ITAN20010019A1 - Procedimento per lo stampaggio di suole in poliuretano espanso - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“PROCEDIMENTO PER LO STAMPAGGIO DI SUOLE IN POLIURETANO ESPANSO”.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un procedimento per lo stampaggio delle suole in poliuretano espanso nonché le suole ottenute con questo procedimento.
L’uso del poliuretano espanso per la formatura delle suole è alquanto diffuso in quanto le caratteristiche fisiche e meccaniche di questo materiale ben si addicono alle specifiche richieste per questo particolare tipo di manufatti.
Il basso peso specifico del poliuretano espanso, innanzitutto, consente di ottenere suole leggere, anche nel caso di modelli di forte spessore, come ad esempio le suole del tipo a zeppa comunemente utilizzate per le calzature femminili.
Un altro fattore che ha favorito il successo del poliuretano espanso nella fabbricazione di fondi per calzature è senza dubbio quello di poter offrire buone doti antiscivolo e di morbidezza alle suole.
Non vanno, poi, certo dimenticate la semplicità e l’economicità del processo di stampaggio del poliuretano espanso.
Detto processo prevede semplicemente la colata di un dose di poliuretano sul fondo della cavità della matrice dello stampo, che viene poi chiuso e mantenuto serrato fino a quando non è terminata la fase di espansione del poliuretano, prima, e la fase di consolidamento o raffreddamento del pezzo, successivamente. Per favorire la sformatura del pezzo, senza danneggiare la finitura delle sue pareti esterne, è necessario, prima di eseguire detta colata, spruzzare o stendere sulla superficie interna dello stampo uno strato di sostanze cosiddette distaccanti, le quali impediscano al poliuretano di aderire alla pareti della matrice e del coperchio dello stampo.
Per produzioni di grande serie vengono utilizzate solitamente delle piattaforme girevoli, chiamate in gergo “giostre”, lungo il cui bordo perimetrale viene collocata una serie anulari di stampi, la cui apertura e chiusura viene effettuata automaticamente da appositi attuatori.
Attorno a queste “giostre” vengono istallate tre stazioni operative, opportunamente distanziate:
- una corredata di mezzi per la stesura automatica di dette sostanze distaccanti sulle pareti interne dello stampo, aperto; - un’altra, immediatamente a valle della prima, corredata di mezzi per la colata automatica del poliuretano entro la cavità dello stampo, il cui coperchio viene chiuso una volta ultimata la fase di colata;
- un’ultima, opportunamente distanziata dalla seconda, corredata di mezzi per l’apertura automatica dello stampo, dal quale il pezzo viene estratto, a raffreddamento e consolidamento ultimati. In ogni caso, il pezzo stampato è destinato a subire prima un processo di lavaggio, necessario per pulire le sue pareti da eventuali macchie di distaccante e poi ad un processo di verniciatura.
Va detto, però, che il poliuretano espanso a bassa densità, se da un lato può garantire leggerezza e morbidezza, dall’altro non è in grado di offrire una soddisfacente portanza e resistenza meccanica all’abrasione, quest’ultima proprietà essendo particolarmente importante per scongiurare una usura troppo rapida del tacco e del battistrada della suola.
Proprio per questi limiti sono state da tempo ideate e realizzate suole con struttura multistrato, le quali comprendono un corpo stampato in poliuretano espanso ed una pianta di calpestio stampata in gomma od altri materiali dotati di buone proprietà antiusura ed antisdrucciolo.
Siffatte suole, formate per assemblaggio di differenti strati, ciascuno stampato in diverso materiale, sono ovviamente penalizzate dalla complessità e dall’onerosità dei loro processo di fabbricazione.
Scopo della presente invenzione è quello di ideare un procedimento per lo stampaggio di suole in poliuretano espanso, caratterizzato per il fatto di prevedere che la colata di poliuretano espanso avvenga entro un sottile guscio precedentemente termoformato in modo da assumere un forma esattamente corrispondente all’impronta interna dello stampo; essendo altresì previsto che detto materiale abbia un elevato modulo di elasticità e sia compatibile con il poliuretano nel senso di essere capace “legarsi” fisicamente e/o chimicamente con la colata di poliuretano, così da determinare la formazione di un suola monolitica, caratterizzata per il fatto di presentare, inferiormente e lateralmente, uno strato superficiale di materiale, avente buone doti antiusura ed antisdrucciolo.
Il processo secondo il trovato prevede che fra stampo e matrice venga disteso e serrato un sottile foglio di materiale compatibile con il poliuretano ed avente buone doti antiusura ed antisdrucciolo.
Una volta chiuso lo stampo è prevista l’estrazione di tutta l’aria contenuta nella sua cavità interna, con l’accortezza di aspirare aria sia al di sopra che al di sotto del sottile foglio serrato fra matrice e coperchio.
Qualora, infatti, detta aspirazione venisse attuata solo dal basso, detto foglio tenderebbe ad aderire contro le pareti interne della sottostante matrice, con il rischio che esso possa occludere i fori di aspirazione dislocati sulla pareti interne dell’impronta prima che tutta Tana sia stata evacuata.
Un volta creato il vuoto nel vano sovrastante e nel vano sottostante il foglio serrato fra matrice e coperchio, il procedimento in parola prevede l’immissione graduale nel vano sovrastante detto foglio di aria calda ed in pressione.
Si precisa che la temperatura dell’aria deva avere valori tali da provocare il rammollimento del foglio anzidetto, che, per effetto della pressione dell’aria, si distende contro il fondo e le pareti della sottostante matrice, aderendo perfettamente ad ogni suo profilo.
In altre parole si può dire che l’azione combinata della elevata temperatura e della elevata pressione dell’aria immessa gradualmente nello stampo provoca la progressiva termoformatura del foglio, che assume la forma di un guscio perfettamente aderente alle pareti interne della impronta ricavata sulla matrice dello stampo.
A questo punto tutta l’aria calda viene scaricata e lo stampo viene aperto per procedere con la colata all’ interno del guscio anzidetto del poliuretano.
Va precisato, però, che prima di iniziare la colata di poliuretano il guscio deve essere riscaldato nuovamente, magari per mezzo di lampade ad infrarosso, così da portarlo ad uno stato fisico prossimo alla fusione, che favorisce la migliore e più completa “saldatura” fra la colata di poliuretano ed il guscio.
La suola ottenuta con il procedimento secondo il trovato non necessita né di lavaggio né di verniciatura, in quanto la sua superfìcie esterna presenta già la colorazione e la finitura superficiale del foglio anzidetto.
A tale proposto si fa presente che la verniciatura del foglio, con processi di serigrafia od olografia ecc., consente di riprodurre con costi bassissimi e con elevata precisione la finitura superficiale di qualsiasi materiale, come ad esempio legno, sughero, pelle, marmo, la cui imitazione è frequente nelle suole in poliuretano espanso.
Utilizzando poi un foglio di materiale trasparente ed eseguendo la verniciatura in corrispondenza del suo lato superiore, quello cioè destinato a restare all’ interno del guscio anzidetto, si avrà la sicurezza di poter mantenere immutata nel tempo la iniziale colorazione e finitura superficiale della suola, la cui naturale usura per abrasione colpisce il lato esterno del foglio.
Detto foglio può essere ricavato in continuo da una bobina datrice posta in vicinanza dello stampo e tagliata automaticamente in fogli delle dimensioni opportune.
Per maggior chiarezza esplicativOa la descrizione del processo di stampaggio secondo il trovato prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate, riportate solo a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:
- le figure da 1 a 8 mostrano le varie fasi operative del processo di stampaggio secondo il trovato, nel caso in cui si voglia attenere una suola recante, sia sul battistrada che sul fianco, una superficie
di finitura o colorazione omogenea.
- le figure da 9 a 18 mostrano le varie fasi operative del processo di stampaggio secondo il trovato, nel caso in cui si voglia ottenere una suola recante due superfici di differente finitura o colorazione.
Si precisa che in tutte queste figure lo stampo e la suola stampata risultano sezionati con un piano verticale trasversale.
Con riferimento alle figure da 1 a 8, il procedimento in parola nella sua forma di attuazione più semplice prevede l’impiego di un comune stampo per la formatura delle suole in poliuretano espanso, con l’unica caratteristica di presentare uno o più fori (la e 2a ) rispettivamente in corrispondenza del suo coperchio (1) e della sua matrice (2), attraverso i quali è possibile immettere od aspirare aria dalla cavità interna dello stampo.
La sequenza del ciclo di stampaggio è la seguente:
- stesura di un sottile foglio flessibile (F) sopra la matrice (2) così da tamponare l’imboccatura dell’impronta (2b) della matrice (2), come mostrato in fig. 1 ;
- chiusura dello stampo con conseguente serraggio del foglio (F) fra coperchio (1) e matrice (2), come mostrato in fig. 2;
- aspirazione dell’aria contenuta entro la cavità dello stampo attraverso gli anzidetti fori (la e 2a ), come mostrato in fig. 3; - cessazione dell’aspirazione dell’aria attraverso i fori (2a) ed immissione graduale nello stampo di aria calda ed in pressione soltanto attraverso i fori (la), così da determinare il rammollimento del foglio (F), prima, e la sua termoformatura, poi, in un guscio (G), perfettamente aderente alle pareti della impronta (2b), come mostrato in fig. 4;
- scarico dell’aria calda attraverso i fori (la), come mostrato in fig. 5;
- eventuale riscaldamento, a stampo aperto, del guscio (G) così da mantenerlo ad una temperatura prossima a quella di fusione, come mostrato in fig. 6;
- colata di poliuretano (P) entro il guscio (G) e chiusura dello stampo, come mostrato in fig. 7;
- sformatura del pezzo, una volta ultimata la fase di consolidamento e raffreddamento del poliuretano espanso, come mostrato in fig. 8.
La suola (S) così ottenuta si caratterizzata per il fatto di presentare una struttura monolitica, formata da un corpo (100) stampato in poliuretano espanso, recante, inferiormente e lateralmente, uno strato superficiale (101) di differente materiale, avente buone capacità antisdrucciolo ed antiusura.
Nel caso si voglia ottenere una suola una suola bicolore o di due differenti finiture superficiali (come ad esempio un battistrada in finta gomma ed un fianco in finto legno), si deve ricorrere ad uno stampo comprendente un anello (3), corredato di fori (3a) per il passaggio dell’ aria, da interporre fra coperchio (1) e matrice (2), come mostrato nel secondo gruppo di figure da 9 a 18.
In questa circostanza, la sequenza del ciclo di stampaggio è la seguente:
- stesura di un primo sottile foglio flessibile (FI) sopra la matrice (2) così da tamponare l’imboccatura dell’impronta (2b) della matrice (2), come mostrato in fig. 9;
- serraggio del foglio (FI) fra matrice (2) ed anello (3), come mostrato in fig. 10;
- stesura di un secondo sottile foglio flessibile - di differente finitura rispetto al foglio (FI) - sopra l’anello (3) come mostrato in fig. 11;
- chiusura dello stampo con conseguente serraggio del foglio (F2) fra coperchio (1) ed anello (3), come mostrato in fig. 12;
- aspirazione dell’aria contenuta entro la cavità dello stampo attraverso gli anzidetti fori (la , 2a e 3a), come mostrato in fig.
13;
- cessazione dell’aspirazione dell’aria attraverso fori (2a e 3 a ) ed immissione graduale nello stampo di aria calda ed in pressione, soltanto attraverso i fori (la), così da determinare il rammollimento e la sovrapposizione dei fogli (FI e F2), prima, e la loro contemporanea termoformatura, poi, in un guscio (Gl), perfettamente aderente alle pareti della impronta (2b), come mostrato in fig. 14 ;
- scarico dell’aria calda attraverso i fori (la), come mostrato in fig. 15;
eventuale riscaldamento, a stampo aperto, del guscio (Gl) così da mantenerlo ad una temperatura prossima a quella di fusione, come mostrato in fig.16;
- colata di poliuretano (P) entro il guscio (Gl) e chiusura dello stampo, come mostrato in fig. 17;
- sformatura del pezzo, una volta ultimata la fase di consolidamento e raffreddamento del poliuretano espanso, come mostrato in fig. 18.
La suola (SI) così ottenuta si caratterizzata per il fatto di presentare una struttura monolitica, formata da un corpo (100) stampato in poliuretano espanso, racchiuso entro un guscio (Gl) di due differenti finiture superficiali.
Il battistrada della suola ( SI) presenta la finitura del primo foglio (FI), mentre sulle sue pareti laterali è visibile una linea di demarcazione (D) fra due fasce sovrapposte, di cui quella superiore presenta la finitura del secondo foglio (F2), mentre quella inferiore presenta la finitura del primo foglio (FI).
Nelle figure 8 e 18 sono stati contrassegnati con la lettera (L) i lembi dei fogli (F o FI o F2), che ovviamente vanno recisi .
Detta operazione di rifilatura può essere attuata sia dopo la sformatura del pezzo sia quando il pezzo si trova ancora all’ interno dello stampo, che in tale evenienza dovrà essere corredato di un comune dispositivo di taglio.
Il riscaldamento, a stampo aperto, dei gusci (G) o (Gl) può avvenire per mezzo di lampade all’infrarosso (I) o con qualsiasi altra sorgente di calore idonea all’uso.
Il procedimento in parola prevede che i fogli ( F, FI e F2) siano realizzati in un materiale avente un elevato modulo di elasticità (allungamento percentuale a rottura maggiore del 500%), buone doti antiusura ed antiscivolo e sia compatibile con il poliuretano espanso, nel senso di essere in grado di saldarsi fisicamente e/o chimicamente con il poliuretano.
I fogli (F, FI e F2) possono essere, ad esempio, in poliuretano termoplastico di spessore variabile da alcune decine di micron (come nel caso del foglio F2 posto sui fianchi della suola) ad alcuni decimi di millimetro (come nel caso del foglio FI posto sul battistrada della suola).
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per lo stampaggio di suole in poliuretano espanso, caratterizzato per il fatto di prevedere il seguente ciclo di lavorazione: - stesura di un sottile foglio flessibile (F) sopra la matrice (2) di uno stampo così da tamponare rimboccatura dell’impronta (2b) della matrice (2); - chiusura dello stampo con conseguente serraggio del foglio (F) fra il coperchio (1) e la matrice (2) dello stampo; - aspirazione dell’aria contenuta entro la cavità dello stampo attraverso fori (la e 2a) rispettivamente previsti sul coperchio (1) e sulla matrice (2). - cessazione dell’aspirazione dell’aria attraverso i fori (2a) ed immissione graduale nello stampo di aria calda ed in pressione soltanto attraverso i fori (la), così da determinare il rammollimento del foglio (F), prima, e la sua termoformatura, poi, in un guscio (G), perfettamente aderente alle pareti della impronta (2b); - scarico dell’aria calda attraverso i fori (la); - eventuale riscaldamento, a stampo aperto, del guscio (G) così da mantenerlo ad una temperatura prossima a quella di fusione; - colata di poliuretano (P) entro il guscio (G) e chiusura dello stampo; - sformatura e rifilatura del pezzo, una volta ultimata la fase di consolidamento e raffreddamento del poliuretano espanso; essendo previsto che il foglio (F) sia realizzato in un materiale avente un elevato modulo di elasticità, buone doti antiusura ed antiscivolo e sia compatibile con il poliuretano espanso, nel senso di essere in grado di saldarsi fisicamente e/o chimicamente con il poliuretano.
- 2) Procedimento per lo stampaggio di suole in poliuretano espanso, caratterizzato per il fatto di prevedere il seguente ciclo di lavorazione: - stesura di un primo sottile foglio flessibile (FI) sopra la matrice (2) di uno stampo, così da tamponare l’imboccatura dell’impronta (2b) della matrice (2); - serraggio del foglio (FI) fra la matrice (2) ed un anello (3), atto ad essere interposto fra matrice (2) e coperchio (1); - stesura di un secondo sottile foglio flessibile (F2) - di differente finitura rispetto al foglio (FI) - sopra l’anello (3); - chiusura dello stampo con conseguente serraggio del foglio (F2) fra coperchio (1) e l’anello (3); - aspirazione dell’aria contenuta entro la cavità dello stampo attraverso fori (la, 2a e 3a), rispettivamente previsti sul coperchio (1) sulla matrice (2) e sull’anello (3); - cessazione dell’aspirazione dell’aria attraverso i fori (2a e 3 a) ed immissione graduale nello stampo di aria calda ed in pressione soltanto attraverso i fori (la), così da determinare il rammollimento e la sovrapposizione dei fogli (FI e F2), prima, e la loro contemporanea termoformatura, poi, in un guscio (Gl), perfettamente aderente alle pareti della impronta (2b); - scarico dell’aria calda attraverso i fori (la); - eventuale riscaldamento, a stampo aperto, del guscio (Gl) così da mantenerlo ad una temperatura prossima a quella di fusione; - colata di poliuretano (P) entro il guscio (Gl) e chiusura dello stampo; - sformatura e rifilatura del pezzo, una volta ultimata la fase di consolidamento e raffreddamento del poliuretano espanso; essendo previsto che i fogli (FI e F2) siano realizzati in un materiale avente un elevato modulo di elasticità, buone doti antiusura ed antiscivolo e sia compatibile con il poliuretano espanso, nel senso di essere in grado di saldarsi fisicamente e/o chimicamente con il poliuretano.
- 3) Procedimento secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato per il fatto che il riscaldamento, a stampo aperto, dei gusci (G) o (Gl) avviene per mezzo di lampade all’infrarosso (I) 4) Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che l’anzidetta operazione di rifilatura, consistente nel recidere i lembi (L) dei (F o FI o F2) è attuata dopo la sformatura del pezzo. 5) Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che l’anzidetta operazione di rifilatura, consistente nel recidere i lembi (L) dei (F o FI o F2) è attuata quando il pezzo si trova ancora all’interno dello stampo, che è corredato di un comune dispositivo di taglio. 6) Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che i fogli (F, FI e F2) sono realizzati in poliuretano termoplastico avente un allungamento percentuale superiore al 500%. 7) Suola stampata in poliuretano espanso ottenuta con il procedimento di cui alle rivendicazioni precedenti.
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