Brevet FR2461474A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne des matelas à eau. Depuis la fin des années 1960, o les premiers matelas à eau ont été introduits, ils ont gagné de plus en plus d'intêret. On a reconnu que les matelas à eau offraient un confort et un support corporel que l'on ne pouvait obtenir avec des systèmes traditionnels de literie à matelas à ressort ou en mousse. Les matelas à eau sont également préférés pour leur qualité thérapeutiqueset autres. Cependant, les matelas à eau présentent un inconvénient majeur0 Cet inconvénient est la tendance à la création d'un mouvement de vague dans le matelas à eau0 Un mouvement de vague dans le matelas à eau peut le rendre inconfortable à l'utilisateur et la crainte du consommateur vis-à-vis du'lnal de mer" a gêné l'acceptation générale des matelas à eau. Jusqu'à maintenant, des tentatives ont été faites pour produire un matelas à eau retardant ou amortissant le mouvement desvagues0 L' édition de Juin 1979 de California - Business, dans un article de Bob Gilbert intitulé "Taking the Plunge" (page 54) indique, à la page 60, que l'on espère que les lits "hybrides"pourront résoudre ce problème du mouvement des vagues. Un lit hybride se compose d'un matelas à eau avec une couche de mousse placée au-dessus du matelas0 Malheureusement, les lits hybrides sont aussi sensibles au mouvement des vagues que les matelas à eau traditionnels0 Dans le même article est également indiqué, également à la page 60, que des tentatives pour obtenir des caractéristiques d'immobilité consistent à placer des chicanes en matière plastique à l'intérieur du matelas à eau, et à faire"flotter une gelée à la moitié supérieure d'un matelas, séparée de l'eau à la moitié inférieure par une feuille en vinyle"0 Une autre tentative récente pour réduire le mouvement des vagues comporte la construction de chambres à chicanes dans le matelas0 Les panneaux latéraux des 246 1474 chambres sont soudés à la feuille inférieure du matelas. Les sommets des chambres, reliés auxibords supérieurs des panneaux latéraux, sont faits en mousse, et peuvent flotter, libres de tout contact avec le matelas dans un effort pour former un brise-lames interne. Les tentatives ci-dessus décrites pour réduire le mouvement de vague ont rencontré divers degrés de succès. Malheureusement, quel que soit le degré d'amortissement des vagues qui est obtenu par de tels systèmes, il a souvent été plus qu'annulé par l'augmentation du prix et de la complexité de safablicaatLon. Par ailleurs, de tels systèmes sont souvent coûteux à expédier, et ils présentent des difficultés au consommateur qui souhaite vider, remettre en place et remplir les matelas à eau0 De ce point de vue, des systèmes de matelas à eau nécessitant des gels ou additifs spéciaux posent des problèmes et amènent des dépenses supplémentaires. Dans les brevets U.S. no 3.702.484 et 3.736.604 aunomsde R. Carson, Jr., et S0 Tobonick et A. Saminoff, repepectivement, sont révélés des matelas à eau du type hybride. Des matelas comprenant des chicanes pour amortir le mouvement des vagues sont révélés dans le brevetU..S. n04.141.770 au nom de C. Mollura et le brevet U.S. n 4.152.796 au nom de I. Fogel. Dans le brevet U.S. n0 3.349..953 auxnomsde R. Conaway et J.. Spindler est révélé un réservoir o est inséré un système de chicanes pour empêcher les éclaboussements du liquide dans le réservoir. Dans le brevet U.S. no 3.748.669 au nom de F. Warner, est révélé un matelas à eau comprenant des cellules imperméables aux fluides qui sont distribu6es dans tout le. matelas pour remplacer le liquide qui autrement devrait remplir le matelas, réduisant ainsi le poids total de ce dernièr. Dans le brevet U.S. n0 3.787.908 auxnomsde W. Beck et N. Sweeny, est également révélé un matelas rempli d'eau avec des particules cellulaires de faible densité en suspen- sion dans tout le liquide, afin de réduire le poids des particules chargées. Les particules cellulaires améliorent également les propriétés d'isolement du remplissage liquide.. 2461.474 Beck et autres enseignent également l'addition d'un modificateur de viscosité dans le liquide, pour améliorer les caractéristiques de stabilité dimensionnelle du lit à eau, Dans le brevet U.S. no 305850356 au nom de C0 Hall, est révélée la production d'un effet d'amortissement enplaçant un matériau solide approprié en suspension dans le fluide se trouvant dans le matelas. Hall enseigne que de la mousse de styrène broyée ou réduite en morceaux, à un mopûxt volumique de l'ordre de 1 à 3 par rapport à l'eau, produit un effet d'amortissement. Il enseigne également le rempla- cement de la mousse de styrène par de l'amidon ou autre matériau restant en suspension dans le fluide0 Hall indique également un autre mode de réalisation, o des petits blocs d'un matériau tel que de la mousse de styrène flotLant sur toute la surface du fluide0 Il indique que les blocs frottent les uns contre les autres et que leur réaction avec le fluide offre un support indépendant pour toutes les parties d'un corps placé sur le matelas. Do McGrew, dans le brevet U0S. no 3.810.265, enseigne l'amortissement du mouvement des vagues en ajoutant, dans le liquide remplissant le matelas, un agent augmentant la viscosité, soluble dans l'eau0 McGrew indique également qu'il est préférable que le matelas à eau ne soit pas fixé au châssis, en particulier le long de la surface marginale supérieure de matelas, pour assurer une conserva- tion d'une flottaison régulière et la prévention d'un effet de hamac produisant un cisaillement. Dans ce but, la surface supérieure du matelas peut avoir un certain jeu tel que celui formé par un certain nombre de plis dans la surface supérieure du matelas0 De plus, un caoutchouc mou ou autre tampon élastique peut être placé flottant sur la surface supérieure du matelas, pour ajouter du confort ou pour compenser la température0 Les systèmes décrits dans les brevets ci-dessus mentionnés, n'ont pas permis d'atteindre un effet satisfai- sant d'amortissement des vagues sans compromettre les qualités attendues d'un lit à eau traditionnel. Par aileurs, de tels systèmes présentent les inconvénients ci-dessus indiqués; c'est-à-dire augmentation du prix. et de complexité de fabrication, augmentation du prix d'expédition, difficultés accrues pour vider et remplir, et frais accrus d'entretien. La présente invention concerne un matelaspour lit à eau ayant une plaque en mousse à cellules ouvertes, sensiblement submergée en étant cependant partiellement suspendue au-dessus de la surface supérieure du liquide remplissant le matelas. Le matelas selon l'invention conserve les qualités positives de support flottant et de confort des matelas à eau. traditionnels, en réduisant le mouvement non souhaité de vagues souvent créé dans de tels matelas. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, le matelas à eau comporte un grand nombre de particules de mousse à cellules ouvertes, sensi- blement submergées tout en étant partiellement en suspen- sion à la surface supérieure du liquide remplissant le matelas, ces particules étant soit enfermées dans un sac en une sorte de gaz ou libres dans le matelas0 La présente invention peut être incorporée dans des matelas à eau ou autresmeubles supportant le corps comme des chaises et canapés o on utilise un fluide liquide de remplissage. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparat- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus, partiellement arrachée, d'un mode de réalisation de la présEnte invention; - la figure 2 est une coupe latérale de la présen- te invention, faite suivant la ligne 2,_ 2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus, partiellement arrachée, d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue latérale en coupe de la présente invention, faite suivant la ligne 4-4 de la figure 3; - la figure 5 est une vue de dessus, partiellement arrachée, d'un autre mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 6 est une coupe latérale de la présente invention, faite suivant la ligne 6-6 de la figure Dans la description qui suit, les mêmes repères désigneront des éléments identiques sur tous les dessins. Par exemple, sur les figures 1 à 6 qui illustrent des modes de réalisation préférés de l'invention, les feuilles supé- rieure et inférieure du matelas du lit à eau sont désignées, respectivement, partout, par les repères 11 et 12. Tandis que cette description se réfère souvent à de "l'eau" comme remplissage liquide pour le matelas du lit à eau selon l'invention, on comprendra que d'autres liquides sont envisagés dans le cadre de l'invention, comme des composi- tions aqueuses contenant des germicides, fongicides, modificateurs de la viscosité et/ou additifs pour améliorer le transfert de chaleur. Dans la présente invention sont incorporés de nombreux éléments de la technologie traditionnelle des matelas à eau. Les feuilles 11 et 12 sont typiquement des feuilles en vinyle jointes l'une à l'autre par une soudure thermique 14 pour former un compartiment retenant le fluide. Le matelas a une vanne standard 16 pour permettre de remplir etde vider le matelas0 En se référant aux figures 1 et 2, on peut y voir les caractéristiques principales de la présente invention. Le matelas du lit à eau ou vessie 10 comprend une plaque 18 en mousse à cellules ouvertes. Cette plaque est disposée entre les feuilles 11 et 12 avant de les sceller l'une à l'autre, La plaque en mousse est dimensionnée de façon à occuper sensiblement toute la longueur et la largeur du matelas du lit à eau0 L'épaisseur de la plaque en mousse 18 est de préférence comprise entre 40 et 60% de la profondeur du matelas rempli. Par exemple, si le matelas rempli a ,24 cm de profondeur, la plaque en mousse 18 doit de préférence avoir environ 6,1 à 9,1 cm d'épaisseur pour obtenir les meilleurs résultats. On peut également obtenir des résultats satisfaisants si l'épaisseur de la plaque 18 est de 20 à 100% de la profondeur du matelas rempli. De ce point de vue, on peut tenir compte des goûts indivi- duels en disposant de matelas à eau ayant desépaisseurs différentes de mousse incorporée. Les cellules de la mousse sont interconnectées. Ainsi, l'eau s'écoule dans les cellules de la partie de la mousse qui est submergée et les remplit toutes. La plaque 18, en plus de pouvoir être remplie d'eau,îEtenun matériau élastique et mou, pouvant se fléchir sous le poids du corps. La densité de la mousse esttelle qu'elle reste sensiblement submergée tout en étant partielle- ment suspendue à la surface du liquide quand le matelas est rempli (c'està-dire moins de 1,0 pour un matelas rempli d'eau). Ce sont ces caractéristiques qui impartissent, au matelas du lit à eau selon l'invention, ses qualités supérieures. Quand la plaque en mousse est sensiblement saturée d'eau, sa présence dans le matelas est virtuellement indétectable. Cela est dû au fait que la plaque 18 est molle, flexible et quand elle est sensiblemer saturée, elle se compose principalement d'eau0 Par ailleurs, dans les modes de réalisation préférés, la plaque peut être décalée vers le bas sur une distance sensible d'eau autrement non occupée0 Ainsi, la flottaison et les caractéristiques physiques du lit à eau selon l'invention sont presque identiques à celles d'un lit à eau traditionnel. Tout en permettant de conserver les qualités souhaitables de matelas pour litsà eau traditionnels, la présenteinvention permet d'éliminer virtuellement la tendance peut attrayante des matelas à eau à être sensibles à la création d'un mouvement de vagues, Avec la plaque en mousse saturée d'eau occupant presque la moitié supérieure du matelas, l'eau n'est libre de se déplacer qu'au fond du matelas.A nL, l'amplitude de tout mouvement de vague à la surface supérieure du matelas est fortement réduite. Le fonctionnement de la plaque en mousse sensible- ment saturée d'eau peut être considéré d'une autre façon. Comme l'eau "piègée" dans la mousse est sensiblement restreinte dans son mouvement et son écoulement, la "viscosité" de l'eau dans la moitié supérieure du matelas peut être considérée comme étant efficacement accrue de nombeuses fois. Tandis que l'on sait que l'eau très visqueuse amortit le mouvement des vagues, l'augmentation de la viscosité du liquide remplissant un matelas à eau est connue pour dégrader le flottaison d'un tel matelas et autres propriétés physiques. Par ailleurs, dans certains cas, l'augmentation de la viscosité du liquide introduit peut changer la conductivité thermique de ce liquide, empêchant ainsi un bon chauffage du matelas. La présente invention conserve les qualités positives des lits à eau parce que la viscosité effective de l'eau n'est modifiée que dans une région, une moitié de l'eau étant non affectée0 Le caractère thermique du matelas à eau selon l'invention est supérieur à celui des matelas à eau traditionnels0 De la condensation se forme sur la surface externe des matelas traditionnels à eau du fait de la différence de température entre l'eau froide dans le matelas et l'air relativement chaud à l'extérieur du matelas. Ce problème est accru quand des corps chauds sont disposés sur la surface supérieure du matelas. La condensa- tion ne se forme cependant pas dans la présente invention, grâce à l'effet de "costume humide"0 Cet effet dérive son nom du phénomène subi par les plongeurs sous-marins portant certains costumes de plongée en caoutchouc0 Malgré le fait que l'eau fuit dans un tel costume, les plongeurs restent toujours au chaud même s'ils nagent dans des eaux très froides. Cela est dé au fait que l'eau qui s'introduit dans le costume est virtuellement piégée entre le corps du plongeur et son costume. Cette eau piègée arrive rapidement à la température du corps du plongeur et forme ensuite une barrière thermique entre lui et l'eau froide qui l'entoure. De la même façon l'eau "piègée" dans la mousse-à proximité de la surface du matelas selon l'invention est chauffée à la température de l'air ou d'un corps de l'autre côté de la surface du matelas. Comme le mouvement et l'écoulement de l'eau sont empêchés par la mousse, il n'y a pas formation de courant de convexion, moyen principal par lequel un transfert de chaleur est accompli dans l'eau. Ainsi, il se forme une barrière thermique entre la surface du matelas et l'eau plus froide profondément dans le matelas. Par conséquent, la condensation est éliminée parce qu'il n'y a peu ou pas de différence de température entre les deux côtés de la surface du matelas0 Comme on l'a décrit ci-dessus, la plaque en mousse 18 est en une mousse à cellules ouvertes pouvant facilement se remplir d'eau (ou autre liquide utilisé pour remplir le matelas), et en même temps, elle peut être en suspension partielle à la surface du liquide. Une mousse préférée est la mousse de polyuréthane bien que des mousses de caoutchouc, de vinyle ou de néoprène soient également satisfaisantes0 La densité de la mousse pour un matelas rempli d'eau est inférieure à 1, et elle est de préférence comprise entre 0,85 et 10 Cependant, une mousse d'une densité différente peut être requise pour un remplissage liquide plus lourd ou plus léger que l'eau0 Bien entendu, la densité de la mousse n'a aucune importance quand elle occupe 100% de la profondeur du matelas rempli. La mousse de polyuréthane est calibrée pour sa mUlesse par l'industrie de fabrication de mousse, sur une échelle connue sous le nom de Indent Load Deflection Scale (ci-après "ILD", et cela signifie échelle de déformation avec empreinte sous une charge)0 Sur cette échelle, 8 est la mousse la plus molle et les numéros de l'ordre de 100 indiquent les mousses virtuellement rigides0 La mousse de polyuréthane est normalement produite avec une valeur de ILD de l'ordre de 45 La mousse de polyuréthane, pour des matelas traditionnels,a une valeur de ILD de l'ordre de 30. La mousse utilisée selon la présenteinvention a de préférence une valeur de ILD de l'ordre de 8 à 24, bien que l'on puisse obtenir des résultats satisfaisants avec une mousse ayant une valeur de ILD en-dessous de 50. La densité de la mousse et sa valeur de ILD peuvent être modifiées en injectant des perles de polysty- rène expansible dans la mousse. Le matériau mousse placé dans le matelas ne doit pas nécessairement être sous la forme d'une plaque. Par exemple, le matelas 30 illustré sur les figures 3 et 4, se compose d'un grand nombre de morceaux 32 de mousse de dimensions différentes. Ces morceaux peuvent être placés librement dans le matelas ou, comme cela est illustré, être contenus dans une enceinte solide 31 ressemblant à de la gaze ou autres matériaux appropriés. Comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, il est préférable que la mousse occupe de l'ordre de 40 à 60% de la profondeur du matelas rempli0 Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisa- tion semblable0 Le matelas 50 contient de nombreuses petites particules de mousse 51 (ayant typiquement moins de 6,4 mm de diamètre)0 Comme dans les autres modes de réalisation, les particules de mousse occupent de préférence de l'ordre de 40 à 60% du matelasrempli. Ces particules peuvent être "soufflées" dans le matelas 50 en utilisant des techniques traditionnelles pour remplir des enceintes de particules de mousse0 Les particules 51 sont illustrées comme n'étant pas enfermées dans une enveloppe interne ou enceinte séparée0 Comme les particules ne sont pas contenues dans une enceinte interne séparée, la vanne 16 est pourvue d'un écran 52 pour empOcher les particules de s'échapper pendant le remplissage ou le vidage du matelas0 Si on le souhaite, les particules 51 peuvent être contenues dans une enveloppe ou enceinte appropriée de la même façon que sur les figures 3 et 40 Les matelas représentés sur les figures 3 à 6 opèrent sensiblement de la même façon que le matelas contenant la plaque en mousse. Cependant, les deux derniers modes de réalisation offrent l'avantage économique d'utiliser des déchets de mousse pouvant autrement être jetés comme déchets industriels. Ainsi, ces modes de réalisation peuvent être produits à un prix bien plus faible. Le matelas à eau selon l'invention est vidé et rempli de la même façon qu'un matelas à eau traditionnel. En remplissant le matelas, il est préférable que l'eau soit remplie jusqu'à environ 2,54 cm en-dessous du sommet du matelas. Quand on vide le matelas, bien entendu, l'eau dans la mousse peut devoir en être exprimée. Cependant, on utilise normalement de l'eau du robinet plutôt qu'un fluide visqueux, dans la présente invention0 Par ailleurs, la présente invention, permettant de plier ou de rouler le matelas, permet également de le stocker et de l'expédier plus facilement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple0 En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S Logement supportant un corps et pouvant être rempli d'un liquide, caractérisé en ce qu'il contient une mousse à cellules ouvertes qui y est disposée, ladite mousse s'étendant sensiblement le long des dimensions horizontales dudit logement et pouvant être sensiblement submergéatout en étant partiellement suspendue à la surface dudit liquide quand ledit logement est rempli, afin d'amortir ainsi le mouvement de vaguesdans ledit logement rempli. 2. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la mousse précitée représente de 20 à 100% de la profondeur dudit logement quand il est rempli. 3. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide précité est de l'eau et en ce que la mousse précitée a une densité comprise entre environ 0,85 et 10 4. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse précitée est une mousse vinylique à cellules ouvertes. 5. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse précitée est une mousse de polyuréthane à cellules ouvertes ayant une valeur de ILD inférieure à 55. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse précitée est formée d'une seule plaque en mousse. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse précitée se compose d'un certain nombre de morceaux ou de particules de mousse0 Logement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les divers morceaux ou particules de mousse précités sont maintenus dans une enceinte interne0 Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la mousse précitée représente environ 100% de la profondeur dudit logement quand il est rempli. Logement selon la revendication 1, caractérisé en ce que quand il est rempli et qu'il contient la couche précitée en cellules ouvertes, il définit un matelas pour - lit à eau.