ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ

Настоящая полезная модель относится к изделию для демпфирования вибраций.
Многие конструкции вибрируют в ответ на достаточное возбуждающее воздействие. Такие конструкции, как сиденья или половые коврики, часто испытывают вибрацию конструкции вследствие наличия источников вибрации, в число которых входят, например, машины, двигатели, генераторы и т.д. Вибрации конструкции могут приводить к акустическому шуму, распространяющемуся по воздуху, который может раздражать людей, особенно когда распространяющийся по воздуху шум присутствует в непосредственной близости, как в случае малых рабочих помещений. Вибрация, помимо этого, может серьезно воздействовать на тело человека, в частности приводить к повреждениям скелета, суставов и/или сосудистой системы человека. Для демпфирования акустической вибрации или вибрации конструкции имеются различные изделия для демпфирования вибраций, например такие, как описаны в международной заявке на патент WO 02/11979.
Существует потребность в изделии для демпфирования вибраций, чтобы предотвратить вышеупомянутый вред, причиняемый людям. В то же время такое изделие для демпфирования вибраций, в частности при использовании в качестве сиденья, должно обладать достаточной воздухопроницаемостью, чтобы предотвратить потение пользователя при длительном контакте с материалом для демпфирования вибраций.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
3
В одном аспекте предложено многослойное изделие для демпфирования вибраций, содержащее первый слой, содержащий открытую ткань из сцепленных между собой волокон, при этом волокна имеют диаметр от 0,1 до 5 мм, первый слой имеет высоту по меньшей мере 0,5 см, изделие дополнительно содержит второй слой, содержащий пеноматериал, имеющий плотность по меньшей мере 25 кг/м и имеющий высоту по меньшей мере 2 см, а общая высота изделия составляет от 5 до 50 см.
Другие признаки полезной модели станут очевидными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления и из формулы полезной модели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематичное представление вида сбоку в разрезе одного варианта осуществления изделия для демпфирования вибраций по настоящему раскрытию.
Фиг. 2 - схематичный вид в перспективе изделия для демпфирования вибраций по Фиг. 1.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Полезная модель далее будет описана со ссылкой на фигуры чертежей. На Фиг. 1 показано многослойное изделие 10 для демпфирования вибраций согласно настоящему раскрытию, имеющее первый слой 20 и второй слой 30. Первый слой 20 содержит открытую структуру, состоящую из сцепленных между собой непрерывных завитых волокон 22, в частном случае объединенных в одно целое объединяющим связующим. Состоящая из витков ткань может в целом обладать проницаемостью (например, чтобы позволить текучим средам проходить сквозь нее), даже если ее отдельные волокна 22 могут не обладать проницаемостью согласно вышеприведенному пояснению. Состоящая из витков ткань может быть получена, например, путем экструзии расплавленных полимерных нитей с приведением в скользящее соприкосновение с контактной поверхностью валика (например, металлического валика), при этом контакт происходит непосредственно над поверхностью закалочной жидкости, в которую нити затем погружаются. Это может заставить нити складываться, выпучиваться, образовывать петлю, свертываться в виток и т.д., когда они соприкасаются с закалочной ванной и отверждаются, например, приводя к созданию относительно толстой трехмерной ткани с весьма открытой структурой. Способы выполнения таких операций подробно описаны, например, в патентах США No. 3,686,049; 3,837,988; 4,351,683; и 4,634,485.
Волокна 22 состоящей из витков ткани 20 могут иметь относительно большой диаметр по сравнению с волокнами мелтбонд, волокнами спанбонд и т.п. В различных вариантах осуществления волокна 22 могут иметь средний диаметр, составляющий по меньшей мере около 0,1 мм, по меньшей мере около 0,2 мм или по меньшей мере около 0,3 мм. В дополнительных вариантах осуществления волокна 22 могут иметь средний диаметр не более примерно 5 мм, не более примерно 2,5 мм или не более примерно 1,5 мм. Преимущественная ориентация волокон 22 обычно отсутствует, например, по сравнению с ориентацией, часто наблюдаемой в волокнах, полученных по технологии спанбонд, и т.п. Толщина (т.е. высота) состоящей из витков ткани 22 может лежать, например, в диапазоне от 0,5 см до 12,5 см, предпочтительно от 1,0 до 5,0 см. Изделие и ткань имеют длину, ширину и высоту. Длина - наибольший размер, а высота - наименьший размер.
В некоторых вариантах осуществления волокна 22 могут быть выполнены из расплава полимера, состоящего из виниловой (т.е. поливинилхлоридной) полимерной смолы. Например, могут использоваться гомополимерные смолы поливинилхлорида, полученные суспензионной полимеризацией. Полимерный расплав может содержать один или более пластификаторов (например, диоктилфталат, диизобутилфталат и т.п.). Кроме того, он может содержать один или более дополнительных пластификаторов (например, эпоксидированное соевое масло и т.п.). Они могут присутствовать при меньшей концентрации и именоваться вторичными пластификаторами. Могут использоваться другие компоненты, такие как минеральные наполнители (например, карбонат кальция), стабилизаторы (например, на основе широко известных кальций- и/или цинксодержащих материалов), пигменты, технологические добавки и т.п.
Ткань 20 может содержать волокна только одного типа, но также и волокна разных типов, как показано на Фигурах 1 и 2. Разные типы нитей могут отличаться, например, диаметром, но быть химически идентичными. В качестве альтернативы они могут иметь одинаковые размеры, но могут отличаться по своему химическому составу. В альтернативном варианте нити могут отличаться как по диаметру, так и по своему химическому составу.
Первый слой 20 может также содержать подкладку 24. Подкладка может быть выполнена из поливинилхлорида (ПВХ), но могут использоваться и другие пригодные материалы, в том числе полипропилены, каучуки, полиамиды, полиэфиры, а также их сочетания.
Первый слой 20 может иметь толщину (высоту) вместе с подкладкой, составляющую от около 0,5 до 20 см.
3
3
3
Первый слой 20 может иметь плотность по меньшей мере 125 кг/м, предпочтительно по меньшей мере 250 кг/м, например от 250 до 720 кг/м.
В число пригодных материалов для первого слоя 20 входят материалы, имеющиеся в продаже, например, под товарным знаком "3М Nomad 5270" или "3М Nomad 8100" от компании 3М, Сент-Пол, Миннесота/США.
Первый слой 20 напрямую или опосредованно соединен со вторым слоем 30. Соединение может представлять собой непосредственное соединение, например, слои 20 и 30 связаны между собой с помощью адгезива, ламинированы друг с другом или сшиты между собой. Соединение также может быть опосредованным и включать в себя один или более промежуточных слоев. Предпочтительно первый и второй слои связаны между собой с помощью адгезивов. В число пригодных имеющихся в продаже адгезивов входят уретановые адгезивы, отверждаемые во влажной среде, например те, под товарными знаками "5200","5200 FAST CURE" и "4200 FAST CURE" от компании Minnesota Mining and Manufacturing (Сент-Пол, Миннесота).
3
3
3
Второй слой 30 содержит по меньшей мере один пеноматериал. Предпочтительно пеноматериал представляет собой пеноматериал с закрытыми порами. Предпочтительно пеноматериал поглощает воду не более примерно 10% своего веса. Пеноматериал предпочтительно имеет плотность, составляющую по меньшей мере 25 кг/м, например от 45 кг/м до 150 кг/м.
Пеноматериал может иметь предел прочности при сжатии на 25% по меньшей мере 10 кПа (ASTM D-1056). Пеноматериал может иметь остаточное сжатие при сжатии на 50% менее 40% при измерениях согласно ASTM D-1056.
В число пригодных пеноматериалов входят натуральный каучук и синтетические каучуки. В число примеров подходящих синтетических каучуков входят полихлоропрены (неопрен), полиуретаны, поливинилхлориды, бутадиены, полиолефины, полиэфиры, полиамиды, силиконы, а также их сочетания и сополимеры. Конкретные примеры включают эластомерные сополимеры, в том числе, например, сополимеры бутадиена и стирола, бутадиенакрилонитрильные каучуки, этилен-пропилен-диен каучуки (EPDM), стирол-бутадиен-стирольные каучуки, стирол-изопрен-стирольные каучуки, этилвиниловые ацетаты, а также их смеси, включая, например, смесь поливинилхлорида, акрилонитрил бутадиена и хлоропрена.
Пеноматериал предпочтительно является упругим, т.е. способен сжиматься под действием силы и возвращаться к исходной форме, после того как сила перестала действовать. Пригодные пеноматериалы могут обладать прочностью на сжатие, составляющей 15-50 кПа. При сжатии на 75% исходной толщины они могу иметь остаточную деформацию, не превышающую 20%.
Пригодные материалы для пеноматериала второго слоя 30 коммерчески доступны, например, под товарным знаком "K-FLEX НТ" от компании K-FLEX USA LLC, Северная Каролина/США.
Второй слой может иметь высоту (толщину) от 2 см до 50 см.
В одном варианте осуществления изделие для демпфирования вибраций содержит третий слой, связанный со вторым слоем на стороне второго слоя, противоположной первому слою. Третий слой может представлять собой защитный слой и может защищать второй слой от истирания и износа либо может быть добавлен для повышения устойчивости конструкции изделия. Третий слой может содержать любой пригодный защитный материал и включает в себя, например, этилен-пропиленовый каучук (EPDM). Защитный слой может иметь любую подходящую толщину, например, он может иметь толщину от 1 до 15 см.
Первый и/или второй и/или третий слои могут содержать наполнители. Наполнители могут выполнять ряд функций, в том числе, например, повышать прочность слоя, увеличивать массу слоя или сочетание таковых. В число подходящих наполнителей входят, например, тальк, карбонат кальция, оксид цинка, диоксид титана, диатомовая земля, углерод, металл, в том числе, например, тяжелые металлы. Наполнители могут быть полезными в различных формах, включая, например, порошок, хлопья, гранулы, стружки, а также их сочетания. Наполнители могут добавляться в слои в количествах, позволяющих получить композицию, обладающую требуемыми свойствами. Обычно наполнители могут вводиться в состав в количестве, составляющем до около 20 весовых процентов слоя.
Первый и/или второй и/или третий слой могут также включать в себя другие добавки, в том числе, например, красители, добавки, повышающие ударную прочность, огнестойкие добавки, антиоксиданты, антистатические агенты и пластификаторы.
Демпфирующее изделие, предложенное в настоящем описании, пригодно для демпфирования вибраций конструкции, происходящих в рабочей среде, например, вибраций конструкции, порожденных, в общем, машинами, транспортными средствами или двигателями. Изделие для демпфирования вибраций пригодно для демпфирования вибраций конструкции, но при этом позволяет создать воздушный поток благодаря своей открытой поверхности ткани. Это обеспечивает улучшенную циркуляцию воздуха, когда человек сидит или стоит на нем, и уменьшает потоотделение. Таким образом, изделие для демпфирования вибраций пригодно для использования в виде мата, который можно разместить на полу или на поверхности, на которую садится человек, например сиденья или скамьи. Изделие может быть размещено на таких поверхностях с возможностью съема или может быть закреплено на них.
Изделие для демпфирования вибраций может также представлять собой компонент сиденья или скамьи. Изделие для демпфирования вибраций является полезным в среде, в которой человек подвергается воздействию вибрации конструкции, например в помещениях, подверженных вибрациям конструкции, или сиденьях в большегрузных транспортных средствах, или сиденьях для операторов строительных машин либо горных машин.
Изделие для демпфирования вибраций, предложенное в настоящем описании, обычно демонстрирует положительное значение коэффициента передачи, измеренного для частоты в диапазоне 16-500 Гц.
ПРИМЕРЫ
Несколько многослойных изделий были протестированы на эффективность демпфирования вибраций конструкции на частотах от 8 до 500 Гц. Результаты показаны в таблице 1, представленной ниже.
Коэффициент передачи
Приведенные выше результаты испытаний показывают, что изделие для демпфирования вибраций обладает положительным значением коэффициента передачи в диапазоне от 16 Гц до 500 Гц.
В примере 1 представлено изделие согласно настоящей полезной модели, содержащее первый слой открытой ткани из свернутых в витки волокон (NOMAD 5270 от компании 3М, Сент-Пол, Миннесота/США), связанный с пеной (K-FLEX НТ от K-FLEX USA LLC, Северная Каролина/США). Изделие в сравнительном примере 1 содержало слой открытой ткани из свернутых в витки волокон (NOMAD 8100 от компании 3М, Сент-Пол, Миннесота, США), связанный с другим слоем открытой ткани из свернутых в витки волокон (NOMAD 5270 от компании 3М, Сент-Пол, Миннесота/США). Изделие в сравнительном примере 2 представляло собой двухслойное изделие, содержащее два слоя открытой ткани из свернутых в витки волокон (NOMAD 5270 от компании 3М, Сент-Пол, Миннесота/США), связанные между собой.