Мягкие элементы, наполнители

При покупке мебели покупатель всегда интересуется наполнителем мягких элементов дивана, о наличии или отсутствии пружин, а также желает получить представление об использованных настилочных материалах. Особенно важно, чем наполнены те части диванов и кресел, которые несут повышенную нагрузку. Одним людям нравятся мягкие, уютные и пухлые диваны, другие предпочитают жесткость и прямолинейность.

В качестве наполнителя мягкой мебели зачастую используется пружинный блок.

Классический ортопедический пружинный блок типа «боннель» состоит из биконусных пружин, соединенных между собой пружинными вставками и укрепленных рамками по периметру. Последовательное уменьшение диаметра витка позволяет избежать соприкосновения пружин, а следовательно, и скрипа. Использование высококачественного сырья и применение полностью автоматизированного производственного процесса позволяют продлить срок службы пружин и надолго сохранить жесткость и надежность пружинного блока. Не все пружинные блоки одинаковые. Имеет значение материал, из которого изготовлены пружины, высота пружин (четыре или пять витков), расположение пружин относительно друг друга, количество пружин на 1кв.м. Пружинные блоки, используемые мебельной фабрикой «Ангажемент» изготовлены из специальной метизной проволоки, содержат по пять витков, располагаются непрерывно, без промежутков (характерно для недорогих блоков).

Упругость настила может достигаться разными способами, и использование пружин – лишь один из них. Если диван или кресло имеют толстую «начинку», в которой чередуются мягкие и жесткие слои, эффект будет аналогичен тому, что создают пружины плюс один – два покрывающих слоя. Идеальный вариант – сочетание пружинного блока с толстым многослойным наполнителем.

Поролон (пенополиуретан)

В производстве массовой мебели среднего ценового диапазона используются преимущественно синтетические настилочные материалы: поролон – блочный эластичный полиуретан (поропласт полиуретановый) и формованный ППУ (пенополиуретан холодного формования). Поролон производят двумя способами: периодическим, или «ящичным», и непрерывным. "Ящичному" способу уже более 50 лет. Порция пены выливается в ящик, боковые стенки которого после поднятия пены (как дрожжевого теста), открываются. Полученные таким способом блоки по свойствам отличаются друг от друга и проигрывают по качеству поролону, изготовленному непрерывным способом.

"Ящичный" способ применяют в производстве поролона невысокого качества. Современные "ящичные" установки оснащаются вакуумными камерами, где полученный блок поролона содержится некоторое время после своего формирования. Вакуумная камера позволяет получить поролон низких плотностей (до 20 кг/м') без применения метиленхлорида, а также поролон стандартной и ниже стандартной жесткости. Однако прочностные и другие характеристики такого поролона оставляют желать лучшего.

Непрерывный способ производства поролона - это конвейер, по которому движется сформировавшаяся пена. Он позволяет получать блоки различной длины вплоть до 60 метров. По сравнению с "ящичным" способом переходные процессы при запуске машины вспенивания и смешивании различных химических компонентов оказывают влияние на первые полтора метра непрерывного блока (это пусковая часть блока). Далее на машине вспенивания устанавливается стационарный режим работы, и производимый поролон имеет стабильное качество.

Различают две основные технологии непрерывного вспенивания: технологию Maxfoam, когда пена поступает на конвейер через так называемое "корыто" и технологию прямого розлива пены на движущийся конвейер. При этом в обеих технологиях химические компоненты могут подаваться в смесительную камеру машины вспенивания под низким или высоким давлением. При подаче компонентов под высоким давлением структура поролона получается более однородной по сравнению с поролоном, сделанным под низким давлением.

Обе технологии непрерывного вспенивания имеют свои достоинства и недостатки. Машины вспенивания с технологией Maxfoam существенно дешевле аналогичных машин с другой технологией, и позволяют получить по сравнению с ними более однородную по плотности пену (плотность поролона в блоке изменяется в соответствии с его высотой в пределах до 1,5кг/м3). Недостатки технологии Maxfoam: невозможность получения поролона на сложных полиэфирах, ограниченные возможности по получению поролона специальных марок и поролона большой плотности (свыше 60кг/м3). По внешнему виду поролон, полученный по технологии Maxfoam, имеет больше воздушных включений, чем поролон, полученный по технологии розлива пены на конвейер. Однако это отличие не оказывает существенного влияния на качество поролона, применяемого для производства мягкой мебели и матрасов.

В последнее время широкое распространение получили универсальные машины вспенивания, работающие по обеим технологиям.

Отдельно отметим технологию непрерывного производства поролона (Vertifoam), при которой конвейер устремлен вверх. Достоинство этой технологии в возможности получения круглого блока (конвейер в этом случае имеет форму трубы). Ее недостатки: невозможность выпускать длинные блоки, поролон высокой плотности и специальных марок поролона. Поролон (грамотнее говоря мягкий пенополиуретан, ППУ) в настоящее время широко применяется в производстве мягкой мебели, офисных стульев и кресел, в матрасном производстве, в автомобильной, текстильной промышленности и т.д. Кроме этого, поролон используется в качестве упаковочного материала, а также в технических целях (фильтры, изоляционные материалы), в быту (хозяйственные губки, малярные валики и т.п.).

При изготовлении формованного ППУ смесь компонентов заливают в заранее заготовленную форму, которую затем плотно закрывают. Материал постепенно застывает. Извлеченный из формы элемент после обжатия готов к употреблению. Основное технологическое преимущество ППУ перед поролоном в том, что за один цикл формирования можно получить мягкий элемент сложной скульптурной конфигурации (именно формованный ППУ находится внутри автомобильных кресел, к эргономичности которых предъявляются высокие требования). На этом принципе основан процесс производства мягкой мебели, «ООО Формованные пенополиуретаны» поставщик ППУ для Мебельной фабрики «Ангажемент». Смесью компонентов заливается сварной металлический каркас, который перед тем помещается в специальную пресс-форму, соответствующую, например, спинке или сидению дивана. Готовые детали, облитые застывшей массой, обтягиваются тканью и кожей.

Типы поролона. Использование конкретной марки поролона для изготовления той или иной детали мягкой мебели определяется совокупностью ее физико-механических свойств, показателей комфортности и долговечности.

Ключевым параметром, во многом обуславливающим остальные свойства материала, является плотность - масса единицы объема поролона (в кг/м3). Не менее важной характеристикой является жесткость поролона. Она показывает какое давление (в кПа) необходимо оказать на материал, чтобы его деформация при сжатии составила 40%. Мебель для сидения и лежания обычно проектируется по заданной нагрузке. По требуемому значению жесткости (несущей способности) и происходит подбор марок поролона при разработке мягких элементов мебели. При этом лучше пользоваться кривой нагружения: зависимостью жесткости (несущей способности) поролона от разной степени деформации. Использование параметров кривой нагружения поролона может помочь в дизайне мягких элементов мебели для придания телу человека анатомически правильной позы.

Восстанавливаемость - это отношение усилия вдавливания на 25% при разгружении образца к усилию вдавливания на 25% при нагружении, выраженное в процентах. Восстанавливаемость характеризует поведение пены при разгружении и показывает, насколько материал является упругим и эластичным, насколько хорошо он поддерживает тело человека, особенно при изменении позы. Как правило, чем выше восстанавливаемость, тем комфортнее пена. Восстанавливаемость поролона, являясь показателем эластичности, связана и со сроком службы материала. Чем выше восстанавливаемость поролона, тем меньше энергии поглощает материал, тем меньше он изменяется в процессе эксплуатации, и тем больше срок его службы.

Структурные факторы - размер ячеек и открытопористость поролона. Чем меньше размер ячеек, тем ниже первоначальная (при малых деформациях) жесткость поролона, выше его комфортность.

Открытопористость поролона характеризует содержание открытых ячеек - его воздухопроницаемость. Высокая открытопористость поролона, особенно при плотности до 30 кг/м3, гарантирует большой срок эксплуатации, долговечность, а также хорошую вентиляцию изделий, что особенно важно при изготовлении матрасов детской мебели. Развитая пористая структура поролона не дает скапливаться влаге (при потоотделении) и углекислому газу, повышенная концентрация которого (при «обратном дыхании» поролона) затрудняет снабжение кислородом легких спящего ребенка. Также отсутствие закрытых пор предотвращает явление «пневматического» эффекта и слипание ячеек, что приводит к увеличению остаточной деформации в процессе эксплуатации. Воздухопроницаемость характеризует, насколько открыты ячейки поролона (при закрытых ячейках жесткость пены искусственно завышена, поскольку при открытии ячеек механическим путем, например, садясь на поролон, «искусственная» жесткость пропадает). Излишне открытая пена имеет тонкие стенки ячеек, что отрицательно сказывается на других ее характеристиках (прочности и остаточной деформации). Размер ячеек так же, как воздухопроницаемость косвенно влияет на другие характеристики поролона, но не так сильно. Чем больше размер ячеек поролона, тем они «шершавее» на ощупь. Плотность и жесткость поролона не связаны однозначно. Так, разные марки поролона одинаковой плотности в зависимости от химического состава и ряда особенностей структуры могут иметь отличающуюся жесткость, как, например, марки ST 2232 и ST 2215.

Тем не менее, плотность определяет нижнюю и верхнюю границы жесткости поролона, которые могут быть достигнуты для данного значения плотности в пределах одного класса пен. При этом граничные значения жесткости возрастают с увеличением плотности пены.

Особенно важно влияние плотности на долговечность (срок эксплуатации) материала. Долговечность поролона можно охарактеризовать изменением начальных размеров и жесткости изделия в ходе эксплуатации. Чем меньше эти изменения, тем больше срок службы (эксплуатации) поролона. Более плотные марки пены обладают большим сроком эксплуатации, они лучше сопротивляются «усталости» при длительных статических и динамических нагрузках.

Одним из параметров, качественно характеризующих срок службы поролона, является остаточная деформация, которая показывает, насколько уменьшилась толщина образца после 50%-ной деформации под статической нагрузкой в течение 3-х суток. Это испытание имитирует нагружение поролона в изделии в процессе эксплуатации. Чем меньше значение остаточной деформации, тем меньше деформируется поролон при эксплуатации, тем дольше срок службы изделия.

Параметром, характеризующим способность поролона к растяжению, является относительное удлинение (в %) при разрыве. Оно показывает, насколько увеличится длина образца поролона при приложении к нему растягивающего усилия. В целом, чем выше значение относительного удлинения, тем выше качество поролона, хотя данный параметр не так важен при проектировании мягких элементов мебели, не подвергающихся трансформации. Значение относительного удлинения при разрыве следует учитывать при изготовлении мягких элементов мебели, использующихся совместно с механизмами трансформации, когда происходит сильное изгибание и частичное удлинение слоев изделия, а также при использовании тонких листов поролона для обивки мебели. Срок службы, а также стоимость синтетических наполнителей (поролона и ППУ) зависят от их плотности. Минимальная рекомендуемая плотность поролона для сидений – до 25-30 кг/ м³ и более, спинок – от 25 кг/ м³. при использовании материала с меньшей плотностью сильно возрастает остаточная деформация и резко сокращается срок эксплуатации изделий. Поэтому следует отказаться от покупки комплекта, цена которого показалась вам слишком низкой ($ 150-200). Не исключено, что такая мягкая мебель прослужит вам всего год-полтора. И наоборот, диваном с высококачественным плотным настилом можно будет пользоваться в течение длительного срока (до десяти лет). Формованный ППУ имеет более высокую плотность (42-50 кг/ м³).

Различают следующие типы поролона: стандартные, повышенной жесткости и жесткие, мягкие, супермягкие, Высокоэластичные, специальные (негорючие и вязкоэластичные).Стандартные марки поролона (ST) производятся на основе стандартного (или базового) полиола и характеризуются зависимостью жесткости от плотности (например, стандартный поролон плотностью 25 кг/м³ имеет жесткость 3,4 кПа, а плотностью 30 кг/ м³ - 3,8 кПа). Поролон повышенной жесткости (EL) или жесткий (HL) требует использования в рецептуре добавочного полиол-полимера (или, в случае жесткой пены, - только полиол – полимера), который придает поролону нужную жесткость. Мягкие и супермягкие марки поролона (HS) получаются путем применения специального полиола (вместо базового и дополнительного к базовому), который смягчает пену. Высокоэластичные марки поролона (HR), используемые для дорогой комфортной мебели и матрасов, производятся только на базе специальных полиолов, причем для получения широкого спектра высокоэластичной пены требуется система из двух или трех полиолов. Система обязательно включает специальные полиол-полимер и полиол-разбавитель. Высокоэластичный поролон, полученный на базе одного полиол-полимера, так же, как и стандартный, характеризуется определенной зависимостью жесткости поролона от его плотности (например, поролон плотностью 35 кг/ м³ имеет жесткость 3,5 кПа, а плотностью 40 кг/ м³ - 4 кПа). Высокоэластичный поролон. Полученный путем использования только одного полиола-разбавителя, имеет низкую жесткость (например, поролон плотностью 30 кг/ м³ имеет жесткость всего 1,8 кПа). В процессе производства высокоэластичной пены полученные блоки (так ж, как и формованные изделия) необходимо через сутки прокатать на специальном станке, чтобы механическим путем вскрыть закрытые ячейки. Для высокоэластичных пен применяются доплнительно два показателя: коэффициенты опоры и комфорта. Вязкоэластичные марки поролона нашли в последнее время широкое применение в матрасном производстве. Характеристики поролона можно и необходимо использовать в качестве критериев при сравнении образцов различных производителей пены. Тот образец поролона лучше, у которого показатели эластичности, прочности на разрыв, относительного удлинения (у высокоэластичной пены дополнительно – коэффициенты опоры и комфорта) выше, а остаточной деформации - ниже. При этом определяющим показателем является остаточная деформация, характеризующая возможность сохранения поролоном своей формы долгие годы. Плотность и жесткость определяют марку поролона (например, марка EL2540 означает: тип поролона EL – повышенной жесткости, плотность - 25 кг/ м³, жесткость – 4 кПа).

Негорючие марки поролона возможно получить, используя в рецептуре следующие компоненты: специальный порошок (меламин); PHD-полиолы фирмы Bayer; специальные добавки (антипирены). Лучший результат по пожаростойкости дает применение меламина, но при этом физико-механические свойства такого поролона существенно хуже, чем в остальных случаях.

Для использования в качестве наполнителя мягкой мебели применяют и другие материалы:

• Холлофайбер – полое волокно из высокомолекулярных полимеров. Применяется для производства разных настилочных материалов (например, бритбонда, дюрафила). Кроме того, «Холлофайбер» - это известная во всем мире торговая марка, и короткая фраза «Сделано из холлофайбера» означает, что материал первосортный.
• Дюрафил – белый, мягкий, нежный полимер. Имеет ориентированные вертикальные волокна, и поэтому работает подобно пружинному блоку (только из пластмассы). Применяется в сиденьях.
• Бритбонд – похож на дюрафил, но мягче и пышнее. Предназначен для спинок мягкой мебели.
• Уникорл – изготовлен из скрученного в форме кокона волокна, обработанного селиконом.
• Периотек - выполнен из сплетенного зигзагообразного волокна, обладает пружинящими свойствами.
• Синтепон – настилочный материал из сплошных акриловых волокон, расположенных параллельными прядями. Обычно слоем синтепона накрывают поролон.
• Синтепух – бытовое собирательное (нарицательное) название наполнителей типа верджинии, шварушек – наиболее дешевых из существующих в мебельном производстве.
• Скайрон – немного жестче, чем уникорл, признанный самым мягким из холлофайберов. Это волокно имеет хаотичную ориентацию. Материал обработан силиконом, поэтому не сваливается в комки, как вата, и после снятия нагрузки сразу возвращается в исходное положение. Мягок и пушист.
• Шварушки – шарики (коконы) из спиралеобразных волокон, могут «мигрировать» внутри подушки, не сваливаясь в комки.
• Вирджиния – материал из Z – образно расположенных волокон, склонен к сваливанию.

Нельзя абсолютно точно сказать, какой наполнитель лучше подойдет определенному покупателю: надо исходить из личностных ощущений, требований, которые он предъявляет к мягкой мебели, и, разумеется, его финансовых возможностей.

Наполнителя, используемые Мебельной фабрикой «Ангажемент» при производстве мебели, отвечают самым высоким требованиям по экологичности и надежности и обеспечивают высокий уровень комфорта. Фундаментальное требование, предъявляемое к диванам – это комфорт, их приспособленность для долговременного отдыха, поэтому в качественных образцах мягкой мебели для наполнения подушек сидения используется комбинация наполнителей различной плотности (например, несколько видов ППУ разной жесткости, синтепон и пружинный блок) – именно такой «сэндвич» обеспечивает сбалансированное соотношение жесткости и мягкости элементов.