具有不同主要表面的弹性单元的制作方法

本发明涉及弹性单元，比如具有不同主要表面的垫、板或床垫。

背景技术：

所述单元可能用在各种应用中，特别是需要弹性以提供舒适、方便、支撑或保护的地方。

弹性垫用在许多应用中，以提供舒适、方便、支撑和/或保护，例如，供人或其它对象休息，或者穿着或使用物品。例如，这种垫可以用在椅子、交通工具座椅等座椅中、床或台中，锻炼垫等垫子中，专用包装中，以及在衣服或鞋子中。

这种变形能力可以带来舒适，例如，用在座椅中，或者可以从撞击中吸收能量以提供保护，例如，用在头盔或其它衣物中，或用在包装中。

本发明定义在现在可以参照的附属的独立权利要求中。进一步，在其从属权利要求中可以找到优选的特征。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种弹性单元，其适于提供舒适、方便、支撑或保护，该单元包括具有多个弹性元件的垫，该弹性元件封装在第一和第二层材料之间形成的一个或多个袋中，其中该第一或第二层材料彼此不同。

优选地，该第一和第二层材料关于下组中至少一个特征是彼此不同的，该组包括：视觉的、热的、触觉的、结构的、化学和物理的。

优选，所述至少一个特征包括下组中至少一个特性的存在与否及其程度，组包括：防水性、益生性、抗菌性、抗静电、风味、香气、阻燃性、弹性、耐磨性和渗透性。

第一和第二层材料的厚度和/或重量可彼此不同。在优选的设置中，第一和第二层在一层或两层上的一个或多个限定的区域可以彼此不同，使得该层某些部分可以具有大致相同的特征，而其它部分可以不同和/或在不同的部分由于不同特征而不同。

至少一个层可以包括由多个子层组成的复合层。该子层可以粘合或以其它方式接合在一起。

在特别优选的设置中，该弹性元件包括位于在第一层和第二层之间形成的袋中的弹簧。该弹簧可包括螺旋弹簧并且可以由金属丝制成。至少一些所述弹簧在相对两端可具有不同直径的线圈。

该第一和第二层可以在隔开位置粘合、焊接或以其它方式接合在一起以形成用于该弹簧的袋。

优选地，对于至少一些弹簧，至少一个所述线圈的直径大于袋中所述弹簧的轴长。对于至少一些弹簧，第一层与第二层之间的接合位置离弹簧的一端比另一端更近。

所述层可以焊接在一起，如通过超声或热焊接。该焊接可以形成宽度大于高度的接头，并且优选地大致是平的。在优选的设置中，所述袋仅由第一和第二层形成。

对于至少一些弹簧，所述第一和第二层材料可以在离线圈直径较大的弹簧的一端较近的位置接合。

优选地，设置面积大致相同的材料覆盖弹簧的每一端。

在优选的设置中，所述单元也在横切所述弹簧的轴的至少一个方向上至少部分压缩。

优选地，至少一些所述弹簧在其袋中保持压缩状态。

所述弹簧优选是金属丝，并且优选由钢铁、铝、钛或其合金制成。

优选地，所述单元在至少一个通常垂直于所述弹簧轴的横向方向上是柔性的。

所述单元可能包含多个弹簧区域，其中来自不同区域中的弹簧具有至少一个不同的特征。该特征可以是弹簧的高度。可替换地或另外地，该特征可以是弹簧的刚度或形状。

所述单元可能包括一个以上的袋装弹簧的层。

在优选的设置中，所述单元包括至少一个在弹簧层上方或下方和/或弹簧层之间的附加基材层。该附加基材层可以包括天然材料，并且优选地包括以下一种或多种：皮革、麻、羊毛、丝绸、棉花、马海毛、羊绒、羽毛、绒毛和羊驼毛。

该附加基材层可以设置成提供、增强或抑制一种或更多种特征，包括但不限于视觉的、热的、触觉的、结构的、化学和物理，和/或选自下组的至少一个特性的存在与否或其程度，该组包括：防水性、益生性、抗菌性、抗静电，风味，香气，阻燃性，弹性，耐磨性和渗透性。

本发明还包括具有至少一个根据本发明所述的弹性单元的物品。

根据本发明，提供一种座椅，其包括根据本发明所述的以垫的形式呈现的弹性单元。

所述座椅可以是与轮式车辆、飞机、宇宙飞船、船舶等交通工具或动物的鞍有关的座椅。该座椅可以包括椅子、凳子、板凳、沙发或长椅。

根据本发明的另一方面，提供一种台，其包括根据本发明所述的以垫的形式呈现的弹性单元。例如，该台可以是手术台或按摩台。

根据本发明的又一方面，提供一种地面用品，其包括根据本发明所述的以垫的形式呈现的弹性单元。该地面用品可以包括地毯、地毯衬垫、运动垫或锻炼垫，或者可以是要么室内使用要么户外使用的休闲或运动表面。

根据本发明的再一方面，提供一种保护元件，其包括根据本发明所述的弹性单元。该保护元件可以包括衣着或头饰物品，或者可以是穿在使用者身上的保护罩，或者是物品的附件。

根据本发明的还有一个方面，提供一种包装，其包括根据本发明所述的以垫的形式呈现的弹性单元。

根据本发明的再一个方面，提供一种鞋子或用于鞋子的插入件，其包括根据本发明所述的以垫的形式呈现的弹性单元。

本发明还提供一种生产适于提供舒适、方便、支撑或保护的弹性单元的方法，该单元包括具有多个弹性元件的垫，该弹性元件封装在第一和第二层材料之间形成的一个或多个袋中，其中该方法包括通过至少在弹性元件之间的位置将层接合在一起由第一和第二层材料形成袋，并且其中该第一和第二层彼此不同。

优选地，对于包括视觉的、热的、触觉的、结构的、化学和物理中的至少一个特征，该第一和第二材料层彼此不同。

优选地，该至少一个特征包括选自下组的至少一个特性的存在与否及其程度，该组包括：防水性、益生性、抗菌性、抗静电、风味、香气、阻燃性、弹性、耐磨性和渗透性。

该第一和第二层材料的厚度和/或重量可彼此不同。

在优选的设置中，该第一和第二层在一层或两层上的一个或多个限定的区域可以彼此不同，使得该层某些部分可以具有大致相同的特征，并且其它部分可以不同和/或在不同的部分由于不同特征而不同。

优选地，该方法包括设置多个弹性元件，其可以包括弹簧阵列，每个弹簧都基本包裹在单独的袋中。

优选地，对于至少一些弹簧，该层的接合位置离弹簧的一端比另一端更近。

在一个设置中，每个弹簧包括若干线圈。对于至少一些弹簧，在相对端的线圈的直径不同。

本发明可以包括文中提到的特征或限制的任意组合，除了相互排斥的特性的组合。

附图说明

结合附图，仅通过实施例的方式，描述本发明，其中：

图1展示了根据本发明的实施例的、以垫的形式呈现的弹性单元的一部分的示意图；

图2展示了图1的垫的一部分的剖视图；以及

图3展示了根据本发明可替换的实施例的垫的一部分的剖视图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，各种用途的弹性垫包括袋装螺旋弹簧，这些弹簧有时也被称为包裹弹簧。所述垫通常包括一系列单独包裹在通过粘合或以其它方式将材料层接合在一起形成的袋中的金属螺旋弹簧。本申请人同时待审的编号为ep1993947的欧洲专利申请描述了制造这类板的便利过程。

所述弹簧的宽度通常大于其高度，即，当在袋中时，至少一个线圈的直径大于该弹簧的高度。然而，在一些实施例中，由于相对端的线圈的直径不同，并且焊接的位置比起其中一端更靠近弹簧的另一端，该单独的弹簧是牢固的，并且至少可以跟最大线圈的直径一样高，可能更高。所述垫是牢固、有弹性和可行的。其平面形状可以根据使用它的物品所需的形状进行裁剪，并且由于它的结构，它通常在面内和面外都是柔性的。

所述弹簧可以根据其刚度和尺寸进行选择，并且可以分组到不同区域，并以特定方式进行组合以提供特定期望的性能特征。这些特征可以由弹性垫的使用目的确定。

附加基材层可以放置在袋装弹簧的顶部或底部，或在相邻的弹簧层之间，以改进所述垫的舒适度和/或性能。附加层优选地包括麻、棉、羊毛等天然材料，有助于该垫的回收利用。

根据特别优选的实施例，至少一些所述弹簧的线圈在相对端直径不同。这样的弹簧比起每一端的线圈的直径大致相同的弹簧具有若干优点。首先，伴随着直径较小的线圈处于直径较大的线圈中，该弹簧可以被压缩到基本扁平的状态。如果该弹簧可以完全被压缩在自身内，使得相邻线圈间不会发生接触，那么也提供了比起线圈彼此反复摩擦的情况安静得多的板。

此外，对于给定尺寸的金属丝，可以通过减少线圈的直径增强金属丝弹簧的刚度。因此，可以使用较少的材料制造尺寸较窄的弹簧以产生相同的弹簧刚度。该弹簧必须具有至少一个有适当直径的线圈以确保在袋内的稳固，特别是抵消该线圈在袋内翻转的任何倾向，但是其它线圈可以制造得更窄。此外，由直径减小的线圈组成的弹簧具有有利的特征，即它的刚度随着其压缩而逐步增大。

另外，关于弹簧的轴向高度，本发明的优选特征在于材料层接合的位置。在以往认为的袋装弹簧中，形成袋的材料层要么在沿着弹簧的轴向高度一半的位置，要么在弹簧的一端，焊接或以其它方式接合在一起。根据本发明的优选实施例，层接合发生较靠近弹簧一端的位置，而不是在该端点。更优选的是，接合发生较靠近弹簧具有更大线圈直径的一端。需要覆盖弹簧每一端的材料的量可设置为基本相等的。

发明人已经发现，这种设置使袋内弹簧的稳固性最好。

此外，当压缩所述弹簧的力作用在线圈直径较大的弹簧一端时，一个弹簧的袋对邻近弹簧的影响会更加明显；并且与在中点位置接合的情形相比、在压缩中处于较早的点时，一个弹簧的袋对邻近弹簧的影响也会更加明显。

参考图1，其展示了根据本发明的实施例的弹性垫的一部分10的剖视图。该垫包括若干金属丝螺旋弹簧12，每个弹簧都位于由第一、上层14a和第二、下层14b材料形成的、其自身分离的袋14内，材料优选地为非织造材料。这两层14a和14b在相邻的弹簧之间的点16通过热或超声焊接在一起，形成袋。

图2展示了垫的一部分的剖视图。上层材料14a与下层材料14b在至少一个特征方面不同。在图中所示的实施例中，上层是透气层，允许空气通过上层自由流通并进入上层和下层之间的空间。同时，下层14b在内部，面向弹簧侧具有热反射涂层。这种组合非常适合床垫或座椅靠背，例如，在空气能在整个上层中流通的同时，通过下反射层的保温性提高用户的舒适度。

一个或两个所述层可以是复合层，由粘合或以它方式接合在一起的多个子层组成。例如，上层可以是具有透气性并且在芯吸(即，将湿气从外表面移除)上有效的复合层。

制造垫的优选方法是将上层和下层汇合在一起，并在边缘和弹簧之间的位置焊接或以其它方式接合上下层之前，在所述层之间插入部分压缩的弹簧。上文所述的本申请人同时待审的专利申请中描述了这种方法的一个例子。

所述螺旋弹簧12的形状一般为截头圆锥形，在这种情况下，最上面的线圈12a的直径最大，并且所述弹簧逐渐变尖，其最下面的线圈12b的直径最小。

尽管图1和2中的弹簧普遍是截头圆锥形的，然而它们可以是其它形状，如圆柱形、滴漏形或桶形。

具有不同直径的端线圈的弹簧的使用使得该单元变得更厚，即，相比使用相同量的材料，比如金属丝的圆柱形弹簧，这种弹簧的高度更高。该垫也可以免于以往认为往往由弹簧带来的噪声的困扰。

图3展示了弹性单元20的另一实施例，其中第一层和第二层材料是不同的。圆柱形弹簧22封装在具有高渗透性和重量约为160g/m²的上层开放的针织网状物24a和重量约为50g/m²的下层纺粘非织造材料24b之间。上层开放的网状物使空气能渗透整个垫，并且在比如座椅底座、座椅靠背、床垫和鞋子内鞋底的应用中完美地适于作为垫面对使用者的侧面。

上层也比下层更有弹性，并且这具有将焊接点26朝下层推过中间点的效果。这有助于提高所述垫的稳定性。

在可能是最简单的形式中，所述垫具有第一和第二层，由其中一层是穿孔的，另一层不是穿孔的，或者一层穿孔的程度小于另一层，而区别彼此。这可以导致两个所述层之间的一些实际差异，包括热、弹性、渗透性和视觉特征。

上面弹性垫的实施例都具有一致的袋装弹簧类型。然而，不需要使该垫所有的袋装弹簧都是相同的。该垫的弹簧可以设置在区中，并且一些区域的弹簧具有一种特征，而其它区域具有不同的弹簧，这样，整个垫的区域具有不同的弹性，这是有用的。

如上面提到的，座椅底座和地面用品只是本发明的弹性垫的两种可能用途。其它用途包括但不限于：防护衣或头饰(可能使用具有不同的刚度区域的薄垫)、台、床和包装。

所述单元通常可以为垫或板的形式，并可以用在各种应用中，特别是需要弹性以提供舒适、方便、支撑或保护的地方。

具有不同特性或特征的第一和第二层有许多可能的组合。例子包括，但不限于所述层之间在以下方面之间差异：热特征、防水、重量，密度，吸水性或排斥性，视觉外观，触觉特性，结构差异，例如织造的或非织造的，针织的，毡制的，耐磨特征，弹性，抗菌性，抗静电，风味和/或香气特性和阻燃性。

在另一实施例中(未示出)，该弹性单元在床垫或坐垫的上层的上面或下面使用反射箔，以便使床垫或坐垫的使用者温暖。例如，包括反射箔的区域可位于或朝向床垫的脚端，以有助于使使用者的脚保持暖和。类似地，在所述单元面对更大的用途或更大的摩擦的地方可以使用耐磨性更大的区域，否则将更有可能磨损。

尽管上述说明书努力引起对认为是特别重要的本发明的特征的关注，然而，可以理解的是，申请人要求对文中提到的和/或图示所示的任何专利特征或特征组合进行保护，不依赖于是否在上文中被特别强调。