IT201900005898A1 - Dispositivo e metodo per la pulizia di tessuti, in particolare indumenti, in condizioni estreme - Google Patents

Description

TITOLO: DISPOSITIVO E METODO PER LA PULIZIA DI TESSUTI, IN PARTICOLARE INDUMENTI, IN CONDIZIONI ESTREME

CAMPO DELLA TECNICA

L’invenzione riguarda un dispositivo e un metodo per pulire tessuti, in particolare indumenti in condizioni estreme. Queste condizioni estreme possono essere la mancanza di spazio e in particolare l’assenza di quantità sufficienti d’acqua, come si trovano per esempio nello spazio in stazioni o navi spaziali. Il dispositivo e il metodo proposto sono anche applicabili per risparmiare acqua dove risulta necessario lavare grandi quantità di tessuti, come asciugamani, lenzuola, tovaglie, tovagliette ecc. in alberghi, ospedali o ristoranti.

STATO DELLA TECNICA

Sono immaginabili delle situazioni estreme in cui è necessario lavare o pulire dei tessuti, in particolare indumenti, ma dove non ci sono spazi e/o quantità d’acqua sufficienti per effettuare la pulizia. Un ambiente che è caratterizzato di condizioni estreme, almeno per l’essere umano, è lo spazio. Gli astronauti che partono per lo spazio caricano la nave spaziale con grandi quantità di indumenti puliti che una volta utilizzati diventano rifiuti poiché nello spazio non c’è la possibilità di lavarli. Gli indumenti occupano molto spazio ed è necessario prevedere mezzi di smaltimento di quelli usati. La classica lavatrice non è una soluzione fattibile, l’acqua portato nello spazio occupa spazio, pesa e deve essere utilizzata per scopi più importanti, come per dissetare gli astronauti. La rotazione del tamburo all’interno della lavatrice richiede gravità per poter lavorare. A bordo dell’ISS (Stazione Spaziale Internazionale) gli astronauti portano indumenti speciali antibatterici che possono essere indossati più a lungo che indumenti normali. Indumenti usati non vengono lavati, ma sostituiti da nuovi trasportati nello spazio. Per voli lunghi nello spazio non è possibile fornire alla nave spaziale indumenti nuovi puliti. Naturalmente, per l’astronauta è poco piacevole indossare indumenti sporchi e crea anche problemi dal punto di vista dell’igiene e quindi della salute. Indumenti portati contengono oli e grassi corporei, cellule morte, polvere, sudore e batteri che possono provocare eruzioni cutanee e infezioni e rendono l’ambiente terribile anche per l’odore che comportano. Anche per gli indumenti antibatterici è stato descritto che diventano untuosi e pesanti dopo qualche utilizzo. Il modello di utilità cinese CN205347798 propone una specie di lavatrice atta a lavorare anche in condizioni di microgravità, che però richiede l’apporto di acqua e quindi di caricare la nave spaziale con serbatoi per l’acqua di lavaggio. La UMPQUA Research Company ha cercato di sviluppare una lavatrice a getto d’acqua dal 2011 che è capace di lavorare in assenza di gravità ma che sempre non viene utilizzata per il comportamento avverso dell’acqua in microgravità. La soluzione attualmente applicata è l’utilizzo di indumenti antibatterici che possono aiutare a prevenire infezioni e riducono l’odore, ma eruzioni cutanee si manifestano ancora e gli utenti dopo un po’ di usi si sentono oleosi e pesanti e gli indumenti non possono più essere indossati. Per questo motivo non possono essere portati più a lungo di vestiti usuali e un fornimento degli stessi per l’intera durata di un volo di tre anni occuperebbe troppo spazio. Una soluzione soddisfacente ancora non è stata trovata.

ESPOSIZIONE DELL’INVENZIONE

L’invenzione si pone lo scopo di proporre un dispositivo e un metodo per la pulizia di tessuti, in particolare indumenti, in condizioni estreme, in particolare in condizioni senza fonti d’acqua. Ulteriore scopo dell’invenzione è fornire un relativo dispositivo e metodo che richieda poco spazio. Altro scopo è fornire un dispositivo e un metodo che siano in grado di pulire tessuti, in particolare indumenti, in assenza della gravità.

Ulteriori scopi o vantaggi dell’invenzione saranno evidenti dalla seguente descrizione dell’invenzione.

Lo scopo viene raggiunto da una capsula che comprende

(a) un’entrata e un’uscita per un filo;

(b) una camera attraverso la quale è guidabile detto filo; e

(c) almeno un fluido non newtoniano contenuto in detta camera.

La capsula secondo l’invenzione è ideata per lavare tessuti in forma del filo che li costituisce. Il lavaggio del filo singolo, cioè estratto dalla struttura tessile di un tessuto, permette di ridurre gli spazi per lavare il tessuto e ovviamente riduce le quantità di materiale pulente necessarie per lavare o pulire il tessuto. L’uso di un liquido non newtoniano permette di pulire fili e quindi tessuti se disfatti o sciolti sfilando il filo che li costituisce senza l’utilizzo di acqua, senza l’azione della gravità e questo in un modo che richiede dall’utente, per esempio dall’astronauta, solo poche semplici manipolazioni.

Il termine “filo” comprende fili tessili in genere, che possono essere di natura naturale o sintetica, monofilamenti o multifilamenti, filati, fibre ecc.

A tal proposito è vantaggioso utilizzare fili polimerici a monofilamento che si prestano allo scioglimento del tessuto sfilando il filo che lo compone. Preferibilmente, nel tessuto è contrassegnata un’estremità del filo per individuare meglio il punto di partenza per lo scioglimento.

In una variante vantaggiosa dell’invenzione, il filo è composto di un materiale antibatterico per evitare trattamenti antibatterici particolari durante la pulizia e per evitare o almeno ridurre lo sviluppo di batteri o germi in genere sul tessuto.

Polimeri idonei sono in particolare monofilamenti sintetici con le proprietà di non assorbire lo sporco, ma di lasciare tale sporco sulla superficie del monofilamento così che possa essere completamente raggiunto dal materiale pulente che attraversa. In pratica è preferibile qualsiasi filo senza fessure di alcun tipo, cioè un filo di un materiale compatto con la superficie liscia in modo che tutto lo sporco si possa depositare solo sulla superficie e che così attraversando il materiale pulente esso venga a contatto con tutta la superficie e di conseguenza con tutto lo sporco, intrappolandolo. Polimeri utilizzabili a tale scopo sono per esempio poliammidi come il nylon, poliesteri o simili.

Un multifilamento tende a intrappolare lo sporco negli spazi presenti tra i molteplici filamenti che vanno a formare la fibra o il filo. Di conseguenza facendo passare il multifilamento attraverso il materiale pulente parte dello sporco non viene raggiunto dal materiale pulente e rimane nella fibra. Tali molteplici filamenti vanno a formare una singola fibra essendo arrotolati insieme. Sarebbe possibile utilizzarli srotolandoli appena prima il processo di pulizia, facendo passare ognuno di essi nel materiale pulente singolarmente per poi arrotolarli di nuovo prima di inserirli nel macchinario per la lavorazione a maglia, con il vantaggio dell'ottenimento di una fibra più spessa ma comunque flessibile e morbida. Questo procedimento rallenterebbe il sistema e lo rende più complesso. L’uso di un monofilamento è più conveniente ed efficace. Con prestazioni di pulizia inferiori è comunque possibile utilizzare la capsula e il dispositivo di pulizia secondo l’invenzione anche con multifilamenti. Vantaggiosamente, il tessuto è composto di un filo continuo che è stato sottoposto a una lavorazione a maglia 3D (tridimensionale). Un tale tessuto si presta al recupero del filo continuo sfilandolo dal tessuto. Un tale tessuto è elastico come un tessuto classico e può facilmente essere disfatto sfilando il filo che lo compone. Una volta pulito nella capsula secondo l’invenzione, il filo può essere di nuovo lavorato a maglia per ricreare un tessuto. Il tessuto può avere diverse forme, come per esempio un indumento, un lenzuolo, un asciugamano, una tovaglia o altro. Così dallo scioglimento di un indumento sporco con la successiva pulizia del suo filo può essere ricreato un indumento pulito che è un indumento come quello appena disfatto o un altro indumento di cui ha bisogno l’astronauta. Invece di portare nello spazio gli indumenti pronti all’uso, è possibile trasportare solo i fili che li compongono e/o un numero ristretto di indumenti necessari nello spazio per produrli o riciclarli al momento, ciò che risparmia molto spazio nella nave spaziale. Inoltre, indumenti rotti possono essere riciclati cambiando le parti intatte del filo in qualcosa di nuovo.

In più, il passaggio del filo attraverso un materiale di pulizia di dimensioni ridotte invece di immergere l’intero indumento in un liquido pulente riduce notevolmente il rifornimento di materiali pulenti necessari. Infatti, la fornitura di capsule di pulizia secondo l’invenzione per tre anni occupa per ogni astronauta uno spazio di circa solo 2,3 litri.

La capsula permette il lavaggio senza acqua ed è quindi particolarmente idonea per contesti dove l’acqua scarseggia, come nello spazio, nel ghiaccio, nel deserto. Inoltre può essere conveniente per compagnie che devono lavare grandi quantità di tessuti per risparmiare acqua, ad esempio ospedali e alberghi.

Il fluido non newtoniano applicabile nell’invenzione vantaggiosamente ha una densità idonea all’avvolgere completamente il filo, raggiungere ogni parte della sua superficie ed esercitare una forza sullo sporco presente sul filo sufficiente a permettere al filo di attraversare il materiale, lasciando lo sporco intrappolato nel materiale. L’attraversamento del materiale da parte del filo vantaggiosamente non è causa della frammentazione del materiale, infatti, il materiale preferibilmente rimane un pezzo unico e non lascia particelle o pezzi sopra al filo dopo il passaggio. Qualsiasi materiale con tali caratteristiche può essere utilizzato. Nel caso un materiale differente da un fluido non newtoniano, ma con tali proprietà, venisse identificato, è possibile utilizzarlo. Si definisce fluido non newtoniano (o anche fluido amorfo) un fluido la cui viscosità varia a seconda dello sforzo di taglio che viene applicato. Di conseguenza, i fluidi non newtoniani non hanno un valore definito di viscosità. Molte soluzioni polimeriche sono fluidi non newtoniani, come per esempio una miscela di amido di mais con acqua. Un fluido non newtoniano idoneo può avere l’aspetto di una plastilina che applicando forze elevate si rompe comportandosi come un solido, mentre applicando forze più deboli si comporta come un liquido che avvolge per esempio il filo passante strofinandolo nello stesso momento come un solido togliendo così particelle che si trovano sulla superficie del filo. La persona esperta del ramo individua facilmente fluidi non newtoniani adatti.

Le dimensioni e la forma della capsula possono variare, una forma preferita è una capsula cilindrica. Variare possono anche i materiali che la compongono, può essere fatta, per esempio, di vetro, metallo o materia plastica.

In una variante vantaggiosa dell’invenzione, la camera della capsula comprende inoltre almeno un solvente atto a sciogliere oli e/o grassi, in particolare oli e/o grassi corporei. Preferibilmente, la camera comprende un materiale attraversabile dal filo che è imbevuto di detto solvente. Vantaggiosamente, la camera è suddivisa in almeno due sezioni, la prima contente il solvente atto a sciogliere oli e/o grassi, in particolare un materiale imbevuto con il solvente, e la seconda contenente il fluido non newtoniano. Il solvente può essere anche una miscela di più solventi o una successione di solventi diversi.

La persona esperta del ramo individua facilmente solventi idonei a sciogliere oli e/o grassi. In forma esemplare saranno menzionati alcoli, acetone, etere di petrolio ecc. Preferibilmente, si scelgono solventi non tossici e non irritanti.

Una capsula dotata di un fluido non newtoniano e di un solvente nel senso dell’invenzione, permette di suddividere la pulizia del filo in due passi: un passo è il passaggio del filo all'interno di un materiale che sia un solvente di oli e/o grassi presenti sul filo. Vantaggiosamente il solvente scioglie anche eventuali particelle solide presenti sul filo.

L’altro passo prevede il passaggio attraverso un materiale che non permetta il passaggio di alcuna particella se non del filo, cioè l’attraversamento di un fluido non newtoniano. Vantaggiosamente, il filo attraversa prima il solvente e successivamente il fluido non newtoniano. Questo ordine garantisce una pulizia preliminare del filo anche da particelle ed evita un trasporto di sporcizie nel fluido non newtoniano che perderebbe così velocemente le sue capacità pulenti. Oli o grassi coprenti altre sporcizie passerebbero anche facilmente il fluido non newtoniano.

Vantaggiosamente, i due materiali pulenti sono separati tra di essi tramite un elemento divisorio che separa la camera in due sezioni. L’elemento divisorio può essere una semplice parete o un diaframma atto a evitare il contatto tra i due materiali. L’elemento può essere fatto di qualsiasi materiale idoneo a tale scopo, che facilmente può essere individuato dall’esperto. Ipotizzabili sono, per esempio, materiali di gomma. Preferibili sono ovviamente materiali non tossici. L’elemento divisorio è dotato di un foro per il passaggio del filo che vantaggiosamente ha dimensioni tali da permettere uno strofinamento della superficie del filo senza tagliarlo, eventualmente aiutato da capacità elastiche del materiale scelto per l’elemento, in modo tale da trattenere ulteriori sporcizie nella sezione “solvente”. L’elemento divisorio serve anche a evitare reazioni del solvente con il fluido non newtoniano.

Riassumendo, si può dire che il fluido non newtoniano ritiene le particelle, mentre il solvente rimuove gli oli e grassi.

Per la pulizia con il solvente può essere vantaggioso prevederlo non come liquido ma di imbevere un materiale supporto con esso. Questa variante permette una contemporanea azione di strofinamento del filo ciò che aiuta ad asportare materiali attaccati sul filo ed evita anche un’eccessiva adesione del solvente sul filo che sarebbe poi trasportato nel fluido non newtoniano.

Materiali supporto adatti sono in grado di assorbire il solvente e di avvolgere il filo. Un materiale idoneo è il cotone, ma sono per esempio immaginabili anche fiocchi di qualche altro materiale, granelli tipo sabbia, un mucchio di fili ecc. La persona esperta del ramo individua facilmente materiali adatti a questo scopo.

La capsula può contenere più di due materiali pulenti differenti e quindi combinazioni differenti di tipi di pulizia.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione concerne un dispositivo di pulizia di tessuti, in particolare di indumenti, che comprende

(i) una capsula secondo l’invenzione; e

(ii) un sistema di trasporto atto a far passare il filo attraverso la capsula.

Il sistema di trasporto può essere di vario genere e serve per automatizzare il passaggio del filo attraverso la capsula. Il settore tessile offre a tal proposito una vasta gamma di sistemi più o meno complessi per afferrare e trasportare, in particolare tirare, fili e anche per infilare fili e congiungere due estremità di due fili per ottenere un filo continuo.

Sono anche noti sistemi per disfare tessuti per ottenere il filo che lo compone, come per esempio descritto nella domanda di brevetto messicana MX 2012010090 A che descrive singoli elementi per il trasporto, l’avvolgimento di un filo. Anche il documento EP 1918432 A1 propone un dispositivo per sciogliere un tessuto che previamente è stato composto di una pluralità di fili per permettere il trattamento di più fili contemporaneamente. I sistemi presentati nelle suddette domande non si pongono il problema di pulire un tessuto, nel primo caso la macchina descritta è stata sviluppata solo per recuperare fili da tessuti usati, nel secondo caso il trattamento, che non è una pulizia o un lavaggio, avviene sul tessuto e non sul singolo filo.

In una variante preferita dell’invenzione, il filo proviene dal disfacimento di un tessuto, in particolare di un indumento inseribile/contenuto in detto dispositivo. A tal proposito il dispositivo comprende preferibilmente un vano in cui può essere messo il tessuto da sciogliere. Il sistema di trasporto può contemporaneamente fungere da sistema che tira il filo attraverso la capsula e come sistema che sfila il filo dal tessuto. Vantaggiosamente, il dispositivo di pulizia secondo l’invenzione comprende inoltre a valle della capsula una bobina per avvolgere il filo. Una bobina portante un filo avvolto può comodamente essere inserita in una macchina di lavorazione a maglia per ricomporre dal filo un tessuto, come per esempio un indumento. Un sistema di trasporto combinato nel senso di cui sopra può essere un sistema di trasporto che comprende un motore dotato di un albero ruotabile che porta la bobina. Azionando con il motore la rotazione dell’albero e di conseguenza della bobina, il filo uscente dalla capsula viene avvolto tirando il filo a monte della bobina attraverso la capsula e a monte della capsula sfilando il filo dal tessuto.

Ipotizzabili sono anche sistemi più complessi, come noti nel settore tessile. È anche ipotizzabile non prevedere nessun motore con bobina, ma di utilizzare come sistema di trasporto l’elemento che alimenta una macchina di lavorazione a maglia con un filo per sfilare il filo dal tessuto e per trasportarlo attraverso la capsula per poi introdurlo direttamente nella macchina della lavorazione a maglia. Una tale soluzione diminuisce i tempi, ma è tecnicamente più complicata rispetto all’inserzione della bobina.

Per inserire il filo nella capsula possono essere usati sistemi ad ago con relativa asola. Vantaggioso è una capsula che comprende già un pezzo di filo le cui estremità sporgono dalla capsula per poter comodamente essere fissate su un lato al filo uscente dal tessuto e dall’altro lato sulla bobina o su un’unità che alimenta una macchina per la lavorazione a maglia.

In una variante preferita dell’invenzione, il dispositivo di pulizia comprende inoltre

(iv) a valle della capsula una macchina per la lavorazione a maglia atta a creare secondo un programma memorizzato dal filo pulito uscente dalla capsula un tessuto, in particolare un indumento.

Il tessuto può avere varie forme, oltre a essere un indumento può per esempio essere un lenzuolo, un asciugamano, una tovaglia ecc.

Vantaggiosamente, la macchina per la lavorazione a maglia è una macchina 3D. Il mercato offre una vasta gamma di macchine idonee, come per esempio il modello Kniterate della ditta Kniterate di California (USA). Vantaggiose sono macchine con un numero di gauge più alto possibile. Maggiore è il numero di gauge, minore dovrà essere il numero di strati di tessuto da sovrapporre per eliminare la trasparenza.

Vantaggiosamente, il dispositivo di pulizia secondo l’invenzione comprende inoltre una guida a monte della capsula, per esempio un nastro gommoso o una fessura o insenatura in una parete che separa la zona dello scioglimento del tessuto, dalla zona di pulizia del filo. Tale guida ha lo scopo di afferrare ovvero incanalare il filo e di garantire che il filo passi nella zona di pulizia, in particolare nella capsula solo una volta snodato.

Sarebbe possibile utilizzare molteplici fibre o fili per la lavorazione a maglia, ad esempio più di un monofilamento. Infatti, le macchine per la lavorazione a maglia che utilizzano più di un filo procedono più velocemente. Ciò renderebbe la procedura di rifacimento del tessuto più veloce ma renderebbe quella di disfacimento molto più lenta e complicata.

In una variante dell’invenzione, il dispositivo di pulizia comprende inoltre un’unità con proprietà antibatteriche, in particolare una lampada UV. Tale unità può essere di vario genere e permette di eliminare specificamente anche batteri dal filo. Tale unità possono essere materiali con attività antibatteriche attraverso i quali il filo viene passato, per esempio all’interno di un’ulteriore sezione creata a tal proposito nella capsula, oppure da una semplice lampada a raggi ultravioletti (UV) che evita di creare ulteriori rifiuti di materiali contenuti nella capsula.

Un altro aspetto dell’invenzione riguarda un metodo per la pulizia di tessuti, in particolare di indumenti, che comprende le seguenti fasi:

(I) preparazione di un filo continuo disfacendo un tessuto, in particolare un indumento, (II) passaggio del filo attraverso almeno un materiale pulente, e

(III) produzione con il filo pulito uscente dal trattamento della fase (II) un tessuto, in particolare un indumento.

Questo concetto di disfare un tessuto, di pulire il filo così ottenuto e di ricomporre un tessuto dal filo pulito permette di ridurre notevolmente gli spazi necessari alla pulizia o al lavaggio e di ridurre in forma significativa le quantità di materiale pulente necessario. Sono ipotizzabili vari materiali pulenti la cui scelta è dettata dai tipi di sporcizia che si trovano sul tessuto. In una variante molto preferita dell’invenzione nella fase (II) il filo attraversa un fluido non newtoniano e opzionalmente un solvente atto a sciogliere oli e/o grassi e/o viene trattato opzionalmente con raggi UV. A tal proposito il metodo di pulizia secondo l’invenzione può vantaggiosamente essere implementato utilizzando la capsula o il dispositivo di pulizia secondo l’invenzione. Il fluido non newtoniano, in particolare in combinazione con un solvente atto a sciogliere oli e/o grassi si è dimostrato molto idoneo per la pulizia di tessuti come indumenti, asciugamani o lenzuola da sporcizie corporee.

L’invenzione riguarda anche in modo generale la pulizia o il lavaggio di oggetti, in particolare fili e tessuti, con un fluido non newtoniano e opzionalmente con un solvente atto a sciogliere oli e/o grassi. Una tale pulizia evita l’uso del tradizionale sistema acqua-detergente.

Un ultimo aspetto dell’invenzione riguarda l’uso della capsula, del dispositivo di pulizia e del metodo in condizioni di microgravità o senza gravità, in particolare nello spazio su navi o stazioni spaziali. Capsula, dispositivo e metodo per il loro funzionamento non richiedono la presenza di gravità.

Le caratteristiche descritte per un aspetto dell’invenzione possono essere trasferiti mutatis mutandis all’altro aspetto dell’invenzione.

Tutti gli svantaggi delle soluzioni dello stato dell’arte sono stati superati dalla presente invenzione. L’invenzione si basa su un concetto che non richiede grandi quantità d’acqua o di materiale pulente in genere ed evita di usare il sistema acqua-detergente della lavatrice classica. Il sistema permette di rimuovere ogni particella di sporcizia dal tessuto. Sono richiesti solo piccoli rifornimenti di indumenti perché possono essere puliti e usati tante volte quante sono necessarie. L’intero sistema è compatto, prevalentemente automatizzato e non richiede praticamente manutenzione. Ogni componente, ad eccezione delle capsule di pulizia, è riutilizzato e quindi non si pone il problema dello smaltimento di rifiuti in maniera significativa.

Gli scopi e i vantaggi detti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di un preferito esempio di esecuzione dell'invenzione data a titolo indicativo, ma non limitativo.

Varianti dell’invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione del preferito esempio di esecuzione della capsula, del dispositivo di pulizia, del metodo di pulizia e del loro uso secondo l’invenzione viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento agli allegati disegni. In particolare si fa presente che le dimensioni, i materiali, il numero e la forma dei componenti della capsula e del dispositivo e la loro configurazione possono variare senza deviare dal concetto inventivo e uscire dall’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

Breve descrizione dei disegni

La fig.1 illustra in una vista in sezione un esempio esecutivo della capsula secondo l’invenzione.

La fig.2 illustra in una rappresentazione schematica un esempio esecutivo del dispositivo di pulizia secondo l’invenzione.

La fig.3 illustra in un diagramma a blocchi un esempio esecutivo del metodo di pulizia secondo l’invenzione.

Descrizione dell’esempio esecutivo

La fig. 1 illustra in una vista in sezione un esempio esecutivo della capsula 10 secondo l’invenzione. La capsula 10 è un tubo cilindrico che presenta su un’estremità un primo foro 11 come entrata e sull’altra estremità un secondo foro 13 come uscita per un filo 12 passante attraverso la capsula 10. La capsula 10 è suddivisa da una parete gommosa 18 in due sezioni. La parete gommosa 18 presenta un terzo foro 19 per permettere il passaggio del filo 12 da una sezione all’altra. La prima sezione comprende cotone imbevuto di alcol etilico 14 atto a sciogliere oli e grassi e altre sostanze presenti sul filo 12. La seconda sezione comprende un fluido non newtoniano 16 atto a eliminare particelle presenti sul filo e non già trattenute dal cotone 14 o dal foro 19 della parete gommosa 18 o dall’entrata 11.

La fig. 2 illustra in una rappresentazione schematica un esempio esecutivo del dispositivo di pulizia secondo l’invenzione. Si notano gli elementi principali del dispositivo. Un tessuto 20 viene disfatto o sciolto producendo il filo 12 che viene guidato da una guida 22, per esempio un nastro gommoso, che garantisce il solo passaggio di un filo snodato, in una capsula 10 come rappresentata nella figura 1 dove avviene la pulizia del filo 12 che esce dalla capsula 10 pulito per essere avvolto su una bobina 24 situato su un albero ruotabile 26 azionabile da un motore 28. L’azionamento della bobina 24 esercita una forza di trazione sul filo 12 che così viene tirato e trasportato attraverso la capsula 10 e la guida 22. La stessa forza di trazione fa sì che il filo 12 viene sfilato dal tessuto 20. La bobina 24 può essere inserita in una macchina per la lavorazione a maglia (non rappresentata) per ricomporre un tessuto.

Il sistema di pulizia sopra descritto può essere contenuto in una carcassa metallica (non rappresentata), per esempio di dimensioni di solo 20 x 40 x 20 cm, con una parete che suddivide l’interno in due sezioni principali, una più grande dell’altra. Nella sezione maggiore vuota si mette il tessuto 20, come per esempio l’indumento di un astronauta, mentre l’altra è la sezione di lavaggio o pulizia che comprende il motore 28, per esempio un motore a 12 Volt, a cui è amovibilmente collegato la bobina 24 su il relativo albero 26 e la capsula 10. La guida 22 si trova tra le due sezioni e garantisce il solo passaggio di un filo 12 snodato. La capsula viene disposta in modo tale che possa facilmente essere sostituita in caso di esaurimento dei materiali pulenti ivi contenuti.

Il lavaggio con il dispositivo è molto semplice. Il tessuto 20 viene messo nel compartimento principale. Si colloca una bobina 24 vuota sull’albero 26 del motore 28 e si inserisce una capsula 10 fresca o non ancora esaurita che prevede un pezzo di filo all’interno che sporge dalla stessa. Un’estremità del filo che sporge da un’estremità della capsula 10 viene fissata sulla bobina 24. L’estremità che sporge dall’altra estremità della capsula 10 viene agganciata al filo sciolto che deriva dallo scioglimento del tessuto 20. A tal proposito l’estremità del filo sciolto 12 può essere colorata per essere più facilmente individuabile. Il filo sciolto 12 viene passato al di sotto della guida 22 posto per esempio su una parete (non rappresentata) che divide i compartimenti principali del dispositivo. Si accende il motore 28 che mette in rotazione la bobina 24. Il filo attaccato alla bobina 24 tira avvolgendosi sulla bobina 24 il filo 12, disfacendo l’intero tessuto 20 e tirando il filo 12 attraverso la capsula di pulizia. Dopo 2 a 15 minuti, il tempo impiegato dipendente dalla grandezza del tessuto, una bobina 24 di filo pulito è pronta. La bobina 24 viene prelevata e disposta in una macchina per la lavorazione a maglia 3D che realizza dal filo pulito il tessuto appena sciolto o un altro.

Per usare il dispositivo rappresentato nella figura 2, l’indumento sporco viene messo nel dispositivo dove l’indumento viene disfatto sfilando il filo che lo compone. Il filo ottenuto viene passato attraverso una serie di materiali di pulizia all’interno della capsula. Il filo così pulito viene avvolto su una bobina. La bobina viene inserita in una macchina per la lavorazione a maglia 3D e viene ricreato un indumento.

La figura 3 illustra in un diagramma a blocchi un esempio esecutivo del metodo di pulizia secondo l’invenzione. In una prima fase 100 avviene lo scioglimento di un tessuto di maglieria ottenendo il filo continuo sciolto. Nella fase successiva 102 il filo sciolto viene passato attraverso una serie di strati pulenti, come per esempio uno strato con cotone imbevuto di alcol etilico 14 e uno strato di un fluido non newtoniano 16. Segue nella terza fase 104 l’irradiamento del filo con raggi UV. Il metodo si conclude con la fase 106 in cui il filo trattato nelle fasi 102 e 104 viene lavorato a maglia per ottenere un tessuto.

Il dispositivo presentato è compatto, poco complesso ed economico costando meno del 17 % dei costi da affrontare per comprare indumenti e asciugamani antibatterici per una squadra di sei astronauti per una missione di tre anni. Il volume di circa 986 litri occupato dal dispositivo è all’incirca il 37 % dello spazio occupato solo dalle mutande e calzini per la squadra.

Il prezzo è approssimativamente di 22.500 US$ includendo l’acquisto del dispositivo di pulizia, delle macchine per la lavorazione a maglia e del rifornimento di indumenti e asciugamani, lenzuola per una squadra di sei persone per tre anni.

Diversi tests sono stati eseguiti ottenendo risultati soddisfacenti in termini di pulizia (e odore) di tessuti e in termini della qualità “costruttiva“ del tessuto/indumento rifatto.

Un filo esemplare idoneo per implementare l’invenzione sono i monofilamenti antibatterici in nylon della Fujian Jiayi Chemical Fiber CO. in Giappone con un costo di 2,00 – 2,50 US$ / kg.

La macchina per lavorazione a maglia Kniterate permette la produzione di indumenti in un unico pezzo senza dover tagliare tessuti e senza avere bisogno di cuciture.

Il dispositivo di pulizia senza la macchina per la lavorazione a maglia è poco costoso e producibile con meno di 50 US$. I componenti sono economici e facilmente reperibili sul mercato. Il dispositivo è velocemente assemblabile, in meno di un’ora. Il sistema è automatizzabile. L’unica manutenzione necessaria è la sostituzione della capsula quando è esaurita o dopo il cambio del tessuto. Tale sostituzione chiede pochi secondi di tempo.

Una capsula è producibile con circa 0,1 US$. Ogni astronauta ha bisogno di circa 3.200 capsule per un volume di spazio di complessivamente 2,3 litri. Le capsule possono anche essere assemblate e riempite a mano. Un operario impegna per 3.200 capsule circa 53 ore. Il fornimento di capsule per un’intera squadra di sei persone per tre anni ammonta a circa 5.400 US$. Questi numeri sono raggiungibili perché la capsula può assumere anche dimensioni molto piccole senza perdere efficacia nella pulizia.

Un fluido newtoniano esemplare utilizzabile è la “Pasta Intelligente” distribuita dalla NETADDICTION Srl di Terni (Italia.) come plastilina da gioco o la pasta “Thinking Putty” da Crazy Aaron’s (USA).

In fase esecutiva, alla capsula, al dispositivo e metodo di pulizia e al loro uso, oggetto dell’invenzione, potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Capsula (10) comprendente (a) un’entrata (11) e un’uscita (13) per un filo (12); (b) una camera attraverso la quale è guidabile detto filo (12); e (c) almeno un fluido non newtoniano (16) contenuto in detta camera.
2. 2) Capsula (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta camera comprende inoltre almeno un solvente (14) atto a sciogliere oli e/o grassi, in cui il solvente preferibilmente è presente in forma di un materiale imbevuto con il solvente, e dal fatto che detta camera è suddivisa in almeno due sezioni, una prima sezione contente detto solvente (14), e una seconda sezione contenente detto fluido non newtoniano (16).
3. 3) Capsula (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2 caratterizzata dal fatto che detto filo (12) è un monofilamento polimerico.
4. 4) Dispositivo di pulizia di tessuti (20), in particolare di indumenti, comprendente (i) una capsula (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3; (ii) un sistema di trasporto (24, 26, 28) atto a far passare detto filo (12) attraverso detta capsula (10).
5. 5) Dispositivo di pulizia secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detto filo (12) proviene dal disfacimento di un tessuto (20), in particolare di un indumento inseribile/contenuto in detto dispositivo e dal fatto che detto dispositivo di pulizia comprende inoltre (iii) a valle di detta capsula (10) una bobina (24) per avvolgere detto filo (12), e in cui detto sistema di trasporto (24, 26, 28) comprende un motore (28) dotato di un albero ruotabile (26) che porta detta bobina (24).
6. 6) Dispositivo di pulizia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 o 5 caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre (iv) a valle di detta capsula (10) una macchina per la lavorazione a maglia atta a creare secondo un programma memorizzato dal filo (12) pulito uscente da detta capsula (10) un tessuto, in particolare un indumento.
7. 7) Dispositivo di pulizia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 caratterizzato dal fatto di comprendere un’unità con proprietà antibatteriche, in particolare una lampada UV, che è attraversabile da detto filo.
8. 8) Metodo per la pulizia di tessuti (20), in particolare di indumenti, comprendente le seguenti fasi: (I) preparazione di un filo continuo (12) disfacendo un tessuto (20), in particolare un indumento, (II) passaggio di detto filo (12) attraverso almeno un materiale pulente (14, 16), e (III) produzione con il filo (12) pulito uscente dal trattamento della fase (II) un tessuto, in particolare un indumento.
9. 9) Metodo per la pulizia secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che nella fase (II) il filo (12) attraversa un fluido non newtoniano (16) e opzionalmente un solvente (14) atto a sciogliere oli e/o grassi e/o viene trattato opzionalmente con raggi UV.
10. 10) Uso della capsula (10), del dispositivo di pulizia e del metodo di pulizia in condizioni di microgravità o senza gravità, in particolare nello spazio su navi o stazioni spaziali.