ITMI20130733A1 - Struttura composita di tessuto non tessuto, metodo ed apparecchiatura per la sua produzione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"STRUTTURA COMPOSITA DI TESSUTO NON TESSUTO, METODO ED APPARECCHIATURA PER LA SUA PRODUZIONE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una struttura composita di tessuto non tessuto, ad un metodo ed ad un'apparecchiatura per la sua produzione.

L'invenzione si riferisce in particolare ad un feltro di tessuto non tessuto composito, da ora in avanti chiamato FCTNT, costituito a partire da un'ovatta di tessuto non tessuto composito, da ora in avanti chiamato PCTNT.

L'invenzione riguarda inoltre il metodo per produrre tale PCTNT da trasformare in FCTNT ed all'apparecchiatura per realizzare il metodo.

Come è noto alle persone esperte del ramo, nei feltri le fibre sono interlacciate tra loro a caso, ed in generale più volte per ogni fibra anche se corta, con anse e/o capi che attraversano essenzialmente ortogonalmente il piano dell'estensione del feltro stesso. Tali fibre sono sostanzialmente legate tra loro con interlacciamenti casuali per effetto del processo di agugliatura in fase di produzione, o per effetto di altri tipi di coesionamento. Il processo di agugliatura è attuato inserendo ed estraendo ripetitivamente attraverso lo strato delle fibre da trasformare in feltro, miriadi di aghi, da 1000 a 100000 e più per metro lineare con avanzamento dell'ovatta di pochi mm ad ogni singola operazione di agugliatura (anche solo 4-5 mm). In tale processo gli aghi, trascinando nella propria corsa ortogonale rispetto alla superficie del prodotto stesso molte delle fibre che compongono l'ovatta, generano tra esse legami sufficientemente stretti da formare un insieme compatto: il feltro appunto.

I legami che si vengono a creare, per effetto degli aghi, sono in senso ortogonale al piano della superficie dell'ovatta, che da ora in avanti presupporremo per sola comodità orizzontale e soggetto a gravitazione verticale e, per effetto della distribuzione essenzialmente orizzontale delle fibre durante la preparazione dell'ovatta ed a causa della lunghezza delle fibre/filamenti stessi, tali legami sono anche in senso trasversale/planare.

Tali legami, anche in considerazione della resistenza alla trazione trasversale/planare delle fibre che compongono il feltro, danno resistenza alla lacerazione del prodotto nel senso trasversale e planare permettendo al tempo stesso una residua capacità di estensione ed adattabilità del FCTNT, se necessaria, derivata dalla residua estensibilità delle fibre che compongono il FCTNT. I sistemi produttivi attuali, come ad esempio le carde fin qui note, creano nei feltri limitato isotropismo per quanto riguarda i comportamenti legati alla resistenza all'estensione/rottura, a causa del sistema di formatura dei veli/strati. Tali sistemi di formatura tendono intrinsecamente ad orientare tali fibre secondo un angolo limitato, ad esempio circa 25° di ampiezza. Per migliorare 1'isotropismo carente dei feltri si sovrappongono le falde durante la faldatura con un angolo di distribuzione più ampio possibile, ad esempio 30° risultante in un incrocio nella direzione delle fibre tra due falde sovrapposte di 60°, per creare un desiderabile elevato incrocio tra le fibre, che sono invece naturalmente orientate in modo quasi omogeneo. Il faldatore, faldando, può creare angoli di incrocio da 3° a 45° rispetto alla direzione di arrivo del velo, che corrispondono ad angoli da 6 a 90° tra le falde. Conseguentemente, con tale incrocio viene migliorato 1'isotropismo del feltro stesso, come noto agli esperti del settore. Tale maggiore incrocio richiede però di diminuire il numero di falde sovrapposte per poter mantenere alto tale angolo di incrocio. Si rende quindi necessario trovare un buon compromesso tra spessore della falda e numero di incroci poiché un maggior spessore permette un elevato angolo di incrocio. Pertanto la necessità di elevato incrocio, equivalente ad elevato isotropismo, rende più complicato il sistema di formatura dei veli, o strati, richiedendo un maggior spessore di formatura del velo.

Tali caratteristiche sono di per sé importanti e desiderabili e qualunque processo o prodotto intervenga in senso migliorativo per quanto riguarda queste specifiche caratteristiche e altre che vedremo, costituisce cosa desiderabile.

La fantasia dei produttori e le necessità di mercato possono chiederne altre, quali ad esempio e non a titolo limitativo: impermeabilità, dispersione di prodotti chimici, colorazioni diverse, rigidità, ecc., oltre ad una eventuale riduzione di costi. In relazione al tipo di prodotto che si desidera ottenere, sono importanti ed influenti fattori quali il tipo di fibra o filamento che concorrono alla produzione dell'ovatta, il modo con cui le fibre si intersecano, la resistenza alla trazione (rottura) ed il fattore residuo di estensione del feltro (di deformazione), 1'isotropismo delle caratteristiche tensionali, lo spessore del feltro la possibilità di scegliere fibre continue invece di fibre da fiocco, come noto agli esperti del settore feltro.

Un ruolo a parte ma non estraneo all'invenzione riveste il fatto di poter applicare agevolmente l'apparecchiatura che realizza il metodo, oggetto della presente invenzione, a impianti di feltro esistenti con adattamenti che non richiedono di ridisegnare il layout dell'impianto stesso.

Come è noto i feltri sono normalmente omogenei, nel senso che le fibre che li compongono sono normalmente già mescolate prima di comporre il velo o i veli/strati che verranno poi faldati e agugliati.

Per migliorare le caratteristiche del feltro sono stati utilizzati numerosi accorgimenti oltre ad aumentare l'angolo di faldatura, quali ad esempio accoppiarli a materiali diversi o procedere ad operazioni di saldatura o di incollaggio tra il feltro ed altri prodotti di varia natura, siano essi altri feltri TNT di vario tipo (ad esempio spun bonded TNT) o film, lastre, tessuti, reti e quanto la fantasia e l'ingegno dei produttori e degli inventori ha permesso fin qui.

I principali sistemi adottati nel settore possono essere riassunti come segue.

A) Mescolare fibre di altri materiali durante la formatura dei veli: durante la cardatura, come è noto agli esperti del settore, le fibre possono essere mescolate a filamenti di diversa natura per ottenere dal FCTNT prestazioni incrociate contando su vari fattori tra cui le caratteristiche chimico/fisiche, l'economicità, ed altri che la convenienza del produttore giudica importanti per lui. Dopo la formatura del velo questo viene faldato in PCTNT ed avviato all'agugliatura per ottenere il FCTNT che avrà quindi caratteristiche che derivano dai filamenti che sono stati mescolati durante la formatura del velo/falda/PCTNT.

B) Connettere un feltro o FCTNT con un altro FCTNT od altro generico TNT o sua ovatta tramite processo di agugliatura come ad esempio in EP0176847, US4522876 e EP0603633B1. Un feltro viene accoppiato con un altro prodotto con caratteristiche diverse per combinarle entrambe ed ottenere un FCTNT migliorato. In tale metodo 1'agugliatura propaga all'interno delle fibre dei feltri i filamenti del prodotto accoppiato, creando una sorta di cucitura ortogonale al piano del prodotto, su tutta l'estensione dei due prodotti.

C) Incollaggio di un feltro con un altro prodotto conveniente per lo scopo in modo da combinare le caratteristiche del prodotto aggiunto a quelle del feltro come ad esempio in FR2797675A1 e CN102031700A. In tali metodi l'incollaggio costituisce uno strato interposto tra i due materiali, che a volte ha degli effetti indesiderati in quanto vengono perse alcune delle caratteristiche tipiche del feltro, tra cui la permeabilità a gas, liquidi e altro.

D) Saldatura di un feltro con un altro prodotto conveniente per lo scopo in modo da combinare le caratteristiche del prodotto aggiunto a quelle del feltro. In tale metodo la saldatura è un'operazione che comporta modificazioni allo strato saldato ed allo strato superficiale del feltro stesso con effetti indesiderati tra cui l'indebolimento delle fibre, scaldate ad una temperatura prossima a quella di fusione del loro materiale o l'eventuale irrigidimento del feltro dovuto alla saldatura tra loro delle fibre, con la conseguente perdita di alcune delle caratteristiche tipiche del feltro stesso, tra cui a titolo di esempio la flessibilità ed altro .

E) Per evitare rischi di indebolimento, come descritto nel punto precedente, sono disponibili tecnologie in cui i materiali da saldare sono fibre/filamenti co-estrusi di un materiale di struttura interno e di un materiale collante esterno, come noto agli esperti del settore e in US2006240733A1, con grande incremento della complessità del metodo e dell'apparato di produzione e maggior costo del prodotto finito.

Da notare che alcune delle caratteristiche, in relazione al prodotto desiderato, diventano importanti per i FCTNT; tali caratteristiche sono la flessibilità, la resistenza alla trazione (rottura), l'eventuale propensione ad estendersi (stretching/creeping) soprattutto nel geotessile, l'impermeabilità permeabilità ed impregnabilità, anche selettiva, a gas, liquidi e altro, la possibilità di termoformatura, la leggerezza, la sofficità, ecc. Particolarmente per quasi tutte le applicazioni, 1'isotropismo meccanico del FCTNT è una caratteristica desiderabile.

Con le tecniche adottate nelle diverse soluzioni mostrate fin qui, restano problemi non risolti.

Nel sistema A, le fibre inserite per incrementare particolari caratteristiche sono distribuite casualmente nel velo e possono svolgere la loro opera solo se la loro concentrazione è relativamente alta, come ad esempio il 30% delle fibre presenti. Per fare un'analogia, se le fibre sono strutturali, il risultato che si ottiene è analogo a mescolare segmenti ritorti di tondino di ferro con il cemento e contare sulla distribuzione casuale per fare una colata armata. Non è certo la soluzione più economica disponibile. I benefici per il prodotto che si possono ottenere da una tale soluzione sono limitati e comunque richiedono una quantità elevata del prodotto più pregiato per ottenere l'effetto voluto.

Nel sistema B, un feltro viene accoppiato ad un altro prodotto TNT tramite lo stesso processo che genera l'interlacciatura. In tal modo si fa conto sul fatto che le fibre del prodotto TNT aggiunto vengano interlacciate, durante il processo di accoppiamento, dagli aghi nel feltro del FCTNT già formato. Come si può capire l'accoppiamento è solo parziale/superficiale e non ottimale. In un feltro formato a partire da un'ovatta secondo il metodo usuale, che è applicato ad un prodotto omogeneo o, come nel sistema A, i legami forti tra le fibre si creano nella fase di agugliatura quando le fibre stesse sono ancora libere, per effetto dei progressivi interlacciamenti dovuti agli aghi che, penetrando ripetutamente, formano catene di anse sempre più fitte e strette nell'insieme delle fibre, tale processo di formazione del feltro genera una transizione quasi continua da ovatta impalpabile/soffice a feltro più rigido. Nel sistema B invece gli aghi riescono solo ad inserire un certo numero di anse non ancora strette in un prodotto già formato, ma non possono più creare catene di anse (come accade per esempio nel lavoro "femminile" dell'uncinetto). Come risultato quindi i due prodotti accoppiati restano debolmente accoppiati.

Con il sistema C è possibile ottenere un prodotto finale che ha, oltre agli strati necessari per l'ottenimento del risultato richiesto, anche la presenza del collante e dello strato che esso forma tra i TNT da legare. Come è chiaro, le difficoltà e le limitazioni nell'uso e nell'applicazione di tali ritrovati sono molte per effetto della chimica e per l'effetto meccanico prodotto tra i due strati dal collante tra i quali anche la formazione di una barriera all'eventuale transito come detto precedentemente di gas etc. rappresentato dallo strato di collante stesso. Inoltre gli accoppiamenti tra strati diversi sono attuati con operazioni discrete, una per ogni strato da accoppiare, con evidenti relativi costi.

Con i sistemi D ed E si risolvono alcune delle complicazioni introdotte dal sistema C per un sottoinsieme di applicazioni di prodotti della soluzione che presenteremo, tuttavia tali sistemi implicano un prodotto molto costoso, e di difficile produzione tecnologica. Per ottenere la saldatura tra i materiali infatti, è spesso necessario avere del filamento nelle fibre, un prodotto di struttura e uno che funga da collante/legante. Per cui molte soluzione del campo di applicazione D, ed in particolar modo E, richiedono fibre di collante o fibre co-estruse con l'inconveniente del maggior costo dell'impianto e del prodotto finito stesso. Infatti oltre al costo rappresentato dalla maggior complessità dell'impianto di produzione della fibra, la quantità di materiale che compone la fibra deve diventare necessariamente maggiore in quanto la parte strutturale necessita comunque una quantità minima atta a garantire la prestazione richiesta alla parte strutturale stessa. Il collante quindi risulta essere un prodotto con una funzione essenzialmente limitata al solo legame, nella massa del materiale, oltre al fatto che il collante non ha mai le caratteristiche che i materiali strutturali hanno e quindi l'applicazione richiede quantità maggiori. Nel caso E, le fibre devono addirittura essere tali da poter essere filate a diametri molto maggiori dell'usuale rispetto a quelle normalmente necessarie in molte applicazioni dell'arte. Inoltre, i due sistemi restringono il campo di applicazione ed in particolare il sistema E la restringe a quelle situazioni in cui il materiale collante di superficie non ha rilevanza nell'applicazione del feltro, come ad esempio e non limitatamente la sua igroscopicità o la sua affinità o non affinità con particolari prodotti, molecole od altro.

Valori tipici dei materiali fin qui descritti come risulta anche dalla loro documentazione sono ad esempio: resistenza alla trazione per un materiale da 100 g/m2 di PP arrivano intorno a 6 KN/m, mentre 500 g/m2 di PP arrivano intorno a dai 35 ai 40 KN/m e, se di PET, dai 2.5 ai 3 KN/m, secondo la norma EN ISO 10319.

Diventa quindi chiaro che disporre di una tecnologia che permetta di poter avere le prestazioni di un materiale strutturale cui aggiungere le caratteristiche di un efficace legame del materiale finito rimanendo nelle caratteristiche di filamenti necessari all'applicazione, e lasciando aperta la porta ad applicazioni più complesse risulta un vantaggio nell'arte.

Ad esempio, per il settore del geotessile, un prodotto dell'industria tessile caratterizzato da proprietà fisiche, meccaniche e idrauliche tali da potere essere impiegato in opere di ingegneria civile, a contatto con il terreno.

I campi d'applicazione dei geotessili agugliati sono quelli dell'ingegneria geotecnica e, più in genere, tutti i settori dell'ingegneria civile.

Le principali funzioni di un geotessile nelle opere di ingegneria civile sono le funzioni idrauliche, drenaggio e filtraggio e le funzioni meccaniche: separazione, rinforzo e protezione.

Un geotessile di tipo noto è normalmente prodotto caricando delle fibre, tipicamente polipropilene o poliestere, in una carda, la quale lavora le fibre stesse fino a ottenere uno o due strati uniformi di fibre più o meno parallele.

Successivamente, un faldatore preleva il velo e lo falda sopra ad un nastro trasportatore sottostante, posto a 90° rispetto alla direzione della carda.

Infine, il materassino di fibre viene legato tramite agugliatura .

A seconda dell'impiego del geotessile, le normative richiedono un certo grado di resistenza a trazione, per avere le necessarie caratteristiche di rinforzo. Fibre diverse hanno caratteristiche diverse: ad esempio quando servono resistenze a trazione medio/alte bisogna utilizzare il polipropilene, mentre solo per geotessili "poveri" si utilizza il poliestere. Ma in generale, quando si vuole un geotessile con maggiore resistenza alla trazione si sceglie un prodotto con una maggiore grammatura, cioè con un peso al metro quadro maggiore.

Al crescere della grammatura cresce il costo del prodotto.

L'isotropia è un'altra caratteristica desiderabile del geotessile il quale dovrebbe avere gli stessi valori di resistenza a trazione lungo la direzione di produzione e lungo quella perpendicolare .

Un' altra caratteristica desiderabile per il produttore di geotessile è quella di potere variare facilmente la larghezza del prodotto finale, come avviene nel processo tradizionale di cardatura e faldatura.

Infatti, mentre la carda è una macchina che produce un velo sempre della stessa larghezza (ad esempio sempre 2,5 metri; in generale le larghezze di lavoro delle carde standard vanno da 1 a 3-4 metri), il faldatore è capace di variare la sua ampiezza di faldatura e quindi di creare prodotti di larghezza variabile.

In commercio esistono dei geotessili TNT prodotti con tecnologie diverse. Ad esempio i geotessili spunbond, ovvero realizzati con filo continuo estruso. Questi geotessili hanno caratteristiche di resistenza alla trazione superiori, ma sono poco utilizzati in quanto la macchina per realizzarli è molto costosa e, al contrario del faldatore, non è in grado di variare la larghezza finale del prodotto .

Inoltre, l'utilizzo del filo continuo migliora la resistenza alla trazione, ma peggiora l'allungamento a rottura, il quale sarebbe invece una caratteristica desiderabile, a causa delle asperità che caratterizzano i terreni sui quali viene posato il geotessile.

L'oggetto della presente invenzione costituisce un miglioramento del prodotto, del metodo produttivo e dell'apparecchiatura per realizzare tutto ciò.

Uno scopo dell'invenzione è quello di rendere disponibile un feltro composito o FCTNT formato da diversi materiali che abbia caratteristiche fisiche e/o chimiche e/o economiche migliorative rispetto alla tecnica nota descritta sopra.

Un altro scopo dell'invenzione è di fornire un metodo per produrre il suddetto FCTNT e mantenere nel contempo contenuti i costi di produzione e di impiantistica, evitando complesse tecnologie, utilizzando apparati di semplice realizzazione potenzialmente inseribili anche su impianti già esistenti che utilizzino tecnologie tradizionali per produrre feltro TNT tradizionale .

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un prodotto, un metodo ed un'apparecchiatura con evidenti benefici sul valore del prodotto FCTNT, sui costi degli investimenti necessari e sul costo finale del prodotto.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una struttura composita di tessuto non tessuto, e da un metodo ed un'apparecchiatura per la sua produzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 rappresenta viste schematiche in sezione di alcune possibili configurazioni con cui comporre l'ovatta faldata di falde di veli sovrapposti e/o interposti;

la figura 2 è una vista prospettica schematica di un'ovatta completa e faldata a cinque falde doppie;

la figura 3 è una vista schematica illustrante l'angolo di sovrapposizione delle fibre di uno strato dell'ovatta della figura precedente;

la figura 4 è una vista schematica in sezione illustrante un'ovatta costituita da due strati di materiale di base con interposto a sandwich uno strato di materiale aggiuntivo di tipo non fibroso;

la figura 5 è una vista schematica in sezione illustrante un'ovatta costituita da due strati di materiale di base con interposto a sandwich uno strato di materiale aggiuntivo di tipo fibroso;

la figura 6 è una vista in pianta che rappresenta come i materiali di tipo fibroso di base e/o aggiuntivi si distribuiscono durante la formazione dello strato;

la figura 7 è una vista in sezione di una falda semplice costituita da due veli di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo non fibroso;

la figura 8 è una vista in sezione di una falda semplice costituita da due strati di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo granulare/poivere/pasta;

la figura 9 è una vista in sezione di una falda semplice costituita da due strati di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo che si presenta come piano essenzialmente continuo;

le figure 10-12 illustrano, in sequenza, la deformazione delle fibre per effetto della penetrazione di un ago tra i diversi strati durante l'agugliatura, per la trasformazione da PCTNT a FCTNT agugliato, nel caso di materiali fibrosi;

la figura 13 illustra le linee di lavoro di un reticolo planare di fibre con evidenziati i punti di incrocio tra le fibre stesse; la figura 14 mostra una falsa sezione planare di un possibile FCTNT agugliato proveniente da un'ovatta faldata composta di falde ad uno strato di materiale di base con uno strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso;

la figura 15 è una vista assonometrica illustrante il comportamento di fibre strutturali con alto dpf intercalate a materiale di base con dpf inferiore;

la figura 16 mostra un reticolo multi planare ottenuto da faldatura di un materiale fibroso strutturale, con evidenziate le connessioni tra i diversi piani, nella struttura del FCTNT;

la figura 17 rappresenta un FCTNT agugliato proveniente da un'ovatta faldata composta di falde a due strati di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso;

la figura 18 rappresenta schematicamente un metodo con cui formare il PCTNT in cui due strati di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo interposto vengono faldati tramite un movimento alternativo ed avviati all'agugliatura con movimento ortogonale alla direzione di faldatura;

la figura 19 è una vista schematica di un apparato per formare il materiale aggiuntivo nella zona di formatura dei veli dell'apparecchiatura;

la figura 20 è una vista schematica di un apparato per formare e distendere uno strato di materiale aggiuntivo di tipo fibroso costituito da fibre essenzialmente continue;

la figura 21 è una vista schematica di un apparato per formare la falda costituita da più strati di materiale di base e da più materiali aggiuntivi e sovrapporli nell'impianto di formatura dei veli, tra le stazioni di formatura degli strati di materiale di base ed anche immediatamente prima dell'operazione di faldatura;

la figura 22 è una vista prospettica schematica dell'apparato di formatura dello strato di materiale aggiuntivo di tipo fibroso a filamenti essenzialmente continui, disposto preferibilmente tra le due stazioni di formatura dei veli di materiale di base.

Con riferimento alle figure citate, un feltro composito FCTNT, e la sua ovatta faldata PCTNT, comprendono una falda costituita da 1 a 8 e più, e preferibilmente da 1 a 4, strati di materiali di base essenzialmente fibrosi, come ad esempio fiocco di fibra di PP o di PET o di PA od anche fiocco di fibre naturali o miscele di materiali vari, sovrapposti ed interposti tra loro.

La falda comprende inoltre da 1 a 6 e più, e preferibilmente da 1 a 3, strati di materiali di vario tipo, e preferibilmente di fibre tecnologicamente superiori al materiale di base, come ad esempio filamenti continui completamente o parzialmente orientati di grado superiore a quello del fiocco di base, come ad esempio PET di elevato grado rispetto ad un PET di grado normale con dpf (denari per filamento) paragonabile a quello del materiale di base o ad esempio altri filamenti con caratteristiche meccaniche superiori come ad esempio filamenti anche scarsamente flessibili, come ad esempio e non limitativamente, filamenti della fibra di vetro o di carbonio oppure fibra con dpf maggiore, come ad esempio da 2 a 10 volte e oltre quello del materiale di base che costituiscano un'armatura planare con caratteristiche meccaniche migliorate, rispetto ai piani formati dal materiale di base, oppure ad esempio strati di prodotti chimici o fisici, come ad esempio pigmenti, reagenti chimici, prodotti granulari gel o veli sostanzialmente planari quali ad esempio velo di PTFE anche laminato (ad esempio Goretex) o film di polimero orientabile o miscele di questi o altro, atti essenzialmente a permeare l'intera struttura del TNT composito o comunque le parti desiderate particolarmente con una organizzazione laminare e/o cristallina, come verrà spiegato più avanti. Tali strati sovrapposti e interposti sono atti a formare la falda la quale, faldata a sua volta in falde sovrapposte parzialmente, come ad esempio sovrapposta per il 50% - 95%, o totalmente, da 1 a 250 e preferibilmente da 2 a 120 volte, per formare l'ovatta, avvantaggiano il PCTNT del fatto che la presenza di filamenti costituenti armatura risolve la necessità di faldare con falde parzialmente sovrapposte, come ad esempio solo per il 50%, allo scopo di produrre un elevato incrocio dei filamenti, al fine di ottenere una maggiore resistenza isotropica.

Tale necessità richiede l'incremento dello spessore degli strati di materiale per poter alimentare 1'agugliatrice di una massa sufficiente a dare lo spessore e consistenza voluta al feltro stesso. Tale risoluzione della necessità è dovuta al fatto che la distribuzione dei filamenti di armatura, come descritto nelle forme preferite dell'invenzione, hanno distribuzione con direzione dei filamenti essenzialmente isotropica avvantaggiando la faldatura ed il numero di strati che possono essere sovrapposti o faldati in conseguenza del diminuito angolo di faldatura, prima della agugliatrice .

Il PCTNT così formato, agugliato oppure fissato e/o interlacciato mediante altre tecniche, quali ad esempio, e non limitativamente, attivazione chimica, esposizione termica, compressione meccanica, cucitura ed altre, per formare il TNT composito, in cui i materiali di base e i materiali aggiuntivi sovrapposti od interposti dell'ovatta svolgano la loro funzione prevista per tutto lo spessore previsto e su tutta l'estensione desiderata del TNT stesso.

La falda, che presenta un fronte di formatura da 0,10 m a 4 m e oltre, e preferibilmente da 0,30 m, che formerà l'ovatta PCTNT di larghezza da 0,10 m, e preferibilmente da 0,30 m e fino a 16m e oltre, è costituita da 1 a 8 e più e preferibilmente da 1 a 4, strati di materiali di base di 1 o più tipi, come ad esempio veli di fiocco cardato di fibra di PP o di PET o di PA o di fibre naturali come ad esempio cotone o lana, oppure miscele di questi, in ragione di da 4 g/m2 a 140 g/m2 e più per ogni velo oppure altri strati con struttura propria, quali ad esempio film o tessuti o TNT o altro. Tali strati intervallati o sovrapposti con da 1 a 6 e più, e preferibilmente da 1 a 3, strati di materiale aggiuntivo in ragione da 10 a 300 g/m2 e più, secondo il prodotto desiderato, come ad esempio e non a titolo limitativo fiocco di fibra di PET ad alto grado o fiocchi di materiali diversi più o meno nobili, e particolarmente filamenti continui come ad esempio PP da 10 dpf (denari per filamento) o carichi minerali quali ad esempio silice, o pigmenti o reagenti chimici o veli di prodotti semilavorati sostanzialmente planari, come ad esempio pellicole sinterizzate/laminate di PTFE o tessuti di rafie di vario genere oppure collanti a solvente, a caldo od altro o miscele di questi e quant'altro la fantasia del produttore del PCTNT può immaginare e le necessità del mercato possano richiedere.

Tale falda è ripiegata e/o sovrapposta, preferibilmente in processo continuo dall'operazione di faldatura, in modo da avere in ogni sezione del PCTNT da 1 a 250 e preferibilmente da 2 a 120 falde sovrapposte con peso totale da 30 g/m2 a 3000 g/m2 e oltre, e conseguentemente altrettanti strati di ognuno dei tipi che compongono ogni velo/strato della falda in modo che il FCTNT presenti in ogni parte di ogni sezione un elevata presenza di ogni tipo di materiale, profondamente interlacciato, interconnesso ed interpenetrato.

Ad esempio, con un FCTNT composto da due veli dì materiale di base PP da 12 g/m2, un velo da 12 g/m2 di materiale aggiuntivo PP da 12 dpf rapporto di stiro 1,6 ripiegato in tre falde per un totale di circa 110 g/m2, la resistenza alla trazione è risultata intorno a 8.5 KN/m, mentre un FCTNT composto da due veli di materiale di base PP da 30 g/m2, un velo da 35 g/m2 dì materiale aggiuntivo PP da 12 dpf, rapporto di stiro 1,6 ripiegato in tre falde, per un totale di circa 320 g/m2, la resistenza alla trazione è risultata intorno a 29.5 KN/m.

L'allungamento per entrambi è stato intorno al 35% in direzione dì agugliatura e trasversale a tale senso.

La presente invenzione riguarda inoltre il metodo per produrre tale FCTNT comprendente le fasi di:

a) formare ed alimentare da 1 a 8 e più, e preferibilmente da 1 a 4, strati da 4g/m2 a 140 g/m2 e più per ogni velo, di uno o più tipi di materiale di base su un fronte da 0,10 m a 4 m e oltre, e preferìbilmente da 0,30m, ad una velocità di avanzamento da 10 a 200 m/min e più;

b) formare uno strato di materiale aggiuntivo, ad esempio di filamenti da 0,5 a 30 dpf e oltre, alimentati ad una velocità da 300 a 3000 m/min e oltre, in ragione di da 2 a 48 assiemi di filamenti da 20 a 200 filamenti ciascuno, distribuiti su un fronte di velo da 0,15 m a 0,30 m ciascuno e oltre, detti filamenti aventi un rapporto di stiro da 1,2 a 1,75 e oltre per il PP, o 2.2 e oltre per il PET, dipendente dal materiale filato;

c) alimentare gli strati del materiale aggiuntivo da 1 a 6 e più, e preferibilmente da 1 a 3, strati da 4g/m2 a 140 g/m2 e più per ogni velo, di uno o più tipi di materiale aggiuntivo su un fronte di 0,10m a 4m e oltre e preferibilmente da 0,30m, e preferibilmente della stessa dimensione e velocità di avanzamento di quanto descritto nella fase a);

d) trasferire il velo di materiale aggiuntivo al punto di sovrapposizione ;

e) interporre o sovrapporre tra loro i materiali provenienti dalle due fasi precedenti formando così la falda;

f) faldare la falda per formare l'ovatta PCTNT in modo che ogni sezione del PCTNT presenti da 2 falde semplici a 250, e preferibilmente da 2 a 120 falde sovrapposte, per permettere di avere in modo semplice un'altrettanta molteplicità di strati sovrapposti dei vari materiali, come descritto nella fase d), i quali entrano nella composizione del FCTNT desiderato;

g) ottenere, per effetto di agugliatura o altro processo di interlacciatura e/o interconnessione opportuno tra i materiali degli strati, il FCTNT oggetto della presente invenzione in modo che le fibre degli strati con componente fibrosa si interlaccino, anche attraverso gli strati, per comporre un insieme coerente in cui le caratteristiche volute siano presenti essenzialmente in ogni parte di ogni sezione non orizzontale del materiale.

Trattandosi di strati di materiale molto inconsistente, con densità paragonabile a quella dell'aria e cioè da 80 a 150g/m3 e oltre, anche il problema della dispersione o comunque della volatilità di tale prodotto in fase di trasferimento a velocità che possono arrivare anche a 150 m/min e oltre è evidente.

Un'operazione eventualmente preferita, particolarmente in fase di deviazione del flusso di trasporto, è la condensazione, operazione che avviene per compressione dello strato ed atta a diminuire la presenza dell'aria imprigionata dai filamenti e rendere maggiormente preponderante il peso specifico del materiale dei filamenti stessi, rispetto all'aria imprigionata tra essi.

Il metodo della presente invenzione integra una fase che mitiga questo problema.

L'apparato che realizza il metodo della presente invenzione è costituito essenzialmente da un sistema di preparazione di uno o più strati, preferibilmente costituito da una carda, con 1 o 2 e più pettinatori con relativi dispositivi di trasferimento, congiunzione e sovrapposizione, quali ad esempio nastri trasportatori, degli strati che contribuiscono alla formazione della falda, e inoltre da uno o più sistemi, preferibilmente alloggiati anche solo parzialmente tra i suddetti nastri trasportatori, per inserire strati di materiale aggiuntivo e/o uno o più sistemi, alloggiati al di sopra di tali nastri trasportatori od oltre tali nastri, considerando la direzione di movimento della falda, per aggiungere strati di materiale aggiuntivo, tali sistemi alloggiati che formino o comunque distendano i suddetti strati di materiale aggiuntivo, contribuendo alla formazione della falda, tali strati di materiale aggiuntivo necessari alla produzione del FCTNT così come descritto precedentemente e secondo le necessità del produttore.

L'apparato comprende uno o più sistemi di trasferimento e deposizione, sulla falda in formazione, di strati singoli od abbinati, con molteplicità cioè maggiore o uguale a 1, di materiali ancora inconsistenti e volatili sovrapposti o da sovrapporre.

Ogni sistema di formatura o comunque che distribuisca filamenti per formare e/o distendere uno strato di materiale aggiuntivo, preferibilmente dotato a monte di un sistema che alimenti filamenti come ad esempio un sistema di estrusione o filatura e stiro di filamenti essenzialmente continui, organizzati oppure no, come ad esempio organizzati da 2 a 48 fibre composte da filamenti da 1 e preferibilmente da 10 a 240 e oltre, ciascuna fibra, o da 1 a 100000 e oltre filamenti distinti, tali filamenti essenzialmente continui (dove per essenzialmente continui si intende di lunghezza anche superiore ai 15 cm), per un titolo da 0.3 a 60 e oltre dpf (denari per filamento), sistema che alimenti filamenti anche di altro tipo, quale ad esempio e non limitativamente, una cantra che sfila fibre, prodotte con altro apparato diverso da quello descritto nella presente invenzione, e avvolte in bobine, sistema che comunque alimenti tali filamenti essenzialmente continui ad una velocità da 150 m/min a 4000 m/min e oltre, sistema di formatura/distribuzione dotato di una zona di raccolta e di un sistema di dispersione dei suddetti filamenti sovra detta zona di raccolta dei suddetti filamenti, sistema di dispersione che utilizza preferibilmente l'effetto venturi, come ad esempio con tubi venturi preferibilmente in ragione di uno per ogni 1 o 2 e oltre, di dette fibre o con canale venturi, particolarmente nel caso di filamenti non organizzati in fibre, detta zona di raccolta essendo costituita da una superficie di raccolta forata per fare transitare l'aria dei sistemi venturi ma non i filamenti, tale superficie essendo essenzialmente in movimento costante in direzione della falda in formazione ad una velocità da 10 a 500m/min e preferibilmente da 60 a 180 m/min, tale superficie, che transita su un dispositivo di aspirazione dell'aria, utilizzata per disperdere i filamenti e per mantenere aderenti e consistenti, durante la formazione ed il movimento, i filamenti dispersi sulla superficie di raccolta, e comunque di aspirazione di eventuali altri fluidi anche in caso di dispositivi di dispersione utilizzanti altra tecnologia, detta zona di raccolta di larghezza ad esempio da 20 cm a 4 m e oltre, con la superficie di raccolta forata che si muove ad una velocità paragonabile a quella di avanzamento della falda in formazione.

Detto sistema, che forma o comunque distende lo strato di materiale aggiuntivo, comprende vantaggiosamente un successivo sistema di trasferimento e deposizione di tale strato sulla falda in formazione; tale sistema di trasferimento dello strato formato presentando una superficie atta a trattenere e possibilmente condensare detto strato così formato, detto sistema di trasferimento e deposizione che, al momento di trattenere detto strato di materiale aggiuntivo così formato, presenta preferibilmente e particolarmente uno strato di materiale di base o altro tipo, proveniente da una carda o altro apparato di formazione di strati e raccolto dal detto sistema di trasferimento in una posizione antecedente del percorso della detta sua superficie atta a trattenere, in modo che detto velo di materiale di base o altro si presenti già a contatto della superficie atta a trattenere.

Tale vantaggioso sistema di trasferimento in movimento preferibilmente costante e particolarmente formato da una superficie forata, preferibilmente ma non esclusivamente cilindrica, risulta all'interno di opportuni settori aspiranti atti a trattenere e preferibilmente condensare detti uno o più strati in fase di trasferimento e deposizione e particolarmente per eliminare perturbazioni di aria nella linea di congiunzione tangenziale con altri veli/strati già depositati sulla falda in formazione. Tale sistema di formazione dello strato di materiale aggiuntivo mantenuto di dimensioni limitate, come ad esempio di altezza da 0.4 m a 3 m, e preferibilmente da 1 a 2.5 m, e di larghezza pari al sistema di trasferimento, e particolarmente di dimensioni tali da poter essere alloggiato tra i trasportatori dei materiali di base mantenendo il sistema che forma o alimenta i filamenti in una posizione conveniente e comungue fuori dall'area di formazione della falda, è costituito da un sistema di estrusione o filatura e stiro di fibre o filamenti essenzialmente continui, dotato particolarmente di un sistema di rilancio dei filamenti o fibre dalla zona di filatura o stiro a guella di formazione dello strato. Il sistema di rilancio alimenta con velocità essenzialmente costante, da 150 m/min a 4000 m/min il sistema di formazione del velo stesso con i filamenti filati .

Il FCTNT è costituito da un'ovatta faldata in cui la falda è formata da un insieme di strati ad esempio due o più veli di larghezza 4 metri, di materiale di base costituito in generale da fiocco di fibra, ad esempio PP 5 dpf cardato o comunque disperso per formare lo strato.

Tali strati sono sovrapposti o interposti a strati di altri materiali, ad esempio uno strato di PET orientato da 12 den/filamento; tale falda è faldata, ad esempio in 40 falde sovrapposte, scalate di 30 cm ad ogni passaggio di faldatura di ampiezza 4 m, per formare l'ovatta PCTNT, oggetto della presente invenzione, e agugliato, per formare il FCTNT oggetto anch'esso della presente invenzione.

Nel FCTNT, per effetto dell'azione degli aghi e delle eventuali altre tecniche di finitura, i componenti degli strati attraversano verticalmente il FCTNT, pur rimanendo legati allo strato di appartenenza nel PCTNT, creando legami tra gli strati che attraversano e fornendo le loro prestazioni caratteristiche, essenzialmente su tutto lo spessore e tutta l'estensione del FCTNT o sulla porzione voluta.

La figura 1 rappresenta alcuni possibili configurazioni con cui comporre l'ovatta faldata di falde di veli/strati sovrapposti o interposti tra cui:

il numero di riferimento 100 identifica uno strato singolo di materiale di base con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso sovrapposto

il numero di riferimento 101 identifica due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso interposto;

il numero di riferimento 104 identifica due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo non fibroso interposto;

il numero di riferimento 105 identifica due strati di materiale di base a sandwich con due strati di materiali aggiuntivi di tipo non fibroso e diversi tra loro interposti a contatto tra loro;

il numero di riferimento 106 identifica tre strati di materiale di base a sandwich triplo con due strati di materiali aggiuntivi di tipo fibroso diversi tra loro interposti e non a contatto.

La figura 2 mostra un'ovatta completa e faldata a 5 falde doppie, e come l'insieme di strati viene avviato all'agugliatura, in cui compare, a titolo di esempio ma non limitativo, una configurazione a due strati di materiale di base e uno strato di materiale aggiuntivo generico interposto.

La freccia indica una possibile direzione di movimento dell'ovatta durante la formatura o faldatura, il numero di falde presenti per ogni strato nella vista è dieci ed è esemplificata la disposizione naturale dei filamenti nei veli quando faldati.

Le figure 4 e 5 rappresentano alcune possibili configurazioni di un'ovatta faldata con falde costituite da strati sovrapposti od interposti.

In particolare, la figura 4 mostra un'ovatta 300 con due strati di materiale di base con interposto a sandwich uno strato di materiale aggiuntivo di tipo non fibroso, mentre la figura 5 mostra un'ovatta 301, di tipo fibroso, in cui è evidenziata la differenziazione tra una falda e la successiva.

La figura 6 illustra una falda 400, vista in pianta, e mostra come i materiali di tipo fibroso di base e/o aggiuntivi si distribuiscono durante la formazione del strato.

La figura 7 è una sezione di una falda semplice 402 con due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo non fibroso.

La figura 8 illustra una falda 403 con due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo granulare/polvere/pasta.

La figura 9 illustra una falda 404 con due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo che si presenta come piano essenzialmente continuo.

Le figure 10-12 mostrano la sequenza dì formazione/trasferimento di anse di fibra tra i diversi strati, durante l'agugliatura, per la trasformazione da PCTNT a FCTNT agugliato, nel caso di materiali fibrosi.

La figura 13 illustra le linee di lavoro di un reticolo planare di fibre con evidenziati i punti di incrocio tra le fibre stesse.

La figura 14 mostra una falsa sezione planare di un possibile FCTNT agugliato proveniente da un'ovatta faldata composta di falde ad uno strato di materiale di base con un strato sìngolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso strutturale interposto con dpf analogo a quello del materiale di base, in cui sono evidenziati i piani di distribuzione del materiale aggiuntivo fibroso e le interconnessioni del materiale aggiuntivo tra sé stessi e attraverso piani non contigui.

La figura 15 illustra, in vista assonometrica, il comportamento di fibre aggiuntive strutturali con alto dpf intercalato a materiale di base con dpf inferiore.

La figura 18 mostra un reticolo multi planare ottenuto da faldatura di un materiale fibroso strutturale, con evidenziate le connessioni tra i diversi piani, nella struttura del FCTNT.

La figura 17 illustra schematicamente un possibile FCTNT agugliato, proveniente da un'ovatta faldata composta di falde a due strati di materiale di base a sandwich con strato singolo di materiale aggiuntivo di tipo fibroso interposto, in cui appaiono evidenti la compenetrazione tra il materiale di base e il materiale aggiuntivo fibroso generato dalle anse delle fibre di entrambi i materiali, e i legami del materiale strutturale con quello proveniente da un altro strato, così come potrebbe apparire nella realtà.

La figura 18 illustra schematicamente un metodo preferito, ma non esclusivo, con cui formare il PCTNT, in cui due strati di materiale di base a sandwich con uno strato singolo di materiale aggiuntivo interposto vengono faldati tramite un movimento alternativo e avviati all'agugliatura con movimento ortogonale alla direzione di faldatura.

La figura 19 illustra schematicamente un apparato preferito, ma non esclusivo, in cui la formatura/distribuzione del materiale aggiuntivo avviene nella zona di formatura dei veli dell'apparato ed è alloggiato tra le stazioni di formatura dei strati di materiale di base e prima dell'operazione di faldatura.

La figura 20 è una vista schematica di un apparato preferito, ma non esclusivo, per formare/distendere uno strato di materiale aggiuntivo di tipo fibroso, costituito da fibre essenzialmente continue, mediante dispersione delle fibre, completo del suo sistema di trasferimento e deposizione sulla falda.

La figura 21 è una vista schematica di un apparato preferito, ma non esclusivo, in cui la falda è formata da più strati di materiale di base e da più materiali aggiuntivi e la loro sovrapposizione e/o interposizione avviene nell'impianto di formatura dei veli, tra le stazioni di formatura degli strati di materiale di base ed anche immediatamente prima dell'operazione di faldatura

La figura 22 rappresenta uno schema dell'apparato di formatura dello strato di materiale aggiuntivo di tipo fibroso, a filamenti essenzialmente continui, da alloggiare opzionalmente e preferibilmente tra le due stazioni di formatura dei veli di materiale di base, anche quando trattasi di carda a due pettinatori.

Con riferimento alla figura 1 e seguenti, un'ovatta si compone con falde semplici 100, a due materiali, o composte, 101, da un materiale di base 102 e di un materiale aggiuntivo fibroso 103, od a strato singolo 104 di materiale non fibroso 107 od a strato doppio 105 con un secondo materiale non fibroso 908 o con composizioni più articolate a 5 strati 106, come ad esempio con tre veli di materiale di base fibroso 102 intercalati con due materiali fibrosi differenti tra loro 109, 103, si compone un'ovatta.

La falda 201 è distribuita con un movimento alternativo longitudinale, indicato dalla doppia freccia 202, rispetto alla formazione della falda, e trasversale rispetto all'agugliatura, di ampiezza definita 203, sincronizzato con il movimento di avanzamento, indicato con la freccia 205, in direzione essenzialmente ortogonale alla direzione di alimentazione 206 e 803 della falda, in modo da creare un passo di faldatura costante 204, con angolo di sovrapposizione 207 delle fibre 208 di uno strato 209 con quelli di quello successivo, e formare l'ovatta, la quale presenta margini di falda con il caratteristico andamento a zig-zag.

Nello schema di figura 2 è rappresentato un caso in cui circa cinque doppie falde formano un'ovatta a dieci falde sovrapposte.

Le figure 4 e 5 mostrano schemi di possibili ovatte 300 e 301, nei quali è evidenziato il piano di separazione 304 tra le falde sovrapposte 302 e 303.

Nelle figure 6-9 sono rappresentati possibili materiali componenti la falda.

L'aspetto della superficie del materiale di base di tipo fibroso 400 presenta fibre 401, in generale non necessariamente diritte, desiderabilmente orientate in tutte le possibili direzioni ed essenzialmente posate sul piano dello strato di appartenenza 405, come appare nelle sezioni delle falde 402, 403 e 404.

L'aspetto della falda così come schematizzata in 101 e 104, può apparire nella realtà rispettivamente come 402 e 404; è evidenziato un materiale di tipo fibroso di base 405 e uno aggiuntivo di tipo fibroso 406 e uno di tipo coerente, essenzialmente planare 407. È dato anche un esempio 403 in cui lo strato è costituito da un materiale disperso guale ad esempio un granulato/polvere/gel 408.

Nelle figure 10-12 è rappresentata la deformazione delle fibre per effetto della penetrazione di un ago 503 attraverso gli strati del PCTNT in vari stadi: iniziale (figura 10), con attraversamento di uno o due strati (figura 11) e di più strati (figura 12).

Come si può notare, anse di fibre 507, 508 e 509 si formano e abbandonano il loro strato iniziale, rispettivamente 504, 506 e 505, per attraversare il proprio strato ed uno o più strati contigui, generando in tal modo 'interlacciatura. Nel movimento di ritorno l'ago formerà altre anse con/di altre fibre, nella direzione opposta, per effetto del trascinamento da attrito, creando intrecci e interlacciature fra i diversi strati e reticoli nello strato di partenza, come visibile in figura 13.

Come visibile nelle figure 15-16, tenendo conto della distribuzione essenzialmente planare 400, delle fibre per i materiali fibrosi, e per effetto dell'agugliatura illustrata nelle figure 10-12, possono esserci comportamenti differenti intermedi tra i due estremi descritti in figura 14, in cui fibre di materiale strutturale 604 con dpf simile a quello delle fibre di materiale 609 di base, creano porzioni discontinue 605, 606, di fibra strutturale, e delimitate qui schematicamente da punti di incrocio 607, in cui le fibre cambiano la loro direzione da essenzialmente orizzontale 605 ad essenzialmente verticale 606.

Mentre nella figura 15, con fibre 604 strutturali con dpf o rigidità molto maggiore, la struttura tende a permanere sul piano di distribuzione, creando sporadiche o nessuna ansa 6061, e costruendo un reticolo strutturale i cui legami sono costituiti da anse 6070 del materiale di base che, per effetto dell'agugliatura, si lega e annoda a sé stesso anche tra piani contigui e non contigui, come mostrato in figura 17, imprigionando e legando le fibre di materiale strutturale garantendo così le prestazioni meccaniche richieste e fornite dall'insieme del materiale di base e particolarmente dal materiale strutturale.

A seguito di ciò si creano reticoli complessi e continui (visibili nella vista in pianta di figura 13, nella vista assonometrica di figura 16, dettaglio 610) in cui alcune di tali porzioni 605, o le fibre intere 604, restano essenzialmente sul piano di formatura del strato e formano interconnessioni reticolari orizzontali lungo il piano 608, adatte a sostenere trazioni trasversali al piano di formatura stesso per effetto della concatenazione orizzontale, mentre altre porzioni 606, in generale alternate alle precedenti, attraversando tale piano, formano altresì, e contemporaneamente, interconnessioni reticolari per mezzo di connessioni verticali 609, 611, perpendicolari ai piani 610, tra fibre di strati omologhi ma di falde diverse 608, 610 e, accessoriamente, pure con i materiali degli altri tipi appartenenti a strati sia contigui e sia di altre falde.

Come si può capire, tale disposizione delle fibre e delle concatenazioni di anse creano una struttura 603, assimilabile a quella di un cristallo, con una componente multi planare omnidirezionale 610 di elevata resistenza all'estensione trasversale (orizzontale con riferimento alla figura), compatibilmente con le fibre usate per crearlo, in cui i piani paralleli di reticoli orizzontali 610 restano legati tra loro con legami perpendicolari ai piani multi-planari, quasi dei tiranti, formati da fibre di direzione verticale 606, 611 che garantiscono il legame tra i piani dato dalle caratteristiche meccaniche del materiale, e mantengono altresì una componente, essenzialmente perpendicolare al loro piano, di non estensibilità e scarsa comprimibilità dovuta allo spessore del materiale di base che occupa e riempie lo spazio tra i piani dei reticoli stessi 610.

In tale modo i reticoli planari, i legami tra i piani e il materiale che riempie gli interstizi tra i reticoli planari, assieme svolgono una funzione analoga a quella di un cemento armato ben organizzato in cui sono presenti contemporaneamente tiranti saldati, reti coerenti e massa riempitiva.

Una volta agugliato, il FCTNT, proveniente ad esempio da una falda semplice 101, presenta una sezione del tipo illustrato in figura 17, in cui la separazione iniziale 304, resa ormai virtuale dalla ripiegatura delle falde, è scomparsa per effetto dell'agugliatura operata dagli aghi che si muovono di movimento alternativo nella direzione indicata con la freccia 703, che ha provocato 1'interlacciatura e/o interconnessione sia del materiale di base 700, rappresentato da linee sottili, sia del materiale aggiuntivo 701, che in questo caso è di tipo fibroso con dpf pari a quello del materiale di base e rappresentato da linee in spessore maggiore; come si vede, esistono porzioni della sezione in cui i materiali sono interconnessi tra loro, ognuno con il corrispondente materiale anche di falde diverse ed esistono evidenti porzioni 702 in cui il materiale di base 701 è interconnesso con il materiale aggiuntivo 702. Il fatto che il materiale aggiuntivo, che in questo caso è strutturale, sia interconnesso con gli omologhi di altre falde permette di creare il reticolo particolarmente interconnesso 603 che attraversa tutta la sezione; tale reticolo oltre che omnidirezionale è anche multi planare.

La figura 18 illustra schematicamente il metodo con cui viene formata una falda del tipo semplice 101, in cui due strati 800 del materiale di base racchiudono un materiale aggiuntivo 801, per formare la falda 802, e attraverso un movimento alternativo 803 della faldatrice 804 viene formata l'ovatta mediante sovrapposizione delle falde 805 e movimento ortogonale di avanzamento 806 del piano di appoggio/formatura dell'ovatta 807.

Come visibile nelle figure 19 e 20, la formatura/alimentazione 903 e 904, 1000 e 1011 (alimentazione, nel caso di strato/materiale già formato) degli strati, viene posta in linea per permettere la formatura della falda 907, 1015.

Nel caso più semplice, ed essenzialmente esemplificativo, del presente metodo, qual è quello applicabile ad una carda con due pettinatori, il materiale di base fibroso 905, 1001, 1012, formato dalla carda 900 con i due pettinatori 901 e 902, racchiude un solo materiale aggiuntivo 906, 1005, formato in loco o alimentato con un conveniente sistema 908, 1004.

I traini alimentatori degli strati 909, 910, 911, 1002, 1006, 1013 mantengono costante la velocità per mantenere coerente e senza deformazioni la falda 907, 1015.

II sistema di dispersione 1004 dei filamenti 1003, preferibilmente ad aria intercettata ed aspirata dal sistema di aspirazione 1007 posto sotto la zona di dispersione, permette la formazione di un strato 1005 che un sistema di avanzamento/raccolta a velocità essenzialmente costante 1006, trasporta fino al sistema di trasferimento e deposizione 1008.

Detto strato 1005 viene prelevato dal detto sistema di avanzamento 1006 e sovrapposto preferibilmente ad uno o più strati di materiale di base 1001, proveniente dal sistema di formatura dello strato superiore 1000, e quindi condensato nel suo percorso, in concomitanza col settore di aspirazione 1009 e rilasciato essenzialmente nella linea tangenziale di contatto con la falda 1015 in corrispondenza del settore 1010, preferibilmente in sovrapressione .

Il profilo usuale di trasporto degli strati di una carda 909 per permettere l'alloggiamento del sistema di formatura /distribuzione dello strato di materiale aggiuntivo, viene facilmente e convenientemente modificato sostituendo l'usuale nastro trasportatore superiore 909 con la coppia di nastri 1002.

Tale sostituzione può convenientemente essere operata anche su impianti esistenti, rendendo l'apparato oggetto della presente invenzione vantaggiosamente applicabile anche su tali impianti esistenti .

In un caso più generale del presente metodo, illustrato schematicamente in figura 21, si possono avere, con i rispettivi traini alimentatori 1110, materiali di base 1105 e 1106, provenienti come già detto da stazioni di cardatura/alimentazione 1100 e 1101 e molteplici materiali aggiuntivi 1107 1108 e 1109, formati o alimentati (se il prodotto è preformato) con i sistemi di formatura/alimentazione dei materiali aggiuntivi 1102, 1103 e 1104.

In un caso tra i preferiti del presente metodo, illustrato in figura 22, il sistema di formatura 908, di un singolo materiale aggiuntivo di tipo fibroso, come presentato in figura 19, è composto da un sistema di distribuzione/dispersione ad aria o meccanico 1200, di filamenti essenzialmente continui, e in questo particolare caso assolutamente continui, alimentato di filamenti 1202, anche in molteplicità, tramite sistema di alimentazione/trazione 1201 dei filamenti stessi, provenienti da un sistema di prelievo 1204, ad esempio una cantra, o di produzione ad esempio un impianto di filatura, con un conveniente sistema 1203 di rilancio/controllo della velocità di alimentazione/filatura dei filamenti stessi.

I filamenti 1205 vengono dispersi opportunamente sul sistema di avanzamento/raccolta 1206, 908, formato da un nastro (nastro forato con sistema di aspirazione 1208 nel caso di dispersione ad aria) o rete o altro dispositivo atto a raccogliere e mantenere aderenti e relativamente ordinati i filamenti dispersi dal sistema di distribuzione 1200.

II sistema di avanzamento/raccolta si muove a velocità adeguata, secondo la direzione della freccia 1207, per formare il componente da aggiungere alla falda in formazione.

Tale sistema è vantaggiosamente compatto, per poter preferibilmente essere alloggiato in un sistema di cardatura del tipo illustrato in figura 20.

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un prodotto, feltro di tessuto non tessuto composito costituito a partire da un'ovatta di tessuto non tessuto composito, entrambi composti tipicamente di filamenti di sintesi o di origine industriale, ma anche di fibre naturali quali cotone lana e simili o misti tra i vari tipi specificati e/o altri prodotti disponibili, secondo necessità.

Il PCTNT oggetto della presente invenzione è ottenuto per faldatura di una falda composta di strati di fibre e/o altri prodotti/miscele di prodotti convenienti che definiamo "materiali di base", sovrapposti/interposti con strati convenienti per lo scopo della produzione che definiamo "materiali aggiuntivi", e che per gualche caratteristica, differiscono da guelli di base come ad esempio il materiale e, se trattasi di fibre, ad esempio il titolo, il colore o il rapporto di stiro delle fibre stesse come noto agli esperti dell'arte; tale PCTNT è adatto per formare un FCTNT, sempre oggetto della presente invenzione, con operazioni di agugliatura o altro metodo per fissare/interlacciare il PCTNT, con caratteristiche migliorate rispetto a FCTNT o TNT ottenuti con i soli prodotti di base o rispetto a FCTNT o TNT ottenuti per semplice sovrapposizione di altri TNT o ottenuti con semplici miscele di fibre e prodotti vari .

Tali caratteristiche migliorate possono essere, a puro titolo di esempio e non limitative: la resistenza allo stiro, l'impermeabilità, l'effetto dei colori, la presenza di sostanze disperse o anche il semplice costo del prodotto finito.

Nella descrizione di cui sopra, per comodità si è chiamata "falda" l'insieme di strati sovrapposti/interposti non ancora faldati, che concorre a formare il PCTNT, e per "faldatura" si intende non soltanto il processo di ripiegatura della falda su se stessa ma anche la sovrapposizione ripetitiva di falde indipendenti, mentre per strati si intende la disposizione essenzialmente planare dei materiali costituenti il prodotto, in generale fibre, distribuiti in modo tale da formare un nastro anche senza consistenza, come indica il dato sul peso specifico di tale velo, e preferibilmente continuo che concorre a formare la falda.

L'invenzione ha inoltre fornito un metodo per produrre tale PCTNT da trasformare in FCTNT ed un'apparecchiatura per realizzare il metodo.

Il metodo e l'apparecchiatura realizzano, con un processo preferibilmente in continuo, la formazione di una falda per interposizione/sovrapposizione di strati di prodotti diversi e, tramite il processo di faldatura, realizzano più in particolare un'interposizione/sovrapposizione multipla di più strati dei vari materiali che costituiranno il FCTNT e la sua ovatta PCTNT, dando al prodotto finito caratteristiche speciali.

La fase di agugliatura o altro processo di interlacciatura/coesionamento che segue, in un impianto classico per feltro, realizza il FCTNT oggetto della presente invenzione.

Per quanto riguarda l'applicazione dell'invenzione al settore dei prodotti geotessili, una caratteristica vantaggiosa del trovato è quella di sostituire parte delle fibre utilizzate nei geotessili tradizionali con altre, che abbiano caratteristiche meccaniche migliori .

Secondo una forma realizzativa preferita dell'invenzione, si aggiunge ad una struttura di tipo tradizionale del filo continuo spunbond.

Secondo la presente invenzione, i fili continui vengono creati da un estrusore e adagiati su un nastro trasportatore con l'ausilio di un sistema di aspirazione, posto sotto al nastro trasportatore stesso .

Una caratteristica vantaggiosa della presente invenzione è costituita dal tipo di estrusione utilizzata nella quale i fili continui non sono disposti lungo un'unica direzione, ma vengono randomizzati dal processo di aspirazione e deposizione sul nastro trasportatore .

In questo si ottiene un velo composto da fibre continue, quindi resistenti, ma al tempo stesso abbastanza isotropo, che è una caratteristica desiderabile.

Una caratteristica nuova ed inventiva del sistema oggetto della presente invenzione è costituita dal fatto che lo strato migliorativo, nella fattispecie il velo di filo continuo, è aggiunto al velo, o ai veli, cardati, prima del faldatore.

In questo modo si possono sfruttare tutte le caratteristiche positive del faldatore.

Innanzitutto è infatti possibile variare la larghezza del prodotto finale. Infatti è possibile variare l'ampiezza della faldata. La carda è una macchina che produce un velo sempre della stessa larghezza (ad esempio sempre 2,5 metri; le "taglie" delle carde standard vanno da 1 a 3-4 metri); faldando trasversalmente il velo di carda è possibile ottenere in uscita un prodotto con larghezza molto variabile (normalmente da 1 a 8 metri).

La stessa cosa vale per l'estrusore di filo continuo: nella configurazione tradizionale l'estrusore produce sempre la stessa larghezza, ad esempio sempre 3 metri, e le taglie variano da 1 a 4 metri. Secondo la presente invenzione è possibile sovrapporre una molteplicità di falde per cui si "moltiplica" la presenza del velo migliorativo all'interno del prodotto finito.

Ad esempio, in un prodotto con 4 falde sovrapposte vi sono 8 veli .

Secondo la presente invenzione, è possibile inserire il velo di filo continuo in mezzo ai due veli di carda, nel caso di carda a doppio velo. In questo modo all'ingresso del faldatore si hanno 3 strati: uno centrale di filo continuo e due esterni di fibre cardate, come visibile in figura 18, dove il numero di riferimento 800 identifica i veli di fibra cardata, 801 identifica il velo di filo continuo, ed 802 è la somma dei tre, ovvero la falda, anche se in realtà ci si riferisce alla somma dei vari strati prima della faldatura. Il numero 807 identifica l'ovatta, ovvero un "materasso" composto da due falde piegate a U. Quindi all'interno dell'ovatta si hanno quattro strati di filo continuo, interposti agli strati di velo cardato.

Al contrario, aggiungendo del materiale spunbond (filo continuo) dopo il faldatore, si limiterebbe il numero di strati. Infatti se si volessero 8 strati spunbond, servirebbero 8 svolgitori di spunbond in rotolo con evidenti maggiori costi e spazio, oppure 8 estrusori, opzione ancora più costosa e non realistica.

Secondo la presente invenzione si ottiene invece, mediante 1'aggiunta di un materiale diverso, un geotessile che, a parità di resistenza alla trazione, è più leggero, cioè presenta una grammatura minore, rispetto ai geotessili tradizionali.

L'aggiunta del filo continuo prima del faldatore consente molta versatilità quanto a composizione percentuale, stratificazione dei due tipi di materiale, ecc.

Il metodo secondo la presente invenzione consente di inserire nel faldatore più veli di materiale, provenienti da due, tre o più macchine differenti, ad esempio una carda ed un estrusore, oppure una carda, una carda ad aria ed un estrusore, oppure ancora una carda e due estrusori, ecc., e di faldare ed unire tali materiali diversi .

Una caratteristica importante della struttura oggetto della presente invenzione è costituita dal numero elevato di strati sovrapponibili. Infatti l'introduzione di più veli di materiale differente in un faldatore consente di stratificare ulteriormente i veli stessi. Non vi è limite teorico al numero di falde che può sovrapporre un faldatore; il limite pratico è dato dagli ingombri della macchina, dalle capacità produttive della macchina a valle, dalla velocità della linea, ecc.

Come descritto sopra, 120 falde sono un valore reale della pratica industriale, per settori diversi dal geotessile, ma con la presente invenzione si può arrivare anche a più di 200 falde.

Un vantaggio del metodo oggetto della presente invenzione è quello di potere essere attuato anche a partire da macchine già esistenti, quali carda, faldatore, ecc., del tipo normalmente utilizzate nel settore dei geotessili, alle quali si aggiunge un 1'estrusore.

Nella figura 19 è schematicamente illustrata una forma realizzativa preferita dell'apparato secondo l'invenzione, in cui è visibile un'unica carda 900 ed i "pettinatori" 901 e 902. La carda è una sola, ma è in grado, alla fine del processo di cardatura, di dividere il velo cardato in due veli, che vengono "staccati" dalla macchina dai due pettinatori. Il velo è assolutamente non coesionato, estremamente delicato e volatile, per cui è necessario farlo scorrere su nastri trasportatori 909.

In mezzo ai due veli cardati si inserisce il velo di filo continuo 908. Oltre che per questioni di simmetria, si inserisce il filo continuo in mezzo anche perché è il più problematico e delicato da trasportare, per cui è meglio "proteggerlo" racchiudendolo fra i due veli di carda. Anche questo velo viene trasportato con un nastro 909.

La figura 20 mostra una forma realizzativa più preferita dell'apparato per la sovrapposizione dei tre strati, nella quale i numeri di riferimento 1001 e 1012 sono i due veli cardati. Il numero 1005 rappresenta il velo estruso. Il punto di sovrapposizione è un punto molto delicato, perché i materiali che devono essere sovrapposti sono molto diversi fra loro. Per cui in questa zona è prevista una sovrapposizione graduale dei vari strati, aiutata da un sistema di aspirazione, o meglio di condensazione. In pratica si può utilizzare un cilindro forato, che ruota nella stessa direzione dei veli (senso antiorario nel disegno), a velocità più o meno costante (anche la velocità dei veli, durante la normale produzione, è costante) e non necessariamente identica alla velocità di avanzamento dei veli stessi. All'interno del cilindro forato si genera una depressione più o meno leggera, in modo che i veli siano invitati ad adagiarsi sul cilindro forato nel punto desiderato. Il punto desiderato è stabilito decidendo in che punto della circonferenza i vari nastri trasportatori faranno confluire i relativi veli. Preferibilmente, i vari veli sono adagiati l'uno sull'altro in modo graduale, utilizzando comunque un apparato compatto. Infatti in questa zona è preferibile evitare turbolenze e che il materiale si scomponga. L'effetto di eliminazione parziale dell'aria che si trova all'interno dei veli, dato dal cilindro condensatore, è vantaggioso anche per la successiva introduzione nel faldatore . Infatti la precisione della faldata risente molto degli effetti aerodinamici dovuti all'aria presente all'interno del velo stesso .

La struttura, il metodo e l'apparecchiatura, secondo l'invenzione, sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Ad esempio il velo di carda in uscita dal pettinatore inferiore può essere convogliato sul nastro di aspirazione ed il filo continuo può essere deposto direttamente sul velo di carda inferiore stesso.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica .

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura composita di tessuto non tessuto, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di falde, ciascuna di dette falde comprendendo uno o più strati di materiali di base essenzialmente fibrosi ed uno o più strati di materiali ulteriori aventi caratteristiche meccaniche superiori rispetto a detti materiali di base; detti strati di materiali ulteriori essendo alternati a detti strati di materiali di base; dette falde essendo faldate e sovrapposte, parzialmente o totalmente, ed interconnesse.
2. 2. Struttura composita, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti materiali ulteriori comprendono filamenti sostanzialmente continui.
3. 3. Struttura composita, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti filamenti continui sono orientati .
4. 4. Struttura composita, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti filamenti sostanzialmente continui sono voluminizzati e/o crettati e/o testurizzati.
5. 5. Metodo per realizzare una struttura composita di tessuto non tessuto, comprendente una pluralità di falde, ciascuna di dette falde comprendendo uno o più strati di materiali di base essenzialmente fibrosi ed uno o più strati di materiali ulteriori aventi caratteristiche meccaniche superiori rispetto a detti materiali di base; detti strati di materiali ulteriori essendo alternati a detti strati di materiali di base; dette falde essendo faldate e sovrapposte, parzialmente o totalmente, ed interconnesse; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di : formare almeno uno strato di detti materiali di base essenzialmente fibrosi; formare almeno uno strato di detti materiali ulteriori; formare una falda tramite sovrapposizione e/o interposizione di detti strati; faldare detti strati sovrapposti; interconnettere detti strati.
6. 6. Metodo, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta fase di formare una falda tramite sovrapposizione e/o interposizione di detti strati, è effettuata faldando una e più falde da 1 a 120 volte; ciascuna di dette falde essendo formata per deposizione in linea da 1 a 4 strati di materiali di base essenzialmente fibrosi, con sovrapposizione e/o interposizione da 1 a 2 strati di detti materiali ulteriori, detta fase di interconnettere detti strati essendo effettuata mediante agugliatura; detta fase di formare detti strati di materiali di base essenzialmente fibrosi essendo effettuata tramite cardatura.
7. 7. Metodo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta fase di formare detti strati di materiali di base è effettuata tramite cardatura di materiali essenzialmente fibrosi; detta fase di formare detti strati di materiali ulteriori comprendendo una dispersione e deposizione di filamenti sostanzialmente continui su una superficie in movimento.
8. 8. Apparecchiatura per realizzare una struttura composita di tessuto non tessuto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una carda avente un movimento sostanzialmente continuo ed atta a formare detti strati di materiali di base; almeno un dispositivo compatto atto a interporre e/o sovrapporre detti strati di materiali ulteriori e detti strati di base; almeno un dispositivo di sovrapposizione, raccolta e congiunzione di detti strati sovrapposti e/o interposti; un dispositivo di faldatura; un dispositivo di interconnessione di fibre di detti materiali.
9. 9. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di interconnessione è un'agugliatrice.
10. 10. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di interconnessione ha una componente termica.
11. 11. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di interconnessione ha una componente chimica.
12. 12. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di sovrapposizione è costituito da una superficie forata in movimento sostanzialmente costante attraversata da fluidi, attraverso detta superficie forata essendo formata una depressione nella zona di contatto con uno strato in formazione o già formato, detto dispositivo di sovrapposizione trasferendo detto almeno uno strato di materiale ulteriore, sovrapposto a detto almeno uno strato di materiale di base, dalla zona di formazione ad un piano di sovrapposizione e formazione di detta falda, detto dispositivo di sovrapposizione agendo anche come condensatore di velo per rendere coerente detto strato di materiale ulteriore, facilitando così le successive operazioni e agendo come limitatore di perturbazione di detti strati nella fase di congiunzione con la falda in formazione.