ITBI20130013A1

ITBI20130013A1 - Articolo tessile del tipo multistrato con strato interno riscaldante di tessuto elettrificato e relativo procedimento di fabbricazione

Info

Publication number: ITBI20130013A1
Application number: IT000013A
Authority: IT
Inventors: Ezio Comoglio; Lorenzo Comoglio
Original assignee: Cofilea Srl Uninominale
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-06
Also published as: CN105706525B; WO2015068181A1; EP3066887A1; US9883550B2; EP3066887B1; US20160270158A1; CN105706525A

Description

“ARTICOLO TESSILE DEL TIPO MULTISTRATO CON STRATO INTERNO RISCALDANTE DI TESSUTO ELETTRIFICATO, E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione riguarda in generale il settore degli articoli tessili destinati ad usi ed applicazioni speciali e più in particolare essa ha per oggetto un articolo tessile in forma di un foglio o tessuto multistrato avente capacità riscaldanti, ovvero di generare calore, conferitegli da uno strato riscaldante a sua volta costituito da un tessuto, elettrificato, integrato nella struttura multistrato dello stesso articolo tessile.

La presente invenzione riguarda anche un corrispondente procedimento per fabbricare un articolo tessile, con capacità riscaldanti, in forma di un foglio o tessuto multistrato che incorpora nella sua struttura multistrato uno strato costituito da un tessuto elettrificato.

Stato della tecnica nota

Nella tecnica attuale sono noti vari articoli, in forma di un foglio o un tessuto avente una struttura multistrato ovvero composta da una pluralità di strati sovrapposti, che esibiscono capacità riscaldanti.

In particolare sono noti tessuti a struttura multistrato, come anche articoli aventi una configurazione simile, che includono, fra i loro strati, uno specifico strato riscaldante, costituito da un tessuto oppure realizzato in altre forme, che incorpora una resistenza elettrica, ad esempio costituita da un foglio di materiale conduttivo, in cui tale resistenza a sua volta viene alimentata con una corrente elettrica in modo da riscaldarsi per effetto joule, come ben noto, e pertanto generare calore che viene trasmesso all’esterno dell’articolo.

Questi articoli tessili multistrato noti, includenti come detto uno strato interno elettrificato riscaldante, possono assumere le più svariate forme ed essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni.

Ad esempio questi articoli possono essere usati per fabbricare coperte termiche, oppure per rivestire pavimenti così da realizzare un riscaldamento a pavimento, oppure per realizzare sistemi anti-gelo o per altre applicazioni ancora, come ben noto ai tecnici del settore.

Questi articoli e manufatti noti con capacità riscaldanti, nonostante la loro disponibilità nel mercato da un certo tempo, non sono però esenti da limiti ed inconvenienti, così da richiedere di essere ulteriormente migliorati nelle loro caratteristiche e prestazioni.

Soprattutto si richiede che questi articoli e manufatti abbiano un rendimento energetico, ovvero una capacità di conversione dell’energia elettrica con cui sono alimentati in calore trasmesso verso l’esterno dell’articolo, che sia il più elevato possibile, unitamente a costi di fabbricazione e installazione dell’articolo che siano quanto più ridotti possibile, così da venire incontro alle esigenze del mercato che richiede prodotti e articoli sempre più efficienti e meno costosi.

In particolare, in tema di costi, un punto critico di questi articoli riscaldanti noti è rappresentato dal fatto che l’integrazione nello strato riscaldante della resistenza elettrica, destinata ad essere alimentata con una corrente elettrica per generare calore, incide notevolmente sul costo finale dell’articolo, essendo tale integrazione solitamente realizzata con operazioni, ad esempio di legatura meccanica, piuttosto costose dal punto di vista industriale, ed in certi casi addirittura in modo manuale, mediante cucitura.

Pertanto, al fine di ridurre i costi di realizzazione di questi articoli tessili multistrato, si avverte l’esigenza di trovare soluzioni che consentano di ottimizzare e ridurre i costi di fabbricazione dei rispettivi strati riscaldanti con integrata la resistenza elettrica.

Sommario dell’invenzione

Pertanto scopo primario della presente invenzione è proporre e realizzare un nuovo e innovativo articolo tessile riscaldante, tipicamente in forma di un foglio o tessuto a struttura multistrato, che implichi significativi miglioramenti rispetto agli articoli tessili riscaldanti di questo tipo, come anche ai prodotti simili, già noti ed attualmente in uso, e che in particolare implichi una migliore e più efficiente generazione, distribuzione e trasmissione verso l’esterno del calore generato dal riscaldamento dell’articolo tessile.

Un secondo scopo della presente invenzione è anche quello di proporre e realizzare un nuovo e innovativo articolo tessile riscaldante, in forma di un foglio o tessuto a struttura multistrato, includente uno specifico strato riscaldante a sua volta incorporante una resistenza elettrica tipicamente in forma filiforme, in cui questo specifico strato riscaldante sia realizzabile ad un costo industriale contenuto ed in modo versatile per quanto riguarda il disegno della resistenza elettrica filiforme che è integrata nello stesso strato riscaldante, con effetti positivi sul costo totale dell’intero articolo multistrato, così da superare e porre rimedio ai limiti e agli inconvenienti della tecnica nota nella quale la resistenza elettrica è solitamente integrata e fissata nel rispettivo strato riscaldante con operazioni costose, ad esempio di legatura, e/o implicanti l’uso di addizionali fascette di fissaggio.

Un ulteriore scopo, comunque collegato ai precedenti, della presente invenzione è anche quello di proporre un nuovo, innovativo e versatile articolo tessile riscaldante, in forma di foglio a struttura multistrato, che sia atto ad essere vantaggiosamente applicato, con costi contenuti, in una vasta gamma di situazioni e applicazioni operative, che spaziano dall’applicazione dell’articolo tessile come rivestimento riscaldante di pavimenti, a quello come fodera interna di capi di abbigliamento quali giubbotti o altri capi simili, e ancora a quello come foglio riscaldante incluso fra le parti che costituiscono una tenda termica o un articolo simile.

I suddetti scopi si possono considerare pienamente raggiunti dal nuovo articolo tessile multistrato con capacità riscaldanti avente le caratteristiche definite dalla prima rivendicazione principale indipendente.

Forme particolari di realizzazione del nuovo articolo tessile multistrato riscaldante sono inoltre definite dalle rivendicazioni dipendenti.

Vantaggi ed impieghi dell’invenzione.

L’articolo tessile multistrato riscaldante dell’invenzione presenta numerose caratteristiche e aspetti vantaggiosi, in parte già prima implicitamente annunciati e più avanti ancora ulteriormente sottolineati, così da essere atto ad essere convenientemente utilizzato con positivi risultati in una ampia gamma di applicazioni e circostanze, come nel seguito indicato a puro titolo esemplificativo:

uniformità e ottimale distribuzione, su tutta la superficie dell’articolo tessile, del calore generato dallo strato riscaldante, in particolare grazie all’adozione, quale resistenza elettrica per la generazione del calore, di una filo tessile, esibente una configurazione rettilinea o a serpentina o un qualunque altro disegno, integrato nel tessuto che forma lo strato riscaldante, come anche grazie alla scelta di appropriati materiali, per realizzare i vari strati dell’articolo tessile, che consentono di distribuire in modo uniforme il calore prodotto dal filo sull’intera superficie dell’articolo;

convogliamento del calore prodotto verso un solo e determinato lato dell’articolo tessile, con effetti positivi sul rendimento energetico dell’articolo tessile e sulla sua capacità di trasmettere in modo efficiente calore verso l’esterno, grazie all’adozione di uno strato riflettente, di un materiale adatto a riflettere il calore, disposto adiacentemente a un lato dello strato riscaldante che genera il calore;

capacità dell’articolo di produrre un effetto riscaldante supplementare, alternativo e benefico, oltre a quello generato dallo strato riscaldante vero e proprio incorporante la resistenza elettrica, mediante l’emissione di raggi infrarossi emessi da un eventuale ulteriore strato riscaldato di materiale opportuno;

possibilità, grazie all’impiego di uno speciale telaio del tipo a crochet oppure del tipo per maglia in ordito per la fabbricazione del tessuto costituente lo strato riscaldante elettrificato dell’articolo, con inserzione nella base di trama e ordito del tessuto di un filo tessile riscaldante, di realizzare il disegno del filo costituente la resistenza elettrica integrata nel tessuto riscaldante secondo una ampia gamma di forme e disegni, ad esempio rettilinee, a serpentina o altre ancora;

possibilità, sempre grazie all’impiego di questi speciali telai in particolare per maglia in ordito, di realizzare un tessuto elettrificato e quindi un articolo tessile riscaldante che si sviluppa nelle tre dimensioni ed è quindi capace di adattarsi alla forma spaziale e tridimensionale dell’oggetto e/o del materiale da riscaldare;

ridotto spessore dell’articolo tessile multistrato nel suo complesso;

ridotti consumi elettrici anche grazie alla capacità dell’articolo tessile di uniformare e distribuire il calore generato su tutta la superficie dello stesso articolo;

applicazione dell’articolo dell’invenzione per il riscaldamento di pavimentazioni; applicazione dell’articolo tessile multistrato come elemento riscaldante in radiatori per riscaldamento, bollitori elettrici e vasche di riscaldamento; applicazione dell’articolo come elemento e foglio riscaldante inserito ed integrato in un tappeto;

riscaldamento in campo industriale di macchinari e impianti;

riscaldamento di serre agricole e in generale nel settore agricolo e della coltivazione di piante;

riscaldamento nel settore della zootecnia;

applicazione dell’articolo come tessuto e foglio riscaldante nel settore dell’abbigliamento e in quello degli articoli per la casa, quali tendaggi ed altri; riscaldamento di sedili di autoveicoli e di poltrone;

riscaldamento di lastre, contenitori, e in generale strutture realizzate in vetroresina;

- riscaldamento con emissione di raggi infrarossi in ambito veterinario ed agricolo;

- riscaldamento con emissione di raggi infrarossi in ambito medicale;

- riscaldamento con emissione di raggi infrarossi in ambito termale;

- riscaldamento con emissione di raggi infrarossi in ambito industriale

Breve descrizione dei disegni

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno in modo chiaro ed evidente dalla seguente descrizione di una sua forma preferita di realizzazione, fatta a puro titolo di esempio con riferimento agli annessi disegni, in cui :

Fig. 1A è una vista schematica, in sezione, di un articolo tessile, in forma di un foglio o tessuto riscaldante multistrato, secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione;

Fig. 1B è vista schematica, in pianta, con gli strati parzialmente rimossi, dell’articolo tessile riscaldante di Fig.1A, nella rispettiva prima forma di realizzazione;

Fig. 1C mostra una configurazione della struttura a fili di trama e catena di un tessuto, realizzato tramite uno speciale telaio del tipo “crochet”, costituente uno strato intermedio riscaldante dell’articolo tessile multistrato dell’invenzione di Fig.1A e 1B;

Fig. 1D mostra una configurazione della struttura a fili di trama e catena di un tessuto, realizzato tramite uno speciale telaio tessile del tipo per maglia in ordito, costituente uno strato intermedio riscaldante dell’articolo tessile multistrato dell’invenzione di Fig.1A e 1B;

Fig.1E è un diagramma di flusso che illustra schematicamente il procedimento di fabbricazione dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione di Figg.1A e 1B; Fig.2 è una vista schematica e parziale, in sezione, di un articolo tessile o tessuto riscaldante multistrato secondo la presente invenzione, in una rispettiva seconda forma di realizzazione;

Fig.2A è una vista, in scala maggiorata, della zona indicata con un cerchio a tratto e punto in Fig.2;

Fig. 2B è uno schema generico di un’apparecchiatura per la fabbricazione dell’articolo tessile o tessuto riscaldante multistrato dell’invenzione di Fig. 2 e per il suo avvolgimento, quale prodotto finito, in forma di rotolo;

Fig. 3 è una vista schematica e parziale, in sezione, di un articolo tessile riscaldante multistrato secondo la presente invenzione, in una rispettiva terza forma di realizzazione;

Fig. 4 è vista schematica e parziale, in sezione, di un articolo tessile riscaldante multistrato secondo la presente invenzione, in una rispettiva quarta forma di realizzazione;

Fig.5 è uno schema operativo, corrispondente alla zona indicata da un cerchio a tratto e punto in Fig. 1, che illustra il funzionamento dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione;

Fig.6A è una vista fotografica di un campione della prima forma di realizzazione, di Figg. 1A e 1B, dell’articolo tessile riscaldante multistrato secondo la presente invenzione;

Fig.6B è una vista fotografica di uno strato riscaldante e di uno stato riflettente del campione di Fig. 6A dell’articolo tessile riscaldante multistrato secondo la presente invenzione;

Figg. 7A-7K sono viste fotografiche e schemi illustrativi di possibili applicazioni dell’articolo tessile riscaldante multistrato secondo la presente invenzione; e

Figg.8A e 8B sono due viste schematiche rispettivamente in sezione e in pianta, con gli strati parzialmente rimossi, di una variante dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione.

Descrizione di alcune forme preferite di realizzazione dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione

Con riferimento ai disegni, un tessuto o in generale un articolo tessile riscaldante, in forma di un foglio multistrato, conforme alla presente invenzione, è indicato nel complesso con 10.

Salvo restando il concetto tecnico che è alla base dell’invenzione, l’articolo tessile riscaldante multistrato 10 può essere realizzato ed attuato secondo una ampia varietà di forme di realizzazione, ed essere applicato ed utilizzato in una corrispondente ampia varietà di circostanze e forme di applicazione.

Quindi, al fine di consentire una completa comprensione dell’invenzione, nel seguito sono descritti le caratteristiche e i vari dettagli specifici di alcune, preferite, di queste forme di realizzazione e applicazione dell’articolo tessile riscaldante multistrato 10 dell’invenzione.

Al riguardo si precisa che, nella descrizione che segue, il riferimento ad una data forma di realizzazione non esclude che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione a tale data forma di realizzazione possa essere inclusa anche in altre forme di realizzazione, nelle quali per ragioni di sinteticità essa non è stata descritta.

Ne consegue anche che particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di realizzazione.

Inoltre i riferimenti qui utilizzati rispondono solo a esigenze di comodità e pertanto non definiscono in alcun modo l’ambito di tutela e la portata delle forme di realizzazione nel seguito descritte.

Prima forma di realizzazione

Nel dettaglio, con riferimento agli schemi Figg. 1A e 1B, l’articolo tessile riscaldante multistrato 10 in una rispettiva prima forma di realizzazione indicata con 10-1 comprende:

- un primo strato esterno di supporto 10a, solitamente di materiale tessile, disposto su un lato inferiore o posteriore 10’ dell’articolo tessile 10-1;

- un secondo strato isolante 10b, interno, di materiale termicamente ed elettricamente isolante, sovrapposto al primo strato 10a dal lato opposto al lato posteriore esterno 10’ dell’articolo tessile 10-1;

- un terzo strato riflettente 10c, interno, di materiale riflettente al calore, sovrapposto al secondo strato 10b dal lato opposto al primo strato 10a;

- un quarto strato riscaldante 10d, interno, sovrapposto al terzo strato 10c dal lato opposto al secondo strato 10b, in cui questo quarto strato riscaldante 10d incorpora una resistenza elettrica atta a generare calore e quindi a riscaldare l’articolo tessile 10-1;

- un quinto strato isolante e uniformante 10e, interno, di materiale termicamente ed elettricamente isolante, sovrapposto al quarto strato 10d dal lato opposto al terzo strato 10c; e

- un sesto strato esterno trasmittente 10f, per la trasmissione del calore verso l’esterno, sovrapposto al quinto strato 10e e disposto su un lato frontale o anteriore 10’’ dell’articolo tessile 10-1.

Passando a descrivere in dettaglio i suddetti vari strati dell’articolo tessile 10-1, il primo strato di supporto 10a, disposto sul lato posteriore 10’, funge sostanzialmente da supporto dell’articolo tessile 10-1, e può ad esempio essere costituito da un tessuto-non-tessuto, indicato con l’acronimo TNT per l’appunto da Tessuto-Non-Tessuto, al 100% di poliestere, oppure anche da un usuale tessuto, con struttura di base del tipo a trama e catena, in poliestere.

Si precisa che questo strato di supporto 10a può non essere presente e necessario in altre forme di realizzazione dell’articolo tessile 10 e relative applicazioni, come in seguito meglio descritto, quali, ad esempio, l’applicazione dell’articolo tessile 10 come fodera interna di giubbotti riscaldati.

Qualora l’articolo tessile 10-1 sia previsto per raggiungere elevate temperature, questo primo strato di supporto 10a può anche essere realizzato invece che con fibre di poliestere con altri tipi di fibre, quali ad esempio fibre di vetro o fibre aramidiche.

Il secondo strato 10b, di materiale termicamente ed elettricamente isolante, a sua volta funge, nell’ambito dell’articolo 10-1, da isolante contro l’umidità proveniente dall’esterno, fornendo contemporaneamente il necessario isolamento elettrico verso l’esterno della corrente che passa attraverso il quarto strato elettrificato 10d dell’articolo tessile 10-1 per generare calore.

Questo secondo strato isolante 10b è normalmente costituito da uno strato di poliuretano che è applicato sul materiale del foglio di supporto 10a, qualora l’articolo riscaldante 10-1 sia previsto per operare a temperature relativamente basse, oppure può essere costituito da un tessuto di fibre di vetro o di fibre aramidiche, qualora l’articolo riscaldante 10-1 sia previsto per operare a temperature medie o relativamente elevate.

Il terzo strato 10c costituisce una caratteristica distintiva dell’articolo tessile 10-1 ed è lo strato che ha la specifica funzione di limitare la propagazione del calore verso il basso, ovvero verso il lato posteriore 10’ dell’articolo 10-1, riflettendo il calore generato dallo strato riscaldante 10d verso il lato superiore 10’’ dello stesso articolo 10-1.

Pertanto il terzo strato 10c fa sì che il calore prodotto dallo strato interno riscaldante 10d sia efficacemente convogliato verso un determinato lato dell’articolo 10-1, ovvero il lato superiore 10’’, con effetti positivi sul rendimento termico e le prestazioni dello stesso articolo 10-1, come in seguito anche ulteriormente descritto.

Inoltre il terzo strato riflettente 10c consente un ulteriore effetto uniformante del calore su tutta l’area del tessuto .

Questo strato riflettente 10c preferibilmente, ma non necessariamente, contiene un materiale ceramico CER e ad esempio può essere costituto da una membrana di tale materiale ceramico CER.

Il quarto strato 10d costituisce lo strato riscaldante vero e proprio ed in particolare è costituito da un tessuto TES che incorpora nella sua struttura di base costituita da fili di trama e catena o ordito, indicati rispettivamente con TR e CT, una resistenza elettrica R atta ad essere alimentata con una corrente elettrica I tramite un alimentatore AL, come schematizzato in Fig.1B, così da riscaldarsi e generare calore per effetto joule, quando è attraversata da tale corrente I, e pertanto riscaldare anche l’articolo tessile 10-1 nel suo complesso.

In particolare la resistenza elettrica R è in forma di un filo o cordone F che è integrato nella struttura dei fili di trama e catena del tessuto TES in modo da esibire un determinato disegno, ad esempio come quello mostra nei disegni, del tipo a serpentina, a zig-zag o simile.

La base di trama e ordito del tessuto TES può essere costituita da cotone, poliestere, fibra di vetro o fili aramidici a seconda del tipo di applicazione del manufatto nel suo complesso.

Pertanto la base di trama ed ordito del tessuto TES svolge sia la funzione di fornire supporto al filo, ed al rispettivo disegno, costituente la resistenza elettrica R, sia di distribuire in modo uniforme il calore generato dal riscaldamento da tale resistenza elettrica R su tutta l’area dell’articolo 10-1.

Vantaggiosamente, in base ad una caratteristica atta a distinguere in modo chiaro ed inventivo l’articolo multistrato 10-1 dell’invenzione da quelli attualmente noti, il tessuto TES che integra nella sua base di trama e catena il filo F che costituisce la resistenza elettrica R è un tessuto del cosiddetto tipo “a crochet”, ovvero realizzato mediante speciali telai tessili, chiamati per l’appunto “a crochet”, in quanto usano un uncino, in francese “crochet”, per inserire i fili e formare il tessuto, oppure è un tessuto realizzato con telai del cosiddetto tipo “per maglia in ordito”, anche chiamati “per maglieria in catena”, che consentono al tessuto, fabbricato per l’appunto con questi telai per maglia in catena, di assumere una forma e una configurazione tridimensionale.

Pertanto questo tessuto “crochet” oppure “a maglia in ordito” con il quale è realizzato lo strato riscaldante 10d, presenta caratteristiche uniche e si differenza sostanzialmente dagli altri tipi di tessuto fatti con altri tipi di telai tessili.

Preferibilmente il filo F, costituente la resistenza R integrata nella base di trama e catena del tessuto TES, è a sua volta costituito da filamenti di carbonio FC, ma potrebbe essere costituito da qualsiasi altro materiale che abbia caratteristiche da un punto di vista elettrico simili al carbonio.

In particolare, nella fabbricazione del tessuto TES, tramite il telaio a crochet, il filo F di fibre di carbonio è utilizzato come filo d’effetto per realizzare ed incorporare nel tessuto TES la resistenza elettrica R in modo che presenti un determinato disegno, ad esempio, come già detto, a forma di serpentina.

In questo modo, vantaggiosamente, il costo di realizzazione ed integrazione della resistenza elettrica R nel tessuto TES e quindi anche il costo finale del tessuto elettrificato TES risultano particolarmente contenuti, dal momento che l’integrazione e la formazione di tale resistenza elettrica è realizzata contemporaneamente alla fabbricazione del tessuto, laddove nella tecnica nota, solitamente, la resistenza elettrica è applicata ed integrata nel tessuto in una fase separata dalla fabbricazione dello stesso tessuto.

Inoltre, come ulteriore vantaggio, dal momento che utilizzando un telaio del tipo “crochet” oppure “per maglia in ordito” è possibile inserire nel tessuto, al fine di realizzare la resistenza elettrica R, usuali filati, in particolare costituiti da fibre di carbonio, si evita di dover inserire nel tessuto resistenze filiformi provviste di una guaina esterna, con costi aggiuntivi, come avviene nella tecnica nota.

Per una più completa informazione, la Fig. 1C mostra più in dettaglio una possibile configurazione ed esempio della base di fili di trama e catena, semplicemente schematizzata con un reticolo in Fig. 1B, relativa ad un tessuto TES’, fabbricato con un telaio “crochet”, del tipo di quello che può essere utilizzato per realizzare lo strato riscaldante 10d.

Come si può osservare dalla Fig. 1C, la struttura del tessuto TES’ presenta un filo F’, costituito per l’appunto dal filo di carbonio destinato a realizzare la resistenza elettrica R, che, durante la fabbricazione del tessuto TES’ con il telaio “crochet”, è opportunamente controllato in modo da seguire, nel tessuto che si sta formando, un determinato percorso, a sua volta corrispondente al disegno della resistenza elettrica filiforme R da integrare nel tessuto TES’.

Per maggiore chiarezza, la Fig. 5 mette in evidenza che, nello strato riscaldante 10d, il filo di carbonio F, costituente la resistenza elettrica R integrata nel tessuto TES fabbricato con un telaio del tipo crochet, è configurato in modo da correre e passare sopra i fili della base di trama e catena, ad esempio di fili di poliestere, di tale tessuto TES, al fine di realizzare lo specifico disegno della resistenza elettrica R.

Inoltre la Fig. 1D mostra in dettaglio una possibile configurazione ed esempio della base di fili di trama e catena di un tessuto TES’’, fabbricato con un telaio “per maglia in ordito”, del tipo di quello che può essere utilizzato per realizzare lo strato riscaldante 10d.

Anche qui, dalla Fig. 1D si può chiaramente vedere che il tessuto TES’’ presenta un filo F’, costituito per l’appunto dal filo di carbonio destinato a realizzare la resistenza elettrica R, che, durante la fabbricazione del tessuto TES’’ con il telaio per maglia in ordito, è opportunamente controllato in modo da seguire, nel tessuto che si sta formando, un determinato percorso ed intreccio, a sua volta corrispondente al disegno della resistenza elettrica filiforme R da integrare nel tessuto TES’’.

Si ribadisce inoltre che il tessuto TES’’, realizzato con il telaio per maglia in ordito ed incorporante la resistenza elettrica R, presenta il rilevante vantaggio di potere svilupparsi nelle tre dimensioni, così da potere assumere, all’occorrenza, una forma tridimensionale esattamente corrispondente a quella dell’oggetto o della superficie con il quale l’articolo tessile riscaldante 10, nel suo utilizzo, sarà accoppiato.

Ancora l’immagine fotografica di Fig.6B mostra, a integrazione delle Figg.1A e 1B, un campione effettivo di strato riscaldante 10d realizzato con un telaio tessile a crochet ed incorporante la resistenza elettrica R costituita dal filo di carbonio F.

Il quinto strato 10e è uguale al secondo strato 10b, ovvero è costituito dagli stessi materiali, e analogamente al secondo strato 10b funge da isolante contro l’umidità proveniente dall’esterno, fornendo contemporaneamente il necessario isolamento elettrico per la corrente I che circola nella resistenza elettrica R integrata nel tessuto TES dello strato riscaldante 10d.

Pertanto questo quinto strato isolante 10e è normalmente costituito da schiuma di poliuretano, qualora l’articolo riscaldante 10-1 sia previsto per operare a temperature relativamente basse, oppure può essere costituito da materiali quali il silicone o le fibre aramidiche, qualora l’articolo riscaldante 10-1 sia previsto per operare a temperature medie o relativamente elevate.

Il quinto strato 10e, oltre a fungere da isolante, produce anche un ulteriore effetto uniformante del calore, dal momento che consente di espandere il calore prodotto dal tessuto elettrificato TES su tutta l’area dell’articolo tessile 10-1.

Il sesto strato esterno 10f, disposto sul lato frontale o anteriore 10’’ dell’articolo tessile 10-1, ha a sua volta la funzione di uniformare ulteriormente il calore su tutta l’area del manufatto ovvero dell’articolo tessile 10-1c, consentendo il trasferimento del calore verso l’esterno del manufatto stesso.

Solitamente, e tipicamente nelle applicazioni standard, il materiale costituente questo sesto strato esterno 10f è lo stesso di quello costituente il primo strato di supporto 10a.

Pertanto il sesto strato 10f può ad esempio essere costituito da un tessutonon-tessuto TNT, oppure da un usuale tessuto, indicato con T-TC, con base a fili di trama e catena in poliestere oppure altre fibre.

Inoltre, analogamente al primo strato di supporto 10a, in determinate applicazioni questo sesto strato 10f può anche non essere presente, soprattutto qualora sia necessario ridurre il peso e lo spessore dell’articolo tessile 10.

A integrazione della descrizione della struttura multistrato dell’articolo tessile 10-1, il diagramma di flusso di Fig. 1E illustra in modo schematico il procedimento di fabbricazione dello stesso articolo 10-1.

Nel dettaglio, tale procedimento di fabbricazione comprende una serie di fasi preliminari per preparare i fogli destinati ad essere uniti tra di loro in modo da formare l’articolo tessile finale multistrato 10-1.

Più precisamente, in una prima fase preliminare indicata nel complesso con un blocco 21’ in Fig.1E, un primo foglio multistrato di base è realizzato a partire da un foglio di tessuto non tessuto, destinato a costituire lo strato esterno inferiore di supporto 10a nell’articolo finale 10-1, applicando su un lato di tale foglio di tessuto non tessuto, ad esempio per spalmatura, uno spessore di materiale isolante così da formare lo strato isolante destinato a costituire lo strato isolante 10b, e quindi applicando sullo spessore di materiale isolante uno spessore di materiale ceramico in modo da formare lo strato che costituirà lo strato riflettente 10c nell’articolo finale 10-1.

Analogamente, in una seconda fase preliminare indicata nel complesso con un blocco 21’’, un secondo foglio multistrato è realizzato a partire da un foglio di tessuto non tessuto, destinato a costituire lo strato esterno superiore di supporto 10f nell’articolo finale 10-1, applicando su un lato di tale foglio di tessuto non tessuto, ad esempio per spalmatura, uno spessore di materiale isolante così da formare lo strato isolante destinato a costituire lo strato isolante 10e.

Inoltre si tesse a parte, in una ulteriore fase preliminare indicata con un blocco 22, tramite un telaio del tipo a crochet oppure del tipo per maglia in ordito, il tessuto TES destinato a costituire lo strato intermedio riscaldante 10d, utilizzando, come prima detto, il filo di carbonio F, quale filo d’effetto, per realizzare ed integrare nel tessuto TES la resistenza elettrica filiforme R.

Quindi, come indicato con un blocco 23, in Fig. 1E, si inserisce e si fissa il tessuto TES fra i due fogli di base precedentemente preparati, così da formare l’articolo tessile finale multistrato 10-1.

Infine si avvolge, come indicato con un blocco 24, l’articolo finale 10-1 su un rotolo.

Seconda forma di realizzazione

La Fig. 2 mostra in modo schematico una seconda forma di realizzazione indicata con 10-2 dell’articolo tessile riscaldante multistrato 10 dell’invenzione.

Questa seconda forma di realizzazione 10-2, in cui le parti corrispondenti a quelle della prima forma di realizzazione 10-1 sono indicate per quanto possibile con gli stessi riferimenti, comprende sempre sei strati sovrapposti, ma si differenzia da tale prima forma di realizzazione 10-1 in quanto i due strati esterni 10a e 10f di tessuto non tessuto TNT sono ricoperti ognuno con un sottile strato di poliestere, trasparente, indicato con POL.

Ad esempio questi due sottili strati di poliestere POL possono essere formati sulle due facce opposte 10’ e 10’’ dell’articolo 10-2 con un’operazione di spalmatura o procedimenti equivalenti.

Per chiarezza ed una più completa informazione, lo schema di Fig. 2B mostra una possibile apparecchiatura o attrezzatura indicata con AP per realizzare l’articolo tessile 10 in conformità a questa seconda forma di realizzazione 10-2.

In particolare l’apparecchiatura AP prevede due unità di alimentazione AL1 e AL 2 che sono atte ad alimentare da due rispettivi rotoli ROT1 e ROT2, come anche indicato da frecce, due fogli di partenza F1 e F2 costituiti da una serie di strati destinati ad essere incorporati nell’articolo finale 10-2, ed una terza unità di alimentazione AL3 per alimentare da un rispettivo rotolo ROT3 il tessuto costituente lo strato intermedio riscaldante 10d.

Inoltre l’apparecchiatura AP comprende una unità di fissaggio UF, dove i fogli provenienti dalle tre unità di alimentazione AL1, AL2 e AL3 sono uniti e fissati, con il foglio alimentato dall’unità di alimentazione AL3 inserito fra i fogli provenienti dalle unità di alimentazione AL1 e AL2, così da formare l’articolo 10-2, e due unità di spalmatura, indicate con U1 e U2, aventi la funzione di spalmare il poliestere POL sulle due facce opposte dell’articolo 10-2 proveniente dall’unità di fissaggio UF e pertanto formare su di esso i sottili strati esterni di poliestere POL, prima che l’articolo 10-2 venga avvolto su un rotolo finale RF.

I due film di poliestere POL formati sulle due facce esterne dell’articolo 10-2 consentono sia un migliore isolamento elettrico sia di superare le prove e i test di sicurezza elettrica che sono previsti dalle normative per questa tipologia di articoli riscaldanti.

Inoltre i due strati POL fungono anche da protezione meccanica dell’articolo 10-2, ed evitano che corpi contundenti possano lacerarne la superficie esterna e danneggiare i rispettivi strati interni.

Terza forma di realizzazione

La Fig.3 mostra in modo schematico una terza forma di realizzazione indicata con 10-3 dell’articolo tessile riscaldante multistrato 10 dell’invenzione.

Questa terza forma di realizzazione 10-3, in cui anche qui le parti corrispondenti a quelle della prima forma di realizzazione 10-1 sono indicate per quanto possibile con gli stessi riferimenti, comprende sempre sei strati sovrapposti, ma si differenzia da tale prima forma di realizzazione 10-1 in quanto il materiale, elettricamente isolante, che costituisce i due strati isolanti intermedi 10b e 10e presenta anche proprietà anti-fiamma, ovvero contiene una o più sostanze AF, ad esempio a base di fosforo, che hanno l’effetto di bloccare o comunque ritardare la propagazione della fiamma nell’articolo tessile multistrato 10-2.

Pertanto, vantaggiosamente, in questa terza forma di realizzazione 10-3 l’articolo tessile 10 è capace di bloccare o ritardare la propagazione della fiamma al’interno dello stesso articolo, limitando così i conseguenti danni, sia quando la fiamma proviene dall’esterno, sia quando essa à generata da un surriscaldamento dello strato riscaldante interno 10d.

Quarta forma di realizzazione

La Fig. 4 mostra in modo schematico ed in sezione una quarta forma di realizzazione indicata con 10-4 dell’articolo tessile riscaldante multistrato 10 dell’invenzione.

Questa quarta forma di realizzazione 10-4, in cui come già per le altre le parti corrispondenti a quelle della prima forma di realizzazione 10-1 sono indicate per quanto possibile con gli stessi riferimenti, comprende sempre sei strati sovrapposti, ma si differenzia da tale prima forma di realizzazione 10-1 in quanto lo strato superiore esterno, indicato con 10g e definente la determinata faccia superiore 10’’ per la trasmissione del calore verso l’esterno, invece che essere costituito da un tessuto-non-tessuto è costituito da un materiale atto ad emettere, una volta riscaldato dal calore generato dallo strato interno riscaldante 190d, una radiazione nel campo dell’infrarosso, schematizzata con frecce in Fig. 4 ed indicata con IR (dall’inglese InfraRed).

In particolare questo strato 10g può essere costituito da un tessuto tradizionale a trama e ordito in poliestere o in cotone misto con poliestere, in cui filati che formano questo tessuto integrano nella loro struttura fibrosa delle nano particelle NP che hanno per l’appunto la proprietà di emettere, una volta riscaldate, la radiazione infrarossa IR.

In questo modo lo strato esterno 10g consente di incrementare in modo sensibile la quantità di calore prodotto dall’articolo tessile 10, oltre a quello prodotto dallo strato sottostante 10d costituito dal tessuto elettrificato TES, creando una emissione di raggi infrarossi che possono dare specifici effetti in particolari applicazioni di riscaldamento tramite l’articolo tessile 10.

Uso e funzionamento dell’articolo tessile dell’invenzione

Nell’uso dell’articolo multistrato riscaldante 10 dell’invenzione, nelle sue varie forme di realizzazione precedentemente descritte, l’utente collega l’articolo 10 alla rete di alimentazione della corrente elettrica, schematizzata in Fig. 1B con un alimentatore AL, ad esempio utilizzando un connettore CON associato con lo stesso articolo 10.

In questo modo la resistenza elettrica R integrata nel quarto strato riscaldante 10d è percorsa da una corrente elettrica I, così da generare per effetto joule calore che si distribuisce su tutta la superficie dell’articolo tessile 10-1 in modo da riscaldarlo.

Più in dettaglio, come mostrato schematicamente in Fig.5 con l’ausilio di frecce il calore C, che è generato per effetto joule dalla resistenza elettrica R, si diffonde e trasmette da entrambi i lati dello strato riscaldante 10d.

Però, mentre il calore C emesso e proveniente dal lato superiore 10d’’ dello strato riscaldante 10d si trasmette e si diffonde direttamente nell’ambiente esterno attraverso la faccia superiore 10’’ dell’articolo multistrato 10, il calore C emesso e proveniente dal lato inferiore 10d’ dello strato riscaldante 10d è ricevuto e quindi riflesso, come indicato da frecce, dallo strato riflettente 10c di materiale ceramico CER verso la faccia superiore 10’’ dell’articolo 10

Pertanto, vantaggiosamente, si evita che il calore si disperda e si diffonda attraverso la faccia inferiore 10’ dell’articolo 10, ma si fa in modo che la maggior parte del calore C generato dallo strato riscaldante 10d si diffonda e si trasmetta verso l’esterno attraverso un unico e determinato lato 10’’ dell’articolo multistrato 10, con effetti positivi sia sulle prestazioni, in termici di capacità riscaldante, sia sul rendimento energetico dello stesso articolo 10.

In particolare si è osservato, da numerose prove eseguite su campioni dell’articolo tessile, che il materiale ceramico CER, costituente questo strato riflettente 10c, oltre ad operare da dielettrico per isolare la corrente elettrica I che circola nella resistenza elettrica R, è tale da produrre un’efficiente azione di sbarramento e di riflessione, verso il lato anteriore 10’’ dell’articolo tessile 10, del calore generato dalla resistenza elettrica R incorporata nello strato riscaldante 10d.

E’ quindi chiaro che l’articolo tessile 10, in forma di foglio multistrato, nelle sue varie forme di realizzazione prima descritte, raggiunge in pieno gli scopi che si era prefissato, ed in particolare risulta atto a trasmettere e trasferire in modo efficiente verso l’esterno il calore che si genera quando viene riscaldato.

Inoltre l’articolo tessile riscaldante multistrato 10 della presente invenzione implica costi industriali di fabbricazione particolarmente ridotti e contenuti, soprattutto per quanto riguarda la realizzazione del rispettivo strato interno riscaldante, che, essendo fabbricato con un telaio a crochet oppure per maglia in ordito con contemporanea formazione del disegno della resistenza elettrica, risulta particolarmente economico e non costoso, a differenza degli strati riscaldanti che sono inclusi negli articoli riscaldanti multistrato al momento disponibili nel mercato.

Applicazioni dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione

Allo scopo di consentire una migliore comprensione delle caratteristiche innovative e dei palesi vantaggi dell’articolo tessile riscaldante multistrato 10 dell’invenzione, l’elenco seguente illustra, a puro titolo esemplificativo e non esclusivo con riferimento alle immagini grafiche di Figg.7A - 7H, alcune delle applicazioni in cui tale articolo tessile può essere vantaggiosamente applicato.

Possibili applicazioni dell’articolo multistrato 10 Figura dei disegni dell’invenzione

Copertura di fondi stradali in funzione anti-gelo Fig. 7A Realizzazione di riscaldamento a pavimento Fig. 7B Copertura e protezione di unità di carico su pallet Fig.7C Componenti di arredo con capacità riscaldante per Fig.7D l’abitacolo di autoveicoli

Pannelli termici per abitazioni civili Fig.7E Tende termiche Fig.7F Letti per strutture mediche e/o ospedaliere Fig. 7G Lettiere per animali domestici Fig. 7H Copri tegole con funzione anti-ghiaccio Fig. 7I Coperture termostatate per pneumatici Fig. 7J Tetti termici per autoveicoli per trasporto merci Fig.7K Ulteriori varianti dell’articolo tessile riscaldante multistrato dell’invenzione Naturalmente, fermi restando il principio e i concetti di base della presente invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione dell’articolo tessile riscaldante, in forma di foglio multistrato, del’invenzione potranno ancora essere ulteriormente variati ed essere oggetto di ulteriori perfezionamenti rispetto a quanto fin qui descritto e illustrato, senza per questo uscire dall’ambito della stessa invenzione.

Ad esempio, secondo una variante indicata con 110 e rappresentata in Figg.8A e 8B, nella quale le parti corrispondenti a quelle della forma di realizzazione 10 sono indicate con riferimenti numerici incrementati di 100, nell’articolo tessile multistrato 110 dell’invenzione il rispettivo strato intermedio riscaldante 110d è costituito, invece che da un tessuto fabbricato mediante un telaio del tipo crochet come nell’articolo 10, da una membrana o un film di poliestere trasparente, indicato con FP, sulla superficie del quale è formata una resistenza elettrica R’, atta ad essere alimentata con una corrente elettrica I e quindi generare calore.

Questa resistenza elettrica R’ a sua volta può essere costituita da due fascette laterali R1 di materiale elettricamente conduttivo, ad esempio rame, e da una pluralità di strisce di carbonio R2 che sono depositati sopra il film di poliestere FP, ad esempio con un operazione di spalmatura, in cui queste strisce di carbonio R2 formano un fascio di segmenti paralleli che collegano elettricamente le due fasce laterali di rame R1 in modo da realizzare la configurazione della resistenza elettrica R’ quale mostrata in Fig.8B.

Ancora, in altre varianti non rappresentate per ragioni di sinteticità nei disegni, alcuni degli strati, prima descritti, che formano la struttura multistrato dell’articolo tessile riscaldante possono essere assenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Articolo tessile multistrato riscaldante (10, 10-1; 10-2; 10-3; 10-4) comprendente almeno uno strato tessile riscaldante (10d) costituito da un tessuto (TES) che incorpora nella sua struttura tessile (TR, CT), quale resistenza elettrica (R, F, FC) atta ad essere alimentata con una corrente elettrica (I) per riscaldarsi e generare calore (C), un filo tessile (F), in particolare comprendente fibre di carbonio (FC), caratterizzato da ciò che il tessuto, costituente detto strato tessile riscaldante (1 Od), è un tessuto speciale a maglia in ordito del tipo “crochet” (TES, TES’; TES"), owero fabbricato con un telaio o macchina per maglieria del tipo "a crochet”, in cui, nella fabbricazione del tessuto (TES, TES'; TES”) tramite la macchina o il telaio crochet, detto filo tessile (F), in particolare di carbonio (FC), è usato quale filo di effetto per realizzare il disegno di detta resistenza elettrica (R), ad esempio secondo una forma a serpentina.
2. Articolo tessile multistrato (10, 10-1; 10-2; 10-3; 10-4) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che comprende ulteriormente almeno uno strato riflettente (10c) che è associato con e disposto adiacentemente a detto strato tessile riscaldante (1 Od) per ricevere e riflettere verso un determinato lato (10") dell’articolo tessile (10, 10-1; 10-2; 10-3; 10-4) il calore generato dallo stesso strato riscaldante (10d), in cui detto strato riflettente (10c) comprende un materiale ceramico (CER), ed in particolare è costituito da una membrana di materiale ceramico.
3. Articolo tessile multistrato (10, 10-1; 10-2; 10-3; 10-4) secondo la rivendicazione 1 e 2, comprendente ulteriormente uno o più strati elettricamente isolanti (1 Ob, 10e), quindi realizzati con materiale elettricamente isolante, atto a proteggere contro l'umidità proveniente dall’esterno e a fornire il necessario isolamento elettrico, verso l’esterno, della corrente elettrica (I) che passa attraverso lo strato riscaldante (1 Od) dell’articolo tessile (10, 10-1 ; 10-2; 10-3; 10-4), in cui detti uno o più strati elettricamente isolanti (1 Ob, 10e) sono costituiti da uno strato di poliuretano, qualora l’articolo riscaldante (10-1) sia previsto per operare a temperature relativamente basse, oppure sono costituiti da un tessuto di fibre di vetro o di fibre aramidiche, qualora l’articolo riscaldante (10-1) sia previsto per operare a temperature medie o relativamente elevate, in cui detti uno o più strati elettricamente isolanti (10b, 10e) dell’articolo tessile multistrato (10, 10-3) presentano o meno proprietà ritardanti anti-fiamma, ovvero contengono o meno un materiale o una sostanza anti-fiamma (AF) atta a ritardare l’avanzamento della fiamma sia nel caso provenga dall'esterno dell'articolo tessile sia nel caso sia generata dallo strato riscaldante a causa di una temperatura troppo elevata, e in cui in particolare la proprietà ritardante anti-fiamma di detti uno o più strati elettricamente isolanti (10b, 10e) è conferita da una sostanza anti-fiamma al fosforo.
4. Articolo tessile multistrato (10, 10-1 ; 10-2; 10-3; 10-4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in quanto dipendente dalla rivendicazione 3, comprendente almeno uno strato di supporto posteriore (10a) disposto su un lato posteriore (10’) dell’articolo tessile (10, 10-1), in cui detto strato di supporto posteriore (10a) è costituito da un tessuto-non-tessuto (TNT), in particolare di poliestere, e/o comprendente almeno uno strato di supporto anteriore (1 Of) disposto su un lato anteriore o frontale (10’’), dell’articolo tessile (10, 10-1), corrispondente a detto determinato lato (10’’) per la trasmissione verso l’esterno del calore generato dall’articolo tessile (10, 10-1), in cui detto strato di supporto anteriore (1 Of) è costituito da un tessuto-non-tessuto (TNT), in particolare di poliestere, oppure da un tessuto a trama e catena (T-TC).
5. Articolo tessile multistrato (10, 10-2) secondo la rivendicazione 4, in cui lo strato di supporto inferiore (10a) e/o superiore (1 Of) di tessuto-non-tessuto (TNT) oppure di tessuto a trama e catena (T-TC) è ricoperto da un film di poliestere (POL), atto a fungere da isolatore elettrico, lungo il lato anteriore (10”) e/o posteriore (10’) dell’articolo tessile (10-2).
6. Articolo tessile multistrato (10, 10-4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, comprendente, lungo detto determinato lato (10”) per la trasmissione verso l’esterno del calore generato dall'alticcio tessile (10, 10-2), uno strato (1 Og) avente la capacità di emettere una radiazione infrarossa (IR) quando è riscaldato dal calore generato dallo strato interno riscaldante (10d) dell’articolo tessile (10, 10-2).
7. Articolo o prodotto caratterizzato da ciò che è realizzato utilizzando un articolo tessile multistrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto articolo o prodotto è selezionabile da un gruppo costituito da un generico capo di abbigliamento quale ad esempio un giubbotto, un rivestimento riscaldante per rivestire pavimenti o strutture simili, una tenda, un veicolo che utilizza l'articolo tessile a fini di riscaldamento e altri prodotti ancora.
8. Procedimento (2T, 21”, 22, 23, 24) per la fabbricazione di un articolo tessile multistrato riscaldante (10, 10-1 ; 10-2; 10-3; 10-4) includente nella sua struttura multistrato almeno uno strato tessile riscaldante (10d) che incorpora una resistenza elettrica (R) atta ad essere alimentata con una corrente elettrica (I) per generare calore (C), comprendente almeno le seguenti fasi: realizzare (22) detto strato riscaldante (10d) in forma di un tessuto (TES) che incorpora nella sua struttura di trama e catena, quale resistenza elettrica (R), un filo tessile, in particolare di carbonio (FC), in cui detto tessuto (TES, TES’, TES”) costituente detto strato riscaldante (10d) è fabbricato con un telaio per maglieria in ordito del tipo “a crochet”, utilizzando detto filo tessile, quale filo di effetto, per realizzare nel tessuto il disegno della resistenza elettrica (R), ad esempio secondo una forma a serpentina; e associare e unire detto strato riscaldante (1 Od), costituito da detto tessuto (TES, TES’, TES”) fabbricato con un telaio del tipo “a crochet", con altri strati in modo da formare l'articolo tessile finale multistrato.
9. Procedimento per la fabbricazione di un articolo tessile multistrato riscaldante (10, 10-1 ; 10-2; 10) secondo la rivendicazione 8, in cui detti altri strati, inclusi nella struttura multistrato dell’articolo finale, includono almeno uno strato riflettente (10c) che è disposto adiacentemente a detto strato riscaldante (1 Od) per ricevere e riflettere verso un determinato lato (10") dell’articolo tessile (10, 10-1 ; 10-2; 10-3) il calore generato dallo stesso strato riscaldante (10d).
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui detti altri strati, inclusi nella struttura multistrato dell’articolo finale, includono uno strato di supporto posteriore (10a) disposto su un lato posteriore (10’) dell’articolo tessile (10, 10-1) e costituito da un tessuto-non-tessuto (TNT), in particolare di poliestere, e/o di qualsiasi altra fibra, e/o uno strato di supporto anteriore (1 Of) disposto su un lato anteriore o frontale (10”), deH’articolo tessile (10, 10-1), corrispondente a detto determinato lato (10”) per la trasmissione verso l’esterno del calore generato dall’articolo tessile (10, 10-1), e in cui detto strato di supporto anteriore (1 Of) è costituito da un tessuto-nontessuto (TNT), in particolare di poliestere, e/o di qualsiasi altra fibra, oppure da un tessuto del tipo a trama e catena (T-TC).