RU199769U1

RU199769U1 - NON-WOVEN MULTI-LAYER MATERIAL FOR THE MATTRESS WITH DIFFERENTIATED RIGIDITY

Info

Publication number: RU199769U1
Application number: RU2020108211U
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Голубков; Евгений Владимирович Котов
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью "Фабрика Нетканых Материалов "Весь Мир"
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-09-21

Abstract

Полезная модель относится к легкой промышленности, в частности к производству мебели, предназначена для удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использована для изготовления матрасов, предназначенных для кроватей, диванов и прочих спальных мест. Нетканый многослойный материал для матраса содержит верхний слой с первой поверхностной плотностью, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон; нижний слой со второй поверхностной плотностью, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон; промежуточный слой в виде полимерной сетки. Общая площадь полимерной сетки в изделии меньше общей площади верхнего слоя и общей площади нижнего слоя. Все указанные слои нетканого многослойного материала объединены в полотно путем термического скрепления. Достигается технический результат повышением дифференцированной податливости материала по общей площади изделия. 9 з. п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.The utility model relates to light industry, in particular to the production of furniture, is designed to meet the vital needs of a person and can be used for the manufacture of mattresses for beds, sofas and other sleeping places. Non-woven multilayer material for a mattress contains a top layer with a first surface density, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers; a bottom layer with a second basis weight, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers; an intermediate layer in the form of a polymer mesh. The total area of the polymer mesh in the product is less than the total area of the top layer and the total area of the bottom layer. All of these layers of nonwoven multilayer material are combined into a web by thermal bonding. The technical result is achieved by increasing the differentiated flexibility of the material over the total area of the product. 9 h. p. f-crystals, 1 tab., 4 dwg

Description

Полезная модель относится к легкой промышленности, в частности к производству мебели, предназначена для удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использована для изготовления матрасов, предназначенных для кроватей, диванов, а также кресел, в том числе используемых в автомобилестроении.The utility model relates to the light industry, in particular to the production of furniture, is designed to meet the vital needs of a person and can be used for the manufacture of mattresses for beds, sofas, and also armchairs, including those used in the automotive industry.

Из уровня техники известен нетканый многослойный материал для матраса, содержащий: верхний слой с первой плотностью, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон; нижний слой со второй плотностью, отличающейся от первой, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон; причем все указанные слои нетканого материала объединены в полотно термическим скреплением за счет бикомпонентных волокон верхнего и нижнего слоев (см. GB 2405646, 09.03.2005 - выбран за прототип).A nonwoven multilayer material for a mattress is known from the prior art, comprising: a top layer with a first density consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers; a lower layer with a second density, different from the first, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers; moreover, all of these layers of nonwoven material are combined into a web by thermal bonding due to bicomponent fibers of the upper and lower layers (see GB 2405646, 09.03.2005 - selected as a prototype).

Недостатком известного из прототипа материала является значительная неравномерность передаваемой нагрузки от верхнего слоя к нижнему, что свойственно традиционным матрасам из двухслойных материалов. При восприятии вертикальной нагрузки, большая часть возникающих напряжений сжатия и сдвига сконцентрированы в зоне контакта материала матраса и тела, выступающего в роли индентора. Такая локальная концентрация напряжений приводит к повышению остаточных деформаций и усталости материала, что является причиной его невысокой долговечности. Кроме того, отсутствие распределения контактной нагрузки негативно сказывается на потребительских свойствах матрасов из такого материала, в частности комфортности, а именно недостаточной податливости при использовании по назначению. Кроме того, в прототипе отсутствует возможность дифференцирования жесткости по всей площади изделия, что является существенным недостатком при изготовлении изделий с ортопедическими функциями, а также в автомобильной промышленности.The disadvantage of the material known from the prototype is the significant unevenness of the transmitted load from the upper layer to the lower one, which is characteristic of traditional mattresses made of two-layer materials. When a vertical load is perceived, most of the resulting compression and shear stresses are concentrated in the contact zone of the mattress material and the body, which acts as an indenter. This local stress concentration leads to an increase in residual deformations and material fatigue, which is the reason for its low durability. In addition, the lack of distribution of the contact load negatively affects the consumer properties of mattresses made of such a material, in particular, comfort, namely, insufficient compliance when used as intended. In addition, the prototype lacks the ability to differentiate stiffness over the entire area of the product, which is a significant disadvantage in the manufacture of products with orthopedic functions, as well as in the automotive industry.

Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.The task of this utility model is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении дифференцированной податливости материала по общей площади изделия.The technical result of the proposed utility model is to increase the differentiated compliance of the material over the total area of the product.

Заявляемый нетканый многослойный материал для матраса содержит верхний слой с первой поверхностной плотностью, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон; нижний слой со второй поверхностной плотностью, состоящий из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон.The claimed nonwoven multilayer material for a mattress contains a top layer with a first surface density, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers; bottom layer with a second basis weight, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers.

Согласно полезной модели, нетканый многослойный материал для матраса дополнительно содержит промежуточный слой в виде полимерной сетки, общая площадь которого в изделии меньше общей площади верхнего слоя и общей площади нижнего слоя, причем все указанные слои нетканого материала объединены в полотно путем термического скрепления бикомпонентных волокон верхнего и нижнего слоев через указанную полимерную сетку, а также в локальных областях изделия непосредственно между собой.According to the utility model, the nonwoven multilayer material for the mattress additionally contains an intermediate layer in the form of a polymer mesh, the total area of which in the product is less than the total area of the upper layer and the total area of the lower layer, and all these layers of nonwoven material are combined into a web by thermal bonding of the bicomponent fibers of the upper and the lower layers through the specified polymer network, as well as in local areas of the product directly to each other.

Согласно полезной модели, площадь промежуточного слоя в изделии составляет 60%-95% общей его площади.According to the utility model, the area of the intermediate layer in the product is 60% -95% of its total area.

Согласно полезной модели, промежуточный слой включает несколько отдельных частей полимерной сетки разной и/или одинаковой площади, разной и/или одинаковой геометрической формы.According to the utility model, the intermediate layer includes several separate parts of the polymer network of different and / or the same area, different and / or the same geometric shape.

Верхний слой нетканого многослойного материала для матраса может иметь поверхностную плотность от 300 до 1500 г/м² и толщину от 10 до 30 мм, а нижний слой может иметь поверхностную плотность от 500 до 2000 г/м², и толщину от 10 до 70 мм. Верхний слой дополнительно может включать в смеси натуральные волокна в виде овечьей шерсти. Разрывные усилия сетки могут составлять 400-700 Н/см по основе и 400-550 Н/см по утку, а разрывные усилия верхнего и нижнего слоев могут составлять соответственно 125-300 Н/см по основе и 45-60 Н/см по утку. Соотношение толщины каркаса и размеров ячеек сетки может обеспечивать размер живого сечения, т.е. отношение площади сечения в «свету» ко всей площади сетки, не менее 75%. Ячейки сетки могут иметь форму квадрата или прямоугольника, при этом размер ячеек может находиться в интервале от 5 до 10 мм. Полимерная сетка может быть выполнена из материала с температурой плавления не менее максимальной температуры плавления оболочки бикомпонентного волокна. При этом промежуточный слой в виде полимерной сетки может включать одну или более частей, разной или одинаковой формы, а также равной или одинаковой площади и уложенных в одной плоскости в соответствии с заранее заданными параметрами дифференцированной жесткости. Например, материал может включать одну или несколько локальных областей, состоящих только из верхнего и нижнего слоев без использования промежуточного слоя.The top layer of nonwoven laminate for a mattress can have a basis weight of 300 to 1500 g / m ² and a thickness of 10 to 30 mm, and the bottom layer can have a basis weight of 500 to 2000 g / m ² and a thickness of 10 to 70 mm. ... The top layer can additionally include natural fibers in the form of sheep wool in the mixture. The breaking forces of the mesh can be 400-700 N / cm on the warp and 400-550 N / cm on the weft, and the breaking forces of the upper and lower layers can be respectively 125-300 N / cm on the warp and 45-60 N / cm on the weft ... The ratio of the thickness of the frame and the size of the mesh cells can provide the size of the open section, i.e. the ratio of the cross-sectional area in the "light" to the entire area of the mesh, not less than 75%. The grid cells can be in the form of a square or rectangle, and the size of the cells can be in the range from 5 to 10 mm. The polymer mesh can be made of a material with a melting point not less than the maximum melting point of the bicomponent fiber sheath. In this case, the intermediate layer in the form of a polymer network may include one or more parts of different or identical shapes, as well as equal or equal areas and laid in one plane in accordance with predetermined parameters of differentiated rigidity. For example, a material can include one or more local areas consisting of only the top and bottom layers without the use of an intermediate layer.

Полезная модель поясняется фигурами. На фиг. 1 показан схематичный разрез нетканого многослойного материала для матраса. На фиг. 2 показано распределение контактных нагрузок в случае использования двухслойного материала для матраса по прототипу. На фиг. 3 показано распределение контактных нагрузок в случае использования заявляемого нетканого многослойного материала для матраса с промежуточным слоем. На фиг. 4 показан заявленный материал по краям которого отсутствует промежуточный слой в виде полимерной сетки.The utility model is illustrated with figures. FIG. 1 shows a schematic section of a nonwoven laminate for a mattress. FIG. 2 shows the distribution of contact loads in the case of using a two-layer material for a mattress according to the prototype. FIG. 3 shows the distribution of contact loads in the case of using the inventive non-woven multilayer material for a mattress with an intermediate layer. FIG. 4 shows the claimed material at the edges of which there is no intermediate layer in the form of a polymer network.

Заявляемая полезная модель представляет собой нетканый многослойный материал для матраса с верхним 1, нижним 3 и промежуточным 2 слоями. Верхний слой 1 состоит из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон с поверхностной плотностью в пределах от 300 до 1500 г/м² и имеет толщину от 10 до 30 мм. Дополнительно верхний слой 1 может включать в смеси натуральные волокна в виде овечьей шерсти для их бесклеевого скрепления и повышения потребительских качеств слоя, контактирующего с потребителем. Нижний слой 3 также состоит из смеси синтетических в виде полиэфирных и бикомпонентных волокон, с поверхностной плотностью в пределах от 500 до 2000 г/м², и имеет толщину от 10 до 70 мм. Как вариант, поверхностные плотности верхнего и нижнего слоев могут отличаться, могут быть одинаковыми. Наиболее предпочтительно, когда поверхностная плотность нижнего слоя выше поверхностной плотности верхнего слоя. Промежуточный слой 2 выполнен в виде полимерной сетки и может состоять из одной или нескольких отдельных частей, одинаковой или разной формы, а также с равной или с различной площадью и уложенных в одной плоскости. Причем общая площадь промежуточного слоя 2 составляет 60-95% общей площади изделия. При этом все указанные слои нетканого материала объединены в полотно путем термического скрепления бикомпонентных волокон верхнего 1 и нижнего 3 слоев между собой, а также через указанную полимерную сетку 2. Для обеспечения равномерного распределения контактных нагрузок как минимум на 60% площади изделия, между верхним и нижним слоями разрывные усилия сетки должны превосходить разрывные характеристики верхнего и нижнего слоев. К примеру, разрывные усилия сетки 2 составляют 400-700 Н/см по основе и 400-550 Н/см по утку, а разрывные усилия верхнего 1 и нижнего 3 слоев составляют соответственно 125-300 Н/см по основе и 45-60 Н/см по утку. Соотношение толщины каркаса и размеров ячеек обеспечивает размер живого сечения (отношение площади сечения в «свету» ко всей площади сетки), составляющий не менее 75%, причем ячейки сетки 2 имеют форму квадрата или прямоугольника, при этом размер ячеек находится в интервале от 5 до 10 мм. Полимерная сетка 2 выполнена из материала с температурой плавления не менее максимальной температуры плавления оболочки бикомпонентного волокна.The claimed utility model is a non-woven multilayer material for a mattress with upper 1, lower 3 and intermediate 2 layers. The top layer 1 consists of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers with a surface density in the range from 300 to 1500 g / m ² and has a thickness of 10 to 30 mm. Additionally, the top layer 1 may include natural fibers in the form of sheep wool in the mixture for their glueless bonding and improving the consumer qualities of the layer in contact with the consumer. The lower layer 3 also consists of a mixture of synthetic fibers in the form of polyester and bicomponent fibers, with an areal density ranging from 500 to 2000 g / m ² , and has a thickness of 10 to 70 mm. Alternatively, the surface densities of the upper and lower layers may differ, may be the same. Most preferably, the basis weight of the lower layer is higher than the basis weight of the upper layer. The intermediate layer 2 is made in the form of a polymer network and can consist of one or several separate parts, of the same or different shape, as well as with equal or different areas and laid in one plane. Moreover, the total area of the intermediate layer 2 is 60-95% of the total area of the product. In this case, all these layers of nonwoven material are combined into a web by thermal bonding of the bicomponent fibers of the upper 1 and lower 3 layers to each other, as well as through the specified polymer mesh 2. To ensure uniform distribution of contact loads over at least 60% of the product area, between the upper and lower in layers, the breaking forces of the mesh must exceed the breaking characteristics of the upper and lower layers. For example, the breaking forces of mesh 2 are 400-700 N / cm on the warp and 400-550 N / cm on the weft, and the breaking forces of the top 1 and bottom 3 layers are, respectively, 125-300 N / cm on the warp and 45-60 N / cm weft. The ratio of the thickness of the frame and the size of the cells provides the size of the living section (the ratio of the cross-sectional area in the "light" to the entire area of the mesh), which is not less than 75%, and the cells of the mesh 2 have the shape of a square or rectangle, while the size of the cells ranges from 5 10 mm. Polymer mesh 2 is made of a material with a melting point not less than the maximum melting point of the bicomponent fiber sheath.

Каждый из верхнего 1 и нижнего 3 слоев включает смесь полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, и содержит полиэфирное волокно и бикомпонентное волокно. Бикомпонентное волокно представляет собой волокно типа «ядро-оболочка» с концентрическим расположением. В качестве неограничивающего примера, в заявляемом материале волокна представляют собой штапельные волокна длиной 51 мм. В качестве еще одного неограничивающего примера, могут использоваться волокна длиной 5-70 мм. Скрепление волокон в холсте (полотне) идет за счет термического скрепления - именно для этого добавляется связующее в виде бикомпонентного волокна в состав смески. В качестве неограничивающего примера, полимер оболочки выбран из низших полиолефинов (например, полиэтилен высокого давления, полипропилен) или сополимеров низших олефинов (например, сополимер полиэтилена или сополиэтилентерефталат) с температурой плавления 110-180°С, а полимер ядра представляет собой полиэтилентерефталат с температурой плавления 230-270°С. Благодаря тому, что полимер оболочки имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления полиэфирных волокон и полимера ядра, полимер оболочки расплавляясь, скрепляет смесь волокон и превращает ее в единое полотно (холст). Бикомпонентное волокно выступает при термоскреплении в качестве связующего. Связующее в производстве нетканых материалов используется как для образования связей между волокнами, так и для перераспределения нагрузки между волокнами, то есть обеспечения возможности согласованной работы волокнистых элементов при нагрузках, вызывающих деформацию нетканого материала. В качестве неограничивающего примера, ядро занимает по площади от 50 до 95% от общей площади поперечного сечения бикомпонентного волокна, а оболочка занимает по площади от 5 до 50% от общей площади поперечного сечения бикомпонентного волокна. В качестве неограничивающего примера смесь полимерных волокон, представляющая собой заявляемый материал, содержит по массе 30-40% бикомпонентного волокна и 60-70% полиэфирного волокна (с включением граничных значений в эти диапазоны). Наиболее предпочтителен вариант, в котором смесь полимерных волокон, представляющая собой заявляемый материал, содержит по массе 30% бикомпонентного волокна и 70% полиэфирного волокна.Each of the upper 1 and lower 3 layers includes a mixture of polymeric fibers, combined into a web by thermal bonding, and contains a polyester fiber and a bicomponent fiber. Bicomponent fiber is a core-sheath fiber with a concentric arrangement. As a non-limiting example, in the claimed material, the fibers are 51 mm staple fibers. As another non-limiting example, fibers with a length of 5-70 mm can be used. Bonding of fibers in the canvas (canvas) is due to thermal bonding - for this purpose, a binder in the form of a bicomponent fiber is added to the mixture. As a non-limiting example, the shell polymer is selected from lower polyolefins (e.g., high pressure polyethylene, polypropylene) or copolymers of lower olefins (e.g., polyethylene copolymer or copolyethylene terephthalate) with a melting point of 110-180 ° C, and the core polymer is polyethylene terephthalate with a melting point 230-270 ° C. Due to the fact that the sheath polymer has a melting point lower than the melting temperature of the polyester fibers and the core polymer, the sheath polymer melts, binds the fiber mixture and turns it into a single web (canvas). The bicomponent fiber acts as a binder during thermal bonding. A binder in the production of nonwovens is used both for the formation of bonds between the fibers and for redistribution of the load between the fibers, that is, to ensure the possibility of coordinated operation of the fibrous elements under loads that cause deformation of the nonwoven material. By way of non-limiting example, the core covers 50 to 95% of the total cross-sectional area of the bicomponent fiber, and the sheath covers 5 to 50% of the total cross-sectional area of the bicomponent fiber. As a non-limiting example, the mixture of polymer fibers, which is the inventive material, contains by weight 30-40% bicomponent fiber and 60-70% polyester fiber (with the inclusion of cut-off values in these ranges). The most preferred option is in which the mixture of polymer fibers, which is the claimed material, contains by weight 30% bicomponent fiber and 70% polyester fiber.

По результатам проведенных нами испытаний заявляемого материала, для обеспечения качественного соединения слоев заявляемого нетканого материала (с указанными плотностями, толщиной, характеристиками) в процессе производства соотношение толщины каркаса сетки 2 и размеров ее ячеек должны обеспечивать размер «живого сечения» не менее 75%, размер ячеек должен находиться в интервале от 5 до 10 мм. Соблюдение вышеуказанных условий обеспечивает наибольшую площадь взаимодействия и последующего спекания оболочек бикомпонентных волокон верхнего 1 и нижнего 3 слоев, что в свою очередь улучшает миграцию волокон через ячейки сетки, их спайку и последующее распределение контактных нагрузок от верхнего слоя 1 заявляемого нетканого многослойного материала к его нижнему слою 3 и повышение долговечности. Такие параметры полимерной сетки являются оптимальными и не препятствуют соединению верхнего и нижнего слоев горячим способом (без применения клея) путем оплавления содержащихся в них бикомпонентных волокон.According to the results of our tests of the claimed material, in order to ensure a high-quality connection of the layers of the claimed nonwoven material (with the indicated densities, thickness, characteristics) in the production process, the ratio of the thickness of the mesh frame 2 and the size of its cells should ensure the size of the "living section" not less than 75%, the size cells should be in the range from 5 to 10 mm. Compliance with the above conditions provides the largest interaction area and subsequent sintering of the shells of the bicomponent fibers of the upper 1 and lower 3 layers, which in turn improves the migration of fibers through the mesh cells, their soldering and the subsequent distribution of contact loads from the upper layer 1 of the claimed nonwoven multilayer material to its lower layer 3 and improved durability. These parameters of the polymer mesh are optimal and do not interfere with the connection of the upper and lower layers in a hot way (without the use of glue) by melting the bicomponent fibers contained in them.

В связи с тем, что максимальная температура плавления оболочки бикомпонентного волокна может быть равна 180°С, термостойкость промежуточной полимерной сетки 2 должна быть в этом случае не менее 180°С, для предотвращения ее расплавления и потери ее несущей способности, что необходимо для распределения напряжений, возникающих в материале матраса, при воздействии контактных нагрузок. Материал сетки 2 представляет собой полимер, например полиэтилентерефталат (полиэстер), или любой другой известный из уровня техники с температурой плавления не менее температуры плавления оболочки бикомпонентного волокна (например, 180°С). При использовании сетки из стекловолокна для повышения ее долговечности и обеспечения прочности связи слоев при производстве она дополнительно может быть обработана праймером (грунтовкой), например акрилатами. Как пример, сетка может быть выполнена тканного типа, из полиэстерового волокна, при этом продольные (основа) и поперечные (уток) в точках их взаимного пересечения соединены сваркой или клеем.Due to the fact that the maximum melting temperature of the cladding of a bicomponent fiber can be equal to 180 ° C, the heat resistance of the intermediate polymer mesh 2 should in this case be at least 180 ° C, to prevent its melting and loss of its bearing capacity, which is necessary for stress distribution arising in the material of the mattress, when exposed to contact loads. The mesh material 2 is a polymer, for example polyethylene terephthalate (polyester), or any other known from the prior art with a melting point not less than the melting point of the sheath of the bicomponent fiber (for example, 180 ° C). When using a fiberglass mesh to increase its durability and ensure the strength of the bond of layers during production, it can additionally be treated with a primer (primer), for example, acrylates. As an example, the mesh can be made of a woven type, of polyester fiber, with the longitudinal (warp) and transverse (weft) at the points of their mutual intersection joined by welding or glue.

Благодаря объединению двух слоев разной плотности термическим скреплением, матрас имеет повышенную долговечность по сравнению с клееным двухслойным матрасом. Полное отсутствие клея не только обеспечивает экологичность продукта, но и его долговечность, так как данное соединение не так сильно подвержено старению, а также воздействию агрессивных сред (медноаммиачный комплекс, ряд кислот, например муравьиная или уксусная, ацетон, хлорированный углеводород). Наличие промежуточного слоя 2 в виде полимерной сетки, состоящей из одной или нескольких частей, позволяет как минимум на 60% общей площади изделия, распределять воздействующие силы с верхнего слоя 1 на нижний слой 3, дифференцированно повышая податливость материала на необходимых участках или участке изделия. Таким образом, обеспечивается снижение местных напряжений и остаточные деформаций на участках верхнего слоя 1, что приводит к снижению усталости. Тем самым повышается долговечность многослойного материала за счет более оптимального и эффективного распределения деформаций сжатия и сдвига между слоями. Наличие сетки 2 обеспечивает в заранее заданных областях изделия дополнительную податливость (комфортность) материала, появляются дополнительные сдвиговые деформации, которые приводят к эффективному демпфированию нежелательных ярко выраженных пружинящих свойств традиционных матрасов.Due to the combination of two layers of different density by thermal bonding, the mattress has increased durability compared to a glued two-layer mattress. The complete absence of glue not only ensures the environmental friendliness of the product, but also its durability, since this compound is not so strongly susceptible to aging, as well as to the effects of aggressive media (copper-ammonia complex, a number of acids, such as formic or acetic acid, acetone, chlorinated hydrocarbon). The presence of the intermediate layer 2 in the form of a polymer mesh, consisting of one or more parts, allows at least 60% of the total area of the product to distribute the acting forces from the upper layer 1 to the lower layer 3, differentiatingly increasing the flexibility of the material in the required areas or area of the product. Thus, a decrease in local stresses and residual deformations in areas of the upper layer 1 is ensured, which leads to a decrease in fatigue. This increases the durability of the multilayer material due to a more optimal and efficient distribution of compression and shear deformations between the layers. The presence of the mesh 2 provides additional pliability (comfort) of the material in predetermined areas of the product, additional shear deformations appear, which lead to effective damping of the undesirable pronounced spring properties of traditional mattresses.

Процесс производства многослойного материала состоит из следующих основных этапов.The production process of multilayer material consists of the following main stages.

На фиг. 1 показан нижний слой 3, состоящий из полиэфирных и бикомпонентных волокон с необходимой плотность и первоначальной толщиной, который формируется, например, на установке BEMATIC. Верхний слой 1 одновременно с этим формируется на установке TECHNOPlants. Площади верхнего и нижнего слоев изделия, как правило, равны, с возможностью незначительных отклонений в пределах производственных допусков, составляющих 1%-2%. Для достижения заявляемого технического результата, предварительно производят расчет по заданным требованиям к готовому изделию, в соответствии с которым кроят заготовки промежуточного слоя 2. В соответствии с заданными требованиями для одного изделия может быть изготовлено одна или несколько заготовок промежуточного слоя, каждая из которых может иметь индивидуальную форму, а также площадь, но не менее 60% общей площади изделия. Данная процедура позволяет предварительно дифференцировать податливость материала в наиболее нагруженных областях, что особенно актуально при изготовлении ортопедических изделий или автомобильных кресел. В соответствии с предварительным расчетом, одна или несколько заготовок промежуточного слоя 2, площадь и геометрическая форма каждой из которых могут быть одинаковыми или разными, распределяются между верхним и нижним слоями в одной плоскости. При этом общая площадь промежуточного слоя 2 может составлять от 60% до 95% общей площади изделия. Под действием горячего воздуха и давления нижнего и верхнего транспортеров печи за счет расплавляющегося бикомпонента происходит соединение всех трех слоев материала.FIG. 1 shows the bottom layer 3, consisting of polyester and bicomponent fibers with the required density and initial thickness, which is formed, for example, in a BEMATIC installation. Top layer 1 is simultaneously formed on the TECHNOPlants installation. The areas of the upper and lower layers of the product are usually equal, with the possibility of minor deviations within the manufacturing tolerances of 1% -2%. To achieve the claimed technical result, a preliminary calculation is made according to the specified requirements for the finished product, in accordance with which the blanks of the intermediate layer 2 are cut. In accordance with the specified requirements, one or more blanks of the intermediate layer can be made for one product, each of which can have an individual shape, as well as area, but not less than 60% of the total area of the product. This procedure allows you to preliminarily differentiate the flexibility of the material in the most loaded areas, which is especially important in the manufacture of orthopedic products or car seats. According to a preliminary calculation, one or more blanks of the intermediate layer 2, the area and geometric shape of each of which may be the same or different, are distributed between the upper and lower layers in the same plane. In this case, the total area of the intermediate layer 2 can be from 60% to 95% of the total area of the product. Under the action of hot air and the pressure of the lower and upper conveyors of the furnace, due to the melting bicomponent, all three layers of material are connected.

В существующих конструкциях двухслойных материалов (по прототипу) в основном деформируется верхний слой, что приводит (при прочих равных условиях) к повышенной жесткости и остаточной деформации (снижению долговечности, или появлению усталости по ГОСТ Р ИСО3385-93) материала. Базируясь на методике определения твердости по ГОСТ Р ИСО2439-93 на образцах размером 380×380 мм с воздействием индентора в виде плоского диска диаметром 200 мм установлено, что в случае традиционного двухслойного материала для матраса (фиг. 2) по прототипу, пониженная податливость связана с ограниченной передачей усилий по вертикали F - в верхнем слое 1 и f - в нижнем слое 3, а также практически отсутствием деформации за пределами плоскости индентора. С этим связана пониженная податливость (комфортность) матраса. В этом случае наблюдаются местные перегрузки верхнего слоя при крайне малой доле «работы» нижних слоев, что отрицательно сказывается на долговечности материала в целом. В материале такого матраса также наблюдаются большие местные напряжения на небольшой площади матраса, что приведет к его повышенным остаточным деформациям и снижению долговечности.In the existing structures of two-layer materials (according to the prototype), the upper layer is mainly deformed, which leads (all other things being equal) to increased rigidity and permanent deformation (reduced durability, or the appearance of fatigue according to GOST R ISO3385-93) of the material. Based on the method for determining the hardness according to GOST R ISO2439-93 on samples with a size of 380 × 380 mm with the action of an indenter in the form of a flat disc 200 mm in diameter, it was found that in the case of a traditional two-layer material for a mattress (Fig. 2) according to the prototype, reduced compliance is associated with limited transfer of forces along the vertical F - in the upper layer 1 and f - in the lower layer 3, as well as practically no deformation outside the plane of the indenter. This is associated with a reduced compliance (comfort) of the mattress. In this case, local overloads of the upper layer are observed with an extremely small proportion of the "work" of the lower layers, which negatively affects the durability of the material as a whole. In the material of such a mattress, large local stresses are also observed on a small area of the mattress, which will lead to its increased permanent deformations and a decrease in its durability.

В случае заявляемого нетканого многослойного материала (фиг. 3) за счет промежуточного слоя - сетки 2, воздействующие силы F в большей степени транслируются на нижний слой F₁, что приводит при прочих равных условиях к увеличению суммарной деформации d (комфортности) на 15-20%. Идентичная нагрузка вызывает деформацию материала, распространяющуюся за пределы площади контакта воздействующего объекта за счет промежуточного слоя - полимерной сетки. Положительным эффектом является и появление сдвиговых деформации обоих слоев материала в плоскости сетки, что видно по боковому срезу образца на фиг. 3, которые приводят к эффективному демпфированию нежелательных ярко выраженных «пружинящих» свойств традиционных материалов для мягкой мебели. Таким образом, распределяя промежуточный слой 2 в заранее рассчитанных областях изделия, обеспечивается повышение дифференцированной податливости материала. Податливость материалов в мм, представленных на фиг. 2 и фиг. 3, определялась при нагружении образцов одинаковой весовой нагрузкой, обеспечивающей вдавливание в материал на величину около 40%, что является одной из наиболее распространенных характеристик комфортности для мягкой мебели. Установлено, что деформация традиционного двухслойного материала по прототипу толщиной 80 мм составляет 25 мм. В то время как соответствующий показатель предлагаемого материала с промежуточным слоем составляет 33 мм. Таким образом, податливость предлагаемого материала с промежуточным слоем превышает показатели традиционного двухслойного материала на величину более 20%. Определение долговечности материалов проводилось путем определения усталости при вдавливании индентора с постоянной нагрузкой по ГОСТ Р ИСО 3385-93. Результаты этих измерений на образцах толщиной 50 мм (регламентированных ГОСТ) представлены в таблице 1.In the case of the inventive nonwoven multilayer material (Fig. 3) due to the intermediate layer - mesh 2, the acting forces F are transmitted to a greater extent to the lower layer F ₁ , which, other things being equal, leads to an increase in the total deformation d (comfort) by 15-20 %. An identical load causes deformation of the material, which extends beyond the contact area of the influencing object due to the intermediate layer - a polymer mesh. The appearance of shear deformations of both layers of the material in the plane of the mesh is also a positive effect, which can be seen from the lateral cut of the sample in Fig. 3, which lead to effective damping of the undesirable pronounced "springy" properties of traditional materials for upholstered furniture. Thus, by distributing the intermediate layer 2 in pre-calculated areas of the article, an increase in the differentiated pliability of the material is provided. The ductility of the materials in mm shown in FIG. 2 and FIG. 3, was determined when the samples are loaded with the same weight load, which provides indentation into the material by about 40%, which is one of the most common characteristics of comfort for upholstered furniture. It was found that the deformation of the traditional two-layer material according to the prototype 80 mm thick is 25 mm. While the corresponding figure for the proposed material with an intermediate layer is 33 mm. Thus, the flexibility of the proposed material with an intermediate layer exceeds that of a traditional two-layer material by more than 20%. The determination of the durability of the materials was carried out by determining the indentation fatigue of an indenter with a constant load in accordance with GOST R ISO 3385-93. The results of these measurements on specimens 50 mm thick (regulated by GOST) are presented in table 1.

В результате проведенных измерений установлено, что в результате циклического нагружения (80000 циклов) показатели толщины и сохранение твердости у предлагаемого материала превосходят показатели традиционного двухслойного материала по прототипу. Определение воздухопроницаемости по ГОСТ 12088-77 (прибор МТ-160) показало, что воздухопроницаемость предлагаемого материала не уступает известному материалу по прототипу и составляет соответственно 643 и 602 дм³/м²⋅сек.As a result of the measurements, it was found that, as a result of cyclic loading (80,000 cycles), the thickness and hardness retention of the proposed material exceed those of the traditional two-layer material according to the prototype. Determination of air permeability according to GOST 12088-77 (device MT-160) showed that the air permeability of the proposed material is not inferior to the known material according to the prototype and is, respectively, 643 and 602 dm ³ / m ² ⋅sec.

Как показано на фиг. 4, в области 4 заявленного изделия расположен промежуточный слой из полимерной сетки для придания дифференцированной жесткости материала с повышением ее от середины к краям. Такая дифференцированная жесткость была предварительно задана для матраса, средняя часть которого предназначена для наиболее активных нагрузок, в то время как края изделия 5 не будут подвергаться нагрузкам, в связи с чем нижний и верхний края 5 изделия были скреплены без использования полимерной сетки.As shown in FIG. 4, in the region 4 of the claimed product there is an intermediate layer made of a polymer mesh to impart a differentiated stiffness to the material with an increase from the middle to the edges. Such a differentiated stiffness was predetermined for a mattress, the middle part of which is designed for the most active loads, while the edges of the product 5 will not be subjected to stress, and therefore the lower and upper edges 5 of the product were fastened without using a polymer net.

Таким образом, предложенный нетканый многослойный материал для матраса обеспечивает повышение дифференцированной податливости материала по общей площади изделия.Thus, the proposed non-woven multilayer material for a mattress provides an increase in the differentiated compliance of the material over the total area of the product.

Claims

1. Non-woven multilayer material for a mattress with a differentiated rigidity, containing a top layer with a first surface density, consisting of a mixture of synthetic in the form of polyester and bicomponent fibers; lower layer with a second basis weight, consisting of a mixture of synthetic polyester and bicomponent fibers, characterized in that the nonwoven multilayer material for the mattress additionally contains an intermediate layer in the form of a polymer mesh, the total area of which in the product is less than the total area of the upper layer and the total area of the lower layer, and all of these layers of nonwoven material are combined into a web by thermal bonding of bicomponent fibers of the upper and lower layers through the specified polymer network, as well as in local areas of the product directly to each other.

2. A material according to claim 1, characterized in that the area of the intermediate layer in the product is 60-95% of its total area.

3. Material according to claim. 1, characterized in that the intermediate layer includes several separate parts of the polymer network of different and / or the same area, different and / or the same geometric shape.

4. Material according to claim 1, characterized in that the upper layer has a first basis weight from 300 to 1500 g / m ² and a thickness from 10 to 30 mm, and the lower layer has a second basis weight from 500 to 2000 g / m ² and thickness from 10 to 70 mm.

5. Material according to any one of paragraphs. 1, 4, characterized in that the breaking forces of the mesh are 400-700 N / cm at the warp and 400-550 N / cm at the weft.

6. Material according to any one of paragraphs. 1, 4, characterized in that the breaking forces of the upper and lower layers are, respectively, 125-300 N / cm at the warp and 45-60 N / cm at the weft.

7. Material according to claim 1, characterized in that the top layer additionally includes natural fibers in the form of sheep's wool in the mixture.

8. Material according to claim. 1, characterized in that the ratio of the frame thickness and mesh size provides the size of the free section, i. E. the ratio of the cross-sectional area in the "light" to the entire area of the mesh, not less than 75%.

9. Material according to claim 8, characterized in that the mesh cells have the shape of a square or rectangle, the size of the cells being in the range from 5 to 10 mm.

10. Material according to claim. 1, characterized in that the polymer mesh is made of a material with a melting point not less than the maximum melting point of the bicomponent fiber sheath.