MX2011002992A - Almohadilla de espuma pre-acondicionada. - Google Patents

Abstract

Los colchones y métodos para el tratamiento de un material de espuma flexible para su uso en un colchón para proporcionar un material de espuma de colchón que tiene una firmeza más consistente en el tiempo y el área. Los métodos incluyen el pre-acondicionamiento de almohadillas de espuma (32) o colchón mediante la aplicación de una fuerza a través de una parte sustancial de una superficie importante del colchón para comprimir o estirar la altura de la espuma, la longitud de la espuma, y o el ancho de la espuma para romper o abrir celdas cerradas. En ciertas realizaciones, la fuerza se aplica al oprimir repetidamente una placa (42) contra la almohadilla de espuma (32) o colocar la almohadilla de espuma (32) entre uno o más rodillos (54, 56).

Description

ALMOHADILLA DE ESPUMA P RE - A C O N D I C I O N A D A Referencia cruzada a las solicitudes relacionadas La presente solicitud reclama el beneficio de la fecha de presentación de la solicitud norteamericana provisional No. 61/192,575, presentada el 19 de septiembre de 2008, y la solicitud norteamericana provisional N° 61/204,727, presentada el 9 de enero de 2009, que se incorporan al presente como referencia .

Campo de la Invención Esta invención se refiere generalmente a los artículos de relleno, como colchones y métodos de tratamiento de un material de espuma flexible para usarse en un artículo de relleno para que tenga la firmeza más consistente en el tiempo y el área.

Antecedentes de la Invención Hoy en día, los fabricantes de muebles y en particular de camas, han desarrollado técnicas sofisticadas y fiables para la fabricación de colchones de alta calidad y duradero. La industria es capaz de proporcionar colchones que duran más de diez años ofreciendo superficies cómodas para dormir durante todo ese tiempo.

A medida que la industria se esfuerza por seguir proporcionando una mejor calidad y fiabilidad, un área que se plantea es la capacidad de la industria para proporcionar una experiencia de consumo consistente en toda la vida útil del colchón, desde el punto de seleccionar el colchón hasta que el colchón es finalmente sustituido. Al abordar la capacidad de proporcionar una experiencia de consumo constante durante toda la duración de vida del colchón, un problema de ingeniería que hay que tener en cuenta son las características cambiantes de la espuma flexible con el tiempo. En particular, los consumidores han observado que el colchón que seleccionan al probar los colchones en el piso de exhibición puede tener una firmeza que es diferente, por lo menos un poco, de la firmeza del colchón que en última instancia, se entrega a su casa después de comprar el colchón. Por lo general, el consumidor considera que el colchón entregado en su hogar es más firme que el colchón que ha probado en el piso de exhibición. Además, con el tiempo la firmeza del colchón puede cambiar. A medida que el consumidor utiliza el colchón, el colchón puede desarrollar áreas en las que el colchón es menos firme que en otras áreas. Por lo tanto, con el tiempo la superficie para dormir del colchón puede tener una sensación inconsistente, uno en el cual la firmeza del colchón varía o se percibe diferente.

Los fabricantes de colchones han evitado este problema mediante la educación al consumidor sobre la naturaleza de la espuma y les informa que deben esperar que la firmeza de su colchón recién adquirido cambiará con el tiempo. Sin embargo, esta propuesta no aborda las causas subyacentes del fenómeno y no proporciona al consumidor una estimación fiable sobre la cantidad de la firmeza que su colchón nuevo es probable que cambie.

Por consiguiente, hay una necesidad en la técnica de proveer un colchón que proporcione una experiencia más consistente al consumidor produciendo una firmeza que sea consistente con el tiempo y sobre el área total del colchón.

Breve Descripción de la Invención Es una realización de la invención que las técnicas mejoradas de fabricación y de acabado pueden proporcionar colchones mejorado con características más consistentes en el tiempo y el área. La espuma es un material polimérico celular. La espuma de poliuretano se hace típicamente mediante la introducción de pequeñas burbujas de gas expandible en una mezcla de reacción de un poliol, un poliisocianato y otros ingredientes necesarios. A medida que avanza las reacciones, se forma una matriz de polímero y las burbujas se expanden para dar una estructura celular que comúnmente se llama una espuma.

La estructura celular es una red de celdas interconectadas compuesta de elementos estructurales comúnmente llamado ventanas y puntales. Las celdas interconectadas en la estructura de espuma tienen paredes celulares que tienen aberturas o ventanas comunes entre ellas.

Dependiendo de los procesos de fabricación y la naturaleza de los productos químicos utilizados, algunas de las ventanas de las celdas se abren mientras que otras pueden estar cerradas por una fina capa del material de poliuretano. Estas ventanas de las celdas cerradas se puede romper en varias ocasiones tensionando el material a través de la compresión y/o estiramiento, tales como aquellos que se presentan durante el uso diario normal de un colchón. Por lo tanto, un colchón nuevo o envejecido puede tener ventanas de celdas más cerradas que un colchón usado o viejo.

La estructura de las celdas así formadas puede desempeñar un papel importante en la determinación de las propiedades mecánicas de la espuma incluida su firmeza o dureza. La dureza o firmeza se mide mediante una prueba de la deflexión de la fuerza de compresión (IFD), que es una medida de las propiedades de carga de la espuma. En esta prueba, una placa circular se presiona en la espuma a una profundidad o compresión deseada. La prueba determina la fuerza necesaria para llegar a una compresión especificada. Alternativamente, la placa circular se presiona sobre una almohadilla de espuma y se aplica una fuerza determinada. Se mide la compresión en la almohadilla de espuma debida a la fuerza. Sin embargo, aire puede quedar atrapado dentro de las celdas cerradas, y el flujo de aire a través de la espuma puede ser limitado si hay un gran número de celdas cerradas o parcialmente abiertas. En consecuencia, durante las pruebas IFD, fuerza adicional puede ser requerida para expulsar el aire de la espuma y las celdas cerradas generando una medición de dureza o firmeza artificialmente alta que pueden cambiar con el uso normal. Si la misma espuma se examina de nuevo, una y otra vez, la dureza es probable que baje un poco en cada ciclo de pruebas sucesivas porque la ventana de la celda en la espuma se abren o rompen permitiendo que el aire pase a través de la espuma con mayor libertad. Por lo tanto, las mediciones del examen IFD efectivamente puede reflejar las características neumáticas temporales de las celdas cerradas llenas de aire en lugar de la eventual firmeza de la espuma utilizada y vieja cuando la ventana de la celda se ha roto con el uso regular.

En general, las espumas utilizadas en aplicaciones de asientos para automóviles tienden a ser espumas moldeadas diseñadas para tener una gran población de celdas cerradas cuando se desmoldea. Si estas ventanas de las celdas no son aplastadas para abrir de inmediato, la almohadilla de espuma es probable que pierda las dimensiones y se contraen. Esto es porque el gas de dióxido de carbono que queda atrapado en las celdas cerradas, se enfría una vez que la espuma se desmoldea y luego se difunde fuera de las celdas más rápido que el aire de difusión en las celdas. Por lo tanto, una diferencial de presión se genera entre el exterior y el interior de las celdas que causan que la espuma reduzca en tamaño. Para reducir el encogimiento de la espuma, almohadillas de espuma moldeada para asientos de automóviles destinados pasan a través de rodillos inmediatamente después del desmoldeo para expulsar los gases calientes atrapados, como el dióxido de carbono y por lo tanto prevenir la contracción de la espuma. Sin embargo, las espumas utilizadas en los colchones y cojines por lo general no están hechas por un proceso de moldeado y en consecuencia no se suele pensar que el dióxido de carbono atrapado en las celdas cerradas. Por lo tanto, los fabricantes de la espuma y el colchón no han pensado en pasar colchones de espuma, o almohadillas de relleno de espuma a través de rodillos para pre-acondicionamiento y estabilización de la firmeza.

Como se señaló anteriormente, ventanas de las celdas pueden ser rotas en varias ocasiones tensando el material al comprimirlo y/o estirarlo. Aunque la compresión de un colchón o almohadilla de espuma rompa alguna de las ventanas de las celdas en la espuma, las técnicas de compresión que se utilizan con colchones o cojines de espuma normalmente sólo comprimen un colchón o una almohadilla en una dirección. Para la mayoría de los colchones y los cojines, esta compresión será generalmente en la dirección de la dimensión más pequeña, por ejemplo, la altura de un típico colchón para dormir en una configuración típica. Con el fin de aumentar la extensión de la ruptura de celdas de la ventana, un colchón o la espuma pueden ser tensados a lo largo de una pluralidad de ejes físicos, por ejemplo de tanto como tres ejes físicos como sea posible. Las relaciones de aspecto (relación de dos dimensiones físicas, tales como anchura y altura, anchura y longitud, o altura a la longitud) de los colchones y los cojines de espuma típicos hacen que la compresión del rodillo en las direcciones de longitud y anchura sea difícil debido a la deformación en la dirección de la altura. Sin embargo, la propia relación de aspecto hace posible el estiramiento con rodillo en las direcciones longitudinal y axial. El sistema y los métodos descritos aquí incluyen técnicas de estiramiento o compresión, o una combinación de ambas técnicas para pre-acondicionar o pre-tensar colchones o almohadillas de espuma de relleno.

Los sistemas y métodos descritos aquí incluyen métodos para la fabricación y acabado de un colchón. Los métodos incluyen pre-acondicionar o acelerar el envejecimiento de la almohadilla de espuma o el colchón nuevo no envejecido mediante la aplicación de una fuerza a través de una parte sustancial de una superficie importante del colchón para comprimir temporalmente la altura de la espuma y romper o abrir celdas cerradas. En ciertas realizaciones, la fuerza se aplica pulsando repetidamente una placa contra el colchón o la espuma. Por otra parte, la fuerza puede ser aplicada al pasar la almohadilla de espuma o el colchón por al menos un rodillo o por lo menos un par complementario de rodillos. Los métodos incluyen también pre-acondicionamiento de la almohadilla de espuma o colchón mediante la aplicación de una fuerza para estirar la longitud y/o la anchura de la almohadilla de espuma o del colchón para romper o abrir celdas cerradas. Los sistemas y los métodos descritos aquí superan varias limitaciones de los métodos actuales mediante la generación de colchones y artículos de relleno que tiene una firmeza que es sustancialmente constante en el tiempo y los usos múltiples y que es diferente de la firmeza de los colchones y artículos de relleno nuevos, no envejecidos.

Por consiguiente, en un aspecto, la invención proporciona métodos de acabado y proporcionar un colchón a un usuario que consiste en proporcionar un ensamble de colchón no envejecido con una primera almohadilla de espuma con una altura inicial y un núcleo de colchón, lo que acelera el envejecimiento del colchón conjunto mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos a una sección del ensamble del colchón suficiente como para comprimir temporalmente su altura una cantidad seleccionada para alterar permanentemente una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma representante de la deflexión de la fuerza de compresión, colocar la almohadilla de espuma en el núcleo de colchón para proporcionar por lo menos una porción de una superficie de descanso sobre el núcleo del colchón, y proporcionar un ensamble de colchón envejecido que tiene una firmeza que es diferente de la firmeza del ensamble de colchón no envejecido. Opcionalmente, el ensamble de colchón no envejecido comprende además una segunda almohadilla de espuma con una altura inicial, y tensar el ensamble de colchón no envejecido comprende además la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma suficiente para comprimir la segunda altura de la almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la segunda almohadilla de espuma, y la colocación de la segunda almohadilla de espuma sobre el núcleo del colchón. En ciertas realizaciones, tensar el ensamble de colchón no envejecido abarca la aplicación de una fuerza al ensamble de colchón suficiente como para comprimir la alturas de una o más almohadillas de espuma en el ensamble una cantidad seleccionada para modificar una o más propiedades mecánicas de la una o más almohadillas de espuma después de que las almohadillas de espuma se han dispuesto sobre el núcleo del colchón.

En otro aspecto, la invención proporciona métodos de fabricación de un colchón que consiste en proporcionar una almohadilla de espuma que tiene una altura inicial, pre-acondicionar la almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza de por lo menos una de una sección de la almohadilla de espuma suficiente para comprimir temporalmente el altura de la almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para alterar permanentemente una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma, en donde la propiedad mecánica puede ser representativa de la dureza o la deflexión de la fuerza de compresión. En ciertas realizaciones, la almohadilla de espuma también puede ser pre-acondicionada por la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la almohadilla de espuma suficiente para extender la longitud o la anchura de la almohadilla de espuma en una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma, en donde la propiedad mecánica puede ser representativa de la dureza o la deflexión de la fuerza de compresión. En otro paso, la almohadilla de espuma se dispone sobre el núcleo de colchón para proporcionar por lo menos una porción de la superficie para dormir sobre el núcleo de colchón. En ciertas realizaciones, la almohadilla de espuma puede ser pre-acondicionada por la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la almohadilla de espuma suficiente para abrir las celdas cerradas.

Opcionalmente, el método puede incluir pre-acondicionar al menos una segunda almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma que es suficiente para comprimir la altura de la almohadilla de espuma y/o extender la longitud y/o la anchura de la almohadilla de espuma en una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de esa segunda almohadilla de espuma. La segunda almohadilla de espuma también se puede disponer sobre el núcleo de colchón para proporcionar un colchón que tiene una superficie de dormir con múltiples capas de espuma pre-acondicionada, incluyendo dos, tres, cuatro o más capas, el número de capas se selecciona para adaptarse al uso.

En otro aspecto, los sistemas y métodos que se describen aquí se entiende que incluye un colchón que tiene una superficie de descanso pre-acondicionado. El colchón consta de un núcleo de colchón que tiene una longitud, anchura y un espesor y por lo menos un lado para dormir, y una capa de espuma que tiene una longitud y una anchura substancialmente similar a la longitud y la anchura del núcleo del colchón. La espuma, una vez pre-acondicionada de acuerdo con una realización de la invención, también tiene una estructura celular, con celdas que tienen muchas ventanas rotas distribuidas de manera uniforme en forma sustancial a su longitud, su anchura y su espesor y la capa de espuma se dispone sobre el lado de dormir del núcleo del colchón para proporcionar a una superficie para dormir del colchón una firmeza sustancialmente consistente en toda la superficie de descanso. Muchas ventanas de la celda pueden romperse con el fin de aumentar el flujo de aire a través de la almohadilla de espuma y/o para reducir la contribución neumática a la dureza o la firmeza de la almohadilla de espuma. Por otra parte, ya que muchas ventanas de celdas ya están rotas cuando el cliente compra el ensamble de colchón añejado a través del procedimiento de la invención se describe aquí, la ruptura adicional de la ventana de la celda debido al uso de los clientes será mínima y el cliente se dará cuenta de que la firmeza de la almohadilla de espuma no va a cambiar significativamente con el tiempo y el uso, especialmente en comparación con la firmeza de un ensamble de colchón no envejecido con la mayoría de las ventanas de la celda intactas.

En una modalidad, la capa de espuma de celdas abiertas comprende abrir las celdas como resultado de la aplicación de fuerzas en donde cada celda incluye por lo menos una ventana de la celda que define una cavidad interior celular y que tiene por lo menos una abertura suficiente para permitir que el aire fluya dentro y fuera de la cavidad celular interior.

En otro aspecto, la invención proporciona métodos de fabricación de un colchón que consiste en proporcionar una almohadilla de espuma que tiene una longitud y anchura inicial, pre-acondicionar la almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza de por lo menos uno de una sección de la almohadilla de espuma suficiente para extender al menos una de la longitud y la anchura de la almohadilla de espuma en una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma, en donde la propiedad mecánica puede ser representativa de la dureza o la deflexión de la fuerza de compresión. En otro paso, la almohadilla de espuma se dispone sobre el núcleo de colchón para proporcionar por lo menos una porción de la superficie para dormir sobre el núcleo de colchón. En ciertas realizaciones, la almohadilla de espuma puede ser pre-cond icionada por la aplicación de un,a fuerza a por lo menos una parte de la almohadilla de espuma suficiente para abrir las celdas cerradas. Opcionalmente, la almohadilla de espuma puede ser pre-condicionada por la aplicación de una primera fuerza con una primera sección de la almohadilla de espuma suficiente para comprimir la altura de la primera sección una primera cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma y por la aplicación de una segunda fuerza a la segunda sección de la almohadilla de espuma suficiente para comprimir la altura de la segunda sección una segunda cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma.

Opcionalmente, el método puede incluir pre-acondicionar al menos una segunda almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma que sea suficiente para estirar al menos una de la longitud y la anchura de la almohadilla de espuma en una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la segunda almohadilla de espuma. La segunda almohadilla de espuma también se puede disponer sobre el núcleo de colchón para proporcionar un colchón que tiene una superficie para dormir con múltiples capas de espuma pre-acondicionada, incluyendo dos, tres, cuatro o más capas, el número de capas se selecciona para adaptarse al uso.

En otro aspecto, la invención proporciona métodos de fabricación de un artículo de relleno que comprende proporcionar una almohadilla de espuma que tiene una longitud y anchura inicial, pre-acondicionar la almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos uno de una sección de la almohadilla de espuma suficiente para tramo de al menos una de la longitud y la anchura de la almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la almohadilla de espuma, en donde la propiedad mecánica puede ser representativa de la dureza o la deflexión de la fuerza de compresión. En ciertas realizaciones, la almohadilla de espuma puede ser pre-acondicionada por la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la almohadilla de espuma suficiente para abrir las celdas cerradas. Opcionalmente , el método puede incluir la colocación de por lo menos una segunda almohadilla de espuma sobre la primera almohadilla de espuma para proporcionar un artículo de relleno con múltiples capas de espuma. En ciertas realizaciones, la al menos una segunda almohadilla de espuma puede ser pre-acondicionada mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma que sea suficiente para estirar al menos una de la longitud y la anchura de la almohadilla de espuma en una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de esa segunda almohadilla de espuma.

En todos los aspectos y formas de realización anteriores, la aplicación de la fuerza puede ser lograda mediante la aplicación de una fuerza mecánica de deflexión, compresión y/o estiramiento de la almohadilla de espuma en una o más dimensiones o la aplicación de un aumento de la presión del gas a la almohadilla de espuma o al aplastar por vacío la almohadilla de espuma. Por ejemplo, en una modalidad, un rodillo o un pie de compresión se puede utilizar para aplicar una fuerza de compresión mecánica, y uno o más rodillos se pueden utilizar para aplicar una fuerza de estiramiento mecánico. En otra realización, el colchón o la espuma pueden pasar a través de al menos dos pares de rodillos contra giratorios, orientadas de forma paralela entre sí y perpendiculares a la dirección en la que pasa el colchón o la almohadilla de espuma. En esta realización, el segundo par de rodillos tiene una mayor velocidad tangencial que el primer par de rodillos, lo que puede resultar en la aplicación de una fuerza de estiramiento mecánico. Opcionalmente, por lo menos dos pares de rodillos pueden estar orientadas de forma paralela entre sí y paralelos a la dirección de paso del colchón o la almohadilla de espuma. En esta realización, los rodillos giran a la misma velocidad tangencial, pero en direcciones opuestas, actuando para jalar en direcciones opuestas. La almohadilla de espuma que se está operando puede ser cualquier almohadilla de espuma conveniente, tal como una almohadilla de espuma flexible, y puede comprender una espuma de poliuretano, una espuma visco-elástica, una espuma de látex, espuma reticulada, espuma soplada con agua, espuma de polietileno, una almohadilla de fibra, un gel o una combinación de cualquiera de estos materiales de relleno.

La aplicación de la fuerza puede llevarse a cabo oprimiendo un placa contra la superficie de la almohadilla de espuma, así como mediante la aplicación de un rodillo que se mueve por la superficie de la almohadilla de espuma ó que utiliza al menos un par de rodillos en contra-rotación o con una cinta transportadora o de rodillos para proporcionar la fuerza. La fuerza se puede aplicar una vez o puede proporcionarse en una serie de pasos graduales que opcionalmente puede ser periódica. En ciertas modalidades, cada almohadilla de espuma se puede presionar y/o estirar por separado o un grupo de almohadillas de espuma se puede presionar y/o estirar de forma simultánea. El grupo de almohadillas de espuma pueden ser apilada uno encima de otro y luego pre-acondicionado o comprimido. En ciertas realizaciones las almohadillas de espuma pueden ser procesadas o pre-acondicionadas en los lotes. En otras realizaciones, las almohadillas de espuma se pueden procesar continuamente como parte de una línea de ensamblado.

En otro aspecto, la invención proporciona sistemas de pre-acondicionamiento para artículos de relleno que comprenden al menos un primer par de rodillos, un primero y segundo marco de soporte, y un sistema de articulaciones que tiene por lo menos un resorte de soporte. El al menos un primer par de rodillos incluye un primer rodillo y un segundo rodillo, separados entre sí por un primer espacio. El primer rodillo está acoplado de forma rotatoria al primer marco de soporte y el segundo rodillo está acoplado rotatoriamente a la segunda estructura de soporte. En ciertas realizaciones, por lo menos uno de los rodillos primero y segunda están acoplados rotatoriamente, junto a su respectiva estructura de soporte con al menos un acoplamiento libre de giro. Opcionalmente, al menos uno de los rodillos primero y segundo está acoplado rotatoriamente a su respectiva estructura de soporte a través de al menos un acoplamiento a la impulsión de los rodillos. En esta realización, por lo menos uno de los rodillos primero y segundo puede ser acoplado giratoriamente y accionable por un ensamble de motor. En ciertas realizaciones, el sistema de pre-acondicionamiento comprende además una pluralidad de rodillos como un segundo par de rodillos y un tercer par de rodillos, en donde pares de los rodillos primero, segundo y tercero están dispuestos en una configuración en serie y tienen grados de libertad tanto en la dirección vertical y la dirección de la máquina con respecto a los puntos de ajuste.

En ciertas realizaciones, el primer par de rodillos incluye un primer rodillo superior y un rodillo inferior, separados entre sí por una distancia de aproximadamente 5.08 centímetros. El segundo par de rodillos incluye un segundo rodillo superior y un segundo rodillo inferior, separados entre sí por una distancia de aproximadamente 2.54 centímetros, y el tercer par de rodillos incluye un tercer rodillo superior y un tercer rodillo inferior, separados entre sí por una tapa de 1.27 centímetros. Los rodillos superiores primero, segundo y tercero están acoplados a una estructura de. soporte superior, y los rodillos de abajo primero, segundo y tercero están acoplados a una estructura de soporte inferior.

En ciertas realizaciones, el marco de soporte primero o superior y el marco de soporte segundo o inferior se acoplan entre sí por un sistema de articulación ajustable. Este sistema de articulación ajustable incluye por lo menos un resorte de soporte unido a la segunda estructura de soporte o inferior, y se configura para ejercer una fuerza sobre el segundo marco de soporte o superior suficiente para mantener la primera separación entre al menos un primer par de rodillos o el espaciamiento entre los respectivos rodillos superior e inferior. Opcionalmente, el primer espacio o las separaciones entre los espacios cambian en respuesta a los ajustes en el sistema de articulaciones.

Breve Descripción de las Figuras El anterior y otros objetos y ventajas de la invención se aprecian con más detalle de la siguiente descripción adicional de los mismos, con referencia a los dibujos anexos en donde: La figura 1 es una microfotografía de una espuma de celda abierta.

La figura 2 muestra gráficamente los cambios en las deflexiones de carga de un material que se procesa como se describe aquí.

La figura 3 muestra una realización de un sistema de tratamiento de una almohadilla de espuma.

La figura 4 muestra una realización alternativa de un sistema de tratamiento de una almohadilla de espuma.

La figura 5 presenta un sistema para el procesamiento de un colchón antes del empacado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La Figura 6 muestra los posibles puntos de presión para una persona acostada en un colchón.

La figura 7 representa un colchón posturizado, de acuerdo con realizaciones ilustrativas de la invención.

La figura 8 representa una forma de realización de un aparato pre-acondicionador para el pretensado de colchones o artículos de espuma de relleno.

Las figuras 9a-9d representan el aparato de la figura 8, desde diversas perspectivas.

Las figuras 10a y 10b muestran una realización alternativa de un sistema de pretensado de colchones o artículos de espuma de relleno.

La figura 11 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar de pre-tensado para colchones o artículos de espuma de relleno.

Descripción Detallada de la Invención Los sistemas y los métodos descritos aquí incluyen, entre otras cosas, sistemas y métodos de tratamiento y acabado de un material de espuma para usarse en un colchón para proporcionar un material de espuma de colchón que tiene dureza más consistente en el tiempo y el área. Aunque los sistemas y métodos que se describen aquí se describen con referencia a su uso con un colchón o una superficie para dormir, será entendido por los expertos en la materia que las técnicas de procesamiento de la espuma y los sistemas descritos aquí pueden ser aplicados en otras aplicaciones incluyendo otras aplicaciones relacionadas al mobiliario para sofás, sillas, sillones, asientos de barco, y otras aplicaciones.

Refiriéndonos a la figura 1, se muestra una microfotografía de un material de espuma de celda abierta. El material de espuma puede incluir la espuma de poliuretano fabricada a partir de materias primas sintéticas o naturales, o material de espuma de látex. La espuma de poliuretano se hace típicamente mediante la introducción de pequeñas burbujas de gas expandible en una mezcla de reacción de un poliol, un poliisocianato y otros ingredientes necesarios. A medida que avanzan las reacciones, una matriz de polímero se forma y las burbujas se expanden para dar una estructura celular comúnmente llamada espuma.

L'a estructura celular, como se muestra en la figura 1, es una red de celdas interconectadas del material de la espuma (por ejemplo, poliuretano), formado por elementos estructurales comúnmente llamados ventanas y puntales. Las celdas interconectadas en la estructura de espuma tienen paredes celulares que tienen aberturas o ventanas comunes entre ellos. Dependiendo de los procesos de fabricación y la naturaleza de los productos químicos utilizados, algunas de las ventanas de las celdas se abren mientras que otras pueden estar cerradas por una fina capa del material de poliuretano. Estas ventanas de las celdas cerradas se pueden romper por compresiones repetidas como las que se presentan durante el uso diario normal de un colchón. Además, estas ventanas de las celdas cerradas también pueden ser rotas por el estiramiento de la estructura de la espuma.

Como se señaló anteriormente, la estructura de las celdas así formadas puede desempeñar un papel importante en la determinación de las propiedades mecánicas de la espuma incluida su firmeza o dureza. En particular, debido a las características neumáticas temporales de las celdas cerradas llenas de aire, la espuma puede ser más dura inicialmente, pero se vuelven más suaves después de un uso repetido y después de que las ventanas de las celdas se han roto con el uso regular y el envejecimiento.

Para no estar obligado por la teoría, pero la comprensión del proceso de fabricación indicado anteriormente ilustra que la una vez fabricadas, las celdas formadas en el material de la espuma tienen ventanas de las celdas que son relativamente frágiles y sujetas a la ruptura previa aplicación de tensión. Se entiende que la ruptura de estas ventanas da por resultado un aumento en el flujo de aire a través de la espuma de polímero y por lo tanto un cambio en las características neumáticas de las celdas dentro de la espuma. Esto puede incluir la firmeza general de la espuma. Por lo tanto, distribuidas por todo el material de la espuma están ventanas de las celdas que se rompen con la aplicación de la tensión suficiente para que las ventanas se rompan. Como se describe en mayor detalle más abajo, los sistemas y métodos que se describen aquí proporcionan técnicas para el acondicionamiento de una almohadilla de espuma y acelerar su envejecimiento para romper las ventanas de celdas débiles, lo que afecta la dureza de la almohadilla de espuma de manera que su uso posterior no dará lugar a un cambio o una modificación sustancial, en la firmeza de la almohadilla. Al pre-acondicionar un colchón a través de su longitud, anchura, y/o espesor se entiende que una firmeza constante para la almohadilla se puede proveer a través del área total de la almohadilla de espuma. En general, en las realizaciones descritas aquí, los procesos implicados en el acondicionamiento, pre-acondicionamiento, tensado, pretensado, y el envejecimiento son similares, y pueden incluir la compresión y/o estiramiento una o varias veces.

En una serie de datos experimentales, cuyos resultados se exponen en la Mesa 1, una prueba de rodillos hexagonales se aplicó a una almohadilla de espuma que no se ha pretensado, para determinar el efecto de la tensión mecánica periódica y alternativa sobre la deflexión de carga de la almohadilla de espuma. En particular, en el grupo de datos en la Mesa 1, una almohadilla de espuma para un colchón fue sometida a 100,000 ciclos modificados de un procedimiento de rodillos hexagonal según la norma ASTM F 1566-99 Parte 7 estándar. Las mediciones de la deflexión de carga, se han obtenido de conformidad con la norma ASTM F1566-99 parte 6 (posición central) antes de la prueba, después de 1,000 ciclos y después de 100,000 ciclos. Esto se logró con una platina circular de 34.29 cm de diámetro. Las mediciones de altura se 4 calibrarán en función de la aplicación de una fuerza de 0.454 kg en contacto con la superficie del colchón con la platina circular de 34.29 cm. Al colchón se le permitió recuperarse una hora antes de las mediciones de altura y deflexión.

RESULTADOS DE PRUEBA DE RODILLO HEXAGONAL: 100.000 CICLO DE PRUEBA MESA 1 Como se muestra en la Mesa 1, y tal como se presenta gráficamente en la figura 2, la carga de la deflexión de la almohadilla de espuma cambia sustancialmente después de los primeros 1,000 ciclos y se reduce un poco más después de 100.000 ciclos. Como se indica en los datos establecidos en la Mesa 1, y se presentan gráficamente en la figura 2, antes de la aplicación del rodillo hexagonal, la pruebas de deflexión de carga indica un punto de descanso a aproximadamente 20.41 kilogramos de fuerza. En ciertas realizaciones, en este punto de ruptura, un gran número de ventanas de las celdas puede romperse y la contribución neumática de las celdas a la medición de la dureza se reduce. En ese momento, no hay un cambio en la tasa lineal de deflexión. Por lo tanto, los datos indican que antes de la aplicación del rodillo hexagonal, la firmeza del colchón no es lineal, proporcionando un nivel de soporte para las cargas por debajo de 20.41 kilogramos y un segundo nivel de soporte para cargas superiores a 20.41 kilogramos. La figura 2 muestra que después de la prueba de 1,000 ciclos y los 100,000 ciclos esta no-linealidad se elimina y el soporte de la almohadilla de espuma es lineal desde 9.07 kilogramos hasta aproximadamente de 45.36 kilogramos de fuerza.

Estos datos se reflejan en la Mesa 1. En particular, la mesa 1 muestra en un ejemplo que para una deflexión de 3 81 cm se requería una carga inicial de 26.17 kilogramos. Después de 1,000 ciclos, la carga necesaria para alcanzar 3.81 cm de deflexión se redujo un 16.5% a 21.86 kilogramos. Como se muestra, una reducción adicional del 7.9% se produjo después de 100,000 ciclos requiriéndose una fuerza de 19.96 kilogramos para alcanzar 3.81 cm de la deflexión. En este punto, después de 100,000 ciclos, el material de la espuma necesita aproximadamente 23% menos fuerza para alcanzar 3.81 cm de deflexión. Con este fin, las medidas de información para otros valores de deflexión se dan en la Mesa 1, al igual que el promedio, en donde se puede observar, en promedio, después de 1000 ciclos que la cantidad de fuerza para lograr la deflexión se redujo en aproximadamente un 11.2% y después de 100,000 ciclos, se redujo en un 17%. Como se señaló anteriormente, este resultado se entiende que surge de una ruptura de ventanas de las celdas seleccionadas que proporciona una superficie de descanso mejorada que es más consistente.

En otra serie de datos experimentales, cuyos resultados se exponen en la mesa 2, la deflexión por carga de compresión (ILD) de acuerdo a las pruebas ASTM3574-05: Métodos de prueba estándar para materiales celulares flexibles - Losas formadas por espumas moldeadas de uretano se realizaron en la espuma tipo P165-30 para determinar el efecto de la tensión mecánica sobre la deflexión de carga características de la espuma .

No. de pasos 1 9 25%ILD:35.71 25% ILD.-32.63 25% 65%ILD:6¾ 08 65?'¿ILD:57.27 SF: 1.77 SF:i.76 25%ILD:35.32 25% ILD.27.01 25%-6-5¾ 65% lLO .90 65%ILD:4934 SF:1.72 SFrl.SS 25%IL;D:3 .12 25%ILD:3I.I9 25% ILD:26.49 65%ILD:5S.S7 65% ILD:55.4S 65% ILD. 6.59 25 -65 -S5% SF-.1.7Í SF:LS5 SF:1.76 25%HJ~ :31.SS 25% ILD-.30.46 25% ILD:28.58 65% 65%ILD:54. 4 65% ILD.:56.48 65% ILD 52.65 SF: 1.7.2 SF:i.85 SF:!.S4 25% ILD;2S.S3 25% ILD:28.6 25 ILD;26.4S 65%-85% 65%ILD:52.12 65% ILD-50.79 65% ILD-46.69 SF:1.S1 SF.Í.77 SF;.I.76 25%ILD 33.5Í 25%ILD:31.3S 25%ILD. 7.15 65% ILD:59.2? 65% ILD:55.42 65% ILD.-50.30 85% SF:1.77 SF-.1.77 SF;2.S5 Mesa 2 En los datos expuestos en la Mesa 2, una pieza de espuma de 165-30P fue sometida a un tratamiento de pretensado por compresión que comprende al menos un pase de 4 Hz bajo uno o más grupos de rodillos para comprimir la espuma a un determinado porcentaje del ILD. La fila superior de la Mesa 2 muestra el número de pases a los que se sometió la espuma, y la columna de la izquierda indica el tipo de tratamiento de pretensado que se realizó. Por ejemplo, la fila "25% -65% -85%" indica los datos de una pieza de espuma que fue pretensada mediante compresión a 25% de ILD, entonces a un 65% de ILD, y, finalmente, el 85% de ILD. La columna "3" de esa fila contiene los datos de una pieza de espuma que se ha pretensado de este modo tres veces, es decir, tres repeticiones del ciclo de 25% ILD -65% ILD - 85% ILD. Las 2 Como se desprende de los datos en la Mesa 2, el pretensado disminuye el ILD tanto en 25% y 65%, y a medida que el número de ciclos de pretensado aumenta, hay una mayor disminución de EPI. Además, los tratamientos de pretensado de múltiples pasos (por ejemplo, tratamientos de 25% -65%, 25% -65% -85%, o 65%-85%) disminuyen de ILD más que los tratamientos de pretensado en una sola fase. Al igual que con los datos tabulados en la Mesa 1, estos resultados se entiende e se derivan de la ruptura de ventanas de las celdas debido al pretensado.

La figura 3 muestra una realización de un sistema 30 capaz de procesar una almohadilla de espuma 32 para proporcionar una firmeza o dureza a través de la superficie 34 más consistente y uniforme de la almohadilla de espuma 32 y de su vida útil como una colchoneta en un colchón. En particular, la figura 3 muestra un colchón que se hizo con una almohadilla de espuma 32 instalada en la parte superior de un núcleo de colchón 38. El núcleo de colchón 38 está asentado en una mesa 40 por encima de una placa móvil 42. En ciertas realizaciones, la mesa 40 puede estar perforada para que el aire sea empujado fuera de la almohadilla de espuma 32 durante la compresión puede escapar a través de la mesa 40. La placa 42 es capaz de moverse adelante y atrás del pie del colchón en la cabeza del colchón y al mismo tiempo, un brazo mecánico 44 se mueve hacia arriba y hacia abajo como se muestra en la figura 3. El brazo mecánico 44 es capaz de procesar cíclicamente la almohadilla de espuma 32 para aplicar una fuerza mecánica. La cantidad de fuerza mecánica aplicada es seleccionada para ajustar una característica mecánica como la IFD de la almohadilla de espuma 32. Como se muestra en la figura 3, la placa 42 realizada en el brazo mecánico 44 puede moverse a través de toda la superficie del colchón, con lo que procesa sustancialmente el colchón a su longitud y anchura. Esto proporciona una firmeza más consistente a lo largo y ancho del colchón. En otras modalidades, la almohadilla de espuma puede ser procesada primero individualmente, sin el núcleo de colchón, y entonces se dispone en el núcleo de colchón para proporcionar un ensamble de colchón acondicionado.

En ciertas realizaciones, la placa 42 se clasifica para ser substancialmente similar a la zona de dormir del colchón y/o la almohadilla de espuma. En tales realizaciones, el sistema 30 se puede utilizar para pres-condicionar una parte sustancial del colchón. Por otra parte, en tales realizaciones, el sistema 30 se puede utilizar para pre-acondicionar las porciones de cabeza, el cuerpo y los pies de la superficie del colchón a la vez. En otras realizaciones, el sistema 30 se puede configurar como se desee en función de la naturaleza del pre-acondicionamiento. Por ejemplo, la placa 42 puede ser de un tamaño y conformada para pre-acondicionar de manera selecti a ya sea una porción central o del borde o ambos de un colchón y/o almohadilla de espuma. En otro ejemplo, el sistema 30 se puede configurar con una pluralidad de placas 42 para diferentes porciones de acondicionamiento previo del colchón mediante la aplicación de cargas similares o diferentes. En ciertas realizaciones, las placas 42 pueden ser móviles a lo largo de la longitud o la anchura del colchón y estar equipadas con un rodillo cilindrico de tal manera que la placa 42 puede rodar a lo largo de la superficie del colchón para comprimir progresivamente el colchón y/o la almohadilla de espuma. En general, en otras modalidades y prácticas, podría ser que el dispositivo que se muestra en la figura 3 se limita a los procesos de porciones seleccionadas y áreas de la almohadilla de espuma 32. En ciertas realizaciones, el colchón puede ser posturizado de tal manera que el colchón se puede configurar con una pluralidad de zonas de diferente firmeza. En tales realizaciones, el colchón puede ser posturizado con las zonas seleccionadas con firmeza diferente de otras zonas para facilitar la alineación natural de la curva S de la columna vertebral mediante la adición de un soporte adicional en la espalda baja y en las rodillas o para proporcionar diferentes zonas de firmeza para parejas que duermen en el mismo colchón pero desean una firmeza diferente. Será evidente para los expertos en la materia que las áreas procesadas en la almohadilla de espuma 32 dependerán de la aplicación y pueden variar según se desee. En ciertas realizaciones, más almohadillas de espuma (no mostradas) pueden ser dispuestas en el colchón para proporcionar múltiples capas de espuma. Opcionalmente, uno o más de estas almohadillas de espuma adicionales también pueden ser pre-acondicionadas, aplicando tensión, compresión y/o estiramiento como se describe en esta solicitud, para proporcionar un colchón con múltiples capas de espuma pre-acondicionadas.

La figura 4 representa un sistema alternativo para el procesamiento de una almohadilla de espuma. En la realización representada un par de rodillos de contra-rotación aplican una fuerza a lo largo y ancho de la almohadilla de espuma. Los rodillos opcionalmente se pueden colocar en la líneas de ensamblado de fabricación, corte o envío para que la espuma de nueva fabricación se procese, como si se estuviera fabricando en la fábrica. En todavía otra modalidad y en la práctica, la almohadilla de espuma puede ser sometida a un proceso de trituración al vacío que utiliza la fuerza del vacío para alterar la propiedad mecánica seleccionada. Como es sabido por los expertos en la materia, la elaboración de vacío se puede lograr mediante la colocación de espuma recién fabricada en una cámara. La cámara puede soportar el vacío y la espuma dentro de la cámara es sometida a la fuerza del vacío, haciendo que la espuma sea aplastada en un proceso que causa la rápida expansión de la espuma dentro de la cámara. En presencia del vacío, el gas dentro de las celdas de espuma puede hacer que la espuma se expanda y cuando el vacío se ha eliminado, la espuma puede volver a su forma original y romper las ventanas de las celdas intactas a lo largo del camino. En otras modalidades, la almohadilla de espuma puede procesarse utilizando presión de gas en lugar de vacío. En esta realización, la almohadilla de espuma se puede colocar en una cámara que puede soportar la elevada presión del gas. La cámara está presurizada a una elevada presión de gas, lo que provoca que la espuma se pueden triturar y las paredes de espuma de la celda se pueden romper. Sin embargo otras técnicas y combinación de técnicas se pueden utilizar con los sistemas y métodos que se describen aquí sin salirse del ámbito de aplicación de la invención.

La figura 5 representa un sistema 50 para el procesamiento de un colchón* antes de su empaquetado, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención. En particular, el sistema 50 incluye un colchón 62 colocado en un transportador 51. El colchón puede ser un producto de colchón terminado 50 que tiene un núcleo de colchón y/o una o más capas incluyendo uno o más de una capa de relleno, almohadilla de espuma, capa de soporte y la capa ignífuga. El sistema 50 incluye además un ensamble de compresión 53. El ensamble 53 incluye una superficie de placa 66 y uno o más rodillos 58 montados en las patas 64. El sistema 50 también JJ incluye un aparato de empaque 72 para el embalaje o empaquetamiento del producto de colchón pre-acondicionado. El sistema 50 además puede incluir uno o más sensores, como sensores de altura, dispuestos en varios lugares a lo largo de la cinta transportadora 51. Durante la operación, el colchón 62 se mueve a lo largo de la cinta transportadora 51 y hacia el ensamble de compresión 53. El colchón 62 puede someterse a uno o más compresiones discreta o continua en el ensamble de compresión 53. En una realización, la placa 66 se dobla a lo largo de la articulación 60 a comprimir el primer colchón 62. La placa 66 también se puede disponer en un ángulo con el transportador 51 de tal manera que la distancia entre la cinta transportadora 51 y la placa 66 disminuye a lo largo de la cinta transportadora 51. Los sistemas 30 y 52 descritos con referencia a las figuras 3 y 4, respectivamente, también se puede utilizar en combinación con el sistema 50. Después de la compresión, el colchón 62 puede dejar descomprimir y recuperarse. Tras la recuperación, el colchón 62 puede ser empaquetado en el aparato de embalaje 72.

La figura 6 representa un diagrama de una persona acostada en un colchón. Cuando una persona se encuentra sobre una superficie plana, no conforme, su peso total generalmente todo está sostenido por varios puntos de contacto con la superficie. Por ejemplo, una persona tendida sobre su espalda en una superficie plana puede ser sostenida principalmente por su cabeza, hombros, glúteos y pantorillas. Estas partes del cuerpo pueden experimentar mayores presiones debido a este contacto, y después de un contacto prolongado, esto puede dar lugar a malestar. Si la superficie es un colchón o un artículo de relleno, estas presiones se moderan un poco debido a la naturaleza compatible con el artículo de colchón o acojinada. Sin embargo, incluso en este caso de ajustes de textura o firmeza hechos al artículo de colchón o acojinado en estos puntos de contacto pueden ayudar a aliviar el malestar. Este colchón es conocido como un colchón posturizado.

La figura. 7 representa una vista desde arriba hacia abajo (arriba) y una vista lateral (abajo) de un colchón posturizado 700 de acuerdo con una realización de la invención. El colchón posturizado 700 incluye un núcleo de colchón 706 y una almohadilla de espuma posturizada 702 dispuesta sobre el núcleo de colchón 706 para proporcionar una superficie para dormir. Las porciones 704 y 706 de la almohadilla de espuma 702 pueden ser procesadas de manera diferente. Por ejemplo, la parte 706 de la almohadilla de espuma 702 puede ser pre-tensada, mientras que la porción 704 no es pre-tensado. Esto resulta en un colchón posturizado donde algunas porciones de los colchones son más firmes o más suaves, y puede ser adaptado para que coincida con la postura para dormir de un usuario. En otras realizaciones, 5 diferentes partes de la almohadilla de espuma o del colchón puede ser pretensado en distintas medidas. Por ejemplo, una sección del colchón y/o almohadilla de espuma puede ser comprimida (o estirada) una cierta cantidad para proveer una firmeza en particular, y otra sección del mismo colchón y/o almohadilla de espuma puede ser comprimida o estirada por una cantidad diferente para proporcionar una firmeza diferentes. Opcionalmente el colchón y/o la almohadilla de espuma pueden ser pre-tensados en más de dos porciones, y cada parte puede ser pretensada para proporcionar una firmeza diferente. En ciertas realizaciones, el núcleo de colchón 706 también puede ser posturizado.

La figura 8 representa un aparato ejemplar pre-acond icionador 800 para pretensado de colchones y artículos de espuma de relleno. El aparato pre-acondicionador ejemplar 800 incluye tres pares de rodillos en contra-rotación 802, 804, y 806, pero se debe entender que el número de pares de rodillos o rodillos contra-rotación se puede variar sin salir del ámbito de aplicación de la invención. Los pares de rodillos 802, 804, y 806 se puede disponer de tal manera que los pares de rodillos son sustancialmente paralelos entre sí y están orientados de tal forma que un colchón de espuma, u otro elemento que pasa a través de un par de rodillos en el curso normal de la operación también pasa a través de los otros pares de rodillos. Un rodillo de cada par de rodillos 802, 804, y 806 puede ser acoplado de forma giratoria a un primer marco de soporte 808. El otro rodillo de cada par de rodillos 802, 804, y 806 puede ser acoplado de forma giratoria con una segunda estructura de soporte 814. En ciertas realizaciones, los rodillos de pares de rodillos 802, 804, y 806, junto al primer marco de soporte 808 vez puede ser acoplado de forma giratoria a uno o más controladores de rodillos o soportes, que pueden estar a su vez, acoplados al primer marco de soporte 808. Del mismo modo, los rodillos de pares de rodillos 802, 804, y 806, junto a la segunda estructura de soporte 814 a su vez puede ser acoplado de forma giratoria a uno o varios conductores de rodillos o soportes, que pueden estar a su vez, acoplados al segundo marco de soporte 814. Uno o más rodillos de cada par de rodillos pueden dejarse girar libremente. Por otra parte, uno o más rodillos de cada par de rodillos pueden ser accionados por un motor o algún otro dispositivo de accionamiento. En ciertas realizaciones, los uno o más rodillos, junto a los marcos de soporte primero o segundo pueden tener grados de libertad en la dirección vertical y/o horizontal o de la máquina. En estas realizaciones, los uno o más rodillos pueden ser regulables en sentido vertical, por lo que la separación entre el par de rodillos se puede cambiar o el par de rodillos completo puede desplazarse verticalmente hacia arriba o hacia abajo con respecto a los marcos de soporte y/o todo el aparato. Opcionalmente, los uno o más rodillos pueden ser regulables en sentido horizontal o de la máquina, de tal manera que se puede ajustar la distancia horizontal entre pares de rodillos. En ciertas realizaciones, la posición horizontal de los rodillos individuales dentro de un par de rodillos se pueden ajustar de forma independiente, de tal manera que uno de los rodillos se puede desplazar horizontalmente sin un cambio correspondiente en el rodillo o en otros rodillos se puede desplazar en direcciones opuestas.

En ciertas realizaciones, los marcos de soporte primero y segundo 808 y 814 pueden estar físicamente conectados entre sí por articulaciones 810 y 812 espaciadores. Resortes de soporte 811 pueden aplicar una fuerza a una parte del primer marco de soporte 808 para mantener una separación en particular entre los rodillos que giran en direcciones opuestas en cada pares de rodillos 802, 804 y 806. Los separadores 812 pueden contener uno o más marcadores de posición 813, lo que puede ayudar a mantener la separación entre los rodillos que giran en direcciones opuestas en cada par de rodillos. En ciertas realizaciones, los marcadores de posición 813 restringen el movimiento vertical del primer marco de soporte 808. Opcionalmente, los marcadores de posición 813 pueden ayudar en el soporte del primer marco de soporte 808 a fin de mantener una separación de rodillos en particular.

Los espaciadores 812 pueden ser configurado para contener los marcadores de posición 813 en una pluralidad de posiciones, con cada posición que corresponde a un espacio deseado rodillo-rodillo dentro de un par de rodillos en particular. La fuerza ejercida en el primer marco de soporte 808 por los resortes 811 puede permitir reajustes eficientes y rápida de la separación entre rodillos dentro de los pares de rodillos 802, 804 y 806. La separación entre rodillos dentro de cada par de rodillos puede ser ajustable por una serie de métodos. Por ejemplo, la separación entre rodillos de todos los pares de rodillos se pueden ajustar simultáneamente por el cambio de posición los marcadores de la posición 813 de los espaciadores 812. Opcionalmente, el espaciamiento entre rodillos de pares de rodillos individuales se puede ajustar moviendo los rodillos individuales acoplados rotatoriamente al primer marco de soporte 808 verticalmente hacia arriba o hacia abajo. El espaciamiento entre rodillos se puede fijar con el fin de comprimir un colchón o almohadilla de espuma una cantidad determinada o de ejercer una cierta fuerza sobre el colchón o la espuma. En ciertas realizaciones, los rodillos en el par de rodillos 802 pueden estar separados por una distancia de aproximadamente 5.08 centímetros, los rodillos en el par de rodillos 804 pueden estar separados por una distancia de aproximadamente 2.54 centímetros, y los rodillos en el par de rodillos 806 pueden estar separados por una diferencia de aproximadamente 1.27 centímetros.

La plataforma 816 se puede unir al segundo marco de soporte 814. En este ejemplo de realización, la plataforma 816 es una plataforma fija en la que el colchón o la almohadilla de espuma que se están procesando, pueden descansar. En ciertas realizaciones, la plataforma 816 podrá ser sustituida por un sistema de múltiples rodillos o una cinta transportadora para transportar más fácilmente colchones o almohadillas de espuma en proceso.

Los rodillos en pares de rodillos 802, 804, y 806 pueden girar de tal manera que sus velocidades tangenciales son sustancialmente similares. En ciertas realizaciones, los rodillos en un par de rodillos en particular pueden girar de tal manera que sus velocidades tangenciales difieren de las de los rodillos en otro par de rodillos. Por ejemplo, los rodillos en el par de rodillos 804 pueden operar con una menor velocidad tangencial que los rodillos en el par de rodillos 806. Por lo tanto, un colchón o almohadilla de espuma en proceso no sólo puede ser comprimido por de pares de rodillos 802, 804, y 806, también puede ser estirada en sentido longitudinal, debido a las diferentes velocidades tangenciales de los pares de rodillos 804 y 806. Del mismo modo, los pares de rodillos pueden funcionar con diferentes velocidades tangenciales con el fin de comprimir un colchón o almohadilla de espuma en una dirección longitudinal. En ciertas realizaciones, las diferentes velocidades tangenciales se pueden seleccionar para estirar un colchón o almohadilla de espuma con una longitud y anchura iniciales por una longitud adicional y/o la anchura elegida para proporcionar una determinada firmeza final al colchón/ almohadilla de espuma.

Las figuras 9a-d representan el aparato ejemplar de la figura 8 desde un número de vistas en perspectiva diferentes.

Las figuras 10a-b muestran una implementación opcional 1000 de un aparato de pretensión para colchones según la invención. La figura 10 bis es una vista de una implementación opcional 1000 desde arriba, y la figura 10b es una vista de la implementación opcional 1000 de un lado. La implementación 1000 comprende al menos dos pares de rodillos 1002 y 1004 contra-rotantes. Los pares de rodillos 1002 y 1004 pueden incluir características espirales 1006 y 1008 que se extienden desde cada uno de los rodillos de los pares de rodillos 1002 y 1004. Cuando un colchón o almohadilla de espuma en proceso 1010, 1002 y 1004 los pares de rodillos giran con el fin de jalar el colchón o la almohadilla de espuma 1010 a sus respectivos lados. Por ejemplo, el par de rodillos 1002 puede girar a fin de jalar el colchón 1010 hacia el lado izquierdo, y un par de rodillos 1004 puede girar a fin de jalar el colchón 1010 hacia el lado derecho. Las características espirales 1006 y 1008 pueden actuar para jalar el colchón a lo largo de una dirección paralela a los pares de rodillos, según lo indicado por la flecha recta, de dos extremos en la figura 10 bis. Por lo tanto, un colchón o almohadilla de espuma 1010 pueden transportarse en una dirección longitudinal (flecha recta de doble punta), mientras que se estira en una dirección substancialmente transversal (perpendicular a la flecha recta de doble punta).

La figura 11 es un diagrama de flujo de un proceso de pre-esfuerzo ejemplar 1100 de acuerdo con la invención. Tras el inicio del proceso (paso 1102), un colchón o almohadilla de espuma en proceso en el aparato ejemplar de la figura 8 puede ser comprimido verticalmente por pares de rodillos 802 804, y 806 (paso 1104). Opcionalmente, el colchón o almohadilla de espuma también puede ser al mismo tiempo extendido en dirección perpendicular a los pares de rodillos de los pares de rodillos 802, 804, y 806 (paso 1104). Después de la compresión inicial y opcional de estiramiento, el colchón o la espuma pueden someterse a un mayor estiramiento en una dirección perpendicular a la inicial de la opción de estiramiento en el aparato ejemplar de la figura 10, por pares de rodillos 1002 y 1004 (etapa 1106). Por último, el proceso puede terminar en el paso 1108, y puede repetirse. En ciertas realizaciones, el paso 1106 puede producirse antes del paso 1104, o incluso pueden producirse simultáneamente. En todas las modalidades anteriores, la tensión, la compresión y/o el estiramiento del colchón o la almohadilla de espuma puede ser temporal, ya que la tensión, la compresión y/o estiramiento sólo se aplica durante un período finito de tiempo, y después de que la fuerza ya no se aplica, las dimensiones del colchón y/o de la almohadilla de espuma son substancialmente similares a las dimensiones previas a la tensión/compresión/ estiramiento.

Los expertos en la materia saben o pueden determinar usando más que experimentación de rutina, muchos equivalentes a las realizaciones y prácticas descritas aquí. Por ejemplo, las modalidades ilustrativas describen colchones, pero otros cojines y muebles se pueden hacer con los sistemas y métodos que se describen aquí. Como otro ejemplo, se debe entender que la compresión, la tensión o el estiramiento de una almohadilla de espuma en una o más direcciones axiales de tal manera que se rompan ventanas de las celdas, pueden ser objeto de diversas modalidades de la invención. En consecuencia, se entenderá que la invención no se limita a las realizaciones descritas aquí, sino que se debe entender a partir de las reivindicaciones siguientes, que se han de interpretar tan ampliamente como la ley lo permita.

Variaciones, modificaciones, y otras implementaciones de lo que se describe pueden ser empleadas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Más concretamente, cualquiera de los métodos, sistemas y funciones del dispositivo descrito anteriormente, o incorporados por referencia se pueden combinar con las características de cualquier otro método, sistema o dispositivo adecuado descrito aquí o incorporado por referencia, y está dentro del alcance de las invenciones contempladas. Los sistemas y métodos se pueden incorporar otras formas específicas, sin salir del espíritu o las características esenciales de los mismos. Las modalidades anteriores, por lo tanto deben considerarse en todos los aspectos ilustrativos, no limitativos de la invención. Las enseñanzas de todas las referencias citadas aquí se incorporan por referencia en su totalidad.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un método para proporcionar un colchón, que comprende: acelerar el envejecimiento de un ensamble de colchón no envejecido con una primera almohadilla de espuma con una altura inicial y un núcleo de colchón, en donde la aceleración del envejecimiento comprende: tensar el ensamble de colchón no envejecido mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una sección del ensamble colchón suficiente como para comprimir temporalmente la altura de la primera almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para alterar permanentemente una propiedad mecánica de la primera almohadilla de espuma representante de la deflexión por la fuerza de compresión, y colocar la primera almohadilla de espuma sobre el núcleo de colchón para proporcionar al menos una porción de una superficie de descanso sobre el núcleo del colchón, y proporcionar un ensamble de colchón añejado que tiene una firmeza que es diferente de la firmeza del ensamble de colchón no envejecido.

2. El método de la reivindicación 1, en el cual el ensamble de colchón no envejecido comprende además una segunda almohadilla de espuma con una altura inicial y tensando el ensamble de colchón no envejecido comprende además la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma suficiente para comprimir la altura de la segunda almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la segunda almohadilla de espuma, y la colocación de la segunda almohadilla de espuma sobre el núcleo del colchón.

3. El método de la reivindicación 1 , en donde la aplicación de la fuerza incluye al menos uno de: aplicación de una fuerza mecánica al ensamble de colchón; aplicación de una fuerza mecánica al mismo tiempo a una parte sustancial de una superficie principal del ensamble de colchón; aplicación de una presión de gas mayor al ensamble colchón ; aplastar al vacío el ensamble de colchón; presionar un rodillo sobre una superficie del ensamble de' colchón periódicamente presionando una placa sobre una superficie del ensamble de colchón; mover un rodillo a través de por lo menos una superficie del ensamble de colchón; mover el ensamble de colchón a lo largo de una primera cinta transportadora y pasar el ensamble de colchón entre la primera cinta transportadora y una segunda cinta transportadora.

4. El método de la reivindicación 1 , en la que la primera almohadilla de espuma comprende una espuma de poliuretano, una espuma de poliuretano flexible, una espuma visco-elástica, una espuma de látex, una espuma de polietileno, una almohadilla de fibra, un gel o una combinación de los mismos.

5. El método de la reivindicación 1, en donde la aplicación de la fuerza incluye pasar el ensamble de colchón entre por lo menos un par de rodillos giratorios.

6. El método de la reivindicación 5, en donde el par de rodillos incluye un primer par de rodillos, un segundo par de rodillos y un tercer par de rodillos, dispuestos en una configuración en serie y con grados de libertad, tanto en la dirección vertical y de la máquina con respecto a los puntos de ajuste.

7. El método de la reivindicación 6, en donde el primer par de rodillos está separados entre sí por una distancia de aproximadamente 5.08 centímetros, el segundo par de rodillos están separados entre sí por una distancia de aproximadamente 2.54 centímetros y el tercer par de rodillos se separan entre sí por una distancia de aproximadamente 1.27 centímetros.

8. El método de la reivindicación 1, en donde la aceleración del envejecimiento del ensamble de colchón no envejecido incluye la aplicación de fuerza al ensamble de colchón subsecuentemente a la disposición de la primera almohadilla de espuma sobre el núcleo de colchón.

9. El método de la reivindicación 1, en donde la aceleración del envejecimiento del ensamble de colchón no envejecido incluye la aplicación de fuerza a la primera almohadilla de espuma antes de que la primera almohadilla de espuma se disponga sobre el núcleo de colchón.

10. El método de la reivindicación 1, en donde la aplicación de una fuerza a por lo menos una sección del ensamble colchón comprende aplicar una primera fuerza en una primera sección del ensamble de colchón suficiente como para comprimir temporalmente la altura de un primer tramo de la primera almohadilla de espuma una primera cantidad seleccionada para alterar permanentemente una propiedad mecánica de la primera almohadilla de espuma, y aplicar una segunda fuerza a una segunda sección del ensamble de colchón suficiente como para comprimir la altura de una segunda sección de la primera almohadilla de espuma una segunda cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la primera almohadilla de espuma.

11. Un método de fabricación de un colchón, que comprende: proporcionar una primera almohadilla de espuma que tiene una longitud y anchura iniciales, pre-acondicionar la primera almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la almohadilla de espuma suficiente para estirar al menos uno de la longitud y la anchura de la almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la primer almohadilla de espuma representante de la deflexión de la fuerza de compresión, y colocar la primera almohadilla de espuma sobre un núcleo de colchón para proporcionar por lo menos una porción de una superficie de descanso sobre el núcleo del colchón.

12. El método de la reivindicación 11, que además comprende pre-acondicionar al menos una segunda almohadilla de espuma mediante la aplicación de una fuerza a por lo menos una parte de la segunda almohadilla de espuma suficiente para estirar al menos una de la longitud y la anchura de la segunda almohadilla de espuma una cantidad seleccionada para modificar una propiedad mecánica de la segunda almohadilla de espuma, y disponer al menos la segunda almohadilla de espuma sobre el núcleo del colchón, para proporcionar un colchón que tiene una superficie para dormir con múltiples capas de espuma pre-acondicionada.

13. El método de la reivindicación 11, en el cual la aplicación de la fuerza incluye pasar la primera almohadilla de espuma en una primera dirección entre un primer par de rodillos contra-giratorios y un segundo par de rodillos contra-giratorios, en donde el primer y segundo par de rodillos están orientados de forma paralela entre sí y perpendiculares a la primera dirección, la almohadilla de espuma pasa primero por el primer par de rodillos antes de pasar por el segundo par de rodillos, y el segundo par de rodillos está operando a una mayor velocidad tangencial que el primer par de rodillos, aplicando así tensión a la almohadilla de espuma al pasar entre los primeros y segundos pares de rodillos.

14. El método de la reivindicación 11, en el cual la aplicación de la fuerza incluye pasar la primera almohadilla de espuma en una primera dirección entre un primer par de rodillos contra-giratorios y un segundo par de rodillos contra-giratorios, en donde el primer y segundo par de rodillos están orientados de forma paralela entre sí y a la primera dirección, el primer y segundo par de rodillos operan a la misma velocidad tangencial, y los pares primero y segundo de rodillos contra-giratorios actúan para jalar en direcciones opuestas.

15. Un sistema de acondicionamiento previo para artículos de relleno, que comprende al menos un primer par de rodillos que incluye un primer rodillo y un segundo rodillo; un primer marco de soporte y una segunda estructura de soporte, y un sistema de articulaciones incluyendo por lo menos un resorte de soporte, en donde el primer rodillo está separado del segundo rodillo por una primera separación; el primer rodillo es acoplado de forma giratoria al primer marco de soporte y . el segundo rodillo está acoplado de forma giratoria a la segunda estructura de soporte, el sistema de articulaciones es ajustable junto al primer marco de soporte y al segundo marco de soporte, el cuando menos un resorte de soporte está unido al primer marco de soporte y configurado para ejercer una primera fuerza en el marco de segundo soporte suficiente para mantener la primera separación, y la primera separación cambia en respuesta a los ajustes en el sistema de articulaciones.

16. El sistema de la reivindicación 15, que además comprende por lo menos un acoplamiento que gira libremente, donde por lo menos uno de los rodillos primero y segundo están acoplados de manera rotatoria al primero o segundo marco de soporte a través de por lo menos un acoplamiento de rotación libre.

17. El sistema de la reivindicación 15, que además comprende por lo menos un acoplamiento a la impulsión de rodillos, donde por lo menos uno de los primer rodillo y. el rodillo de segunda rotación, junto al marco de soporte de primer o segundo a través del acoplamiento de rodillos por lo menos un conductor.

18. El sistema de la reivindicación 17, abarcando por lo menos una unidad de accionamiento, en donde en por lo menos uno de los rodillos primero y el segundo está acoplado de forma giratoria y accionable por el ensamble de motor.

19. El sistema de la reivindicación 15, que además comprende una pluralidad de rodillos incluyendo un segundo par de rodillos y un tercer par de rodillos, donde por lo menos el primer par de rodillos, el segundo par de rodillos y el tercer par de cilindros están dispuestos en una configuración en serie y con grados de libertad, tanto en la dirección vertical y de la máquina con respecto a los puntos de ajuste, el primer par de rodillos incluye un primer rodillo superior y un primer rodillo inferior, separados entre si por una distancia de aproximadamente 5.08 centímetros, el segundo par de rodillos incluye un segundo rodillo superior y un segundo rodillo inferior, separados entre sí por una distancia de aproximadamente 2.54 centímetros, el tercer par de rodillos incluye un tercer rodillo superior y un tercer rodillo inferior, separados entre sí por una distancia de aproximadamente 1.27 centímetros, el primer rodillo superior, el segundo rodillo superior y el tercer rodillo superior están acoplados en rotación a una estructura de soporte superior, el primer rodillo inferior, el segundo rodillo inferior y el tercer rodillo inferior rota junto a una estructura de soporte inferior, y el marco de soporte superior se acopla a la estructura de soporte inferior mediante un sistema de articulación ajustable, incluyendo cuando menos un resorte de soporte unido a la estructura de soporte inferior, y cuando menos un resorte de soporte está configurado para ejercer una primera fuerza en el segundo marco de soporte suficiente para mantener la separación entre los respectivos rodillos superior e inferior, en donde la separación cambia en respuesta a los ajustes en el sistema de articulación.