ОГНЕЗАЩИТНАЯ ПОДКЛАДКА ДЛЯ МЯГКОЙ МЕБЕЛИ
FIREPROOF LINING FOR UPHOLSTERED FURNITURE

Область техники
Настоящее изобретение относится к огнезащитной подкладке для мягкой мебели или матрасов, причем указанная подкладка содержит кардочесанный нетканый войлок. Кроме того, настоящее изобретение относится к мягкой мебели, диванным подушкам, стеганым одеялам, подушкам или матрасам, содержащим такую огнезащитную подкладку.
Уровень техники
3
Нетканые материалы находят разнообразное применение в данной области техники. Нетканая материя представляет собой напоминающий ткань материал, изготовленный из длинных волокон, соединенных между собой при помощи химического, механического, теплового воздействия или обработки растворителем. Данный термин применяют в текстильной промышленности для обозначения таких материй, как войлок, которые не являются ни ткаными, ни вязаными. Нетканые материалы определены в стандартах ISO 9092 и CEN EN 29092. Недавно EDANA и INDA предложили следующее определение нетканого материала для Международной организации по стандартизации: «Нетканый материал представляет собой лист из волокон, непрерывных волокон или резаных нитей любой природы или происхождения, которые объединены в холст любыми средствами и соединены между собой любыми средствами, за исключением тканья или вязания. Холсты влажного формования представляют собой нетканые материалы, содержащие минимум 50% синтетических волокон или других волокон не растительного происхождения, с отношением длины к диаметру, равным или более 300, или минимум 30% синтетических волокон с отношением длины к диаметру, равным или более 600, и с максимальной кажущейся плотностью 0,40 г/см.»
2
В мягкой мебели обычно применяют кардочесанный нетканый материал, часто описываемый как войлок или ватин, поверх основного поддерживающего материала (т.е. полиуретановой пены, пружин карманного типа или других пружинящих материалов/конструкций и/или поверх компонентов каркаса, для придания желаемых деформационных, пружинящих и поддерживающих характеристик) для улучшения параметров комфорта. Такой кардочесанный войлок обычно имеет плотность от 100 до 400 грамм/м (г на кв. метр), но может быть значительно легче или тяжелее в некоторых применениях, и в большинстве случаев состоит из кардочесанных соединенных между собой волокон термопластичных сложных полиэфиров. Обычно войлок содержит смесь двух разных видов волокон, при этом один вид, связующее волокно типа «ядро-оболочка», имеет конфигурацию «ядро-оболочка» с сополимеризованной оболочкой, имеющей значительно меньшую температуру плавления, чем ядро. Обычно другие волокна в войлоке выбирают так, чтобы они имели значительно более высокую температуру плавления, чем указанная оболочка. Кардочесанные волокна термически связывают путем нагревания волокон до плавления слоя оболочки волокна конфигурации «ядро-оболочка», благодаря чему волокна связываются между собой при затвердевании слоя оболочки.
Войлок обычно приклеивают (химически соединяют) к основному поддерживающему материалу (ПУ пена и т.д.), но также его можно присоединять посредством термического соединения (расплавления и затвердевания термопластичного компонента), механического прикрепления любыми средствами, например, сшиванием, или комбинации двух или более указанных методов.
Для защиты войлока от износа и разрыва и снижения трения между войлоком и обивкой мебели (тканью/кожей/замшей и т.д.) поверх войлока в качестве промежуточного слоя помещают тонкий и гибкий волокнистый материал, например, нетканый или текстильный материал, обладающий низким трением.
Обычным дешевым материалом для применения в качестве промежуточного слоя является нетканый материал из спряденного из расплава полипропилена (ПП), обычно изготовленного по технологии «спанбонд» и точечно соединенного/каландрированного ПП плотностью от 40 до 80 г на кв. метр, но можно также применять другие полимеры, способы соединения и поверхностные плотности.
Важно, чтобы промежуточный слой не влиял в значительной степени на деформацию, гибкость и поддержку войлока, что, в свою очередь, могло бы повлиять на параметры комфортности мягкой мебели; в особенности, промежуточный слой не должен быть шуршащим, чтобы обеспечить возможность бесшумной деформации. Следовательно, промежуточный слой, такой как изготовленный по технологии «спанбонд» и точечно соединенный/каландрированный ПП, обычно не соединяют с войлоком, а применяют в виде отдельного слоя.
Кроме защиты от износа и разрыва промежуточный слой облегчает удобную сборку обивки мебели и предохраняет войлок от деформации во время сборки обивки. Преимущество наблюдается как во время производства и заключается в снижении времени сборки фабричной обивки, так и при снятии обивки покупателем для стирки и повторной сборки, или при продаже мебели со съемной обивкой для самостоятельной сборки покупателем.
Один из главных недостатков применения отдельной прокладки, т.е. промежуточного слоя поверх войлока, заключается в дополнительных затратах времени и увеличении стоимости при производстве. Кроме того, промежуточный слой обычно следует сшивать для получения правильной формы перед сборкой мебели, с обивкой или без обивки.
По меньшей мере некоторые недостатки применения отдельной подкладки, т.е. промежуточного слоя, в принципе можно преодолеть путем соединения между собой слоев войлока и нетканого промежуточного слоя из спряденных из расплава волокон, для получения единого слоя, т.е. подкладки, при сборке мебели. Однако обычные способы соединения слоев с использованием клеев и/или систем термического связывания (см. DE 4407097 и US 5951798) будут неизбежно приводить к увеличению жесткости материала, что снижает параметры комфортности мягкой мебели. Кроме того, усложняется сборка мягкой мебели. Кроме того, соединение слоев войлока и нетканого промежуточного слоя из спряденных из расплава волокон в единый слой подкладки представляет собой дополнительный отдельный способ.
Кроме того, было бы желательно обеспечить подкладку с огнезащитными свойствами, поскольку синтетические поддерживающие материалы, такие как полиуретановая пена, обычно являются горючими. Подкладка, обладающая огнезащитными барьерными свойствами, обеспечивает технический результат, заключающийся в снижении количества и скорости выделяющегося из-за барьера тепла при контакте с пламенем. Подкладка с огнезащитными свойствами была бы полезна для увеличения времени до момента, когда нижележащий поддерживающий материал все-таки возгорается, или для предотвращения возгорания нижележащих слоев. Кроме того, было бы также желательно, чтобы сама подкладка была менее подвержена возгоранию. Таким образом, существует необходимость в экономичном способе обеспечения подкладки, не имеющей вышеупомянутые недостатки.
Краткое описание изобретения
2
2
Следовательно, настоящее изобретение направлено на поиск способов уменьшения, смягчения, устранения или обхода одной или более из вышеуказанных недоработок в данной области техники и недостатков, отдельно или в комбинации, путем обеспечения огнезащитной подкладки для мягкой мебели, причем указанная подкладка содержит многослойный материал с по меньшей мере двумя слоями, причем в указанном многослойном материале кардочесанный нетканый войлок, составляющий первый слой, термически соединен с кардочесанным нетканым верхним слоем, составляющим второй слой. Войлок имеет толщину от 4 до 140 мм и массу от 100 до 3000 г/м. По меньшей мере 20% масс, штапельных волокон в войлоке имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, и от 5 до 40% масс. штапельных волокон в войлоке представляют собой двухкомпонентные связующие волокна. Кроме того, от 10 до 100% масс. штапельных волокон в войлоке представляют собой огнезащитные волокна. Верхний слой имеет толщину от 0,2 до 5 мм и массу от 40 до 200 г/м. По меньшей мере 90% масс. штапельных волокон в верхнем слое имеют линейную массовую плотность 5 дтекс или менее, и от 60% масс. до 100% масс. штапельных волокон в верхнем слое представляют собой двухкомпонентные связующие волокна. Предпочтительно, толщина войлока по меньшей мере в 2 раза, например, по меньшей мере в 5 раз, превышает толщину верхнего слоя.
В такой подкладке первый слой, т.е. войлок, обеспечивает «поддерживающие свойства войлока», и второй слой, т.е. верхний слой, обеспечивает свойства, аналогичные свойствам, обеспечиваемым нетканым материалом из спряденных из расплава волокон. Указанные два слоя обеспечивают как составные части единой структуры, в отличие от решений согласно известному уровню техники, в которых обычно применяют отдельный нетканый промежуточный слой из спряденных из расплава волокон между отдельными слоями войлока и обивки. Кроме того, подкладку согласно настоящему изобретению можно получить посредством одного способа, позволяющего обойтись без необходимости получения войлока и верхнего слоя, соответственно, в отдельных способах. Огнезащитные волокна обеспечивают подкладку, обладающую огнезащитными свойствами.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен предмет мягкой мебели, содержащий такую подкладку, расположенную по меньшей мере частично поверх поддерживающего материала указанного предмета мебели.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ получения такой подкладки. Указанный способ включает следующие стадии:
- прочесывание штапельных волокон, причем по меньшей мере 20% масс. штапельных волокон имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, от 10 до 100% масс. штапельных волокон в войлоке представляют собой огнезащитные волокна и от 5 до 40% масс. штапельных волокон в войлоке представляют собой двухкомпонентные связующие волокна, с обеспечением первого кардочесанного непрерывного холста;
- прочесывание штапельных волокон, имеющих линейную массовую плотность 5 дтекс или менее, причем от 50 до 100% масс. штапельных волокон представляют собой двухкомпонентные связующие волокна, с обеспечением второго кардочесанного непрерывного холста;
- расположение первого и второго кардочесанных непрерывных холстов в виде первого и второго слоев, один поверх другого, с обеспечением многослойной структуры;
2
2
- нагревание многослойной структуры с получением подкладки, содержащей нетканый войлок, термически соединенный с нетканым верхним слоем, причем указанный войлок имеет толщину от 4 до 140 мм и массу от 100 до 3000 г/м, и указанный верхний слой имеет толщину от 0,2 до 5 мм и массу от 40 до 200 г/м. Предпочтительно, толщина войлока по меньшей мере в 2 раза, например, по меньшей мере в 5 раз, превышает толщину верхнего слоя.
Другие признаки настоящего изобретения, обеспечивающие его преимущества, подробно описаны в вариантах реализации настоящего изобретения. Кроме того, признаки настоящего изобретения, обеспечивающие его преимущества, определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Подробное описание вариантов реализации
Как сказано выше, присоединение изготовленного по технологии «спанбонд» нетканого материала поверх нетканого войлока будет оказывать отрицательное воздействие на параметры комфортности полученного войлока при применении в мягкой мебели. Кроме того, это потребует дополнительной обработки.
Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения для обеспечения единого материала для применения в качестве подкладки в мягкой мебели предложена подкладка, содержащая многослойный материал, состоящий из по меньшей мере двух слоев. Первый слой представляет собой кардочесанный термически соединенный нетканый войлок, и второй слой представляет собой кардочесанный термически соединенный нетканый верхний слой. При применении предполагается, что войлочная сторона обращена к поддерживающему материалу (например, ПУ пене), такому как поддерживающий материал предмета мягкой мебели или матрас, а верхний слой обращен к обивке. Кардочесанный нетканый войлок термически соединен с кардочесанным нетканым верхним слоем, посредством двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка» или связующих волокон типа «бок о бок», содержащихся в войлоке и верхнем слое, соответственно. Как известно в данной области техники, двухкомпонентные волокна представляют собой волокна, содержащие два полимера с различными химическими и/или физическими свойствами. Двухкомпонентные связующие волокна представляют собой двухкомпонентные волокна, содержащие связующую часть с более низкой температурой плавления, чем у другой части. В связующих волокнах типа «ядро-оболочка» оболочка имеет меньшую температуру плавления, чем ядро. Преимуществами связующих волокон типа «ядро-оболочка» являются хорошие связующие свойства, поскольку связующая часть, т.е. оболочка, окружает все волокно, что максимизирует поверхность контакта с другими волокнами в холсте. Подкладка может быть расположена между обивкой и поддерживающим материалом в мягкой мебели, матрасах и других подобных предметах с мягкой обивкой, в качестве замены отдельных слоев войлока и промежуточного слоя. При таком применении войлок будет обращен к поддерживающему материалу, а верхний слой будет обращен к обивке.
2
2
2
Для обеспечения подкладки с огнезащитными свойствами по меньшей мере первый слой, т.е. войлок, содержит огнезащитные волокна. Так, от 10 до 100% масс. штапельных волокон в войлоке представляют собой огнезащитные волокна. Также второй слой, т.е. верхний слой, может содержать огнезащитные волокна. Примеры огнезащитных волокон включают по своей природе огнезащитные волокна ПЭТ (например, Trevira CS), модакриловые волокна, мета-арамидные волокна (например, Nomex), углеродные/карбонизированные волокна, например, волокна окисленного полиакрилонитрила (ПАН) (например, Panox), или огнезащитные вискозные волокна, такие как огнезащитные вискозные волокна, содержащие кремниевую кислоту (например, DANUFIL BF от Kelheim Fibres), или любые другие огнезащитные волокна с высокой температурой разложения и/или высоким ПКИ (предельным кислородным индексом). По своей природе огнезащитные волокна содержат на поверхности сомономеры, обеспечивающие огнезащитные свойства. Примерами таких сомономеров являются фосфорсодержащие сомономеры и галогенсодержащие сомономеры. Федеральная торговая комиссия определяет модакриловые волокна как синтетические волокна, в которых волокнообразующее вещество представляет собой любой длинноцепочечный синтетический полимер, состоящий менее чем на 85%, но по меньшей мере на 35% по массе из звеньев акрилонитрила. Предельный кислородный индекс (ПКИ) представляет собой минимальную концентрацию кислорода (в процентах), которая поддерживает горение полимера. Его измеряют, пропуская смесь кислорода и азота над горящим образцом и снижая содержание кислорода, пока не будет достигнут критический уровень. Для определения значений ПКИ можно применять стандартизованные испытания, такие как ISO 4589 и ASTM D2863. Согласно одному из вариантов реализации, огнезащитные волокна согласно настоящему описанию представляют собой волокна, имеющие ПКИ (предельный кислородный индекс) по меньшей мере 22, предпочтительно, по меньшей мере 25, в частности по меньшей мере 26. Согласно одному из вариантов реализации, огнезащитные волокна включают волокна окисленного полиакрилонитрила (ПАН) и/или огнезащитные вискозные волокна. Так, по меньшей мере 50% масс. от общего количества огнезащитных волокон могут составлять волокна окисленного полиакрилонитрила (ПАН) и/или огнезащитные вискозные волокна, в частности по меньшей мере 75% масс. В данной области техники известно применение волокон окисленного полиакрилонитрила (ПАН) для обеспечения фетра с модифицированным пламенным горением (см. WO 2001/68341). Согласно одному из вариантов реализации, общее содержание волокон окисленного полиакрилонитрила (ПАН) и/или огнезащитных вискозных волокон в подкладке составляет от 20 до 150 г/м, в частности от 50 до 100 г/м или от 100 до 150 г/м.
Хотя огнестойкие подкладки известны в данной области техники, они обычно являются дорогими и снижают гибкость материала, что оказывает отрицательное влияние на параметры комфортности. Кроме того, они обычно содержат вредные химические добавки. Однако было обнаружено, что подкладка согласно настоящему изобретению обеспечивает огнезащитные свойства без заметного отрицательного влияния на параметры комфортности, что, по-видимому, обусловлено многослойной структурой и уникальным верхним слоем.
Как уже сказано, и войлок, и верхний слой содержат двухкомпонентные связующие волокна. Кроме введения огнезащитных волокон, сами двухкомпонентные связующие волокна также могут обеспечивать огнезащитные свойства. Огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна известны в данной области техники (см., например, JP 2004107860, JP 2003268631 и US 2003/0129392). Так, войлок и верхний слой, соответственно, могут содержать до 100% огнезащитных волокон, при условии, что некоторые из огнезащитных волокон представляют собой двухкомпонентные связующие волокна. Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой, таким образом, содержит огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна. Согласно указанному варианту реализации, по меньшей мере некоторые, и возможно, все двухкомпонентные связующие волокна представляют собой огнезащитные волокна. Согласно одному из вариантов реализации, часть двухкомпонентных связующих волокон в подкладке представляют собой огнезащитные волокна, и другая часть двухкомпонентных связующих волокон в подкладке не являются огнезащитными волокнами. Согласно одному из вариантов реализации, в котором не все штапельные волокна представляют собой огнезащитные волокна, от 20 до 60% масс. как например, от 30 до 55% масс. штапельных волокон в войлоке могут представлять собой огнезащитные волокна. Кроме того, в таком варианте реализации от 5 до 60% масс., как например, от 5 до 40% масс. или от 5 до 25% масс. штапельных волокон в верхнем слое могут представлять собой огнезащитные волокна.
Согласно другому варианту реализации, двухкомпонентные связующие волокна не являются огнезащитными волокнами. В варианте реализации, в котором двухкомпонентные связующие волокна не являются огнезащитными волокнами, от 20 до 60% масс., как например, от 30 до 55% масс., штапельных волокон в войлоке могут представлять собой огнезащитные волокна. Кроме того, в таком варианте реализации от 5 до 40% масс., как например, от 5 до 25% масс., штапельных волокон в верхнем слое могут представлять собой огнезащитные волокна.
Кроме того, только двухкомпонентные связующие волокна в одном из слоев, т.е. в верхнем слое или в войлоке, могут представлять собой огнезащитные волокна. Например, может быть интересно применение огнезащитных двухкомпонентных связующих волокон в верхнем слое. Согласно другому альтернативному варианту реализации, огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна можно применять одновременно в верхнем слое и в войлоке.
2
2
Обычно кардочесанный нетканый материал обладает свойствами, значительно отличающимися от свойств изготовленного по технологии «спанбонд» нетканого материала, из-за чего кардочесанные нетканые материалы не подходят в качестве промежуточного слоя поверх войлока в мягкой мебели. Однако было обнаружено, что благодаря высокой доле штапельных волокон, представляющих собой двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», и благодаря высокой доле штапельных волокон, представляющих собой тонкие штапельные волокна, может быть обеспечен термически связанный кардочесанный нетканый материал, обладающий свойствами, с точки зрения гибкости, трения и шуршания, напоминающими указанные свойства изготовленного по технологии «спанбонд» нетканого материала. Для обеспечения такого термически связанного, напоминающего изготовленный по технологии «спанбонд», кардочесанного нетканого материала от 60% масс. (массовых процентов) до 100% масс., как например, от 65% масс. до 95% масс. или от 70% масс. до 90% масс. штапельных волокон должны представлять собой двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка». Некоторые, или даже все двухкомпонентные связующие волокна могут представлять собой огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна. Хотя все штапельные волокна могут представлять собой двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», может быть выгодно включать некоторое количество штапельных волокон, не являющихся двухкомпонентными связующими волокнами, для облегчения прочесывания штапельных волокон. Кроме того, по меньшей мере 90% масс., предпочтительно, по меньшей мере 95% масс., штапельных волокон должны составлять штапельные волокна с линейной массовой плотностью 5 дтекс или менее, предпочтительно, 4,5 дтекс или менее, более предпочтительно, 3 дтекс или менее. Если присутствуют штапельные волокна, не являющиеся двухкомпонентными связующими волокнами, они предпочтительно должны быть достаточно тонкими, т.е. иметь линейную массовую плотность 4 дтекс или менее, такой как 3 дтекс или менее, или даже 2 дтекс или менее. Более толстое штапельное волокно, не являющееся двухкомпонентным связующим волокном, будет обеспечивать слишком большую упругость верхнего слоя для некоторых применений. Кроме того, более толстые волокна будут обеспечивать более жесткий слой, препятствуя слипанию холста после термического связывания в тонкий, прочный и гибкий напоминающий изготовленный по технологии «спанбонд» слой. Также, как уже было сказано, верхний слой может содержать огнезащитные волокна. Однако, учитывая то, что верхний слой обычно является весьма тонким, обеспечение только верхнего слоя с огнезащитным волокнами обычно недостаточно для обеспечения подкладки с подходящими огнезащитными свойствами; особенно с учетом того, что для сохранения комфорта жесткость верхнего слоя при изгибе и скручивании должна оставаться низкой. В верхнем слое от 5 до 100% масс., как например, от 5 до 40% масс. или от 5 до 25% масс, штапельных волокон могут представлять собой огнезащитные волокна. Для более толстого верхнего слоя могло бы быть достаточным обеспечить только верхний слой с огнезащитными волокнами, поскольку процентное содержание все еще можно поддерживать весьма низким. Хотя общее количество огнезащитных волокон окисленного полиакрилонитрила (ПАН) и/или огнезащитных вискозных волокон в подкладке может составлять до 150 г/м, для некоторых применений может быть достаточным всего 20 г/м.
Жесткость верхнего слоя при изгибе и скручивании можно снизить посредством перфорации верхнего слоя. Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой является перфорированным. Перфорацию можно получить при помощи муфты с иглами. Кроме того, перфорацию можно получить при помощи пробивания иглами. Более высокую степень перфорации можно получить при помощи пробивания иглами. Перфорация особенно интересна для вариантов реализации с использованием большой доли, такой как более 50% масс., штапельных волокон с линейной массовой плотностью более 4 дтекс. Кроме того, перфорация может быть предпочтительной также при использовании большой доли, такой как более 50% масс., штапельных волокон с линейной массовой плотностью более 3 дтекс.
Как известно специалисту в данной области техники, децитекс (дтекс) представляет собой меру линейной массовой плотности волокон. Дтекс представляет собой массу в граммах на 10000 метров.
При нагревании такой комбинации тонких штапельных волокон, с высокой долей двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», для расплавления связующей части, штапельные волокна будут слипаться в плотный кардочесанный нетканый материал, обладающий свойствами, подходящими для применения в качестве слоя поверх войлока в подкладке для мягкой мебели. Для обеспечения плотного нетканого материала требуется не только высокая доля двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», но также требуется применение достаточно тонких штапельных волокон. Кроме того, штапельные волокна в верхнем слое обычно являются не извитыми/прямыми или механически извитыми с зигзагообразной геометрией. Штапельные волокна, извитые в спиральной геометрии, т.е. сопряженные волокна, являются менее предпочтительными в верхнем слое. Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой по существу не содержит сопряженных волокон.
Обычно линейная массовая плотность штапельного волокна будет составлять по меньшей мере 0,5 дтекс. Так, линейная массовая плотность штапельных волокон в верхнем слое может составлять от 0,5 до 5 дтекс, как например, от 0,5 до 4,5 дтекс, от 0,7 до 4 дтекс или от 1,0 до 3 дтекс. Обычно штапельные волокна в верхнем слое имеют среднюю длину волокна от 30 до 100 мм, как например от 30 до 80 мм или от 50 до 75 мм.
Согласно одному из вариантов реализации, штапельные волокна в верхнем слое содержат связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, имеющие линейную массовую плотность 5 дтекс или менее, такой как 4,5 дтекс или менее. Если менее 100% масс. штапельных волокон представляют собой связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, штапельные волокна верхнего слоя могут также содержать волокна сложного полиэфира или его сополимеров, имеющие линейную массовую плотность 5 дтекс или менее, такую как 4,5 дтекс или менее, и/или огнезащитные волокна. При наличии, волокна сложного полиэфира или его сополимеров имеют температуру плавления более 200°C, например, около 260°C. Аналогично, также температура плавления ядра связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира составляет более 200°C, например, около 260°C. Кроме того, оболочка связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира имеет температуру плавления менее 200°C, например, около 110°C. Температуру плавления оболочки на основе сложного полиэфира можно снижать путем сополимеризации с олефиновыми группами, что позволяет значительно снизить температуру плавления, например, примерно до 110°C. Предпочтительно, температура плавления оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира по меньшей мере на 50°C ниже, как например, по меньшей мере на 75°C ниже, или даже по меньшей мере на 100°C ниже, чем температура плавления ядра. Аналогично, температура плавления оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира по меньшей мере на 50°C ниже, как например, по меньшей мере на 75°C ниже, или даже по меньшей мере на 100°C ниже, чем температура плавления волокон сложного полиэфира или его сополимеров, при наличии.
В варианте реализации, когда штапельные волокна в верхнем слое содержат связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, необязательно, огнезащитные волокна и, необязательно, волокна сложного полиэфира или его сополимеров, по меньшей мере 80% масс., как например, по меньшей мере 90% масс., штапельных волокон могут представлять собой связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, огнезащитные волокна и волокна сложного полиэфира или его сополимеров.
В варианте реализации, когда штапельные волокна в верхнем слое содержат связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира и огнезащитные волокна, по меньшей мере 60% масс., как например, от 70 до 90% масс., штапельных волокон могут представлять собой связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира и волокна сложного полиэфира или его сополимеров.
Сложный полиэфир может представлять собой ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПБТ (полибутилентерефталат), ПТТ (политриметилентерефталат), ПМК (полимолочную кислоту) или ПЭФ (полиэтиленфураноат), в частности ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПМК (полимолочная кислота) или полиэтиленфураноат (ПЭФ). Поскольку ПМК (полимолочная кислота) имеет более высокий ПКИ, чем ПЭТ (полиэтилентерефталат), может быть предпочтительно применять сложный полиэфир, представляющий собой ПМК (полимолочную кислоту). Для обеспечения определенных свойств, таких как низкая температура плавления для термического соединения, улучшенные огнезащитные свойства, повышенная упругость и восстановление после деформации, и т.д., сложный полиэфир может представлять собой сополимер, такой как блок-сополимер. Например, блок-сополимер, содержащий блоки сложного полиэфира и полиолефина, имеет более низкую температуру плавления по сравнению с соответствующим сложным полиэфиром. Кроме того, соединение сложного полиэфира может содержать добавки и/или дополнительные полимеры для обеспечения соединения с определенными свойствами.
Кроме того, было обнаружено, что кардочесанный нетканый напоминающий изготовленный по технологии «спанбонд» верхний слой можно термически соединять с кардочесанным нетканым войлоком в одну стадию, если в обоих слоях присутствуют двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка». Хотя отдельно взятая стоимость кардочесанного нетканого верхнего слоя будет выше, чем для нетканого слоя, изготовленного по технологии «спанбонд», общая стоимость полученной мягкой мебели будет ниже, поскольку ряд стадий при сборке мягкой мебели будет сокращен, т.е. производство будет упрощено.
В данной области техники известны подкладки, в которых изготовленные по технологии «спанбонд» полипропиленовые нетканые материалы соединены с нетканым войлоком с использованием клея, т.е. клея-расплава. Однако в данной области техники не известны способы, в которых штапельные волокна различных видов превращают в многослойный материал, содержащий два различных типа нетканого материала, один плотный и один рыхлый, в одном способе. Обычно два различных нетканых материала получали в отдельных способах и затем соединяли между собой в отдельном способе. Подкладка согласно настоящему описанию, таким образом, обеспечивает не только более легкую сборку мягкой мебели, но также обеспечивает и более простое изготовление подкладок, в которых верхний слой соединен с войлоком.
3
3
3
3
Как указано, войлок в подкладке согласно настоящему изобретению имеет рыхлую структуру, в то время как верхний слой является плотным. Согласно одному из вариантов реализации, войлок имеет плотность от 7 до 100 кг/м, как например, от 10 до 50 кг/м. Плотность верхнего слоя может составлять от 20 до 400 кг/м, как например, от 40 до 200 кг/м. Хотя плотность войлока и верхнего слоя, соответственно, может в некоторой степени варьироваться, плотность верхнего слоя обычно выше. Комбинация двух слоев с различными плотностями может обеспечивать подкладку с желаемыми свойствами для некоторых применений.
Так, подкладку, содержащую многослойный материал, в котором кардочесанный нетканый войлок термически соединен с кардочесанным нетканым верхним слоем, можно получить путем нагревания двух непрерывных кардочесанных холстов, содержащих двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», и расположенных один поверх другого. Холсты можно складывать один или несколько раз, или не складывать. Как уже указано, непрерывный холст для получения верхнего слоя будет содержать большую долю тонких штапельных волокон, и большая доля штапельных волокон будут представлять собой двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка».
В тех вариантах реализации, в которых верхний слой содержит несколько более толстые штапельные волокна, например, волокна с линейной массовой плотностью более 3 дтекс, в частности более 4 дтекс, может быть предпочтительно дополнительно снизить толщину верхнего слоя при помощи нагретого валика (валиков). При нагревании непрерывного кардочесанного холста, содержащего большую долю двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», до температуры выше температуры плавления связующей части волокон per se будет приводить к снижению толщины холста, но может быть еще более предпочтительно дополнительно уменьшить толщину верхнего слоя, например, при помощи нагретого валика (валиков). Кроме того, применение нагретого валика для воздействия на верхний слой может, кроме уменьшения толщины, также сгладить поверхность.
Поскольку двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», присутствуют в обоих кардочесанных холстах, отсутствует необходимость введения дополнительного связующего. Напротив, присутствие отдельного, дополнительного связующего может привести к снижению гибкости подкладки. Согласно одному из вариантов реализации, кардочесанный нетканый войлок непосредственно соединяют с кардочесанным нетканым верхним слоем в способе соединения с использованием повышенной температуры, превышающей температуру плавления связующей части двухкомпонентного связующего волокна, например, превышающей температуру плавления оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка».
Кроме того, обеспечение подкладки с третьим слоем, имеющим состав, соответствующий верхнему слою, но расположенным на противоположной стороне войлока, прямо или опосредованно прикрепленным к войлоку, может также придавать гибкость подкладке, поскольку будет обеспечена трехслойная структура. Согласно одному из вариантов реализации, подкладка не содержит третьего слоя, состав которого соответствует верхнему слою, на противоположной стороне войлока. Подкладка согласно такому варианту реализации может содержать дополнительный слой (слои) помимо указанных войлока и верхнего слоя.
2
2
2
Для обеспечения многослойного материала для применения в качестве подкладки для мягкой мебели, штапельные волокна в непрерывном холсте для получения кардочесанного нетканого войлока должны быть достаточной толщины для обеспечения высоких параметров упругости, эластичности, гибкости и параметров комфорта. Так, по меньшей мере 20% масс. штапельных волокон в войлоке, составляющем часть подкладки, имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, как например, от 7 до 30 дтекс или от 8 до 20 дтекс. Хотя возможна толщина до 30 дтекс, обычно линейная массовая плотность штапельных волокон в войлоке составляет менее 20 дтекс. Обычно достаточно большую часть штапельных волокон составляют толстые штапельные волокна. Согласно одному из вариантов реализации, по меньшей мере 30% масс, как например, по меньшей мере 40% масс, штапельных волокон в войлоке имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 7 дтекс, такой как по меньшей мере 8 дтекс. Кроме того, штапельные волокна должны содержать двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», благодаря которым непрерывный холст из таких довольно толстых штапельных волокон может быть термически соединен с образованием кардочесанного нетканого войлока при термическом соединении кардочесанного нетканого верхнего слоя с кардочесанным нетканым войлоком. Количество двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», должно составлять от 5 до 40% масс, как например, от 5 до 35% масс. или от 10 до 30% масс. относительно общего количества штапельных волокон, т.е. доля двухкомпонентных связующих волокон должна быть значительно ниже в кардочесанном нетканом войлоке по сравнению с долей двухкомпонентных связующих волокон в кардочесанном нетканом верхнем слое. При содержании не более 40% масс, двухкомпонентных связующих волокон полученный кардочесанный нетканый материал подходит для использования в качестве войлока. Кроме того, войлок должен содержать огнезащитные волокна, такие как огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна. В войлоке от 10 до 100% масс. штапельных волокон составляют огнезащитные волокна. Предпочтительно, от 20 до 60% масс., как например, от 30 до 55% масс. штапельных волокон в войлоке составляют огнезащитные волокна. Обычно массовый процент огнезащитных волокон будет выше в войлоке, чем в верхнем слое. В варианте реализации, в котором в верхнем слое содержатся огнезащитные двухкомпонентные связующие волокна, массовое процентное содержание огнезащитных волокон может быть выше в верхнем слое, чем в войлоке, учитывая высокое количество двухкомпонентных связующих волокон в верхнем слое. Как уже отмечено, общее содержание волокон огнезащитного окисленного полиакрилонитрила (ПАН) и/или огнезащитных вискозных волокон в подкладке может составлять от 20 до 150 г/м, как например, от 50 до 100 г/м или от 100 до 150 г/м.
Обычно штапельные волокна в войлоке имеют среднюю длину волокна от 30 до 100 мм, такую как от 30 до 80 мм или от 50 до 75 мм.
3
3
Благодаря такому значительному различию в количестве двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», в двух различных слоях, т.е. в верхнем слое и в войлоке, соответственно, можно обеспечить многослойный материал с полностью различными механическими свойствами в указанных двух слоях, хотя указанные слои могут состоять из одного и того же исходного материала, например, сложного полиэфира. Кроме того, применение тонких штапельных волокон в верхнем слое и толстых штапельных волокон в войлоке также вносит вклад в обеспечение различных механических свойств. Как уже указано, рыхлый войлок может иметь плотность от 7 до 100 кг/м, в то время как верхний слой, обычно более плотный, может иметь плотность от 20 до 400 кг/м. С точки зрения вторичной переработки явным преимуществом является то, что многослойная структура содержит только один материал. Так, штапельные волокна в войлоке, согласно одному из вариантов реализации, по существу состоят из волокон сложного полиэфира или его сополимеров, огнезащитных волокон и двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка». Аналогично, штапельные волокна в верхнем слое, согласно одному из вариантов реализации, по существу состоят из двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», необязательно, волокон сложного полиэфира или его сополимеров и, необязательно, огнезащитных волокон.
Согласно одному из вариантов реализации, штапельные волокна в войлоке содержат волокна сложного полиэфира или его сополимеров, имеющие линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, такой как по меньшей мере 7 дтекс или по меньшей мере 8 дтекс, огнезащитные волокна и связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира. Волокна сложного полиэфира или его сополимеров имеют температуру плавления более 200°C, например, около 260°C. Аналогично, также температура плавления ядра связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира составляет более 200°C, например, около 260°C. Кроме того, оболочка связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира имеет температуру плавления менее 200°C, например, около 110°C. Предпочтительно, температура плавления оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира по меньшей мере на 50°C ниже, как например, на 75°C ниже, или даже на 100°C ниже, чем температура плавления ядра. Аналогично, температура плавления оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира по меньшей мере на 50°C ниже, как например, на 75°C ниже, или даже на 100°C ниже, чем температура плавления волокон сложного полиэфира или его сополимеров. Согласно одному из вариантов реализации, в котором штапельные волокна в войлоке содержат связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, огнезащитные волокна и волокна сложного полиэфира или его сополимеров, по меньшей мере 80% масс., как например, по меньшей мере 90% масс., штапельных волокон могут представлять собой связующие волокна типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, огнезащитные волокна и волокна сложного полиэфира или его сополимеров.
Сложный полиэфир может представлять собой ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПБТ (полибутилентерефталат), ПТТ (политриметилентерефталат), ПМК (полимолочную кислоту) или ПЭФ (полиэтиленфураноат), в частности ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПМК (полимолочная кислота) или полиэтиленфураноат (ПЭФ). Поскольку ПМК (полимолочная кислота) имеет более высокий ПКИ, чем ПЭТ (полиэтилентерефталат), может быть предпочтительно применять сложный полиэфир, представляющий собой ПМК (полимолочную кислоту). Для обеспечения определенных свойств, таких как низкая температура плавления для термического соединения, улучшенные огнезащитные свойства, повышенная упругость и восстановление после деформации, и т.д., сложный полиэфир может представлять собой сополимер, такой как блок-сополимер. Например, блок-сополимер, содержащий блоки сложного полиэфира и полиолефина, имеет более низкую температуру плавления по сравнению с соответствующим сложным полиэфиром. Кроме того, соединение сложного полиэфира может содержать добавки и/или дополнительные полимеры для обеспечения соединения с определенными свойствами.
Кроме того, для обеспечения войлоку улучшенной эластичности, предпочтительно, чтобы от 20 до 60% масс. штапельных волокон в войлоке представляли собой волокна, извитые в спиральной геометрии, т.е. сопряженные волокна. Обычно сопряженные волокна имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, как например, по меньшей мере 7 дтекс или по меньшей мере 8 дтекс.
В подкладке верхний слой обычно будет тоньше войлока. Так, толщина войлока предпочтительно по меньшей мере в 2 раза, как например, по меньшей мере в 5 раз, по меньшей мере в 8 раз или по меньшей мере в 10 раз превышает толщину верхнего слоя. Верхний слой может иметь толщину от 0,2 до 5 мм, такую как от 0,5 до 4 мм или от 1 до 4 мм. Хотя толщина менее 1 мм, например, около 0,5 мм, может быть предпочтительной для того, чтобы оказывать незначительное влияние на параметры комфорта войлока, верхний слой немного большей толщины, например, по меньшей мере 1 мм, может быть предпочтительным с учетом огнезащитных свойств.
Для обеспечения более мягкого и гладкого верхнего слоя, верхний слой можно подвергать различной обработке. Например, верхний слой можно шлифовать, прокалывать, т.е. перфорировать, или гофрировать. Кроме того, верхний слой можно подвергать термопечати для обеспечения напоминающего спанбонд узора, например, квадратов. Термопечать можно также применять для обеспечения заданного дизайна верхнего слоя, такого как печать на нем торговой марки.
2
2
2
2
2
2
Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой перфорируют. Верхний слой можно перфорировать после способа термического соединения. В данной области техники известны различные способы перфорации нетканых материалов. Например, верхний слой можно перфорировать при помощи муфты с иглами. Кроме того, верхний слой можно перфорировать, например, при помощи пробивания иглами, обеспечивая желаемую степень перфорации. Перфорация будет увеличивать гибкость подкладки, чем выше степень перфорации, тем более гибка подкладка. Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой имеет по меньшей мере 20 перфораций на см, как например, по меньшей мере 30 перфораций на см или по меньшей мере 40 перфораций на см. Однако перфорация также будет влиять на прочность подкладки. Слишком высокая степень перфорации, таким образом, может быть менее желательной. Соответственно, верхний слой может иметь менее 100 перфораций на см, как например, менее 75 перфораций на см или менее 60 перфораций на см.
Для обеспечения подкладки бархатистой на ощупь, поверх верхнего слоя можно наносить наполнитель из микрофибры.
2
2
2
Согласно одному из вариантов реализации, верхний слой имеет толщину от 0,5 до 4 мм. Кроме того, верхний слой может иметь массу от 50 до 200 г/м, как например, от 70 до 170 г/м. Напротив, войлок, обеспечивающий комфортность мягкой мебели, обычно имеет толщину по меньшей мере в 3 раза больше, чем верхний слой, и имеет толщину от 4 до 140 мм, такую как от 5 до 50 мм. Кроме того, войлок имеет массу от 100 до 1000 г/м. Хотя указан верхний предел для войлока, в принципе, для войлока можно применять любую поверхностную массу, вплоть до предела, устанавливаемого обрабатывающим оборудованием.
Общая толщина подкладки может составлять примерно от 4 до 140 мм.
Согласно одному из вариантов реализации, толщину верхнего слоя, войлока и подкладки, соответственно, можно определить при помощи стандартизованных методов определения толщины нетканых материалов, известных в данной области техники. Например, толщину верхнего слоя, войлока и подкладки, соответственно, можно определить согласно методу ISO 9073-2:1995 для определения толщины нетканых материалов. Кроме того, толщину верхнего слоя, войлока и подкладки, соответственно, можно определить согласно методу INDA/EDANA WSP 120.2.R4 (12), основанному на предшествующем методе ASTM (D5736). Для определения толщины войлока и подкладки, согласно одному из вариантов реализации, предпочтительным является метод INDA/EDANA.
Благодаря применению многослойного материала, содержащего по меньшей мере два слоя согласно настоящему описанию, в котором свойства/плотности двух различных слоев существенно различаются, полученный материал можно применять в мягкой мебели для замены двухслойной структуры, причем верхний слой удовлетворяет требованиям к скатыванию, прочности при раздирании и гибкости для мягкой мебели. Выбор штапельных волокон для верхнего слоя, т.е. с высокой долей двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», и тонких штапельных волокон, является особенно важным для обеспечения подкладки с желаемыми свойствами.
Уже описанные типичные преимущества подкладки согласно настоящему описанию по сравнению с подкладкой с двумя отдельными слоями включают:
- оптимизированное производство мягкой мебели, поскольку устранена необходимость в промежуточном слое;
- улучшенная экономичность способа по сравнению с нанесением на войлок спряденного из расплава верхнего слоя, который, кроме того, оказывал бы отрицательное воздействие на параметры комфорта; и
- снижение промышленных отходов (от обрезки краев рулонных товаров, обрезков и т.д.), поскольку отходы можно повторно распустить и снова использовать в способе прочесывания.
Кроме того, было обнаружено, что подкладка согласно настоящему изобретению, при толщине по меньшей мере 4 мм, в результате чего теплоизоляция является достаточной, удовлетворяет методике испытаний пламенем для барьерных материалов согласно ТВ 117-2013 в штате Калифорния, в отличие от решения подкладки, в котором применяют спряденный из расплава нетканый материал из полипропилена в качестве отдельного промежуточного слоя поверх кардочесанного нетканого материала на основе сложного полиэфира, представляющего известный уровень техники. Это очень важно, поскольку доказывает, что можно устранить необходимость применения потенциально вредных антипиренов в поддерживающем материале и/или материале обивки мягкой мебели. Хотя огнезащитные подкладки известны в данной области техники, они обычно являются дорогими и снижают гибкость, что оказывает отрицательное влияние на параметры комфорта.
Подкладку, получаемую в виде многослойного материала, содержащего по меньшей мере два слоя, можно применять в мягкой мебели путем наклеивания заранее нарезанных листов материала на структуру, или путем сшивания или сваривания их между собой (как чехол на подкладку) перед надеванием на структуру или поддерживающую основу/подушку. На этой стадии производства наиболее важное преимущество заключается в уменьшении времени сборки благодаря замене двух отдельных материалов двухслойным материалом. Обычно поддерживающий материал для мягкой мебели включает ячеистые полимерные пены, т.е. ПУ пену, волокнистые конструкции из синтетических или природных волокон, пружины карманного типа, тканые или вязаные текстильные материи, закрепленные на раме. Как понятно специалистам в данной области техники, подкладку можно также применять в качества обивки для диванных подушек, подушек и матрасов. Кроме того, подкладку можно интегрировать в стеганые изделия с набивкой или их компоненты.
Следовательно, другой вариант реализации относится к предмету мягкой мебели, содержащему подкладку согласно настоящему описанию, расположенную по меньшей мере частично поверх поддерживающего материала указанного предмета мебели. Хотя это не обязательно, подкладка обычно прикреплена к поддерживающему материалу мебели, например, путем склеивания. Кроме того, ее можно сшивать, сваривать или соединять со съемным чехлом. Для обеспечения мягкой мебели обивку обычно располагают по меньшей мере частично поверх подкладки. Обивка может быть жестко закреплена или может являться съемной.
Другой вариант реализации относится к способу обеспечения подкладки для мягкой мебели, содержащей слоистый материал, состоящий из по меньшей мере двух слоев, представляющих собой кардочесанный нетканый войлок, составляющий первый слой, термически соединенный с кардочесанным нетканым верхним слоем, составляющим второй слой. Преимущества такой подкладки уже были описаны выше в настоящем документе.
В указанном способе штапельные волокна, из которых по меньшей мере 20% масс. имеют линейную массовую плотность по меньшей мере 6 дтекс, причем от 10 до 100% масс. штапельных волокон в войлоке являются огнезащитными волокнами и от 5 до 40% масс. штапельных волокон в войлоке являются двухкомпонентными связующими волокнами, например, связующими волокнами типа «ядро-оболочка», прочесывают для обеспечения первого кардочесанного непрерывного холста. Кроме того, штапельные волокна, имеющие линейную массовую плотность 5 дтекс, такой как 4,5 дтекс или менее, причем от 60 до 100% масс. штапельных волокон являются двухкомпонентными связующими волокнами, например, связующими волокнами типа «ядро-оболочка», прочесывают для обеспечения второго кардочесанного непрерывного холста. Различные штапельные волокна можно обеспечивать в кипах. Кипы вскрывают, взвешивают и смешивают для обеспечения желаемой смеси штапельных волокон.
Затем первый и второй кардочесанные холсты располагают в виде первого и второго слоев один поверх другого с обеспечением многослойной структуры. Первый слой может содержать только один слой первого кардочесанного непрерывного холста. Однако чаще первый слой будет содержать несколько слоев первого кардочесанного непрерывного холста. Такой многослойный первый слой обеспечивают путем складывания первого кардочесанного непрерывного холста один или несколько раз. Аналогично, также второй слой может содержать только один слой первого кардочесанного непрерывного холста или может быть многослойным. Также многослойный второй слой можно обеспечивать путем складывания второго кардочесанного непрерывного холста один или несколько раз.
Согласно одному из вариантов реализации, первый и второй холсты представляют собой части одного холста. В таком варианте реализации первый холст расположен вдоль одного края холста в продольном направлении, и второй холст расположен вдоль другого края холста в продольном направлении. Складывая холст при зигзагообразном наслоении, при помощи преобразователя прочеса (см., например, Фиг. 1 в ЕР 0831162), первый и второй кардочесанные непрерывные холсты располагают один поверх другого, в два или более слоев, с обеспечением многослойной структуры. Поскольку первый и второй холсты расположены вдоль противоположных краев холста, они не могут быть равномерно расположены при зигзагообразном наслоении. Один из холстов, в один или несколько слоев, будет находиться на одной стороне, например, на верхней стороне, а другой будет находиться на другой стороне, например, на нижней стороне, в один или несколько слоев.
2
2
2
Поскольку оба первый и второй слои содержат двухкомпонентные связующие волокна, подкладку, содержащую нетканый войлок, термически соединенный с нетканым верхним слоем, можно получить путем нагревания многослойной структуры так, чтобы связующая часть двухкомпонентных связующих волокон, например, связующих волокон типа «ядро-оболочка», расплавилась. Таким образом, нагревание приведет не только к образованию двух термически соединенных нетканых материалов, но также к образованию термической связи между двумя неткаными материалами. В полученной таким образом подкладке войлок имеет толщину от 4 до 140 мм, и массу от 100 до 1000 г/м. Верхний слой имеет толщину от 0,2 до 5 мм, такую как от 0,5 до 4 мм, и массу от 50 до 200 г/м, такую как от 70 до 170 г/м.
В данной области техники известны различные пути нагревания непрерывного холста, содержащего двухкомпонентные связующие волокна, например, связующие волокна типа «ядро-оболочка», для получения термически соединенного нетканого материала. Например, можно применять обдув горячим воздухом. Для управления толщиной получаемой подкладки обычно прикладывают некоторое давление к многослойной структуре во время стадии нагревания. Давление можно прикладывать различными путями, такими как применение валиков, расположенных на заданном расстоянии один от другого, при помощи конвейерных лент на каждой стороне материала, или при помощи компрессионного формования.
Температура, применяемая на стадии нагревания, зависит от штапельных волокон. Она должна быть достаточной для расплавления связующей части двухкомпонентного связующего волокна, например, оболочки связующего волокна типа «ядро-оболочка», но не другой части, например, ядра связующего волокна типа «ядро-оболочка». Кроме того, нагревание также не должно расплавить другие штапельные волокна. В одном из вариантов реализации, в котором штапельные волокна представляют собой волокна сложного полиэфира или его сополимеров, огнезащитные волокна и связующие волокна типа «ядро-оболочка», температура нагревания может составлять от 160 до 210°C. Поскольку способ применяют для обеспечения подкладки согласно настоящему описанию, предпочтительные волокна, отношения волокон и т.д., описанные для подкладки, также применимы для способа получения указанной подкладки.
Как уже описано, может быть выгодно снижать толщину верхнего слоя при помощи нагретого валика (валиков). Способ, таким образом, может включать дополнительную стадию каландрирования нагретой многослойной структуры нагретым валиком (валиками). Особенно в том случае, когда верхний слой содержит несколько более толстые штапельные волокна, например, волокна с линейной массовой плотностью более 3 дтекс, может быть предпочтительно дополнительно снизить толщину верхнего слоя при помощи нагретого валика (валиков). В одном из вариантов реализации, в котором штапельные волокна представляют собой, необязательно, волокна сложного полиэфира или его сополимеров, необязательно, огнезащитные волокна и связующие волокна типа «ядро-оболочка», температуру нагретого валика (валиков) можно установить в диапазоне от 160 до 210°C, такую как примерно 180°C.
Кроме того, как уже описано, может быть выгодно включить в способ стадию перфорации по меньшей мере верхнего слоя подкладки для увеличения гибкости верхнего слоя. Перфорацию можно осуществлять путем пробивания иглами.
Хотя многослойную структуру нагревают для термического соединения первого и второго слоев, соответственно, с получением нетканого войлока, термически соединенного с нетканым верхним слоем, многослойную структуру, или первый и/или второй непрерывные холсты можно также соединять механически, например, путем пробивания иглами, перед нагреванием. Таким образом, согласно одному из вариантов реализации, способ дополнительно включает стадию механического соединения, такого как пробивание иглами, многослойной структуры перед нагреванием. В таком варианте реализации стадия пробивания иглами отличается от необязательной стадии перфорации, которую проводят после нагревания. Альтернативно, способ дополнительно включает стадию механического соединения, такого как при помощи пробивания иглами, первого и/или второго непрерывных холстов.
Пример варианта реализации
2
2
Для обеспечения подкладки согласно настоящему изобретению обеспечивали подкладку с верхним слоем 3 мм//100 г/м и войлоком 25 мм//200 г/м с использованием коммерчески доступных штапельных волокон. Механические свойства такого многослойного материала были похожи на свойства отдельного спряденного из расплава верхнего слоя, помещенного поверх традиционного кардочесанного войлока. Кроме того, полученная таким образом подкладка проходила испытание согласно CAL 117-2017, без каких-либо огнезащитных добавок.
При обеспечении подкладки штапельные волокна получали в виде стандартных кип для дальнейшей обработки на кардочесальном механизме. Для верхнего слоя использовали смесь волокон из 80% масс. 2,2 дтекс связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, и 20% масс. 3 дтекс волокон окисленного полиакрилонитрила (PANOX). Для войлока использовали смесь волокон из 20% масс. 4,4 дтекс связующих волокон типа «ядро-оболочка» на основе сложного полиэфира, 50% масс. 8 дтекс полых сопряженных (извитых в спиральной геометрии) волокон на основе сложного полиэфира и 30% масс. 3 дтекс волокон окисленного полиакрилонитрила (PANOX).
Использовали два различных кардочесальных механизма с несколько отличающимися конфигурациями оборудования, на обоих получали многослойную подкладку с идентичными смесями волокон и похожими свойствами, удовлетворяющими одинаковым требованиям.
В одном кардочесальном механизме использовали две различных чесальных машины, комбинируя два различных непрерывных холста в многослойный материал перед термическим соединением. В другом кардочесальном механизме использовали одну кардочесальную машину, на которую подавали две различные смеси волокон, располагая их по существу двумя различными слоями в преобразователе прочеса перед подачей в способ термического соединения.
Способ начинали с открытия кип, взвешивания и смешивания волокон в заданных соотношениях, прочесывания волокон и расположения кардочесанных непрерывных холстов в два слоя с заданными поверхностными массами, термического соединения многослойного материала с использованием продувания горячего воздуха через материал в сочетании с калибровкой по толщине с использованием контролируемого давления на поверхность или контролируемого расстояния между двумя поверхностями в обрабатывающем оборудовании.
Без дополнительных уточнений, полагают, что специалист в данной области техники способен, с помощью предшествующего описания, применять настоящее изобретение в полнейшей степени. Следовательно, предшествующие предпочтительные конкретные варианты реализации предназначены служить только иллюстрациями, и никоим образом не ограничивать настоящее изобретение.
Хотя настоящее изобретение было описано выше с указанием на конкретные варианты реализации, оно не должно ограничиваться конкретными формами, описанными в настоящем документе. Напротив, настоящее изобретение ограничено только прилагаемой формулой изобретения, и равно возможны другие варианты реализации, кроме описанных выше, в рамках объема указанной прилагаемой формулы изобретения, например, отличающиеся от описанных выше.
В формуле изобретения термин «содержит/содержащий» не исключает присутствия других элементов или стадий. Кроме того, хотя отдельные признаки могут быть включены в различные пункты формулы изобретения, их можно выгодно комбинировать, и включение в разные пункты формулы изобретения не предполагает, что комбинация признаков не является осуществимой и/или выгодной.
Кроме того, единственное число включает множественное число. Термины «первый», «второй» и т.д. не исключают множественного числа.