NO330551B1 - Madrass innbefattende et aktivt varmeopptaks/frigjoringslag i kombinasjon med et skillemateriallag - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en madrass (101), hvor madrassen er avpasset for bruk av en person under hvile og innbefatter et støtteelement (105), hvilket støtteelement er dekket av et første lag av et materiale (107) med temperaturregulerende egenskaper ved å oppta og frigjøre varme og et andre lag med dun. Ved bruk av et materiale med temperaturregulerende egenskaper sammen med et lag med dunfyll (201) oppnås svært gode egenskaper for minimalisering av temperaturvariasjoner.

Description

Madrass innbefattende et aktivt varmeopptaks/frigjøringslag i kombinasjon med et skillemateriallag

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en madrass.

Under søvn gjennomgår menneskekroppen ulike faser, og i disse faser varierer kroppstemperaturen både som et resultat av indre temperaturendringer i kroppen under søvn, og på grunn av variasjoner av temperaturen i omgivelsene. Disse temperaturvariasjo-nene forstyrrer søvnen. Det er spesielt viktig for søvnen at den viktigste fasen - REM-fasen - ikke blir forstyrret, fordi i denne fasen blir hjernen gjenoppladet og forberedt for den neste våkne periode. En annen effekt av temperaturendringene er at dynen som dekker personen blir sparket av under søvn, som ofte fører til at personen senere våkner frysende opp. Videre kan temperaturendringene også føre til en svett, våt madrass. I begge tilfeller forstyrrer ikke temperaturendringen bare søvnen, men den kan også føre til sykdom.

Nye materialer har blitt utviklet i et forsøk på å løse spesielle kles- og andre varmeregu-leringssystemkrav. For eksempel har mikroinnkapslede faseendrings-materialer blitt beskrevet som en egnet komponent for substratbelegg når eksepsjonelle varmeoverfør-ings- og lagringsegenskaper er ønskelig.

I US 5.290.904 er det beskrevet substratet som er belagt med et bindemiddel som inne-holder mikrokapsler fylt med energiabsorberende faseendringsmateriale. Disse mikro-kapslene gjør det mulig for substratet å oppvise større eller bedre varmebibeholdelses-eller lagringsegenskaper.

Som et eksempel har det også blitt beskrevet mikroinnkapslede faseendringsmaterialer som en egnet komponent for inkludering i fibre, når eksepsjonell varmeoverførings- og lagringsegenskaper er ønskelig. I US 4,756,958 har et fiber med integrerte mikrofjærer fylt med faseendringsmateriale eller plastkrystaller forbedrede varmeegenskaper ved forhåndsbestemte temperaturer. Dette dokumentet beskriver videre at slike fibre kan bli vevd til å danne et stoff med forbedrede varmelagringsegenskaper.

Generelt sagt har faseendringsmaterialet den egenskap å absorbere eller frigjøre varmeenergi for å redusere eller eliminere varmeoverføring i temperaturstabiliseringsområdet til det bestemte temperaturstabiliseringsmaterialet. Faseendringsmaterialet reduserer eller stopper strømmen av varmeenergi gjennom belegget i løpet av den tiden hvor faseendringsmaterialet opptar eller frigjør varme, typisk under materialets faseendring. Denne virkningen er transcient, det vil si at den vil være effektiv som en barriere mot varmeenergi inntil den totale latente varme hos det temperaturstabiliserende materialet er opptatt eller frigjort under oppvarmings- eller avkjølingsprosessen. Varmeenergi kan bli lagret eller fjernet fra faseendringsmaterialet, og kan effektivt bli ladet opp på nytt av en varme- eller kuldekilde. Ved å velge et passende faseendringsmateriale kan et sub-strat bli belagt eller et fiber tilvirket som inkorporerer et faseendringsmateriale for bruk i en bestemt anvendelse hvor stabilisering av temperaturer er ønskelig.

En tilnærming på å løse det ovennevnte søvnproblemet er ved å innføre et lag med faseendringsmateriale over kjernen av madrassen. Faseendringsmaterialet har den evne å

oppta og frigjøre varme til/fra kroppen avhengig av temperaturen til kroppen under søvn og ved å benytte faseendringsmaterialet i madrassen er det hensikten at temperaturvaria-sjonene til kroppen kan bli minimalisert under søvn. Et problem ved denne løsningen er at under søvn blir fuktighet fra kroppen generert og fuktigheten blir så opptatt i laget

som følger etter faseendringsmaterialet som typisk enten er kjernen til madrassen eller et lag av syntetisk fyll mellom kjernen og faseendringsmaterialet. Fukten reduserer ef-fekten av faseendringsmaterialet vesentlig, slik at introduksjonen av faseendringsmaterialet ikke tilstrekkelig løser problemet med normalisering av temperaturvariasjonen under søvn.

US 2002/0164474 beskriver et komposittmateriale for avkjøling og isolasjon av en bru-ker i et kaldt miljø hvor materialet blant annet tilveiebringer en vei for fordampning eller direkte absorpsjon av svette fra huden til brukeren, og hvor en anvendelse av kompo-sittmaterialet er beskrevet som en metabolsk varme- eller kjøleteppe som er nyttig for behandling av hypotermia eller feberpasienter og terapeutisk oppvarming eller avkjøling av ortopediske leddstøtter.

WO2005/016074 beskriver en temperaturregulerende matte med en grunnleggende mat-testruktur med rom fylt med faseendringsmaterialer som tillater matten å operere ved en stabil temperatur definert av mattens bruk, som prinsipielt er å holde folk avkjølt i varme miljøer.

Ingen av de ovennevnte dokumenter løser imidlertid problemet med fukt som beskrevet ovenfor.

Det er derfor et formål å tilveiebringe en madrass som løser de ovennevnte problemer.

Dette blir oppnådd med en madrass innbefattende et støtteelement, hvor støtteelementet er dekket av et første lag av et materiale med temperaturregulerende egenskaper ved å oppta og frigjøre varme og et andre lag med skillemateriale (spacer material).

Ved bruk av et materiale med temperaturregulerende egenskaper sammen med et lag med skillemateriale, oppnås svært gode egenskaper for minimalisering av temperaturvariasjoner. Ved bruk av skillematerialet kan fuktighet enkelt forsvinne på grunn av luftsirkulasjon fra omgivelsene, og ved å minimalisere fuktigheten har tester vist at funksjonaliteten til de temperaturregulerende materialer slik som for eksempel faseendringsmaterialer blir vesentlig forbedret. Dermed kan det temperaturregulerende materiale bli benyttet for å oppnå de ganske strenge krav til temperaturvariasjon som er nød-vendig for å oppnå en uforstyrret søvn - spesielt en uforstyrret REM-søvn. Videre for-hindres, ved bruk av det temperaturregulerende materiale i madrassen, at brukeren blir syk, både fordi en bedre søvn forbedrer immunsystemet fordi faren for at personen util-siktet sparker av seg dynen eller gjør madrassen våt på grunn av svette blir redusert. Videre, siden faren for at madrassen blir svett blir redusert, kan hyppigheten for rengjø-ring av madrassen og/eller madrasstrekk bli redusert.

Eksempler på skillematerialer er "distance mess", et 3mesh®-produkt fra Muller Textil. Ved bruk av dette produktet er det mulig å justere hardheten og fjærkarakteristikken.

I en utførelsesform innbefatter det temperaturregulerende materialet et faseendrings-materiale. Dette materialet har vist seg å være et godt materiale for bruk på en madrass, og kan bli avpasset for optimalt å minimalisere temperaturvariasjonen i temperaturområdet rundt menneskekroppstemperaturen.

I en utførelsesform innbefatter madrassen videre et tredje lag med dun over det andre laget. Sammenlignet med for eksempel fiberfyll har dunfyll svært gode fuktighets-ab-sorpsjonsegenskaper, og dette reduserer derfor ytterligere fuktigheten og forbedrer funksjonaliteten til faseendringslaget.

I en utførelsesform innbefatter madrassen videre et fjerde lag med skillemateriale, hvilket fjerde lag er anordnet på den motsatte siden av støtteelementet enn det andre laget, slik at hvert skillemateriale dekker hver side av støtteelementet. Dette sikrer at fuktighet fra begge sider av madrassen blir minimalisert på grunn av en mulig luftsirkulasjon rundt madrassen.

I en utførelsesform innbefatter det tredje laget med dun gåsedun. Gåsedun har vist seg å være svært godt i å absorbere fuktighet, slik at funksjonaliteten til det temperaturregulerende materialet blir forbedret.

I en utførelsesform har det andre laget en tykkelse på mellom 3 mm og 5 mm.

I en utførelsesform har det tredje laget en tykkelse mellom 1 mm og 20 mm.

I en utførelsesform innbefatter madrassen videre minst ett dekklag. Dette beskytter laget med faseendringsmateriale.

I det etterfølgende vil foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen bli beskrevet med henvisning til figurene, hvor: Fig. 1 viser en utførelsesform av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse, fig. 2 viser en annen utførelsesform av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 viser funksjonaliteten til madrassen i henhold til den foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser menneskekroppstemperaturvariasjoner ved bruk av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse sammenlignet med menneskekroppstemperaturvariasjoner ved bruk av tidligere kjente madrasser,

fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform av en madrass i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 6 viser en ytterligere utførelsesform i form av en madrass i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 7 viser funksjonaliteten til madrassen i henhold til utførelsesformen av madrassen vist i fig. 6.

Figur 1 viser en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Madrassen 101 er i kontakt med en stor del av menneskekroppen 103 under søvn. Et tverrsnitt av madrassen 101 er vist i 102. Madrassen innbefatter støtteelement 105, for eksempel en kjerne basert på skum og/eller fjærer, hvor støtteelementet er dekket av et første lag av et materiale med temperaturregulerende egenskaper slik som faseendringsmateriale 107 og et andre lag med skillemateriale 109.

Som et alternativ kan en toppmadrass for plassering oppå en eksisterende fjærbasert madrass innbefatte det andre laget med skillemateriale og det første laget med temperaturregulerende materiale. Videre kan et lag være tilveiebrakt over det temperaturregulerende materialet 107 for å beskytte det temperaturregulerende laget.

I fig. 2 er en annen utførelsesform av en madrass i henhold til foreliggende oppfinnelse vist, hvor madrassen her, i tillegg til det første laget med temperaturregulerende materiale 207, innbefatter et tredje lag med dun 201 anordnet mellom skillemateriallaget 209 og støtteelementet 205.

I fig. 3 er funksjonaliteten til madrassen i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist. Menneskekroppen er vist ved 301, det temperaturregulerende materialet er vist ved 303 og skillemateriallaget er vist ved 305. Når temperaturen til menneskekroppen 301 øker, blir den ekstra varmen lagret i det temperaturregulerende laget 303, og kroppstemperaturen blir redusert. Når kroppstemperaturen til menneskekroppen 301 reduseres, blir den lagrede ekstra varmen frigjort fra det temperaturregulerte laget 303, slik at kroppstemperaturen blir øket. Videre gjør skillemateriallaget luftsirkulasjon mulig, samt minimaliserer fuktighet fra omgivelsene og fuktighet frigjort fra menneskekroppen 301.

I fig. 4 er menneskekroppstemperaturvariasjoner ved bruk av madrasser i henhold til den foreliggende oppfinnelse sammenlignet med menneskekroppstemperaturvariasjoner ved bruk av tidligere kjente madrasser. På den horisontale aksen er tiden vist, og på den vertikale aksen er kroppstemperaturen vist. Kroppstemperaturen ved bruk av en tidli gere kjent madrass er vist med kurven 405, mens kroppstemperaturen ved bruk av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse er vist med kurven 403. Videre er intervallet 401 på den vertikale aksen intervallet definert som den optimale søvntempe-raturen. Ved bruk av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse blir kropps-temperaturvariasjoner minimalisert og holdt innenfor det optimale søvn-temperaturin-tervallet 401, mens ved bruk av en tidligere kjent madrass oppstår store temperaturvariasjoner.

I fig. 5 er en annen utførelsesform av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist, hvor madrassen er, i tillegg til det første laget med temperaturregulerende materiale 507, innbefatter et tredje lag og et fjerde lag med skillematerialer 501, 503 på hver side av støtteelementet 505.

I fig. 6 er en ytterligere utførelsesform av en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist; her er dekklagene 601,603 anordnet som de ytre deler på hver side av madrassen.

I fig. 7 er funksjonaliteten til madrassen i henhold til utførelsesformen av madrassen vist i fig. 6 illustrert. Menneskekroppen er vist med 701, det temperaturregulerende materialet er vist med 703, og dunlaget er vist med 705. Videre er de tredje og fjerde la-gene med skillematerialer 707,709 vist på hver side av støtteelementet 708. Når temperaturen til menneskekroppen 701 øker, blir den ekstra varmen lagret av det temperaturregulerende laget 703, og kroppstemperaturen blir senket.

Når kroppstemperaturen til menneskekroppen 701 synker, blir den lagrede ekstra varmen frigjort fra det temperaturregulerende laget 703 slik at kroppstemperaturen øker. Videre opptar dunlaget, som er en svært effektiv fuktighetsabsorbent, fuktighet fra omgivelsene og fuktighet frigjort fra menneskekroppen 701. Skillemateriallaget 707, 709 tillater luftsirkulasjon gjennom madrassen, og minimaliserer dermed ytterligere meng-den fuktighet.

Madrassen kan bli fylt unikt, for eksempel basert på klimaet i hvilket madrassen skal benyttes og basert på komforttemperaturen til mennesket som har til hensikt å benytte madrassen.

I den ovennevnte beskrivelse er madrasser innbefattende dunfyll beskrevet. I denne for-bindelse er ordet "dun" relatert til både dun, fjær eller en kombinasjon derav, og skal derfor fortolkes tilsvarende.

Det skal bemerkes at de ovennevnte utførelsesformer illustrerer, i stedet for å begrense, oppfinnelsen, og at fagmannen innen området vil være i stand til å konstruere mange al-ternative utførelsesformer uten å fravike fra omfanget av de vedlagte krav. I kravene skal alle henvisningstall plassert i parentes ikke fortolkes som å begrense kravet. Ordet "innbefattende" utelukker ikke tilstedeværelsen av andre elementer eller ting enn de som er listet opp i kravet. Oppfinnelsen kan bli implementert ved hjelp av hardware innbefattende flere distinkte elementer, og ved hjelp av en egnet programmert datama-skin. I et anordningskrav som ramser opp flere midler, kan flere av disse midlene bli utført av en og samme hardware-gjenstand. Det ene faktum at visse trekk blir angitt i flere gjensidige forskjellige avhengige krav indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan benyttes.

Claims (8)

1. Madrass innbefattende et støtteelement,karakterisertv e d at støtteelementet er dekket av et første lag av et materiale med temperaturregulerende egenskaper ved å oppta og frigjøre varme og et andre lag av skillemateriale.

2. Madrass i henhold til krav 1,karakterisert vedat det temperaturregulerende materialet innbefatter et faseendringsmateriale.

3. Madrass i henhold til krav 1,karakterisert vedat madrassen videre innbefatter et tredje lag med dun over det andre laget.

4. Madrass i henhold til krav 3,karakterisert vedat madrassen videre innbefatter et fjerde lag med skillematerialer, hvilket fjerde lag er anordnet på den motsatte siden av støtteelementet i forhold til det andre laget, slik at hvert skillemateriale dekker hver side av støtteelementet.

5. Madrass i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat det tredje laget med dun innbefatter gåsedun.

6. Madrass i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat det andre laget har en tykkelse mellom 3 og 50 mm.

7. Madrass i henhold til et hvilket som helst av kravene 2-6,karakterisert vedat det tredje laget har en tykkelse på mellom 1 og 20 mm.

8. Madrass i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat madrassen videre innbefatter minst ett dekklag.