JP6419145B2 - 湿気通路を備える耐滑性マット - Google Patents

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2013年3月14日に出願された米国仮特許出願第61/781,148号の利益を主張する。

本発明は、一般的に、耐滑性、アンチスキッド、または耐クリープ性のマットに関する。詳細には、本発明は、このようなマットおよび耐滑性マットを製造する方法ならびにシステムに関する。

かつては、ゴムで裏張りされたカーペットタフトから成る床マットは、主に硬性またはカーペットが敷かれていない床用に平滑な裏面を設けて作製され、またはカーペットを引いた床上のマットの移動を減少させるために種々の「グリッパ」または「クリート」を設けて作製されていた。しかしながら、これらのアプローチはいずれも、平滑な床の上で、特にマットの下に湿気が残留している床（これはおそらく、床をモップ掛けしてその後マットが交換されたことによるものであり、またはマットが搬入されて広げられたときにいくらか濡れていたことによるものである）の上で、床マットが滑りに対して抵抗できないという結果に終わった。このような場合、マットの裏の水は滑りの危険源となる。グリッパ/クリートマットデザインのマットの移動は、圧迫された領域の周辺で変形を生じさせる、歩行や車両の通行による力により生じ、その後、このような力が除去されると、マットは異なる位置へ戻る。裏が平滑なマットについては、マットの移動は、同様の力、またはマットをしかるべき位置に維持することを意図した何らかの装置や特色が存在しないために生じる。

マットの移動を減少させるためのいくつかのアプローチが試みられてきた。この問題に対する一つの知られているアプローチは、様々な装置を用いて意図された表面にマットを固定することである。例えば、米国特許第6,068,908号においてKesslerは、クリップシステムを用いてマットを表面に固定するシステムの使用を提案している。このアプローチは、優れた開発である一方、床マットをある場所から他の場所へ移動させるのが困難または不可能となり、また、マットを取り付けるために必要な構造によりマットのコストが増加し、取り付けがより困難になる。さらに、取り付けるマットが剛性を増す。

他のアプローチでは、マットを配置させるフレームが使用されている。例えば、Moffitt, Jr.が米国特許第4,361,614号で用いるフレーム、およびKesslerが米国特許第6,042,915号で用いるフレームがある。フレームは、床面上に配置されるか、または床面と同一表面上になるよう埋め込まれる。いずれの状況においても、フレームが上述のように固定されるか、表面に埋め込まれない限り、フレームは依然として表面上で移動する傾向にある。フレームが固定されるか埋め込まれても、上述の他の諸問題が未解決のままである。

他のアプローチでは、シャワーやバスマットで一般的に見られる吸盤が使用されている。例えば、Lindholmによる米国特許第6,014,779号では、長方形のマットの角が4個の吸盤によって保持される。また、Gavlakによる米国特許第2,081,992号では、複数の吸盤がバスタブマットを表面に保持している。これらのアプローチは、軽量のシャワーマットやバスマットの適応では受け入れ可能な耐滑性をもたらすが、従来の吸盤は、通行が激しく負荷が高いエリアでは、滑りや移動を防止するのに十分なアンチスキッド力を提供できるほど十分なものではない。また、従来の吸盤は、人間や負荷物が横断するのがより困難な波状のマット表面の原因にもなる。

上述のように、マットの移動を減少させるための現存するアプローチには、重大な制約がある。さらには、知られているアプローチには、追加的なスペース、部品、取り付けのための労力、および費用が必要である。この結果、特にマットと床との間に溜まった水または湿気が存在する場合にマットの移動を減少させることに関しては、依然として大きな改善が可能である。

重い負荷物または車のついたカートに横断されたときに耐滑性マットが移動するという問題に加えて、知られている耐滑性マットの他の欠点は、これらのマットの製造プロセスに関係している。マット裏張りから突出するグリッパは、床と接触するマットの表面積を減少させる。グリッパが湿っているときは、マット滑りおよびそれにより引き起こされ得る傷害のおそれが高まる。多数の知られているマット製造者は、このような問題をマット裏張り上のグリッパの数を増加させることによって解決しようと試みている。

あるタイプの耐滑性マットを製造するために、複数の小さい穴が開けられた金属スクリーンが使用される。グリッパマットを製造するために用いられる機器により、ゴムがその硬化プロセスにおいてそこを流れ、小型のグリッパを形成することが可能である。グリッパのパターンは、多数の小さなゴム突起を有する場合が多い。ゴム突起は、通常丸形で、金属製スクリーン、またはマット裏張りを形成するために用いられるテフロン(登録商標)でコーティングされたベルトを穿孔することにより製作される。これらのグリッパは、1970年代にカーペット上での移動を減少させるために導入され、多くのマット製造者は、このデザインを何らかの形で現在の標準的なマットに使用している。パンチングにより、より多量の金属が取り除かれるほど、変形を受ける可撓性が低下し、そしていったん屈曲してしまうと、製造プロセスで使用できなくなる。これは、スクリーンの開放領域を制限し、マットの裏面のパターンには物理的制限があることを意味する。

従来の製造技術は、従来の耐滑性マットに関連することが多いこれらの問題ならびに関連するマットの製造システムおよび製造方法に対処してこなかった。

米国特許第6,068,908号 米国特許第4,361,614号 米国特許第6,042,915号 米国特許第6,014,779号 米国特許第2,081,992号

したがって、当該技術において床の上の残留湿気を覆うように配置された耐滑性マットの製造方法およびシステムが必要とされている。また、重い機械的負荷に耐えることができるとともに、このような負荷物に横断されたときに移動しないマットが必要とされている。また、耐滑性マットの効率的な製造システムおよび方法が必要とされている。また、頑丈で、再利用可能な信頼できるモールド、スクリーンベルト等を備えた耐滑性マットの製造技術が必要とされている。

本発明の目的は、耐滑性のマットならびに先行技術にあるこれらおよびその他の問題を克服する関連する製造技術を提供することである。一態様において、これは、床と接触するマットの表面積を最大化することにより達成され、その結果、知られているグリッパ型マットでは接触する床面積に対してマットの15%未満である代わりに、本発明の様々な実施例では90%を超える。しかし、滑りやすい裏張りがなされたマットとは違い、本発明の実施例は、マット裏張り上に小さな通路のパターンを有する。この小さな通路によって湿気が除去され、床とマットとの接触度が向上する。これにより、摩擦係数を知られているマットよりも大幅に超えるように増加させる。本発明は、特にマット裏張りと床との間に湿気が存在するとき、通路を利用してマットの移動を減少させる。通路は、溜まった湿気が、マットの下面と床との間から抜け出るためのエリアを提供し、マットを床面に付着させるとともに、マットを当初の位置に維持するのを補助する。

通路の寸法、パターンおよび形状の仕様は様々に異なり、様々な配列で配置することができる。通路は、マットの下側に形成されるいかなる形状もとることができる。また、一実施例では、通路は無限な数の組合せで間隔を開けることができるが、規則的に間隔の開いた列状に配置され、その結果、均等に間隔の開いた配列となる。一実施例では、パターンは、特にカートがマット上を通行する場合、マットの端まで延びて、床をつかむのを補助する。

別の実施例では、通路は異なる寸法および形状であってもよい。複数の寸法および形状の通路が存在することにより、様々な床面上でのパフォーマンスを改善させることができる。なぜならば、大きい通路ほどパフォーマンスが良くなる床面もあれば、小さい通路ほどパフォーマンスがよくなる床面もあるからである。

本発明の一つの有利な点は、マットと床との間に湿気が存在するときであっても、マットの耐滑性が既存のマットより非常に大きいことである。別の有利な点は、既存のマットのデザインに重量や設置の手間を追加することなく、耐滑性を向上させることである。別の有利な点は、本発明は永久的な固定手段を必要としないので、異なる場所への移動が容易なことである。別の有利な点は、通路が歩行者や通行する車両に対する衝撃を和らげることである。別の有利な点は、通路による衝撃の緩和が抗疲労効果を生み出し、それによって損耗や裂傷および定期保守を減少させ、使用者、特にマットの上で長時間を過ごす局所に配置された労働者にとっての快適さを向上させる。本発明の別の有利な点は、耐滑性が様々な表面上で有効なことである。

他の実施例では、本発明は耐滑性マットを製造するシステムおよび方法に注目する。より詳細には、システムおよび方法は、通路およびその他の特色を有する耐滑性マットを製造するために用いることができるモールドスクリーンを形成するための所定の形状を有する組立部を備える。モールドスクリーンの各部分は、効率的かつ低コストで製造できる所定の幾何学的形状を有することができる。

耐滑性マットを形成するために用いられる原材料は、当該技術分野でよく知られているゴムを含んでもよい。例示的な一実施例によれば、本発明のモールドシステムにより、ゴムが通路またはその他の特色を含む所定の形状を有することが可能となる。この所定の形状には、プラテン内の通路に対応するよう配置されたゴムの領域を含む。

マットを製造するシステムの一部には、模型プラテンを含むことができる。模型プラテンは、金属板の表面を形成する複数の通路のレプリカを有する金属板を含んでもよい。レプリカ通路は、マット裏張り上の耐滑性パターンの基本的構造を複製するような形状にすることができる。通路はコンピュータ数値制御式工作機械(computer numerical controlled (CNC) machine)を利用するプロセスにより形成することができる。CNC工作機械を用いて模型プラテンを形成することにより、従来の加工法に比べて模型プラテンを非常に効率良く、正確にかつ低コストで形成することができる。

本発明による一態様によれば、アルミニウム板または模型プラテンをCNCルータを用いて加工する鋳型システムが使用される。加工された模型プラテンは、マット裏張り上の耐滑性パターンのネガを有するモールドスクリーンを製作するために使用される。ネガを使用することは、CNC工作機械で形成されたレプリカ通路は非常に薄く、模型プラテンまたはモールドスクリーンの完全性に影響しないことを意味する。Nomex(登録商標)またはKevlar(登録商標)の強化裏張りを備えたシリコーンのブレンドがモールドスクリーンを製作するために使用されてもよい。

模型プラテン内で製作されたレプリカパターンは、深さ0.635cm(0.25インチ)、幅0.1143cm(0.045インチ)にすぎなくてもよい。レプリカ通路パターンは、知られている製造技術では製作できなかったであろう一連のラインの連続である。通路パターンのネガは、モールドスクリーン内で製作される。連続的通路ラインとシリコーンとを使用して、今日まで小さなオブジェクトおよび耐久性を有するパターンについての問題であった空気の閉じ込めの問題は回避できる。通路のネガパターンを備えるモールドスクリーンは、模型プラテンに加工されたものと同じような耐滑性通路パターンを備えたマット裏張りの製造に使用される。

本発明の実施例についての以下の説明を、添付図面とともに参照することによって、本発明の前述およびその他の特色ならびに有利な点とともにそれを達成する方法がより明らかになるとともに、本発明自体もより良く理解できるであろう。

本発明による耐滑性マットの製造に利用されるプラテンを形成するために、本発明の一実施例により利用されるCNCルータを示す斜視図である。 本発明の様々な実施例による耐滑性マットを形成するためのモールドを製作するために、本発明の一実施例によるプラテンを利用するプロセス中の一ステップを示す、斜視図である。 本発明の一実施例によるプラテンを覆って広がるモールド材料を示す、図2と類似の図である。 図3の線4-4における断面図である。 本発明の一実施例による耐滑性マットを形成するために利用されるモールドの斜視図である。 図5のモールドのネガパターンを示す、図5の丸で囲んだ部分5Aの拡大図である。 本発明の一実施例により形成された裏張りを示す、マットの斜視図である。 図6のマットマット裏張り上の通路のパターンを示す、図6の丸で囲んだ部分6Aの拡大図である。

耐滑性マット、そのようなマットの製造システムおよび方法は、耐滑性マットを製造するために使用できるモールドシステムを形成する所定の形状を有する組立部を備える。モールドシステムを形成するための独特な形状を、効率良く、頑丈に、かつ低コストで作製することができる。本発明のモールドシステムは、マットの裏張りと床との間の表面接触度が高い耐滑性マットを製造するために用いることができる。これは、マット裏張りと床の間に溜まった残留湿気を解決して、マットに耐滑性を与えるために特に有利である。

本発明の例示的な実施例を、図面を参照しながら説明する。ここでは、すべての図面において、同様の数字は同様の要素を表す。次に、本発明の一実施例による例示的な耐滑性マット10の斜視図を示す図6を参照する。例示的な耐滑性マット10は、マット10の上面12および下面または裏張り面14を有する。上面12は、支持層16に積層またはその他の方法で結合された、糸、カーペットまたはその他の織物層15を備えてもよい。支持層16のマット裏張り14は、マット10を支持する床20に対するマット10の滑りを防止するための耐滑性パターン18を備える。これは、本発明による耐滑性マットの例示的な実施例の一つだが、当業者は、本発明の様々な態様による様々なその他のマットのデザイン、スタイル、構造および構成が本発明の範囲内であることを理解するであろう。

本発明の様々な実施例による耐滑性マット10は、マット裏張り14を備え、その一実施例は、図6〜図6Aに示される。マット裏張り14は、一連のくぼんだ通路22の形をとるパターン18を備える。これは、図6Aに示す実施例では、各通路22は、一般的には隣接する通路と平行に千鳥状に配列されている。通路22は突起24の列の周囲に形成され、突起の各列は、隣接する六角形状の隆起部26にブリッジ28で結合された一連の六角形状の隆起部26である。隆起部26およびブリッジ28は、合体して、床面20に接触するマット10の下面29を形成する。本発明の様々な実施例によるマット裏張り14の有利な一態様は、マット10の底面から突出した六角形状の隆起部26とブリッジ28との合体物が、マット裏張り14と床20との間の表面接触を増加させる。上述のように、本発明の様々な実施例により下面29によりマット裏張り14に与えられる表面接触は、90%以上である。しかし、マット裏張り14に形成される通路22は下面29と床20との間に溜まった湿気または水を発散および流出させ、これによって、湿気が通路22内に入り込んだときのマット裏張り14上の突起24の、床20に対するマット10の滑性に対する抵抗を高める。当業者は、マット裏張りの特定の形状、寸法、および仕様が本明細書で図示され、説明されたものと異なってもよく、依然として本発明の範囲内にあることを容易に理解するであろう。

図1〜図5Aを参照すると、ここまでに説明したタイプのマット裏張り14を備えた、本発明の様々な実施例による耐滑性マット10の製造方法およびシステムは模型プラテン30の製造から開始する。一実施例では、模型プラテン30は、厚さ0.635cm(1/4インチ)の5052アルミニウム板などの金属板32からCNCルータ34を用いて加工され、上述のようにマット裏張り14を複製するよう構成される。CNCルータ34は、板32から模型プラテン30を加工する。模型プラテン30では、一実施例によれば、模型プラテン30に約0.0635cm(約0.025インチ)の深さで、マット裏張り14に対応する耐滑性パターン18のレプリカ18aを形成するために、ルータ34の0.09769231cm(1/16インチ)のビットが利用される。深さ約0.1778cm(約0.070インチ)のポケット36は、マット10の所望の長さと幅に合わせて模型プラテン30上に加工される。模型プラテン30は、スクリーンモールド38を製造するために利用される(図5〜図5A)。スクリーンモールド38は、マット裏張り14上の耐滑性パターン18の形状、デザインおよび構成のネガ18bを有する。

図2に示すように、模型プラテン30が完成すると、これは、所望のスクリーンモールド38の寸法をもつポケット36を有することになり、マット裏張り14の構成のレプリカ18aが模型プラテン30上に加工されている。模型プラテン30上のレプリカパターン18aは、有利に湿気を除去してマット10をその下にある床20に維持するために、マット裏張り14上に作られるパターン18である。模型プラテン30へと加工されるポケット36の深さは、耐久性のあるスクリーンモールド38を製造するために適切なスクリーンモールド38の強度を与える。しかし、ポケット36は非常に浅いので、耐滑性マット10の製造工程中の押圧プロセスでの過度の絶縁による悪影響を最小化する。

図2〜図5Aを参照すると、加工された模型プラテン30は、マット裏張り14上の耐滑性パターン18のネガ18bを有するスクリーンモールド38を形成し、製造するために利用される。模型プラテン30は、当初は模型プラテン30に投入されるモールド材料４０で充填されている。一実施例では、本発明による耐滑性マット10の製造で利用されるモールド材料４０は、2成分硬化性シリコーンである。シリコーンの2成分が混合されると、その混合物は定着し始める前に模型プラテン30へと広がる。特に、図2および図3に示すように、シリコーンモールド材料４０は模型プラテン30に加工されたレプリカ通路のパターン18aへ広がっていく。スクリーンモールド38は、一実施例によれば、くぼみの深さが0.1778cm(0.070インチ)、ネガパターン18bの深さが0.0635cm(0.025インチ)と比較的薄いので、模型プラテン30には、モールド材料４０内に空気を取り込むほどの厚みがない。空気取り込みの可能性をさらに最少化するため、図2に示す鏝41などの工具を用いて、スクリーンモールド38の硬い部分がモールド材料４０で充填される前に、43でモールド材料４０を模型プラテン30の通路パターン18aのレプリカにあらかじめ広げる。模型プラテン30にあらかじめ広げられたモールド材料４０は、特に図2に示される。

次に、図3に示すストレートエッジ工具44が、模型プラテン30に形成されたポケット36の残りの部分にモールド材料４０を広げる。ポケット36により形成されたくぼみの浅い性質により、モールド材料４０内に閉じ込められた空気はモールド材料４０が硬化する前に脱出することができる。模型プラテン30内のポケット36とモールド材料４０との関係の拡大された断面図が、図4に示されている。

モールド材料４０が模型プラテン30へ広げられて硬化した後、スクリーンモールド38は模型プラテン30から除去され、特に図5に示すようにマット裏張り14に形成される耐滑性パターン18のネガパターン18bを備える。図5は、マット裏張り14のネガパターン18bを備えるスクリーンモールド38全体を示す。完成されたスクリーンモールド38は、形成される望ましい耐滑性マット10に適切な寸法である。

本発明の一実施例による図5のスクリーンモールド38は、よく知られている製造技術によってゴム製の耐滑性マット10および関連するマット裏張り14を形成するために利用される。同様にスクリーンモールド38も、図5Aに示す。スクリーンモールド38は、有利には、耐滑性マット10に詳細かつ正確な通路パターン18を形成する十分な耐久性および鮮明度を有する。完成したマット10のマット裏張り14は、模型プラテン30に当初加工されたレプリカパターン18aと同じパターン18、およびスクリーンモールド38に形成されたパターンのネガパターン18bを有する。図4に示すように硬く裏張りされるとともに、剥離性シリコーンゴムであるモールド材料４０内の気泡を追い出すよう設計されたスクリーンモールド38を用いることにより、マット裏張り14は美しく、硬そうな外観を呈し、床20との接触を妨げるゴムも残留していない。

本発明の様々な実施例による耐滑性マット10のマット裏張り14上のパターン18は、マット10の端まで広がり、特にマット10がカートや激しい交通に曝される場所に用いられる場合に床20をつかむのを補助する。模型プラテン30のポケット36に加工されたレプリカパターン18aの比較的薄い幅寸法は、本発明の様々な実施例によれば、耐滑性マット10のマット裏張り14を製造するためにNomex(登録商標)またはKevlar(登録商標)の強化裏張りを備えたシリコーンブレンド製のモールド材料４０を利用するスクリーンモールド38の完全性に影響しない。

本発明の一般原則および少なくとも一つの実施例の詳細な説明の開示により、当業者は本発明に加えられる様々な修正を容易に理解するだろう。したがって、我々は、以下の請求項およびその同等物に制約されることを望む。

10 耐滑性マット
12 上面
14 マット裏張り
15 織物層
16 支持層
18 耐滑性パターン
18a レプリカパターン
18b ネガパターン/ネガ
20 床
22 通路
24 突起
26 隆起部
28 ブリッジ
29 下面
30 模型プラテン
32 金属板
34 CNCルータ
36 ポケット
38 スクリーンモールド
40 モールド材料
41 鏝
44 ストレートエッジ工具

Claims (4)

1. 耐滑性のマットであって、前記マットが、
   上面であって、該上面の上の歩行者や車両の通行を支持する上面と、
   前記マットの前記上面の反対側の面に一体成型され、前記マットが配置される床の表面に並べられるように適合された裏張りと、
   前記裏張り上に形成されて、前記床の表面上に配置されたときに前記床の表面に対する前記マットの滑りを防止する耐滑性パターンであって、前記耐滑性パターンが、前記マットの前記裏張りの実質的部分に広がる複数の突起および複数の通路の反復的パターンをさらに備え、前記複数の突起が、組み合わさって、前記マットが前記床上に配置されたときに前記床に接触する前記マットの下面を形成する、耐滑性パターンと、
   を備えており、
   前記マットが前記床の表面上に配置されたとき、前記マットと前記床との間に溜まった湿気が前記突起から前記通路へ散逸され、それによって前記床の表面に対する前記マットの移動を防止し、
   前記複数の突起の組み合わせによって形成される前記下面が、前記マットの前記裏張りの表面積の少なくとも90%を占め、
   前記複数の突起は、
   間隔の開いた六角形状の複数の隆起部と、
   複数のブリッジであって、前記複数のブリッジのそれぞれが2つの隣接する六角形状の隆起部を結合させる複数のブリッジと、
   をさらに備える、耐滑性のマット。
2. 前記上面が、織物層をさらに備える、請求項1に記載の耐滑性のマット。
3. 前記通路が千鳥状配列になっている、請求項1または2に記載の耐滑性のマット。
4. 前記複数の突起および前記複数の通路は、前記耐滑性のマットの前記裏張りの対角線と平行に配置される、請求項3に記載の耐滑性のマット。

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