Brevet FR2800592A3 — publié le 20010511

FR 2800592 A3 20010511 FR 0012886 A 20001009 La présente invention a pour objet un matelas réalisé en matériau compressible. On connaît des matelas réalisés en un matériau compressible et élastique, et comportant une base munie d'une série de protubérances dont les extrémités libres sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont definies des vallées. Ces matelas sont réalisés en général en un seul matériau sorte que toutes les protubérances présentent une même fermeté ou résistance à la compression (voir par exemple US 4,686,724). Des études ont montré qu'il était préférable d'avoir dans un matelas des zones de fermeté différente pour permettre au matelas de s'adapter au mieux à l'anatomie humaine. Pour tenter d'obtenir un matelas s'adaptant mieux à l'anatomie humaine, il est proposé par le document US 4620337 un matelas réalisé en un même matériau, mais dont la hauteur des protubérances et la profondeur des vallées varient. L'épaisseur totale du matelas varie. Les variations de résistance à la compression d'un tel matelas sont limitées par la hauteur des protubérances et la profondeur des vallées. La présente invention a pour objet un matelas présentant des zones présentant des caractéristiques différentes (par exemple de résistance à compression), même si la hauteur des protubérances ou la profondeur des vallées restent constantes. Le matelas suivant l'invention est un matelas réalisé en matériau compressible et élastique, ledit matelas comportant une base munie d'une série de protubérances dont les extrémités libres sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées. Il se caractérise en ce qu'au moins une protubérance comporte au moins deux couches superposées, à savoir couche compressible et élastique adjacente de la base du matelas et une couche compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, ladite couche adjacente base du matelas présentant au moins une propriété différente de celle de la couche adjacente de l'extrémité. De façon avantageuse, au moins une protubérance comporte au moins trois couches superposées, à savoir une première couche compressible et élastique adjacente de la base du matelas, une deuxième couche compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, et une troisième couche compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches, ladite troisième couche présentant une propriété ou caractéristique différente de celle des première et deuxième couches. Par propriété ou caractéristique différente, entend que la troisième couche est une couche de mousse à cellules ouvertes alors que les première et deuxième couches étaient des couches à cellules fermées, inversement ; et/ou que la troisième couche présente des cellules de diamètre différent de celui des cellules des première et deuxième couches ; et/ou troisième couche présente un coefficient de transfert de chaleur et/ou un coefficient d'amortissement de vibration (bruit, etc.) et/ou une élasticité et/ou un degré d'absorption et/ou de réflexion d'une onde (chaleur, onde radio, son, etc.) différent de celui des première et deuxième couches ef/ou des caractéristiques de compression différentes de celles des première et deuxième couches. De façon avantageuse, le matelas présente une serie de protubérances comportant chacune au moins trois couches superposées, à savoir une première couche compressible et élastique adjacente de la base matelas, une deuxième couche compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, et une troisième couche compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches, ladite troisième couche présentant une propriété ou caractéristique différente de celle des première et deuxième couches, de préférence des caractéristiques de compressibilité différentes de celles des première et deuxième couches. De préférence, le matelas présente une série de protubérances comportant chacune au moins trois couches superposées, à savoir une première couche compressible et élastique adjacente de la base du matelas, une deuxième couche compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, et une troisième couche compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches, ladite troisième couche présentant une épaisseur moyenne et des caractéristiques de compressibilite différentes de celles des première et deuxième couches, l'épaisseur moyenne de la troisième couche d'au moins une des protubérances étant différente de l'épaisseur moyenne d'au moins une autre protubérance. Par exemple, ladite troisième couche présente une fermeté ou résistance à la compression plus importante que celle de la première et deuxième couche. Dans cas, adaptant l'épaisseur de ladite troisième couche pour chacune des protubérances, il est possible d'obtenir des protubérances présentant des caracteristiques différentes de fermeté. Selon une forme de réalisation avantageuse, les protubérances présentent sensiblement une même hauteur. Selon une forme de réalisation préférentielle, les protubérances ont une forme sensiblement identique et sont répartis de manière sensiblement uniforme par rapport à la base. En particulier, les vallées situées entre les protubérances ont une forme correspondant à celle des protubérances, de sorte que les protubérances d'un matelas peuvent être engagées dans les vallées d'un autre matelas. Selon une forme de réalisation possible, la première couche et la deuxième couche sont realisées en un matériau présentant une même élasticité ou compressibilité. Par exemple, lesdites première et deuxième couches présentent une fermeté moindre de celle de la troisième couche. Dans ce cas, les extrémités libres des protubérances sont souples et peuvent correctement épouser la forme du corps. Selon forme de réalisation particulière, le matelas des zones de résistance à la compression différente. Bien que les couches des protubérances peuvent être reliées entre elles par tout type de fixation ou d'attache (par couture, par soudure, par clipsage, etc. ), les couches des protubérances sont avantageusement reliées entre elles par des points de colle ou une couche de colle. ' L'invention a encre pour objet un procédé de préparation d'un matelas suivant l'invention, dans lequel on associe ensemble au moins trois couches de mousse compressibles pour former au moins une partie d'un support en mousse présentant première face de base et une deuxième face de base opposée ' ladite première face, une première couche de mousse étant tournée vers ladite première face, tandis une deuxième couche de mousse est tournée vers ladite deuxieme face, la troisième couche située entre lesdites première et deuxième couches présentant une propriété ou caractéristique différente de celle des première et deuxième couches, de préférence des caractéristiques de compressibilité différentes de celles des première et deuxième couches, et dans lequel pour au moins une partie de la partie comportant lesdites trois couches, on découpe le support en mousse pour former au moins un matelas présentant des protubérances dont les extrémités libres sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées, lesdites protubérances comprenant au moins deux couches superposées, à savoir une couche compressible et élastique adjacente de la base du matelas une couche compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, ladite couche adjacente de la base du matelas présentant au moins une propriété différente celle de la couche adjacente de l'extrémité. De façon avantageuse, lesdites protubérances comprennent au moins trois parties distinctes, à savoir une première partie réalisée dans ladite première couche, une deuxième partie réalisée dans ladite deuxième couche et une troisième partie réalisée dans ladite troisième couche. De façon avantageuse, on découpe le support pour former deux matelas présentant chacun des protubérances dont les extrémités libres sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées, lesdites protubérances comprenant au moins trois parties distinctes, à savoir une première partie réalisée dans ladite première couche, une deuxième partie réalisée dans ladite deuxième couche et une troisième partie réalisée dans ladite troisième couche. Selon une forme de réalisation préférentielle, la troisième couche couvre au moins partiellement la première couche, tandis que la deuxième couche couvre moins partiellement la troisième couche. De façon avantageuse, on associe lesdites première, deuxième et troisième couches entre elles collage. De préférence, on façonne une face de la première couche de sorte que ladite couche présente au moins deux parties d'épaisseur différente, on façonne face de la deuxième couche de sorte que ladite couche présente au moins deux parties d'épaisseur différente, et on façonne les deux faces opposées de la troisième couche de sorte que ladite couche présente au moins deux parties d'épaisseur différente, l'épaisseur des parties de la troisième couche étant telle que l'épaisseur des trois couches superposées reste sensiblement constante. Selon une particularité d'une forme de réalisation du procédé, la première couche et la deuxième couche présente des caractéristiques de compressibilité sensiblement identiques. Des particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférentielles, dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés. Dans ces dessins, - la figure 1 est une vue en perspective d'un matelas suivant l'invention - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe selon les lignes II-II et III-III matelas ; - la figure 4 est une vue en coupe d'un support avant sa découpe ; - la figure 5 est une vue du support de la figure 4, après découpe et replacement des matelas l'un sur l'autre ; - la figure 6 est une vue en perspective du support de la figure 4 ayant subi une découpe particulière. La figure est une vue en perspective d'un matelas préféré suivant l'invention. Ce matelas 1 comporte une base 2 munie d'une série de protubérances (de forme sensiblement conique ou pyramidale) dont les extrémités libres 4 sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées 5. La base peut éventuellement présenter des trous ou perforations 6 pour permettre ventilation éventuelle des vallées 5 au voisinage de leur fond 50. De telles perforations peuvent être réalisées au moyen de tiges 7, tel qu'expliqué dans le document US 4 686724. protubérances et les vallées ont des formes complémentaires, de sorte que les protubérances d'un premier matelas peuvent s'emboîter dans vallées d'un deuxième matelas. Les protubérances 3 sont réparties de manière homogène et uniforme sur la base 2 et présentent toutes une même hauteur H, correspondant à la profondeur des vallées. Ainsi que représenté aux figures 2 et 3, les protubérances 3 comportent trois couches distinctes, à savoir - une première couche de mousse compressible de manière élastique 31 adjacente de la base 2, - une deuxième couche de mousse compressible de manière élastique 32 adjacente des sommets 4 des protubérances, et - une troisième couche de mousse compressible de manière élastique 33 située entre lesdites couches 31 et 32. La troisième couche 33 est réalisée en un matériau présentant une plus grande fermeté ou résistance à la compression que le matériau utilisé pour les couches 31 et 32. La couche 33 présente donc des caractéristiques de compressibilité différente de celles des couches 31 et 32. Par plus grande fermeté ou résistance à la compression (par unité d'épaisseur et par unité de surface) de la troisième couche par rapport au couches 31 et 32, on entend que la pression nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 33 est plus importante que celle nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 31 ou 32. De façon avantageuse, la pression nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 33 est au moins deux fois plus importante que celle nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 31 ou 32, de préférence de trois à dix fois plus importante que la pression nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 31 ou 32. Dans la figure 2, l'épaisseur de la troisième couche 33 varie de manière sensiblement continue. Il en de même pour les couches 31 et 32 pour assurer que la hauteur totale H des protubérances restent constante. La protubérance 3B présente une couche 33 dont l'epaisseur moyenne est plus importante que celle de la couche 33 de la protubérance 3A. La protubérance 3B présente ainsi une résistance à la compression plus importante que celle de la protubérance 3A. Les couches 31 et 32 sont avantageusement réalisées en un même matériau, c'est-à- dire en un matériau présentant même résistance à la compression par unité d'épaisseur et par unité de surface. En d'autres termes, la force nécessaire pour comprimer de x% un cube de cm' du matériau de la couche 31 correspond sensiblement à la force nécessaire pour comprimer de x% un cube de 1 cm' du matériau de la couche 32. La variation d'épaisseur de la couche 33 dans les protubérances 3A,3B permet d'obtenir des protubérances présentant une variation de fermeté. Pour les protubérances 3A,3B, le côté droit 35 présente une fermeté plus importante que celle du côté gauche 36. Ceci permet des modifications plus douces de la fermeté, c'est-à-dire un passage d'une zone très ferme à une zone moins ferme sans changement brutal ou sans variation brutale de fermeté. Dans la partie du matelas 1 représentée à la figure 3, l'épaisseur de la couche 33 reste sensiblement constante. Les protubérances 3 de ladite zone présentent donc une meure fermeté. Pour réaliser le matelas de la figure 1, on prépare un support 50 comprenant trois couches de mousse, à savoir une couche inférieure 51 de mousse présentant une première fermeté, une couche supérieure 52 présentant une fermeté avantageusement sensiblement égale à celle de la couche 51, et une couche 53 située entre les couches 51 et 52 et présentant une fermeté plus importante que celle couches 51 et 52. La pression nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 53 est par exemple au moins deux fois plus importante que celle nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche -1 ou 52, de préférence de trois à dix fois plus importante que la pression nécessaire pour comprimer de x% l'épaisseur de la couche 51 ou 52. Les couches 51,52 et 53 sont reliées entre elles au moyen de colle. L'épaisseur totale E du support est sensiblement constante. Toutefois, l'épaisseur des couches 51,52 et 53 varie. Ainsi par exemple la couche 53 a profil d'épaisseur e dans le sens longitudinal présentant depuis un bord latéral vers le bord latéral opposé, une zone d'épaisseur el décroissante, une zone d'épaisseur e2 croissante, une zone d'épaisseur e3 constante, une zone d'épaisseur e4 décroissante, et une zone d'épaisseur e5 croissante. Les couches 5 et 52 ont avantageusement un profil d'épaisseur dans le sens longitudinal sensiblement identique. Le support 50 est ensuite découpé par exemple au moyen d'une machine de découpe avec des rouleaux profilés entre lesquels la mousse est comprimée en suivant le profil des rouleaux(pâr exemple la machine de découpe D 11 de Fecken- Kirfel GmbH & Co., Aachen, Allemagne). Lors du passage du support 50 dans une telle machine de découpe, on forme deux matelas complémentaires 1 A,1 B. Le matelas 1 A comporte une base 2 réalisée dans la couche 51, ladite base portant une série de protubérances réalisées dans les couches 51,52 et 53. En fait l'extrémité libre des protubérances 3 du matelas 1A est réalisée dans la couche 52. Le matelas 1 B comporte quant à lui une base 2 réalisée dans la couche 52, ladite base portant une série de protubérances 3 réalisées dans les couches 51,52 et 53. En fait l'extrémité libre des protubérances du matelas 1 B réalisée dans la couche 52. En modifiant profil des rouleaux de compression de la machine de découpe, il est possible d'obtenir un matelas présentant un profil sinusoïdal (figure 6) ou un profil en zigzag. Dans ce cas les protubérances présentent une extrémité libre en forme de ligne. La ligne extrême d'une protubérance est distante la ligne extrême d'une autre protubérance. Dans les formes de réalisation représentée, les matelas comportent trois couches superposées. est clair que les matelas, ou au moins une partie de ceux-ci peuvent comporter plus de trois couches, par exemple quatre, cinq, " couches, voire plus. Dans ce cas, les ou au moins des protubérances des matelas comportent par exemple quatre, cinq, six voir plus de couches superposées. est clair que le matelas de l'invention peut présenter des zones constituées d'une seule couche ou de deux couches superposées. Selon des variantes possibles, une ou des zones du matelas peuvent ne pas être profilées pour présenter des protubérances dont les extrémités sont distantes les unes des autres. Dans les formes de réalisation représentées, la troisième couche 33 des protubérances est réalisée en un matériau présentant des caractéristiques de compressibilite différentes de celle des couches 31 et 32. La troisième couche 33 aurait pu présenter une autre caractéristique ou propriété différente de celle des couches 31 et Par exemple, la couche 33 aurait pu être une couche de mousse à cellules ouvertes alors que les couches 31 et 32 étaient des couches à cellules fermées, ou inversement ; et/ou une couche présentant un coefficient de transfert de chaleur ou un coefficient d'amortissement de vibration (bruit, etc.) différent de celui des couches 31 et 32 ; et/ou un degré d'absorption ou de réflexion d'une onde (chaleur, onde radio, son, etc.) différent de celui des couches 31 et 32. Les couches des matelas peuvent être réalisées en de nombreuses matières, telles qu'en matière polymère ou copolymère réticulé ou non, en matière thermoplastique, ete. Les couches peuvent contenir des charges diverses, tels que des pigments, des agents antistatique, des agents capteurs de la chaleur, etc. A titre d'exemple, les couches matelas suivant l'invention sont réalisées en polyuréthanne et/ou en polyéther, éventuellement en mélange avec des polyoléfines ou d'autres polymères copolymères. Le matelas suivant l'invention peut être utilisé pour servir de coussin, de matelas de plage, de matelas literie, mais peut également être utilisé pour amortir des chocs (par exemple des casques, sur les plafonds ou toits de véhicules ou passages, dans des boîtes de transport), pour amortir des vibrations@(vibrations acoustiques, vibrations mécaniques), etc. Pour donner un aspect esthétique particulier au matelas, les couches (31,32,33) du matelas sont avantageusement réalisées en des matières colorées, par exemple la couche 33 a une couleur distincte de celle des couches 31 et 32. Ces différences de coloration peuvent etre également utilisées pour indiquer à l'utilisateur les zones dans lesquelles le matelas présente des propriétés différentes ou particulières, pour marquer le matelas (chiffre, lettre, slogan publicitaire, etc.). REVENDICATIONS . Matelas réalisé en un matériau compressible et élastique, ledit matelas comportant une base (2) munie d'une série de protubérances (3) dont les extrémités libres (4) sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des -allées (5), caractérisé en qu'au moins une protubérance comporte au moins deux couches superposées (32,33), à savoir une couche (33) compressible et élastique adjacente de la base (2) du matelas et une couche (32) compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre (4), ladite couche (33) adjacente de la base du matelas présentant au moins une propriété différente de celle de la couches (32) adjacente de l'extrémité (4). 2. Matelas suivant la revendication 1, caractérisé en qu'au moins une protubérance (3) comporte au moins trois couches superposées (31,32,33), à savoir première couche (31) compressible et élastique adjacente de la base (2) du matelas deuxième couche (32) compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre (4), et une troisième couche (33) compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches (31,32), ladite troisième couche (33) présentant au moins une propriété différente de celle des première et deuxième couches (3 32). 3. Matelas suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente une série de protubérances (3) comportant chacune au moins trois couches superposées (3 1,32,33), à savoir une première couche (31) compressible et élastique adjacente de la base (2) du matelas, une deuxième couche (32) compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre (4), et une troisième couche (33) compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches (31,32), ladite troisième couche (33) présentant au moins une propriété différente de celle des première et deuxième couches. 4. Matelas suivant la revendication ou 3, caractérisé en ce que ladite troisième couche (33) présente des caractéristiques de compressibilité différentes de celles des première et deuxième couches 1,32). 5. Matelas suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en qu'il présente une série de protubérances (3) comportant chacune au moins trois couches superposées (3 1,32,33), à savoir une première couche (31) compressible et élastique adjacente de la base (2) du matelas, une deuxieme couche (32) compressible et élastique adjacente de l'extrémité libre, et une troisième couche (33) compressible et élastique située entre lesdites première et deuxième couches (31,32), ladite troisième couche (33) présentant une épaisseur moyenne et des caractéristiques de compressibilité différentes de celles des première et deuxième couches (31,32), l'épaisseur moyenne de la troisième couche (33) d'au moins une (3A) des protubérances étant différente de l'épaisseur moyenne d'au moins une autre protubérance (3B). 6. Matelas suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les protubérances (3) présentent sensiblement une même hauteur (H). 7. Matelas suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les protubérances (3) ont une forme sensiblement identique et sont répartis de manière sensiblement uniforme rapport à la base (2). 8. Matelas suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la première couche (31) et la deuxième couche (32) sont réalisées en un matériau présentant une même élasticité et/ou compressibilité. 9. Matelas suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente des zones de resistance à la compression différentes. 10. Matelas suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches (3 1,32,33) des protubérances sont reliées entre elles des points de colle ou par une couche de colle. 11. Procédé de préparation d'un matelas suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on associe ensemble au moins trois couches de mousse (51,52,53) compressibles pour former au moins une partie d'un support en mousse (50) présentant une première face de base (2) et une deuxième face de base (2) opposée à ladite première face, une première couche (51) mousse étant tournée vers ladite première face, tandis qu'une deuxième couche de mousse (52) est tournée vers ladite deuxième face, la troisième couche (53) située entre lesdites première et deuxième couches (51,52) présentant au moins propriété différente de celle des première et deuxième couches (51,52), de préférence des caractéristiques de compressibilité différentes de celles des première et deuxième couches (51,52), et dans lequel pour au moins une partie de partie comportant lesdites trois couches (51 ,52,53), on découpe le support en mousse (50) pour former au moins un matelas présentant des protubérances (3) dont les extrémités libres (4) sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées (5), lesdites protubérances (3) comprenant au moins deux couches superposées (32,33), à savoir une couche (33) compressible et élastique adjacente de la base (2) du matelas et une couche (32) compressible et élastique adjacente l'extrémité libre (4), ladite couche (33) adjacente de la base du matelas présentant au moins une propriété différente de celle de la couche (32) adjacente l'extrémité (4). 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'on découpe le support en mousse (50) pour former au moins un matelas présentant des protubérances (3) dont les extrémités libres (4) sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées (5), lesdites protubérances (3) comprenant au moins trois parties distinctes, à savoir une première partie réalisée dans ladite première couche(51), une deuxième partie réalisée dans ladite deuxième couche (52) et une troisième partie réalisée dans ladite troisième couche (53). 13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce découpe le support pour former deux matelas présentant chacun des protubérances (3) dont les extrémités libres (4) sont distantes les unes des autres et entre lesquelles sont définies des vallées (5), lesdites protubérances (3) comprenant moins trois parties distinctes, à savoir une première partie réalisée dans ladite première couche(51), une deuxième partie réalisée dans ladite deuxième couche (52) et une troisième partie réalisée dans ladite troisième couche (53). 14. Procédé suivant la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que la troisième couche (53) couvre au moins partiellement la première couche (51) et en ce que la deuxième couche (52) couvre au moins partiellement la troisième couche (53). 15. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'on associe lesdites première, deuxième et troisième couches (51,52,53) entre elles par collage. 16. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 12 ' 15, caractérisé en ce façonne une face de la première couche (51) de sorte que ladite couche (51) présente au moins deux parties d'épaisseur différente, en ce 'on façonne une face la deuxième couche (52) de sorte que ladite couche (52) presente au moins deux parties d'épaisseur différente, et en ce qu'on façonne les deux faces opposées de la troisième couche (53) de sorte que ladite couche (53) présente au moins deux parties d'épaisseur différente, l'épaisseur des parties de la troisième couche étant telle que l'épaisseur des trois couches superposées (51,52, reste sensiblement constante. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 12 a 6, caractérisé en ce que la première couche (51) et la deuxième couche (52) présentent des caractéristiques de compressibilité sensiblement identiques.