embargo, normalmente sólo se enfrían durante un corto período de tiempo.
En consecuencia, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un cojín de soporte que proporcione una experiencia de enfriamiento prolongada.
Resumen
La presente invención incluye el método de producción del cojín de soporte de enfriamiento que utiliza una pluralidad de revestimientos superficiales para proporcionar un efecto de enfriamiento prolongado como se define en la reivindicación 1. Se exponen características preferidas de la invención en las reivindicaciones dependientes.
Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes para las personas con conocimientos ordinarios en la materia tras un estudio de la descripción, las figuras y los ejemplos no limitantes de este documento.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral de un cojín de soporte en forma de colchón y realizado según la presente invención; y La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra una implementación ejemplar de un método de producción de un cojín de soporte según la presente invención.
Descripción de realizaciones ejemplares
Los detalles de una o más realizaciones de la materia actualmente descrita se exponen en este documento. La información proporcionada en este documento, y en particular los detalles específicos de las realizaciones ejemplares descritas, se proporciona principalmente para la claridad de la comprensión y no deben entenderse como limitaciones innecesarias de la misma.
A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado en el que los entienden comúnmente los expertos en la técnica a la que pertenece(n) la(s) invención(es).
La presente invención incluye el método de producción del cojín de soporte de enfriamiento que utiliza una pluralidad de revestimientos superficiales para proporcionar un efecto de enfriamiento prolongado.
Con referencia en primer lugar a la figura 1, en una realización ejemplar de la presente invención, se proporciona un cojín de soporte 10 en forma de colchón y que tiene una superficie de soporte 12. El cojín de soporte 10 incluye una capa base 20 que tiene una superficie inferior 22 y una superficie superior 24. El cojín de soporte 10 también incluye una pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 que se aplican secuencialmente a la capa base 20 para proporcionar colectivamente un efecto de enfriamiento en la superficie de soporte 12 del cojín de soporte 10 y que están configurados para permitir que fluya aire a través de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 y la capa base 20.
La capa base 20 del cojín de soporte está generalmente compuesta por una espuma flexible que es capaz de distribuir adecuadamente la presión del cuerpo de un usuario o de una parte del mismo a través del cojín de soporte 10. Pueden utilizarse varias espumas flexibles a este respecto, incluyendo, sin limitación, espuma de látex, espuma viscoelástica reticulada o no reticulada (a veces denominada espuma con memoria o espuma de baja resiliencia), espuma no viscoelástica reticulada o no reticulada, espuma de poliuretano de alta resiliencia, espumas poliméricas expandidas (por ejemplo, acetato de vinilo etileno expandido, polipropileno, poliestireno o polietileno), y similares, pero en cualquier caso, la espuma flexible utilizada en la capa base 20 del cojín de soporte 10 es porosa y permite normalmente que una cantidad de aire fluya a través de la capa base del cojín de soporte 10.
En algunas realizaciones ejemplares, la espuma flexible que comprende la capa base 20 está compuesta por una espuma de poliuretano viscoelástica que tiene una dureza de al menos unos 10 N a no más de unos 80 N, medida ejerciendo presión desde una placa contra una muestra del material hasta una compresión de al menos el 40% de un grosor original del material a temperatura ambiente aproximadamente (es decir, de 21°C a 23°C), donde la compresión del 40% se mantiene durante un periodo de tiempo según establece la norma de medición de la dureza de la Organización Internacional de Normalización (ISO) 2439. En algunas realizaciones, la espuma viscoelástica que comprende la capa base 20 tiene una dureza de unos 10 N, unos 20 N, unos 30 N, unos 40 N, unos 50 N, unos 60 N, unos 70 N o unos 80 N para proporcionar un grado deseado de comodidad y cualidades de adaptación al cuerpo.
La espuma viscoelástica descrita en el presente documento para su uso en la capa base 20 del cojín de soporte 10 también puede tener una densidad que ayude a proporcionar un grado deseado de comodidad y cualidades de adaptación al cuerpo, así como un mayor grado de durabilidad del material. En algunas realizaciones, la densidad de la espuma viscoelástica utilizada en la capa base 20 tiene una densidad de no menos de unos 30 kg/m3 a no más de unos 150 kg/m3. En algunas realizaciones, la densidad de la espuma viscoelástica utilizada en la capa base del cojín de soporte es de unos 30 kg/m3, unos 40 kg/m3, unos 50 kg/m3, unos 60 kg/m3, unos 70 kg/m3, unos 80 kg/m3, unos 90 kg/m3, unos 100 kg/m3, unos 110 kg/m3, unos 120 kg/m3, unos 130 kg/m3, unos 140 kg/m3, o unos 150 kg/m3. Por supuesto, la selección de una espuma viscoelástica que tenga una densidad particular afectará a otras características de la espuma, incluyendo su dureza, la manera en que la espuma responde a la presión y la sensación general de la espuma, pero se aprecia que una espuma viscoelástica que tenga una densidad y dureza deseadas puede seleccionarse fácilmente para un cojín de soporte ejemplar o para una aplicación particular según se desee. Además, aunque la capa base 20 del cojín de soporte 10 mostrado en la figura 1 está compuesta por una sola capa de espuma, se aprecia además que una capa base de un cojín de soporte ejemplar de la presente invención puede estar compuesta por múltiples capas de espuma que tengan densidades o valores de dureza variables o iguales.
Independientemente de los valores concretos de densidad y dureza de una capa base 20, y pasando ahora a la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 aplicados a la superficie superior 24 de la capa base 20, cada uno de los revestimientos superficiales 32, 34, 36 se aplica típicamente de forma individual a la capa base 20 como un líquido o precursor líquido que luego se seca o cura para formar el respectivo revestimiento superficial. Específicamente, en la realización ejemplar mostrada en la figura 1, un primer revestimiento superficial 32 se aplica directamente a la superficie superior 24 de la capa base 20, luego se aplica un segundo revestimiento superficial 34 al primer revestimiento superficial 32, y luego se aplica un tercer revestimiento superficial 36 al segundo revestimiento superficial 34.
Como se ha mencionado anteriormente, cada uno de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 está configurado para permitir que fluya aire a través de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 y la capa base 20 (como se ilustra en la figura 1). A este respecto, cuando se aplica cada uno de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 a la capa base 20, generalmente ocurre que la estructura celular de la capa base 20 permanece visible en la superficie de la capa base 20 (es decir, cada uno de los revestimientos superficiales no cubrirá completamente la estructura celular de la espuma subyacente), de tal manera que el flujo de aire a través de la capa base 20 y a través de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 puede mantenerse para mantener y/o mejorar la transferencia de calor fuera de la superficie superior 24 de la capa base 20 y proporcionar un efecto de enfriamiento en la superficie de soporte 12 del cojín de soporte 10.
En algunas realizaciones, uno o más de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36 aplicados a la capa base 20 también incluyen una cantidad de material de cambio de fase. En una realización, el material de cambio de fase mejora y/o aumenta el efecto de enfriamiento de la pluralidad de revestimientos superficiales 32, 34, 36. En otra realización, el material de cambio de fase se incluye en cualquier cantidad adecuada y/o en cualquier revestimiento superficial adecuado 32, 34, 36 o combinación de revestimientos superficiales 32, 34, 36. Por ejemplo, en la realización ejemplar mostrada en la figura 1, se incluye una cantidad de material de cambio de fase tanto en el primer revestimiento superficial 32 como en el tercer revestimiento superficial 36, sin incluir material de cambio de fase en el segundo revestimiento superficial 34. Por supuesto, se contempla que, dependiendo del número de revestimientos superficiales aplicados a un cojín de soporte ejemplar, también se puedan producir otras combinaciones de capas que incluyan o no diversas cantidades de material de cambio de fase sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente invención.
Con respecto también al material de cambio de fase, en algunas realizaciones, el material de cambio de fase utilizado en los revestimientos superficiales es una lechada de material de cambio de fase (MCF) fabricada y vendida por Microtek Laboratories, Inc. (Dayton, OH). Otros materiales de cambio de fase ejemplares que pueden utilizarse incluyen una lechada de MCF o una torta de MCF fabricada y vendida por Encapsys, LLC (Appleton, WI). En algunas realizaciones, el material de cambio de fase utilizado en los cojines de soporte de la presente invención experimenta su cambio de fase a una temperatura de aproximadamente 20°C a aproximadamente 36°C. Por supuesto, también se pueden utilizar otros materiales de cambio de fase en los revestimientos de la superficie de la presente invención para proporcionar una cantidad de enfriamiento y pueden configurarse para experimentar un cambio de fase a rangos de temperatura alternativos dependiendo del uso particular previsto del cojín de soporte. En algunas realizaciones, sin embargo, para mejorar aún más el efecto de enfriamiento, uno o más de la pluralidad de recubrimientos superficiales también pueden incluir aditivos adicionales que tienen una conductividad térmica más alta que la capa base 20.
Como se ha indicado anteriormente, en la realización ejemplar mostrada en la figura 1, no se incluye ningún material de cambio de fase en el segundo revestimiento superficial 34, mientras que se incluye una cantidad de material de cambio de fase tanto en el primer revestimiento superficial 32 como en el tercer revestimiento superficial 36. En particular, en la realización ejemplar mostrada en la figura 1, el segundo revestimiento superficial 34 se forma a partir de un precursor líquido que incluye isocianato y poliol. Según la presente invención, el precursor líquido que forma al menos uno de los revestimientos superficiales incluye dos o más componentes que, cuando se combinan, reaccionan para polimerizar y curar el precursor líquido para formar el revestimiento superficial final. Por ejemplo, en algunas realizaciones de la presente invención, como la realización ejemplar representada en la figura 1, el precursor líquido incluye isocianato y un poliol que se combinan inmediatamente antes de ser aplicados y que curan al aplicarlos al cojín de soporte 10.
En ciertas realizaciones, los componentes particulares incluidos en cada uno de los revestimientos superficiales individuales, así como las proporciones particulares de cada componente, pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas del revestimiento superficial resultante. Además, cada revestimiento superficial puede estar compuesto por una combinación única de componentes y/o proporciones sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente invención. En las Tablas 1 a 4 se describen varios ejemplos de revestimientos superficiales y formulaciones de MCF. En los ejemplos de las Tablas 1 y 2, que describen múltiples formulaciones de precursores líquidos, se aplica un primer revestimiento superficial directamente sobre la superficie superior de la capa base (es decir “Mezcla de MCF 1a pulverización” en la Tabla 1), se aplica un segundo revestimiento superficial sobre el primer revestimiento superficial (es decir, “Mezcla de gel” en la Tabla 1), y se aplica un tercer revestimiento superficial sobre el segundo revestimiento superficial (es decir, “Mezcla de MCF 2a pulverización” en la Tabla 1), pero estos ejemplos no deben considerarse limitativos.
Como también se ilustra en las Tablas 1 y 2, el flujo de aire inicial a través de la capa base es, en todos los casos, aproximadamente el 70% del flujo de aire original aplicado a la capa base. Después de aplicar los tres revestimientos superficiales, el flujo de aire a través de la superficie inferior de la capa base disminuye de forma insignificante hasta un rango de entre aproximadamente el 65% y aproximadamente el 70% aproximadamente. Aunque el flujo de aire a través de la superficie superior de la capa de base y la pluralidad de revestimientos superficiales muestra una disminución más sustancial a un rango de aproximadamente 45% a aproximadamente 57%, todavía se mantiene una porción significativa del flujo de aire original. En algunas realizaciones, el flujo de aire a través de la superficie inferior de la capa base es de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 80% y el flujo de aire a través de la superficie superior de la capa base y la pluralidad de revestimientos superficiales es de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 65%. En algunas realizaciones, aproximadamente el 65% del flujo de aire observado en la capa base antes de la aplicación de los revestimientos superficiales se mantiene después de la aplicación del revestimiento superficial según los métodos de la presente invención.
Tabla 2
Tabla 3
Tabla 4
Aunque la figura 1 y los ejemplos proporcionados en las Tablas 1 y 2 contienen tres capas de revestimiento superficial, se contempla además que, en algunas realizaciones, la pluralidad de revestimientos superficiales incluya sólo dos revestimientos mientras que, en otras realizaciones, la pluralidad de revestimientos superficiales incluya hasta seis revestimientos. Por ejemplo, en una realización, un método de pulverización de la muestra incluye mezclar completamente el MCF antes de la pulverización, y calibrar la pulverización de MCF para determinar la duración de la pulverización en la muestra más añadir una asignación de sobrepulverización. Esto es aplicable para
cada capa de MCF. El gel se pulveriza a través de la pistola de pulverización de palomitas de maíz y se determina el peso deseado que se aplicará a la muestra. A continuación se añade la cantidad calculada de sobrepulverización. Se realiza el lote de dos partes y se pulveriza toda la premezcla sobre la muestra. Una vez seca, la muestra se pesa para obtener un peso final del gel y del MCF. En otra realización, el procesamiento del gel incluye: Paso 1) pulverizar MCF sólido 28 C MCF con aglutinante (30 segundos); Paso 2) cuchilla de aire; Paso 3) Gel - 1452 gramos de lado de poliol y 363 gramos de lado de prepolímero cada uno con dos pulverizadores; Paso 4) pulverizar MCF sólido 28 c MCF con aglutinante (30 segundos); Paso 5) cuchilla de aire.
En cualquier caso, cada uno de la pluralidad de revestimientos superficiales se forma con un espesor de menos de 5 mm y la pluralidad de revestimientos superficiales colectivamente son típicamente menos de 5 mm de espesor. En este sentido, la pluralidad de revestimientos superficiales utilizados según la presente invención aumenta la masa térmica del cojín de soporte, y la aplicación de múltiples capas del revestimiento superficial (permitiendo todavía cada capa el flujo de aire a través de los revestimientos superficiales) también aumenta la cantidad total de material de cambio de fase que se puede utilizar efectivamente en el cojín de soporte. Ambas características proporcionan una mayor efusividad térmica del cojín de soporte, que, a su vez, puede proporcionar un efecto de enfriamiento más duradero en una variedad de diferentes tipos y configuraciones de cojines de soporte. En algunas realizaciones de la presente invención, la aplicación de material de cambio de fase puede incrementarse de unos 20 a unos 200 gramos/pie cuadrado, y la masa térmica también puede incrementarse aumentando la cantidad de la capa de gel reactivo (que suele estar en el rango de 20 a 80 gramos/pie cuadrado). Ambos incrementos proporcionan una mayor efusividad térmica que permite una sensación de frescor durante más tiempo en el punto de contacto entre el usuario y los distintos cojines de soporte.
Con respecto a los cojines de soporte de la presente invención, se contempla que los cojines de soporte descritos anteriormente puedan tener forma de almohadas, colchones, cojines de asiento, respaldos de asiento, almohadas para el cuello, almohadas espaciadoras para las piernas, cubiertas de colchón, superposiciones y similares. Como tal, la expresión “cojín de soporte” se utiliza aquí para referirse a todos y cada uno de tales objetos que tienen cualquier tamaño y forma, y que son capaces de o se utilizan generalmente para soportar el cuerpo de un usuario o una parte del mismo.
Independientemente de la forma concreta del cojín de soporte de la presente invención, cada uno de los cojines de soporte ejemplares descritos en el presente documento también puede ser producido por una implementación ejemplar de un método para producir un cojín de soporte según la presente invención. Con referencia ahora a la figura 2, en una implementación ejemplar de un método para producir un cojín de soporte, como el cojín de soporte 10 descrito anteriormente, se proporciona primero una capa base de espuma, como se indica en el paso 102. Como se ha descrito anteriormente, la capa base tiene típicamente una superficie inferior y una superficie superior y está compuesta por un material que es poroso y permite que el aire fluya a través de la capa base.
Con referencia todavía a la figura 2, después de proporcionar la capa base, se aplica a la superficie superior de la capa base un primer revestimiento superficial compuesto por un líquido que incluye una cantidad de material de cambio de fase, como se indica en el paso 104. Después de dispensar el líquido que incluye la cantidad de material de cambio de fase sobre la superficie superior de la capa base, se aplica una cuchilla de aire al primer recubrimiento, como se indica en el paso 106. Como reconocerán los expertos en la materia, una cuchilla de aire proporciona un flujo laminar de aire presurizado que es arrastrado a través del revestimiento para eliminar el exceso de material. Además, en al menos algunas realizaciones, en lugar de o además de eliminar el exceso de precursor, la cuchilla de aire también puede utilizarse para introducir al menos una parte del precursor líquido en la capa base propiamente dicha. Por supuesto, en algunas implementaciones, el precursor líquido también puede ser dispensado de tal manera que la cuchilla de aire no sea necesaria en absoluto.
En cualquier caso, y con referencia todavía a la figura 2, una vez que la cuchilla de aire se ha aplicado al primer revestimiento y el primer revestimiento se ha formado en la capa base, el segundo revestimiento se aplica entonces sobre el primer revestimiento en forma de un precursor líquido que incluye un isocianato y un poliol, como se indica en el paso 108, y entonces se deja generalmente curar y formar el segundo revestimiento superficial resultante. A este respecto, en algunas realizaciones, el precursor líquido sólo se deja curar parcialmente antes de pasar la cuchilla de aire por el precursor líquido, por ejemplo, durante unos 30 segundos, de manera que la cuchilla de aire sólo elimina la porción del precursor líquido que aún no se ha curado.
Después de que el precursor líquido que forma el segundo revestimiento superficial haya reaccionado durante una cantidad de tiempo adecuada y se haya formado el segundo revestimiento superficial resultante, se aplica entonces un tercer revestimiento superficial, que también está compuesto por un líquido que incluye una cantidad de material de cambio de fase, sobre el segundo revestimiento superficial, como se indica en el paso 112, para producir así un cojín de soporte que incluye una pluralidad de revestimientos superficiales y que proporciona un efecto de enfriamiento a un usuario que descansa en el cojín de soporte.
A lo largo de este documento, pueden mencionarse varias referencias. Todas estas referencias se exponen en la siguiente lista:
Referencias
1. Publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos número 2013/295371.
2. Patente europea número 2801464.
3. Publicación de solicitud de patente de Estados Unidos número 2012/0276339.
4. Publicación de solicitud de patente de Estados Unidos número 2012/0193572.
5. Patente de Estados Unidos número 7.793.372.
6. Patente de Estados Unidos número 5.955.188.
Los expertos en la materia reconocerán que también son posibles realizaciones adicionales sin apartarse del alcance de las reivindicaciones que siguen. Esta descripción detallada, y en particular los detalles específicos de las realizaciones ejemplares descritas en el presente documento, se ofrece principalmente para la claridad de la comprensión, y no hay limitaciones innecesarias que deban entenderse a partir de ella sin apartarse del alcance de la invención reivindicada.
Claims (7)
1. Un método para producir un cojín de soporte (10), que comprende los pasos de:
proporcionar una capa base (20) que tiene una superficie inferior (22) y una superficie superior (24);
aplicar una pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) a la superficie superior (24) de la capa base (20), estando configurada la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) para permitir que fluya una cantidad de aire a través de la capa base (20) y la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) y configurada además para proporcionar un efecto de enfriamiento,
aplicar un precursor líquido a la superficie superior (24) de la capa base (20); y
curar el precursor líquido para formar uno de la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) en la superficie superior (24) de la capa base (20), caracterizado porque
el precursor líquido que forma al menos uno de los revestimientos superficiales (32, 34, 36) incluye dos o más componentes que, cuando se combinan, reaccionan para polimerizar y curar el precursor líquido para formar el revestimiento superficial final (32, 34, 36).
2. El método de la reivindicación 1, en el que el paso de aplicar una pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) comprende aplicar tres revestimientos superficiales.
3. El método de la reivindicación 1, en el que el paso de aplicar una pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) comprende aplicar hasta seis revestimientos superficiales.
4. El método de la reivindicación 1, que comprende además el paso de combinar isocianato y poliol para formar el precursor líquido.
5. El método de la reivindicación 1, en el que la capa base (20) es una espuma flexible.
6. El método de la reivindicación 1, en el que el flujo de aire retenido a través de la superficie inferior (22) de la capa base (20) es de aproximadamente 60% a aproximadamente 80% y el flujo de aire a través de la superficie superior (24) de la capa base (20) y la pluralidad de revestimientos superficiales es de aproximadamente 40% a aproximadamente 60%.
7. El método de la reivindicación 1, en el que uno o más de la pluralidad de revestimientos superficiales (32, 34, 36) incluye una cantidad de material de cambio de fase.
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