RU198239U1 - Композиционное волокнистое изделие, преимущественно, для изготовления матраса - Google Patents

Abstract

Техническое решение относится к области легкой промышленности, в частности к производству мебельных изделий, и предназначено для использования в матрасах, в том числе основы матраса и/или промежуточных слоев многослойного или наборного матраса, либо в качестве покровного слоя. Технические решение может быть использовано в бытовых матрасах, медицинских матрасах, а также в вентилируемых матрасах, в том числе оснащенных системой принудительной вентиляции. Кроме того, изделие может быть применено при производстве мебели, в том числе диванов стульев и других мебельных изделий, а также в автомобильной, строительной и других видах промышленности. Техническим результатом является повышение надежности устройства, в том числе прочности, износостойкости и упругости, что в частности исключает раскрошевание и проминание изделия.Композиционное волокнистое изделие, характеризующееся тем, что оно представляет собой, плоское волокнистое изделие, образованное из спресованных, предварительно очищенных волокон конопли, которые дополнительно соединены между собой частично расплавленными и отвержденными полимерными волокнами, дискретно распределенными в очищенных волокнах конопли. 31 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Композиционное волокнистое изделие, преимущественно, для изготовления матраса.

Техническое решение относится к области легкой промышленности, в частности к производству мебельных изделий, и предназначено для использования в матрасах, в том числе основы матраса и/или промежуточных слоев многослойного или наборного матраса, либо в качестве покровного слоя. Технические решение может быть использовано в бытовых матрасах, медицинских матрасах, а также в вентилируемых матрасах, в том числе оснащенных системой принудительной вентиляции. Кроме того изделие может быть применено при производстве мебели, в том числе диванов стульев и других мебельных изделий, а также в автомобильной, строительной и других видах промышленности.

Из уровня техники известен матрас двухсторонней мягкости, в котором нетканый термофиксируемый материал используется в качестве жестких и мягких упругих сгустков, он содержит в общем количестве соединительные двухкомпонентные полиэфирные волокна, способные к термическому связыванию с температурой плавления компонентов, также он содержит гомогенные полимерные волокна с полиэфирными волокнами или полипропиленовыми волокнами, или полиолефиновыми волокнами, или поликарбонатными волокнами, такие как морская трава или шерсть, или хлопок, или волокна кокосовой койры, или лубяные волокна, или волокна конопли, или конский волос в пределах от 20 до 50 мас. %, волокнистое полотно которого, уложенное складками, формируется до плотности от 0,15 кг/м 2 до 2,0 кг / м, термически скрепляется в прессованном состоянии и калибруется валками каландра до заданной толщины. Толщина пучков мягкого упругого нетканого материала составляет от 10 до 60 мм, а толщина пучков жесткого нетканого материала от 6 до 12 мм (UA 46499 U, 2009-12-25).

Известен матрас включающий слой который может содержать текстильные волокна могут быть выбраны из группы: натуральное волокно, включая хлопок, пенька, шерсть или шелк; химическое волокно, включая терилен, акрилон, полиамид, хлорсодержащее органическое волокно, полипропилен, полиуретан, винилон и вискоза, а также натуральное волокно выбирают из группы хлопок, пенька, шерсть, шелк (RU 2301290 C2, 20.03.2006).

Наиболее близким аналогом является элемент матраса двусторонней мягкости, в котором в качестве жестких и мягких упругих слоев настилов использован нетканый термофиксированный материал, который содержит в общем количестве способные к термоскреплению соединительные бикомпонентные полиэфирные волокна с температурой плавления компонентов от 105°С до 135°С, имеющие линейную плотность от 1,0 до 6,0 дтех в пределах от 15 до 30 масс. %, и однородные полимерные волокна, такие как полиэфирные волокна или полипропиленовые волокна, или полиолефиновые волокна, или поликарбонатные волокна, или полиамидные волокна, выбранные из интервала линейной плотности от 5 до 45 дтех в пределах от 25 до 65 масс. %, и волокна естественного происхождения, такие как морская трава или шерсть, или хлопок, или волокна койры кокосовой, или лубяные волокна, или волокна конопли, или конский волос, в пределах от 20 до 50 масс. %, волокнистый прочес которых, уложенный складками, сформирован до плотности от 0,15 кг/м2 до 2,0 кг/м2, термофиксированный в сжатом состоянии и калиброванный каландрами до заданной толщины, причем настилы из мягкого упругого нетканого материала имеют толщину от 10 до 60 мм, настилы из жесткого нетканого материала имеют толщину от 6 до 12 мм (UA 46499 U, А47С 27/04, 25.12.2009).

Недостатком наиболее близкого аналога является сложность изготовления и усложненность конструкции, а также возможность деформаций «мягкой» части матраса

Основная техническая проблема в производстве изделий из очищенных волокон конопли - отсутствие технологичного процесса и оборудования для создания изделия нужной плотности, гибкости, упругости, жесткости и прочности.

Технической проблемой является необходимость упрощения конструкции и повышением ее надежности.

Техническим результатом, является повышение прочности, износостойкости и упругости, что в частности исключает раскрошевание, необратимые деформации и проминание изделия.

Технический результат достигается за счет того что, композиционное волокнистое изделие, представляет собой, плоское волокнистое изделие, в виде мата, образованного из спресованных, предварительно очищенных волокон конопли, которые дополнительно соединены между собой частично расплавленными и отвержденными полимерными волокнами дискретно распределенными в очищенных волокнах конопли.

Композиционное волокнистое изделие, выполнено воздухопроницаемым за счет количества полимерных волокон, которое составляет не более 50% от объема каждого мата, предпочтительно, 20%, от объема каждого мата, а также за счет равномерного распределения полимерных волокон внутри объема очищенных волокон конопли, при этом длина волокон составляет от 5 мм до 100 см, а очищенных конопляных волокон 1-200 см., предпочтительно, от 30 до 100 см., при этом наиболее предпочтительное соотношение объема очищенных конопляных волокон составляет 80%, при 20% полимерных волокон.

Волокна равномерно или по большей части равномерно распределены внутри всего объема мата или по крайне мере, большей части мата, например в виде пучков полимерных волокон и/или отдельных полимерных волокон, при этом, по меньшей мере, часть полимерных волокон сцеплена или переплетена с очищенными волокнами конопли.

Пучки полимерных волокон или волоконных полимерных нитей равномерно или по большей части равномерно распределены внутри очищенных конопляных волокон.

Расплавленные полимерные волокна, образуют полимерные монолитные сгустки, по большей части расположенные внутри пучков.

Переимущественно, длина очищенных конопляных волокон, образующих мат, составляет 30-100 см., а предпочтительно, 2-20 см.

Расплавленные и отвержденные волокна выполнены из полиэфирного материала.

Композиционное волокнистое изделие выполнено в виде жесткого или полужесткого и/или упругого мата.

Предварительно очищенные волокна конопли, предпочтительно представляют собой волокна механической очистки от внешних частей стеблей конопли, а именно костры, пыли и мелких частиц и волокон длинной менее 1 см. или пеньковые волокна конопли, такие как первичное пеньковолокно или штапельное пеньковолокно или джутовое пеньковолокно, лубяное волокно, либо смесь, по меньшей мере, двух упомянутых волокон.

Очищенные конопляные волокна имеют толщину от 5 мкм до 2 мм.

Расплавленные и отвержденные полимерные волокна выполнены из полиэфирного материала.

Композиционное волокнистое изделие может быть выполнено упруго-податливым.

Предпочтительно, что композиционное волокнистое изделие выполнено гибким и упругим.

Полимерные волокна представляют собой, преимущественно, полиэфирные волокна штапельной длины, которая составляет от 5 мм до 100 см. и выполнены из полиэтилентерефталата или его производных, либо из полиолефиновых волокон, изготовленных из таких материалов как полиэтилен или полипропилен, либо смеси упомянутых волокон, при этом волокна выполнены в виде закрученных и/или изогнутых нитей.

Предпочтительно, что волокна выполнены из волоконной нити, состоящей из, по меньшей мере, двух различных полимеров, относящихся к разным полимерным группам.

Волокна выполнены из двухкомпонетной нити, которая включает волоконную полимерную сердцевину, предпочтительно, в виде моноволокна, и полимерную покровную оболочку, расположенную относительно сердцевины, предпочтительно, коаксиально, причем сердцевина выполнена из волокна полимера, имеющего большую температуру плавления, чем у покровной оболочки.

Внутри объема изделия, после расплавления и отверждения полимерных волокон образована трехмерная полимерная структура, связующая очищенные волокна конопли, либо отдельные полимерные трехмерные структуры, причем упомянутые трехмерная структуры или структура скреплены, по крайней мере, частично расплавленной покровной оболочкой с очищенными волокнами конопли и, преимущественно, частично переплетены с ними волоконами сердцевины двухкомпонетной нити.

Предпочтительно, что при расплаве оболочки она образует полимерные монолитные сгустки, которые после отверждения образуют узлы трехмерной структуры и структур которые являются узлами трехмерной сети или сетей, и по крайней мере, частично связаны с очищенными волокнами конопли, причем количество полимерных монолитных сгустков повышается при, по крайней мере, частичном размещении полимерных волокон пучками, причем полимерные монолитные сгустки, расположены, преимущественно внутри пучков, а размеры сгустков существенно превышают толщину волокон

Отдельные полимерные трехмерные структуры, по мере, частично связаны между собой, посредством расположенных между ними полимерных волокон сердцевины двухкомпонетной нити.

Предпочтительно, что волокна сердцевины имеют большую жесткость и/или меньший модуль упругости по сравнению с материалом покровной оболочки, и в процессе изготовления, по крайней мере, частично, а, преимущественно, полностью высвобождаются из расплавляемой полимерной оболочки с возможностью обеспечения дополнительной упругости и целостности изделия.

Покровная оболочка, выполнена из полиолефина или смеси полиолефинов, предпочтительно, полиэтилена высокого давления или его сополимера и/или пропилена и/или сложного полиэфира с температурой плавления более низкой, чем температура плавления волоконной полимерной сердцевины, которая выполнена, например, из простого или сложного полиэфирного полимерного материала, например первичного полиэтилентерефталата или сополимера полиэтилентерефталата, такого как «соРЕТ» или «PETG».

Полимерная сердцевина, предпочтительно, выполнена из полипропилена, простого или сложного полиэфирного полимера, например, первичного полиэтилентерефталата с более высокой температурой плавления, чем у покровной оболочки, которая выполнена, например, из полиэтилена высокого давления или его сополимера, вследствие чего, сердцевина не расплавляется в процессе соединения и формирует внутри объема очищенных конопляных волокон трехмерную сеть, посредством взаимодействия с переплетенными очищенными конопляными волокнами и полимерными волокнами, которые дискретно скреплены между собой расплавленной полимерной оболочкой.

Оболочка имеет температуру плавления 70-250 градусов Цельсия, а предпочтительно 100-180 градусов Цельсия, при этом полимерная сердцевина имеет температуру плавления 150-600, а предпочтительно 150-400.

Предпочтительно, что изделие выполнено воздухопроницаемым.

Предпочтительно, что полимерные волокна дискретно, и преимущественно равномерно, распределены в объеме очищенного конопляного волокна, по большей части в форме отдельных пучков, по крайней мере, частично связанных друг с другом отдельными полимерными волокнами и/или расплавленными полимерными волокнами или их частями.

Полимерные волокна могут быть образованы из латекса, с образованием внутри очищенных волокон конопли, по крайней мере, частично нитевидных, связанные между собой структур, скрепляющие волокна очищенной конопли.

Предпочтительно, что латекс является натуральным латексом.

Предпочтительно, что толщина мата составляет от 0,3-20 см., а преимущественно от 0.5-10 см.

Изделие может иметь многоугольную, предпочтительно, прямоугольную форму.

Изделие может иметь округлую, например, круглую овальную или овалоподобную форму, либо эллиптическую или эллипсовидную форму.

Предпочтительно, что очищенные волокна конопли переплетены между собой и полимерными волокнами и дополнительно соединены между собой частично расплавленными частями упомянутых полимерных волокон.

Очищенные волокна конопли и полимерные волокна расположены под разными углами к условным трем осям координат, при этом упомянутые полимерные волокна распределены среди очищенных волокон конопли равномерно или по большей части равномерно.

Изделие изготовлено посредством предварительного нагревания и дальнейшего уплотнения нагретыми валками, что обеспечивает его дополнительное скрепление полимерных и очищенных конопляных волокон внутри каждого мата, более связную трехмерную внутреннюю структуру, а также наличие у него ровных поверхностей с обеих сторон.

Устройство поясняется чертежами, представляющими частную форму выполнения изделия.

На Фиг. 1 изображено изделие, состоящее из одного мата (изометрический вид)

На Фиг. 2 показана в разрезе внутренняя структура изделия (увеличено)

На Фиг. 3 изображено составное изделие из нескольких, скрепленных между собой матов (изометрический вид).

Композиционное волокнистое изделие, представляет собой мат 1 (плиту), образованный из спресованных, предварительно очищенных волокон конопли 2, которые дополнительно соединены между собой частично расплавленными и отвержденными полимерными волокнами 3 (волоконными нитями), дискретно распределенными в очищенных волокнах конопли.

Композиционное волокнистое изделие выполнено воздухопроницаемым за счет количества полимерных волокон 3, которое составляет не более 50% от объема каждого мата, предпочтительно, 20%, от объема каждого мата, а также за счет равномерного распределения полимерных волокон внутри объема очищенных волокон конопли, при этом длина волокон или волоконных нитей составляет от 5 мм до 100 см, а очищенных конопляных волокон 1-200 см., предпочтительно, от 30 до 100 см., при этом наиболее предпочтительное соотношение объема очищенных конопляных волокон составляет 80%, при 20% полимерных волокон.

Волокна 3 (волоконные нити) равномерно или по большей части равномерно распределены внутри всего объема мата или по крайне мере, большей части каждого мата, например, в виде пучков 4 полимерных волокон и/или отдельных полимерных волокон, при этом, по меньшей мере, часть полимерных волокон сцеплена или переплетена с очищенными волокнами конопли.

Пучки 4 полимерных волокон или волоконных полимерных нитей равномерно или по большей части равномерно распределены внутри очищенных конопляных волокон.

Расплавленные полимерные волокна, образуют полимерные монолитные сгустки 5, по большей части расположенные внутри пучков.

Преимущественно, длина очищенных конопляных волокон, образующих мат, составляет 30-100 см, а предпочтительно, 2-20 см.

Расплавленные и отвержденные волокна выполнены из полиэфирного материала.

Композиционное волокнистое изделие выполнено в виде жесткого или полужесткого и/или упругого мата (плиты).

Предварительно очищенные волокна конопли, предпочтительно представляют собой волокна конопли механически очищенные от внешних частей стеблей, а именно костры, пыли и мелких частиц и волокон длинной менее 1 см или пеньковые волокона конопли, такие как первичное пеньковолокно или штапельное пеньковолокно или джутовое пенько-волокно, лубяное волокно, либо смесь, по меньшей мере, двух упомянутых волокон.

Очищенные конопляные волокна имеют толщину от 5 мкм до 2 мм.

Расплавленные и отвержденные полимерные волокна, предпочтительно, выполнены из полиэфирного материала.

Композиционное волокнистое изделие мвыполнено в виде упруго-податливого мата или плиты.

Предпочтительно, что композиционное волокнистое изделие выполнено гибким и упругим.

Полимерные волокна представляют собой, преимущественно, полиэфирные волокна штапельной длины, которая составляет от 5 мм до 100 мм. и выполнены из полиэтилентерефталата или его производных, либо из полиолефиновых волокон, изготовленных из таких материалов как полиэтилен или полипропилен, либо смеси упомянутых волокон, при этом волокна выполнены закрученными и/или изогнутыми нитями из волокон различных, в том числе упомянутых полимеров.

Предпочтительно что, волокно (волоконная нить) состоит из по, меньшей мере, двух различных полимеров, относящихся к разным полимерным группам.

Предпочтительно что, что волокно представляет собой волоконную двухкомпонетную нить, которая включает волоконную полимерную сердцевину, предпочтительно, в виде моноволокна, и полимерную, покровную оболочку, коаксиально расположенную относительно сердцевины. Причем сердцевина выполнена из волокна полимера, имеющего большую температуру плавления, чем у покровной оболочки. В данном случае покровные оболочки нитей (полимерных волокон) после расплавления и отверждения соединяются как между собой, так и с очищенными волокнами конопли.

В результате расплава покровной оболочки, находившиеся в них нити или волокна сердцевины, меняют свою первоначальную ориентацию, расположение или форму (выгибаются, закручиваются и т.д.). В результате чего они дополнительно сплетаются с соседними нитями, а также с очищенными волокнами конопли. За счет чего внутри всего объема каждого мата, образуется трехмерная полимерная структура, связующая очищенные волокна конопли внутри всего объема каждого мата или отдельные полимерные трехмерные структуры. Причем упомянутая трехмерная структура(ы) скреплена посредством расплавленного и отвержденного полимера оболочки с очищенными волокнами конопли и, переплетенные с ними волокнами сердцевины, что обеспечивает прочность, изностойкость и упругость мата.

При расплаве материал оболочки двухкомпонетных нитей образует полимерные монолитные сгустки 5, которые после отверждения образуют узлы трехмерной структуры (структур), которые являются узлами трехмерной сети (сетей) и, по крайней мере, частично связаны с очищенными волокнами конопли (Фиг. 2).

Причем количество полимерных монолитных сгустков 5 повышается при, по крайней мере, частичном размещении полимерных волокон пучками, при этом полимерные монолитные сгустки 5, расположены, преимущественно внутри пучков, а размеры сгустков существенно превышают толщину волокон, что повышает сцепление с очищенными конопляными волокнами и повышает прочность и упругость и износоностойкость изделия.

Отдельные полимерные трехмерные структуры, по крайней мере, частично связаны между собой, посредством расположенных между ними полимерных волокон или волоконных нитей.

Предпочтительно, что волокна сердцевины двухкомпонентных нитей имеют большую жесткость и/или меньший модуль упругости по сравнению с материалом покровной оболочки, и в процессе изготовления, по крайней мере, частично, а преимущественно полностью высвобождаются из расплавляемой полимерной оболочки с возможностью обеспечения дополнительной упругости и целостности изделия.

Покровная оболочка может быть выполнена из полиолефина или смеси полиолефинов, предпочтительно, полиэтилена высокого давления или его сополимера и/или пропилена, либо сложного полиэфира. Температура плавления покровной оболочки более низкая, чем у волоконной полимерной сердцевины, которая выполнена, например, из простого или сложного полиэфирного полимерного материала, например первичного полиэтилентерефталата или сополимера полиэтилентерефталата, такого как «соРЕТ» или «PETG».

Полимерная сердцевина, предпочтительно, выполнена из полипропилена, простого или сложного полиэфирного полимера, например, первичного полиэтилентерефталата, с более высокой температурой плавления, чем у покровной оболочки, которая выполнена, например, из полиэтилена высокого давления или его сополимера.

Вследствие чего, сердцевина не расплавляется в процессе соединения и формирует внутри объема очищенных конопляных волокон трехмерную сеть, взаимодействуя с переплетенными очищенными конопляными волокнами и полимерными волокнами, которые дискретно скреплены между собой расплавленной полимерной оболочкой.

Оболочка имеет температуру плавления 70-250 градусов Цельсия, а предпочтительно 100-180 градусов Цельсия, при этом полимерная сердцевина имеет температуру плавления 150-600 градусов Цельсия, а, предпочтительно, 150-400 градусов Цельсия.

По меньшей мере, один мат выполнен воздухопроницаемым, при этом предпочтительно, что все маты, а также изделие в целом выполнено воздухопроницаемым.

Полимерные волокна или полимерные волоконные нити дискретно, и преимущественно равномерно, распределены в объеме очищенного конопляного волокна, по большей части в форме отдельных пучков, по крайней мере, частично связанных друг с другом отдельными полимерными нитями или волокнами и/или расплавленными полимерными волокнами или их частями.

Полимерными частицами могут являться частицы латекса, которые при изготовлении мата перед прессованием равномерно дискретно напыляют на слои хаотично размещенных на основании очищенных волокна конопли. Далее после напыления капли латекса под действием силы тяжести стекают вниз по волокнам конопляного материала и при воздействии температуры из них удаляется влага. Причем жидкие частицы латекса сначала нагреваются и приобретают большею текучесть, а затем полностью отверждаются после прессовании и остывании мата, образуя внутри очищенных волокон конопли, по крайней мере, частично нитевидные, связанные между собой структуры, скрепляющие волокна очищенной конопли.

Предпочтительно использование натурального латекса, что делает изделие гипоаллергенным и экологичным.

Толщина, по меньшей мере, одного мата составляет от 0,3-20 см., а преимущественно от 0.5-10 см.

Каждый мат имеет многоугольную, предпочтительно, прямоугольгольную форму.

В зависимости от изделия, в котором планируется использовать мат, он может иметь округлую, например, круглую овальную или овалоподобную форму, либо эллиптическую или эллипсовидную форму, либо иметь выступы и/или выемки по своим краям, выступы и/или выемки могут быть выполнены прямолинейными или криволинейными.

Очищенные волокна конопли переплетены между собой и полимерными волокнами или волоконными нитями и дополнительно соединены между собой частично расплавленными частями полимерных волокон.

Очищенные волокна конопли, полимерные волокна или волоконные нити или удлиненные полимерные частицы расположены под разными углами к условным трем осям координат, при этом упомянутые полимерные элементы распределены среди очищенных волокон конопли равномерно или по большей

Мат изготовлен посредством предварительного нагревания и дальнейшего уплотнения нагретыми валками, что обеспечивает его дополнительное скрепление полимерных и очищенных конопляных волокон внутри мата и более связную его трехмерную внутреннюю структуру, а также наличие у него ровных поверхностей с обеих сторон. Наличие ровных сторон без выступов и выемок позволяет укладывать на мат последующие элементы матраса без перекосов, что особенно важно для пружинных элементов.

Более подробно процесс изготовления изделия описан ниже.

На первой линии (конвейере) осуществляется первичная механическая переработка неочищенной конопли, а именно процесс размятия конопляного сырья, например, пропуском через валки, далее осуществляют трепание размятого сырья, после чего, удаляют отделенную в результате предыдущих операций костру на трясильных машинах или вибромашинах.

Костру удаляют посредством сит, вентиляторов или устройств для создания вакуума.

Предпочтительно, что после прохождения каждого этапа обработки сырье проходит вакуумную камеру, где удаляются костра, микроволокна и пылевидные частицы.

Первоначально осуществляется разборка рулонов или тюков с необработанным сырьем (неочищенной конопли). Данная операция производится на кипоразборщике. Рулон или тюк с помощью питающего транспортера подаются в камеру, в которой происходит процесс разборки рулона или тюка и первоначальное создание слоя. Толщина слоя регулируется сбивной планкой. Далее разобранное сырье падает на питающий транспортер.

Процесс мятья осуществляется следующим образом. Разобранное сырье с заданной толщиной слоя пропускают через рифленые вальцы, разрушая тем самым хрупкую древесину, но сохраняя эластичное волокно.

Процесс мятья проходит на мялках типа «CHARLE». Мялка состоит из несущей рамы, на которой расположены девять пар мяльных вальцов с пневматическим прижимом.

В процессе трепания из размятого сырья (тресты) выделяют волокна. В связи с тем, что нити находятся вокруг конопляного стебля для получения волокна необходимо удалить лишние элементы стебля. Конечными продуктами трепания являются пеньковые волокна (пеньковолокно).

Трепание осуществляется ударным воздействием рабочих органов ударной машины на слой волокон, зажатых питающими органами, при этом разрушаются связи между волокнами и примесями. В процессе трепания волокнистый материал очищается лишь от наиболее крупных и наименее цепких примесей.

В трепальную машину, входящую в состав мяльно-трепального агрегата, поступает непрерывный слой сырья, который фиксируется в зажимном транспортирующем механизме. Обрабатываемый объем сырья подается сверху в трепальную секцию посредством устройства ввода, минуя опасный для намоток волокна участок трепального барабана с противонамоточным устройством, примыкающим непосредственно к внутренней поверхности поперечной рамы машины.

Попадая трепальную секцию барабанов, сырье конопли начинает подвергаться воздействиям бильных планок. Такая дифференцированная обработка подготавливает слой сырца к основному трепанию: параллелизует слой, удаляет насыпную костру, за счет чего уменьшается масса сырья и увеличивается его гибкость.

При огибании бильных планок при наличии определенного натяжения слоя, достигаемого изменением межцентрового расстояния между питающими вальцами и барабаном, костра в силу большей жесткости отделяется от волокна и удаляется силами инерции.

Сочетание дифференцированной подготовительной обработки сырья с многократным воздействием со стороны основных бильных планок в цилиндрической части барабанов при определенном натяжении слоя создает условия для эффективного удаления костры при обработке и максимальной сохранности длинных комплексов волокон.

После каждого трепального барабана расположены две трясильных машины - с верхним и нижним гребенным полем. На данных агрегатах первичное удаление насыпной костры. Каждая из трясильных машин оснащена осями с иглами, за счет колебания которых и происходит удаление насыпной костры. Процесс трясения волокна заканчивается на горизонтальной вибромашине.

Далее осуществляется продольная ориентация волокон и формирование из них ленты.

После вибромашины волокно попадает в камеру конденсера, в которой происходит удаление пыли как из линии, так и из волокна. Конденсер представляет собой камеру с расположенной внизу транспортера вентиляторной системой которая, подает под давлением потоки воздуха снизу вверх. В верхней части камеры расположены сита и/или фильтры, которые пропускают костру пыль и микроволокна.

После очистки от пыли, волокно через вальцы направляется на чесальную машину, в которой происходит продольная ориентация волокна и формирование волокон в ленту.

С помощью рулонного механизма полученная лента наматывается в рулон, который в последующем будет направлен в штапелирующую машину, где рулон рубится на волокна с преимущественной длиной от 30 до 100 мм.

Вся костра, которая отделяется в процессе обработки на кипоразборщике и в мяльных машинах, высыпается на ленту транспортера. Транспортер расположен под агрегатами. После транспортера расположенного под линией, костра падает в приемную воронку пневмотрнспорта и направляется в волокно- отделительную машину. В волокно-отделительной машине происходит отделение коротких волокон (пакли) от костры. Костра с помощью транспортера направляется в накопительный бункер костробрикетного пресса.

Отходы, пыль, короткие трудноулавливаемые волокна малой длинны и микроволокна всасываются через верхнюю систему вентиляции (зонтики) расположенные над каждым агрегатом, осуществляющие перечисленные процессы.

Подготовленное пеньковое волокно (очищенные волокна конопли) и, предпочтительно, бикомпонентное полимерное волокно (волоконные нити) в кипах подаются на питающие транспортеры кипоразборщиков. Далее волокна поступают в камеру смешения, после которой направляются с помощью пневмотранспорта в накопитель. В камере смещения посредством мощной вентиляторной системы очищенные волокна конопли перемешиваюся с волокнами полимерными волокнами. Кроме того, мощным потоком воздуха упомянутые волокна ращепляются на пучки малого размера. Из накопителя волокна аэродинамическим способом формируются в заготовку мата, которая направляется в печь.

Нагретая до температуры 100-175 градусов Цельсия заготовка мата сжимается горячими валами (каландрами). При термическом воздействии внешняя покровная оболочка бикомпонентного волокна плавится и скрепляет очищенные волокна конопли, при этом заключенная в оболочке сердцевина каждого волокна, имеющая большую жесткость, изменяет свое положение внутри массива очищенных пеньковых волокон и скрепляется с ними посредством расплавленной покровной оболочки после ее отверждения по завершении остывания заготовки мата, после чего осуществляется резка заготовки.

Толщина материала регулируется зазором между вальцами, при этом объемная плотность материала регулируется процентным соотношением по массе или объему очищенных конопляных волокон, которое, предпочтительно, составляет 70-80% и полимерных волокон, преимущественно бикомпонентных волоконных нитей, которое добавляется в количестве 20-30%. Кроме того плотность материала может регулироваться в конденсере.

Для лучшей воздухопропускной способности, а также таких характеристик как прочность и упругость мата (изделия) рекомендуется как можно более полное удаление мелких частиц волокон и полное удаление костры и пыли.

Преимуществом изделия является то, что очищенное конопляное волокно обладает природным антибактериальным эффектом, не гниет, в нем не заводится моль, насекомые паразиты бактерии и т.д.

Изделие (мат) может применяться для создания основы и/или каркаса матраса, придания матрасу жесткости, при этом регулировка уровня жесткости достигается за счет расположения данного изделия в разных частях (уровнях) матраса и комбинирования его с другими материалами и/или элементами, такими как пружины, латексные слои и т.д., а так же за счет увеличения толщины изделия путем формирования слоя из нескольких матов.

Изделие может составлять верхний слой матраса в целях обеспечения ортопедических и лечебных свойств матраса, когда врачами рекомендовано спать на достаточно жестком, но в то же время упругом и непроминаемом основании.

Кроме того, полученное изделие является гипоаллергенным, а за счет свойств конопляных волокон достигается анти-инсектицидный и антисептический эффекты. При предпочтительном выполнении мата или матов изделия воздухопроницаемыми достигается «дышащий эффект» изделие пропускает воздух, что способствует удалению влаги и неприятных запахов.

Изделие также может применяться в различных видах строительных и автомобильных материалов, например, как подложка, звукоизоляция или утеплитель.

Claims (33)

1. Композиционное волокнистое изделие, характеризующееся тем, что оно представляет собой плоское волокнистое изделие, образованное из спрессованных, предварительно очищенных волокон конопли, которые дополнительно соединены между собой частично расплавленными и отвержденными полимерными волокнами, дискретно распределенными в очищенных волокнах конопли.

2. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено воздухопроницаемым за счет количества полимерных волокон, которое составляет не более 50% от объема изделия, предпочтительно 20% от объема изделия, а также за счет равномерного распределения полимерных волокон внутри объема очищенных волокон конопли, при этом длина волокон составляет от 5 мм до 100 см, а очищенных конопляных волокон 1-200 см, предпочтительно от 30 до 100 см, при этом наиболее предпочтительное соотношение объема очищенных конопляных волокон составляет 80% при 20% полимерных волокон.

3. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что волокна равномерно или по большей части равномерно распределены внутри всего объема изделия или, по крайне мере, большей части изделия, например в виде пучков полимерных волокон и/или отдельных полимерных волокон, при этом, по меньшей мере, часть полимерных волокон сцеплена или переплетена с очищенными волокнами конопли.

4. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что пучки полимерных волокон или волоконных полимерных нитей равномерно или по большей части равномерно распределены внутри очищенных конопляных волокон.

5. Композиционное волокнистое изделие по п. 3, характеризующееся тем, что расплавленные полимерные волокна образуют полимерные монолитные сгустки, по большей части расположенные внутри пучков.

6. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что, преимущественно, длина очищенных конопляных волокон, образующих мат, составляет 30-100 см, а предпочтительно 2-20 см.

7. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что расплавленные и отвержденные волокна выполнены из полиэфирного материала.

8. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено в виде жесткого или полужесткого и/или упругого мата.

Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что предварительно очищенные волокна конопли, предпочтительно, представляют собой волокна механической очистки от внешних частей стеблей конопли, а именно костры, пыли и мелких частиц и волокон длиной менее 1 см, или пеньковые волокна конопли, такие как первичное пеньковолокно или штапельное пеньковолокно, или джутовое пеньковолокно, лубяное волокно, либо смесь, по меньшей мере, двух упомянутых волокон.

9. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что очищенные конопляные волокна имеют толщину от 5 мкм до 2 мм.

10. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что расплавленные и отвержденные полимерные волокна выполнены из полиэфирного материала.

11. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено упруго-податливым.

12. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено гибким и упругим.

13. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что полимерные волокна представляют собой, преимущественно, полиэфирные волокна штапельной длины, которая составляет от 5 мм до 100 см, и выполнены из полиэтилентерефталата или его производных, либо из полиолефиновых волокон, изготовленных из таких материалов как полиэтилен или полипропилен, либо смеси упомянутых волокон, при этом волокна выполнены в виде закрученных и/или изогнутых нитей.

14. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что волокна выполнены из волоконной нити, состоящей из, по меньшей мере, двух различных полимеров, относящихся к разным полимерным группам.

15. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что волокна выполнены из двухкомпонетной нити, которая включает волоконную полимерную сердцевину, предпочтительно, в виде моноволокна, и полимерную покровную оболочку, расположенную относительно сердцевины, предпочтительно, коаксиально, причем сердцевина выполнена из волокна полимера, имеющего большую температуру плавления, чем у покровной оболочки.

16. Композиционное волокнистое изделие по п. 15, характеризующееся тем, что внутри объема изделия, после расплавления и отверждения полимерных волокон образована трехмерная полимерная структура, связующая очищенные волокна конопли, либо отдельные полимерные трехмерные структуры, причем упомянутые трехмерные структуры или структура скреплены, по крайней мере, частично расплавленной покровной оболочкой с очищенными волокнами конопли и, преимущественно, частично переплетены с ними волоконами сердцевины двухкомпонентной нити.

17. Композиционное волокнистое изделие по п. 15, характеризующееся тем, что при расплаве оболочки она и образует полимерные монолитные сгустки, которые после отверждения образуют узлы трехмерной структуры и структур, которые являются узлами трехмерной сети или сетей, и, по крайней мере, частично связаны с очищенными волокнами конопли, причем количество полимерных монолитных сгустков повышается при, по крайней мере, частичном размещении полимерных волокон пучками, причем полимерные монолитные сгустки расположены, преимущественно, внутри пучков, а размеры сгустков существенно превышают толщину волокон.

18. Композиционное волокнистое изделие по п. 16, характеризующееся тем, что отдельные полимерные трехмерные структуры, по крайней мере, частично связаны между собой посредством расположенных между ними полимерных волокон сердцевины двухкомпонентной нити.

19. Композиционное волокнистое изделие по п. 15, характеризующееся тем, что, предпочтительно, волокна сердцевины имеют большую жесткость и/или меньший модуль упругости по сравнению с материалом покровной оболочки, и в процессе изготовления, по крайней мере, частично, а, преимущественно, полностью высвобождаются из расплавляемой полимерной оболочки с возможностью обеспечения дополнительной упругости и целостности изделия.

20. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что покровная оболочка выполнена из полиолефина или смеси полиолефинов, предпочтительно, полиэтилена высокого давления или его сополимера и/или пропилена, и/или сложного полиэфира с температурой плавления, более низкой, чем температура плавления волоконной полимерной сердцевины, которая выполнена, например, из простого или сложного полиэфирного полимерного материала, например первичного полиэтилентерефталата или сополимера полиэтилентерефталата, такого как «соРЕТ» или «PETG».

21. Композиционное волокнистое изделие по п. 15, характеризующееся тем, что полимерная сердцевина, предпочтительно, выполнена из полипропилена, простого или сложного полиэфирного полимера, например первичного полиэтилентерефталата с более высокой температурой плавления, чем у покровной оболочки, которая выполнена, например, из полиэтилена высокого давления или его сополимера, вследствие чего, сердцевина не расплавляется в процессе соединения и формирует внутри объема очищенных конопляных волокон трехмерную сеть, посредством взаимодействия с переплетенными очищенными конопляными волокнами и полимерными волокнами, которые дискретно скреплены между собой расплавленной полимерной оболочкой.

22. Композиционное волокнистое изделие по п. 15, характеризующееся тем, что оболочка имеет температуру плавления 70-250 градусов Цельсия, а предпочтительно 100-180 градусов Цельсия, при этом полимерная сердцевина имеет температуру плавления 150-600, а предпочтительно 150-400.

23. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено воздухопроницаемым, при этом предпочтительно, что все маты, а также изделие в целом выполнено воздухопроницаемым.

24. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что полимерные волокна дискретно и преимущественно равномерно распределены в объеме очищенного конопляного волокна, по большей части в форме отдельных пучков, по крайней мере, частично связанных друг с другом отдельными полимерными волокнами и/или расплавленными полимерными волокнами или их частями.

25. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что полимерные волокна образованы из латекса, с образованием внутри очищенных волокон конопли, по крайней мере, частично нитевидных, связанных между собой структур, скрепляющих волокна очищенной конопли.

26. Композиционное волокнистое изделие по п. 25, характеризующееся тем, что латекс является натуральным латексом.

27. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что толщина изделия составляет от 0,3-20 см, а преимущественно от 0,5-10 см.

28. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно имеет многоугольную, предпочтительно прямоугольную форму.

29. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно имеет округлую, например круглую, овальную или овалоподобную форму, либо эллиптическую или эллипсовидную форму.

30. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что очищенные волокна конопли переплетены между собой и полимерными волокнами и дополнительно соединены между собой частично расплавленными частями упомянутых полимерных волокон.

31. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что очищенные волокна конопли, полимерные волокна расположены под разными углами к условным трем осям координат, при этом упомянутые полимерные волокна распределены среди очищенных волокон конопли равномерно или по большей части равномерно.

32. Композиционное волокнистое изделие по п. 1, характеризующееся тем, что оно изготовлено посредством предварительного нагревания и дальнейшего уплотнения нагретыми валками, что обеспечивает дополнительное скрепление полимерных и очищенных конопляных волокон, более связную трехмерную внутреннюю структуру, а также наличие у него ровных поверхностей с обеих сторон.

Images