[发明专利]床垫、冷却衬垫或冷却垫、床垫保护套

说明书

公开了诸如床垫之类的身体支撑垫。所述身体支撑垫包括沿深度方向相互重叠的多个独立且不同、连续的层(12)。每个层(12)包括热扩散率大于或等于2,500Ws⁰_.⁵/(m²K)的热扩散率增强材料，以及总热扩散率沿深度方向(D1)逐层增大。多个层(12)包括多个相变层(20，22，24)，每个所述相变层包括相变温度在约6℃至约45℃范围内的固‑液相变材料PCM(26)。所述PCM(26)的总质量沿深度方向(D1)逐层增大。多个相变层(12)中的至少一个层(20，22，24)的PCM(26)的质量和热扩散率增强材料TEEM(28)的量的梯度分布沿深度方向(D1)增大。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月24日提交的标题为“具有多层的寝具组件”的美国临时专利申请No.62/722,177、于2018年9月2日提交的标题为“具有多层的梯度冷却的汽车部件”的美国临时专利申请No.62/726,270、于2018年11月21日提交的标题为“具有多层的寝具部件”的美国临时专利申请No.62/770,707，以及于2019年8月12日提交的标题为“冷却身体支撑垫及其制备方法”的PCT专利申请No.PCT/US19/046242的优先权，上述申请的全部内容在此通过援引明确并入本文。

技术领域

本公开内容主要涉及诸如冷却寝具垫之类的冷却垫，所述冷却垫包括相变材料(PCM)和热扩散率增强材料(TEEM)，并且在使用过程中为用户提供相对高水平的持久冷却。本公开内容还涉及制备这种冷却垫的方法。

背景技术

许多因素影响一个人的睡眠量和睡眠质量。寝具的类型和质量以及床或其他睡眠空间的气候条件都可能会影响一个人的睡眠体验。难以入睡或难以享受一个健全的、不间断睡眠的人可能会感到身体不适。这种不适感可能会使人体产生的热量积聚在该人正在休息/躺着的寝具垫(例如，床垫和枕头)中时出现，因为空气无法在寝具垫中流通以消散该人所散发的热量。据估计，一个处于休息中的成年人会释放出大约100瓦的能量。寝具中吸收或存在的热量最终会散发回到用户。

例如，随着人体产生的热量在枕头中积聚而使枕头变暖，睡眠者经常翻转枕头以寻找枕头的“凉爽”面。再例如，随着人体产生的热量在床垫中积聚而使床垫变暖，睡眠者经常翻身或者将其位置转移到床垫的“凉爽”部和/或移除寝具层中覆盖睡眠者的多个层(例如，床单、毯子、被子等)。这样的活动因此会打断了一段时间的睡眠。

在现有的寝具中，由于寝具中使用的倾向于储存热量而不是散发热量的材料的性质和几何形状导致人体产生的热量在寝具中积累。当睡眠者的身体接触寝具的表面时，身体产生的热量被传递并储存到寝具的直接接触区域中，从而导致局部温度升高，这可能会导致睡眠者不适。聚集在寝具中(例如，在寝具的直接接触区域中)的热量需要大量时间才能辐射到环境中，并因此辐射回睡眠者并使睡眠者变热。

传统地，寝具基本上由各种通常致密的天然材料和/或合成泡沫和/或纤维形成的多个层或多个包层(envelope)组成，所述多个层或多个包层储存热量而不是散发热量。例如，为了试图散热，各种类型的床垫(及其附件，诸如床垫保护套和床垫衬垫)利用棉花层、合成纤维层、粘弹性泡沫层、聚氨酯泡沫层、乳胶泡沫层、绿豆壳层和/或其他特定构造的填充材料。然而，这样的床垫构造仅能够在相对短的时间段内散发相对少量的热量和/或还是令人不舒服。例如，一些这样的构造实际上可能将热量存储相对较长的时间段，从而导致产生较高的温度，这会使用户不舒服。因此，现有技术没有提供一种简单、有效、经济且舒适的寝具解决方案来有效处理由于热量而引发的睡眠者的不适。

其他非寝具身体支撑垫(诸如家具垫、汽车/飞机/船用座椅(成人和儿童)、儿童背带、颈托、腿部间隔物、服装(例如鞋、帽子、背包和衣服)、宠物配件(例如宠物床、宠物背带衬垫和宠物服装)、运动器材垫、毯子、衬垫、垫子、建筑材料(例如隔热材料、墙板和地板)等)也造成与寝具(如上所述)相同的由于热量而引发的不适问题。