专利名称：衬垫结构的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及适于用作无粘接剂且防滑的衬垫的结构，以便覆盖和/或保护通常水平的平表面，例如搁板、抽屉等，本发明还涉及制造该结构的方法。
发明的
背景技术：
消费者在家中使用了多种板材作为垫层和衬垫材料。例如，多年来已经采用装饰纸来作为搁板和抽屉的衬垫。某些装饰纸在一面有粘接剂，以便提供更永久性的衬垫。塑料例如聚氯乙烯还通常制成板形或作为增强复合材料，通常在一面上还有粘接剂涂层，以便消费者用作衬垫。
一种可选类型的衬垫结构如美国专利No.4947999所述。该结构包括有基本扁平底面的塑料板，用于布置在下面的搁板或抽屉的表面上。脊形的整体隆起图案从该板的顶面向上凸起。该脊的顶部通常共面，并有减小的表面积，以便支承物品例如玻璃杯和餐具，并允许空气流到该物品的下面。
尽管该类型的衬垫结构提供了某些优于本领域以前已知衬垫的优点，但还希望能进一步改进。例如，根据前述美国专利No.4947999所述结构的肋形搁板衬垫制品目前已经上市了，商标为“PLAST-O-MAT”。该制品由相对较硬和光滑的塑料构成，并在置于平表面上时有卷曲的趋势。因此，难于使该衬垫保持在光滑支承表面上的合适位置，因为当它受到平行于衬垫平面的力时将有沿该支承表面滑动的趋势，该平行于衬垫平面的力例如从衬垫上移动物品而产生的力。该缺点在美国专利No.4947999中已经认识到了，该专利称该衬垫结构为“半刚性”结构，并建议用双面胶带来将它固定就位。
发明简介本发明提供了一种适于覆盖或保护水平支承结构例如搁板的衬垫结构，所述衬垫结构包括有顶表面和底表面的柔性板。该柔性板是非刚性的，并由第一聚合树脂构成，该第一聚合树脂足够软，以便使该柔性板不会卷曲和使该底表面能防滑。在该柔性板的顶表面上有多个向上延伸的脊，这些脊包括第二聚合树脂，该聚合树脂比第一聚合树脂硬，且在向上延伸的脊的顶边缘上提供了低摩擦表面。在本发明的一个实施例中，该底表面不是扁平的，包括向下延伸且由柔性聚合树脂构成的脊。该衬垫结构可以采用多层一次挤出法制造。
附图的简要说明
图1是本发明的衬垫的局部俯视平面图。
图2是图1的衬垫的局部仰视平面图。
图3是图1的衬垫沿箭头3-3方向的局部剖视图。
图4是图1的衬垫沿箭头4-4方向的剖视图。
图5是本发明的第二实施例的端视图。
图6是本发明的第三实施例的端视图。
图7是本发明的第四实施例的端视图。
发明的详细说明美国专利No.4947999(该文献整个被本文参引)所述的衬垫结构可以通过在制造所述结构时采用至少两种不同的聚合树脂来进行改进。衬垫结构的与支承表面进行表面配合的底面由相对较软的聚合树脂构成。该树脂选择为能够使该衬垫结构的底面有防滑特征。术语“防滑”的意思是抑制或阻碍滑移或滑动，但不是完全防止。
因此，底面将没有粘接剂，即并不牢固固定在支承表面上。与支承表面接触的底面区域将有效抑制或阻碍衬垫结构沿切向、横向或在平行于支承表面的平面内滑动或滑移。因此，不需要用胶带或其它粘接剂来将该衬垫结构在光滑水平支承表面上保持就位。由于没有粘接剂，该衬垫结构可以很容易地从支承表面上拾起，以便重新使用或更换，同时不会损坏支承表面或留下粘接剂残留物，该粘接剂残留物通常难于清除。构成衬垫结构的板或腹板的聚合树脂优选是选择为有足够的柔性，这样，该衬垫结构在与所述支承表面接触时能够适合该支承表面的轮廓，并在较长时间内保持一致(即不会有明显的卷曲)。因此，在制造衬垫结构的板或腹板部分时应当避免使用刚性或半刚性的聚合树脂。
聚合树脂可以是有足够柔性以适合表面的任意聚合树脂，且对该表面无害。可用的树脂如聚亚氨酯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺等。该树脂可以增塑，以便提供所需的手感、硬度、无卷曲和防滑特性，或者可以是能提供所需特性的共聚物。
在本发明的优选实施例中，用于板或腹板部分的聚合树脂包括聚氯乙烯，该聚氯乙烯含有一定量的增塑剂，以便使该腹板具有柔性和防滑性。增塑的聚氯乙烯树脂是公知的，例如在Encyclopedia ofPolymer Science and Enginerring，第二版，增补部分822-889页(1989)的标题为“氯乙烯聚合物”的章节中所述。
适用于本发明衬垫结构的柔性腹板中的商业树脂的实例是APEX3301-80NT树脂(由Pawtucket，Rhode Island的PlasticsDivision of Teknor Apex Company可得)。该树脂的Shore A硬度为66/60(15秒读数)，比重为1.16，拉伸强度为1500lbs/sq.in.，极限伸长为450％。通常，柔性板的Shore A硬度(15秒读数)为从大约50至大约75。不过，该硬度总是低于形成或覆盖向上延伸脊的树脂的硬度。在一个可选实施例中，该柔性板可以包括含有异氰酸盐残留物的发泡或未发泡聚合物。柔性聚合物板的成分并不严格，只要它足够柔软以便适合表面、在所需厚度时具有足够的强度、能提供防滑和可与向上延伸的脊的较硬聚合物材料相容和粘接的表面。该柔性聚合物板可以增塑，或者可以是形成的具有所需特性的共聚物。
在本发明优选实施例中的柔性腹板基本连续，即它不包含任何孔、孔眼或其它开口。该特征使得衬垫结构外观美观和令人喜爱，且使该衬垫结构易于用海绵等进行清洁。因此，该衬垫结构能够完全保护支承结构表面，以便防污物、灰尘、水、食品屑等。本发明的衬垫结构的另一优点是由该有弹力且较软的聚合树脂提供的“减震”效果。这减小了当用力将易碎物品例如玻璃杯和精制瓷器放置在硬支承表面例如木头搁板上时该易碎物品将破裂、产生裂纹或破碎的趋势。
在本发明的某些实施例中，衬垫结构基本为实心，并基本没有较大尺寸的空穴和其它空隙。不过，在其它实施例中，该柔性板进行适当发泡(例如小蜂窝状)。该柔性板的底表面可以为扁平或基本扁平，这样，当该衬垫结构置于平表面例如搁板上时，所述底表面全部或基本全部与该平表面直接接触。不过，在本发明的优选实施例中，该底表面有象脊这样的装置，该脊向下延伸，并确定了在柔性板底侧的、成一体隆起的图案。向下延伸的脊的底边缘优选是共面，以便提供水平支承“表面”或装置。向下延伸的脊的结构可以提供与该平表面接触的、减小和基本水平的表面区域。因此，空气可以流入该衬垫结构下面，从而防止潮气积累和形成发霉。
向下延伸的脊可以结合成多个直的、波纹形或Z字形的平行脊。在本发明的一个实施例中，向下延伸的脊在向上延伸的脊下面并平行于向上延伸的脊。因此，衬垫结构的底表面可以为波纹或“微波”外形。在本发明的一个实施例中，该向下延伸的脊可以由Shore A硬度低于柔性腹板的聚合树脂制成。
在本发明的一个实施例中，柔性腹板的厚度均匀，通常为从大约0.1mm至大约2mm，优选是从大约0.2mm至大约1mm。不过，在另一实施例中，柔性板的厚度可以变化，优选是以规则方式或图案变化。例如，柔性板的厚度可以在向上延伸的脊中间相对较薄(例如大约0.1mm至大约1mm)，而在向上延伸的脊处相对较厚(例如大约0.6mm至大约3.0mm)。柔性板的厚度变化也可以用于产生向下延伸的脊。
向下延伸的脊可以由一种前述相对较软的聚合树脂与衬垫结构的板部分连接而构成。在本发明的一个实施例中，该板和向下延伸的脊都采用相同的相对较软的聚合树脂，因为这将简化衬垫结构的制造。通常还希望向下延伸的脊有小的圆角或者设置扁平，以保证在脊的底边缘和支承该衬垫结构的表面之间有足够的摩擦力，以便使该衬垫结构防滑。在一个实施例中，该向下延伸的脊可以覆盖有比形成腹板的柔性塑料更软的塑料。这样可以制成更防滑的衬垫。
另一方面，从柔性板向上延伸且确定了在柔性板顶面上的成一体隆起图案的装置包括(至少在其顶部缘上)比用于形成柔性板底面的聚合树脂更硬的聚合树脂。例如，所述装置可以成脊的形式。通过采用更硬的聚合树脂，置于隆起图案上的物品即使沿大致平行于衬垫结构平面的方向也可以很容易地从该衬垫结构上取下，因为摩擦系数相对较低。当该脊有相对较厚的顶边缘，从而与置于该衬垫结构上的物品的底部有相对较大的接触表面积时，该特征特别有利。不过，用于制造该脊的聚合树脂不能有太大的刚性，从而使该脊阻碍该衬垫结构适应支承表面轮廓的能力。因此，优选是，在向上延伸的脊之间的区域内没有该较硬的聚合树脂。当采用相对较硬的聚合树脂来形成向上延伸的脊时，该脊的横截面积可以根据需要减小，以便使整个衬垫结构保持合适的柔性。
在本发明的优选实施例中，用于形成向上延伸的脊的聚合树脂能够与用于制造板部分的聚合树脂相容、易混合或粘接，这样，在该脊和板部分之间可以直接形成良好的粘接。因此，并不需要采用单独涂覆的粘接剂层来使该脊与板部分连接。而且，形成的衬垫结构非常抗脱层(脊与柔性板分离)。在一个合适实施例中，向上延伸的脊(或至少该脊的顶边缘)包括聚氯乙烯树脂。该树脂可以增塑，该增塑剂等级通常低于柔性板聚合树脂中的增塑剂等级，并足够低，以便使该向上延伸的脊的顶边缘的暴露表面的摩擦系数较低。用于形成或覆盖向上延伸的脊的树脂的Shore A硬度(15秒)为大约60至大约100，优选是大约65至大约90。形成或覆盖脊的树脂的Shore A硬度高于腹板或板部分的Shore A硬度。
用于形成向上延伸的脊的合适聚合树脂包括POLYFIEX 118514(由Flex Technologies，Inc.可得)和APEX 3189(由Plastics Divisionof Teknor Apex Company可得)。这些PVC树脂的特性如下POLYFLEX 118514APEX 3189Shore A硬度(15秒读数) 85 78/65比重 1.34 1.37拉伸强度(lbs./sq.in.) 3700 2950极限伸长(％) 330320在本发明的一个实施例中，隆起图案由多个大致平行的脊确定。该脊可以为直的或成波纹或Z字形图案等形式。脊的顶边缘可以为尖角形、圆角形或扁平形状。通常，扁平的顶边缘并不是优选，因为空气流通将受到限制，且置于该衬垫结构上的物品可能稍微更难取下，尤其是当该脊相对较宽时，因为该脊与物品底表面的接触表面积增加。脊的顶边缘将共面，以便通过水平的支承“表面”。在本发明的优选实施例中，该脊有圆角，其底部宽度的范围为大约1mm至大约4mm，高度范围为大约0.2mm至大约3mm(从该脊与底部腹板或板连接的点处的板或腹板的中心线开始测量)。该向上延伸的脊并不需要整个都由相对较硬的聚合树脂制成。例如，各脊的底部可以包括相对较软的聚合树脂，而只用相对较硬的聚合树脂作为该脊顶边缘上的较薄帽体。该脊的间距可以根据需要调节，以便有效支承置于该衬垫结构上的物品。例如，该脊可以足够密集，以便防止高且相对较窄的物品例如玻璃杯倾斜和翻倒。例如，合适的间距范围为从大约5mm至大约15mm，优选是从大约7mm至大约11mm。
向上延伸的脊不仅能使衬垫结构有例如喜爱的结构花纹，而且形成槽道，从玻璃杯和盘中溢出的水可以很容易地排入该槽道内，然后蒸发。因此，本发明的衬垫结构与已知的平顶衬垫相比，能够减小形成水环等的趋势。
可以采用多层一次挤出法来制造本发明的衬垫结构。在该方法中，在挤出用于形成柔性板或腹板部件的相对较软的聚合树脂的同时，多路挤出用于形成多个向上延伸的脊的相对较硬的聚合树脂。在升高的温度和压力下挤出融合在共用的具有所需衬垫构件断面的共挤塑模头中，以便在两聚合树脂之间的交界面处有效地形成粘接。这样，相对较硬的聚合树脂仅在与各向上延伸的脊的预定位置相对应的分离点处通过该模头挤出。
尽管用于构成柔性板和脊的聚合树脂可以都为透明的、染色的或着色的，以便使衬垫结构有整体外观，但是该衬垫结构的装饰外观也可以根据需要很容易地改变。例如，该腹板材料和脊材料可以着有互补或对比的颜色。腹板材料可以是透明的或彩色的，脊材料可以是着色和不透明的。也可选择，腹板材料是不着色或透明的，而脊材料是彩色的。
本发明的衬垫结构可以制成任意合适的长度和宽度。例如，当该衬垫设计成用于普通宽度的家庭搁板时，该衬垫宽度可以通过选择合适尺寸的共挤塑模头而进行相应调节(例如从大约250mm至大约400mm)。也可选择，可以采用更宽的共挤塑模头，并通过纵切等而将共同挤出的衬垫结构切割成合适宽度。共挤塑法能够制造基本无限长度的衬垫结构。不过，为了便于包装和运送，该衬垫结构通常切成较短的合适长度(例如从大约0.9米至大约4米)。最终用户可以很容易地用剪刀、刮刀等切割该衬垫结构，以便装配该衬垫结构。在一个可选实施例中，挤出模的宽度可以等于所希望的衬垫长度，挤出的板可以横过宽度方向切割，以便使该衬垫有合适的宽度。该方法提供的衬垫具有横过该衬垫宽度方向延伸的脊。
在附图中，相同的参考标号用于表示衬垫的相同部分。
图1是本发明的衬垫1的局部平面图。衬垫1包括柔性防滑的塑料腹板3，需要时，该塑料腹板3可以由增塑聚合物形成。衬垫1有塑料脊2，该塑料的Shore A硬度比腹板高。脊之间的沟谷由4表示。
图2是图1中的衬垫1的仰视局部平面图，表示了脊5和沟谷6。该脊5与上面布置有该衬垫的表面接触。
图3是沿图1中的箭头3-3的视图。衬垫1的腹板3包括柔性塑料，该腹板能够布置成扁平，且不会卷曲，还能与它布置于其上的表面进行防滑接触。脊2由Share A硬度比腹板3更高的塑料形成。该腹板的顶表面和底表面为波纹形状，有沟谷和脊。该脊2由比腹板3的塑料更硬的塑料覆盖。
图4是沿图1中的箭头4-4方向的剖视图。图4表示了通过腹板3的较薄部分进行切割的衬垫1。该衬垫通过脊5支承，该脊5允许空气在支承表面和衬垫1之间流动。顶表面包括沟谷4和由帽覆盖的脊2。
图5是本发明的一个实施例的端视图，其中，衬垫1包括腹板3，该腹板3有三角形剖面的脊2。腹板3的上表面4基本扁平，并有向上延伸的脊2。腹板3的底表面有波纹形横截面，有脊5和沟谷6。
图6是衬垫1的端视图，该衬垫1包括基本扁平的腹板3，该腹板3在顶表面上有脊2，该脊2由比腹板更硬的塑料制成。该脊2与腹板3共同挤出形成。不过，脊2能够单独形成，并通过熔合、胶接等而连接到腹板3上。腹板3是柔性的，因此，它平铺在表面上。脊2由比形成腹板3的塑料更硬的塑料制成。
图7是衬垫1的端视图，其中，腹板3成波纹形，在顶表面有脊2和沟谷4，且在底表面有脊5和沟谷6。该衬垫通过底表面的脊5搁置。该脊5与顶表面的沟谷4相对应。脊2由比腹板3的塑料更硬的塑料覆盖，该由帽体覆盖的脊与在腹板3的顶表面上的物品接触，并支承该物品。在一个可选实施例中，该脊可以由更硬的塑料形成，该脊从沟谷4中隆起，并高于脊2的顶部凸出。
无卷曲和防滑的本发明衬垫能够很容易的安装和取下，因为不需要粘接剂来使该衬垫保持就位。
制成衬垫1的腹板3的塑料或树脂可以是具有所需柔性、硬度和防滑特性的任意塑料或树脂。该塑料或树脂可以增塑或不增塑，并能够发泡或不发泡。树脂或塑料例如聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚烯烃和聚氯乙烯可用于形成腹板，既可以选择为塑料或树脂形成的单体，也可以添加有本领域公知的增塑剂。形成腹板的塑料的Share A硬度(15秒)为从大约50至大约75，优选是从大约55至70。
本发明的衬垫的顶表面的脊由比形成腹板的柔性塑料更硬的塑料或树脂形成，或者由该更硬的树脂覆盖。形成脊或覆盖脊的塑料或树脂的Shore A硬度(15秒)为从大约60至大约100，优选是从大约65至大约90。优选是，衬垫的顶表面的脊所包含的塑料或树脂比形成衬垫的腹板的塑料或树脂硬3个Shore A硬度单位，更优选是硬5个Shore A硬度单位，最优选是硬7个Shore A硬度单位。
权利要求
1.一种衬垫结构，包括柔性板，该柔性板有顶表面和底表面，所述柔性板包括第一聚合树脂，该第一聚合树脂足够软，以便使该柔性板不卷曲，且使底表面防滑；以及在柔性板顶表面上的多个向上延伸的脊，所述向上延伸的脊包括第二聚合树脂，该第二聚合树脂比第一聚合树脂更硬，并使得所述向上延伸的脊的顶边缘有低摩擦表面。
2.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该柔性板的底表面为基本扁平。
3.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该柔性板的底表面为波纹形。
4.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该柔性板的底表面包括多个向下延伸的脊，该向下延伸的脊包括所述第一聚合树脂。
5.根据权利要求4所述的衬垫结构，其中该向下延伸的脊是扁平的或形成有圆角。
6.根据权利要求4所述的衬垫结构，其中该向下延伸的脊直接在所述向上延伸的脊下面，并与所述向上延伸的脊平行。
7.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该向上延伸的脊为直的，并彼此平行。
8.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该第一聚合树脂包括增塑的聚氯乙烯。
9.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该第二聚合树脂包括聚氯乙烯。
10.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该第一聚合树脂和第二聚合树脂都包括聚氯乙烯，第一聚合树脂的增塑比第二聚合树脂更高。
11.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该向上延伸的脊有三角形剖面。
12.根据权利要求1所述的衬垫结构，其中该第二聚合树脂比第一聚合树脂硬至少3个Shore A硬度单位。
全文摘要
提供了一种柔性衬垫。该柔性衬垫由聚合物板或腹板形成，该聚合物较软并有防滑特性。该柔性衬垫在其顶表面上有向上延伸的脊，该脊由Share A硬度比腹板更高的聚合物形成。该衬垫的底面能够有脊和沟谷，或者可以为扁平。
文档编号A47B96/02GK1420732SQ01804964
公开日2003年5月28日 申请日期2001年2月13日 优先权日2000年2月14日
发明者詹姆斯·K·霍利 申请人:亨克尔两合股份公司