袋装型弹簧舒适层及其制作方法与流程

本申请是2015年10月9日提交的美国专利申请序列号14/879,672的部分继续申请，其要求2015年2月13日提交的美国临时专利申请序列号62/115,785的优先权，上述每个申请均通过援引而全部并入本文。

本发明涉及一种用于寝具产品和就座产品的舒适层。更具体地，本发明涉及一种用于就座产品或寝具产品中的袋装型弹簧舒适层以及制造这种舒适层的方法。

背景技术：

舒适层通常在就座产品或寝具产品中用于芯体上方/下方，其可以包括或不包括弹簧组件。这种舒适层可包括泡沫、纤维和凝胶产品。美国专利no.8,087,114公开了一种由袋装型弹簧制成的舒适层。这种弹簧组件可以由结合在一起的单独袋装型螺旋弹簧串或通过螺旋拉丝结合在一起的多个螺旋弹簧制成。

弹簧芯体可以通过弹性泡沫垫大体覆盖在顶部并且经常覆盖在底部，所述弹性泡沫垫例如为氨基甲酸乙酯垫或泡沫材料的胶乳/聚氨酯混合物。在过去几年中，更昂贵的垫子或床垫已经具有由粘弹性泡沫垫或乳胶泡沫覆盖的弹簧芯体，所述粘弹性泡沫垫是缓慢作用的，所述乳胶泡沫比粘弹性泡沫更快地作用。也就是说，粘弹性泡沫垫在负载下压缩缓慢，并且当从粘弹性泡沫垫移除负载时，缓慢恢复到其原始高度。这些粘弹性垫以及乳胶垫赋予床垫或垫子所谓的奢华感。由于它们的闭孔结构，这些垫还保持热量，并且当人坐在或躺在包含这种泡沫垫的垫子或床垫的顶上时，它们很慢地消散体热。

单独袋装的弹簧芯体已经由织物材料制成，该织物材料对于通过该织物材料的气流而言是半不可渗透，如下面更全面地说明。美国专利no.7,636,972公开了这种袋装型弹簧芯体。

欧洲专利ep1707081公开了一种袋装型弹簧床垫，其中每个袋囊具有通风孔，以便改善进出该袋囊的气流。然而，取决于产品中使用的织物，这种产品的一个缺点是随着声音在工业中被命名，袋囊的织物可能产生“噪音”。由于螺旋弹簧对织物的向上定向的力，通过织物在移除负载时膨胀而会产生这种噪音。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于就座产品或寝具产品的舒适层，其具有与包含粘弹性垫或含乳胶垫的舒适层相同的奢华感，但是没有这种舒适层的保温特性。

本发明的另一个目的是提供一种或多种用于就座产品或寝具产品的层，其具有与记忆泡沫相同或类似的缓慢压缩和缓慢恢复到其原始高度的奢华感。

技术实现要素：

实现这些目的的本发明包括用于就座产品或寝具产品的舒适层。舒适层包括单独袋装型弹簧的组件或基体(matrix)，每个弹簧被容纳在织物袋囊内。其中容纳弹簧的织物袋装材料对于通过织物材料的气流而言可以是半不可渗透的。如本文所用，术语“半不可渗透”是指织物材料在允许一些气流通过材料的同时以这样的速率进行，即阻滞或减慢保持在织物的袋囊中的弹簧可在负载下压缩的速率或是当从袋装型弹簧移除负载时该弹簧恢复至其原始高度的速率。换句话说，空气可以通过这种半不可渗透的材料，但是是以与空气通常流过寝具产品中常用的无纺聚丙烯材料的速率相比一降低的速率通过。

可替代地，其中容纳弹簧的织物材料对于通过织物材料的气流而言可以是非渗透的或不可渗透的。换句话说，空气可能不会流过织物材料。

当负载施加到由半不可渗透织物制成的舒适层时，舒适层的挠曲速率被空气逸出通过其中容纳有袋装型弹簧的半不可渗透织物的速率以及被在将各个袋囊分隔的接缝区段之间空气所行进的速率阻滞。

当负载施加到由不可渗透织物制成的舒适层时，舒适层的挠曲速率仅由在将各个袋囊分隔的接缝区段之间空气所逸出或行进的速率来阻滞。无论用于制造舒适层的织物类型如何，接缝区段可以是任何期望的形状(包括弯曲的或直的)以及任何期望的长度以控制舒适层内的气流。可以制造接缝区段的长度和/或形状，以在袋囊的内部和袋囊外部的空间之间实现期望的气流。

本文所示或所述的舒适层的任何实施例可以结合到诸如为床垫、底座或枕头的寝具产品中。此外，本文所示或所述的舒适层的任何实施例可以结合到就座产品中，诸如车辆座椅和/或诸如躺椅的办公室或住宅家具。可替代地，本文所示或所述的舒适层的任何实施例可作为零售或批发物品独立出售。在这种应用中，舒适层可以由顾客添加到寝具产品或就座产品中和/或从寝具产品或就座产品中移除。

本发明的舒适层，无论是结合在寝具产品或就座产品内，还是作为单独的产品制造和销售，由于气流通过舒适层(包括相邻袋囊之间)而为产品提供额外的冷却效果。可以通过改变焊接/加压热熔接工具(包括超声焊接工具)上的齿或槽的尺寸来改变袋囊之间的气流量。这是一种在不改变舒适层的织物材料的情况下调节舒适层内和舒适层外的气流的简单方法。

本发明的另一个优点是舒适层允许空气在袋装型弹簧舒适层内于袋囊之间流动，并沿着舒适层的周边或边缘离开或进入舒适层，这种气流促成任何包含舒适层的寝具产品或就座产品的奢华“感觉”。本发明的舒适层具有迄今为止昂贵的粘弹性泡沫舒适层的缓慢作用压缩和高度恢复特性，但没有这种泡沫舒适层的不希望的保温特性。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造用于寝具产品或就座产品的舒适层的方法。舒适层的特征在于当对产品施加负载时缓慢且温和的压缩。该方法包括形成由各个袋装型弹簧制成的连续毯，所述袋装型弹簧中的每个弹簧被容纳在织物袋囊内，该织物袋囊对于通过所述织物的气流而言是半不可渗透的。在穿过机器之后将各个袋装型弹簧的连续毯切割成所需的尺寸，该机器在两层织物之间插入多个弹簧，并沿着分段接缝结合织物层，所述分段接缝围绕每个弹簧的周边成排或成组。

舒适层的特征在于，当向舒适层施加负载时，舒适层的挠曲速率被空气逸出通过其中容纳有袋装型弹簧的半不可渗透织物的速率阻滞，以及被空气在各个袋囊之间行进的速率阻滞。舒适层的特征还在于，在从舒适层移除负载之后舒适层恢复到其原始高度的速率被空气通过半不可渗透织物返回到其中容纳有压缩弹簧的袋囊中的速率阻滞，并且被空气在各个袋囊之间行进的速率阻滞。空气在各个袋囊之间行进的速率通过将相邻袋囊分隔的接缝区段之间的间隙的大小而确定。在舒适层的周边周围，空气通过舒适层的周边接缝的区段之间的间隙进入和离开舒适层的内部。通过构造具有预定尺寸间隙的舒适层，可以控制进出舒适层的气流。进出舒适层的气流还取决于用于构造舒适层的织物类型。

制造用于寝具产品或就座产品的舒适层的方法可包括以下步骤。第一步包括形成由各个袋装型弹簧制成的连续毯，每个弹簧由分段接缝包围，该接缝允许气流通过接缝。随后可以将各个袋装型弹簧的连续毯切割成所需的尺寸。每个弹簧被容纳在具有包括多个区段的接缝的袋囊内。由于形成袋囊的接缝区段之间的间隙，袋囊对于通过袋囊的气流而言是半不可渗透的。舒适层的特征在于当将负载施加到舒适层时缓慢且温和的压缩。当负载被放置在舒适层上以及然后被移除时，舒适层返回其原始高度的速率被空气返回通过其中容纳弹簧的半不可渗透的袋囊的速率阻滞。

制造袋囊的织物可以全部或部分地由对气流非渗透或不可渗透的织物制成。在这种情况下，进入和离开袋囊的空气受到流过围绕弹簧的接缝区段之间间隙的空气限制。

制造袋囊的织物可以全部或部分地由对气流半不可渗透的织物制成。在这种情况下，进入和离开袋囊的空气不仅受到流过围绕弹簧的接缝区段之间间隙的空气限制，而且还受到流过织物的空气的限制。无论使用哪种织物制造所述层，通过控制进出各个袋囊的气流，当移除负载时，舒适层的恢复速率可能与施加负载时进入袋囊中的空气的进入速率不同。

通过对通过袋装型弹簧舒适层的接缝的气流进行限制，舒适层的制造商可以以成本高效的方式产生具有奢华感的舒适层而不使用任何泡沫。

从以下附图中将更容易明白本发明的这些和其它目的和优点，其中：

附图说明

图1是包含本发明的其中一个舒适层的寝具产品的局部剖视透视图；

图2是正在制造的图1的舒适层的透视图；

图2a是图2的机器的一部分的透视图，螺旋弹簧被插入预定位置；

图3a是在使用图2和图2a的机器的制造过程的开始部分的截面图；

图3b是在使用图2和图2a的机器的制造过程中被压缩的弹簧的截面图；

图3c是在使用图2和图2a的机器的制造过程中横向移动的弹簧的截面图；

图3d是在使用图2和图2a的机器的制造过程中移动的织物上层的截面图；

图3e是在使用图2和图2a的机器的制造过程中密封的其中一个弹簧的截面图；

图4是图1的舒适层的一部分的放大透视图，其部分地拆卸并示出了焊接工具的一部分；

图4a是图1的舒适层的一部分的放大透视图，其部分地拆卸并示出了另一焊接工具的一部分；

图5是图1的舒适层的一部分的俯视平面图，箭头示出舒适层内部的气流；

图5a是沿图5的线5a-5a获取的剖视图；

图5b是具有不同织物的替代实施例的放大剖视图；

图6是另一舒适层的一部分的俯视平面图，箭头表示舒适层内的气流；

图6a是沿图6的线6a-6a获取的剖视图；

图7是结合了根据本发明的舒适层的另一个实施例的寝具产品的局部剖视透视图；

图8是正在制造的图7的舒适层的透视图；

图9是图7的舒适层的一部分的放大透视图，其部分地拆卸并示出了焊接工具的一部分；

图9a是图7的舒适层的一部分的放大透视图，其部分地拆卸并示出了另一焊接工具的一部分；

图10是图7的舒适层的一部分的俯视平面图，箭头示出舒适层内的气流；

图10a是沿图10的线10a-10a获取的剖视图；

图10b是具有不同织物的替代实施例的放大剖视图；

图11是图1的舒适层的拐角部分的俯视平面图，箭头示出了进出舒适层的气流；

图11a是图7的舒适层的拐角部分的俯视平面图，箭头示出了进出舒适层的气流；

图12是舒适层的另一实施例的拐角部分的俯视平面图；

图12a是舒适层的另一实施例的拐角部分的俯视平面图；

图13a是摆出特定姿势(posturized)的舒适层的透视图；和

图13b是另一个摆出特定姿势的舒适层的透视图。

具体实施方式

参考图1，示出了包含根据本发明的舒适层的一个实施例的单面床垫10。该床垫10包括弹簧芯体12，在弹簧芯体的顶部上附有传统的缓冲垫14，该缓冲垫可以部分或全部由泡沫或纤维或凝胶等制成。缓冲垫14可以被根据本发明构造的舒适层16覆盖。第二传统缓冲垫14可位于舒适层16上方。在一些应用中，可省略缓冲垫14的其中之一或两个。该完整组件可以安装在基部18上并完全封闭在装饰罩20内。

如图1所示，床垫10具有纵向尺寸或长度l、横向尺寸或宽度w和高度h。尽管长度l显示为大于宽度w，但它们可以是相同的。所述长度、宽度和高度可以是任何期望的距离，并且不旨在受到附图的限制。

虽然舒适层的若干实施例被示出并描述为在单面床垫中实施，但是本文所示或所述的任何舒适层可用于单面床垫、双面床垫或座垫。如果任何这样的舒适层与双面产品结合使用，则产品芯体的底侧可以具有施加在芯体的底侧上的舒适层，并且任一舒适层可以被一个或多个由任何传统材料制成的缓冲垫覆盖。可是，根据本发明的实践，可以省略在芯体的顶部和/或底部上的一个或多个缓冲垫。本发明的新颖特征在于舒适层和/或产品的袋装型芯体。

尽管弹簧芯体12示出为由利用螺旋拉丝保持在一起的非袋装型螺旋弹簧制成，但是任何产品(例如本文所示或所述的床垫)的芯体可以全部或部分地由袋装型螺旋弹簧(参见图7和图14)、一个或多个泡沫件(未示出)或其任何组合制成。本文描述或示出的任何舒适层可用于具有任何常规芯体的任何单面或双面寝具产品或就座产品中。芯体可以是任何传统芯体，包括但不限于袋装型或传统弹簧芯体。

图4示出了结合到图1中所示的床垫10中的舒适层16的一个实施例的部件。舒适层16包括第一层或上层织物22以及第二层或更低层织物24。它们之间有多个微型螺旋弹簧28。织物层22、24通过圆形容纳部或接缝30结合在一起，每个接缝30围绕微型螺旋弹簧28。每个圆形容纳部或接缝30包括多个弧形或弯曲的焊接区段26，其间具有间隙31。第一层织物22和第二层织物24沿着每个圆形容纳部或接缝30的每个弧形或弯曲的焊接区段26结合在一起。第一层织物22和第二层织物24沿每个圆形容纳部或接缝30的相邻焊接区段26之间的每个间隙31未被结合在一起。弯曲的焊接区段26策略性地围绕微型螺旋弹簧28放置并产生圆形容纳部或接缝30。两层织物22、24与圆形焊接接缝30的其中之一组合限定了圆筒形的袋囊44，其内部是至少一个弹性构件，例如微型螺旋弹簧28。参见图5和图5a。

在焊接过程期间，微型螺旋弹簧28可在袋囊44关闭之前以及之后至少部分地被压缩。如果需要，可以使用除微型螺旋弹簧之外的弹性构件，例如泡沫或塑料或凝胶或其组合。在从弹性构件所在的袋囊中移除负载之后，每个弹性构件可以返回到其原始构型。

接缝30的弯曲焊接区段26的尺寸不旨在受图示的限制；它们可以是任何所需的尺寸，这取决于舒适层内所需的气流。类似地，所示接缝30的尺寸、即直径不旨在是限制性的。图中所示的接缝30的放置也不旨在是限制性的。例如，接缝30可以如图5和图5a所示组织成对齐的排和列或者如图6和图6a所示以相邻的列彼此偏移的方式组织。任何期望的接缝布置可以结合到本文示出或描述的任何实施例中。

焊接区段可以呈现除所示弯曲焊接区段之外的形状。例如，焊接部或接缝可以是围绕微型螺旋弹簧的圆形，但是焊接区段可以呈现其它形状，例如所需尺寸和图案的三角形或圆形或椭圆形，以获得在舒适层内的相邻袋囊之间以及进入和离开舒适层周边的所需气流。

在本文所示或所述的任何实施例中，微型螺旋弹簧28可以是任何所需的尺寸。处于松弛状态的一个微型螺旋弹簧可以是大约两英寸高，具有大约三英寸的直径并且由十七又二分之一规格的线材制成。当在其中一个袋囊44内压缩时，每个微型螺旋弹簧28可以约为1.5英寸高。然而，处于松弛状态的微型螺旋弹簧28可以是任何所需的高度，具有任何所需的形状，例如沙漏形或桶形，具有任何所需的直径和/或由任何所需的线材厚度或规格制成。

参考图4，示出了移动超声焊接焊头32和砧座42的一部分。可移动超声焊接焊头32沿其下边缘36具有多个间隔开的切口或槽34。超声焊接焊头底部36的在槽34之间的剩余部分38是将两块织物22、24焊接在一起并产生弯曲焊接区段26的那些部分。沿着超声焊接焊头的底部边缘36，超声焊接焊头32可以被铣削以使槽具有所需的长度，以允许弯曲的焊接区段26之间如图5的箭头40所示的所需气流。当用户躺在床垫10上时，气流影响各个袋装型微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

如图4所示，在第二层24下面是砧座42，所述砧座包括3/8英寸厚的钢板。然而，砧座可以是任何期望的厚度。在制造过程中，超声焊接焊头32接触砧座42、其间的两层织物22、24以产生圆形焊接接缝30，且因此产生圆筒形袋囊44，每个袋囊44中有至少一个弹簧。

这些弯曲的焊接区段26由机器(未示出)的焊接焊头32产生，该机器在超声焊接焊头32上具有多个间隔开的凸起38。由于这些圆形焊接接缝30将层22、24进行结合，层22、24限定了舒适层16的多个容纳弹簧的袋囊44。一个或多个微型螺旋弹簧28可以被容纳在单独的袋囊44内。

图4a示出了用于形成圆形焊接接缝30的另一设备，所述焊接接缝包括多个弯曲焊接区段26，其间具有用于气流的间隙31。在该设备中，超声焊接焊头32a在其底表面39上没有凸起。相反，超声焊接焊头32a的底表面39是光滑的。如图4a所示，砧座42a具有多个弯曲凸起41，它们一起形成凸起圆43。多个凸起圆43从砧座42a的大致平坦的上表面45向上延伸。当超声焊接焊头32a向下移动并将织物层22、24夹在其中一个凸起圆43和超声焊接焊头32a的光滑底面39之间时，如上所述产生圆形焊接接缝30。因此，通过圆形焊接接缝30产生多个袋囊44，每个袋囊44容纳至少一个微型螺旋弹簧28。

在限定袋囊44并将微型螺旋弹簧28封闭在其中的层22、24的织物材料对气流而言是非渗透或不可渗透的实施例中，在承受负载时，通过对容纳在袋囊44内的(一个或多个)微型螺旋弹簧28和空气进行压缩而压缩容纳至少一个微型螺旋弹簧28的袋囊44。空气通过圆形焊接接缝30的弯曲焊接区段26之间的间隙31离开袋囊44。类似地，当从袋囊44移除负载时，微型螺旋弹簧28将织物层22、24分开，并且空气通过圆形焊接接缝30的弯曲焊接区段26之间的间隙31重新进入袋囊44。如图5所示，周边袋囊44的圆形接缝30的区段26之间的间隙31的尺寸限定了空气可以多快地进入或离开舒适层16。

在织物材料对气流而言是半不可渗透的实施例中，当负载施加到袋装型弹簧芯体舒适层16时微型螺旋弹簧28所被压缩的速率随着袋装型弹簧舒适层16被压缩而被陷入各个袋囊内的空气减慢或阻滞。类似地，被压缩的螺旋弹簧舒适层在压缩后返回其原始高度的速率被空气可以通过半不可渗透织物材料进入袋装型弹簧舒适层16的各个袋囊44内部的速率阻滞或减慢。在这些实施例中，空气穿过圆形焊接接缝30的弯曲焊接区段26之间的间隙31，如上面关于具有非渗透织物的实施例所述。然而，此外，当袋囊44被压缩时以及当袋囊44被卸载并且由于微型弹簧28的固有特性而扩大或扩张时，一些空气穿过织物。

如图5中最佳所示，舒适层16的各个袋囊44可以以从寝具产品的头到脚延伸的纵向延伸的列46以及从寝具产品的一侧到另一侧延伸的横向延伸的排48布置。如图5和图5a所示，一个列46的各个袋囊44与相邻列46的袋囊44对齐。

图5b示出了舒适层16b的替代实施例的一部分。在该实施例中，第一层23和第二层25中的每一层的织物材料可以是对气流不可渗透的三层织物。每层织物23、25包括三层，包括从内部向外移动：1)织物保护层27；2)气密层29；以及3)声音衰减或静音层33。更具体地说，织物保护层27可以是密度为每平方码一盎司的聚丙烯无纺织物。气密层29可以是厚度约为1.0密耳(0.001英寸)的热塑性聚氨酯薄膜层。声音衰减层33可以是膨松聚酯纤维棉絮，其密度为每平方英尺0.5盎司。这些材料和材料规格，例如为外层提供的密度，已被证明是有效的，但不旨在是限制性的。例如，热塑性聚氨酯薄膜的不可渗透中间层的厚度可以根据多层织物的所需特性而变化。纤维棉絮层不必由聚酯制成；它可能由其它材料制成。类似地，纤维棉絮层不需要被膨松化。

在本文所示或所述的任何实施例中，至少其中一个层的织物材料对于通过织物的气流而言是不可渗透的。每个层可包括三层，包括从内部向外移动的：1)聚丙烯无纺织物层27，其密度约为每平方码一盎司，可从佐治亚州盖恩斯维尔的atex公司商购；2)聚酯热塑性聚氨酯薄膜层29，其厚度约为1.0密耳(0.001英寸)，可从康涅狄格州布兰福德的americanpolyfilm公司商购；以及3)膨松针刺聚酯纤维棉絮层33，其密度为0.5盎司/平方英尺，可从南卡罗来纳州斯帕坦堡的milliken&company商购。中间的热塑性聚氨酯薄膜层29对气流而言是不可渗透的。膨松针刺聚酯纤维棉絮层33用作声音阻尼层，当弹簧从负载释放(袋囊中的压力从正到负)或加载(袋囊中的压力从中性到正)时，该声音阻尼层使薄膜层29平静和消音。聚丙烯无纺织物层27保持分段的空气通道打开，使得袋囊44可以“呼吸”。在没有最接近弹簧的聚丙烯无纺织物层27的情况下，中间的热塑性聚氨酯薄膜29将贴附到其自身上并且不允许足够的空气穿过分段的空气通道。最靠近弹簧的聚丙烯无纺织物层27还通过保护中间的热塑性聚氨酯薄膜层29免于接触弹簧28并且抵抗弹簧28的磨损免于劣化而使产品更耐用。

热活化胶可以放置在气密层29和声音衰减层33之间。然后，气密层29和声音衰减层33可以通过使它们通过热活化层压机(未示出)而被层压在一起。保护层27可以胶合到另外两层或可以不胶合到另外两层。在通过热活化层压机之后，三层中的至少两层可以组合在一起。

不使用胶而层压所有三层的替代方法可以使用超声层压程序。该过程以整个织物上的一组图案产生超声焊接，从而使织物成为整体的三层材料件。

图6和图6a示出了另一个舒适层50，其具有与图1至图5a的舒适层16的实施例相同的袋囊44和相同的弹簧28。如图6中最佳所示，舒适层50的各个袋囊44以从寝具产品的头到脚延伸的纵向延伸的列52以及从寝具产品的一侧到一侧延伸的横向延伸的排54布置。如图6和图6a所示，一个列52的各个袋囊44相对于相邻列52的袋囊44偏移，而不是与其对齐。

图7示出了结合到单面床垫60中的舒适层56的替代实施例。单面床垫60包括袋装型弹簧芯体62、位于袋装型弹簧芯体62顶部的缓冲垫14、基部18、舒适层56上方的另一个缓冲垫14和装饰覆盖材料20。袋装型弹簧芯体62可以结合到任何寝具产品或就座产品中，包括双面床垫，并且不旨在限于单面床垫。如上所述，舒适层56可以用在任何传统的芯体中，包括由非袋装型的传统弹簧(例如螺旋弹簧)制成的弹簧芯体。

如图7所示，床垫60具有纵向尺寸或长度l、横向尺寸或宽度w和高度h。尽管长度l示出为大于宽度w，但它们可以是相同的。长度、宽度和高度可以是任何期望的距离，并且不旨在受到附图的限制。

图9示出了结合到图7中所示的床垫60中的舒适层56的部件。舒适层56包括第一层织物64和第二层织物66，所述第一层织物和第二层织物利用多个线性焊接区段68结合在一起。这些焊接区段68策略性地围绕微型螺旋弹簧28放置并产生矩形容纳部或接缝70。在焊接过程中，可以压缩微型螺旋弹簧28。接缝70的线性焊接区段68的长度和/或宽度不旨在限于所示的那些；它们可以是任何所需的尺寸，这取决于通过舒适层所需的气流。类似地，所示接缝70的尺寸不旨在是限制性的。除线性焊接区段之外的形状可用于产生矩形接缝。这样的形状可包括但不限于任何所需尺寸和图案的三角形或圆形或椭圆形，以获得相邻袋囊之间以及进入或离开舒适层周边的所需气流。

参考图9，示出了超声焊接焊头72和砧座74的一部分。移动式或可移动的超声焊接焊头72在凸起80之间具有多个间隔开的切口或槽76。超声焊接焊头72的凸起80是将两块织物64、66焊接在一起并在矩形焊接接缝70中产生线性焊接区段68的那些部分。沿着超声焊接焊头的下部78，超声焊接焊头72可以被铣削以允许线性焊接区段68之间如图7的箭头82所示的期望气流。当用户躺在床垫60上时，气流影响各个袋装型的微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

如图9所示，在第二层66下面是砧座74，砧座包括3/8英寸厚的钢板。然而，砧座可以是任何期望的厚度。在制造过程中，超声焊接焊头72接触砧座74，两层织物64、66位于焊头与砧座之间，以产生矩形焊接接缝70，且因此产生袋囊84，每个袋囊84中有至少一个弹簧28。见图10和图10a。

这些线性焊接区段68可以由机器的焊接焊头72(在图8中示出并在下面描述)产生，所述机器在超声焊接焊头72上具有多个间隔开的凸起80。由于这些矩形焊接接缝70限定舒适层56的含弹簧的袋囊84，每个微型螺旋弹簧28被容纳在其自身单独的袋囊84内。空气通过矩形焊接接缝30的焊接区段68之间的间隙77离开袋囊84。类似地，当从袋囊84移除负载时，微型螺旋弹簧28将织物层64、66分开，并且空气通过矩形焊接接缝70的焊接区段68之间的间隙77重新进入袋囊84。如图10所示，袋囊84的矩形焊接接缝70的区段68之间的间隙77的尺寸限定了空气可以多快地进入或离开舒适层56。

图9a示出了用于形成矩形焊接接缝70的另一设备，所述矩形焊接接缝包括多个线性焊接区段68，其间具有用于气流的间隙77。在该设备中，超声焊接焊头72a在其底表面79上没有凸起。相反，超声焊接焊头72a的底表面79是光滑的。砧座74a具有多个线性凸起71，它们一起形成凸起图案73，如图9a所示。图案73中的多个间隔开的凸起71从砧座74a的大致平坦的上表面75向上延伸。当超声焊接焊头72a向下移动并将织物层64、66夹在凸起71和超声焊接焊头72a的光滑底表面79之间时，产生矩形焊接接缝70。因此，由矩形焊接接缝70产生多个袋囊84，每个袋囊84容纳至少一个微型螺旋弹簧28。

在一些实施例中，限定袋囊84并将微型螺旋弹簧28封闭在其中的织物材料对气流而言是不可渗透的。当受到负载时，这些袋囊84(连同其中的微型螺旋弹簧28)被压缩，使得容纳在袋囊84内的空气在袋囊84之间如图10和图11a的箭头82所示移动，直到空气如图11a所示离开周边袋囊84进入大气。由于这种织物材料不透气，当负载施加到容纳微型螺旋弹簧28的袋装型弹簧芯体舒适层56时微型弹簧28压缩的速率被矩形焊接接缝70的线性焊接区段68之间的间隙77的尺寸而减慢或阻滞。在移除负载时，弹簧舒适层56返回其原始高度的速率取决于袋囊84中的微型螺旋弹簧28返回其原始高度，引起织物层的分离，通过矩形焊接接缝70的线性焊接区段68之间的间隙77将空气吸入袋囊84中。

在其它实施例中，织物材料对气流而言是半不可渗透的，并且一些空气穿过织物。当向袋装型弹簧芯体舒适层56施加负载时微型弹簧28压缩的速率由随着袋装型弹簧芯体舒适层56被压缩时夹在各个袋囊84内的空气减慢或阻滞，并且类似地，被压缩的螺旋弹簧舒适层56在压缩之后返回到其原始高度的速率被空气可以通过半不可渗透织物材料进入袋装型弹簧舒适层56的各个袋囊84内部的速率阻滞或减慢。在这些实施例中，空气穿过焊接接缝70的焊接区段68之间的间隙77，如上面关于具有非渗透织物的实施例所述。然而，此外，当袋囊84被压缩时以及当袋囊84由于其中的(一个或多个)弹簧而膨胀时，一些空气穿过织物。

根据本发明的实践，可以在本文公开或示出的两个袋装型弹簧舒适层中的任一个中使用的一种对气流半不可渗透的织物材料可以是多层材料，包括一层纺织物，例如可从北卡罗来纳州科诺弗的hanesindustries公司所获得的产品名称为eclipse540的材料。在测试中，使用加载有25磅重量的13.5英寸盘式压板，在皇后尺寸(queensize)床垫上的六个位置测试以确定具有由上述多层织物材料制成的矩形焊接接缝的舒适层的袋装型微型螺旋弹簧被压缩到其起始高度一半距离所需的时间。一旦移除压板的重量，就测量舒适层的袋装型微型螺旋弹簧返回其起始高度的时间。使用这种测试方法，平均压缩速率为每秒0.569英寸，以及平均恢复速率为每秒0.706英寸。这些平均值并非旨在是限制性的。这些平均值可取决于层材料的(一种或多种)类型和/或包括焊接接缝的焊接区段的尺寸和形状，这进而可改变压缩速率和由于气流引起的恢复速率。可以调整/改变这些变量以实现终端产品的感觉和舒适度的变化。

在工业上已知为astm标准d737,2004(2012)，“纺织织物透气性的标准测试方法”，astminternational，westconshohocken，pa2010的透气性测试中，通过可从上述北卡罗来纳州科诺弗的hanesindustries公司获得的多层半不可渗透材料的气流被测量。结果范围在每分钟0.029至0.144立方英尺之间。

可替代地，本文所示或公开的任何实施例的第一和第二层的织物材料可以是美国专利no.7,636,972、no.8,136,187、no.8,474,078、no.8,484,487和no.8,464,381中公开的材料，上述专利中的每一个都完全并入本文。根据本发明的实践，该材料可以具有一个或多个丙烯酸涂层或其它合适的材料喷涂到或滚涂到织物的一侧上，以使织物如上所述对气流半不可渗透。

图10b示出了舒适层56b的替代实施例的一部分。在该实施例中，第一层65和第二层67中的每一层的织物材料可以是与图5b中所示和上文所述的对气流不可渗透的相同的三层织物。这种对气流不可渗透的三层织物可用于本文所示或所述的任何实施例中，包括用于任何袋装型弹簧芯体。每层织物65、67包括三层，包括从内部向外移动的：1)织物保护层27；2)气密层29；以及3)声音衰减或静音层33。如果需要，可以省略织物保护层27。更具体地，织物保护层27可以是密度为每平方码一盎司的聚丙烯无纺织物。气密层29可以是厚度约为1.0密耳(0.001英寸)的热塑性聚氨酯薄膜层。声音衰减层33可以是膨松聚酯纤维棉絮，其密度为每平方英尺0.5盎司。这些材料和材料规格，例如为外层提供的密度，已被证明是有效的，但不旨在是限制性的。例如，对气流不可渗透的中间层29的厚度可以根据多层织物的所需特性而变化。纤维棉絮层不必由聚酯制成；它可由其它材料制成。类似地，纤维棉絮层不需要被膨松化。

在本文所示或所述的任何实施例中，其中至少一个层的织物材料对于通过织物的气流而言是不可渗透的。每层织物材料可包括三层，包括从内部向外移动的：1)聚丙烯无纺织物层27，其密度约为每平方码一盎司，可从佐治亚州盖恩斯维尔的atex公司商购；2)聚酯热塑性聚氨酯薄膜层29，其厚度约为1.0密耳(0.001英寸)，可从康涅狄格州布兰福德的americanpolyfilm公司商购；3)膨松的针刺聚酯纤维棉絮层33，其密度为每平方英尺0.5盎司，可从南卡罗来纳州斯帕坦堡的milliken&company商购。中间的热塑性聚氨酯薄膜层29对气流而言是不可渗透的。膨松的针刺聚酯纤维棉絮层33用作隔音层，当弹簧从负载释放(袋囊中的压力从正到负)或加载(袋囊中的压力从中性到正)时，该隔音层使薄膜层29安静并消音。聚丙烯无纺织物层27保持分段的空气通道打开，使得袋囊84可以“呼吸”。在没有最接近弹簧28的聚丙烯无纺织物层27的情况下，中间的热塑性聚氨酯薄膜29将贴附到其自身上并且不允许足够的空气穿过分段的空气通道。最靠近弹簧28的聚丙烯无纺织物层27还通过保护中间热塑性聚氨酯薄膜层29免于接触弹簧28并且抵抗弹簧28的磨损免于劣化而使产品更耐用。

热活化胶可以放置在气密层29和声音衰减层33之间。在一些应用中，可以在气密层29和保护层27之间放置额外的热活化胶。然后可以通过使至少两个层通过热活化层压机(未示出)而将它们层压在一起。在穿过层压机之后，保护层27可以保持未附接至其它两层。然而，在通过热活化层压机之后的一些过程中，所有三层可以组合在一起并形成织物层中的一层。层压所有三层的替代方法可以是使用超声层压程序。该过程在整个织物上以设定图案产生超声焊接，从而使其成为一件或一层材料。

如图10中最佳所示，舒适层56的各个袋囊84可以以从寝具产品的头到脚延伸的纵向延伸的列86中以及从寝具产品的一侧到另一侧延伸的横向延伸的排88布置。如图10和图10a所示，一个列86的各个袋囊84与相邻列86的袋囊84对齐。空气可以在袋囊84之间流动并在接缝70的线性区段68之间进入和离开舒适层56。

图11示出了床垫10的舒适层16的一个拐角，示出了周边袋囊44的弯曲焊接区段26之间的气流，如箭头40所示。尽管图11仅示出了一个拐角袋囊上的箭头40，但是围绕舒适层16的周边的每个袋囊44允许气流通过圆形接缝30的焊接区段26之间的间隙31。该气流控制当用户改变位置或离开寝具产品或就座产品时进入舒适层16的空气量，从而允许袋囊44中的弹簧28膨胀并且空气流入舒适层16。类似地，当用户到达寝具产品或就座产品上时，弹簧28压缩并使空气围绕舒适层16的周边离开袋囊44并离开舒适层。当用户躺在床垫10上时，离开舒适层16的空气量影响各个袋装型微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

图11a示出了图7的床垫60的舒适层56的一个拐角，示出了周边袋囊84的焊接区段68之间的气流，如箭头82所示。尽管图11a仅示出了一个拐角袋囊84上的箭头，但是围绕舒适层56的周边的每个袋囊84允许气流通过矩形接缝70的焊接区段68之间的间隙77。该气流控制当用户改变位置或离开寝具产品或就座产品时进入舒适层56的空气量，从而允许袋囊84中的弹簧28膨胀并使空气流入舒适层56。类似地，当用户改变位置或到达寝具产品或就座产品上时，弹簧28压缩并使空气围绕舒适层16的周边离开袋囊84并离开舒适层。当向床垫10施加负载时，离开舒适层56的空气量影响各个袋装型微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

图12示出了舒适层16a的替代实施例的一个拐角，该实施例可以用在任何寝具产品或就座产品中。舒适层16a包括对齐的袋囊44a的排48和列46，每个袋囊44a包括结合上层和下层织物的圆形接缝30a，如上所述。然而，每个圆形接缝30a是连续接缝，与具有其间带有间隙以允许气流通过圆形接缝的弯曲焊接区段的接缝相反。袋囊44a的这些圆形接缝30a不允许气流通过接缝30a。因此，舒适层16a的第一和第二层袋囊44a的织物材料必须由半不可渗透材料制成，以管理或控制进出舒适层16a的袋囊44a的气流。用于舒适层16a的材料类型仅控制当用户离开寝具产品或就座产品时进入舒适层16a的空气量，从而允许袋囊44a中的弹簧28膨胀并且空气流入舒适层16a。类似地，当用户到达寝具产品或就座产品上时，弹簧28压缩并使空气离开舒适层16a的袋囊44a并离开舒适层。当用户躺在装有舒适层16a的产品上时，离开舒适层16a的空气量影响单独袋装型微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

图12a示出了舒适层56a的替代实施例的一个拐角，该实施例可以用在任何寝具产品或就座产品中。舒适层56a包括对齐的袋囊84a的排88和列86，每个袋囊84a包括结合上层和下层织物的矩形接缝70a，如上所述。然而，每个矩形接缝70a是连续接缝，与具有之间带有间隙以允许气流通过接缝的焊接接缝区段的接缝相反。袋囊84a的这些矩形接缝70a不允许气流通过接缝70a。因此，舒适层56a的第一和第二层袋囊84a的织物材料必须由半不可渗透材料制成，以允许一些气流进出舒适层56a的袋囊84a。用于舒适层56a的材料类型仅控制当用户离开寝具产品或就座产品时进入舒适层56a的空气量，从而允许袋囊84a中的弹簧28膨胀并且允许空气流入舒适层56a。类似地，当用户到达寝具产品或就座产品上时，弹簧28压缩并使空气离开舒适层56a的袋囊84a并离开舒适层。当用户躺在包含舒适层56a的产品上时，离开舒适层56a的空气量影响单独袋装型微型螺旋弹簧28的感觉/压缩。

图2示出了用于制造本文所示和公开的若干舒适层(包括图1中所示的舒适层16)的机器90。可以改变机器90的一些部件以制造本文所示或描述的其它舒适层(例如图7中所示的舒适层56)。机器90包括一对超声焊接焊头32和至少一个静止砧座42，如图4所示。可替代地，图4a中的超声焊接焊头32a和砧座42a可以在所述机器中使用。

机器90公开了传送器92，其上装载有多个微型螺旋弹簧28。传送器92使微型螺旋弹簧28沿箭头94的方向移动(如图2所示向右)，直到微型螺旋弹簧28位于预定位置为止，此时传送器92停止移动。机器90还公开了若干致动器96，其沿箭头100的方向移动推动器组件97，包括推板98。尽管图2和图2a中示出了两个致动器96，但任何所需构造的任何数量的致动器96可用于移动推动器组件97。推板98具有多个间隔开的弹簧推动器102，所述弹簧推动器在推板98下方固定至所述推板98。弹簧推动器102将微型螺旋弹簧28在静止引导件104之间从图2所示的第一位置推到图4所示的第二位置，其中微型螺旋弹簧28位于静止砧座42的上方(或如图4a所示在替代的砧座42a上方)。图2a示出了从第一位置传送到第二位置的微型螺旋弹簧28，每个微型螺旋弹簧28在相邻的静止引导件104之间传送。静止引导件104固定到静止安装板106。

机器90还包括压缩板108，所述压缩板可通过升降器110在升高位置和降低位置之间移动。尽管图2和图2a中示出了两个升降器110，但可以使用任何所需构造的任何数量升降器110来移动压缩板108。

如图2中最佳所示，机器90还包括三个压具112，它们可通过致动器116在升高和降低位置之间移动。图3b和图3c示出了处于升高位置的其中一个压具112，而图3a、图3d和图3e示出了处于降低位置的该压具。每个压具在其底部具有刀片114，用于在压具下降时将织物层22、24带到一起，如图3a、图3d和图3e所示。

如图3a中最佳所示，机器90还包括辊120、122，在层22、24聚集在一起之前，它们分别绕着辊120、122通过。在通过超声焊接焊头32和砧座42产生圆形接缝30从而产生袋囊44之后，主辊116和副辊118向下牵拉连续弹簧毯124。一旦制成所需量的连续弹簧毯124，刀片126就切割连续弹簧毯120以产生所需尺寸的舒适层16。当然，机器90可以被编程以产生所需长度和宽度的舒适层。该机器90适于制造本文所示或所公开的具有圆形焊接接缝的任何舒适层。

图3a示出了处于降低位置的超声焊接焊头32，其接触固定砧座42，其中至少一个压具112处于降低位置，在该降低位置将上层22按压成与下层24接触。新的一排微型螺旋弹簧28已经移动到装载位置，其中压缩板108处于其升高位置。

图3b示出了处于与砧座42间隔开的升高位置的超声焊接焊头32，其中至少一个压具112处于升高位置。压缩板108通过升降器110移动到其降低位置，从而压缩位于传送器92上的那排微型螺旋弹簧28。

图3c示出了位于传送器92上的那排压缩微型螺旋弹簧28被推动器组件97向下游朝向超声焊接焊头32和静止砧座42推动。更具体地，固定到推板98的推动器102接触被压缩的微型螺旋弹簧28并使它们在静止引导件104之间向下游移动并经过升高的压具112。

图3d示出了推动器组件97沿箭头128的方向撤回。另外，压具112移动到降低位置，将上层22按压成与下层24接触。同样，压缩板通过升降器110被移动到其升高位置。

图3e示出了处于降低位置的超声焊接焊头32，其接触静止砧座42，其中至少一个压具112处于降低位置，将上层22按压成与下层24接触。新的一排微型螺旋弹簧28已被传送器92移动到一个位置，在该位置，所述微型螺旋弹簧可在下一循环期间被压缩板108压缩。

图8示出了机器130，其类似于图2和图2a中所示的机器90。然而，代替具有两个超声焊接焊头32，机器130具有四个超声焊接焊头72以及砧座74。可替代地，图9a的超声焊接焊头72a和砧座74a可以用在机器130中。该机器124适于制造本文所示或所公开的具有与圆形焊接接缝相反的矩形焊接接缝的任何舒适层。

图13a示出了摆出特定姿势的(posturized)舒适层132，其具有取决于在每一个区域或地带内的气流而坚固的三个不同区域或地带。舒适层132具有头部区段134、脚部区段136和在它们之间的腰部或中间区段138。可以选择接缝中各区段的尺寸和数量，以及用于构造摆出特定姿势的舒适层132的材料的类型，使得由于不同区段内的不同气流，其中至少两个区段可以具有不同的坚固性。尽管在图13a中示出了三个区段，但是任何数量的区段可以结合到摆出特定姿势的舒适层中。尽管示出了每个区段具有特定尺寸，但是它们可以是其它尺寸。附图不旨在是限制性的。尽管图13a示出了舒适层132的每个分段接缝是圆形的，但是诸如图13a中所示那一个舒适层的摆出特定姿势舒适层可以具有矩形或方形分段接缝。

图13b示出了摆出特定姿势的舒适层140，其具有取决于每个区域或地带内的气流而坚固的两个不同区域或地带。舒适层140具有第一区段142和第二区段144。可以选择接缝中的区段的尺寸和数量以及用于构造摆出特定姿势的舒适层140的材料的类型，使得其中至少两个区段由于不同区段内的不同气流而具有不同的坚固性。尽管在图13b中示出了两个区段，但是任何数量的区段可以结合到摆出特定姿势的舒适层中。尽管示出了每个区段具有特定尺寸，但是它们可以是其它尺寸。附图不旨在是限制性的。尽管图13b示出了舒适层140的每个分段接缝是圆形的，但是诸如图13b中所示那一个舒适层的摆出特定姿势的舒适层可以具有矩形或方形分段接缝。

虽然我们已经描述了本发明的几个优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在本发明的实践中可以使用其它半不可渗透和非渗透的织物材料。类似地，这些人将理解每个袋囊可容纳任何数量的螺旋弹簧或由任何所需材料制成的其它类型的弹簧。本领域技术人员可以进一步理解，焊接接缝的区段可以被缝合、胶合或以其它方式粘附或粘合。因此，除了以下所附权利要求的范围之外，申请人不旨在受到限制。