Способ изготовления амортизирующего материала из формованного полимерного продукта (варианты) и амортизирующий материал (варианты)

Способ изготовления амортизирующего материала из формованного полимерного продукта (варианты) и амортизирующий материал (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к амортизирующему материалу из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, способу изготовления такого материала и пресс-формам, используемым при изготовлении амортизирующего материала, в частности к способу изготовления формованного полимерного изделия (продукта), имеющего структуру с пружинящими свойствами, обладающего высокими ударной прочностью и несущей способностью, удовлетворяющего специальным и общим требованиям в отношении формы и размеров в различных областях промышленности, в частности, материалу для опоры, на которую можно садиться или ложиться, например сиденья в автотранспортных средствах, мотоциклах, велосипедах, электропоездах и самолетах, седла для верховой езды, стулья, диваны и кровати, и способу изготовления амортизирующего материала, утилизация которого недорога и необременительна, стоимость изготовления невысока благодаря упрощению технологического оборудования, а точность формования более высока, а также оборудованию, необходимому для изготовления амортизирующего материала.

Уровень техники

В настоящее время, пенополиуретан является основным материалом подушек для сидений и кроватей в автотранспортных средствах, мотоциклах, велосипедах, электропоездах и самолетах. Обычно подушки используются в той или иной форме как опоры, на которые можно садиться и ложиться, вне зависимости от того, подвергаются ли они воздействию вибрации при использовании или нет. Действительно, пенополиуретан широко используется в самых различных случаях, и распространенность этого материала обусловлена в значительной степени простотой изготовления и дешевизной.

Одна такая подушка была раскрыта, например, в патенте Японии №2995325, предлагающем подкладку подушки для автомобильного сиденья. В этой подкладке подушки рабочая поверхность выполнена из одного слоя вспененного материала с высокой упругостью, а вспененный материал с высокой упругостью выполнен из пенополиуретана, содержащего 10 весовых % или менее толиленадиизоцианата (TDI), а остальная часть изоцианата представляет собой дифенилметандиизоцианат. В патенте Японии №2548477 предлагается конструкция подушки, получаемая спеканием друг с другом полиэфирных волокон, имеющих высокую температуру плавления, посредством термопластичного эластомера с низкой температурой плавления. В открытой патентной публикации Японии (Кокай) №2000-51011 предлагается подушка, которая получается частичным скреплением друг с другом синтетических волокон и натуральных волокон толщиной от 1 до 20 денье посредством клея из синтетической резины или посредством химических связей.

Обычно, когда человек садится на сиденье из пенополиуретана, его вес стремится к концентрации в одной точке до такой степени, что пенополиуретан в этом месте продавливается глубоко. При этом состояние равновесия становится неустойчивым, и при длительном пребывании на таком сиденье человек устает. Главная причина этого состоит в следующем. При изготовлении изделия из пенополиуретана, вспениваемый материал помещается в форму и равномерно вспенивается, чем обеспечивается однородность плотности и жесткости материала. При такой технологии сложно получить изделие, отдельные части которого имеют разную плотность и жесткость в соответствии со своими функциями. Более того, поскольку пенополиуретан обладает такой мягкостью и эластичностью, что когда человек вдавливает своим весом сиденье из пенополиуретана, он ощущает обратное давление на ягодицы от твердого дна и вертикальное качание, его ноги могут занеметь и при длительном сидении ощущение усталости становится сильным. Возьмем, к примеру, полиуретановое сиденье для автомобиля или мотоцикла. Существует много требований к конструкции и технологии изготовления такого сиденья, но плотность материала, самого по себе, настолько однородна, что когда человек сидит на сиденье, распределение давления на поверхности сиденья постоянно изменяется, и поэтому пенополиуретан может оказаться непригодным для выполнения функций сиденья. Изготовление изделий из пенополиуретана обычно производится вспениванием, и поэтому материалу свойственна однородная пружинистость, либо ему придается ряд сильно отличающихся амортизирующих свойств. Поэтому для изделия из пенополиуретана сложно изменить свои амортизирующие свойства в соответствии с предъявляемыми требованиями. Сиденье мотоцикла должно изменять свои амортизирующие свойства в соответствии с типом мотоцикла, например, в зависимости от того, предназначен ли этот мотоцикл для туризма, дорожных гонок или мотокросса, или в зависимости от позы мотоциклиста во время езды. Из-за того что сиденье не может изменить свои амортизирующие свойства в соответствии с типом мотоцикла или позой мотоциклиста, мотоциклист должен либо переносить вес на сиденье, либо приподниматься с него в процессе гонок, что при повторении в течение длительного времени может привести к подъему общего центра тяжести и нарушению баланса.

Помимо этого, имеются сложности с переработкой пенополиуретанов из-за того, что это термореактивные пластики. Поэтому единственной возможностью переработки пенополиуретанов является измельчение их в стружку с последующим ее склеиванием для получения материала, представляющего собой склеенную пенополиуретановую стружку/крошку, либо их можно сжигать для получения тепла. Утилизация пенополиуретана включает его захоронение на свалках или сжигание. Однако при использовании пенополиуретана не удается получить стабильные почвы из-за их малой плотности и мягкости, поэтому выбор подходящих мест захоронения ограничен. Пенополиуретаны могут быть переработаны в мелкие частицы или порошок, для чего, однако, требуются дополнительные производственные и финансовые затраты. Кроме того, при сжигании пенополиуретана образуется газообразная синильная кислота, которая вызывает повреждения установок сжигания и требует больших затрат для нейтрализации. Как было указано выше, трудно обеспечить утилизацию пенополиуретанов в соответствии с нормами соответствующих законодательных требований, не нанося ущерба окружающей среде в процессе утилизации и после нее.

Помимо сказанного выше, с пенополиуретанами связаны и другие, описанные ниже, проблемы. Для получения отформованной детали из пенополиуретана в пресс-форму вдувается вспениваемый материал (например, на три минуты), после чего отформованная деталь отделяется от формы. Процедура отделения сложна, а формование занимает продолжительное время. Возникают сложности с очисткой пенополиуретановых изделий. Это обусловлено тем, что аминовый катализатор, используемый в технологическом процессе, остается в порах вспененного материала и является источником неприятного запаха. Пенополиуретан сохраняет тепло, создает спертую атмосферу, и существует опасение, что при длительном пребывании на ярком свету он может воспламениться. Пенополиуретаны характеризуются низким уровнем безопасности для окружающей среды.

Несмотря на то, что 2020 г. установлен как предельный срок использования хлорфторуглерод - фреон (CFC) заменителей, используемых в качестве пенообразующих веществ, до сих пор не найдено другое вещество, превосходящее по рабочим характеристикам CFC-заменитель. Толиленадиизоцианат (TDI), представляющий собой изоцианат, обычно используемый в производстве мягких пенополиуретанов, очень вреден, и согласно Уведомлению №25 Министерства Труда Правительства Японии должен использоваться при концентрациях не выше 0,005 промилле. На многих производствах из-за недостаточно строгого контроля при использовании TDI наносится ущерб здоровью работников.

Вышеупомянутая подкладка подушки сиденья для автотранспортного средства, раскрытая в патенте Японии №2995325, имеет усовершенствованные характеристики мягкого пенополиуретана, но не свободна от недостатков пенополиуретанов. В конструкции подушки, предложенной в патенте Японии №2548477, возникают сложности с переработкой из-за спекания полиэфирных волокон с высокой температурой плавления посредством термопластичного эластомера с низкой температурой плавления, вследствие чего усложняется технология и стоимость производства. Хотя подушка, предложенная в открытой патентной публикации Японии №2000-510111 (Кокай), обладает преимуществами, обусловленными отличной воздухопроницаемостью и возможностью очистки, она также имеет недостатки - низкая долговечность, сложность технологии изготовления и высокие производственные расходы. Кроме того, поскольку резиновый клей и пенополиуретан с химическими связями полимеров представляют собой термореактивные полимеры, а подушка содержит не одну деталь, возникают сложности с ее переработкой.

В настоящее время, однако, несмотря на наличие большого числа описанных выше проблем, связанных с использованием пенополиуретанов, нет иного материала для замены пенополиуретана, столь же дешевого и пригодного для использования в качестве материала для подушки сиденья в автотранспортных средствах, мотоциклах, велосипедах, электропоездах и самолетах и кроватей.

Раскрытие изобретения

С учетом сказанного выше, цель настоящего изобретения состоит в обеспечении способа изготовления амортизирующего материала, состоящего из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, в частности, материала, пригодного для использования при изготовлении различных опор, на которых можно сидеть и лежать, например сидений автотранспортных средств, мотоциклов, велосипедов, электропоездов и самолетов, сидений для верховой езды, стульев, диванов и кроватей. Более конкретно, целью изобретения является способ изготовления формованного продукта (изделия), в котором упрощен процесс формовки, формованный продукт может иметь любую форму и размер, производственные затраты невелики, и можно без труда изготавливать подушки, удовлетворяющие самым разнообразным требованиям, предъявляемым к пружинистым изделиям, например, устойчивостью к продавливанию и возможностью сидящему на них человеку распределить свой вес равномерно по рабочей поверхности так, чтобы даже длительное сидение не было утомительным, обладать устойчивостью к ударам и высокой несущей способностью. В частности, целью изобретения является создание способа изготовления формованного продукта, отличающегося простотой технологического оборудования, низкими производственными затратами, повышенной точностью формования, небольшой трудоемкостью и позволяющего получать законченные изделия, в которых концы изделия не будут распадаться даже без специального применения операций обрезки или скругления после формования.

Для достижения указанных целей, в соответствии с настоящим изобретением, предлагается способ изготовления амортизирующего материала из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, в котором осуществляют формование трехмерной структуры с пустотами и заданной объемной плотностью, вводя в соприкосновение, свивая и собирая вместе смежные произвольно расположенные петли или спирали (завитки) сплошных и/или полых непрерывных (длинных) нитей (волокон) и/или коротких нитей, полученных из термопластичного полимера, затем нагревают пуансон пресс-формы или матрицу пресс-формы и/или трехмерную структуру до температуры, достаточной для размягчения трехмерной структуры, далее осуществляют сжатие трехмерной структуры вдавливанием пуансона в матрицу с обеспечением плотного контакта между ними и затем отверждение трехмерной структуры посредством охлаждения.

В предпочтительном варианте выполнения, способ дополнительно содержит шаг удаления излишних концов трехмерной структуры, выступающих между пуансоном и матрицей при их сдавливании, посредством термического резака, благодаря чему концы одновременно обрезают и оплавляют.

В предпочтительном варианте выполнения непрерывные и/или короткие нити включают нити (волокна), выполненные из общеупотребимых пластиков (полиолефинов, полистироловых полимеров, метакриловых полимеров, полихлорвинила и др.) либо конструкционных пластиков (полиамида, поликарбоната, насыщенного полиэфира, полиацеталя и др.). В предпочтительном варианте выполнения они изготавливаются, например, из термопластичных эластомеров, например, полиэтилена (РЕ), полипропилена (РР) и нейлона.

В частности, в предпочтительном варианте выполнения нити делаются из смеси, получаемой добавлением винилацетатного полимера (VAC), этиленвинилацетатного сополимера (EVA) или стирол-бутадиен стирола (SBS) к полиолефиновому полимеру, например РЕ или PP. Весовое отношение в смеси с винилацетатом полиолефинового полимера к VAC или EVA составляет 70-97% к 3-30%, желательно 80-90% к 10-20%. Если содержание VAC равно или ниже 3 весовых %, то ударная вязкость трехмерной структуры будет низкой. В противном случае, если весовое содержание VAC будет равно или выше 30%, то ухудшатся тепловые характеристики структуры. Весовое отношение полиолефинового полимера к SBS составляет 50-97% к 3-50%, а в предпочтительном варианте выполнения - 70-90% к 10-30%. Полиолефиновый полимер может быть регенерированным полимером.

Длинные и/или короткие нити могут быть сплошными или полыми. Если непрерывные и/или короткие нити полые, то такие нити более предпочтительны, так как воздух, заключенный в полостях нитей, действует как пружина, сообщая нитям свойства, характерные для пружины. Воздух, заключенный в полостях нитей, также ослабляет тенденцию к сминанию нитей, проявляющуюся после длительного и интенсивного использования. Воздух, заключенный в полостях нитей, также сохраняет жесткость трехмерной структуры. Полости нитей могут служить продолжением друг друга, либо могут быть независимы друг от друга. В качестве примера можно привести нити, у которых каждое из отдельных полых волокон может иметь полости с перегородками между соседними полостями. Если в качестве материала нитей используется смесь сплошных нитей и полых нитей, то соотношение между сплошными нитями и полыми нитями составляет, в предпочтительном варианте выполнения, 0-50:50-100. Далее, если полые нити используются в центральной части структуры и покрыты сплошными нитями, то получившаяся структура будет иметь требуемые тактильные свойства.

В предпочтительном варианте выполнения, сплошные непрерывные и/или короткие нити имеют диаметр от 0,3 до 3,0 мм, в частности от 0,7 до 1,0 мм. Если сплошная непрерывная нить имеет диаметр 0,3 мм или меньше, то нити теряют упругость и спекаются друг с другом настолько сильно, что коэффициент пустотности становится недопустимо низок. В противном случае, если сплошные непрерывные нити имеют диаметр, равный 3,0 мм или более, то нити становятся настолько упругими, что они не образуют петель и завитков, не спекаются друг с другом, что ведет к снижению прочности. Если нити включают полые нити, то в предпочтительном варианте выполнения их диаметр составляет от 1,0 до 3,0 мм, в частности от 1,5 до 2,0 мм. Если коэффициент пустотности равен или ниже 10%, то теряется преимущество снижения веса изделия по отношению к объему за счет использования полых нитей. Напротив, если коэффициент пустотности равен или превышает 80%, полые нити потеряют свои амортизационные свойства.

Объемная плотность формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, может составлять от 0,005 до 0,08 г/см³ или менее, в предпочтительном варианте выполнения от 0,02 до 0,06 г/см³. Если объемная плотность этого материала окажется равной 0,005 г/см³ или менее, то изделие будет иметь пониженную прочность. С другой стороны, если объемная плотность материала будет 0,08 г/см³ или более, то будет утеряно преимущество малого веса продукта из нитей относительно его объема. Формованный полимерный продукт, имеющий структуру с пружинящими свойствами, может иметь однородную плотность по всей структуре, либо структура продукта может содержать субструктуру с высокой плотностью и субструктуру с низкой плотностью, чередующиеся с определенным интервалом. В последнем случае субструктура с низкой плотностью может иметь плотность от 0,005 до 0,03 г/см³, желательно от 0,008 до 0,03 г/см³, а лучше всего от 0,01 до 0,03 г/см³. Субструктура с высокой плотностью может иметь плотность от 0,03 до 0,08 г/см³, в предпочтительном варианте выполнения от 0,04 до 0,07 г/см³, а в наиболее предпочтительном варианте от 0,05 до 0,06 г/см³.

Коэффициент пустотности формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, может составлять от 96 до 99%, в предпочтительном варианте от 97 до 99%, а в наиболее предпочтительном варианте от 97 до 98%. Для обеспечения эластичности и прочности структуры как подушки, а также для снижения ее веса коэффициент пустотности должен быть в указанных выше пределах, [коэффициент пустотности, %]=(1-[объемная плотность]/[плотность полимера])×100

Амортизирующий материал, в предпочтительном варианте выполнения, получается посредством послойного объединения формованных полимерных продуктов, имеющих структуру с пружинящими свойствами, в слоистую конструкцию. В предпочтительном варианте выполнения, амортизирующий материал используется как материал сидений в автотранспортных средствах, мотоциклах, велосипедах, электропоездах и самолетах, сиденьях для верховой езды, стульях, диванах и кроватях. Амортизирующий материал может быть использован вместо пеноуретанов в качестве материала опоры, на которой можно сидеть и лежать вне зависимости от того, подвергается ли эта опора воздействию вибраций или нет.

В частности, когда амортизирующий материал используется в качестве материала сиденья автотранспортного средства или мотоцикла, которые подвержены воздействию интенсивных вибраций в процессе эксплуатации, предпочтительно использование амортизирующего материала, поскольку он может быть легко приспособлен к различным индивидуальным требованиям (например, поддерживание груза) транспортного средства, поскольку толщиной материала можно управлять.

Матрицу пресс-формы в предпочтительном варианте выполнения выполняют из бетона. При использовании бетонной пресс-формы можно обойтись без разделительных средств, что снижает производственные затраты. Пуансон пресс-формы, в предпочтительном варианте выполнения, представляет собой основание, к которому может быть прикреплен амортизирующий материал. В этом случае отпадает необходимость в подготовке отдельного пуансона пресс-формы, что позволяет сократить производственные затраты, а точность формования будет улучшена. Охлаждение может быть естественным либо принудительным. В предпочтительном варианте выполнения, принудительное охлаждение основано на использовании воды.

Амортизирующий материал, в соответствии с настоящим изобретением, более приспособлен для вторичной переработки, чем полиуретан, и лучше приспособлен к удовлетворению потребностей потребителя в отношении выполнения конкретных функций, чем полиуретан. Формование амортизирующего материала выполняется прессованием (в форме под давлением). Поэтому имеется возможность создания изделия, форма которого соответствует форме данного пользователя, либо по заказу пользователя, что является дополнительным преимуществом изделия. Более того, путем выбора диаметра нитей, составляющих формованный полимерный продукт, имеющий структуру с пружинящими свойствами, материала нитей и их денье, объемной плотности и коэффициента пустотности можно получить формованный полимерный продукт с желаемыми пружинящими свойствами. Хотя отдельные нити, составляющие амортизирующий материал, в соответствии с изобретением, эквивалентны друг другу в отношении пружинящих свойств, они могут придавать изделию различные свойства, будучи по-разному спрессованными в процессе формования прессованием (под давлением). Поэтому имеется возможность создать амортизирующий материал, в котором отдельные части обладают разными амортизирующими свойствами и в котором, при прикладывании веса, вес получает различную опору, в зависимости оттого места, с которым имеется соприкосновение. Более того, посредством регулировки хода пуансона пресс-формы имеется возможность устанавливать требуемую толщину формованного продукта.

В частности, пуансон пресс-формы может включать в себя основание (которое может являться составным элементом амортизирующего материала, составляющего изделие), к которому может прикрепляться формованный полимерный продукт, имеющий структуру с пружинящими свойствами. При этом отпадает необходимость в специально изготавливаемом пуансоне пресс-формы, что сокращает производственные расходы. Более того, поскольку часть изделия используется как элемент (формовочная часть) формовочного устройства, то улучшается точность формования. В предпочтительном варианте выполнения вертикальное перемещение по крайней мере одной из двух стыкующихся частей пресс-формы осуществляют посредством домкрата типа "пантограф" (домкрат-пантограф). По сравнению с гидравлическим цилиндром и пневматическим цилиндром, которые используются в обычных устройствах для формования полиуретановых изделий, упомянутая конструкция настолько проста, что ее использование будет способствовать снижению производственных затрат, а также упрощению технологического оборудования. В предпочтительном варианте выполнения, конструкция пуансона пресс-формы выдерживает груз в одну тонну или более. В том случае если матрица пресс-формы выполнена из бетона, то можно будет избежать применения разделительного средства, которое понадобилось бы в противном случае, а также сократить производственные расходы по сравнению с технологией изготовления, использующей для тех же целей металлические пресс-формы. Более того, поскольку процесс формования упрощается и сокращаются требующиеся для формования затраты времени, становится возможным массовое производство амортизирующего материала. Охлаждение может осуществляться за счет естественного охлаждения либо принудительным охлаждением. В предпочтительном варианте выполнения, принудительное охлаждение основано на использовании воды.

Согласно изобретению предлагается бетонная матрица пресс-формы, предназначенная для получения формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, выполненная из отвержденной бетонной массы, залитой в пространство внутри каркаса, сделанного по эталонной матрице пресс-формы, пригодной для формования полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами.

Как правило, при изготовлении формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, описанного выше, края продукта распадаются после формования, поэтому после формования требуется обрезка или закругление, что вызывает неудобство. В представляемом здесь формованном полимерном продукте, имеющем структуру с пружинящими свойствами, обрезка и оплавление краев продукта после прессования может выполняться термическим резаком, что позволяет отказаться от упомянутой выше процедуры обрезки и исключить излишние операции, при этом отрезают термическим резаком излишние края, выступающие из трехмерной структуры в зазор между двумя стыкующимися частями пресс-формы и одновременно сплавляют вместе открытые концы нитей на краях.

В соответствии с вышеизложенным, согласно изобретению, предлагается амортизирующий материал из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, включающий по меньшей мере два слоя из наложенных друг на друга листов, каждый из которых содержит трехмерную структуру, которые имеют одинаковые или различные пружинящие свойства, состоят из соприкасающихся, свитых и собранных смежных произвольно расположенных петель или спиралей сплошных и/или полых непрерывных нитей и/или коротких нитей, полученных из термопластичного полимера, и подверглись нагреву в пуансоне пресс-формы или в матрице пресс-формы до температуры, достаточной для размягчения трехмерной структуры, сжатию при сведении двух стыкующихся частей пресс-формы и отверждению охлаждением.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предлагается амортизирующий материал из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, содержащий трехмерную структуру, состоящую из соприкасающихся, свитых и собранных смежных произвольно расположенных петель или спиралей сплошных и/или полых непрерывных нитей и/или коротких нитей, полученных из термопластичного полимера, и имеющую на своих верхней и нижней поверхностях по меньшей мере две выпуклости, образованные на заранее определенных линейных областях посредством нити из термопластичного полимера, сшивающей края каждой области и укороченной за счет давления.

Кроме того, предлагается способ изготовления амортизирующего материала из формованного полимерного продукта, имеющего структуру с пружинящими свойствами, в котором осуществляют экструдирование расплава термопластичного полимера в нити и вводят в соприкосновение, свивают и собирают смежные произвольно расположенные петли или спирали непрерывных нитей, с образованием трехмерной структуры с пустотами и заданной объемной плотностью, затем обрезают края трехмерной структуры, образующей формованный полимерный продукт, имеющий структуру с пружинящими свойствами, с получением U-образного или V-образного профиля, и сшивают полученные края нитью из термопластичного полимера, а также сшивают нитью из термопластичного полимера края заранее определенных линейных областей на верхней и нижней поверхностях трехмерной структуры, и укорачивают нити давлением.

В частном варианте осуществления способа трехмерную структуру помещают в матрицу пресс-формы, нагревают матрицу пресс-формы и/или трехмерную структуру до температуры, достаточной для размягчения трехмерной структуры, осуществляют сжатие трехмерной структуры вдавливанием пуансона пресс-формы в матрицу пресс-формы с обеспечением плотного контакта между ними, охлаждают трехмерную структуру с приданием ей постоянных пружинящих свойств и сшивают нитью из термопластичного полимера края в заранее определенных линейных областях на верхней и нижней поверхностях трехмерной структуры с последующим укорачиванием нити давлением.

Краткое описание чертежей

Цели и преимущества изобретения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет аксонометрическое изображение амортизирующего материала, прикрепленного к основанию 4.

Фиг.2 представляет вид спереди и вид сзади амортизирующего материала 1, прикрепленного к основанию 4, соответственно.

Фиг.3 представляет вид сбоку мотоцикла 10, оснащенного сиденьем с амортизирующим материалом 1.

Фиг.4 представляет аксонометрические изображения основания 4 под разными углами.

Фиг.5 представляет первый шаг прессования, выполняемый в отношении амортизирующего материала 1.

Фиг.6 представляет первый шаг прессования, выполняемый в отношении амортизирующего материала 1, показанный под другим углом.

Фиг.7 представляет второй шаг прессования, выполняемый в отношении амортизирующего материала 1.

Фиг.8 представляет второй шаг прессования, выполняемый в отношении амортизирующего материала 1, показанный под другим углом.

Фиг.9 представляет третий шаг прессования, выполняемый в отношении амортизирующего материала 1.

Фиг.10 иллюстрирует шаг прикрепления амортизирующего материала 1 к основанию.

Фиг.11 представляет блок-схему шагов, необходимых для изготовления формованного полимерного продукта 30, имеющего структуру с пружинящими свойствами (далее - пружинящей или пружинной структурой).

Фиг.12 представляет аксонометрическое изображение устройства для изготовления формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.13 представляет аксонометрическое изображение другого устройства для изготовления формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.14 представляет аксонометрическое изображение еще одного устройства для изготовления формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.15 представляет поперечные сечения других формованных полимерных продуктов 30 с пружинящей структурой, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.16 представляет поперечные сечения еще других формованных полимерных продуктов 30 с пружинящей структурой, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.17 представляет вид сзади пресс-формы 622 и ее аксонометрическое изображение.

Фиг.18 представляет поперечные сечения формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой и нитей 31.

Фиг.19 показывает поперечные сечения другого амортизирующего материала 1, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.20 показывает поперечные сечения еще одного амортизирующего материала 1, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.21 представляет другой вариант выполнения прессования, необходимого для формования амортизирующего материала 1.

Фиг.22 представляет еще один вариант выполнения прессования, необходимого для формования амортизирующего материала 1.

Фиг.23 представляет пример процесса прессования применительно к амортизирующему материалу 1 с использованием обычного оборудования.

Фиг.24 представляет другой пример процесса прессования, используемого применительно к амортизирующему материалу 1.

Фиг.25 представляет еще один пример процесса прессования, используемого применительно к амортизирующему материалу 1.

Фиг.26 представляет еще один пример процесса прессования, используемого применительно к амортизирующему материалу 1, с использованием обычного оборудования.

Осуществление изобретения

Как понятно из пояснений к аксонометрическому изображению, представленному на Фиг.1, и виду спереди и виду сзади, показанным на Фиг.2а и 2b, амортизирующий материал 1 получают подготовкой термопластичного полимера (например, термопластичного эластомера), например композиции, получаемой смешиванием, к примеру, полиолефинового полимера, например РЕ, РР и т.д., с VAC, EVA или SBS, и переработкой композиции в формованный полимерный продукт 30 с пружинящей структурой или трехмерной структурой, и проведение формовки изделия или структуры прессованием.

Описание формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой

Сначала будет описан формованный полимерный продукт (заготовка) 30 с пружинящей структурой.

Формованный полимерный продукт 30 с пружинящей структурой, используемый в настоящем варианте выполнения изобретения, представляет собой трехмерную структуру с пустотами, получаемую введением в соприкосновение (соединением), свиванием и сбором вместе (объединением) смежных произвольно расположенных петель и завитков длинных и/или коротких нитей (просто нитей 31), выполненных из вышеописанной композиции. Нити представляют собой многочисленные петли и завитки (см. местный вид А на Фиг.1, где детали, о которых идет речь, представлены в увеличенном виде). В этом варианте выполнения, формованный полимерный продукт 30 с пружинящей структурой содержит полые нити 31, сечение 31а которых показано на Фиг.1 (см. местный вид В на Фиг.1, изображающий укрупненно эту деталь).

В этом варианте выполнения, объемная плотность трехмерной структуры может составлять от 0,005 до 0,03 г/см³, в предпочтительном варианте выполнения от 0,008 до 0,03 г/см³, а в наиболее предпочтительном варианте выполнения от 0,01 до 0,03 г/см³. Коэффициент пустотности трехмерной структуры может составлять от 96 до 99%, в предпочтительном варианте выполнения от 97 до 99%, а в наиболее предпочтительном варианте выполнения от 97 до 98%.

Описание амортизирующего материала 1

Далее приводится описание амортизирующего материала 1.

Амортизирующий материал 1 получается прессованием формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой. Амортизирующий материал в данном варианте выполнения, в основном, используется как материал сидений велосипедов с мотором (например, мотоциклов 10).

Амортизирующий материал 1 имеет двухслойную конструкцию, состоящую из двух листовых слоев (заготовок) - верхний слой 2 и нижележащий слой 3. Эти два слоя могут иметь одинаковые пружинящие свойства либо различные пружинящие свойства. Два листовых слоя, в предпочтительном варианте выполнения, скрепляются друг с другом клеящим веществом либо двухсторонней клеящей лентой. Различные пружинящие свойства могут быть приданы двум листовым слоям или разным частям каждого слоя соответствующим изменением плотности формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой, его материала и/или диаметра нитей продукта, составляющих листовые слои. В предпочтительном варианте выполнения, два слоя имеют различные пружинящие свойства так, что, например, верхний слой ощущается как более жесткий, в то время как нижележащий слой кажется на ощупь более мягким.

Согласно данному конкретному варианту выполнения, верхний листовой слой 2 является менее жестким (более мягким), чем нижележащий листовой слой 3. Это сделано из-за того, что нижележащий слой должен быть прикреплен к основанию 4, в то время как верхний лист 2 вступает в непосредственный контакт с ягодицами ездока при езде. В предпочтительном варианте выполнения, верхний листовой слой 2 на своей верхней поверхности имеет выпуклость, которой придана форма, совместимая с формой ягодиц ездока, находящегося на сиденье в рабочей позе. С другой стороны, поскольку нижележащий листовой слой 3 прикреплен к основанию 4, он должен быть более жестким, чем верхний листовой слой 2. В предпочтительном варианте выполнения, амортизирующий материал имеет такую конструкцию, что его форма поддерживается за счет жесткости нижележащего листового слоя 3.

Амортизирующий материал 1 имеет определенную поддерживающую способность благодаря наличию нижележащего листового слоя 3. Типичное сиденье велосипеда с мотором, в котором используется пеноуретан, обычно испытывает сильный обратный толчок от поверхности дороги после упругого движения вниз в направлении дороги. Для поглощения этого обратного толчка обычные мотоциклетные сиденья из пенополиуретана часто включают цилиндрические пружины, заделанные внутрь пенополиуретана. В соответствии с настоящим изобретением сиденье имеет двухслойную конструкцию: более мягкий верхний листовой слой 2, предназначенный для приема веса человека, и более жесткий нижележащий листовой слой 3, предназначенный для поглощения направленных вниз упругих смещений. Данный конструктивный признак позволяет избежать использования цилиндрических пружин. Соответственно, сиденье в данном варианте выполнения обладает преимуществами в отношении веса и простоты конструкции, а также в том, что не требует дополнительных элементов для поглощения направленных вниз упругих смещений. Более того, масса сиденья относительно невелика, что понижает его центр тяжести и способствует стабильности позы ездока в процессе езды. Кроме того, посредством регулирования хода пуансона пресс-формы имеется возможность придавать амортизирующему материалу 1 требуемую толщину в разных его частях. Таким образом, регулировкой хода пуансона пресс-формы можно изготавливать амортизирующие материалы, отличающиеся по размеру, форме и профилю для получения различных характеристик удерживающей способности.

Поскольку амортизирующий материал 1 состоит из формованного полимерного продукта 30 с пружинящей структурой, его воздухопроницаемость настолько высока, что в нем не происходит накапливание влаги. Более того, если по трубопроводу от кондиционера пропускать охлажденный или подогретый воздух через амортизирующий материал сиденья мотоцикла 10, ездок может согреваться или охлаждаться во время езды. Если таким образом оборудовано сидение автотранс