ITMI951058A1 - Materiale composito comprendente un tessuto non tessuto microfibroso suo metodo di preparazione e suo impiego per il rivestimento di - Google Patents
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Abstract
Prodotto composito costituito da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero, utile per rivestire materiali termoplastici termoformati, contemporaneamente alla termoformatura di questi ultimi.
Description
"MATERIALE COMPOSITO COMPRENDENTE UN TESSUTO NON TESSUTO MICROFIBROSO, SUO METODO DI PREPARAZIONE E SUO IMPIEGO PER IL RIVESTIMENTO DI PRODOTTI TERMOPLASTICI RIGIDI"
La presente invenzione si riferisce ad articoli compositi, utili per il rivestimento di oggetti formati, costituiti da un materiale non tessuto microfibroso accoppiato con un film di polimero. L'invenzione concerne inoltre il metodo di preparazione di detti articoli compositi nonché il procedimento di applicazione di detti articoli compositi sugli oggetti formati e gli oggetti rivestiti così ottenuti.
Sono noti nella tecnica materiali non tessuti, microfibrosi formati da microfibre di polimero sintetico, generalmente costituiti da poliestere o poliammide in una matrice poliuretanica. Tali materiali hanno l'aspetto della pelle naturale ed alcuni di essi presentano inoltre caratteristiche relative alla mano, alla leggerezza, al velour ed alla solidità alla luce e agli ossidi di azoto nell'atmosfera nettamente superiori a quelle della pelle naturale. Questi materiali, per le loro caratteristiche, sono particolarmente pregiati e trovano ampio impiego nel settore dell'abbigliamento, neH'arredamento e nel rivestimento di interni di autovetture, imbarcazioni ed altri mezzi di trasporto.
Per impieghi nel settore dell'arredamento e del rivestimento di interni il materiale non tessuto microfibroso può essere accoppiato con tela, tessuto a maglia o materiale plastico espanso per conferire al prodotto la resistenza e la rigidità richieste. Tale accoppiamento viene generalmente effettuato con l'aiuto di un collante o per riscaldamento alla fiamma, come è stato descritto nei brevetti GB 2.235.651 e 2.235652 della stessa richiedente.
Un settore nel quale il materiale non tessuto microfibroso può trovare ampio impiego e quello del rivestimento di articoli formati di materiale termoplastico rigido ottenuti con il processo di termoformatura, ad esempio nella produzione di pelletterie. Tuttavia le tecniche sopramenzionate di incollaggio del materiale non tessuto microfibroso, utilizzate per l'accoppiamento con tela e prodotti polimerici espansi si sono dimostrate poco compatibili con i cicli di produzione di prodotti termoplastici formati, ottenuti per termoformatura, per il rivestimento degli stessi. L’impiego di tali tecniche introduce infatti lunghi e complessi stadi di lavorazione che riducono la economicità del ciclo di produzione.
La formatura o termoformatura consiste infatti nel riscaldare una lastra di materiale termoplastico fino a raggiungere il suo punto di rammollimento e nel comprimerla fra uno stampo e il corrispondente contro-stampo per farle assumere la forma desiderata. Si è verificato che, se si ricopre la lastra riscaldata con il materiale non tessuto, microfibroso, il prodotto termoformato rivestito ottenuto presente una <-adesione materiale non tessuto microfibroso-polimero termoplastico del tutto insoddisfacente.
Sarebbe quindi altamente auspicabile disporre di un materiale non tessuto microfibroso che potesse essere applicato in modo efficace ad oggetti termoplastici rigidi nello stesso stadio di termoformatura degli stessi.
La presente invenzione ha lo scopo di fornire un materiale non tessuto microfibroso composito che può rivestire articoli di materiale termoplastico rigido contemporaneamente alla preparazione per termoformatura di detti articoli.
E stato infatti trovato, e ciò costituisce un primo oggetto della presente invenzione, un prodotto costituito da un materiale non tessuto microfibroso e da un film di polimero che può essere vantaggiosamente utilizzato per rivestire, in modo efficace, materiali termoplastici termoformati, contemporaneamente alla termoformatura di questi ultimi.
Un secondo oggetto della presente invenzione è un procedimento di semplice esecuzione per la preparazione del suddetto prodotto composito.
Rientra, inoltre, nell'ambito della presente invenzione un procedimento di termoformatura per la preparazione di articoli formati di materiale termoplastico rigido utilizzante il composito materiale non tessuto microfibroso - polimero indicato sopra, nonché gli articoli di materiale termoplastico rigido rivestiti, ottenuti con il suddetto procedimento. Il composito secondo la presente invenzione può essere ottenuto mediante accoppiamento a caldo del materiale non tessuto microfibroso con il film di polimero. L'operazione può vantaggiosamente essere condotta in continuo utilizzando sistemi a calandra ed a rulli caldi, dopo aver riscaldato il materiale microfibroso, nel rovescio, con lampade I.R..
La temperatura alla quale viene eseguita l'operazione di accoppiamento è vantaggiosamente compresa tra 80 e 150 °C. Essa sarà generalmente prossima alla temperatura di rammollimento del polimero che costituisce il film. Operando in continuo, la velocità di scorrimento del composito sarà utilmente compresa tra 1,5 e 4 m/min..
Preferibilmente, l'accoppiamento verrà effettuato sotto una tolleranza delle calandre che può variare tra 0 e 0,7mm.
Il materiale non tessuto microfibroso utilizzabile, costituito da un tessuto non tessuto di microfibre sintetiche immerso in una matrice polimerica, può essere uno qualunque di quelli descritti nella tecnica. Ad esempio detti materiali sono stati descritti nei brevetti italiani 823.055, 921.871, 839.921, 858.337, 905.222 e 873.699. Altri metodi di preparazione del materiale microfibroso sono descritti nelle domande di brevetto italiane ΜΓ92Α002309, MI92A001945, MI92A002944, MI92A002942 e MI92A001952 della stessa richiedente.
I materiali non tessuti microfibrosi particolarmente utilizzabili secondo l'invenzione sono quelli la cui matrice è costituita da un polimero del gruppo dei poliuretani e derivati, e le cui microfibre possono essere di poliestere, come polietilentereftalato, di poliammide, come nylon 6, nylon 66, nylon 12, di poliolefine come polietilene o polipropilene, e poliacrilonitrile o copolimeri di questi.
II film che costituisce il composito può essere di
- Poliuretano con base prevalente polietere e/o poliestere do copoliestere;
- Poliestere a basso punto di fusione;
- Poliolefine, come polietilene o polipropilene;
- Poliammide a basso punto di fusione.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il film polimerico è protetto da uno strato di un materiale polimerico a punto di fusione più elevato, ad esempio polietilene, polipropilene o polivinilcloruro, che viene asportato prima del processo di termoformatura.
La termoformatura per produrre gli articoli rivestiti di materiale non tessuto microfibroso, utilizzante il composito secondo la presente invenzione, può essere effettuata in tempi brevissimi, circa 2 minuti, a temperature fra 140 e 250°C E' preferibile procedere prima al riscaldamento della lastra di materiale termoplastico fino al suo punto di rammollimento, indi sovrapporre il composito, materiale non tessuto - film polimerico, e sottoporre il tutto a termoformatura.
L'invenzione risulterà più evidente dagli esempi di realizzazione che seguono, che servono per descrivere in maggior dettaglio l'invenzione , ma che non devono essere intesi come limitativi di questa.
Esempio 1
Il feltro microfibroso è preparato, secondo una tecnica nota nel modo seguente:
La fibra è costituita da un contenuto di circa 57 parti in peso di polietilentereflalato, 40 parti in peso di copolimero di polistirolo e 3 parti di polietilenglicol. la fibra estrusa è di 3,8 den. ed ha 16 microfibre di poliestere nella matrice di poliestere nella matrice di polistirolo; detta microfibra è di circa 0,10 - 0,11 den. La fibra viene quindi agugliata per ottenere un feltro intermedio avente una densità di 0,195 g/cm3 ed un peso di 540 g/m2.
Questo feltro intermedio è immerso in una soluzione di alcool polivinilico ed acqua al 20%, asciugato e trattato con percloroetilene in modo da togliere la matrice di polistirolo ed ottenere una fibra contenente la matrice di alcool polivinilico. Separatamente viene eseguita una preparazione di poliuretano facendo reagire 2 moli di 4,4' difenil-metano-dii soci anato (MDI) e 1 mole di una soluzione di politetraidrofurano (PTHF) (peso molecolare 1976) e policaprolattone (PCL) (peso molecolare 1958) in un rapporto 3/1 a 65°C per 3 ore. Questo prepolimero ottenuto viene messo in soluzione con dimetilformammide in modo da ottenere una soluzione al 25%(in peso).
Una soluzione al 25% (in peso) di 0,825 moli di 4,4' diamminodifenilmetano (DAPM) e 0,175 mmoli di n-butilammina (DBA) in dimetilformammide (DMF) viene preparata ed addittivata al prepolimero diluito a 65°C. La soluzione viene fatta reagire per circa 30 ore fino a portare la concentrazione a 25% e la soluzione libera da gruppi NCO. La soluzione di poliuretano ottenuta ha una viscosità di circa 20.000 cps ad una temperatura di 20°C.
Il poliuretano viene ulteriormente diluito con dimetilformammide allo scopo di ottenere una soluzione al 13% (in peso), quindi il feltro costituito da polietilentereftalato e alcool polivinilico viene immerso nella soluzione poliuretanica suddetta: L'eccesso viene rimosso con rulli spremitori, quindi il poliuretano viene fatto coagulare in acqua e si rimuove l'alcool polivinilico.
Dopo questo trattamento il prodotto viene essiccato. Il prodotto così ottenuto è formato dal 68±3% in peso di microfibra e 32+3% in peso di poliuretano. Questo prodotto viene quindi tagliato longitudinalmente ad uno spessore di 1 mm. e successivamente abraso per ottenere l'effetto scamosciato.
Esempio 2
Si opera come nell'esempio 1 con la differenza che il prepolimero ottenuto, in soluzione di dimetilformammide al 25%, viene trattato, invece che con DAPM, con 1,65 moli di acqua contenenti 0,175 moli di n-butilammina. La reazione di estensione viene condotta a 65°C per 6 ore. Il poliuretano ottenuto ha un peso molecolare medio corrispondente ad un polimero di viscosità 20.000 cps quando la soluzione è al 25% in peso in dimetti formammide e la temperatura di 20°C.
Esempio 3
Si utilizza il procedimento dell'esempio 1, ma con una fibra preparata con polietilentereftalato antifiamma FIDION SR commercializzato dalla ENICHEM FIBRE S.p.A. Le caratteristiche meccaniche ed ignifughe del prodotto sono riportate in tabella 1.
Esempio 4
Si segue la procedura dell'esempio 1, ma si utilizzano microfibre di nylon 6 al posto del polietilentereftalato e un copolimero stiroloacrilonitrile (noto con il nome commerciale SUN) al posto del polistirolo.
Esempio 5
Viene preparato un prodotto analogo a quello dell'esempio 1 utilizzando 4,4' dicicloesil metano al posto dell'MDI e 4,4' metilene bis (2,6 diisopropil anilina) al posto del DAMP.
Esempio 6
Viene preparato un prodotto seguendo la procedura dell'esempio 1, ma utilizzando il nylon 6 al posto del polietilentereftalato e un poliuretano ottenuto secondo l'esempio 5
Esempio 7
Il prodotto microfibroso dell'esempio 1 viene accoppiato con film di poliuretano base poliestere e con film di poliuretano base polietere. I compositi vengono prodotti mediante riscaldamento con lampade I.R. fino a 150°C del rovescio del materiale microfibroso. Il materiale microfibroso ed i film vengono fatti passare attraverso due calandre per assicurare la coesione fra gli strati.
Esempio 8
Seguendo la procedura dell’esempio 7 si preparano compositi costituiti dal prodotto dell'esempio 1 con un film di polietilene e un film di polipropilene a basso punto di fusione:
Esempio 9
Con la procedura dell'esempio 7 si preparano compositi costituiti dal materiale microfibroso dell'esempio 6 con film di poliuretano base polietere e poliuretano base poliestere.
Esempio 10
Con la stessa procedura degli esempi precedenti si preparano compositi utilizzando il materiale microfibroso dell'esempio 4 accoppiato con film di poliuretano base polietere e con poliuretano base poliestere.
Esempio 11
Secondo la procedura degli esempi precedenti si preparano compositi ignifughi utilizzando il materiale microfibroso dell'esempio 3 accoppiato con film di poliuretano base polietere e di poliuretano base poliestere.
Esempio 12
Secondo la procedura dell'esempio 7 si prepara un composito costituito dal prodotto dell'esempio 6 con un film di poliolefina a basso punto di fusione.
Esempio 13
Un composito viene preparato, seguendo la procedura dell'esempio 7, fra il materiale microfibroso dell'esempio 4 e un film poliolefinico a basso punto di fusione.
Esempio 14
Secondo la procedura degli esempi precedenti si prepara un composito ignifugo utilizzando il materiale microfibroso dell'esempio 3 accoppiato con un film poliolefinico a basso punto di fusione.
Esempio 15
Una lastra di materiale termoplastico ABS viene riscaldata superficialmente fino ad ottenere l'incipiente rammollimento della stessa (195 °C). Sopra la lastra viene disposto uno strato del composito dell’esempio 7, dopo aver asportato il film di protezione, e il tutto viene sottoposto a termoformatura in una macchina munita di stampo e controstampo per fare assumere al sistema lastra composito la configurazione di un guscio di valigia. Il prodotto ottenuto, dopo raffreddamento presenta una ottima adesione fra il supporto di ABS e il composito.
Esempi 16-19
Il rivestimento di lastre di ABS termoformate viene ripetuto utilizzando i compositi degli esempi da 8 a 14 ottenendo in tutti i casi ottima adesione fra l'ABS e i compositi impiegati, senza provocare alcuna modifica della superficie del materiale microfibroso.
Claims (15)
- Rivendicazioni 1. Prodotto composito costituito da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero, utile per rivestire materiali termoplastici termoformati, contemporaneamente alla termoformatura di questi ultimi.
- 2. Prodotto composito come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale è costituito da microfibre di poliestere immerse in una matrice a base di poliuretano.
- 3. Prodotto composito come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale è costituito da microfibre di nylon 6 nylon 66 immerse in una matrice a base di poliuretano.
- 4. Prodotto composito come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale è costituito da microfibre di poliestere ignifugo immerse in una matrice a base di poliuretano.
- 5. Prodotto composito come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il materiale che costituisce il film polimerico è scelto tra: - Poliuretano con base prevalente polietere e/o poliestere e/o copoliestere; - Poliestere a basso punto di fusione; - Poliolefine, come polietilene o polipropilene a basso punto di fusione; - Poliammide a basso punto di fusione.
- 6. Prodotto composito come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il film polimerico è protetto da uno strato di un materiale polimerico a punto di fusione più elevato, ad esempio polietilene, polipropilene o polivinilcloruro, che viene asportato prima del processo di termoformatura.
- 7. Procedimento per la preparazione di prodotti compositi costituiti da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero, utili per rivestire materiali termoplastici termoformati, contemporaneamente alla termoformatura di questi ultimi, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento del materiale non tessuto microfibroso con il film di polimero viene eseguito a caldo.
- 8. Procedimento per la preparazione di prodotti compositi costituiti da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento viene condotto in continuo utilizzando sistemi a calandra ed a rulli caldi, dopo aver riscaldato il materiale microfibroso, nel rovescio, con lampade I.R..
- 9. Procedimento per la preparazione di prodotti compositi costituiti da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la temperatura alla quale viene eseguita l'operazione di accoppiamento è vantaggiosamente compresa tra 80 e 150 °C ed è vicina alla temperatura di rammollimento del polimero che costituisce il film.
- 10. Procedimento per la preparazione di prodotti compositi costituiti da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'operazione di accoppiamento viene condotta in continuo e dal fatto che la velocità di scorrimento del composito è compresa tra I,5 e 4 m/min..
- II. Procedimento per la preparazione di prodotti compositi costituiti da un materiale non tessuto microfibroso del tipo della pelle artificiale e da un film di polimero secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che, l’accoppiamento viene effettuato sotto una tolleranza delle calandre che può variare tra 0 e 0,7mm.
- 12. Procedimento per rivestire, con i prodotti compositi secondo le rivendicazioni da 1 a 6, articoli termoplastici formati contemporaneamente alla temoformatura degli stessi, caratterizzato dal fatto che si sottopone a termoformatura la lastra di materiale termoplastico sulla quale è disposto il composito a temperature comprese fra 140 e 250°C.
- 13. Procedimento secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che la termoformatura viene effettuata in un periodo di tempo dell'ordine di pochi minuti.
- 14. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 11 a 13, caratterizzato dal fatto che si procede prima al riscaldamento della lastra di materiale termoplastico fino al suo punto di rammollimento, indi si sovrappone il composito, materiale non tessuto - film polimerico, e si sottopone il tutto a termoformatura.
- 15. Articoli di materiale termoplastico formati rivestiti di tessuto non tessuto del tipo della pelle artificiale ottenuti con il procedimento secondo le rivendicazioni da 11 a 14.
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