具有防火潮湿隔层的床垫的制作方法

专利名称：具有防火潮湿隔层的床垫的制作方法
具有防火潮湿隔层的床垫 与其它专利申请的交叉参考
本申请要求2004年10月12日提交的美国临时专利申请 No.60/618348的优先权，在此结合其全部内容作为参考。
背景技术：
在床垫行业中，公知的是，在某些环境中需要提供具有潮湿隔层
的床垫，以防止不希望的流体渗漏或通过而进入到床垫的下部中。在
弹簧床垫中，尤其是在医院或其它卫生保健环境中，需要防止水、尿、 或其它液体通过床垫的装饰罩并进入床垫的内装弹簧部分中。 一旦流
体进入到床垫中内装弹簧的部分内，流体将很难被移除并可能导致不 良后果。
防水材料如乙烯基已经用于提供潮湿隔层。在某些设计中，潮湿 隔层形成为类似家具套，该家具套可以在床垫上滑动，并被拉链、纽 扣或其它装置固定。在其它的设计中，潮湿隔层是一材料层，该材料 层位于装饰层的下面且在内芯的上面，从而在睡眠的用户和内芯之间 提供潮湿隔层。但这些隔层很难缝制或以其它方式固定在床垫内。乙 烯基一旦已经被缝合或刺破，例如容易被撕破。为了解决这个问题， 工程师和设计师们已经在研制用于制造床垫的改进的材料和工艺。这 些改进的材料即使当其被C型钉(hog-ring)、夹子或其它连接器缝合 或以其它方式刺破时也能保持其切变强度。这样的材料的一个例子是 在美国专利US5311624中描述的材料。
虽然这些潮湿隔层可以很好地工作，但它们仍存在问题。提供可 移除装饰顶部的家具套经常使用将装饰罩固定到床垫芯的拉链或一些 其它连接机构。最近已经采取主动，以限制和约束当床垫暴露在明火中时床垫能够如何工作。这些连接机构，尤其是拉链，对于明火试验 可能形成失效点。
因此，在本领域中需要这样的材料和系统，所述材料和系统能作 为潮湿隔层，而不会导致床垫在明火顺应性试验中失效。

发明内容
在这里描述的系统和方法包括改进的床垫和改进的材料层，用于 提供具有能抵抗明火的防潮隔层的床垫。此外，本发明包括制造床垫
和制造可以用作床垫内的隔层的防潮材料的方法。
一方面，此处描述的系统和方法包括但不限于一种软垫，该软垫 具有限定上部主表面的内芯；，用于阻止液体穿过的防液体隔层， 该防液体隔层具有用于阻止液体穿过的防液体层、构造里衬层、以及 至少一个防火层。可选择地，软垫还可以具有罩，如装饰罩，并且进 一步可选择地，罩可以是可移除的。
防液体层可以阻挡液体和/和潮气，并且为此目的可以包括从由聚 亚安酯、聚氯乙烯、乙烯基、酰胺纤维、聚酯、MYLAR⑧、橡胶、氯 丁橡胶、羊毛、聚四氟乙烯(PTFE)、和NANOPEL⑧组成的组中选择 的纤维。防液体层可以包括已经进行了表面处理的材料层，从而其阻 止潮气沿着至少一个方向穿透。这可以是泡沫、棉花、羊毛或一些其 它经过处理的材料层，典型地使用化学化合物，从而上述层可以防止 液体或潮气的穿过。防液体隔层可以沿着内芯的侧壁设置在内芯上表 面的上面、内芯下表面的上面，或者设置在任何可以防止潮气或火焰、 热或大火穿透的位置。在一个使用了可移除罩的实施例中，防火潮湿 隔层设置在内芯附近，从而使该隔层提供里衬层，该里衬层设置在将 设置拉链、钩和环紧固器或其它紧固器的位置附近。在一个进一步的 实施例中，防液体隔层具有延伸经过防潮层且尺寸大于防潮层的防火 层。这就允许防火层可以设置在对防火有利、但不需要潮湿隔层的位置处。在可选择的实施例中，软垫可以具有可移除罩，其中防液体层 设置在可移除罩内。
防火层可以是任何包括从凯夫拉尔纤维、卤化纤维、精制纤维和 非有机纤维材料的组中选择的材料的合适的防火层。防火层可以包括 多个防火材料层，并可以设置在内芯附近接近用于将可移除罩固定到 内芯的连接机构的位置的位置处。
软垫可以是床垫、沙发垫、蒲团或其它任何具有内部弹性主体或 芯的家具软垫。防液体隔层可以设置在那个内芯的至少一部分附近， 并可以通过连接装置如C型钉、塑料带、粘合剂、U形钉和销连接到 上述芯。在一些实施例中，内芯可以是泡沫包装，并且防液体隔层覆 盖泡沫侧壁的至少一部分。可选择地，防液体隔层可以包围全部内芯 或基本全部内芯，并为此目的可以是在尺寸上适于包围内芯的至少一 部分的袋状容器。
另一方面，在这里描述的系统和方法包括具有阻燃层的潮湿隔层 和制造上述潮湿隔层和软垫、包括具有上述层的床垫的方法。
附图简要说明
下面的附图描述了一些本发明的示意性实施例，其中相同的附图 标记表示相同的元件。上述的实施例应当理解为仅是说明性的，并不 以任何方式进行限制。


图1A描述了根据本发明的防潮材料的一个实施例；
图1B是根据本发明的内部弹簧构造、填料层和隔层的一个实施例 的端部分解示意图2是增加了一个从其上卸下来的可移除罩的上述元件的端部组
合图3是本发明的一种可替代的实施例；
图4是根据本发明的水床垫的侧向分解视图；图5是根据本发明的袋装弹簧的侧面的部分剖面图。
具体实施例方式
为了提供对本发明的全面理解，现在将描述某些说明性的实施例 和实践，其包括防火潮湿隔层和床垫和制造具有防火潮湿隔层的床垫 的方法。然而，本领域的普通技术人员将会理解，上述系统和方法可 以被改变和修改并可以用于其它用途，如用于沙发、蒲团或其它家具 或用于家具的软垫，并且其它添加、修改和用途将不脱离本发明的范 围。
现在参考附图，其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的元 件，图l-5示意了各种可以釆用此处描述的技术实现的实施例和实践。
图1A描述了具有防火特性的防潮材料的第一实施例。具体地，图
1A描述了防潮材料IO的实施例，该防潮材料IO包括潮湿隔层12、里 衬材料层14、和两个防火材料层18。
更具体地，潮湿隔层12可以是1密耳的PU (聚亚安酯)薄膜。 潮湿隔层12可选择地具有抗菌剂添加物，在生产过程中被施加到它的 外表面或添加到薄膜。抗菌剂可以抑制霉、霉菌、和细菌的生长，并 且其自身或与潮湿隔层的组合可以防止灰尘螨类的传播。也可以使用 其它厚度的PU (聚亚安酯)薄膜，其包括2-5密耳。此外，也可以使 用其它材料，或者代替聚亚安脂或者与聚亚安酯组合。其它材料可以 包括乙烯基、聚酯、羊毛、有机羊毛、塑料、处理过的帆布、处理过 的棉花、或上述材料的组合，如能够作为潮湿或蒸汽隔层的材料层的 组合。此外，其它聚合物组合物既可以用作材料片材，也可以用作应 用到正常多孔材料片材的覆盖层，如衣物，并且用于潮湿隔层12的材 料的选择将取决于将来的应用。
图1A还描述了在该实施例中包括PET (聚酯)绞线层的里衬层14。在所述的实施例中，PET (聚酯)绞线至少部分地被重叠，以形成 通常称之为柔光网的网状结构。该绞线可以具有任何合适的厚度，并
且典型地在l-10密耳范围内，并且更典型地是3-5密耳。里衬层14可 以包括其它材料和厚度的绞线，如聚丙烯、聚乙烯、铝、或玻璃纤维、 以及这种材料的组合。在任何情况下，里衬层14提供给潮湿隔层12 增加了完整等级的的构造里衬层，从而降低了在床垫制造和后面的使 用过程中形成破裂的可能性。相似地，柔光网14也可以为一个或多个 防火层18提供增加的完整等级。
图1A还描述了在该实施例中，隔层IO包括两个具有防火材料的 层18。在一个实施例中防火材料是KEVLARTM和PET (聚酯)粘合纤 维，虽然也可以使用其它合适的材料，并且实际使用的材料将取决于 应用的细节，包括床垫类型(如开路线圈、袋装弹簧、泡沫、水)、 床垫尺寸、材料成本和其它这样的在设计方面的考虑。在所示实施例 中，防火材料层18可以设置在里衬层(柔光网)14的任一侧上。以这 种方式，里衬层14夹设在两个防火材料层18之间。里衬层14可以通 过粘合剂、溶剂、超声焊接、或任何合适的技术连接到防火材料层18。 可选择地，在某些实施例中，里衬层14可以形成为不与一层或多层18 连接，并在这样的实施例中柔光网14在足够的作用力下将内芯的外围 边缘固定到位，以防止或降低潮湿隔层12或防火层18由于内芯的移 动被撕破的可能性。
如上所述，描述的层18由形成为织物层的KEVLARTM纤维和PET 纤维形成。在一种实践中，织物层利用粘合剂或胶合剂混和和连接纤 维而形成。在其它实施例中，层18可以是KEVLARTM和PET纤维编 织物形成的织物层。可以采用其它的技术来形成层18，并且可以采用 形成层18的任何合适的技术。图1A所示的层18采用凯夫拉尔纤维， 但是在其它实施例中也可以使用其它合适的材料。上述其它的材料可 以是其它防火材料、或有时称之为火焰或火阻燃材料，并且可以包括 任何商业上可用的防火材料。上述材料可以分类成四种普通的组，包括无机材料、有机磷材料、卤代有机材料(典型地是利用氯或普通溴 进行卤代)和氮基化合物。商业上可用的材料是以商标名NOMEX、
KEVLAR、 INDURA和其它名称出售的。其它材料包括如在美国专利 US5540980中描述的防火平衡包芯(corespun)纱线。该材料可以包括 层或结合到层中的纤维，其中纤维是切碎的纤维、人造纤维、细纱、 和/或连续丝状物层。使用的纤维或层的类型将取决于应用。在其它实 施例中，防火层可以是处理过的材料层，如棉花或聚亚安酯，其中上 述处理提供了一定程度的防火性能。也可以使用防火或阻燃纸。也可 以使用其它防火材料，而不脱离本发明的范围。
可选择地，潮湿隔层IO可以具有包括防火材料、里衬材料或防潮 材料的附加层的其它层。上述的层可以被层叠在一起、超声焊接、通 过粘合剂或溶剂结合在一起或以其它方式组合以形成材料片材。形成 的片材尺寸可以根据应用而变化，但在某些实施例中，片材的尺寸可 以是用于床垫制造的传统尺寸，其典型地是大约88英寸宽。
现在转向图1B，该图描述了用在内装弹簧的床垫组件中的图1A 的材料10。可以看出，内装弹簧的构造15包括一对边界线11，并限 定了上表面16、下表面17和侧面。该内装弹簧的构造15可以是如图 所示的开路线圈构造，它可以是在授予Stumpf的美国专利No.4234933 中确定的袋装弹簧构造，或可以是泡沫芯、或其它任何合适的内芯、 或内芯的组合，上述美国专利在此并入以作为参考。
一个或多个潮湿隔层10可以设置在内芯构造15的上表面和下表 面上，从而使层IO与边界线11交迭。该层IO可以可选择地包括绝缘 层(如纤维填料或塑料网)，并且还可以包括棉花纤维填料、聚亚安 酯填料、或其它本领域公知的填料材料21。在每层装饰层上面，层叠 的隔层材料10的层是利用C型钉13直接"钉"到内装弹簧的构造的 弹簧22上。在一个实施例中，隔层材料的第二层"钉"到下面边界线 11，并且被包装在内芯的底表面17上，从而使另一防火潮湿隔层用于完全包围内芯构造和装饰材料。C型钉是将织物或填料连接到内装弹簧 的构造的传统装置，虽然也可以使用其它机械或粘合装置，包括塑料
带、塑料或弹性带、和u形钉。
在图示的实施例中，隔层IO设置在内芯15的上表面16和装饰层
之间，并且隔层IO的另一片材设置在内芯15的下表面17和床垫或软 垫的下侧或底侧的装饰层之间。在可选择的实施例中，隔层10可以沿 着内芯15的侧壁或侧壁的一部分设置。例如，在具有可移除装饰罩的 实施例中，拉链或其它固定物设置在罩上，以允许罩从床垫上移除。 在上述实施例中，可以这样设置隔层10，从而使其设置在内芯附近的 任何与拉链或固定物邻近的位置。例如，图2描绘了具有拉链34的可 移除罩30，其中拉链34沿着内芯15侧壁向下延伸。在该实施例中， 隔层10、或至少隔层10的防火层可以沿着内芯侧壁中与拉链34邻近 的部分设置，以便为拉链34提供防火里衬。
在隔层材料IO和装饰层处于合适位置后，接下来可以对内芯构造 进行传统装饰(未示出)，或者可以将可移除罩30设置在内装弹簧的 构造上，如图2所示。该可移除罩30可以由传统的如用在传统不可移 除的床垫罩内的装饰材料32构成，或可以通过拉上拉链以固定盖34 而将可移除罩30固定到合适位置，以便为内芯构造和隔层材料提供完 整的包围。罩30的装饰层可以包括人工的或天然的纤维材料之一，或 其混合物。在一个实施例中，上述织物层包括例如通过加热粘合到泡 沫子层或多层泡沫子层而层叠的尼龙材料。也可以使用其它的材料， 如聚酯或毛巾料材料或其混和物、柔软的有机材料、羊毛或棉花或其 它材料。同样，罩可以包括可机洗的织物层。罩30可以被缝合或巻绕 以提供完整的外部。罩30可以通过拉链34连接，或者如果需要，也 可以使用钩-环紧固器，或者一些其它的紧固器或紧固器的组合。这样 得到的床垫或软垫就具有了完整的外形。
可以理解，如果床垫或软垫遇到液体溢出例如在其上表面上，液体将倾向于(如果使用传统的装饰材料)渗漏到装饰材料内。如果溢 出量足够多，液体可能完全渗漏穿过罩并遇到隔层。此时，它优选地 将被停止或至少将被阻止。可以理解，需要床垫内芯的弹簧或泡沫不 能被污染，正如前面讨论的这样对弹簧和填料层不利，这是因为弹簧 和填料层很难清洗或者甚至接近，尤其是在袋装弹簧的情况下。
应当理解，存在可替代的实施例以提供具有防火潮湿隔层的床垫。 图3描绘了一个可选择的实施例，其中防火潮湿隔层建立在可移除罩
30的内表面里。如图所示，可移除罩30可以让材料片材IO连接到它
的内表面中的一个或多个上。可选择地，防火层可以环绕或设置在内
芯部分中设置拉链34的附近，以在拉链34的位置处提供另外的防火 性能。可以提供FR (防火)材料的可选择的里衬层以及覆盖拉链34 的可选择的FR材料层。拉链34可以沿着软垫的侧壁或软垫的外围边 缘周围或其它任何合适的位置延伸，并且隔层10可以设置在拉链34 附近。
图4示出了水床垫50的另一个实施例。如图所示，也可以将层叠 的阻燃防潮隔层56缝合在水床垫50的上罩部分52内，以提供对从床 垫50内的内部水囊58渗漏出的水或潮气的阻挡。如可以从图1A-1B 中图示的层的说明中看出的那样，防潮层56的构造容易适应上述缝合，
在缝合后提高了抵抗撕破或撕裂的能力。
如图5所示，本发明还提供了改进的袋装弹簧构造60。该袋装弹 簧构造60包括包装在4层织物罩内的弹簧61 (如在Stumpf的美国专 利No.4234933中所述)。上述4层层叠的隔层材料(在图3中示出的 40)包括外部水或潮气密封层、构造里衬层、和两个防火层。在该构 造60内，可以看出被包裹的弹簧61典型地由金属构成，弹簧61受到
潮湿隔层的保护。
应当理解，弹簧上的织物可以被颠倒，也就是，构造里衬层在外面，或者潮湿隔层和/或防火层夹设在两个柔光网层之间。也可以在不 脱离本发明范围的情况下使用隔层io的其它设置。还应当理解，泡沫、 塑料弹簧、或其它弹性材料也可以用作金属内装弹簧的构造的替代物， 并且此处描述的潮湿隔层可以保护作为选择的弹簧和弹性材料。
另一方面，本发明提供了制造防潮和防火材料片材或层以及制造 软垫、如具有上述隔层的沙发软垫和床垫的方法。可以如上所述制造 该材料以提供可以用于形成此处描述的床垫和其它产品的巻材。
因此，可以看出，提供提高了对水、水蒸气、或其它液体或蒸汽 以及明火的抵抗力的床垫结构。还提供了降低了内部水泄漏几率的改 进的水床垫结构。虽然已经参考公开的实施例详细描述了本发明，应 当理解也可以在如附加权利要求所述的本发明的精神和范围内实施许 多变化和修改。例如，床垫可以包括泡沫芯、或泡沫和弹簧的组合。 床垫可以是单面或双面的。防火层可以用在任何家具软垫，包括车辆 座椅垫、沙发软垫、和蒲团。其他应用可以包括在枕头、床垫罩、床 单、帏帐、防护服、野外防火罩等中的使用。从而，本领域的普通技 术人员仅利用常规试验将知道或能够确知此处描述的实施例和实践的 各种等效替换。因此，应当理解，本发明不限于此处公开的实施例， 而应当从下面的权利要求理解，应该在法律允许条件下尽可能宽地理 解权利要求。
权利要求
1. 一种软垫结构，包括限定上部主表面的内芯，用于阻止液体穿过的防液体隔层，该防液体隔层包括用于阻止液体穿过的防液体层；构造里衬层；和至少一个防火层。
2. 根据权利要求1所述的软垫，还包括 可移除罩。
3. 根据权利要求l所述的软垫，其中防液体层包括从由聚亚安酯、聚氯乙烯、乙烯基、酰胺纤维、聚 酯、聚酯薄膜、橡胶、氯丁橡胶、羊毛、聚四氟乙烯(PTFE)、和nanopd 组成的组中选择的纤维。
4. 根据权利要求l所述的软垫，其中防液体层包括具有表面处理的材料层，用于阻止潮气沿着至少一 个方向穿透。
5. 根据权利要求1所述的床垫，其中 防液体隔层设置在内芯的上部主表面的上方。
6. 根据权利要求l所述的软垫，其中内芯具有下部主表面，并且 进一步包括-设置在内芯的下部主表面上方的第二防火层。
7. 根据权利要求1所述的软垫，其中内芯具有至少一个侧壁，并 进一步包括-设置在所述至少一个侧壁的一部分上方的第二防火层。
8. 根据权利要求l所述的软垫，其中软垫具有下部主表面，并进 一步包括设置在内芯的下部主表面上方的第二防液体隔层。
9. 根据权利要求2所述的软垫，其中防液体层设置在可移除罩内。
10. 根据权利要求1所述的软垫，其中防火层包括从凯夫拉尔纤 维、卣化纤维、精制纤维和非有机纤维材料的组中选择的材料。
11. 根据权利要求1所述的软垫，其中防液体隔层通过从由C型 钉、塑料带、粘合剂、u形钉和销组成的组中选择的连接装置连接到 内芯。
12. 根据权利要求1所述的软垫，还包括设置在内芯的侧壁的至少一部分附近的泡沫侧壁，并且其中防液 体隔层覆盖泡沫侧壁的至少一部分。
13. 根据权利要求1所述的软垫，其中防液体隔层包括尺寸上适 于包围内芯的至少一部分的袋状容器。
14. 根据权利要求1所述的软垫，其中至少一个防火层包括多个防火材料层。
15. 根据权利要求1所述的软垫，其中防火层设置在内芯附近与用于将可移除罩固定到内芯的连接机构的位置接近的位置处。
16. —种制造床垫的方法，包括下述步骤 提供内芯；以及将如权利要求1所述的隔层材料连接到内芯的至少一个表面。
全文摘要
一种防火潮湿隔层和具有这样的隔层的床垫以及相关的制造方法，提供了能防火和防潮的床垫、家具软垫和其它产品。
文档编号A47C27/00GK101437426SQ200580042383
公开日2009年5月20日 申请日期2005年10月12日 优先权日2004年10月12日
发明者迈可尔·S·德弗兰克斯 申请人:骏威公司