Titre de 1’invention : Matelas à ressorts et procédé d’assemblage de matelas à ressorts

[0001] L’invention s’inscrit dans le domaine des matelas à suspension à ressorts - par opposition avec les matelas à âme de mousse - typiquement de la famille des matelas reposant sur un cadre.

[0002] L’invention s’adapte à toutes dimensions de matelas, y compris de grande ou très grande dimension - en épaisseur, longueur et/ou largeur- y compris donc les matelas de positionnement haut de gamme et luxe.

[0003] L’invention s’adapte également aux matelas utilisés avec un sommier de relaxation, c’est-à-dire dont la tête et les pieds sont relevables. Le cadre peut être un sommier, un cadre à lattes, un cadre de lit, ou encore un sommier de type « boxspring ». Le matelas peut être réversible, c’est à dire avoir des faces supérieure et inférieure utilisables toutes deux pour le couchage, et qu’il est conseillé d’utiliser par exemple l’une pour l’été et l’autre pour l’hiver. Il peut aussi être non réversible, avec deux faces différentes, une seule étant recommandée pour le couchage.

[0004] La suspension ressorts peut être composée de ressorts ensachés assemblées en nappe, ou de ressorts simples formant une carcasse de ressorts. La suspension peut aussi être composée d’une superposition d’ensembles de ressorts de même type ou de types différents, y compris d’une superposition d’une nappe de ressorts ensachés et d’une carcasse de ressorts non ensachés.

[0005] On connait des matelas disposant d’une telle suspension à ressorts, dans une parure en coutil, qui est un tissu épais, disposé sous la forme de rectangle sur chacune des faces et cousu sur les quatre côtés de chaque face, par l’intermédiaire d’une ganse, avec des flancs de coutil disposés sur les quatre tranches du matelas. L’intérieur de la parure renferme souvent des feuilles d’intissé, des blocs de mousse de carénage, des points ou lignes de colle, parfois des agrafes et parfois un cadre métallique.

[0006] Dans le cadre d’une démarche éco-responsable, il est recherché d’éliminer, de la composition de ces matelas, la mousse, la colle, le cadre métallique, les agrafes ainsi que les feuilles d’intissé.

[0007] Une telle démarche est de plus, de nature à réduire les coûts d’approvisionnement et de production. [0008] Ceci permet de proposer un matelas écologique constitué quasi-exclusivement de matières naturelles, en dehors des ressorts, ou issues de filières de revalorisation ou de recyclage, ce qui permet aussi une réduction de l’empreinte carbone.

[0009] L’une des contraintes de fabrication et d’assemblage est d’assurer le dimensionnement, la stabilité et la parfaite géométrie du matelas. En matière de mesure et contrôle du dimensionnement, les normes ne tolèrent qu’une marge d’erreur de 1 cm en ce qui concerne la longueur et largeur du matelas.

[0010] Selon les méthodes de fabrication et d’assemblage connues, il n’est pas facile d’assurer ce dimensionnement, cette stabilité et cette géométrie, par un assemblage uniquement de la nappe ou de la carcasse de ressorts et du coutil, c’est-à-dire le revêtement en tissu épais, que ce soit par empochage de la nappe dans le coutil ou par capitonnage de l’ensemble nappe et coutil, une fois assemblé.

[0011] La nécessaire souplesse et l’élasticité de la nappe de ressorts, en particulier les ressorts ensachés, est sensible, notamment dans le sens de la longueur du matelas lorsque les bandes de ressorts sont assemblées dans le sens de la longueur. La nappe est à risque de se rétracter ou s’étirer avec plus ou moins de force, selon la taille et le nombre de ressorts assemblés, lorsque l’on fait pression depuis le bord ou lorsque l’on appuie sur la nappe depuis le dessus.

[0012] Selon les solutions les plus répandues, le dimensionnement, la stabilité et la géométrie sont assurées par la mise en place d’un cadre en acier attaché sur chacune des faces de la nappe ou de la carcasse, ou par carénage à l’aide de blocs de mousse, bordant les tranches de la nappe ou de la carcasse, et collés à une feuille d’intissé sur chaque face de la suspension.

[0013] Pour les matelas composés de nappes de ressorts ensachés de grande dimension, le cadrage, seul, peut ne pas suffire. La pression plus ou moins forte exercée par les ressorts, selon leur hauteur, tord la bande latérale du cadrage positionnée dans le sens de la longueur soit vers l’extérieur (extension) soit vers l’intérieur (rétractation). Dans ce cas, il est nécessaire de compenser avec l’ajout d’un léger carénage en mousse pour stabiliser la nappe une fois assemblée.

[0014] L’invention propose des solutions à ces difficultés.

Elle consiste en un matelas de literie comprenant une suspension à ressorts définissant un plan de couchage et une parure sur chaque face et sur les tranches. Ce matelas est remarquable car il comprend de plus une toile refermée autour de la suspension et maintenant ladite suspension en compression parallèlement audit plan de couchage, la parure étant placée à l’extérieur de la toile. La toile est définie par son caractère résistant : elle s’étire peu, que ce soit de manière plastique ou élastique, et conserve cette propriété au fil du temps malgré des sollicitations régulières et importantes.

Ainsi, grâce à l’utilisation de la toile, la suspension est maintenue en compression face aux sollicitations imposée au quotidien par les corps des personnes dormant sur le matelas, et la dimension de celui-ci est constance dans le temps. Ainsi, la dimension de la toile quand elle est refermée garantit la dimension du matelas.

Selon des caractéristiques avantageuses et optionnelles,

- la toile peut être un matériau tissé. On évite le liant des matériaux intissé, et on obtient une bonne résistance dans le sens des fils de trame et des fils de chaine.

- la toile peut être en coton, et est par exemple une cretonne. Alternativement une cretonne de chanvre ou de lin est envisageable.

- la toile peut avoir un poids de 120 à 160 g/m2, mais en particulier de 140 g/m2.

- la toile peut être maintenue assemblée autour de la suspension par un agrafage ou une couture, ou les deux. La couture est avantageuse.

- la toile peut être capitonnée de part en part sur la périphérie de la suspension.

- la parure peut comprendre un garnissage.

- la parure peut être capitonnée sur la suspension et peut comprendre une bande latérale ou des bandes latérales cousues avec des plateaux pour les deux faces.

- la toile peut être refermée autour de la suspension avec interposition le long des tranches de la suspension de blocs de mousse ou de couches de ouate et de cretonne.

- la toile peut être refermée autour de la suspension avec interposition sur les faces de la suspension de plaques d’enrobage de confort.

- la toile est refermée autour de la suspension dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur du matelas.

L’invention consiste aussi en un procédé de fabrication ou d’assemblage d’un matelas de literie comprenant la mise en place d’une suspension à ressorts définissant un plan de couchage et l’installation d’une parure sur chaque face de la suspension et sur les tranches de la suspension. Ce procédé est remarquable car il comprend de plus la mise en compression de ladite suspension parallèlement audit plan de couchage et la fermeture d’une toile montée serrée autour de la suspension mise en compression.

Ainsi, la toile maintient les ressorts de la suspension en compression, et assure la longévité du matelas.

Selon des caractéristiques avantageuses et optionnelles du procédé,

- la toile peut être un matériau tissé.

- la toile peut être en coton, et est par exemple une cretonne. Alternativement une cretonne de chanvre ou de lin est envisageable.

- la toile peut avoir un poids de 120 à 160 g/m2, mais en particulier de 140 g/m2.

- la toile peut être maintenue assemblée autour de la suspension par un agrafage ou une couture, ou les deux. La couture est avantageuse.

- la toile peut être capitonnée de part en part sur la périphérie de la suspension.

- la parure peut comprendre un garnissage.

- la parure peut être capitonnée sur la suspension et peut comprendre une bande latérale ou des bandes latérales cousues avec des plateaux pour les deux faces.

- la toile peut être refermée autour de la suspension avec interposition le long des tranches de la suspension de blocs de mousse ou de couches de ouate et de cretonne.

- la toile peut être refermée autour de la suspension avec interposition sur les faces de la suspension de plaques d’enrobage de confort.

- la toile est refermée autour de la suspension dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur du matelas.

- la toile est refermée autour de la suspension avec interposition le long des tranches de la suspension de blocs de mousse ou d’aggloméré de fibres ou de couches de ouate et de cretonne, et la toile est maintenue assemblée autour de la suspension par un agrafage ou une couture, ou les deux.

[0015] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l’invention et dans lequel :

[0016] La figure 1 est une vue en coupe d’un matelas de construction connue.

[0017] La figure 2 est une vue de trois-quarts éclatée du matelas de la figure 1. [0018] La figure 3 est une vue en coupe d’un matelas selon un mode de réalisation de l’invention, en cours de préparation.

[0019] La figure 4A est une vue de trois-quarts du matelas de la figure 3.

[0020] La figure 4B est une vue du matelas des figures 3 et 4A, fini.

[0021 ] La figure 5 est une vue en coupe d’un matelas selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, au même stade que la représentation faite à la figure 3.

[0022] La figure 6 montre un détail de réalisation du matelas de la figure 5.

[0023] La figure 7 montre une étape de fabrication d’un matelas selon l’invention.

[0024] [Fig. 1] Pour les matelas de haut de gamme, une composition connue pour un matelas double face été-hiver est celle représentée en figure 1. La méthode retenue pour le dimensionnement et la stabilité est celle du carénage mousse. La composition avec cadrage n’est pas adaptée pour les matelas utilisés avec cadre articulé de relaxation dans lesquels le cadre se plierait irrémédiablement lorsque le système d’articulation entre en fonctionnement. [0025] La figure 1 montre la composition du matelas : les ressorts ensachés 1 forment une nappe sur chacune des faces de laquelle on a placé une feuille d’ intis sé 2 de grammage 50g /m2, collée en périphérie sur des blocs de mousse 3 formant le carénage, et repliée sur leur flanc. La colle 4 est présente sur la face, en périphérie et s’étend sur le flanc.

[0026] Sur chacune des faces, sur la face d’intissé, est présent une feuille épaisse de mousse constituant un enrobage 5. L’enrobage 5 n’est cependant pas obligatoire. Sa fonction est de donner plus de qualité de confort au matelas. Il est de préférence en mousse mais peut être composé de toute matière, synthétique ou naturelle, utile. Il est collé en périphérie sur la feuille d’intissé. La colle 6 est présente sur la face en périphérie.

[0027] Sur chacune des faces, sur la face extérieure de l’enrobage 5, est présente une feuille d’intissé 7 de 15 g/m2. Elle est collée en périphérie sur l’enrobage 5. La colle 8 est présente sur la face en périphérie.

[0028] Les matières de garnissage, tissus, textiles ou autres, sont insérées dans deux plateaux 9, qui sont fermés par couture et plaqués contre la suspension par des capitons 10 (constitué chacun d’un fil traversant l’assemblage de part en part et d’un bouton placé en surface qui retient le plateau serré contre la suspension). Les capitons sont placés par exemple sur toute la surface, en lignes et en colonnes, selon un réseau rectangulaire à deux dimensions. Un bouton d’une surface peut être relié par un fil commun à un bouton de la surface opposée, disposé au même endroit sur la deuxième face. Les fils passent entre deux ressorts ou à travers un ressort. [0029] [Fig. 2] La figure 2 est une vue de coupe du même matelas, certaines parties étant artificiellement retirées pour permettre de visualiser les parties qu’elles auraient cachées. On voit de plus la bande latérale 11 protégeant le flanc du matelas, attachée par une ganse 12 aux bords des plateaux 9.

[0030] L’ordre d’assemblage est le suivant :

[0031] Étape 1. On procède à la pose des blocs (ou bandes) de mousse 3 pour le carénage en longueur et en largeur, dans une table de compression. Cette table est aussi appelée cadreuse.

[0032] Étape 2. On pose manuellement la nappe constituée par les ressorts 1 déjà solidarisés les uns aux autres. La nappe est amenée légèrement en compression par réglage adapté de la cadreuse. Il n’y a pas de réglage type - la nappe doit être totalement aplanie par pression sans qu’il n’y ait ni trop de résistance, ni d’espace entre la nappe et les blocs de mousse 3 constituant le carénage.

[0033] Étape 3. On colle une feuille d’intissé 2 de 50 g/m2 sur la face été, par le dessus, sur la nappe de ressorts à l’aide de la colle 4.

[0034] Étape 4. On pose et on colle l’enrobage 5, à savoir la matière de confort, à l’aide de la colle 6.

[0035] Étape 5. On colle le voile, qui est une feuille d’intissé 7 de 15 g/m2, à l’aide de la colle 8.

[0036] Étape 6. On retourne l’assemblage.

[0037] Étapes 7 à 9. On répète les étapes 3 à 5 du côté de la face hiver.

[0038] Étape 10. On pose les plateaux 9 - le plateau bas étant déjà assemblé avec la bande 11 constituant la tranche du matelas, en coutil, par couture.

[0039] Étape 11. On effectue le capitonnage (la pose des capitons 10) et on effectue la fermeture par couture de la bande 11 de coutil constituant la tranche du matelas sur la face du haut.

[0040] [Fig. 3] Représenté en figure 3, le nouveau mode de réalisation est un développement significatif. Une enveloppe ou housse pour la nappe de ressorts ensachés est créée. Elle n’utilise pas d’intissé.

[0041] La composition de l’enveloppe ou housse et de la nappe ou carcasse de ressorts est montrée en figure 3, qui est une vue en coupe.

[0042] Ce nouveau matelas à suspension à ressorts 101 est basé sur la création d’une housse en cretonne, ou une autre matière de préférence naturelle, avec faible élasticité et résistance suffisante pour absorber sans déformation dans le temps les mouvements de la nappe de ressorts sans s’étirer. La cretonne est un tissu assez fort, constitué de fils de chanvre, de lin ou de coton sur une armure (l’armure étant le mode d'entrecroisement des fils) de type toile et dont la contexture (entrelacement) est carrée. On choisit par exemple une cretonne de grammage 140 g/m2, ou un tissu de grammage entre 120 et 160 g/m2. On privilégie une cretonne de coton, voire 100% coton.

[0043] H est utilisé un assemblage dans une table à compression mais sans cadrage, et sans carénage, ou alors avec un carénage léger. L’assemblage est effectué sans collage, à l’exception du collage des ressorts ensachés entre eux (pour le cas où la suspension du matelas est constituée d’une nappe de ressorts ensachés).

[0044] L’ordre d’assemblage est le suivant.

[0045] Étape 1. On coud des éléments de la housse de toile en cretonne, en cousant la partie basse, qui est une face rectangulaire 120 aux dimensions de la face de la suspension, à la partie latérale, la bande, constituant le flanc, et en choisissant des dimensions ajustée pour préparer un enfilement serré de la suspension dans la housse. La bande est assemblée en continu avec un recouvrement d’environ 10 cm. Deux des quatre côtés, 121 et 122, sont visibles sur la figure alors que deux autres côtés à 90° sont non visibles sur la figure. Ces côtés sont de la même matière que la face, et ont la dimension de flancs de la suspension. La couture est référencée 119. Elle est effectuée sur l’ensemble du périmètre rectangulaire de la face rectangulaire 120.

[0046] Étape 2. On met en place cette ébauche de la housse de cretonne dans la table de compression

[0047] Étape 3. On pose un enrobage 105 constitué pour l’une des faces, par exemple la face été, dans l’ébauche de la housse dans la table, sans collage de préférence.

[0048] Étape 4. On pose des blocs 103 de mousse, ou d’aggloméré de fibres, ou d’assemblage de ouate et de cretonne pour constituer les flancs de la suspension, sans collage, de préférence, dans l’ébauche de la housse, dans la table. Les dimensions de la housse ont été choisies en sachant que ces flancs seront présents. Us constituent une ceinture périmétrale, qui dans le cas de la mousse est un carénage.

[0049] Étape 5. On pose la nappe ou la carcasse de ressorts 101. La nappe doit être totalement aplanie par pression sans qu’il n’y ait ni trop de résistance, ni d’espace entre la nappe et les éléments 103 constituant les flancs. La table de compression ou cadreuse, compresse la suspension : les ressorts sont compressés perpendiculairement à leur axe, et sont donc prêt à recevoir le poids d’une personne dormant sur le matelas.

[0050] Étape 6. On pose un enrobage 105 constitué pour la face hiver sans collage de préférence sur la nappe ou la carcasse de ressorts et sur les blocs 103.

[0051] Étape 7. On pose la partie haute de la cretonne 123, qui est une face rectangulaire coupée à la bonne dimension, sur la face hiver.

[0052] Étape 8. On ferme l’enveloppe (ou housse) par agrafage sur le pourtour de la partie haute. Les agrafes sont référencées 118. L’agrafage est effectué sur l’ensemble du périmètre rectangulaire de la face rectangulaire de cretonne 123, avec les quatre côtés dont seuls deux sont visibles sur la figure - ils sont référencés 121 et 122.

[0053] La fermeture est effectuée de manière serrée, et la suspension est en conséquence maintenue comprimée parallèlement au plan de la surface de couchage, car l’épaisseur du matelas est plus faible que ses longueur et largeur. La suspension peut être sortie de la cadreuse (ou table de compression). L’enveloppe étant refermée dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur du matelas, la compression parallèlement au plan de la surface de couchage est maintenue dans ces deux dimensions.

[0054] On met en place, éventuellement, une rangée de capitons 130 le long des bords, au droit des blocs 103. Ces capitons sont constitués chacun d’un fil traversant l’assemblage de part en part et d’un bouton placé en surface qui retient la face de cretonne 123 serrée contre les blocs 103). Un bouton d’une surface peut être relié par un fil commun à un bouton de la surface opposée, disposé au même endroit sur la deuxième face. Le fil traverse la mouse. Pour renforcer la stabilité, en l’absence de collage, il est préférable de procéder à ce capitonnage de l’ensemble housse et nappe ressorts, sur le pourtour, au niveau des blocs 103. [0055] [Fig. 4A] La figure 4A montre la suspension dans sa housse, vue de trois-quarts, certaines parties étant artificiellement retirées pour permettre de visualiser les parties qu’elles auraient cachées

[0056] L’enrobage 105 n’est pas obligatoire. Il améliore la stabilité de l’ensemble et a une fonction de confort.

[0057] L’agrafage sur une des faces de l’enveloppe en cretonne (ici la face haute, c’est à dire la face hiver) est envisagé pour assurer la stabilité de l’ensemble lorsque l’on s’assoit sur le matelas, que ce soit sur la face hiver ou la face été. En revanche le matelas reste parfaitement stable avec couture de la cretonne sur une de ses faces (ici la face basse ou face été). Mais il est aussi possible qu’il n’y ait aucun agrafage. [0058] Les dimensions de l’enveloppe déterminent avec fiabilité et reproductibilité la dimension du matelas, selon la longueur de la toile en cretonne et la hauteur de la bande périmétrale en cretonne. La cote des coutures et de l’agrafage du pourtour haut et bas de la housse cretonne assure le dimensionnement et la géométrie de l’ensemble housse et nappe (ou carcasse ressorts).

[0059] On précise que les blocs 103 internes à l’enveloppe peuvent être réalisés sans mousse.

[0060] Les blocs de matière disposés sur le pourtour de de la nappe ou de la carcasse de ressorts peuvent alors être composés de trois couches, parallèles au flanc de la suspension (et donc du matelas) : une couche de cretonne ou coton, une couche de ouate et une nouvelle couche de cretonne, dans cet ordre, et les trois couches étant pré-assemblées par couture. La bande de cet assemblage est en quatre parties - deux longueurs et deux largeurs, avec raccord des quatre parties les unes aux autres dans les coins.

[0061] Ce pain a pour effet de supprimer un effet indésirable sur les bords du matelas, appelé effet tonneau, qui se produit si la nappe de ressorts vient directement au contact de la housse en cretonne. Pour renforcer les coins, en l’absence de mousse de carénage, il est aussi proposé d’insérer des raccords dans les coins pour lisser l’aspect géométrique des bandes de ressorts et combler le vide lié au caractère circulaire du ressort du coin. Mais il est aussi possible de mettre un ensemble de trois couches cretonne, ouate, cretonne sur tout le flanc.

[0062] Le procédé se poursuit ensuite.

[0063] [Fig. 4B] Une fois la nappe ou la carcasse de ressorts insérée et l’enveloppe fermée, les plateaux garnis et la bande latérale de coutil sont disposés autour de cette enveloppe (ou housse) pour terminer l’assemblage du produit par capitonnage et couture. L’enveloppe ou housse a ainsi été préassemblée, serrée, avec la nappe ou la carcasse de ressorts enfermée et compressée avant d’être assemblée ensuite avec les plateaux et la bande pour le capitonnage et la fermeture de l’ensemble équipé de sa parure par couture.

[0064] La figure 4B montre ainsi la mise en place de la suspension, dont la dimension est garantie par la housse, dans le garnissage.

[0065] Étape 9. On pose un plateau garni 109, pour la partie basse avec la bande 111 pour le flanc du matelas déjà assemblée par couture sur les côtés de ce plateau garni 109. Le plateau et la bande constituent, outre un garnissage pour le confort, également une parure pour l’aspect et le toucher. Cette parure est placée à l’extérieur de la toile. [0066] Étape 10. On effectue un capitonnage externe par les plateaux garnis. Comme précédemment, les capitons 140 sont constitués chacun d’un fil traversant l’assemblage de part en part et d’un bouton placé en surface qui retient le plateau serré contre la suspension. Les capitons sont placés par exemple sur toute la surface, en lignes et en colonnes, selon un réseau rectangulaire à deux dimensions. Un bouton d’une surface peut être relié par un fil commun à un bouton de la surface opposée, disposé au même endroit sur la deuxième face. Les fils passent entre deux ressorts ou à travers un ressort.

[0067] Étape 11. On effectue une fermeture par couture de la bande 111 pour le flanc et du plateau garnis pour la partie haute. On met également en place une ganse sur les bords cousus (quatre ganses visibles sur la figure 4B).

[0068] H n’y a pas de retournement au cours du procédé. Il y a dans l’ensemble du produit un agrafage limité, partiel, ou pas d’agrafage du tout.

[0069] [Fig. 5] Le carénage en mousse est avantageux pour les matelas de grande hauteur avec nappes ou carcasses de ressorts 201 superposées, comme représenté en figure 5. Ce carénage est alors constitué de deux bandes de mousse 203 et 204 ou d’aggloméré de fibres, collées ensemble avec une rainure centrale ou des creux pour permettre à la colle de s’étaler. [0070] La figure 5 est ainsi un plan de coupe de la housse pour un matelas de grande dimension obtenu ici par superposition de deux carcasses ressorts. On retrouve une toile en quatre morceaux : 220, 221, 222 et 223, cousue (la couture est référencée 219) ou agrafée, avec des plaques d’enrobage 205, et un capiton 230.

[0071] [Fig. 6] La figure 6 est une vue de coupe du carénage mousse de la figure 5. Les creux 250 sont disposés dans le sens de la hauteur pour éviter un amas de colle lors de l’opération de collage des parties hautes et basses 203 et 204 de la bande de mousse ou d’une autre matière. Une autre solution, éventuellement mise en œuvre conjointement sur le même produit, plutôt que des creux, est de former une rainure 251 sur tout le pourtour, à la jonction des parties haute et basse de la bande.

[0072] Ce procédé s’adapte à tout type et toute dimension de matelas à suspension à ressorts, ensachés ou non.

[0073] [Fig. 7] La figure 7 est une vue de l’enveloppe dont on voit les faces 120 et 121 et du plateau garni 109 et de la bande de coutil 111 au stade de l’assemblage final. On remarque dans cet exemple les différentes matières composant le plateau garni face haut/hiver. L’ensemble est fixé définitivement lors de l’assemblage final du plateau face haut 109 et de la bande latérale 111 par couture.