CN108778063A - 包括针织物的床垫和床垫顶垫以及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种床垫或床垫顶垫，包括：缓冲元件，其具有形成相交的屈曲壁的弹性材料，所述相交的屈曲壁限定中空柱，以及针织物，其设置在缓冲元件上方并被构造成与屈曲壁不相关地移动。弹性材料包括弹性聚合物和增塑剂。针织物包括第一可伸缩材料层；第二可伸缩材料层；以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层。第一可伸缩材料层与第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。一种形成床垫或床垫顶垫的方法包括将针织物设置在包括相交的屈曲壁的缓冲元件上方，并将针织物构造成与屈曲壁不相关地移动。

Description

包括针织物的床垫和床垫顶垫以及相关方法
相关申请的相交引用
本申请要求于2016年3月7日提交的名称为“包括针织物的床垫和床垫顶垫以及相关方法”的序列号为15/062,621的美国专利申请的权益。
技术领域
本公开的实施例总体涉及缓冲元件，例如床垫和床垫顶垫、与缓冲元件一起使用的织物、包括缓冲元件的产品，并且涉及制造和使用织物以及缓冲元件的方法。
背景技术
缓冲材料具有多种用途，例如用于床垫、座椅表面、鞋垫、包装、医疗装置等。缓冲材料可以被制造和/或构造成减小对缓冲主体的峰值压力，这可以增加人类或动物的舒适度，并且可以保护物体免受损害。缓冲材料可以由在负荷下弯曲或变形的材料，例如聚乙烯或聚氨酯泡棉(例如波纹状海绵)、乙烯基、橡胶、弹簧、天然或合成纤维、填充流体的柔性容器等形成。不同的缓冲材料可能对给定的压力具有不同的响应，并且某些材料可能非常适合不同的应用。缓冲材料可以彼此组合使用以实现选择的特征。
于2010年6月8日公告的题为“多壁弹性材料(Multi-Walled GelasticMaterial)”的专利号7,730,566的美国专利描述了具有屈曲的互连壁的垫结构，其公开内容通过引用整体并入本文。当施加阈值力时，第一壁会屈曲。第一壁屈曲会导致第二壁屈曲，这会降低第一壁将“底部顶出(bottom out)”的机会。触底会增加对垫的屈曲部分上方的缓冲物体的部分的压力。垫的一侧具有间隔相对靠近的壁，并且相对侧具有间隔较远的壁。也就是说，垫的一些壁仅部分地延伸通过垫。当不规则形状的物体压靠在壁上时，壁的间隔较宽部分可能比壁的间隔较近部分更容易屈曲。
于2014年12月30日公告的美国题为“包括屈曲壁的缓冲元件以及形成这种缓冲元件的方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods of FormingSuch Cushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利描述了具有顶部缓冲表面和底部基部表面并且包括弹性材料和稳定材料的缓冲元件，其公开通过引用整体并入本文。由弹性材料形成的互连的屈曲壁连接到稳定材料。
当躺在具有由弹性材料形成的屈曲壁的顶表面(或靠近顶部、位于套下方的表面)的芯部上时，可能存在与弹性材料的屈曲构件相关的一定程度的不适或不期望的意识。例如，如果屈曲弹性体具有方形中空柱(例如如上文讨论的美国专利8,919,750中、或者如2000年2月22日公告的题为“带有屈曲柱的凝胶垫(Gelatinous Cushions with BucklingColumns)”的专利号为6,026,527的美国专利中所示，其公开通过引用整体并入本文)，床垫或床垫顶垫的使用者可以感觉到他或她的皮肤上的方块，或者可能令人不快地感觉到屈曲应力。通常，顶部泡棉可以放置在屈曲弹性体上方，或者顶部缝制的一组织物和/或泡棉可以放置在屈曲弹性体的顶上。这可以完全或至少部分地克服令人不快的感觉。然而，将泡棉放置在屈曲弹性体顶上可能是昂贵的，这可能涉及切割泡棉的多个步骤、将可粘合织物热熔合到屈曲弹性体中、将可粘合织物粘合到泡棉上等。由于各种缝制材料层的成本(例如典型的缝制套件可以是顶部的针织物、泡棉、聚乙烯绒毛纤维和底部的非伸缩织物片，这些通常需要通过缝制机来进行缝制)以及缝制机和工艺的成本以及复杂性，顶部缝制也可能不适用。
发明内容
在一些实施例中，一种床垫或床垫顶垫，包括缓冲元件，其包括形成限定多个中空柱的多个相交的屈曲壁的弹性材料，其中弹性材料包括弹性聚合物以及增塑剂；以及针织物，其设置在缓冲元件上方并被构造成与缓冲元件的压曲壁不相关地移动。针织物包括第一可伸缩材料层、第二可伸缩材料层以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层。第一可伸缩材料层与第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。
一种形成床垫或床垫顶垫的方法，包括将针织物设置在包括相交的屈曲壁的缓冲元件上方，并将针织物构造成与缓冲元件的屈曲壁不相关地移动。针织物包括第一可伸缩材料层、第二可伸缩材料层以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层。第一可伸缩材料层与第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。缓冲元件包括形成相交的屈曲壁的弹性材料，并且屈曲壁限定多个中空柱。弹性材料包括弹性聚合物和增塑剂。
附图说明
尽管本说明书概括为特别提出并明确要求保护本公开的实施例的权利要求书，但是当结合附图阅读时，可以从本公开的示例性实施例的以下描述中更容易地确定本公开的实施例的各种特征和优点，其中：
图1是示出根据本公开的针织物的一个实施例的简化的横截面侧视图；
图2是图1所示的针织物的简化的俯视图；
图3是示出包括图1中与其他缓冲元件联接的织物的床垫或床垫顶垫的一部分的简化横截面图；
图4是可作为图3所示的床垫或床垫顶垫的一部分的弹性缓冲元件的简化俯视图；并且
图5是示出图3的床垫或床垫顶垫的简化图。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“缓冲元件”是指并且包括旨在用于一个主体(例如人、动物或物体)相对于另一个主体的缓冲的任何可变形的装置。作为非限制性示例，缓冲元件(例如床垫、床垫顶垫、座垫等)包括旨在用于人、动物或物体相对于可能抵靠人、动物或物体的另一个物体(例如椅座)的缓冲的材料。
如本文所使用的，术语“弹性聚合物”是指并且包括能够在变形后恢复其原始尺寸和形状的聚合物。换言之，弹性聚合物是具有弹性或粘弹性性质的聚合物。弹性聚合物也可在本领域中被称为“弹性体”。弹性聚合物包括但不限于均聚物(具有重复的单一化学单元的聚合物)和共聚物(具有两个或更多个化学单元的聚合物)。
如本文所使用的，术语“弹性嵌段共聚物”是指并且包括具有结合在一起的均聚物的基团或嵌段的弹性聚合物，例如A-B二嵌段共聚物和A-B-A三嵌段共聚物。A-B二嵌段共聚物具有两个不同的均聚物嵌段。A-B-A三嵌段共聚物具有两个单一均聚物(A)嵌段，每个嵌段均结合到不同的均聚物(B)的单一嵌段连接的。
如本文所使用的，术语“增塑剂”是指并且包括添加到另一种材料(例如弹性聚合物)中以增加材料的可加工性的物质。例如，增塑剂可以增加材料的柔韧性、柔软性或可延展性。增塑剂包括但不限于烃类流体，例如矿物油。烃类增塑剂可以是芳族或脂族。
如本文所使用的，术语“弹性材料”是指并且包括弹性聚合物和弹性聚合物与增塑剂和/或其他材料的混合物。弹性材料是弹性的(即能够在变形后恢复尺寸和形状)。弹性材料包括但不限于本领域中称为“弹性凝胶”、“凝胶状弹性体”或简称“凝胶”的材料。
如本文所使用的，术语“可伸缩”和“可伸缩材料”是指并且包括具有在被拉伸时能够伸展至其未变形长度的至少120％(即可以将其长度增加至少20％)，并且在被释放时返回其原状的能力的织物。“双向”可伸缩材料在两个相反方向上伸缩，而“四向”可伸缩材料在两个彼此相对的方向上以及在两个与该两个彼此相对的方向垂直的方向上(即在两个互相垂直的方向上以及在与这些垂直方向相对的每一个方向上)伸缩。
如本文所用的，术语“针织的”和“针织”是指并且包括由线或纱线的纵横交织的线圈形成的织物。因为线可以在线圈矩阵内移动，所以即使由不可伸缩的纤维形成，针织物也是多孔的且可伸缩的。
本文给出的图示不是任何特定材料或装置的实际视图，而仅仅是用于描述本公开实施例的理想化表示。附图之间共同的元件可以保持相同的数字标记。
本公开描述了包括多个可伸缩材料层的针织物，多个可伸缩材料层编织在一起作为单一片。当与床垫、床垫顶垫或具有屈曲壁的其他缓冲装置结合使用时，该织物可以是具有合适体积的相对较重的规格，以便提供一些缓冲作用。织物可以缓解与在屈曲壁上放置泡棉层或缝制层相关的问题。特别地，由于例如粘合剂、缝制或非伸缩织物，泡棉和缝制层可以各自具有相对低的伸缩性。缺乏足够的伸缩性可能会抑制所需的屈曲动作，尤其是诸如人体臀部的突起周围的局部屈曲，因此这种材料的床垫或床垫顶垫可能不太舒适，对用户具有较高的峰值压力，并且可能较难调整用户的脊柱。如本文所公开的针织物可以提供缓冲并且可伸缩，使得对于使用者来说屈曲壁不太明显。
图1是针织物100的简化横截面图，针织物100可包括顶部层102、底部层104和填充材料106。尽管为了简单和清楚而示出并描述为“顶部”和“底部”，但是顶部层102和底部层104可以任何方向形成和使用，包括从所示方向反转、旋转90°等。顶部层102、底部层104和填充材料106中的每一个可以由可伸缩材料形成，使得整个织物100保持伸缩性。顶部层102，底部层104和填充材料106可以编织在一起作为织物的单个单一织物片，使得在针织物100后可以不需要粘合剂、缝制或其他附接来连接顶部层102、底部层104以及填充材料106。织物100可以基本上不含非伸缩材料。
为了形成针织物100，可以编织线以同时形成顶部层102和底部层104，在形成顶部层102和底部层104时封装填充材料106。例如，纤维或线可以用于形成顶部层102的一部分，然后被循环以形成底部层104的一部分(尽管针织物100可包括一个以上的这样的线)。填充材料106可以由选择的成批或成团的线形成。当顶部层102与底部层104循环时，填充材料106可被封装到织物中。在一些实施例中，诸如圆针织机的机器可以形成顶部层102的一部分(例如一个或几个循环)，然后形成底部层104的一部分。可以重复该过程以形成整个针织物100作为单一片。
织物100可以在至少两个彼此垂直的方向上展示伸缩性，这在工业上可以被称为“四向伸缩”。例如，织物100可以在织物100表面的平面中的两个垂直方向中的每一个方向上伸缩，使得在表面的平面上的任意方向上织物100的作用力可以使得织物在该方向上伸缩。为了实现这种性能，织物100可以基本上或完全由在彼此垂直的至少两个方向上(例如在平行于织物100的表面的方向上)展示伸缩性的材料组成。织物100还可以在第三垂直方向(例如垂直于织物100的表面)上伸缩。
织物100的可伸缩材料可包括例如弹性纤维。弹性纤维在本领域中也称为“软纤维”，可以伸缩多达400％或以上而同时保持返回其原始形状的能力。弹性纤维包括例如氨纶(即“人造纤维，其中形成物质的纤维是由至少85％的嵌段聚氨酯组成的长链合成聚合物”(参见16CFR§303.7))、天然或合成橡胶、烯烃、聚酯、聚醚等以及它们的组合。在一些实施例中，织物100可包括重量占至少约1％的弹性纤维，例如约3％至约20％的弹性纤维，或约8％至约15％的弹性纤维。
在一些实施例中，织物100可具有至少约250g/m2、至少约400g/m2，或甚至至少约650g/m2的单位面积重量。织物100可具有至少约2.5mm、至少约5.0mm、或至少约25mm的体积或最大未压缩厚度T。织物100的重量和厚度可以为织物100提供具有一些缓冲作用的能力。
当未压缩时，织物100可具有变化的厚度。例如图1所示。织物100可具有相对较厚部分110和相对较薄部分112。在织物100的较薄部分112中，顶部层102和底部层104可以通过线纵横交织的线圈被编织在一起。可以针织物100使得在较厚部分110中的填充材料106比在较薄部分112中更厚，而顶部层102和底部层104中的每一个可以是大致均匀的厚度。可以针织物100以保持较厚部分110和较薄部分112的形状以将填充材料106保持在位置中。织物100可以被成形使得其具有缝制织物的外观，但也可以是单个的单一片。因此，与缝制相比，制造织物100可以更简单且更便宜。
图2示出了如何从上方或下方显现织物100。较薄部分112通常可以在织物100的表面形成线或曲线，其可以具有缝制针脚的外观。较薄部分112可以是任何选择的图案用于美观或其他用途。
织物100可以被构造成在负荷下被压缩，使得织物100可以提供缓冲作用。织物100可以在床垫或其他垫上使用，以改善床垫或垫的缓冲性能。
图3是示出包括织物100和其他缓冲元件的床垫或床垫顶垫130(下文称为“床垫130”)的一部分的简化横截面图。特别地，织物100被描绘为搁置在位于泡棉基材160上方的弹性缓冲元件140上。织物100可以被配置为与弹性缓冲元件140和泡棉基部160不相关地移动，因此可以不沿着织物100和弹性缓冲元件140之间的界面与弹性缓冲元件140粘合。相反，织物100可以纳入到用于弹性缓冲元件140和可选的泡棉基部160的可移除罩，并且可以在弹性缓冲元件140的边缘处例如通过至少部分地包围弹性缓冲元件140连接到弹性缓冲元件140。因此，织物100可以相对于下面的弹性缓冲元件140至少沿着其间的界面横向地自由移动。可以移除织物100用于洗涤或更换。
在一些实施例中，另一种可伸缩材料180，例如针织阻燃织物可以设置在织物100和弹性缓冲元件140之间。可伸缩材料180可固定到织物100或弹性缓冲元件140中的任何一个，或与织物100或弹性缓冲元件140中的任何一个结合，但通常不与织物100和弹性缓冲元件140都固定，以便使织物100和弹性缓冲元件140相对于彼此自由移动。在一些实施例中，可伸缩材料180(如果有的话)可以不同于织物100和弹性缓冲元件140。可伸缩材料180可以比织物100更薄，使得可伸缩材料180向床垫130提供很小的缓冲作用或者不提供缓冲作用。例如，可伸缩材料180的厚度可以小于约1.5mm、小于约1.0mm或小于约0.5mm。在其他实施例中，织物100可以与弹性缓冲元件140直接物理接触，而织物100和弹性缓冲元件140之间没有任何其他材料。
织物100可以具有大于传统可伸缩床垫罩的体积厚度T的体积厚度T。传统床垫罩通常被设计成在不约束床垫的情况下防止床垫被弄脏和磨损，但通常不意味着自身提供缓冲。因此，传统的床垫罩通常相对较薄，例如厚度为约0.5mm至约2mm。通常选择这种较薄的罩的原因是它们比较厚的罩子重量更轻并且生产成本更低。然而，被出乎意料地发现的是，具有至少约2.5mm的厚度的柔性材料的编织结构的织物100可以提供缓冲作用。当放置在弹性缓冲元件140上但不固定到弹性缓冲元件140时，这种织物100可以减轻弹性缓冲元件140内的各个缓冲特征的压力。此外，形成为单个单一片的织物100可以比生产多层缝制织物更便宜，并且可以在不使用通常缝制所需的非伸缩材料层的情况下形成。
弹性缓冲元件140可包括如下中所述的弹性缓冲材料：例如，于2006年7月18日公告的题为“堆垫(Stacked Cushions)”的专利号为7,076,822的美国专利；于2010年6月8日公告的题为“多壁弹性材料(Multi-Walled Gelastic Material)”的专利号为7,730,566的美国专利；于2011年12月13日公告的题为“交替模式凝胶缓冲元件及相关方法(Alternating Pattern Gel Cushioning Elements and Related Methods)”的专利号为8,075,981的美国专利；于2013年5月7日公告的题为“具有凝胶弹簧的垫(CushionsComprising Gel Springs)”的专利号为8,434,748的美国专利；于2014年1月14日公告的题为“具有芯结构的垫及相关方法(Cushions Comprising Core Structures and RelatedMethods)”的专利号为8,628,067的美国专利；于2014年12月30日公告的“包括屈曲壁的缓冲元件及形成这种缓冲元件的方法(Cushioning Elements Comprising Buckling Wallsand Methods of Forming Such Cushioning Elements)”的专利号为8,919,750的美国专利。上述专利的全部公开内容通过引用在此并入本文。
图4是弹性缓冲元件140的简化俯视图。弹性缓冲元件140包括相互连接并限定中空柱144或空隙的相交的屈曲壁142。尽管屈曲壁142被描绘为以直角相交，但是屈曲壁142可以是任何选定的配置。例如，屈曲壁142可被构造成形成三角形中空柱144、六角形中空柱144、倾斜平行四边形中空柱144等。
弹性缓冲元件140可具有基于预期用途的任何选定的尺寸。例如，如果床垫130是用于双人大床的床垫，则弹性缓冲元件140可以是大约60英寸(152cm)乘80英寸(203cm)，其厚度大约是2英寸(5.08cm)。在一些实施例中，弹性缓冲元件140的厚度可以在约1英寸(2.54cm)和约10英寸(25.4cm)之间，例如约2英寸(5.08cm)至约6英寸(15.24cm)。弹性缓冲元件140的厚度可以基于床垫130的其他部分的厚度而变化。
在一些实施例中，弹性缓冲元件140可以被构造成用于代替传统床垫中的弹簧的支撑芯或固定泡棉。为了提供可以容易地举起和操纵的床垫，弹性缓冲元件140可以被配置为具有比织物100低的整体密度。如本文所使用的，术语“整体密度”表示并包括弹性缓冲元件140的质量除以弹性缓冲元件140的体积，弹性缓冲元件140的体积由外部尺寸确定，包括弹性缓冲元件140中的柱144的内部体积。
为了使弹性缓冲元件140保持较低的整体密度，可以增加柱144的内部体积，并且可以减小屈曲壁142的体积。例如，与传统缓冲元件相比，屈曲壁142可以相对较薄。类似地，与传统的缓冲元件相比，相邻屈曲壁142之间的空间可以相对较宽。例如，相邻屈曲壁142之间的空间可以是至少约0.5英寸(1.27cm)、至少约1.0英寸(2.54cm)或甚至更大。在一些实施例中，相邻屈曲壁142之间的距离与屈曲壁142的厚度的比值可以为约10至约100，例如约20至约60或约30至约50。例如，弹性缓冲元件140的屈曲壁142的厚度可以为约0.05英寸(1.3mm)，且相邻屈曲壁142之间的距离为约1.0英寸(2.54cm)。在一些实施例中，弹性缓冲元件140可具有约3.6磅/立方英尺(57.7千克/立方米)至约12磅/立方英尺(192.2千克/立方米)，例如约4.8磅/立方英尺(76.9千克/立方米)至约9.9磅/立方英尺(158.6千克/立方米)、或约6.0磅/立方英尺(96.1千克/立方米)至约7.2磅/立方英尺(115.3千克/立方米)的整体密度。形成屈曲壁142的弹性材料的密度可小于约56磅/立方英尺(900千克/立方米)、小于约53磅/立方英尺(850千克/立方米)或甚至小于约50磅/立方英尺(800千克/立方米)。
屈曲壁142由弹性材料形成并包括弹性材料。以下文献描述了弹性材料，例如，于1999年11月30日公告的题为“凝胶状弹性体及其制造和使用方法及由此制成制品(Gelatinous Elastomer and Methods of Making and Using the Same and ArticlesMade Therefrom)”的专利号为5,994,450的美国专利；于2011年6月21日公告的题为“中间嵌段中MW广泛分布的凝胶(Gel with Wide Distribution of MW in Mid-Block)”的专利号为7,964,664的美国专利；以及于1983年1月18日公告的“热塑性弹性凝胶状组合物(Thermoplastic Elastomer Gelatinous Compositions)”的专利号为4,369,284的美国专利；各上述专利的全部公开内容通过引用并入本文。弹性材料可包括弹性聚合物和增塑剂。弹性材料可以是凝胶状弹性体(在本领域中也称为凝胶、弹性凝胶或弹性凝胶)、热塑性弹性体、天然橡胶、合成弹性体、天然和合成弹性体的混合物等。
弹性聚合物可以是A-B-A三嵌段共聚物，例如苯乙烯-乙丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-乙丁烯-苯乙烯(SEBS)和苯乙烯-乙烯乙烯丙烯-苯乙烯(SEEPS)。例如，A-B-A三嵌段共聚物目前从德克萨斯州休斯顿的可乐丽美国有限公司(Kuraray America,Inc.,)以商品名称为4055可购得，以及从德克萨斯州休斯顿的科腾聚合物有限责任公司(Kraton Polymers，LLC)以商品名称为1830、 G1650和 G1651可购得。在这些实施例中，“A”嵌段是苯乙烯。“B”嵌段可以是能够用矿物油或其他烃类流体增塑的橡胶(例如丁二烯、异戊二烯等)或氢化橡胶(例如乙烯/丙烯或乙烯/丁烯或乙烯/乙烯/丙烯)。弹性材料可包括除苯乙烯基共聚物之外的弹性聚合物，例如弹性聚合物本质上是热塑性的或可通过增塑剂溶剂化或者是多组分热固性或交联弹性体的非苯乙烯类弹性聚合物。
弹性材料可包括一种或多种增塑剂，例如烃类流体。例如，弹性材料可包括不含芳烃的食品级石蜡基白矿物油，例如由新泽西州莫瓦市的索诺邦有限公司(Sonneborn,Inc.,)出售的中商品名称为以及的不含芳烃的食品级石蜡基白矿物油。
在一些实施例中，弹性材料的增塑剂与聚合物的重量比可为约0.1:1至约50:1。例如，弹性材料的增塑剂与聚合物的重量比可为约1:1至约30:1，或甚至重量比为约1.5:1至约10:1。在进一步的实施例中，弹性材料的增塑剂与聚合物的重量比为约4:1。
弹性材料可具有一种或多种填料(例如轻质微珠)。填料可能会影响弹性材料的热性能、密度、加工等。例如，因为中空微珠(例如中空玻璃微球或中空丙烯酸微珠)可具有比增塑剂或聚合物低的导热率，所以这样的中空微珠(例如中空玻璃微球或中空丙烯酸微珠)可通过充当绝缘体来降低弹性材料的导热率。作为另一个例子，因为金属颗粒(例如铝、铜等)可以具有比增塑剂或聚合物大的导热率，所以这样颗粒金属颗粒(例如铝、铜等)可以增加所得弹性材料的导热率。填充有蜡或另一种相变材料(即配制成在可以使用缓冲元件的温度附近经受相变的材料)的微珠可以提供在微珠内的蜡或其他相变材料的相变温度下或附近的温度稳定性(即由于相变的熔化热)。相变材料可具有约20℃至约45℃的熔点。
弹性材料还可包括抗氧化剂。抗氧化剂可以降低加工过程中热降解的影响，或者可以提高长期稳定性。抗氧化剂包括，例如，四季戊四醇酯(3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)，其从新泽西艾斯林的巴斯夫公司(BASF Corp.,)以商标1010可获得，或从加州洛杉矶的美国长盛公司(Everspring Corp.,USA)商购10获得；3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯，其可从新泽西艾斯林的巴斯夫公司商购1076获得，或从加州洛杉矶的美国长盛公司商购76获得；以及三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，其从新泽西艾斯林的巴斯夫公司商购168可获得，或从加州洛杉矶的美国长盛公司商购168可获得。一种或多种抗氧化剂可以组合在弹性材料的单一配方中。上文通过引用并入的美国专利5,994,450的第25和26栏描述了在增塑剂和聚合物的混合物中使用抗氧化剂。弹性材料可包括重量占最多约5％的抗氧化剂。例如，弹性材料可包括重量占约0.10％至约1.0％的抗氧化剂。
在一些实施例中，弹性材料可包括树脂。可以选择树脂以改变弹性材料，以减缓弹性缓冲元件140变形后的回弹。如果存在树脂的话，则树脂可以包括氢化的纯单体烃树脂，例如那些可以从田纳西州金斯波特的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Company)商购获得的氢化的纯单体烃树脂。如果存在树脂的话，则树脂可以用作增粘剂以增加弹性材料表面的粘性。
在一些实施例中，弹性材料可包括颜料或颜料的组合。颜料可以是美观的和/或功能性的。也就是说，颜料可以为弹性缓冲元件140提供吸引消费者的外观。另外，具有深色的弹性缓冲元件140吸收辐射可以与具有浅色的弹性缓冲元件140吸收辐射不同。
弹性材料可包括任何类型的凝胶状弹性体。例如，弹性材料可包括1重量份的苯乙烯-乙烯乙烯丙烯-苯乙烯(SEEPS)弹性三嵌段共聚物(例如4055)与4重量份的70％重量切割点(70-weight)直馏白石蜡基矿物油(例如白色矿物油)的熔融共混物，并且可选地，该熔融共混物还可包括颜料、抗氧化剂和/或其他添加剂。
弹性材料可包括在变形后其原始形状并且可弹性伸缩的材料。弹性材料的触感可以具有橡胶感，但是其可以变形为比传统橡胶材料更好地施加变形压力的物体的形状，并且可以具有比传统橡胶材料更低的硬度计硬度。例如，弹性材料的肖氏A级硬度小于约50、约0.1至约50、或小于约5。
弹性材料通常可以为非粘性，使得在移除负荷之后，弹性缓冲元件140可以返回其原始形状。也就是说，弹性材料可以是足够非粘性，使得在去除变形力之后，屈曲壁142不会彼此粘住或者不会保持彼此粘附。在一些实施例中，屈曲壁142可包括弹性材料涂层，其使弹性材料的表面不粘。因此，在移除力之后，相邻屈曲壁142之间的任何接触可以立即或不久停止。弹性材料可以配制成具有任何选定的粘性或黏性，例如以控制对移除负荷的响应速率。
在屈曲壁142上施加的力(例如被缓冲的物体的重量)导致在屈曲壁142上的压缩力。当施加到特定屈曲壁142的力超过某个阈值时，该屈曲壁142屈曲，与负荷携带的力相比，减小该特定屈曲壁142携带的力，使其屈曲受到限制(例如导致在屈曲后相关的应力-应变曲线或的负荷-挠度曲线的斜率减小)。由于负荷横向传递穿过屈曲壁142，因此屈曲壁142附近的力可以增加或改变方向。
屈曲壁142的屈曲可以通过与其屈曲受到限制时所承受的负荷相比减小屈曲壁142携带的力的量来减轻屈曲位置中的压力。因此，负荷可被转移到弹性缓冲元件140的其他部分。全部或部分负荷被转移到弹性缓冲元件140的其他部分可以降低峰值压力，这可以增加人或动物的舒适度，并且可以保护被缓冲的物体免受损坏。当不规则形状的物体靠着屈曲壁142放置时，这种负荷传递可以尤其有利。
图5是床垫130的简化图，其中床垫130的一部分如图5所示。织物100可以部分地或完全地包围弹性缓冲元件140和泡棉基部160。例如，织物100可以是单个单一可伸缩材料，其覆盖弹性缓冲元件140和泡棉基部160的五个侧面(例如顶部加上四个侧面中的每一个)或所有六个侧面。在一些实施例中，在覆盖弹性缓冲元件140顶部的织物100的部分与覆盖弹性缓冲元件140和泡棉基部160的侧面的织物100的部分之间可以没有缝制的接缝。织物100可以仅在床垫130的侧角的接缝182处被缝纫在一起。限制接缝182的长度可使得织物100保持其伸缩性。织物100可以通过拉链184固定到覆盖泡棉基部160底部的底部材料186。底部材料186可以是可伸缩材料或非伸缩材料。在一些实施例中，底部材料186可以是与床垫130的一个横侧面上的一部分连续的织物100的一部分。在这样的实施例中，拉链184可以将床垫130的横侧面上的织物100的其余三个部分连接到底部材料186。
与传统床垫相比，床垫130可以提供改进的减震和更低、更均匀的支撑被缓冲物体的压力的组合。这种组合在各种应用中可能是有益的，例如保护易碎装置(例如在运输中)或在人体舒适性(例如座垫、鞋垫等)方面。降低峰值压力可以帮助人或动物避免褥疮性溃疡(也称为褥疮或压力疮)。
当人或动物在床垫130上休息时，织物100可以压缩以代替或者补充弹性缓冲元件140或泡棉基材160的压缩，使得人不太意识到弹性缓冲元件140的屈曲壁142的存在。也就是说，人不会感受任何特定屈曲壁142或者屈曲壁142何时屈曲。可选地，使用者可以感受到屈曲壁142或其屈曲应力，但是织物100可以使该感受变得柔和或减弱。因此，织物100可以制造包括弹性缓冲元件140的床垫130，其中，与不具有织物100(例如具有传统罩)的弹性缓冲元件140相比，织物100可使包含具有屈曲壁142的弹性缓冲元件140的床垫对使用者而言更舒服。
此外，与缝制材料相比，将织物100构造为单个单一片(即作为单层材料)可以降低生产成本并保持伸缩性。
以下描述本公开的另外的非限制性的示例性实施例。
实施例1：一种床垫或床垫顶垫，包括缓冲元件，其包括形成限定多个中空柱的多个相交的屈曲壁的弹性材料，其中弹性材料包括弹性聚合物以及增塑剂；针织物，其设置在缓冲元件的上方并被构造成与缓冲元件的屈曲壁不相关地移动。针织物包括第一可伸缩材料层、第二可伸缩材料层以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层。第一可伸缩材料层与第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。
实施例2：根据实施例1所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少约250g/m2的单位面积重量的材料。
实施例3：根据实施例2所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少约400g/m2的单位面积重量的材料。
实施例4：根据实施例3所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少约650g/m2的单位面积重量的材料。
实施例5：根据实施例1至4中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少为约2.5mm的体积厚度的材料。
实施例6：根据实施例5所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少为约5.0mm的体积厚度的材料。
实施例7：根据实施例6所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括具有至少为约25mm的体积厚度的材料。
实施例8：根据实施例1至7中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中织物在至少两个彼此垂直的方向上展示可伸缩性。
实施例9：根据实施例1至8中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物基本上由在至少两个彼此垂直的方向上展示可伸缩性的材料组成。
实施例10：根据实施例1至9中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括重量占至少约3％的弹性纤维。
实施例11：根据实施例10所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括重量占约6％至约20％的弹性纤维。
实施例12：根据实施例1至11中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物包括顶部层、底部层和顶部层与底部层之间的填充材料。
实施例13：根据实施例12所述的床垫或床垫顶垫，其中顶部层、底部层和填充材料编织在一起以形成单一织物片。
实施例14：根据实施例1至13中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物与缓冲元件直接接触。
实施例15：根据实施例1至14中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物不与屈曲壁结合。
实施例16：根据实施例1至15中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，还包括在针织物和缓冲元件之间的阻燃织物。
实施例17：根据实施例1至16中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中针织物整合到包围缓冲元件的可移除罩中。
实施例18：根据实施例17所述的床垫或床垫顶垫，其中可移除罩包括拉链。
实施例19：根据实施例1至18中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中弹性材料包括弹性凝胶。
实施例20：根据实施例1至19中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中增塑剂的重量与弹性聚合物的重量之比为约0.1至约50。
实施例21：根据实施例20所述的床垫或床垫顶垫，其中增塑剂的重量与弹性聚合物的重量之比为约1.5至约10。
实施例22：根据实施例1至21中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中弹性材料还包括多个微珠。
实施例23：根据实施例22所述的床垫或床垫顶垫，其中多个微珠包括多个中空微珠。
实施例24：根据实施例1至23中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中弹性聚合物包括A-B-A三嵌段共聚物。
实施例25：一种形成床垫或床垫顶垫的方法，包括：将针织物设置在包括相交的屈曲壁的缓冲元件上方，并将针织物构造成与缓冲元件的屈曲壁不相关地移动。针织物包括第一可伸缩材料层、第二可伸缩材料层以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层。第一可伸缩材料层与第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。缓冲元件包括形成相交的屈曲壁的弹性材料，并且屈曲壁限定多个中空柱。弹性材料包括弹性聚合物和增塑剂。
实施例26：根据实施例25所述的方法，还包括将第一层和第二层编织在一起以将填充材料封装在针织物的顶部层和底部层之间。
实施例27：根据实施例25或26所述的方法，其中将针织物设置在缓冲元件上方包括选择针织物以包括在至少两个彼此垂直的方向上展示伸缩性的材料。
实施例28：根据实施例25至27所述的方法，其中将针织物设置在缓冲元件上方包括将针织物定位成完全覆盖缓冲元件的顶表面并至少部分地覆盖缓冲元件的侧表面。当缓冲元件处于未变形状态时，侧表面垂直于顶表面。
虽然本文已经根据一些示出实施例描述本公开，但本领域普通技术人员将认识并理解本发明不局限于此。可以在不脱离如下文所要求保护的本公开的范围的情况下对示出的实施例进行许多添加、删除和修改，包括其合法等同方案。另外来自一个实施例的特征可以与另一个实施例的特征组合，同时包含在预期的本公开的范围内。此外本公开的实施例可用于不同的以及各种垫和床垫或床垫顶垫的类型和配置。

Claims (20)

1.一种床垫或床垫顶垫，包括：
缓冲元件，其包括形成多个相交的屈曲壁的弹性材料，所述多个相交的屈曲壁限定多个中空柱，其中所述弹性材料包括弹性聚合物和增塑剂；以及
针织物，其设置在所述缓冲元件上方并被构造成与所述缓冲元件的屈曲壁不相关地移动；所述针织物包括：
第一可伸缩材料层；
第二可伸缩材料层；以及
在所述第一可伸缩材料层和所述第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层；
其中所述第一可伸缩材料层与所述第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括所述可伸缩填充材料层的织物的单一织物片。
2.根据权利要求1所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物包括具有至少约250g/m2的单位面积重量的材料。
3.根据权利要求2所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物包括具有单位面积重量至少约400g/m2的单位面积重量的材料。
4.根据权利要求1所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物包括具有至少为约2.5mm的体积厚度的材料。
5.根据权利要求4所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物包括具有至少为约5.0mm的体积厚度的材料。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述织物在至少两个彼此垂直的方向上展示可伸缩性。
7.根据权利要求6所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物基本上由在至少两个彼此垂直的方向上展示可伸缩性的材料组成。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物包括重量占至少约3％的弹性纤维。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物与所述缓冲元件直接接触。
10.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物不与所述屈曲壁结合。
11.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，还包括在所述针织物和所述缓冲元件之间的阻燃织物。
12.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述针织物整合到包围所述缓冲元件的可移除罩中。
13.根据权利要求12所述的床垫或床垫顶垫，其中所述可移除罩包括拉链。
14.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述弹性材料包括弹性凝胶。
15.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述增塑剂的重量与所述弹性聚合物的重量之比为约0.1至约50。
16.根据权利要求1至5中任意一项所述的床垫或床垫顶垫，其中所述弹性聚合物包括A-B-A三嵌段共聚物。
17.一种形成床垫或床垫顶垫的方法，包括：
将针织物设置在包括相交的屈曲壁的缓冲元件上，并将所述针织物构造成与所述缓冲元件的屈曲壁不相关地移动；
其中，所述针织物包括第一可伸缩材料层、第二可伸缩材料层以及在第一可伸缩材料层和第二可伸缩材料层之间的可伸缩填充材料层；所述第一可伸缩材料层与所述第二可伸缩材料层编织在一起，以作为包括所述可伸缩填充材料层的织物的单一织物片；并且
其中，所述缓冲元件包括形成所述相交的屈曲壁的弹性材料；所述屈曲壁限定多个中空柱；并且所述弹性材料包括弹性聚合物和增塑剂。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括将所述第一层和所述第二层编织在一起以将所述填充材料封装在所述针织物的顶部层和底部层之间。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述将针织物设置在缓冲元件上方包括选择所述针织物以包括在至少两个彼此垂直的方向上展示伸缩性的材料。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述将针织物设置在缓冲元件上方包括将所述针织物定位成完全覆盖所述缓冲元件的顶表面并至少部分地覆盖所述缓冲元件的侧表面，其中当所述缓冲元件处于未变形状态时，所述侧表面垂直于所述顶表面。
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