专利名称：一种闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及缓冲垫领域，尤其提供以闭孔发泡橡塑材料为基本构件，可用于
制作靠垫、座垫、铺垫、踏垫、防摔垫、漂浮垫等的缓冲垫。
背景技术：
众所周知，缓冲垫多种多样，不胜枚举。其类型、结构、尺寸、材质、软硬度、回弹性等因不同需求而各异。从结构和材料的角度讲，有金属弹簧，工程塑料弹簧作为其中弹性体的缓冲垫，也有其中填充棕榈等天然纤维或人造纤维的缓冲垫，还有基于开孔和闭孔发泡橡塑材料各种构形的缓冲垫。 就非平面缓冲垫而言，众多的发明专利是采用开孔发泡橡塑材料，如专利号为4143435， 4620337， 4741058， 4879776， 4955096， 5038433， 5070560， 5083335， 5136740，5138730,5327597的美国专利，以及采用非平面反置的缓冲垫，如专利号为4972535的美国专利。 在上述开孔发泡橡塑材料制成的缓冲垫中，有许多是在垫体中设置有各种各样横贯，纵贯，以及横贯加纵贯的通道，如专利号为4106139，4110857，4134166，4524473，5491852， 5643139， 6284346， 7426767的美国专利以及专利号为CN00238719的中国专利。发泡橡塑材料的缓冲垫也可采用有不同凸凹构形，如美国专利4397053， 4432110， 4603445，4700447， 5022111， 5488746， 6866915。此外，缓冲垫层还可由不同的结构单元构成，如半月形，见专利号为4713854的美国专利和专利号为CN97236160. X的中国专利；再有就是采用大泡橡塑材料，如专利号为5274846的美国专利等。这些现有技术中提供的缓冲垫，或为带有通道/空穴的整体，或为由不同的结构单元组成。具有通道或空穴的整体发泡橡塑缓冲垫，其上下表面基本相同。由不同的结构单元组成的缓冲垫，其结构单元下表面的跨度等于或大于其上表面跨度。上述结构的缓冲垫在设计上都不具有可巻曲的特性。[0005] 专利号为200520114825. 2的中国专利提出一种瑜珈运动垫，其垫体由发泡塑料材质构成，并有多条平行呈凹陷状的折叠线，以使垫体容易被定位折叠收藏。然而此可折叠特性仅限于较薄的垫子，因其结构不适合于厚垫。 专利号为6425153的美国专利采用多层"V"结构单元构成缓冲垫，使作用于上表面的压力逐层传递到下表面。这样，结构单元下表面的跨度小于其上表面跨度。但由于结构单元的连接是刚性的，此缓冲垫不可折叠巻曲。 随着来自能源及环保方面不断升高的压力，各产品，包括各种缓冲垫，都在力求高效低耗。在不牺牲产品性能的前提下简化产品结构，减低产品重量，减少运输储藏消耗，是降低炭排放量节约能源的有效手段。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种新型缓冲垫，它结构相对简单，缓冲性能好，高效低耗，重量轻，可巻曲，有浮力，符合降低炭排放量节约能源的大趋势。[0009] 本实用新型的目的是这样实现的 —种闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，包括多只等截面立体结构件、上表面层和下表面层，该立体结构件夹置于上下两表面层软质织物或非织物之间且与其牢固相粘接；并且所述立体结构件截面的上顶边跨度大于其下底边跨度。 所述立体结构为中空的等截面柱体，其柱体截面的外轮廓可以为等腰几何形状。[0012] 所述等腰几何形状可以为等腰三角形、或近似为等腰三角形、或等腰梯形、或近似为等腰梯形。 当所述等腰几何形状为等腰梯形时，其上边长与下边长跨度的比例大于3 : 2以使缓冲垫可巻曲。 所述等腰几何形状的等腰侧面可以是平面，也可以为凹进或凸出的表面。[0015] 所述中空立体结构件在所述上下表面层之间相互平行地设置。[0016] 在所述中空立体结构件的顶面和/或底面和/或两等腰上可以打孔。[0017] 所述中空立体结构件的顶面可以设有一条或多条沟槽。 所述中空立体结构件的底面可以是弧形，使得该底面与所述下表面层之间构成一
条线、或几条线、或多个点的连接结构，即退縮为一个或多个支撑点。 所述中空立体结构件的空腔的两端可以用与之相同或不同的材料添实。 本缓冲垫还可以包括用中空或非中空的闭孔发泡橡塑材料制成的边缘条，其固设
在所述缓冲垫的边缘上。 所述上表面层和/或下表面层与所述立体结构件可以通过超声波焊、或热气焊、或胶粘固联，而各个所述立体结构件本身相互分离，不与其相邻的所述立体结构件固联的。[0022] 当用热气焊时，所述上表面层与其下部的所述立体结构件部分可以为断续的焊接结构以形成有凸有凹的格形。 所述上表面层和/或下表面层上可以设有阻燃剂、降烟剂和除微生物剂涂层中的至少一种。 另外，也可以在上表面层和下表面层至少其中之一的材料中添加阻燃剂、降烟剂和除微生物剂，还可以是将上述各种材料混合涂敷在所述上表面层和下表面层至少其中之一的表面上。 所述立体结构件为闭孔的发泡塑料、或发泡橡胶、或发泡塑料橡胶混合物。 所述立体结构件的重度为10-100千克力/立方米的闭孔橡塑材料，其孔密度为
10-109个/立方厘米，闭孔率高于80 % 。 在所述上表面层的上方还可以设有用开孔发泡橡塑材料制成的缓冲层以获得不同的缓冲性能。 所述的缓冲垫可以设有外罩，通过该外罩使得所述缓冲垫的整体性及外观得到改变。 所述的缓冲垫加开孔发泡橡塑材料制成的缓冲层也可以设有外罩，通过该外罩使得由闭孔发泡橡塑材料构成的缓冲垫和由开孔发泡橡塑材料构成的缓冲层合为一体。[0030] 所述外罩为纤维织物，或人造皮革，或天然皮革。 在所述下表面层的下表面上还可以设有两条或多条可重复开启/闭合的扣件。所述扣件可以是尼龙搭扣。[0032] 与开孔发泡橡塑材料相比，同样重度的相应闭孔发泡橡塑材料具有高得多的压縮模量。换言之，本实用新型提供的缓冲垫可采用重度比开孔发泡橡塑材料轻很多的闭孔发泡橡塑材料以达到所需的压縮模量，从而成倍地节省材料。 本实用新型提供的缓冲垫可用于家居及野营所需的床垫，靠垫，座垫；火车，游轮，汽车，旅馆所需的铺垫，靠垫；医院，体育训练场，老人院所需的踏垫，防摔垫，漂浮垫等。这样的缓冲垫具有如下优点(l)以闭孔发泡橡塑材料的整体结构变形和局部气孔变形来支撑和缓冲压力，高效且用料少；(2)立体结构件与软质织物或非织物相连，承载稳定，回弹性优化，结构简单，制作容易；(3)本缓冲垫可巻曲，易搬运储藏；(4)本缓冲垫重量轻，可浮于水上用于救生。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型提供的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫的结构示意图；[0036] 图2a和图2b分别为本实用新型的立体结构件在承受压力前和承受压力发生变形量为50%时截面形状的示意图； 图3a、图3b和图3c为不同截面形状的立体结构件的断面结构示意图；[0038] 图3d为下底面为弧形的立体结构件的断面结构示意图；[0039] 图3e为在上表面上设有凹槽的立体结构件的断面结构示意图；[0040] 图3f为在立体结构件的壁上设置穿孔的结构示意图；[0041] 图4a、图4b和图4c为几种边缘条的断面结构示意图；[0042] 图5为如
图1所示的缓冲垫折叠的示意图； 图6a、图6b为立体结构件和该立体结构件两端的填充物的结构示意图； 图6c为将图6b所示的填充物填实在如图6a所示的立体结构件中空腔室的两端
的截面结构示意图； 图6d、图6e和图6f为另一种截面的立体结构件和其两端的填充物以及立体结构
件被盖填充物填实两端的截面结构示意图； 图7为包括四周边缘条的本缓冲垫的结构示意图； 图8为立体结构件与上表面层部分固联以形成凸凹网格的结构示意图； 图9为显示在上表面上设置开孔橡塑材料制缓冲层以及在下表面上设置扣件的
本缓冲垫的结构示意图。
具体实施方式
图1为实用新型提供的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫11的示意图。其长度，宽度，和厚度取决于具体需要。缓冲垫ll主要由多只截面为等腰三角形的中空立体结构件12构成。每只立体结构件12的长度与缓冲垫11的宽度相匹配，相互平行地排列，排列的个数与设定的缓冲垫的长度相应。每只立体结构件12的长度也可与缓冲垫11的长度相匹配，相互平行地排列，而排列的个数与设定的缓冲垫的宽度相应。立体结构件夹置于非织物即无纺布制成的上表面层和下表面层13。通过焊接或粘接，上表面层和下表面层13与多只等腰三角形柱体的立体结构件12的顶平面14和下棱角15固接连。使用时，等腰三角形的顶平面14在上，棱角15在下。在所述缓冲垫的四周边缘上固设长条形边缘条16用作缓冲垫的边缘。它们也由闭孔发泡橡塑材料制成并焊接或粘接于上下表面层13上。如图4a、4b、4c所示，边缘条可采用由闭孔发泡橡塑材料制成的矩形、直角梯形截面的非中空边缘条16，23构成，或可以为中空体24构成。如图7所示缓冲垫的四边缘由非中空的立体结构边缘条23，16组成，而中部由中空的立体结构12组成。 本缓冲垫由闭孔发泡橡塑材料制成，其压縮模量远高于相应的开孔发泡橡塑材料。而将其做成中空的立体结构，可以适应大形变。如图2所示即立体结构件12的截面外轮廓为等腰三角形在受压前后的大致形态。其受压后的高度可以压縮为原高度的50%。具体在承载过程的形变以及应力-应变曲线将取决于不同的闭孔发泡橡塑材料的特性。[0051] 本缓冲垫中的立体结构件可以是不同的等腰几何形状截面，如图3a至图3d所示为几例本实用新型可采用的其它结构，如图3a和图3b所示为两腰成内凹弧面的等腰三角形截面的立体结构件17和两腰凸出的等腰三角形截面立体结构件18。如图3c所示为等腰梯形截面的立体结构件19，其空腔可以为与外形相似的等腰梯形柱状空间，也可以是椭圆形柱状空间。如图3d所示的立体结构件20，其截面为等腰梯形，而下底面即梯形的短边可以是弧形，这样，就与下表面层形成一个以上的棱边或支点的固定结合的交线或交点。如图3f所示，还可以在截面为等腰几何形状的长件的顶平面、底平面和侧平面的其中至少一个面上打孔21以增快空气在立体结构内外的流动。如图3e所示，可以在截面为等腰几何形状的中空立体结构件的顶平面上可以刻有一条或多条沟槽22以便缓冲垫表面的透气。[0052] 当所述立体结构件的截面为等腰梯形时，其上顶边与下底边的跨度比例大于3 : 2。这样的立体结构块可方便收巻。该比例的最大值可以是无穷大，即变形为等腰三角形。下底边为一个点。 使用上大下小的等腰几何形状的立体结构件平行排列构成的本缓冲垫，可以方便地巻起收藏，如图5所示。 如图6a、图6b、图6c以及图6d、图6e和6f所示，可以将中空立体结构件12或19的中空腔室两端添实以增强边缘的抗压，如将一小段小三角形棱柱25添入中空三角形立体结构件12使其顶端成为非中空形体26。又如将一小段椭圆柱27添入中空立体结构件19使其顶端成为非中空形体28。 如图8所示，为立体结构件12与上表面层无纺布13的焊接结构，立体结构件12的上表面可以不是全部与上表面层焊合，而只是部分焊接以形成有为焊合的凸出部分29和有焊合的凹进部分30的格形。 如图9所示，在上述缓冲垫的上方可选择性添加开孔发泡橡塑材料构成的缓冲层31 ，而下方边缘可选择性添加可重复开启/闭合的扣件32， 33 (如尼龙搭扣)，用于与相邻物体固定。
权利要求一种闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，包括多只等截面立体结构件、上表面层和下表面层，其特征在于该立体结构件夹置于上下两表面层软质织物或非织物之间且与其牢固相粘接；并且所述立体结构件截面的上顶边跨度大于其下底边跨度。
2. 根据权利要求l所述的缓冲垫，其特征在于所述的立体结构件为中空的，且截面外 轮廓为等腰几何形状。
3. 根据权利要求2所述的缓冲垫，其特征在于所述中空的立体结构件的截面为等腰 三角形、或近似为等腰三角形、或等腰梯形、或近似为等腰梯形；或者，所述的中空立体结构件的两等腰侧面是平面，或为凹进或凸出的表面；或者， 所述中空立体结构件的顶面有一条或多条沟槽；或者，所述的中空立体结构件的底面是弧形，使得该底面与所述下表面层之间构成一条线、 或几条线、或多个点的连接结构；或者，所述的中空立体结构件的顶面和/或底面和/或两等腰上打有孔洞；或者所述的中空立体结构件的空腔的两端用与之相同或不同的材料添实；或者，所述立体结构件相互平行地设置于所述上下两表面层之间。
4. 根据权利要求2所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于当所述立 体结构件的截面为等腰梯形时，其上顶边与下底长的跨度比例大于3 : 2。
5. 根据权利要求1所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于还包括用 中空或非中空的闭孔发泡橡塑材料制成的边缘条，其固设在所述缓冲垫的侧边缘上。
6. 根据权利要求1所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于所述上表 面层和下表面层与所述立体结构件通过超声波焊、或热气焊、或胶粘固联，而各个所述立体 结构件本身相互分离，不与其相邻的所述立体结构件固联。
7. 根据权利要求6所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于当用热气焊时，所述上表面层与其下部的所述立体结构件为断续的焊接结构以形成有凸有凹的格 形。
8. 根据权利要求1所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于所述立体 结构件为闭孔的发泡塑料、发泡橡胶；或者，所述立体结构件为重度为10-100千克力/立方米，孔密度为10-109个/立方厘米，闭 孔率高于80%。
9. 根据权利要求1所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于在所述上 表面层的上方设有用开孔发泡橡塑材料制成的缓冲层；或者且设有外罩，使得由开孔发泡 橡塑材料制成的缓冲层和由闭孔发泡橡塑材料制成的缓冲垫合为一整体；或者，在所述下表面层的下表面上设有两条或多条可重复开启/闭合的扣件。
10. 根据权利要求9所述的闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，其特征在于所述外罩 为纤维织物，或为人造皮革，或为天然皮革；或者，所述扣件为尼龙搭扣。
专利摘要本实用新型公开了一种闭孔发泡橡塑材料立体结构缓冲垫，包括中空的立体结构件、上表面层和下表面层；该立体结构件夹置于所述上下两表面层软质织物或非织物之间且与其牢固粘接；并且所述立体结构件截面的上顶边跨度大于其下底边跨度。本缓冲垫具有如下优点(1)以闭孔发泡橡塑材料的整体结构变形和局部气孔变形来支撑和缓冲压力，高效且用料少；(2)立体结构件与软质织物或非织物相连，承载稳定，回弹性优化，结构简单，制作容易；(3)本缓冲垫可卷曲，易搬运储藏；(4)本缓冲垫重量轻，可浮于水上用于救生。
文档编号A63B6/00GK201523879SQ20092021653
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者曹邦曙 申请人:曹邦曙