[发明专利]形成可变密度座椅材料的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本PCT专利申请要求于2010年7月13日提出的、名称为“System And Method Of Forming Variable Density Seating Materials”的美国临时专利申请序号No.61/363,820的权益，所述申请的全部公开内容视为本申请的公开内容的一部分，并以参引的方式合并于本申请中。

技术领域

本发明概括地涉及一种形成具有可变密度梯度的座椅材料的系统和方法，更具体地，本发明涉及一种形成用于具有可变密度梯度的车辆座椅的泡沫材料，所述泡沫材料使大范围的乘员体重获得更佳的舒适性，和单个泡沫制剂在大范围类型的具有显著不同的期望性能特性的车辆座椅上的应用。

背景技术

车辆制造商必须使他们的车辆座椅让大范围的具有显著不同的体重和体量的车辆乘员感到舒适。车辆座椅的制造商必须考虑从不再需要儿童安全座椅的小孩的体重到成年人体重上限的体重范围和成年人的体量范围。更轻的乘员和更重的乘员会发现同一车辆座椅具有显著不同的性能，并且每个乘员偏爱非常不同的硬度，更具体地，座椅材料的挠度量。例如，座椅泡沫的静态舒适性，例如聚氨酯座椅泡沫的静态舒适性，更大地取决于泡沫的硬度和密度，特别是在大挠度时。虽然车辆制造商试图选择对大范围的乘员体重提供期望的静态舒适性的泡沫硬度，但由于乘员体重和因此与乘员坐在座椅上时乘员陷入泡沫中的挠度量之间的变化，使每个乘员都满意是很困难的。更具体地，软泡沫材料可能对轻的乘员提供舒适的座椅，而非常重的乘员会觉得下塌，触及框架元件，或者在同一座椅中觉得不舒适。相反地，更硬的泡沫通常保证使重的乘员舒适的座椅材料，还引起更小的挠度，这导致更轻的乘员发现所述座椅不舒适，例如所述座椅太硬，使他们坐在泡沫上面但不陷进到泡沫中，至少部分地陷进到泡沫中。而制造商可调整所述泡沫的硬度到普通使用者偏爱的泡沫硬度，车辆乘员在重量方面越偏离普通使用者，会发现座椅的舒适性越小。因此，在单一材料，单件泡沫构成的座椅中，到目前为止，制造商提供对大范围乘员体重舒适的支承面的能力受到限制。

座椅材料的舒适性或座椅材料的期望性能的变化还可以根据期望的应用、车辆类型、目标消费者和车辆制造商的偏好进行变化。例如，在许多跑车或赛车中比豪华车中期望具有更坚硬的座椅。

起初，为了解决对不同座椅特性的期望，尤其是泡沫的硬度，大多数制造商创设了多种泡沫制剂。尽管这些不同的泡沫制剂使要解决的特殊车辆的性能变化，但不能解决与车辆座椅的乘员之间的差别相关的上述问题中的任何问题。另外，对增加舒适性和增长持久性的要求，以及对扩大范围的所需要性能的要求，限制制造商在只改变泡沫制剂的情况下解决所有期望性能的能力。而且，当所需要性能的范围增加和一些个体期望高硬度泡沫以及对其他个体舒适的低硬度泡沫，这些抵触的动态舒适性问题导致泡沫制剂常常不如传统泡沫制剂那样平衡的化学混合物，并因此在制造过程中引起困难。另外，许多这些独特的泡沫制剂需要特殊的化学药品，这增加了原材料的成本，有时需要额外的制造设备和过程，从而增加了车辆座椅的成本。

为了解决上述缺点和更大体重范围的车辆乘员，一些制造商创设了用于座椅材料的两部分式泡沫组件，这需要费时的、昂贵的制造过程。因此，由于具有不同密度的泡沫的多个板坯组件的成本，它在大范围车辆座椅中的应用目前受到限制。两部分式座椅材料可以用两种方法形成。第一种方法是通常将单独的柔软层泡沫施加到更硬的模制泡沫上，其中，泡沫的软板坯最接近A表面或者座椅材料的支承面。在这种形成两部分式泡沫座椅材料的方法中，首先，更硬的泡沫座椅材料被模制，然后，第二更软的座椅材料被模制或者从具有期望形状的块状泡沫塑料切下。接着，所述两个部分用粘合剂胶粘在一起，由于需要额外的劳工、设备、材料和空间而显著地增加了制造成本。因为制造商还努力提高制造过程的环境问题以及材料的循环利用，通常不期望使用粘合剂将软冲切块状泡沫或者单独模制件胶粘到更硬的模制泡沫。例如，为了使用所述两部分式座椅材料，所述粘合剂使所述座椅在生命周期结束时更难以循环利用，并且在所述座椅的生命周期期间难以发现具有期望性能的对环境友好的粘合剂。