文/钟裕华 图/郑松平

　　长期以来，以弹簧作为支撑物的传统床垫一直是床垫的主流，近年来也出现了通过气垫、水体等新工艺和新材料制作的床垫，但都没有普及推广。传统的弹簧床垫进步太慢，经历上百年的进化，最多出现了独立弹簧床垫的形式。什么样的床垫才是理想的床垫？它应该有自由表面，能伸缩自如，变形绝对自由；它应该能等压变形，压力恒定，所承受的压力绝对均匀；并且还应该能独立变形，即使两人同睡也互不影响。近期记者接触到一种气泡床垫和气泡床专利，本文通过对该项专利技术的介绍以及与其它床垫的比较，以期激发床垫家具企业一些启发，更好地在工艺、材料上实现创新。

　　1气泡床垫和气泡床的概况

　　已经获实用新型的气泡床垫和气泡床内设气腔的基底，在所述基底的表面固定有一充气气囊层，该层包含若干个紧挨着排列且相互独立的小气囊，每个小气囊分别与基底的气腔连通，所有小气囊通过基底而相互连通。所述气泡床包括本实用新型的气泡床垫。本实用新型的气泡床垫和气泡床透气性好、受力均匀、可自由变形，人体睡在上面会处于完全放松的自由状态，身体的各凹凸部位都能与床垫或床的表面紧密接触，受到均匀承托，非常舒适。

气泡床垫立体图

 　　2气泡床垫和气泡床的材料和结构

　　气泡床垫由小气囊组成，采用柔韧、气密的薄膜类材料作为内膜，其外表有一层绒毛。这层绒毛改善了小气囊之间的滑动性和透气性。在制作时小气囊的外形为方形，充气后因为相互挤压仍然为方形，只有顶面上隆起，边沿小气囊的外侧向外鼓出。小气囊的尺寸以A略小于人体末端尺寸为宜（成人床：A=6～8㎝、H=12～20㎝。儿童床：A=4～6㎝。H=8～15㎝）。其边沿气囊做成长方形，与边沿垂直以增加其稳定性。床垫分为三层：气囊层由许多独立小气囊紧密排列而成的气囊层，是床垫的主要承载层，解决了舒适性问题；海绵层位于气囊层底部，是床垫的辅助承载层，解决了承载力问题；以硬质塑料为材料的硬质基底，它具有稳固厚重、平整美观的优点，同时便于配置充气调压系统、睡眠状态感应系统、恒温系统、催眠/唤醒音乐系统、智能控制系统、通讯系统等。

 气泡床垫结构图     

透气原理示意图

　　由许多柔软而独立的小气囊组成气囊层是气泡床垫最突出的特点，在平整的硬质基底的表面上，相互拥挤在一起而形成的集合体。小气囊以其内部气压而相互挤在一起，因气囊压力、缝隙压力、整体压力和气压的一致性，使整体一致性与局部独立性得到完美融合。加上气囊层的材料全都是“软的”，所以当外力小于P0时纹丝不动；当外力大于P0时怎样变形都可以。同时，每个气囊都被其周围的气囊紧紧挤压在一个方形的空间内，非常稳定，并且每个气囊又能独立变形而不受牵制。

　　3气泡床垫和气泡床的技术效果

　　由于小气囊柔软且相互独立，在变形时不会相互牵制，所以受压的地方能自由变形并与人体完全贴合，而未受压的地方仍然维持平整，这就是它的“独立变形特性”；由于所有小气囊通过基底相互连通，所以它们内部的气压永远相等。就是说，变形量最大的部位与变形量最小的部位压力相等，受力绝对均匀。这就是它的“等压变形特性”。由许多柔软而独立的小气囊，在平整的硬质基底的表面上，相互拥挤在一起而形成的气囊层，其表面柔软、自由、平整、紧密、稳定。就像水平面一样自由！对人体曲线能够百分之百地顺从：是床垫顺从人体，而不是人体迁就床垫。这就是它的“自由表面特性”。只要内部气压适当，睡在这样的床垫上：人体各凹凸部位都能与床垫紧密接触，受到全面而均匀的承托。肩部和臀部能得到充分容纳；腰部也能受到有效支撑。不存在局部压力过大或悬空现象；也不会强迫人体作违背生理曲线的变形；全身肌肉得以放松、血脉畅通无阻。同时，小气囊之间的缝隙、孔洞和沟槽共同形成纵横交错的透气通道系统。还可以通过调节内部空气压力来调节床垫硬度，通过调节内部空气温度来调节床垫温度。此外，还可以在床垫内配置充气调压系统、睡眠状态感应系统、恒温系统、催眠/唤醒音乐系统、智能控制系统、通讯系统等，可使床垫成为有感应、有头脑的智能睡眠中心，体现智能床(垫)的概念。

分体式气泡床垫睡眠效果图

　　４气泡床垫和气泡床的制造方法

　　小气囊设计为内外双层结构，这样更便于实施。无须任何新工艺、新装备就可以快速实现。其内囊充分保证气密性，由不透气、弹性好的TPU薄膜制成；外囊保证强度，由平绒布制成。床垫内部气压为0.02～0.3公斤/平方厘米。由于受力不平衡，边沿气囊有向外偏移的倾向。为此，将绒布外囊的布纹成45°角布置，使气囊的变形受到底座的牵制，从而维持边沿气囊的稳定。当边沿气囊的长度大于其高度(海绵层以上部分)时，边沿气囊的稳定性显著增强。同时，还可以制作成可拆卸的外囊，以便于装配、拆卸、更换、变换花色品种、清洗、维修等。

小气囊结构示意图

基底制造可采取注塑成形法和吸塑成形法。基底用PVC注塑成形，气囊底座与基底之间用超声波焊接。床垫为分体式结构(易搬运)。运抵现场后，再将两部分固定在一起，中间用软管将内部空气连通。这种方法的特点是基底一次成形，生产工艺简单，但生产设备较为昂贵。如基底用2～3㎜PVC薄板吸塑成形(上、下两片)，再粘接或用超声波焊接成为整体，这种方法的特点是生产设备较便宜，生产工艺也不复杂。

基底结构示意图

　　5气泡床垫和气泡床与传统床垫的比较

　　【弹簧床垫】                                   　　   【气泡床垫】

　　整体表面：由整片织物连结而成的表面。          　自由表面：由独立气囊拥挤而成的表面。

　　弹性变形：压力与变形幅度成正比。              　 等压变形：压力与变形幅度无关。

　　牵连变形：变形超出受力范围，产生多余变形。    独立变形：变形不超出受力范围，无多余变形。

床垫性能比较表

 　　综上所述，气泡床垫从根本上解决了舒适性问题！一劳永逸地消除了长期困扰人们的许多难题，如独立变形问题、弹性疲劳问题、硬度不可调问题、大型床垫搬运不便问题等。与传统床垫相比，有更优越的性能和更广阔的发展空间。原材料廉价、易得，产品制造易于实现大规模自动化生产。机遇总是戴着陌生的面具悄然来临！我们也期望这种新技术能更为广泛地运用到床垫生产企业当中。