[发明专利]特别用于可充气主体的具有对流屏障的弹性芯及其制造方法

说明书

背景技术

自从在1971年引入了最初的“Therm-A-Rest^”自充气床垫(self-inflating mattress pad)，已经公知了关于制造和所得到的产品的许多改进。这些改进包括对生产方法、产品耐久性、产品柔性以及热性能的改型。具体而言，一个目标是减轻垫子重量而不损失热绝缘性能。

在1994年，Cascade Designs，Inc.(在下文中称为“Cascade”)开发了一种可提供期望蓬松度(level of loft)的带芯的床垫，但包括一种具有多个横向延伸的中空圆柱体的由泡沫材料制成的开放式(open cell)芯。这些横向的圆柱体并不影响芯与包壳片材(enveloping sheet)的粘合表面，但是在其他方面减小了泡沫芯的整体密度，因此减小了所得到的床垫的重量。然而，制造和性能问题以及对于相对厚的原始芯的需求，限制了这一技术的应用范围。

在1995年，Cascade引入了“UltraLite”系列床垫。这些垫子首次利用竖直定向的空隙(voids)(即，与芯的主表面垂直)，尽管这些空隙不是材料去除处理的结果。关于这一技术的额外信息，请参见以引用方式被纳入本文的US 5705252。

关于在UltraLite系列床垫中使用的技术的一个显著益处是其能够不受芯厚度的影响建立宏观空隙(macro void)(与组成微观空隙的膨胀的泡沫材料的开室结构相对反)。通过使所述空隙的纵向轴线定向在竖直方向，可以在相对薄的截面厚度的板中获得密度显著减小的弹性芯/板；通过选择地建立空隙的几何形状、空隙的出现率以及它们的整体样式(overall pattern)，可以使垫子的原本不期望的性能特性最小化。

虽然UltraLite芯在轻量化芯技术中表现了很大的进步，但其确实导致芯具有一定的制造劣势(例如，因为所述空隙由移位的狭缝形成，并且这种狭缝通常相似地定向，所以在与位移偏压垂直的方向上会降低芯的稳定性)。另外，已意识到竖直定向的空隙提供了一个方便的对流和辐射热传递的路径，由此降低了床垫的热性能。由于这一意识到的热缺陷的问题，UltraLite芯预期的竖直空隙在压缩负载下可能会弯折(buckle)或坍缩。然而，生成这种易于受到压缩弯折的空隙还降低了垫子的其他性能特征，诸如芯-织物的粘合特性和竖直支撑特性。

因此，很明显，从弹性芯的底部到顶部延伸的空隙通过宏观密度变化可在芯重量方面提供期望的减小，而不需要截面较厚的芯。此外，虽然会浪费材料，但可以使用常规的成芯技术——例如模切，由此允许使用各种几何形式来减小板的不稳定性，该不稳定性原本会由密度减小操作而引起。然而，需要热传递减弱装置，以保持包含这种芯的垫子的期望性能。

发明内容

本发明涉及优选地用于可充气主体的弹性芯，该弹性芯包括限定多个大体柱状的孔的弹性板或大体柱状实心体(solid)的弹性阵列，涉及用于制造这种板和阵列的方法，以及涉及包含这种板和阵列的物品，其中该芯还包括热传递减弱装置，用于超越芯的固有绝缘性质而改进该芯对热传递的抗性。在板状芯(slabcore)实施方案中这种热传递减弱装置的非排他性和非穷尽性的实例包括考虑孔(hole)或内孔(bore)的几何横截面、出现率(frequency)、样式和方向，在至少一些孔或内孔处或在至少一些孔或内孔内引入热障(thermal barrier)，和/或选择/处理板的材料。在阵列芯实施方案中这种热传递减弱装置的非排他性和非穷尽性的实例包括考虑该实心体的几何横截面、出现率(密度)、样式和方向，在实心体内部空间内引入热障，和/或选择/处理实心体的材料。