ITPD20000244A1 - Articolo stratiforme ad elevate caratteristiche di resistenza meccanica, impermeabile all'acqua e permeabile al vapore. - Google Patents
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Description
“ARTICOLO STRATIFORME AD ELEVATE CARATTERISTICHE DI RESISTENZA MECCANICA, IMPERMEABILE ALL’ACQUA E PERMEABILE AL VAPORE”
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore.
Sono già conosciuti, in modo particolare nel campo dell ’abbigliamento e delle calzature, degli articoli stratiformi impermeabili all’acqua e permeabili al vapore costituiti in pratica da una membrana a base di politetrafluoroetilene espanso, poliuretano microporoso e/o idrofilico accoppiata per laminazione ad un magiino di supporto in materia plastica.
La membrana infatti, per sua stessa natura non è in grado di autosostenersi, essendo in pratica costituita da un film impalpabile.
Applicazioni in cui è previsto l’uso di membrane permeabili al vapore ed impermeabili all’acqua sono descritte in vari brevetti a nome della stessa titolare riguardanti suole impermeabili e traspiranti per calzature.
A titolo di esempio il brevetto italiano N. 1.232.798 descrive una struttura di una suola costituita da:
una parte inferiore in gomma o materiale sintetico con microfori passanti.
- una membrana in materiale microporoso traspirante e impermeabile che ricopre la parte inferiore,
- una parte superiore preferibilmente in gomma od altro materiale sintetico assemblata a quella inferiore e con fori passanti.
Nella realizzazione pratica la detta membrana e la detta parte superiore possono costituire l’articolo stratiforme di cui alle premesse, che viene unito al sigillo perimetralmente alla parte inferiore.
Pur essendo ormai da anni sul mercato ed unanimemente riconosciuta in grado di assicurare un corretto scambio termico di vapore acqueo fra il microclima interno alla calzatura e quello esterno, la suola con le caratteristiche sopra descritte non si è rivelata scevra di inconvenienti, fra cui, in particolare, la tendenza alla lacerazione della membrana a causa del diverso allungamento rispetto a quello della parte inferiore (battistrada) con la quale essa è assemblata solidalmente alla sua periferia.
La membrana impiegata è in politetrafluoroetilene espanso.
Questo è un materiale molto poco elastico, mentre la suola per sua natura e per le necessità d’uso deve essere molto elastica e flessibile.
Il magiino di supporto impiegato è caratterizzato da una ridotta resistenza a trazione (carico di rottura pari a circa 150 N ed allungamento a rottura pari a circa il 50%) per cui esso aiuta molto poco la membrana.
Succede perciò che la membrana non è in grado di assorbire le sollecitazioni che le inducono le deformazioni di flessione della suola nei movimenti durante l’uso e di conseguenza tende a lacerarsi ed a perdere l' impermeabilità.
Normalmente inferiormente alla membrana viene posto un elemento protettivo, usualmente in feltro di poliestere, ma esso da solo non è risultato in grado di assorbire le tensioni indotte dalle deformazioni della suola.
Le membrane in poliuretano non vengono impiegate per le scarse caratteristiche meccaniche (allungamento a rottura di circa il 50% carico di rottura circa 150 N)
Il compito principale del presente trovato è quello di mettere a punto un articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore che possa sostituire quelli attualmente comprendenti membrane in politetrafluoroetilene e che sia caratterizzato da più elevate caratteristiche di resistenza meccanica, in particolare un basso allungamento ed un elevato carico di rottura.
Nell’ambito del compito sopra esposto, conseguente primario scopo è quello di mettere a punto un articolo stratiforme che sia in grado di sopportare sollecitazioni maggiori di quelle che si sviluppano usualmente in particolare nelle applicazioni su calzature.
Ancora uno scopo è quello di mettere a punto un articolo stratiforme con caratteristiche di impermeabilità all’acqua e permeabilità al vapore almeno pari a quelle degli articoli dello stesso tipo già in uso.
Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore comprendente almeno una membrana in polimero idrofilico caratterizzato dal fatto che detta membrana è accoppiata ad un supporto permeabile all’acqua comprendente fibre per materiali tecnologicamente in sé noti come compositi.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una sua preferita forma realizzativa data di seguito a titolo indicativo, ma non limitativo della sua portata.
Sono noti particolari polimeri, ad esempio poliuretani a base polietere e/o poliestere, caratterizzati da spiccate caratteristiche idrofiliche causate da dipoli (momentanei o stabili) presenti lungo la catena molecolare.
Questi materiali allo stato non ancora polimerizzato si presentano fluidi e si prestano pertanto ad essere spalmati su supporti temporanei di processo o su supporti definitivi comprendenti fibre per materiali tecnologicamente in sé noti come compositi, in particolare con allungamento inferiore o uguale sostanzialmente al 5% e carico di rottura maggiore o uguale sostanzialmente a 1000 N.
Tali polimeri possono ancora presentarsi allo stato fluido mediante dissoluzione in appositi solventi.
Dopo polimerizzazione, o eliminazione del solvente mediante essiccazione, la membrana ottenuta dalla spalmatura (spessore dell’ordine del decimo di millimetro) è di per sé stessa molto allungabile elasticamente (allungamento maggiore del 50%) e dotata di un carico di rottura paragonabile a quello delle conosciute membrane in politerafluoroetilene.
II supporto per raggiungere le caratteristiche meccaniche di cui sopra può essere anche definito da substrati realizzati con fibre di carbonio e/o fibre di vetro e/o polipropilene e/o poliestere tessute con orientazione in diverse direzioni: trama, ordito, obliquo.
Ciò per garantire convenientemente una ottimale resistenza alla deformazione in tutte le direzioni direzioni, anche se si può pensare efficienti le direzioni longitudinale e trasversale.
Il supporto può assumere la forma di un graticcio costituito da fascette di fibre intrecciate ed impregnate che lasciano ampi spazi di passaggio aria.
Le fibre del supporto possono essere impregnate con apposite resine quali resine fenoliche, resine poliuretaniche, resine epossidiche, gomme naturali o sintetiche che hanno lo scopo di trasmettere il carico a tutto l’insieme delle fibre.
In alternativa il polimero costituente la membrana può agire anche come agente impregnante.
L’impregnazione deve essere fatta in maniera tale da non creare uno strato compatto per non pregiudicare la permeabilità al vapore.
A tal fine può essere prevista la realizzazione di fori passanti sul supporto.
In alternativa può essere prevista la costituzione del supporto in fibre con analoghe caratteristiche a quelle sopra descritte, ma dotate di un basso punto di fusione in modo che, mediante un processo di pressatura a caldo, sia possibile sciogliere una parte di esse in modo da renderle solidali per fusione e creare in questa maniera Γ impregnazione.
In alternativa il supporto può essere costituito da un’insieme di fibre dei tipi precedentemente descritti annegate nella massa del polimero a disposizione casuale ed in quantità tale da definire un composito in cui il polimero costituisce contemporaneamente sia la matrice di collegamento fra le fibre sia la membrana impermeabile e traspirante.
L’articolo stratiforme viene convenientemente realizzato con spessore dell’ordine di 1-3 mm.
Una volta eseguita a temperatura ambiente la spalmatura, il supporto a fibre lunghe viene accoppiato allo spalmato prima che esso risulti polimerizzato, cioè prima che sia solido.
Il tutto quindi deve essere fatto polimerizzare, trasformazione che può essere indotta da riscaldamento (dell’ordine dei 30-40 °C) e/o applicazione di radiazioni di idonea lunghezza d’onda (ad esempio raggi ultravioletti) e/o una variazione dell’umidità dell’aria ambiente.
In questa maniera la struttura a fibre lunghe risulta completamente o in parte immersa nella massa di polimero.
La polimerizzazione può essere addirittura indotta dalla presenza di pulviscolo e/o umidità atmosferici.
Nel caso di accoppiamento definitivo ad un supporto alla fine si ottiene un articolo stratiforme comprendente almeno una membrana permeabile e traspirante spalmata, e quindi accoppiata intimamente, su almeno una superficie di un supporto in materiale permeabile.
Dal punto di vista produttivo industriale si può prevedere l’applicazione diretta in continuo del poliuretano fluido, mediante un alimentatore a racla, sul supporto a scorrere in continuo (per mezzo ad esempio di un nastro scorrevole) e la successiva immissione in forno.
In un caso alternativo si può prevedere l’applicazione del poliuretano liquido mediante alimentatore a racla su una superficie temporanea (release paper), il far iniziare la fase di polimerizzazione in modo che la membrana assuma una certa consistenza, ma risulti ancora in grado di cementarsi ad un supporto tessile a fibre lunghe ed effettuare l’accoppiamento al supporto stesso.
In un altro caso si può prevedere la realizzazione della membrana a sé e quindi l' accoppiamento al supporto (su una o su entrambe le superfici di esso ) mediante l’unione con uno strato costituito dallo stesso costituente la membrana.
In un’ulteriore alternativa si può prevedere l’impregnazione del supporto con il poliuretano.
Si è in pratica constatato come siano stati raggiunti il compito e gli scopi preposti al presente trovato.
Si è infatti messo a punto un articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore in grado di sostituire quelli attualmente comprendenti membrane in politetrafluoroetilene essendo caratterizzato da più elevate caratteristiche di resistenza meccanica, in particolare un più basso allungamento ed un più elevato carico di rottura.
L’articolo stratiforme infatti abbina la membrana in polimero idrofilico quale poliuretano a base polietere e/o poliestere, che è molto elastica (allungamento a rottura stimabile nel 50%) ad un supporto che ha valori di allungamento inferiori al 5% e carichi di rottura maggiori di 1000 N.
L’articolo stratiforme è quindi in grado di sopportare sollecitazioni maggiori di quelle che si sviluppano usualmente in particolare nelle applicazioni su calzature.
L’articolo ha poi caratteristiche di impermeabilità all’acqua e permeabilità al vapore almeno pari a quelle degli articoli dello stesso tipo già in uso.
Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.
In pratica i materiali impiegati, purché compatibili con l’uso contingente, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1) Articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore comprendente almeno una membrana in polimero idrofilico caratterizzato dal fatto che detta membrana è accoppiata ad un supporto permeabile all’acqua comprendente fibre per materiali tecnologicamente in sé noti come compositi.
- 2) Articolo stratiforme come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto polimero idrofilico è poliuretano a base polietere e/o poliestere.
- 3) Articolo stratiforme come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto supporto presenta allungamento inferiore o uguale sostanzialmente al 5% e carico di rottura maggiore o uguale sostanzialmente a 1000 N.
- 4) Articolo stratiforme come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto supporto è definito da substrati realizzati con fibre di carbonio e/o fibre di vetro e/o polipropilene e/o poliestere tessute con orientazione in diverse direzioni: trama, ordito, obliquo.
- 5) Articolo stratiforme come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto supporto presenta forma di un graticcio costituito da fascette di fibre intrecciate ed impregnate che lasciano spazi di passaggio aria.
- 6) Articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le fibre del supporto sono impregnate con resine quali resine fenoliche, resine poliuretaniche, resine epossidiche, gomme naturali o sintetiche che hanno lo scopo di trasmettere il carico a tutto l’insieme delle fibre, l’impregnazione essendo tale da non creare uno strato compatto per non pregiudicare la permeabilità al vapore.
- 7) Articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che detto supporto è in fibre a basso punto di fusione in modo che, mediante un processo di pressatura a caldo, sia possibile sciogliere una parte di esse in modo da renderle solidali per fusione e creare in questa maniera l’impregnazione.
- 8) Articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che detto supporto è costituito da un’insieme di fibre annegate almeno parzialmente nella massa di polimero a disposizione casuale ed in quantità tale da definire un composito in cui il polimero costituisce contemporaneamente sia la matrice di collegamento fra le fibre sia la membrana impermeabile e traspirante.
- 9) Procedimento per la produzione di un articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che consiste nel: - applicazione diretta in continuo del polimero fluido sul supporto - far iniziare la polimerizzazione.
- 10) Procedimento per la produzione di un articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, che consiste nel: - applicazione del polimero fluido mediante alimentatore su una superficie temporanea - far iniziare la fase di polimerizzazione in modo che la membrana assuma una certa consistenza accoppiamento al supporto mediante completamento della polimerizzazione.
- 11) Procedimento per la produzione di un articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, che consiste nei: - realizzazione della membrana a sé - accoppiamento al supporto mediante l’unione con uno strato costituito dallo stesso polimero costituente la membrana.
- 12) Procedimento per la produzione di un articolo stratiforme come ad una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, che consiste nell 'impregnazione del polimero con il supporto.
- 13) Articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile al vapore e procedimento per la produzione di un articolo stratiforme impermeabile all’acqua e permeabile ai vapore come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto.
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