Fire-resistant moisture barrier mattress

他の特許出願へ相互参照本出願は、２００４年１０月１２日出願の米国仮特許出願第６０／６１８，３４８号の利益を主張し、その内容は、援用によりそっくりそのまま本明細書に一体化される。

マットレス産業において、特定の環境では、流動体がマットレス下部へ望ましくなく染み出したり通過したりすることを防ぐ湿気障壁付きのマットレスを提供する必要があることが周知である。 特に病院や他の健康ケアの環境におけるスプリング式マットレスの場合、水、尿、または他の液体が、マットレスの布張りカバーを通ってマットレスのスプリング部に入ることを防止する必要がある。 一旦、マットレスのスプリング部の領域内に液体があると、除去が困難であり、望ましくない影響を生じることがある。

ビニル等の防水材料は、湿気障壁を提供するために使用されてきた。 特定の設計において、湿気障壁は、マットレス上を滑ることができるスリップカバーのように形成され、これは、ジッパー、ボタン、または他の手段によって固定され得る。 他の設計では、湿気障壁は、布張り層の下ではあるが内部コアの上に位置する材料の層である。 それによって、寝ているユーザと内部コアの間に湿気障壁を提供する。 しかし、このような湿気障壁は、マットレスの内部に縫い付けたり他の方法で固定することが困難である。 例えば、ビニルは、一旦、縫い合わされたり穴が開けられると裂けやすくなる。 この問題に対処するため、技術者やデザイナーは、マットレスを構築するための改善した材料や技術を開発してきた。 このような改善した材料は、縫い合わされたり、ホグリング（ｈｏｇ−ｒｉｎｇ）、クリップ、または他のコネクタによって別に穴開けされても、剪断強度を維持する。 このような材料の一例は、米国特許第５，３１１，６２４号に記載の材料である。

米国特許第5311624号 公報

このような湿気障壁は、うまく働くが問題を提起する。 取り外し可能な布張りトップを提供するスリップカバーは、布張りカバーをマットレスコアに固定するジッパーや他の装着機構をしばしば使用する。 最近は自発的に、マットレスが直接の火炎に晒されるときの挙動に制限や拘束が加えられてきている。 このような装着機構は、特にジッパーは、直火試験に対して破損点を作成し得る。

従って、直火準拠試験に不合格とならない湿気障壁として機能することができる材料とシステムのための技術が必要である。

発明の要旨本明細書に記載のシステムと方法は、改善したマットレスと、直火に対して耐久性がある湿気障壁を有するマットレスを提供するための改善した材料層を含む。 さらに、発明は、マットレスを製造する方法と、マットレスの内部で障壁層として採用され得る防湿材を製造する方法とを包含する。

１つの局面において、本明細書に記載のシステムおよび方法は、限定されないが、クッション構造であって、上部主要面を規定する内部コアと、液体の通過を阻害する液体耐性障壁であって、液体の通過を阻害する液体耐性層と、構造的裏当て層と、少なくとも１つの耐火層と、を有する液体耐性障壁と、を有するクッションを含む。 選択により、クッションは、カバーを有することもある。 このようなカバーは、布張り等であり、さらに選択によりカバーは取り外し可能であり得る。

液体耐性層は、液体および／または湿気に抗することができ、そのためには、前記液体耐性層が、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ビニル、ナイロン、ポリエステル、マイラー（ＭＹＬＡＲ（登録商標））、ゴム、ネオプレン、ウール、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびナノペル（ＮＡＮＯＰＥＬ（登録商標））から成るグループから選択された繊維を備える。 液体耐性層は、少なくとも一方向での湿気の浸透に抗するように表面処理が施された材料の層を備える。 これは、発泡体、綿、ウール、または典型的には化合物の塗布により処理された他の材料の層であり得、このため層は、液体や湿気の通過に抗することができる。 液体耐性障壁は、内部コアの上面を覆って、内部コアの下面を覆って、内部コアの側壁に沿って、配置され、または湿気や火炎の浸透、熱、または火から保護されるべき任意の場所に配置される。 １つの実施の形態において、取り外し可能カバーが使用され、耐火湿気障壁は、内部コアの周囲に配置され、これにより、障壁が裏当て層を提供する。 裏当て層は、任意のジッパー、面ファスナー、または他のファスナーが配置される場所に隣接して配置される。 さらに１つの実施の形態において、液体耐性障壁は、防湿層を過ぎて延び、これより大きい耐火層を有する。 このことによって、耐火層が、火炎保護から役立つが湿気障壁が必要ではない場所に配置されることが可能となる。 選択的な実施の形態において、クッションは、液体耐性層がその中に配置されている取り外し可能カバーを有することができる。

耐火層は、任意の好適な耐火層であり得、ケブラー繊維、ハロゲン化繊維、処理された繊維、および非有機繊維材のグループから選択された材料を含む。 耐火層は、複数の耐火材の層を備えることができ、内部コアに取り外しカバーを固定するための取り付け機構の場所に近接する場所に、内部コアに隣接して配置され得る。

クッションは、マットレス、ソファークッション、フトン、または内部耐性体またはコアを有する任意の他の家具用クッションであり得る。 液体耐性障壁は、その内部コアの少なくとも一部の周囲に配置されることができ、取り付けデバイスによってそのコアに取り付けられ得る。 このような取り付けデバイスは、ホグリング、プラスチックタイ（ｐｌａｓｔｉｃ ｔｉｅ）、接着剤、ステイプル、およびピン等である。 実施の形態によっては、内部コアが、発泡体が入れられ、液体耐性障壁が、発泡体側壁の少なくとも一部を覆うものもある。 選択により、液体耐性障壁は、内部コアの全部または実質的に全部を包囲して、そのため、袋状容器であり、これが内部コアの少なくとも一部を包囲するよう寸法的に適合している場合がある。

別の実施の形態において、本明細書に記載のシステムおよび方法は、難燃層を有する湿気障壁を含み、そしてこのような湿気障壁と、このような層を有するマットレスを含むクッションを、製造する方法を含む。

詳細な説明発明の全体の理解を提供するため、特定の例示の実施の形態と実践を詳述する。 その中には、耐火性湿気障壁層およびマットレスと、耐火性湿気障壁を有するマットレスを製造する方法と、が含まれる。 しかし、本明細書中に記載のシステムと方法が、ソファー、フトン（ｆｕｔｏｎ）、および他の家具、または家具のためのクッションにおける使用等、他の応用に適合され、改変され、適用されることができることを、そして、そのような他の適用、改変、および使用が本範囲を逸脱するものではなないことを、当業者は理解するであろう。

図を参照して、各図を通して類似の数字は、類似の要素を示し、図１−５は、本明細書に記載する教示の採用を実現することができる多様な実施の形態と実践を示す。

図１Ａは、耐火特性を有する防湿材の第1の実施の形態を示す。 特に、図１Ａは、湿気障壁１２、裏当て材１４、および二層の耐火材１８が含まれる防湿材１０の実施の形態を示す。

より詳細には、湿気障壁１２は、１ミルのＰＵ（ポリウレタン）フィルムであり得る。 湿気障壁層１２は、選択により、抗菌剤添加物を有し、これは、その外面に塗布されるか、製造中にフィルムに加えられる。 抗菌剤は、カビ、白カビ、および細菌の成長を抑制するよう作用することができ、それ自体で、または湿気障壁と組み合わせて、塵ダニの拡散を防ぐ。 ＰＵ（ポリウレタン）フィルムの２−５ミルを含む他の厚みも使用することができる。 さらに、ポリウレタンに代えてまたはポリウレタンに組み合わせて他の材料を使用することができる。 他の材料には、ビニル、ポリエステル、オーガニックウールを含むウール、プラスチック、処理されたキャンバス地、処理された綿、または、これらの材料の組み合わせが含まれ、この組み合わせには、例えば、湿気や蒸気の障壁として作用することができる材料の層の組み合わせがある。 さらに他の高分子化合物が、材料のシートとして、または布など本来多孔性の材料のシートに塗布されたコーティングとして、のいずれであっても採用されることができ、湿気障壁層１２として選択される材料は、当面の適用に依存するであろう。

図１Ａは、さらに、この実施の形態においてはＰＥＴ（ポリエステル）糸の層を備える、裏当て層１４を示す。 図示の実施の形態において、ＰＥＴ（ポリエステル）糸が、少なくとも部分的に敷かれてスクリムと通常呼ばれる蜘蛛の巣状の構造を形成する。 この糸は、任意の好適な厚みを有することができ、典型的には、１−１０ミルの範囲であり、より典型的には３−５ミルの範囲である。 裏当て層１４は、他の材料および厚みの糸を備えることができる。 例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、アルミニウム、またはグラスファイバー、あるいはこれらの材料の組み合わせである。 いずれにしても、裏当て層１４は、湿気障壁１２に一体性の程度を増す構造的な裏当て層を提供することにより、マットレスの製造中やその後の使用中に形成される裂けの可能性を減らす。 同様に、スクリム１４も、耐火層（単数または複数）１８に対する一体性の程度を増すことができる。

図１Ａは、さらに、この実施の形態において、耐火材を有する２つの層１８を含む障壁１０を示す。 １つの実施の形態における耐火材は、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）およびＰＥＴ（ポリエステル）バインダ繊維であるが、他の好適な材料を採用することができ、実際の材料は、マットレスタイプ（例えば、オープンコイル、ポケット型コイル（ｐｏｃｋｅｔｅｄ ｃｏｉｌ）、発泡体、水）を含む用途、マットレスサイズ、材料コストや他の設計事項に依存する。 図示の実施の形態において、耐火材の層１８は、裏当て層（「スクリム」）１４のいずれの側にも配置される。 このようにして、裏当て層１４は、耐火材の２つの層１８の間にサンドイッチされる。 裏当て層１４は、接着剤、溶剤、超音波溶接、または任意の好適な技術によって耐火材の層１８に合わされ得る。 選択により、特定の実施の形態において、裏当て層１４は、１以上の層１８に取り付けられないままとし、このような実施の形態においては、スクリム１４が、内部コアの周縁を充分な力で適所に固定して、内部コアの動きにより湿気障壁１２や耐火層１８が裂けることを防いだり、そのような可能性を減らす。

上述のように、図示の層１８は、繊維の層を形成する、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）繊維およびＰＥＴ繊維で形成される。 特定の実施において、繊維の層は、接着剤や結合剤を使用することでブレンドおよび接合することによって形成される。 別の実施の形態においては、層１８は、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）繊維およびＰＥＴ繊維の織物で形成される繊維の層であり得る。 層１８を形成するためにさらに別の技術が使用されることがあり、層１８を形成する任意の好適な技術が採用され得る。 図１Ａに示す層１８は、ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）繊維を使用するが、別の実施の形態においては、他の好適な材料が採用されることがある。 このような他の材料は、難燃材または防火材と呼ばれることもある他の耐火材であることもあり、任意の市販の耐火材が含まれ得る。 このような材料は、４つの一般的グループにカテゴリー分けすることができる。 それらには、無機材料、有機リン材料、（通常、塩素またはより一般的には臭素でハロゲン化された）ハロゲン化有機材料、および窒素基の化合物が含まれる。 市販の材料は、ＮＯＭＥＸ、ＫＥＶＬＡＲ、ＩＮＤＵＲＡ等の商標名で売られている。 他の材料には、米国特許第５，５４０，９８０号に記載の耐火性のバランス化コアスパンヤーン等が含まれる。 この材料は、層、または層に組み込まれた繊維を備える。 繊維は、細断された繊維、ステープルファイバ、紡績糸、および／または連続するフィラメントである。 使用される繊維または層のタイプは、用途に依存する。 別の実施の形態において、耐火性の層は、綿またはポリウレタン等の処理された材料の層であり得、処理が耐火性の程度を提供する。 耐火性または難燃性の紙も採用され得る。 さらに別の耐火材が発明の範囲から逸脱することなく採用され得る。

選択により、湿気障壁１０は、耐火材、裏当て材、または防湿材の追加の層を含む別の層を有することができる。 図示の層は、共に積層化され、超音波溶接され、接着剤や溶剤で接合され、または他の方法で組み合わされて、材料のシートを形成する。 形成されるシートの大きさは、用途によって変わることがあるが、特定の実施の形態においては、シートは、マットレスの製造に通常である大きさに採寸されることが可能であり、これは典型的には、約８８インチ幅である。

図１Ｂに転じると、この図は、スプリング式マットレスアセンブリで使用されている図１Ａの材料１０を例示する。 図示のように、スプリング構造１５は、一対の周縁ワイヤ１１を含み、上面１６、下面１７、および側面を規定する。 このスプリング構造１５は、図示のようにオープンコイル、Ｓｔｕｍｐｆへの（本明細書に援用により一体化される）米国特許第４，２３４，９３３号で認識されるポケット型コイル構造、または発泡体コア、または任意の他の好適な内部コア、または内部コアの組み合わせであり得る。

湿気障壁層（単数または複数）１０は、内部コア構造１５の上面と下面に、層１０が周縁ワイヤ１１に重なるように配置されることが可能である。 この層１０は、選択により、（ファイバパッド材やプラスチックネット等の）絶縁層を含むことができる。 また、綿ファイバパッド材、ポリウレタンパッド材、または他の公知のパッド材２１を含むことができる。 各布張り層の上には、多層化障壁材料１０が、ホグリング１３によって、スプリング構造のスプリング２２に直接「ホグリング留め」される。 １つの実施の形態において、障壁材の第２の層が、下部周縁ワイヤ１１に「ホグリング留め」され、内部コアの下面１７を覆い、別の耐火湿気障壁層が使用されて完全に内部コア構造と布張り材を包囲する。 ホグリング留めは、繊維またはパッド材をスプリング構造に取り付けるための通常の手段であるが、別の機械的または接着的手段が使用されることが可能である、これにはプラスチックタブ、プラスチックまたは弾性バンド、およびステイプルが含まれる。

図示の実施の形態において、障壁１０は、内部コア１５の上面１６と布張りの間に収まるよう配置され、障壁１０のもう一方のシートが、内部コア１５の下面１７と、マットレスまたはクッションの下側もしくは底側の布張りとの間に設置される。 選択による実施の形態において、障壁１０は、内部コア１５の側壁もしくはその一部に沿っても配置することができる。 例えば、取り外し可能な布張りカバーを有する実施の形態においては、ジッパーや他のファスナーがカバー上に配置されて、マットレスからカバーを取り外すことができるようにしている。 このような実施の形態において、障壁１０は、ジッパーやファスナーに隣接する任意の場所で、内部コアの廻りに配置されるようにすることができる。 例えば、図２は、内部コア１５の側壁に沿って下に延びるジッパー３４を有する取り外し可能カバー３０を示す。 この実施の形態において、障壁１０、または障壁１０の少なくとも耐火層は、ジッパー３４に隣接する内部側壁の部分に沿って配置されて、ジッパー３４に対する耐火性の裏当てを提供する。

障壁材料１０と布張り層が適所に配置された後、内部コア構造は、次いで通常は布張りされる（図示せず）か、取り外し可能カバー３０が、図２に示すようにスプリング構造上に配置され得る。 この取り外し可能カバー３０は、通常の取り外し不可マットレスカバーに使用されるような布張り材料３２から構成され得、ジッパーを閉めることで適所に固定することができ、フタ３４を固定して内部コア構造と障壁材料を完全に包囲することができる。 カバー３０の布張り層は、人造もしくは天然の繊維材のいずれか１つ、またはこれらの混合物を備えることができる。 １つの実施の形態において、このような繊維層は、（１つまたは複数の）発泡体の副層に、例えば熱シールで多層化されたナイロン材を備える。 ポリエステル、もしくはテリークロス材、またはこれらの混合、ダウン、ウール、綿、その他の有機材等の他の材料を採用することができる。 また、カバーは、機械洗浄可能な繊維層を備えることが可能である。 カバー３０は、キルティングされ、または畳み込まれ（ｃｏｎｖｏｌｕｔｅｄ）て仕上げ外面を提供することができる。 カバー３０は、ジッパー３４によって取り付けることができ、または所望する場合は面ファスナーを使用することもでき、または他のファスナーやその組み合わせを使用することができる。 得られたマットレスやクッションは、仕上がった外観を有する。

理解できるとおり、マットレスやクッションが、例えばその上面で液体のこぼれに遭遇すると、液体は、（通常の布張りが使用された場合は）布張りの中に染み込もうとする。 こぼれが充分に多い場合は、液体は、完全にカバーを通過して染み込んで障壁層に遭遇する。 その点において、液体は、好ましくは止められ、または少なくとも阻止される。 理解できるとおり、これは、マットレスの内部コアのスプリングや発泡体が汚れないという点で望ましく、上述のとおり、これらが汚れることは、特にポケット型コイルの場合は、スプリングやパッド材層が清掃やアクセスにさえ困難であるという点で不利である。

代替の実施の形態が存在して、耐火性湿気障壁を有するマットレスを提供することができることを理解することができる。 図３は、１つの代替の実施の形態を示し、ここで耐火性湿気障壁が、取り外し可能カバー３０の内面に組み込まれている。 図示のように、取り外し可能カバー３０は、その内面の１つ以上に取り付けられた材料１０のシートを有することができる。 選択により、耐火性層は、ジッパー３４が配置された内部コアの一部に包囲または隣接して配置され、ジッパー３４の場所での耐火性をさらに高める。 ＦＲ（耐火性）材の追加の裏当て層がジッパー３４を覆う追加のＦＲ材の層とともに提供される。 ジッパー３４は、クッションの側壁に沿って、またはクッションの周縁、または任意の他の好適な場所に延びることができ、障壁１０は、ジッパー３４に隣接して配置することができる。

ウォーターマットレス５０に対する、別の実施の形態を図４に示す。 図示のように、多層化難燃性湿気障壁層５６も、ウォーターマットレス５０の上カバー部５２に縫い込まれて、内部水袋５８（単数または複数）から抜けた水や湿気に対して障壁を提供することができる。 防水層５６の構成は、図１Ａ−１Ｂに示す層の上述の記載からわかるように、縫い込みの後でも裂けや破れに対する耐性を改善して、このような縫い込みを容易に収容する。

図５に示すように、改善したポケット型コイル構造６０も本発明のもとで提供される。 このポケット型コイル構造６０は、（Ｓｔｕｍｐｆへの米国特許第４，２３４，９３３号に記載の）４層繊維カバーに入れられたスプリング６１を含む。 （図３の４０に示すように）この４層多層障壁材は、外面に水や湿気を通さない層、構造的な裏当て層、および２つの耐火層を含む。 この構造６０において、中に入っているスプリング６１が、通常は、金属で作成され、湿気障壁で保護されていることが理解できる。

スプリング上の繊維は、入れ替えられてもよいことが理解されるべきである。 すなわち、構造的裏当て層が外側であるか、湿気障壁およびまたは耐火層が２つのスクリム層の間にサンドイッチされる。 障壁１０の他の構成が、発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。 発泡体、プラスチックスプリング、または他の弾性材も、金属製スプリング構造に適するとして使用することができ、本明細書に記載の湿気障壁は、そのような代替のスプリングおよび弾性材を保護することができる。

別の局面において、発明は、防湿および耐火材のシートまたは層の製造方法、ならびに、このような障壁を有するソファークッション等のクッション、およびマットレスを製造する方法を提供する。 材料は、上述のように製造され得、ロール状の材料を提供して、これは、マットレスや本明細書に記載の他の製品を形成するために使用することができる。

従って、マットレス構造は、水、水蒸気、又は他の液体や蒸気による汚れ、ならびに直火に対して耐性が改善されていることを理解することができる。 改善されたウォーターマットレス構造は、内部の水漏れの可能性も減らす。 この発明について、開示の実施の形態を参照して特定の詳細を記載してきたが、多くの変形や改変が、特許請求の範囲に記載の発明の精神と範囲で実施することができることが理解されるべきである。 例えば、マットレスは、発泡体コア、または発泡体とスプリングの組み合わせを含むことができる。 マットレスは、片側であっても、２面側であってもよい。 耐火層は、車のシート、ソファークッション、およびフトンを含む任意の家具用クッションにおいて使用することができる。 他の応用には、枕、マットレスカバー、ベッドカバー、ドレイペリー、防護服、野火シェルタ、等が含まれ得る。 従って、当業者は、本明細書に記載の実施の形態と実践に対して、日常的な試行により、多くの均等物を知り、確認することが可能である。 そのため、発明は、本明細書に開示の実施の形態に限定されないものと理解されるべきであり、特許の請求の範囲から理解されるべきであるが、法の許容する限り広範に解釈されるべきものである。

次の図は、本発明の特定の実施の形態を示し、類似の参照記号は、類似の要素を示す。 このような図示の実施の形態は、本発明の例示として理解されるべきであり、いかなる場合も限定として理解されるべきではない。

図１Ａは、本発明に従った防湿材の実施の形態の１つを示す。 図１Ｂは、本発明に従った、スプリング式構造、パッド材層、および障壁層の１つの実施の形態の端面分解図を示す。

上記の要素と、これから外される取り外し可能カバーの端面組み立て図である。

本発明の代替の実施の形態である。

本発明に従ったウォーターマットレスの側面分解図である。

本発明に従った、ポケット型コイルの側面の切取図である。