RU2798578C1 - Composite material and household product made of this material - Google Patents

Composite material and household product made of this material Download PDF

Info

Publication number
RU2798578C1
RU2798578C1 RU2022106424A RU2022106424A RU2798578C1 RU 2798578 C1 RU2798578 C1 RU 2798578C1 RU 2022106424 A RU2022106424 A RU 2022106424A RU 2022106424 A RU2022106424 A RU 2022106424A RU 2798578 C1 RU2798578 C1 RU 2798578C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fibers
polyurethane foam
abrasive
foam
woven fabric
Prior art date
Application number
RU2022106424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Николаевич Войтенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798578C1 publication Critical patent/RU2798578C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: composite materials.
SUBSTANCE: present invention is a composite material containing a layer of expanded polyurethane foam, inside which fibers are placed forming a non-woven fabric. At the same time, the non-woven fabric is made with a thickness equal to the thickness of the foamed polyurethane foam layer, and a coating with abrasive particles is applied to the surface of the fibers. The gaps between the fibers in the non-woven fabric are filled with foamed polyurethane foam, the filling is carried out by foaming polyurethane in a closed matrix, the volume of which is less than the volume of foaming polyurethane in an open matrix.
EFFECT: described approach makes it possible to obtain household products with increased abrasive properties and extended service life.
4 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к санитарно-гигиеническим изделиям, в частности к абразивному материалу, изделия из которого используются в качестве предмета домашнего обихода для чистки бытовых поверхностей. Настоящее изобретение относится также к конечным изделиям, полученным из абразивного материала.The present invention relates to sanitary products, in particular to an abrasive material, products from which are used as a household item for cleaning household surfaces. The present invention also relates to end products made from abrasive material.

Настоящее изобретение относится также к новому материалу, полученному путем соединения двух уже известных материалов: пенополиуретана и нетканого полотна из синтетических волокон, и предназначено для использования в качестве средства для чистки (например, в виде губки), как наполнитель для мебели, в качестве акустических панелей или износостойкого утеплителя.The present invention also relates to a new material obtained by combining two already known materials: polyurethane foam and a non-woven fabric of synthetic fibers, and is intended for use as a cleaning agent (for example, in the form of a sponge), as a filler for furniture, as acoustic panels or durable insulation.

Настоящее изобретение рассматривается на примере применения заявленного композитного материала и изготовленного из него изделия в качестве бытового абразивного устройства.The present invention is considered on the example of the use of the claimed composite material and the product made from it as a household abrasive device.

На рынке бытовых изделий для домашнего обихода представлен ассортимент абразивных изделий, предназначенных для чистки и протирки поверхностей. Под абразивным изделием подразумевается изделие, полученное из абразивного материала различной поверхностной плотности, с нанесенной красящей композицией, которое используют для удаления загрязнений.The household products market has a range of abrasive products designed for cleaning and wiping surfaces. By abrasive article is meant an article made from an abrasive material of various surface densities, coated with a coloring composition, which is used to remove contaminants.

Обычно используемые абразивные изделия для домашнего обихода представляют собой абразивные салфетки и губки с абразивным или неабразивным слоем. Чистящие губки состоят из слоя поролона и абразивного или неабразивного слоя в зависимости от назначения изделия. Абразивные салфетки в основе представляют собой волокнистый слой, состоящий из одного вида волокна, или волокнистый слой, состоящий из нескольких видов волокон, равномерно распределенных в структуре изделия, окрашенных красящей композицией. Проблема таких абразивных изделий заключается в том, что они выполняют одну функцию и имеют ограниченное использование, разделяясь по областям применения: для тефлоновых поверхностей, для ванных, для грилей и прочее. Для выполнения нескольких функций чистки или для обработки разных поверхностей необходимо использовать несколько разных изделий домашнего обихода.Commonly used household abrasive products are abrasive wipes and sponges with an abrasive or non-abrasive layer. Cleaning sponges consist of a foam layer and an abrasive or non-abrasive layer, depending on the purpose of the product. Abrasive wipes in the base are a fibrous layer consisting of one type of fiber, or a fibrous layer consisting of several types of fibers, evenly distributed in the structure of the product, colored with a coloring composition. The problem with such abrasive products is that they perform one function and have limited use, divided into areas of application: for Teflon surfaces, for bathrooms, for grills, and so on. To perform several cleaning functions or to treat different surfaces, it is necessary to use several different household products.

Также обычно для того, чтобы в одном изделии объединить две функциональные стороны необходимо многостадийное производство, а именно: производство первого нетканого волокнистого слоя, отдельное производство второго нетканого слоя, последующее скрепление обоих слоев клеевым способом или производство второго слоя на сформированный первый слой также с последующим механическим скреплением. Или это производство основано на производстве нетканого волокнистого слоя, помещенного внутрь поролона или пропитанного поролоном (поролон - эластичный пенополиуретан).Also, usually, in order to combine two functional aspects in one product, a multi-stage production is necessary, namely: the production of the first non-woven fibrous layer, the separate production of the second non-woven layer, the subsequent bonding of both layers with an adhesive method, or the production of the second layer on the formed first layer, also followed by mechanical fastening. Or this production is based on the production of a non-woven fibrous layer placed inside the foam rubber or impregnated with foam rubber (foam rubber is elastic polyurethane foam).

Кроме того, стандартные абразивные изделия для сильных загрязнений имеют усиленную жесткую абразивную композицию, которую тактильно дискомфортно удерживать в руке, что приводит к использованию дополнительных держателей.In addition, standard abrasive products for heavy soiling have a reinforced, harsh abrasive composition that is tactilely uncomfortable to hold in the hand, which leads to the use of additional holders.

Так, известны губки для уборки, состоящие из двух, скрепленных между собой, слоев: открыто ячеистого поролона и абразивного полотна. Абразивное полотно производится на непрерывной линии, которая начинается с изготовления иглопробивного нетканого полотна, состоящего из синтетических или натуральных органических волокон, или их смеси. После окончания пробивки и предварительного скрепления волокон в печи производится нанесение специального состава, придающего волокнам повышенные абразивные свойства (например, за счет добавления абразивных частиц), после чего материал поступает в камеру для полимеризации состава.So, sponges for cleaning are known, consisting of two layers fastened together: an open-celled foam rubber and an abrasive cloth. Abrasive fabric is produced on a continuous line, which begins with the production of a needle-punched non-woven fabric, consisting of synthetic or natural organic fibers, or a mixture of both. After the punching is completed and the fibers are pre-bonded in the oven, a special composition is applied that gives the fibers increased abrasive properties (for example, by adding abrasive particles), after which the material enters the composition polymerization chamber.

Соединение слоев между собой осуществляется при помощи клея. Так же известен способ соединение пенополиуретана с другим пористым материалом в процессе вспенивания, пока полиуретан сохраняет адгезивные свойства. При этом пенополиуретан может проникать в пористый материал на некоторую глубину, что позволяет добиться скрепления двух разнородных слоев без использования клея.The layers are connected to each other with glue. Also known is a method of connecting polyurethane foam with another porous material in the foaming process, while polyurethane retains adhesive properties. At the same time, polyurethane foam can penetrate into the porous material to a certain depth, which makes it possible to achieve bonding of two dissimilar layers without the use of glue.

Известны материал в виде армированного волокнами вспененного полимера, а также способ его непрерывного производства.Known material in the form of a fiber-reinforced foamed polymer, as well as a method for its continuous production.

Так, из уровня техники известен способ изготовления композиционного материала, состоящего из вспениваемого материала и волокон путем пропитывания жидкой смесью для образования вспененного материала (US 2140063, US3382302).Thus, a method for manufacturing a composite material consisting of a foamable material and fibers by impregnation with a liquid mixture to form a foamed material is known from the prior art (US 2140063, US3382302).

Также в уровне техники известны способы изготовления композиционного материала, состоящего из пенополиуретановой матрицы и органических (неорганических) волокон природного или искусственного (синтетического) происхождения, или их смеси путем пропитывания, в том числе и непрерывного, в частности предварительно изготовленного нетканого полотна из органических волокон. Известно пропитывание жидкой смесью для образования пенополиуретана с последующим помещением полученного материала в специальную камеру до окончания процесса вспенивания и дозревания пенополиуретана.Also known in the prior art are methods for manufacturing a composite material consisting of a polyurethane foam matrix and organic (inorganic) fibers of natural or artificial (synthetic) origin, or mixtures thereof, by impregnation, including continuous , in particular pre-made non-woven fabric from organic fibers. It is known to impregnate with a liquid mixture to form polyurethane foam, followed by placing the resulting material in a special chamber until the end of the foaming process and the ripening of the polyurethane foam.

В уровне техники раскрыты составы жидких композиций (RU 2433912, US 4476076, US 9689112) и режимы для получения пенополиуретана.The prior art discloses compositions of liquid compositions (RU 2433912, US 4476076, US 9689112) and modes for producing polyurethane foam.

В US 4296054 описан способ производства полиуретанового амортизирующего материала, включающий изготовление штапельного волокна, при необходимости его фиксацию или пробивку иглой, заполнение сформированного таким образом штапельного волокна полиуретаном, вспенивание полиуретана и его последующее отверждение. Затем полученный вспененный материал удаляется из формы для получения полиуретанового амортизирующего материала.US 4,296,054 describes a process for the production of a polyurethane cushioning material, which includes making a staple fiber, fixing it or punching it with a needle if necessary, filling the staple fiber thus formed with polyurethane, foaming the polyurethane and then curing it. The resulting foam is then removed from the mold to produce a polyurethane cushion material.

В US 9689112 описано покрытие и способ изготовления напольных покрытий из пенополиуритана с переработанными ковровыми волокнами, согласно которому полиуретановые покрытия для пола формируются из слоя полотна, содержащего не менее 30 мас.% волокон, охлажденный состав пенополиуретана, который включает по меньшей мере один полиизоцианат, воду и по меньшей мере один полиол наносят на слой полотна. Затем смоченный слой полотна сжимают для механического смачивания волокон, калибруют и нагревают для отверждения пенистого состава. При этом волокна могут быть сформированы в слой полотна с использованием любого удобного процесса, такого как различные способы выдувания и укладки, или кардочесания. Полотно может быть прошито иглой, подвергнуто термофиксации или обработано иным образом для спутывания волокон. Волокна, используемые для изготовления слоя полотна, могут быть любого типа, которые могут выдерживать температуры, возникающие на стадии отверждения. Компоненты композиции пенополиуретана охлаждают перед смешиванием и нанесением композиции на слой полотна.US 9,689,112 describes a coating and a method for making polyurethane foam flooring with recycled carpet fibers, whereby polyurethane floor coverings are formed from a layer of web containing at least 30 wt.% fibers, a cooled polyurethane foam composition that includes at least one polyisocyanate, water and at least one polyol is applied to the web layer. The wetted layer of the web is then compressed to mechanically wet the fibers, sized and heated to cure the foam composition. Here, the fibers may be formed into a web layer using any convenient process such as various blowing and stacking or carding techniques. The fabric may be needle-sewn, heat-set, or otherwise treated to tangle the fibers. The fibers used to make the web layer can be of any type that can withstand the temperatures encountered during the curing step. The components of the polyurethane foam composition are cooled before mixing and applying the composition to the web layer.

Из DE 2244901 известен материал и способ получения трехмерно армированного пеноматериала с высокой прочностью на разрыв, путем непрерывного введения волокнистой ткани в полимерную пену. Волокнистая ткань изготовлена из волокон длиной не менее 35 мм, свободно связанных игольчатым способом или под действием пара, и составляет 5-30% от веса готового продукта. При этом могут быть использованы различные волокна. Пеноматериал должен быть стабильным и вязким, но все же достаточно жидким, чтобы проникать через волокнистую ткань. В качестве пеноматериала может быть использован пенополиуретан. Сформированный материал, состоящий из вспененного полимера и волокон, затем сушат, проводя его мимо радиаторов и пропуская через сушильную печь.DE 2 244 901 discloses a material and a method for producing a three-dimensionally reinforced high tensile strength foam by continuous incorporation of a fibrous fabric into a polymeric foam. Fibrous fabric is made from fibers with a length of at least 35 mm, loosely knitted by a needle method or under the action of steam, and makes up 5-30% of the weight of the finished product. In this case, various fibers can be used. The foam must be stable and viscous, yet fluid enough to penetrate the fibrous tissue. The foam may be polyurethane foam. The formed material, consisting of polymer foam and fibers, is then dried by passing it past radiators and passing through a drying oven.

В GB 1426932 описан непрерывный процесс изготовления фасонного изделия из вспененного материала, армированного волокнами. Изделия из вспененного материала, армированного волокнами, получают путем пропитки множества непрерывных волокон вспениваемой термореактивной жидкой композицией и продвижения волокон в формовочный канал с многоугольным сечением, каждая сторона которого ограничена бесконечной лентой и в котором композиция вспенивается и затвердевает. Волокна могут представлять собой переплетенные пряди коротких волокон или моноволокон, могут быть натуральными, например вискоза или синтетика, например полиамид, полиэфир или полиолефин, но предпочтительно стекловолокно. Композиция может быть полиуретановой или полиэфирной.GB 1426932 describes a continuous process for the manufacture of a fibre-reinforced foam molding. Fibre-reinforced foam articles are made by impregnating a plurality of continuous fibers with a foamable thermosetting fluid composition and advancing the fibers into a polygonal molding channel, each side of which is defined by an endless belt, in which the composition is foamed and solidified. The fibers may be interlaced strands of short fibers or monofilaments, may be natural, such as viscose or synthetics, such as polyamide, polyester or polyolefin, but preferably glass fibers. The composition may be polyurethane or polyester.

В JPH 05269031 описана амортизирующая многослойная подушка и способ ее производства. При этом нижний слой с низкой плотностью представляет собой армированный волокном полиуретановый слой из вспененного полиуретана. Слой пенополиуретана армирован волокнами, нетканым материалом или подобным. В качестве нетканого материала, используемого в этом случае, предпочтительно использовать нетканый материал, изготовленный из скрученных коротких волокон путем иглопробивания, который представляет собой волокно на основе полиэстера или нейлона.JPH 05269031 describes a shock-absorbing multilayer cushion and a method for producing the same. The bottom low density layer is a fiber reinforced polyurethane foam layer. The polyurethane foam layer is reinforced with fibers, non-woven material or the like. As the non-woven material used in this case, it is preferable to use a non-woven material made from twisted short fibers by needling, which is a fiber based on polyester or nylon.

В EP 0985519 описан способ изготовления термопластичных листов, армированных натуральными волокнами, а также их использование для производства различных деталей. Согласно этому способу маты из природного волокна проходят через форсунки для непрерывного пропитывания, которые контролируют подачу термопластического расплава (полипропилена) из экструдеров, каждая из которых образует двойные потоки расплава, предназначенные для покрытия верхней и нижней сторон каждого мата. Затем маты входят в зазор между роликами двухленточного пресса для предварительной калибровки. Охлаждающие пластины пресса уплотняют продукт. Натуральные волокна - это лубяные волокна (например, рафия), твердые волокна или их смеси. Лубяные волокна - льняное или конопляное. Более твердые волокна - это сизаль. Листы из термопласта, армированные натуральными волокнами, изготовленные в соответствии со способом, могут иметь толщину от 1до 5 мм, содержание натуральных волокон составляет от 20 до 50%.EP 0985519 describes a process for the manufacture of thermoplastic sheets reinforced with natural fibers and their use in the manufacture of various parts. According to this method, natural fiber mats are passed through continuous impregnation nozzles that control the supply of thermoplastic melt (polypropylene) from extruders, each of which produces dual melt streams designed to coat the top and bottom sides of each mat. The mats then enter the gap between the rollers of the double belt press for pre-sizing. The cooling plates of the press compact the product. Natural fibers are bast fibers (such as raffia), hard fibers or mixtures thereof. Bast fibers - linen or hemp. Harder fibers are sisal. Natural fiber reinforced thermoplastic sheets made according to the method may have a thickness of 1 to 5 mm, with a natural fiber content of 20 to 50%.

В US 4476076 раскрыт метод открытого формования изделия из вспененной полиэфирной смолы армированной пучками волокон.US 4,476,076 discloses a method for open molding an article of foamed polyester resin reinforced with fiber bundles.

В NL 6715196 описан процесс изготовления удлиненного изделия, который включает пропитку множества непрерывных стекловолокон жидкой композицией для получения полиуретана и придание полученному продукту формы с желаемым поперечным сечением. Описан процесс, который включает параллельное расположение множества непрерывных стеклянных волокон, введение указанных волокон в демпфирующий канал треугольного поперечного сечения, в котором волокна пропитаны жидкой композицией, которая может быть заменена на полиуретан, а затем позволяют волокнам контактировать с резиновым скребком для удаления излишков жидкости, наматывать волокна вокруг барабана, после этого сушить волокна и разматывать волокна, чтобы ввести их в форму, имеющую прямой канал, в котором жидкость затвердевает и вспенивается.NL 6715196 describes a process for making an elongate product which involves impregnating a plurality of continuous glass fibers with a liquid composition to form a polyurethane and shaping the resulting product into a desired cross-sectional shape. A process is described that includes a parallel arrangement of a plurality of continuous glass fibers, the introduction of these fibers into a damping channel of triangular cross-section, in which the fibers are impregnated with a liquid composition that can be replaced with polyurethane, and then allow the fibers to contact a rubber scraper to remove excess liquid, wind fibers around the drum, then dry the fibers and unwind the fibers to put them into a mold having a straight channel in which the liquid solidifies and foams.

Из US 2827666, B29B11/16, B29C44/12, B29C44/14, опубл. 25.03.1958 г., известен способ изготовления формованного комбинированного изделия из вспененного материала с волокном, который включает предварительное формование слоя из волокон путем накопления множества дискретных волокон на поддоне, имеющем стержни на нем, распыление адгезива на собранную массу, таким образом размещенную на указанном поддоне, снятие нетканого материала с указанного поддона, вставку его в форму и подачу вспененного материал в форму, посредством чего материал проникает в волокнистую массу и заполняет полость формы.From US 2827666, B29B11/16, B29C44/12, B29C44/14, publ. 03/25/1958, a method is known for manufacturing a molded combined product from foamed material with fiber, which includes pre-forming a layer of fibers by accumulating a plurality of discrete fibers on a pallet having rods on it, spraying an adhesive on the collected mass, thus placed on the specified pallet , removing the nonwoven fabric from said pallet, inserting it into a mold, and feeding the foam into the mold, whereby the material penetrates the pulp and fills the mold cavity.

Из этого патента известен композитный материал, преимущественно отформованный в виде параллелепипедного блока, содержащий слой вспененного пенополиуретана, внутри которого размещены сформированные в нетканое полотно дискретные волокна синтетического и/или натурального происхождения, которые сшиты между собой связующим.From this patent, a composite material is known, mainly molded in the form of a parallelepiped block, containing a layer of foamed polyurethane foam, inside which discrete fibers of synthetic and / or natural origin formed into a non-woven fabric are placed, which are crosslinked with a binder.

Из этого же патента известно изделие бытового назначения, представляющее собой блок в форме предмета бытового назначения из вспененного пенополиуретана с размещенными внутри него по толщине блока дискретными волокнами синтетического и/или натурального происхождения, сшитыми между собой связующим в полотно.From the same patent, a household product is known, which is a block in the form of a household item made of foamed polyurethane foam with discrete fibers of synthetic and / or natural origin placed inside it along the thickness of the block, sewn together by a binder into a web.

Это решение принято в качестве прототипа для заявленных объектов.This decision was taken as a prototype for the declared objects.

Недостаток решения по US 2827666 заключается в небольшом сроке службы полученного материала при его использовании в качестве устройства для чистки им поверхностей. Этот вывод обусловлен следующим.The disadvantage of the solution according to US 2827666 lies in the short service life of the obtained material when used as a surface cleaning device. This conclusion is due to the following.

В рамках данного патента решается задача по повышению долговечности чистящего устройства из вспененного пенополиуретана за счет введения в него дискретных волокон, собранных в полотно. Это введение полотна внутрь вспененного пенополиуретана в патенте называется усилением абразивных свойств изделия. В реальности изделие получают в закрытой матрице, куда предварительно помещают фрагмент нетканого полотна, а затем вводят стержни для формования в блоке открытых углублений и матрицу заполняют составом, который вступая в реакцию, вспенивается и принимает параллелепипедную форму (губка параллелепипедной формы с углублениями в теле с одной стороны).Within the framework of this patent, the problem of increasing the durability of a cleaning device made of foamed polyurethane foam is solved by introducing into it discrete fibers collected in a web. This insertion of the web into the expanded polyurethane foam is referred to in the patent as enhancing the abrasive properties of the article. In reality, the product is obtained in a closed matrix, where a fragment of a non-woven fabric is first placed, and then rods are introduced for molding in a block of open recesses and the matrix is filled with a composition that reacts, foams and takes a parallelepiped shape (parallelepiped sponge with recesses in the body with one sides).

В реальности, поролон (вспененный пенополиуретан) представляет собой непрочный и недолговечный материал пористой структуры, упругость которого позволила применить его в качестве дешевой губки взамен губок из синтетического каучука. Поролон хорошо сжимается, захватывает воду и моющее средство, обладает адгезией к большинству поверхностей, но при этом быстро крошится и быстро теряет основную функцию по чистке. Введение в него армировки в виде полотна нетканого материала из различного происхождения волокон позволило этими волокнами связать поролон и повысить его срок службы за счет того, что эти волокна как бы удерживают между собой частицы поролона.In reality, foam rubber (polyurethane foam) is a fragile and short-lived material of a porous structure, the elasticity of which made it possible to use it as a cheap sponge instead of synthetic rubber sponges. Foam rubber compresses well, captures water and detergent, has adhesion to most surfaces, but it quickly crumbles and quickly loses its main cleaning function. The introduction of reinforcement in the form of a web of non-woven material from various origins of fibers made it possible to bind foam rubber with these fibers and increase its service life due to the fact that these fibers, as it were, hold foam rubber particles together.

Несмотря на то, что формование блока из вспененного пенополиуретана проводится в закрытой матрице, объем подаваемого полимера в эту матрицу выбирается из условия, что при свободном вспенивании объем матрицы будет заполнен полностью с образованием пористой структуры в вспененном полимере и будет обеспечена параллелепипедная форма изделия. Это указывает, что в матрице происходит открытое вспенивание. То есть объем полимера в матрице после его свободного вспенивания равен объему матрицы. Только в этом случае полимер после полимеризации приобретает пористую структуру с ячейками и порами, полученными в условиях равенства давлений снаружи и внутри матрицы.Despite the fact that the molding of a block of foamed polyurethane foam is carried out in a closed matrix, the volume of the polymer supplied to this matrix is selected from the condition that during free foaming the matrix volume will be completely filled with the formation of a porous structure in the foamed polymer and a parallelepipedal shape of the product will be provided. This indicates that open foaming is occurring in the matrix. That is, the volume of the polymer in the matrix after its free foaming is equal to the volume of the matrix. Only in this case, after polymerization, the polymer acquires a porous structure with cells and pores obtained under conditions of equal pressures outside and inside the matrix.

Полотно нетканого типа, собираемое из дискретных волокон, образуется методом напыления волокон друг на друга. При этом эти волокна уплотняются в полотне за счет прохождения воздушного потока через полотно и имеют хаотическое расположение. После распыления на него связующего происходит полимеризация волокон в том положении, в котором они образовались при формовании полотна на барабане. При подаче подлежащего вспениванию полимера в матрицу с уложенным в нее фрагментом полотна, в режиме свободного вспенивания пена начинает перемещаться как в само полотно, так и от него в зону атмосферного давления. Попадание пенящегося полимера на полотно приводит к образованию на нем и в поверхностных слоях полотна полимерных слоев, на которых образуется сопротивление для дальнейшего перемещения пены внутрь структуры полотна. Это приводит к тому, что вспененный полимер начинает расширяться наружу от полотна. В итоге, после полимеризации блок вспененного полимера имеет неоднородную структуру, в которой полотно не полностью по глубине пропитывается полимером. Этим объясняется небольшой срок службы изделия и уменьшение способности к очистке поверхностей по мере износа наружных слоев блока и перехода к внутренним слоям, в которых адгезия меньше, чем была на наружных слоях.The non-woven type fabric, assembled from discrete fibers, is formed by spraying the fibers on top of each other. At the same time, these fibers are compacted in the web due to the passage of the air flow through the web and have a chaotic arrangement. After the binder is sprayed onto it, the fibers polymerize in the position in which they were formed during the formation of the web on the drum. When the polymer to be foamed is fed into the matrix with a web fragment laid in it, in the free foaming mode, the foam begins to move both into the web itself and from it into the atmospheric pressure zone. The penetration of the foaming polymer onto the web leads to the formation of polymer layers on it and in the surface layers of the web, on which resistance is formed for further movement of the foam into the structure of the web. This causes the foamed polymer to expand outward from the web. As a result, after polymerization, the foamed polymer block has a heterogeneous structure, in which the web is not completely impregnated with the polymer in depth. This explains the short service life of the product and the decrease in the ability to clean surfaces as the outer layers of the block wear out and the transition to inner layers in which adhesion is less than that of the outer layers.

Волокна полотна участвуют в очистке поверхности наряду с самим поролоном, но недостаточная адгезия между поролоном и волокнами полотна приводит к тому, что эти волокна, имеющие большую подвижность, начинают разрушать структуру поролона. То же самое происходит, если использовано полотно с волокнами, обладающее слабой подвижностью. В этом случае высокая эластичность поролона приводит к тому, что частицы поролона отрываются от волокон малоподвижного полотна. Поэтому чистящее свойство поролонового блока с армировкой по данному патенту проявляется только, когда изделие только начинает использоваться или мало использовалось. По мере эксплуатации композитный материал теряет прочность и способность к очистке поверхностей. Это объясняется тем, что после полимеризации блок обладает неоднородной структурой материала. Наружные слои блока, как более уплотненные придают блоку способность чистить поверхность, а внутренние слои, насыщенные воздушными полостями разного размера (неоднородная пористость), крошатся и отрываются от волокон, когда наружные слои истираются.The fibers of the canvas are involved in cleaning the surface along with the foam rubber itself, but insufficient adhesion between the foam rubber and the fibers of the canvas leads to the fact that these fibers, which have high mobility, begin to destroy the structure of the foam rubber. The same happens if a fiber web having poor mobility is used. In this case, the high elasticity of the foam rubber leads to the fact that the foam rubber particles come off the fibers of the slow-moving web. Therefore, the cleaning property of the reinforced foam block of this patent only becomes apparent when the product is just starting to be used or little used. With use, the composite material loses its strength and ability to clean surfaces. This is explained by the fact that after polymerization the block has a non-uniform structure of the material. The outer layers of the block, as more compacted, give the block the ability to clean the surface, and the inner layers, saturated with air cavities of different sizes (non-uniform porosity), crumble and tear off the fibers when the outer layers are abraded.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении абразивных свойств композитного материала с увеличением срока службы этого материала.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the abrasive properties of the composite material with increasing the service life of this material.

Указанный технический результат достигается тем, что в композитном материале, преимущественно листовой формы, содержащем слой вспененного пенополиуретана, внутри которого размещены сформированные в нетканое полотно дискретные волокна синтетического и/или натурального происхождения, которые сшиты между собой связующим, нетканое полотно с волокнами синтетического и/или натурального происхождения выполнено толщиной, равной толщине первого слоя, на поверхность волокон синтетического и/или натурального происхождения нанесено покрытие на основе полимера или полимеров с абразивными частицами, а для заполнения вспененным пенополиуретаном пустот между волокнами в нетканом полотне слой вспененного пенополиуретана образован вспениванием пенополиуретана в закрытой матрице, в которую помещают указанное полотно и объем которой меньше объема вспенивания пенополиуретана в открытой матрице.This technical result is achieved by the fact that in a composite material, mainly sheet form, containing a layer of foamed polyurethane foam, inside which discrete fibers of synthetic and/or natural origin formed into a non-woven fabric are placed, which are sewn together with a binder, a non-woven fabric with fibers of synthetic and/or of natural origin is made with a thickness equal to the thickness of the first layer, a coating based on a polymer or polymers with abrasive particles is applied to the surface of the fibers of synthetic and / or natural origin, and to fill the voids between the fibers in the non-woven fabric with foamed polyurethane foam, the layer of foamed polyurethane foam is formed by foaming polyurethane foam in a closed matrix , in which the specified canvas is placed and the volume of which is less than the volume of foaming polyurethane foam in an open matrix.

Возможно нанесение покрытия с абразивными частицами по всей глубине нетканого полотна или с внешней стороны нетканого полотна на часть его глубины.It is possible to apply a coating with abrasive particles over the entire depth of the nonwoven fabric or from the outside of the nonwoven fabric to a part of its depth.

Связующее может быть взято из группы содержащей формальдегидную смолу, дисперсии акриловых, стирол-акриловых, бутадиен-стирольных, винил-ацетатных полимеров.The binder can be taken from the group containing formaldehyde resin, dispersions of acrylic, styrene-acrylic, styrene-butadiene, vinyl acetate polymers.

В предпочтительном варианте композитного материала количество абразивных частиц в покрытии может составлять до 50%.In the preferred embodiment of the composite material, the amount of abrasive particles in the coating can be up to 50%.

Указанный технический результат так же достигается тем, что изделие бытового назначения из композитного материала представляет собой блок в форме предмета бытового назначения из вспененного пенополиуретана с размещенными внутри него дискретными волокнами синтетического и/или натурального происхождения, сшитыми между собой связующим в полотно и покрытыми снаружи полимерным составом, содержащим абразивные частицы, при этом толщина полотна равна толщине блока.The specified technical result is also achieved by the fact that the household product made of a composite material is a block in the form of a household item made of foamed polyurethane foam with discrete fibers of synthetic and / or natural origin placed inside it, sewn together with a binder into a fabric and coated on the outside with a polymer composition containing abrasive particles, while the thickness of the web is equal to the thickness of the block.

При этом связующее может быть взято из группы содержащей формальдегидную смолу, дисперсии акриловых, стирол-акриловых, бутадиен-стирольных, винил-ацетатных полимеров.In this case, the binder can be taken from the group containing formaldehyde resin, dispersions of acrylic, styrene-acrylic, styrene-butadiene, vinyl acetate polymers.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.

Настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на графические изображения:The present invention is described in detail with reference to the drawings:

на фиг. 1 общий вид фрагмента композитного абразивного материала;in fig. 1 general view of a fragment of a composite abrasive material;

на фиг. 2 - укрупнено взаиморасположение поролона и дискретных волокон;in fig. 2 - the interposition of foam rubber and discrete fibers is enlarged;

фиг. 3 - общий вид полотна из сшитых дискретных волокон;fig. 3 is a general view of a web of crosslinked discrete fibers;

фиг. 4 - схема сцепления дискретных волокон между собой в полотне.fig. 4 - diagram of the adhesion of discrete fibers to each other in the web.

Согласно настоящего изобретения рассматривается конструкция композитного материала с выраженными абразивными свойствами. Новый материал получают путем соединения двух уже известных материалов: пенополиуретана (поролона) и нетканого полотна из синтетических волокон и/или натуральных дискретных волокон для использования в качестве средства для чистки (в виде изделия в форм-факторе губки или салфетки) и возможно как наполнитель для мебели, для акустических панелей, и в качестве износостойкого утеплителя.According to the present invention, the construction of a composite material with pronounced abrasive properties is considered. The new material is obtained by combining two already known materials: polyurethane foam (foam rubber) and a non-woven fabric made of synthetic fibers and / or natural discrete fibers for use as a cleaning agent (in the form of a product in the form factor of a sponge or napkin) and possibly as a filler for furniture, for acoustic panels, and as wear-resistant insulation.

Данный композитный материал можно рассматривать либо как:This composite material can be considered either as:

- нетканый материал на основе синтетических и/или натуральных волокон, содержащий равномерно распределенный по всему объему, эластичный пенополиуретан- non-woven material based on synthetic and / or natural fibers, containing uniformly distributed throughout the volume, elastic polyurethane foam

либо какor how

- Эластичный пенополиуретан, содержащий по всему объему, предварительно скрепленные между собой синтетические и/или натуральные волокна.- Elastic polyurethane foam containing pre-bonded synthetic and/or natural fibers throughout.

Из уровня техники известен материал в виде армированного волокнами вспененного полимера, а также способ его непрерывного производства. Авторами поставлена задача по созданию материала, отличающийся от уже известиных тем, что армирующие волокна в нем обладают выраженными абразивными свойствами за счет нанесения на них абразивсодержащего состава. Это, в частности, может увеличить износостойкость и чистящие свойства изделий (например, губок или «падов» для очистки (в переводе - полиэстровый абразивный диск, выполняемый в виде пластины или параллелепипедной формы блока), предназначенных для очищения различных поверхностей.From the prior art, a material in the form of a fiber-reinforced foamed polymer, as well as a method for its continuous production, is known. The authors set the task of creating a material that differs from the already known ones in that the reinforcing fibers in it have pronounced abrasive properties due to the application of an abrasive-containing composition to them. This, in particular, can increase the wear resistance and cleaning properties of products (for example, sponges or “pads” for cleaning (translated as a polyester abrasive disc, made in the form of a plate or a parallelepiped block shape), designed to clean various surfaces.

Особенностью заявленного композитного материала (как правило, на производстве получаемый в листовой форме) является то, что он содержит слой 1 вспененного пенополиуретана, внутри которого размещены сформированные в нетканое полотно 2 дискретные волокна 3 синтетического и/или натурального происхождения, которые сшиты между собой связующим. При этом нетканое полотно с волокнами синтетического и/или натурального происхождения выполнено толщиной, равной толщине первого слоя 1. На поверхность волокон синтетического и/или натурального происхождения нанесено покрытие с абразивными частицами.A feature of the claimed composite material (usually produced in sheet form) is that it contains a layer 1 of foamed polyurethane foam, inside which are placed discrete fibers 3 of synthetic and / or natural origin formed into a non-woven fabric 2, which are sewn together by a binder. At the same time, the non-woven fabric with fibers of synthetic and/or natural origin is made with a thickness equal to the thickness of the first layer 1. A coating with abrasive particles is applied to the surface of the fibers of synthetic and/or natural origin.

А для заполнения вспененным пенополиуретаном пустот между волокнами в нетканом полотне слой вспененного пенополиуретана образован вспениванием пенополиуретана в закрытой матрице, в которую помещают указанное полотно и объем которой меньше объема вспенивания пенополиуретана в открытой матрице.And to fill the voids between the fibers in the non-woven fabric with foamed polyurethane foam, the layer of foamed polyurethane foam is formed by foaming polyurethane foam in a closed matrix, in which said fabric is placed and the volume of which is less than the foaming volume of polyurethane foam in an open matrix.

При обеспечении определенных условий, главным из которых является ограничение объема, в котором происходит вспенивание, возможно полное пропитывание нетканого полотна пенополиуретаном. В результате получается квазиоднородный блок, представляющий композицию из пенополиуретановой матрицы, внутри которой располагаются армирующие волокна, обладающие стойкостью к истиранию и повышенными абразивными свойствами.Under certain conditions, the main of which is to limit the volume in which foaming occurs, it is possible to completely impregnate the non-woven fabric with polyurethane foam. As a result, a quasi-homogeneous block is obtained, which is a composition of a polyurethane foam matrix, inside which reinforcing fibers are located, which are resistant to abrasion and have increased abrasive properties.

При вспенивании пенополиуретан в начальный момент процесса выбирает свободное пространство в полости матрицы. При этом пенопролиуретан частично проникает в зоны между сшитыми дискретными волокнами полотна. Процесс вспенивания продолжается до тех пор, пока не прекратятся химические реакции между компонентами полиуретановой смеси. В связи с этим этот процесс продолжается и после заполнения всей полости матрицы. Из-за ограниченного объема полости матрицы внутри нее начинает расти давление, создаваемое ростом пены. Так как в закрытой матрице давление уравновешено, то в этот момент пена начинает уплотняться и проникать внутрь полотна, заполняя все пустоты и сцепляясь с абразивным покрытием волокон. При этом происходит уплотнение пенополиуретановой массы, уменьшение размера воздушных полостей и выравниванию ее структуры до однородного состояния (равенство давлений на стенках матрицы и в самой пене). В результате происходит уплотнение полимера, сцепление с покрытием волокон, пропитка всего полотна и выравнивание пористости блока. В итоге блок приобретает квазиоднородную мелкопористую структуру по толщине блока с высоким сцеплением между поролоном и волокнами.When foaming, polyurethane foam at the initial moment of the process selects free space in the cavity of the matrix. In this case, polyurethane foam partially penetrates into the zones between the crosslinked discrete fibers of the web. The foaming process continues until the chemical reactions between the components of the polyurethane mixture stop. In this regard, this process continues after filling the entire cavity of the matrix. Due to the limited volume of the cavity of the matrix inside it, the pressure created by the growth of the foam begins to grow. Since the pressure is balanced in a closed matrix, at this moment the foam begins to condense and penetrate into the web, filling all the voids and adhering to the abrasive coating of the fibers. In this case, the polyurethane foam mass is compacted, the size of the air cavities is reduced and its structure is leveled to a homogeneous state (equality of pressures on the walls of the matrix and in the foam itself). The result is a compaction of the polymer, adhesion to the coating of the fibers, impregnation of the entire web and alignment of the porosity of the block. As a result, the block acquires a quasi-homogeneous finely porous structure along the thickness of the block with high adhesion between the foam rubber and fibers.

Полученный таким образом материал обладает такими важными для изделий, предназначенных для уборки, свойствами, как: способность сохранять внутри себя раствор моющего вещества и впитывать воду (за счет упругости и мелких пор); выраженные абразивные свойства, ускоряющие процесс очищения поверхности (очистка проходит не только за счет трения поролона о поверхность, но и за счет действия абразивных волокон, выступающих на поверхность блока при истирании пенополиуретана); прочность и износостойкость, которая продлевает время использования одного изделия (за счет полного и всестороннего обволакивания волокон в полотне поролоновой массой).The material obtained in this way has such properties that are important for products intended for cleaning, such as: the ability to retain a solution of a detergent inside and absorb water (due to elasticity and small pores); pronounced abrasive properties that accelerate the process of cleaning the surface (cleaning takes place not only due to the friction of the foam rubber on the surface, but also due to the action of abrasive fibers protruding to the surface of the block when the polyurethane foam is abraded); strength and wear resistance, which prolongs the time of use of one product (due to the complete and comprehensive envelopment of the fibers in the web with foam mass).

Разрезая листовой композитный материал на фрагменты можно получить изделие бытового назначения в виде блока в форме предмета бытового назначения из вспененного пенополиуретана с размещенными внутри него по толщине блока дискретными волокнами синтетического и/или натурального происхождения, сшитыми между собой связующим в полотно и покрытыми снаружи абразивными частицами, при этом толщина полотна равна толщине блока.By cutting the sheet composite material into fragments, it is possible to obtain a household product in the form of a block in the form of a household item made of foamed polyurethane foam with discrete fibers of synthetic and / or natural origin placed inside it along the thickness of the block, sewn together by a binder into a web and coated on the outside with abrasive particles, while the thickness of the canvas is equal to the thickness of the block.

Любые волокна фиксируются поролоном лучше и пропитанные, и непропитанные (в сравнении с полотном не заполненным поролоном), главным образом за счет механической адгезии. Пропитка полотна поролоном насквозь нужна для того, чтобы улучшить механические свойства композиции.Any fibers are fixed with foam rubber better both impregnated and unimpregnated (in comparison with the web not filled with foam rubber), mainly due to mechanical adhesion. Impregnation of the canvas with foam rubber through and through is necessary in order to improve the mechanical properties of the composition.

Заполнение пространства между волокнами нетканого полотна поролоном позволяет:Filling the space between the fibers of the non-woven fabric with foam rubber allows you to:

- увеличить жесткость, так как уменьшаются относительные взаимные перемещения волокон при деформации материала;- increase rigidity, as the relative mutual displacements of the fibers decrease during material deformation;

- увеличить количество циклов деформации полотна до разрушения, так как практически исключается взаимный сдвиг волокон друг относительно друга, что в обычном нетканом полотне приводит к постепенному перетиранию волокон друг о друга. Фиксация волокон друг относительно друга не допускает их взаимного износа, что увеличивает срок службы;- increase the number of cycles of deformation of the fabric before destruction, since the mutual shift of the fibers relative to each other is practically excluded, which in a conventional non-woven fabric leads to a gradual grinding of the fibers against each other. The fixation of the fibers relative to each other prevents their mutual wear, which increases the service life;

- увеличить прочность на разрыв благодаря увеличению средней эффективной площади сечения материала по сравнению с обычным нетканым полотном и уменьшении сдвига волокон друг относительно друга;- increase the tensile strength due to the increase in the average effective cross-sectional area of the material compared to a conventional nonwoven fabric and a decrease in the shear of the fibers relative to each other;

- абразивное нетканое полотно хуже удерживает воду и растворы моющих веществ, чем полотно, пропитанное поролоном, так как поры эластичного пенополиуретана меньше, а значит, в них реализуются большие силы поверхностного натяжения.- an abrasive non-woven fabric retains water and detergent solutions worse than a fabric impregnated with foam rubber, since the pores of elastic polyurethane foam are smaller, which means that large surface tension forces are realized in them.

Пропитывать волокна на всю глубину нужно для того, чтобы при "выработке" (стирании) чистящего изделия из предложенного материала у него сохранялись бы чистящие свойства. Пропитка обеспечивает волокнам усиленное абразивное действие, главным образом за счет того, что в пропитке содержатся абразивные частицы и сама пропитка в процессе полимеризации становится твердой.It is necessary to impregnate the fibers to the full depth so that when the cleaning product is “worked out” (erased) from the proposed material, it would retain its cleaning properties. The impregnation provides the fibers with enhanced abrasive action, mainly due to the fact that the impregnation contains abrasive particles and the impregnation itself becomes hard during polymerization.

Абразивными свойствами обладают только волокна нетканого полотна. Эти свойства волокна приобретают благодаря хаотическому порядку сцепления волокон между собой и специальной пропитке, которая содержит абразивные частицы. Поэтому при соединении в одном материале эластичного пенополиуретана и таких волокон происходит как упрочнение поролона, за счет армирующих волокон, так и увеличение упругости нетканого полотна, за счет усиления связи между отдельными волокнами и увеличения энергии необходимой для их деформации совместно с поролоном.Abrasive properties have only the fibers of the non-woven fabric. These properties of the fiber are acquired due to the chaotic order of adhesion of the fibers to each other and a special impregnation that contains abrasive particles. Therefore, when elastic polyurethane foam and such fibers are combined in one material, both foam rubber is strengthened due to reinforcing fibers and the elasticity of the non-woven fabric is increased by strengthening the bond between individual fibers and increasing the energy required for their deformation together with foam rubber.

Из уровня техники уже известны решения, когда волокна размещены именно внутри пористого материала, и не выходят наружу. Известны так же решения, когда волокна в расположенном поверх пористого материала полотне не заполняются пористым материалом на всю высоту.Solutions are already known from the prior art when the fibers are placed exactly inside the porous material and do not go outside. Solutions are also known when the fibers in the web located on top of the porous material are not filled with the porous material to their full height.

Для обеспечения необходимых абразивных (чистящих) свойств материалу достаточно, чтобы волокна выступали на высоту, сравнимую с диаметром волокна, при выступании на большую высоту волокна достаточно быстро сломаются. Добиться при этом однородности пропитки можно только в условиях вспенивания в ограниченном объеме, поэтому технологически проще пропитать материал насквозь или на определенную глубину, после чего "раскрыть" волокна материала, обработанные составом для повышения абразивных свойств.To ensure the necessary abrasive (cleaning) properties of the material, it is sufficient that the fibers protrude to a height comparable to the diameter of the fiber; when protruding to a large height, the fibers break rather quickly. At the same time, impregnation uniformity can be achieved only under conditions of foaming in a limited volume, therefore it is technologically easier to impregnate the material through or to a certain depth, and then “open” the material fibers treated with a composition to increase abrasive properties.

Что касается химического состава пропитывающего материала (покрытия волокон), то он может быть чрезвычайно разнообразным.With regard to the chemical composition of the impregnating material (coating fibers), it can be extremely diverse.

В качестве абразивной пропитывающей композиции можно использовать формальдегидные смолы (карбамидформальдегидные, меламинформальдегидные), дисперсии акриловых, стирол-акриловых, бутадиен-стирольных, винил-ацетатных полимеров, абразивные наполнители (кварц, каолин, тальк, электрокорунд), красители, сопутствующие функциональные добавки (смачиватели, диспергаторы, пеногасители, отвердители, загустители, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, вещества для связывания формальдегида).Formaldehyde resins (urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde), dispersions of acrylic, styrene-acrylic, styrene-butadiene, vinyl acetate polymers, abrasive fillers (quartz, kaolin, talc, electrocorundum), dyes, related functional additives (wetting agents) can be used as an abrasive impregnating composition. , dispersants, defoamers, hardeners, thickeners, plasticizers, surfactants, formaldehyde binders).

Состав абразивной пропитывающей композиции подбирают с учетом требований к конечному продукту в зависимости от типа абразивных наполнителей.The composition of the abrasive impregnating composition is selected taking into account the requirements for the final product, depending on the type of abrasive fillers.

Формальдегидные смолы выполняют функцию связующего, отверждаются в результате термообработки и придают более жесткий гриф абразивным материалам. Количество карбамид-формальдегидной смолы в рецептуре красящей композиции составляет до 30%, предпочтительно до 25%, наиболее предпочтительно до 20%. Применение формальдегидных смол наиболее предпочтительно из-за доступности и цены. Возможно применение других смол, широко используемых в абразивных материалах в качестве связующего.Formaldehyde resins act as a binder, cure as a result of heat treatment and give a harder grip to abrasive materials. The amount of urea-formaldehyde resin in the formulation of the coloring composition is up to 30%, preferably up to 25%, most preferably up to 20%. The use of formaldehyde resins is most preferred due to availability and price. It is possible to use other resins widely used in abrasive materials as a binder.

Дисперсии полимеров также могут выполнять функцию связующего, сшиваясь в результате термообработки. Применение дисперсий полимеров позволяют дополнительно регулировать функциональные свойства абразивных материалов: гибкость, упругость, жесткость, химостойкость, износостойкость. Количество дисперсий полимеров в рецептуре красящей композиции составляет до 40%, предпочтительно до 30%, наиболее предпочтительно до 20%.Polymer dispersions can also act as a binder, crosslinking as a result of heat treatment. The use of polymer dispersions makes it possible to additionally control the functional properties of abrasive materials: flexibility, elasticity, rigidity, chemical resistance, and wear resistance. The amount of polymer dispersions in the formulation of the coloring composition is up to 40%, preferably up to 30%, most preferably up to 20%.

Абразивные наполнители выбирают в зависимости от требуемых чистящих свойств изделий: абразивные наполнители с твердостью по шкале Мооса менее 6 (например, каолин, тальк) применяет для получения неабразивных материалов для деликатной очистки, абразивные наполнители с твердостью по шкале Мооса более 7 (например, кварц, электрокорунд) применяют для материалов с увеличенной чистящей способностью. Возможно применение других абразивов, широко используемых в подобных производствах. Возможно введение абразивных наполнителей как в состав красящей композиции, так и поверхностное нанесение рассеиванием на неотвержденную композицию перед термообработкой. Количество абразивных наполнителей в рецептуре красящей композиции составляет до 50%.Abrasive fillers are selected depending on the required cleaning properties of products: abrasive fillers with a Mohs hardness of less than 6 (for example, kaolin, talc) are used to obtain non-abrasive materials for delicate cleaning, abrasive fillers with a Mohs hardness of more than 7 (for example, quartz, electrocorundum) is used for materials with increased cleaning ability. It is possible to use other abrasives widely used in such industries. It is possible to introduce abrasive fillers both into the composition of the coloring composition, and surface application by scattering on the uncured composition before heat treatment. The amount of abrasive fillers in the formulation of the coloring composition is up to 50%.

Функциональные добавки (смачиватели, диспергаторы, пеногасители, отвердители, загустители, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, вещества для связывания формальдегида) подбирают в зависимости от вида и количества используемых связующих, абразивных наполнителей, типа обрабатываемых волокон и заданных свойств готового изделия.Functional additives (wetting agents, dispersants, defoamers, hardeners, thickeners, plasticizers, surfactants, formaldehyde binders) are selected depending on the type and amount of binders, abrasive fillers used, the type of fibers being processed and the desired properties of the finished product.

Описанный композитный материал можно получать двумя способами:The described composite material can be obtained in two ways:

- Предварительно изготовленное нетканое полотно, с нанесенным на одну или две стороны связующим составом, или пропитанным насквозь этим составом, обеспечивающим волокнам повышение износостойкости и абразивных свойств, нарезается на отдельные листы. В замкнутую матрицу выливаются предварительно смешанные компоненты для получения заданного объема пенополиуретана. В эту же матрицу помещают лист нетканого полотна. Матрицу закрывают до окончания процесса полимеризации компонентов поролона. При этом объем емкости обеспечивает полное пропитывание полотна полиуретаном в процессе вспенивания.- A prefabricated non-woven fabric, coated on one or both sides with a binder composition, or impregnated through with this composition, which provides the fibers with increased wear resistance and abrasive properties, is cut into separate sheets. Pre-mixed components are poured into a closed matrix to obtain a given volume of polyurethane foam. A sheet of non-woven fabric is placed in the same matrix. The matrix is closed until the end of the process of polymerization of the components of the foam rubber. At the same time, the volume of the container ensures complete impregnation of the web with polyurethane during the foaming process.

- К линии по непрерывному производству абразивного полотна присоединяют две камеры. В первой происходит нанесение поверх полотна заданного количества смешанных компонентов для получения поролона; во второй, ограниченной по периметру, происходит вспенивание в условиях ограниченного расширения, за счет чего происходит полная пропитка нетканого полотна поролоном.- Two chambers are attached to the line for the continuous production of abrasive cloth. In the first, a predetermined amount of mixed components is applied over the canvas to obtain foam rubber; in the second, limited along the perimeter, foaming takes place under conditions of limited expansion, due to which the non-woven fabric is completely impregnated with foam rubber.

Волокна заполняют композиционный материал по всей его толщине. Поэтому вблизи поверхности они тоже присутствуют. Поролоновая масса без волокон, а при наличии волокон не между всеми волокнами, а только в поверхностном слое, имеет низкую жесткость и прочность, и сравнительно легко выкрашивается, поэтому в начале работы в результате износа с поверхности материала «сойдет» пенополиуретан, освободив твердые износостойкие волокна, которые и обеспечивают материалу повышенные абразивные свойства, а также износостойкость выше, чем у неармированного поролона. Нужно отметить, что волокна очистятся на сравнительно небольшую толщину, меньшую, чем толщина абразивной пропитки (если, конечно, пропиткой волокнам не были обеспечены абразивные свойства по всей толщине материала), поэтому по мере износа волокон полиуретан будет очищаться дальше, пока не закончится участок с «абразивными» волокнами.The fibers fill the composite material throughout its thickness. Therefore, they are also present near the surface. The foam mass without fibers, and in the presence of fibers not between all the fibers, but only in the surface layer, has low rigidity and strength, and is relatively easy to crumble, therefore, at the beginning of work, as a result of wear, polyurethane foam will “come down” from the surface of the material, releasing hard wear-resistant fibers , which provide the material with increased abrasive properties, as well as wear resistance higher than that of unreinforced foam rubber. It should be noted that the fibers will be cleaned to a relatively small thickness, less than the thickness of the abrasive impregnation (unless, of course, abrasive properties were provided to the fibers throughout the entire thickness of the material), therefore, as the fibers wear out, the polyurethane will be further cleaned until the section with "abrasive" fibers.

Стадий обработки нетканого полотна две: There are two stages of processing non-woven fabric:

1. Сначала нетканое полотно с одной/двух сторон или на всю глубину пропитывается составом (связующим, а потом наносят частицы абразива, или связующим с абразивным наполнителем), обеспечивающим волокнам повышенные абразивные свойства;1. First, the non-woven fabric is impregnated from one / two sides or to the entire depth with a composition (binder, and then abrasive particles are applied, or a binder with an abrasive filler), which provides the fibers with increased abrasive properties;

2. Затем материал, уже содержащий «абразивные» волокна, пропитывается смесью компонентов для производства пенополиуретана, в результате чего, пенополиуретан заполняет полотно целиком.2. Then the material, already containing "abrasive" fibers, is impregnated with a mixture of components for the production of polyurethane foam, as a result of which the polyurethane foam fills the entire web.

Важно, что при этом, в материале остаются открытые внутренние поры, которые за счет капиллярного эффекта позволяют удерживать воду или растворы моющих веществ.It is important that in this case, open internal pores remain in the material, which, due to the capillary effect, allow water or detergent solutions to be retained.

Кроме того, наличие пенополиуретана между волокнами уменьшает величины перемещения волокон, увеличивая жесткость композиционного материала, и практически исключая трение абразивных волокон друг о друга. В результате уменьшается степень деформации и взаимного перемещения волокон, в сравнении с материалом, не пропитанным вспенивающимся веществом. В непропитанном поролоном нетканом абразивном полотне возможны перемещения и взаимное перетирание волокон по всему объему, что сокращает время использования такого полотна. Таким образом, исключая внутренний износ волокон, можно добиться увеличения срока службы изделия, предназначенного для уборки.In addition, the presence of polyurethane foam between the fibers reduces the amount of movement of the fibers, increasing the rigidity of the composite material, and virtually eliminating the friction of the abrasive fibers against each other. As a result, the degree of deformation and mutual movement of the fibers is reduced, in comparison with a material not impregnated with a foaming agent. In a non-woven abrasive cloth not impregnated with foam rubber, movements and mutual grinding of the fibers throughout the entire volume are possible, which reduces the time of using such a cloth. Thus, by eliminating the internal wear of the fibers, it is possible to increase the service life of the product intended for cleaning.

Износостойкость материала увеличивается за счет:The wear resistance of the material is increased due to:

а) износостойкости волокон, по сравнению с неармированным поролоном,a) wear resistance of fibers, compared with unreinforced foam rubber,

б) фиксации волокон поролоном, по сравнению с нетканым полотном, обработанным составом для повышения абразивных свойств.b) fixing the fibers with foam rubber, compared with a non-woven fabric treated with a composition to increase the abrasive properties.

В результате частичного выкрашивания поролона из поверхностного слоя композитного материала на его поверхности будут оставаться только волокна с абразивными свойствами, что придаст изделию из такого материала качества, необходимые для изделий, предназначенных для уборки и очистки поверхностей.As a result of partial chipping of the foam rubber from the surface layer of the composite material, only fibers with abrasive properties will remain on its surface, which will give the product made of such material the qualities necessary for products intended for cleaning and cleaning surfaces.

Так как основой материала является пенополиуретан (поролон), имеющий открытые внутренние поры, то композиционный материал так же сохраняет внутренние открытые поры, что позволяет ему удерживать воду или растворы моющих веществ за счет капиллярного эффекта.Since the basis of the material is polyurethane foam (foam rubber), which has open internal pores, the composite material also retains internal open pores, which allows it to retain water or detergent solutions due to the capillary effect.

Выкрашивание основы на поверхности оставляет в месте контакта «абразивные» износостойкие волокна; наличие пор в основе позволяет удерживать воду; фиксация волокон друг относительно друга не допускает их взаимного износа, что увеличивает срок службы).The chipping of the base on the surface leaves "abrasive" wear-resistant fibers at the point of contact; the presence of pores in the base allows you to retain water; the fixation of the fibers relative to each other prevents their mutual wear, which increases the service life).

Claims (4)

1. Композитный материал, преимущественно листовой формы, содержащий слой вспененного пенополиуретана, внутри которого размещены сформированные в нетканое полотно дискретные волокна синтетического и/или натурального происхождения, которые сшиты между собой связующим, отличающийся тем, что нетканое полотно с волокнами синтетического и/или натурального происхождения выполнено толщиной, равной толщине слоя вспененного пенополиуретана, при этом на поверхность волокон синтетического и/или натурального происхождения нанесено покрытие с абразивными частицами, а пустоты между волокнами в нетканом полотне заполнены вспененным пенополиуретаном путем вспенивания пенополиуретана в закрытой матрице, в которой помещено указанное полотно и объем которой меньше объема вспенивания пенополиуретана в открытой матрице.1. Composite material, mainly sheet form, containing a layer of foamed polyurethane foam, inside which discrete fibers of synthetic and/or natural origin formed into a non-woven fabric are placed, which are sewn together with a binder, characterized in that the non-woven fabric with fibers of synthetic and/or natural origin made with a thickness equal to the thickness of the layer of foamed polyurethane foam, while the surface of the fibers of synthetic and / or natural origin is coated with abrasive particles, and the voids between the fibers in the non-woven fabric are filled with foamed polyurethane foam by foaming polyurethane foam in a closed matrix in which the specified fabric and volume are placed which is less than the foaming volume of polyurethane foam in an open matrix. 2. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что покрытие с абразивными частицами нанесено по всей глубине нетканого полотна. 2. Composite material according to claim 1, characterized in that the coating with abrasive particles is applied over the entire depth of the nonwoven fabric. 3. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что покрытие с абразивными частицами нанесено с внешней стороны нетканого полотна на часть его глубины.3. Composite material according to claim 1, characterized in that the coating with abrasive particles is applied from the outside of the nonwoven fabric to a part of its depth. 4. Изделие бытового назначения из композитного материала по п. 1, характеризующееся тем, что представляет собой блок в форме предмета бытового назначения из вспененного пенополиуретана с размещенными внутри него по толщине блока дискретными волокнами синтетического и/или натурального происхождения, сшитыми между собой связующим в полотно и покрытыми снаружи абразивными частицами.4. A household product made of a composite material according to claim 1, characterized in that it is a block in the form of a household item made of foamed polyurethane foam with discrete fibers of synthetic and / or natural origin placed inside it along the thickness of the block, sewn together by a binder into a web and coated on the outside with abrasive particles.
RU2022106424A 2022-03-11 Composite material and household product made of this material RU2798578C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798578C1 true RU2798578C1 (en) 2023-06-23

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104435A (en) * 1976-05-28 1978-08-01 Suilene Argentina S.A. Sponge
US8671503B2 (en) * 2009-04-10 2014-03-18 3M Innovative Properties Company Cleaning sponge
RU2626546C2 (en) * 2015-10-23 2017-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ПЛАТФОРМА" Sponges for washing dishes and its production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104435A (en) * 1976-05-28 1978-08-01 Suilene Argentina S.A. Sponge
US8671503B2 (en) * 2009-04-10 2014-03-18 3M Innovative Properties Company Cleaning sponge
RU2626546C2 (en) * 2015-10-23 2017-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ПЛАТФОРМА" Sponges for washing dishes and its production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1153951A (en) Flocked mat
JP5739986B2 (en) Fiber-based carpet cushion with elasticity imparted from vertically oriented fiber structure
US20110086214A1 (en) Building products constructed from thermoplastic polymer mat impregnated wtih cementitious material
US4537819A (en) Scrub-wipe fabric
JP2002526296A (en) Laminated structure with various denier polyester core fibers and randomly oriented reinforcing fibers and method of manufacture
CN101355917B (en) Foam fastening system that includes a surface modifier
US3334006A (en) Bonded pile article and process for the production thereof
CA2192234A1 (en) Platy or molded material and method of manufacturing the same
US4985279A (en) Process for preparing carpet underlay
US20060234589A1 (en) Synthetic leather, method for its manufacture, and its use
EP3409468B1 (en) Aestetic floor covering system
RU2798578C1 (en) Composite material and household product made of this material
JPH1016123A (en) Plate-shaped body or molded body and its manufacture
JPH0994887A (en) Three-dimensional coconut husk long fiber structure mat reinforced resin molded object, laminate thereof, production thereof and use thereof
JPH10235665A (en) Platelike form and molded form and their manufacture
JPH11151707A (en) Fiber mat, fiber board, and production of them
JPH11147211A (en) Chopped strand mat formed of bamboo fiber as main material and its manufacture
JPH10296707A (en) Plate-like body or molded body and manufacture thereof
JPH10138353A (en) Plate or molded product and its manufacture
JPH11151705A (en) Fiber board and its production
JPH10138352A (en) Plate or molded product and its manufacture
JPH1119907A (en) Fiberboard and manufacture thereof
NZ203527A (en) Fibre reinforced web: needle bonded
JPH10235768A (en) Fiber plate and its manufacture
JPH0149108B2 (en)