IT201800020647A1 - Procedimento per la realizzazione di membrane impermeabili e traspiranti per calzature o capi di abbigliamento e membrana ottenuta - Google Patents

Description

TITOLO

PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI MEMBRANE IMPERMEABILI E TRASPIRANTI PER CALZATURE O CAPI DI ABBIGLIAMENTO E MEMBRANA OTTENUTA

CAMPO DELL'INVENZIONE

Il presente brevetto è attinente alle membrane impermeabili per calzature e capi di abbigliamento, ed in particolare concerne un nuovo procedimento per la realizzazione di membrane impermeabili e traspiranti per calzature o capi di abbigliamento in genere e membrana ottenuta da suddetto procedimento.

STATO DELLA TECNICA

Sono note le calzature impermeabili e traspiranti, costituite di una suola destinata ad entrare in contatto con il suolo, unita ad una tomaia destinata a rivestire il piede ed eventualmente anche parte della caviglia e della gamba dell'utilizzatore.

Le calzature possono essere prodotte con svariati tipi di materiali.

Negli ultimi anni si è sviluppata la tecnologia di materiali aventi caratteristiche di impermeabilità e traspirabilità.

Sono noti materiali impermeabili di natura sintetica e aventi una struttura microforata tale da permettere il passaggio di aria, impedendo il passaggio dell'acqua e dell'umidità, garantendo quindi l'impermeabilità all'acqua e allo sporco, pur permettendo la traspirabilità.

Sono anche noti materiali impermeabili cosiddetti idrofilici, aventi una struttura molecolare con particolari proprietà in grado di permettere la traspirazione, pur garantendo l'impermeabilità.

Sono noti materiali impermeabili e traspiranti realizzati con un sottile strato ad esempio di poliuretano microforato, accoppiato ad uno strato di supporto che conferisca al materiale una determinata consistenza per permetterne la lavorabilità.

Tali materiali sono utilmente utilizzati per realizzare membrane di rivestimento per calzature impermeabili, ma anche per capi di abbigliamento in genere.

Sono note calzature dove internamente alla tomaia, che a sua volta può essere realizzata in qualunque materiale traspirante come tessuti naturali o sintetici, è applicata una membrana di rivestimento impermeabile e traspirante, ad esempio costituita come una sorta di calza, con o senza una parte inferiore che riveste internamente la suola.

Attualmente detta membrana di rivestimento, eventualmente ma non necessariamente a sua volta accoppiata ad uno o più ulteriori strati o fodere, è realizzata a partire da fogli in materiale impermeabile e traspirante come sopra descritto.

Nel caso di un foglio singolo in forma bidimensionale, questo viene sagomato e curvato in modo da assumere la forma tridimensionale corrispondente alla forma tridimensionale della tomaia.

Nel caso di due fogli in forma bidimensionale, essi sono realizzati con forme sostanzialmente speculari, a formare i due fianchi della membrana e che vengono poi uniti sia anteriormente che posteriormente, in modo in modo da assumere la forma tridimensionale corrispondente alla forma tridimensionale della tomaia. I lembi da unire vengono normalmente accostati tra loro e cuciti, ad esempio con le note tecniche di cucitura a zig zag. Per garantire l'impermeabilizzazione, però, occorre poi procedere ad otturare in modo ermetico i forellini delle cuciture, ad esempio mediante applicazione di colla o mediante termonastratura, che consiste nella termosaldatura di nastri in materiale termoadesivo impermeabile applicati lungo tutti i lembi cuciti.

L'operazione di formatura della membrana richiede quindi l'esecuzione di almeno due operazioni ben distinte, ossia cucitura e termonastratura, con i seguenti inconvenienti: la membrana viene prima forata e poi resa nuovamente impermeabile; viene utilizzato un processo la cui buona riuscita dipende molto dalle abilità dell'operatore; i parametri di funzionamento della macchina per la termonastratura vengono influenzati in modo consistente dalle condizioni ambientali in cui la macchina opera, come ad esempio da temperatura dell'ambiente e umidità dell'aria, rendendo così il processo poco standardizzabile e difficilmente automatizzabile.

E' anche nota la tecnologia secondo la quale una membrana in forma bidimensionale viene laminata e saldata direttamente all'interno di una tomaia tramite un processo ad alta frequenza. In questo caso il processo di saldatura non è però integrato nel ciclo produttivo del prodotto finito, andando ad aumentare i tempi di produzione e i costi del processo. Inoltre, questa tecnologia richiede l'uso di elettrodi di saldatura specificatamente progettati e sviluppati per ciascun modello di calzatura o prodotto in genere da realizzare, comportando ulteriori costi aggiuntivi.

SINTESI DELL'INVENZIONE

Per risolvere tutti i suddetti inconvenienti si è studiato e realizzato un nuovo procedimento per la realizzazione di membrane impermeabili e traspiranti per calzature o capi di abbigliamento e membrana ottenuta dal procedimento suddetto.

Il nuovo procedimento prevede l'utilizzo di macchine a ultrasuoni per eseguire la termosaldatura di membrane "waterproof ", ossia membrane impermeabili e traspiranti, costituite di almeno un foglio in materiale impermeabile, ad esempio in poliuretano microforato, accoppiato ad almeno un foglio di supporto, ad esempio in tessuto non tessuto (TNT), sagomati e saldati a formare una membrana tridimensionale.

Compito principale del nuovo procedimento è quello di ottenere una membrana impermeabile avente migliori caratteristiche meccaniche, poiché la tenuta lungo le saldature è maggiore rispetto alle cuciture tradizionali.

Altro importante scopo del nuovo procedimento consiste nel fatto di ridurre il numero di operazioni complessive per ottenere una membrana di forma tridimensionale impermeabile e traspirante.

Altro scopo del presente trovato è quello di realizzare membrane di forma tridimensionale, impermeabili e traspiranti eseguendo operazioni più stabili e riproducibili rispetto alla termonastratura che ha gli inconvenienti sopra citati.

Altro scopo è quello di ridurre i costi, in particolare i costi di materiale poiché sono eliminati i costi relativi al filato per le cuciture e ai nastri per la termonastratura.

Inoltre, la membrana che si ottiene è anche traspirante su tutta la sua superficie poiché, a differenza della termonastratura, l'impermeabilizzazione è ottenuta senza aggiungere materiale che ne riduca la traspirabilità.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Il presente procedimento è attuabile per realizzare vari tipi di membrana impermeabile, ad esempio membrane note come "idrofiliche" o membrane note come "microporose", in funzione delle dimensioni dei microfori e dello spessore.

Il tipo di membrana ottenuta dipende dalla tipologia di prodotto che sì vorrà impermeabilizzare e alle caratteristiche desiderate di impermeabilità e traspirabilità.

Il procedimento di realizzazione di una membrana di rivestimento impermeabile e traspirante prevede quindi le seguenti fasi:

predisposizione di almeno un foglio in materiale impermeabile o "waterproof ", ad esempio del tipo microporoso o idrofilico, ad esempio ma non esclusivamente in poliuretano microforato, dove detto almeno un foglio ha spessore e caratteristiche predeterminate in funzione del prodotto da ottenere;

accoppiamento di detto almeno un foglio impermeabile con almeno un foglio di supporto, utile a rendere detto foglio impermeabile atto ad essere lavorato con tecnologia ad ultrasuoni, dove detto foglio di supporto è ad esempio ma non esclusivamente in tessuto non tessuto con peso per esempio di 50 g/m2; anche in questo caso detto foglio di supporto avrà caratteristiche scelte in funzione delle caratteristiche di impermeabilità e traspirabilità del prodotto finito da ottenere; da detto accoppiamento si ottiene un foglio di seguito chiamato foglio accoppiato; <1>

sagomatura di detto foglio accoppiato; saldatura dei lembi di detto almeno un foglio accoppiato per dargli una forma tridimensionale voluta, e dove detta saldatura avviene mediante tecnologia ad ultrasuoni.

Esempi non limitativi di dispositivi utilizzabili per eseguire detta saldatura ad ultrasuoni sono: macchina saldatrice ad ultrasuoni; pistola ad ultrasuoni.

Ad esempio, è possibile utilizzare una macchina ad ultrasuoni comprendente un sonotrodo e una rotella di contrasto che possono ruotare alla medesima velocità oppure possono essere programmati per ruotare a velocità differenti, secondo parametri programmati. Quest'ultima tipologia di programmazione delle velocità garantisce che la saldatura possa essere efficacemente eseguita su membrane di vario tipo, anche eventualmente accoppiate con ulteriori strati di materiale o tessuto in genere.

Nel caso in cui venga ad esempio utilizzata una macchina ad ultrasuoni, una volta impostati i parametri di funzionamento della macchina, i lembi del/i foglio/i accoppiato/i da saldare devono essere sovrapposti, dove la larghezza delle parti sovrapposte è generalmente di 4 mm ± 2 mm, in funzione della tenuta meccanica da ottenere.

Detti lembi sovrapposti vengono fatti scorrere sotto detto sonotrodo della macchina che emette ultrasuoni ad una frequenza impostata. In questo modo si ottiene la saldatura dei lembi del/i foglio/i accoppiato/i, realizzando una membrana impermeabile e traspirante avente la forma tridimensionale voluta e che può essere applicata al prodotto semilavorato da impermeabilizzare.

Ad esempio, nel caso di una calzatura, è possibile sagomare e saldare uno o più di detti fogli accoppiati in modo da dargli la forma sostanzialmente di una calza, con o senza una parte inferiore corrispondente ad una suola.

Sempre nel caso esemplificativo di una calzatura, dopo la sagomatura, applicazione e saldatura ad ultrasuoni di detto almeno un foglio accoppiato alla superficie laterale della tomaia da impermeabilizzare, è possibile rendere impermeabile anche la parte inferiore della tomaia, corrispondente sostanzialmente alla suola, mediante una nota costruzione cosiddetta a "gasket". Nel caso in cui venga invece ad esempio utilizzata una pistola a ultrasuoni, uno o più fogli accoppiati in forma bidimensionale vengono dapprima applicati al prodotto semilavorato da rivestire e impermeabilizzare e poi vengono saldati'lungo i loro lembi sovrapposti, dove tali lembi sovrapposti hanno ad esempio una larghezza di 5 mm.

In quest'ultima soluzione di esecuzione del metodo, detti uno o più fogli accoppiati in forma bidimensionale possono quindi essere laminati direttamente sul prodotto da impermeabilizzare con estrema facilità e precisione, ad esempio utilizzando una pressa e uno strato di colla o "hot melt" sul foglio accoppiato.

Successivamente a tale applicazione, verrà eseguita la saldatura ad ultrasuoni.

Il procedimento, in questo caso, comprende in sintesi le seguenti fasi:

predisposizione di almeno un foglio impermeabile o "waterproof ";

applicazione di colla su detto almeno un foglio impermeabile;

accoppiamento con almeno un foglio di supporto a formare almeno un foglio accoppiato; laminazione sul prodotto da impermeabilizzare; saldatura dei lembi di detto almeno un foglio accoppiato mediante sovrapposizione dei lembi da saldare e saldatura ad ultrasuoni, con detta pistola ad ultrasuoni.

Per evitare di danneggiare il prodotto finito, è possibile prevedere l'applicazione di uno strato sottile di protezione in corrispondenza della zona di saldatura. Detto strato di protezione è ad esempio realizzato in PTFE.

In una possibile forma realizzativa, detta colla viene applicata su detto foglio accoppiato secondo una disposizione particolare, che garantisce un'adesione completa e sicura tra il foglio accoppiato e la superficie del prodotto da impermeabilizzare, inoltre garantendo un'adeguata traspirabilità.

E' infatti noto l'utilizzo di colle per vincolare uno strato impermeabilizzante ad una superficie da impermeabilizzare.

La spalmatura della colla comporta però una riduzione drastica della traspirabilità del prodotto finito.

In alternativa, la colla viene applicata solo su alcuni punti, rendendo però così l'adesione non completa e non precisa.

Secondo un'ulteriore possibile alternativa, lo strato impermeabilizzante viene cucito al prodotto da impermeabilizzare, comportando così l'applicazione di ulteriori nastri di impermeabilizzazione delle cuciture.

Il presente procedimento prevede invece l'applicazione di detta colla adesiva a caldo o "hot melt" a punti per accoppiare detto foglio accoppiato al prodotto da impermeabilizzare.

Detta applicazione a punti prevede di applicare la colla in modo che tali punti di colla, aventi dimensioni mediamente dell'ordine del millimetro, siano omogeneamente distribuiti sulle superfici da incollare e in modo che la percentuale di superficie su cui è applicata la colla sia inferiore ad un valore massimo predeterminato, tale da garantire la sufficiente traspirabilità del foglio accoppiato.

Il procedimento di incollaggio mediante applicazione "a punti" di colla o "hot melt" prevede quindi le seguenti fasi:

- predisposizione di una superficie di un prodotto o di. una fodera di un prodotto da impermeabilizzare;

predisposizione di almeno un foglio accoppiato con applicazione di "hot melt" a punti su detto almeno un foglio accoppiato;

sagomatura di detto almeno un foglio accoppiato; accoppiamento di detto almeno un foglio accoppiato a detta superficie o fodera mediante pressatura ad una temperatura idonea per la termofusione della colla.

In questo caso, detto almeno un foglio accoppiato risulta quindi saldato e applicato già al prodotto semilavorato o alla fodera con la massima precisione e senza pieghe della membrana stessa.

Tramite tecnologia a ultrasuoni e con delle membrane "waterproof" lavorate come precedentemente descritto, il nuovo procedimento permette quindi di realizzare prodotti impermeabili e traspiranti.

La tecnologia a ultrasuoni va quindi a sostituire l'attuale processo di cucitura e termonastratura o il processo di saldatura ad alta frequenza.

Il processo di impermeabilizzazione tramite ultrasuoni risulta più efficiente, più economico, più ripetibile e semplice da eseguire, e permette di ottenere prodotti finiti di qualità superiore.

Inoltre membrane lavorate in questo modo, conferiscono un ottimo livello di leggerezza e comfort al prodotto su cui vengono applicate.

La membrana ottenuta dal procedimento descritto comprende quindi: almeno un foglio accoppiato, a sua volta formato da almeno un foglio impermeabile, ad esempio ma non esclusivamente in poliuretano microforato, accoppiato ad almeno un foglio di supporto, ad esempio ma non necessariamente in tessuto non tessuto, e dove detto almeno un foglio accoppiato è sagomato e saldato per realizzare una forma tridimensionale determinata, e dove uno o più lembi o parti di detto foglio accoppiato sono saldati con tecnologia ad ultrasuoni.

In possibili varianti, detta membrana, così come sopra ottenuta e descritta, comprende anche almeno uno strato di colla o "hot melt" applicato su una superficie di detto almeno un foglio accoppiato e omogeneamente distribuita a punti, per la successiva unione ad una superficie di un prodotto da impermeabilizzare, ad esempio internamente ad una tomaia di calzatura o su una fodera in genere.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le caratteristiche del nuovo procedimento e del prodotto ottenuto saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo. In figura 1 è schematizzato un foglio accoppiato (3) ottenuto dall'accoppiamento tra un foglio (1) impermeabile e un foglio di supporto (2).

In figura 2 è schematizzata una membrana (10) ottenuta dal presente procedimento in forma di calza per il rivestimento interno di una calzatura, dove detta membrana (10) è formata a partire da due di detti fogli accoppiati (3', 3") sagomati a formare due lati speculari della membrana (10) e saldati a ultrasuoni lungo i lembi posteriore (31) e anteriore (32).

La membrana (10) così ottenuta ha ad esempio forma sostanzialmente di una calza, con apertura superiore (34) e inferiore (33).

In figura 3 è schematizzato come sia possibile prevedere l'applicazione di un ulteriore foglio accoppiato (3a) avente sostanzialmente la forma di una suola, saldata ai bordi inferiori (36) di detti fogli accoppiati (3', 3"). In questo modo la membrana ottenuta (10') ha sostanzialmente una forma di calza completa, essendo dotata anche di parte inferiore (B). In un'alternativa non mostrata nelle figure, si prevede che, per impermeabilizzare anche la parte inferiore di una calzatura, si possa procedere invece secondo la nota tecnica di costruzione cosiddetta "a gasket", secondo la quale, in estrema sintesi, una membrana (10) come da figura 2, ossia priva di parte inferiore, viene applicata internamente ad una tomaia e solo successivamente viene applicato un'ulteriore foglio impermeabilizzante in corrispondenza della suola.

In figura 4 è schematizzato un esempio di uso di una pistola ad ultrasuoni (P), utilizzata per saldare all'interno di una tomaia (S) di calzatura un foglio accoppiato (3) sagomato e disposto in modo da formare una membrana (10) ad esempio del tipo mostrato in figura 2.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la realizzazione di una membrana di rivestimento (10) impermeabile e traspirante, per calzature o capi di abbigliamento in genere caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: predisposizione di almeno un foglio in materiale impermeabile o "waterproof" (1); accoppiamento di detto almeno un foglio impermeabile (1) con almeno un foglio di supporto (2) a formare un almeno foglio accoppiato (3); sagomatura di detto almeno un foglio accoppiato (3); saldatura dei lembi (31, 32, 35, 36) di detto almeno un foglio accoppiato (3) per dargli una forma tridimensionale voluta, e dove detta saldatura avviene mediante tecnologia ad ultrasuoni.
2. 2. Procedimento, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto foglio impermeabile (1) e detto foglio di supporto (2) hanno spessore e caratteristiche predeterminate in funzione della membrana (10) da ottenere e della calzatura o capo d'abbigliamento in genere da impermeabilizzare.
3. 3. Procedimento, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto foglio impermeabile (1) è del tipo microporoso o idrofilico.
4. 4. Procedimento, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto foglio di supporto (2) è in tessuto non tessuto.
5. 5. Procedimento per la realizzazione di una membrana di rivestimento (10) impermeabile e traspirante per calzature, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere la sagomatura di uno di detti fogli accoppiati (3) a formare due lati opposti sostanzialmente speculari e la parte anteriore (A) di una calza, e dove i lembi (31) opposti di detto foglio accoppiato (3) sono tra loro saldati con tecnologia ad ultrasuoni per chiudere la parte posteriore (P) di detta calza.
6. 6. Procedimento per la realizzazione di una membrana di rivestimento (10) impermeabile e traspirante per calzature, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere la sagomatura di due fogli di detti fogli accoppiati (3', 3") di forma sostanzialmente speculare, a formare i due lati opposti di una Calza, e dove i lembi (31, 32) di detti fogli accoppiati (3', 3") sono tra loro saldati con tecnologia ad ultrasuoni per chiudere la parte posteriore (P) e la parte anteriore (A) di detta calza.
7. 7. Procedimento come da rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto di comprendere anche la sagomatura di un'ulteriore foglio accoppiato (3a) sostanzialmente secondo la forma di una suola e la saldatura con tecnologia ad ultrasuoni di detto ulteriore foglio accoppiato ai bordi inferiori (36) di detti uno o due fogli accoppiati (3, 3', 3") formanti detta calza.
8. 8. Procedimento come da rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto di comprendere anche la sagomatura di un'ulteriore foglio accoppiato (3a) sostanzialmente secondo la forma di una suola e applicazione di detto ulteriore foglio accoppiato (3a) in detta membrana (10) già applicata all'interno di una tomaia (S).
9. 9. Procedimento come da una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta saldatura ad ultrasuoni avviene mediante macchina ad ultrasuoni dotata di almeno un sonotrodo e di almeno una rotella di contrasto, rotanti in modo sincrono o indipendente.
10. 10 .Procedimento come da una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta saldatura ad ultrasuoni avviene mediante pistola ad ultrasuoni, e dove detta fase di saldatura di detti uno o più fogli accoppiati (3) avviene dopo l'accoppiamento di detti fogli accoppiati (3) alla superficie del prodotto da impermeabilizzare.
11. 11 .Procedimento come da rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere anche la fase di applicazione di .uno strato di protezione in corrispondenza di una o più zone di detta saldatura a ultrasuoni.
12. 12.Membrana impermeabile e traspirante (10) ottenuta dal procedimento come da una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere: almeno un foglio accoppiato (3), a sua volta formato di almeno un foglio impermeabile (1) accoppiato ad almeno un foglio di supporto (2), e dove detto almeno un foglio accoppiato (3, 3', 3", 3a) è sagomato e saldato per realizzare una forma tridimensionale determinata, e dove uno o più lembi (31, 32, 35, 36) o parti di detto foglio accoppiato (3) sono saldati con tecnologia ad ultrasuoni.
13. 13.Membrana impermeabile e traspirante (10), come da rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto di comprendere anche almeno uno strato di colla o "hot melt" (H) applicato su una superficie di detto almeno un foglio accoppiato (3, 3', 3", 3a) e omogeneamente distribuita a punti, per la successiva unione ad una Superficie di un prodotto da impermeabilizzare o di una fodera in genere.