ITPD20130131A1 - Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile - Google Patents

Description

METODO DI ACCOPPIAMENTO E/O DI UNIONE DI GEL CON UN

SUBSTRATO DI MATERIALE COMPATIBILE

Descrizione

Il campo della presente invenzione riguarda un metodo di realizzazione di una sacca contenente un gel molto morbido per nobilitare diverse superfici .

Stato della tecnica

Frequentemente vi à ̈ l’esigenza di applicare uno strato di gel , soprattutto un gel molto morbido, su di un opportuno supporto, ad esempio un guanciale, od una seduta.

Infatti per svariati motivi, tra cui ad esempio i costi, la pesantezza, la impossibilità strutturale non à ̈ possibile ottenere l’intero manufatto esclusivamente realizzato di gel.

Detto gel , soprattutto se molto morbido, non ha una propria consistenza e quindi necessita confinarlo opportunamente per evitarne la dispersione.

Un ulteriore motivo per cui le applicazioni di gel devono essere confinate consiste nel fatto che vi sono oggettive difficoltà di unirlo saldamente al supporto.

Un diverso motivo per cui detti gel morbidi devono essere confinati risiede nel fat to che presentano dei limiti di applicazione che sono dei limiti nella durezza dovuti alla crescente appiccicosità dei gel al diminuire della durezza ed alla perdita di resistenza meccanica al diminuire delle stessa.

I gel che preferibilmente si ut ilizzano ai suddetti fini sono gel morbidi di tipo poliuretanico o siliconico.

Attualmente pertanto per applicare uno strato di gel morbido, ad esempio poliuretanico o siliconico, più o meno spesso, ad un qualsiasi supporto à ̈ necessario confinarlo, racchiudendolo entro una sacca contenitiva per evitarne la dispersione.

Le sacche contenitive dei suddetti gel devono rispondere a diversi requisiti , tra cui in particolare devono rispondere alla destinazione d’uso.

Gran parte degli usi che richiedono l’applicazione di tal i gel morbidi entro sacche contenitiva sono destinati alla persona.

Venendo a contatto con le persone, oltre al materiale di cui tali sacche sono realizzate à ̈ importante che i manufatti, e soprattutto dette sacche, presentino particolari forme spaziali .

Generalmente quindi dette sacche sono termoformate, per poter presentare al l’aspetto esterno quelle forme tridimensionali richieste per lo specifico uso a cui esse sono destinate, una volta che sono applicate al relativo supporto.

Detta termoformatura delle sacche contenitive che conferisce la richiesta forma geometrica tridimensionale si esegue attraverso dei costosi e complicati impianti di termoformatura.

Dopo che la sacca risulta essere termoformata essa à ̈ riempita del gel morbido, ed accoppiata, mediante un procedimento di accoppiamento al relativo supporto.

In questo modo si ottiene un prodotto il cui specifico utilizzo beneficia delle caratteristiche derivate dall’accoppiamento tra supporto e gel morbido.

Per garantire che la configurazione geometrica tridimensionale del prodotto si mantenga come aspetto esteriore nel tempo, si utilizzano dei gel morbidi termoplastici, di tipo poliuretanico o siliconico.

La sacca contenitiva assolve inoltre ad una seconda importante funzione, riguardante l’accoppiamento con il relativo supporto. Nella eventualità che si utilizzino dei gel polimerici dotati di sufficiente durezza e privi di appiccicosità l’accoppiamento ad un generico supporto non presenta grossi problemi

Infatti per una eventuale applicazione di uno strato di gel polimerico termoplastico sufficientemente consistente ad un substrato à ̈ sufficiente dapprima realizzare un pannello o una lastra totalmente in gel polimerico, e successivamente accoppiarla ad un supporto espanso o fibroso ed infine incollare detto gel provvisto di supporto fibroso sul substrato.

Mentre per i gel termoplastici particolarmente morbidi, tale suddetta modalità di accoppiamento non risulta fattibile. Sfruttando invece le proprietà del materiale della sacca contenitiva contenente il gel termoindurente, à ̈ possibile l’accoppiamento per incollaggio del supporto-sacca in gel attraverso il film della sacca stessa.

L’adozione pertanto di dette sacche contenitive, sia per il confinamento del gel morbido utilizzato, sia per poterle facilmente accoppiare al relativo supporto à ̈ un passo obbligato, sebbene inserisca costi e complicazioni ulteriori.

Come si à ̈ detto la termoformatura di tale sacca avviene entro costosi impianti di termoformatura, in cui molto spesso à ̈ necessario prevedere un controstampo od un dispositivo sottovuoto per ottenere velocemente la configurazione tridimensionale desiderata.

Inoltre detti stampi devono essere adeguatamente riscaldati per tutta la loro estensione.

Evidentemente il costo di tali stampi non giustifica l’investimento per una piccola serie od un numero limitato di pezzi e differenti forme.

Oltre a ciò, il procedimento per il riempimento della sacca prevede che dopo avere termoformato una parete della sacca, essa venga estratta dal relativo stampo, accoppiata con un ulteriore foglio e saldata a tenuta lungo i bordi avendola riempita del gel morbido richiesto.

I tempi di realizzazione sono molto lunghi per l’ottenimento di ciascun manufatto..

Presentazione deH'invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che superi i limiti ed inconvenienti della tecnica nota.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che sia facilmente realizzabile.

Un diverso scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che sia attuabile senza costosi stampi di termoformatura.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che sia compatibile anche economicamente per piccole serie od una limitata produzione di manufatti.

Un ennesimo scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che sia prodotto in breve tempo e con un numero ridotto di manipolazioni del manufatto.

Esposizione deH’invenzione

Tutti i sopradescritti scopi sono conseguiti da un metodo di produzione e dal relativo prodotto direttamente ottenuto da detto metodo secondo le rivendicazioni allegate.

In particolare l’invenzione consiste in un metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile che prevede di associare ad un foglio di materiale termoplastico disposto su di un apposito stampo un gel siliconico riscaldato ad una temperatura compatibile al rammollimento per la deformazione del detto foglio di materiale.

Vantaggiose caratteristiche deH’invenzione Vantaggiosamente il detto metodo di accoppiamento può essere attuato secondo una modalità per colata (stampo aperto) oppure può essere attuato secondo una modalità per iniezione (stampo chiuso), senza che mai il riscaldamento dello stampo sia necessario e/o determinante per la formatura del detto film termoplastico.

Molto proficuamente la temperatura a cui può essere portato tale gel siliconico per la deformazione del foglio di materiale compatibile à ̈ compresa tra i 60° gradi ed i 120° gradi, preferibilmente tra gli 80° gradi ed i 100°, senza che il gel siliconico mostri una degradazione.

Vantaggiosamente detto metodo comprende l’impiego di un gel siliconico termoindurente, adeguandosi alla deformazione termica del foglio di materiale compatibile e mantenendo e cooperando con tale deformazione per prolungarla nel tempo.

Un ulteriore vantaggio di tale metodo consiste nel fatto di impiegare un gel siliconico bicomponente la cui velocità di reticolazione può facilmente essere controllata, per ogni temperatura richiesta dal film per acquisire la forma tridimensionale nel tempo previsto.

Vantaggiosamente il suddetto metodo si configura come una colata di gel in grado di reticolare su di un film termoplastico evitando l’impiego di uno stampo riscaldato e/o altre sorgenti di rammollimento/riscaldamento del film termoplastico.

Ulteriormente il suddetto metodo si configura come una iniezione di gel in grado di reticolare su di una sacca formata da una coppia di film termoplastici senza l’impiego di uno stampo riscaldato. Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ad un esempio, che ne rappresenta una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa.

Descrizione dettagliata

Genericamente nella tecnica nota per ottenere delle sacche tridimensionale che successivamente sono accoppiate ad un supporto, si realizza almeno una delle due superfici termoformate entro uno stampo riscaldato, e successivamente, dopo avere estratto detto foglio o film termoformato si realizza una sacca entro cui si inietta il gel, secondo un procedimento di iniezione.

Alternativamente dopo avere termoformato solo un foglio corrispondente ad una sola parete della sacca, lo si riempie di gel per colata e si provvede quindi a chiudere il detto foglio con un ulteriore foglio sigillandone i bordi perimetrali ed ottenendo la relativa sacca

Sia nel procedimento di iniezione e sia nel procedimento di colata, si deve sempre impiegare uno stampo caldo, per poter rammollire il film termoplastico, ed impiegare un controstampo o l’applicazione del vuoto per completare la termoformatura.

Nel procedimento dell’invenzione si prevede di unire la colata o l’iniezione alla termoformatura sfruttando il calore del gel siliconico per il rammollimento del film termoplastico ed il peso o la pressione di iniezione di tale gel per completare la termoformatura.

Pertanto nel procedimento dell’invenzione à ̈ direttamente il calore del gel siliconico che provvedere al rammollimento del film termoplastico disposto su di un apposito stampo.

Eventualmente l’adozione del vuoto accelera la velocità di raggiungimento della deformazione richiesta del film termoplastico.

Tale temperatura tuttavia non può essere troppo elevata per non degradare la struttura del gel, né essere troppo modesta per cui la temperatura risulta non adeguata al rammollimento del film

Inoltre alla temperatura desiderata il gel deve reticolare abbastanza velocemente per poter manovrare il manufatto ed estrarlo dallo stampo senza compromettere la fase di consolidamento della reticolazione.

Non à ̈ pertanto adatto un gel di tipo poliuretanico poiché non risulta compatibile con le alte temperatura necessarie 80° - 100° gradi.

Infatti a tali temperature non à ̈ possibile controllare la cinetica di reazione di un gel poliuretanico, mancando inibitori adatti allo scopo.

Inoltre la suddetta cinetica di reazione di un gel poliuretanico non risulterebbe avere tempi compatibili con i tempi di rammollimento di un film termoplastico.

Per svariati gel poliuretanici inoltre una temperatura di impiego troppo elevata potrebbe degradarne la struttura.

Un ennesimo motivo per cui si esclude che possa essere adottato il gel poliuretanico à ̈ lo specifico campo di utilizzo che prevede l’adozione di materiale atossico. Infatti il film termoplastico, data lo spessore di 50-100 micron, non esclude il rischio che rompendosi, il gel possa venire a contatto con la pelle delle persone.

Adottando invece un gel siliconico si ottiene il vantaggio di un composto stabile anche alle alte temperature, che non si degrada, che non rilascia parti tossiche, che mantiene la reticolazione nel tempo.

Vantaggiosamente inoltre l’impiego di un tale gel siliconico, fornisce all’utente il comfort termico sia per la capacità termica, donando la sensazione di freschezza, distribuendola all’interno dello strato di gel; inoltre fornisce all’utente la certezza che qualora il film si rompesse, di venire in contatto con un materiale atossico.

Metodo per colata

II metodo per colata impiega uno stampo aperto.

La colata prevede di avere il gel siliconico caldo che viene colato su di un film disposto al di sopra di uno stampo che non necessita di riscaldamento per il rammollimento del film stesso.

Opportunamente detto stampo potrebbe essere dotato di un sistema a vuoto.

Il gel siliconico caldo rammollisce il film termoplastico e fa in modo che sia per la dilatazione termica dello stesso sia per il peso che agisce sul film, lo stira e fa in modo che si adatti allo stampo, generando la forma tridimensionale richiesta.

Nella eventualità che lo stampo sia dotato di un sistema a vuoto, il processo di stiramento ed adeguamento allo stampo à ̈ velocizzato, poiché il vuoto attira verso le parti concave sottovuoto dello stampo il film rammollito.

Per il fatto che non necessita il riscaldamento dello stampo per conseguire l’oggetto dell’invenzione con il metodo rivendicato, lo stampo può essere in resina, e non necessariamente in alluminio o altri materiali che si possono riscaldare.

Tali stampi in resina sono molto più economici dei classici stampi in metallo, molto più leggeri e manovrabili oltre che di più semplificata produzione.

Con il metodo rivendicato si può escludere anche l’impiego di lampade ed altri sistemi di riscaldo e rammollimento del film prima di eseguire la termoformatura, in combinazione od in alternativa agli stampi riscaldati.

Specificatamente, secondo una preferita modalità di realizzazione il metodo prevede:

Riscaldiamo i due componenti del gel siliconico a temperature 80°- 100 ° adatte a rammollire il film;

detti componenti possono essere riscaldati : in serbatoio (a tenuta ermetica), oppure utilizzando dei tubi riscaldati per farli scorrere mentre vengono portati al miscelatore, oppure riscaldati nel solo passaggio attraverso la testa del miscelatore.

- posizionamento del film termoplastico sullo stampo;

- eventuale applicazione del vuoto

-colata del gel siliconico caldo sul detto film, ottenendo colata del gel e termoformatura del film assieme, in una unica operazione. Eventualmente:

Si copre la superficie di colata con un ulteriore film e se ne saldano i bordi perimetrali a tenuta con il film termoformato ottenendo la sacca termoformata riempita di gel siliconico.

Metodo per iniezione

Con tale metodo di termoformatura per iniezione à ̈ necessario impiegare stampo e controstampo.

Le fasi del metodo prevedono:

- Inserimento di due film termoplastici affacciati che formeranno ciascuno una parete della sacca;

Chiusura dello stampo

Riscaldamento del gel siliconico

Iniezione del gel siliconico caldo tra i due film

- Destampo della sacca ottenuta già termoformata

Vantaggiosamente l’adozione di un gel elastomerico a bassissima viscosità consente la termoformatura evitando l’impiego di un sistema a vuoto, o se questo à ̈ comunque adottato esso aiuta il trattenimento in posizione dei film che potrebbero spostarsi sotto l’azione di un gel ad elevata viscosità

La chiusura dei bordi della sacca può avvenire per successiva saldatura, una volta destampato, oppure direttamente in stampo.

Il processo in stampo chiuso utilizza degli stampi più costosi ma più performanti per numero di pezzi prodotti.

Esempio di gel utilizzato

Il gel impiegato nel metodo rivendicato à ̈ un gel bicomponente, composto da almeno una parte che contiene i gruppi Si-H, cioà ̈ i gruppi che formano i legami stabili, e da almeno una seconda parte che contiene i gruppi vinilici, ed in presenza di un catalizzatore per far avvenire la reazione una volta mescolate le due suddette parti. Il detto gel bicomponente à ̈ termoindurente e reticola, potendo sopportare senza degradarsi fino alle temperature utili alla modificazione termica permanente del film termoplastico.

La formulazione di detto gel presenta durezze che vanno dai 5 ShOO ai 5 ShA, tuttavia durezze superiori sono possibili. Le durezze preferibili per la produzione vanno dai 120 punti di penetrazione ( 1⁄4 cono, 22,5 grammi. MetodoASTM D5D 217D 937) agli 80.

Temperature per l’esempio specifico

I componenti di tale gel elastomerico devono poter essere riscaldati, a temperature comprese tra gli 80 °C ed i 100 °C, senza degradare.

Il film termoplastico che può essere compatibile all’impiego può essere di tipo poliuretanico, un PVC o un PTE con spessori che vanno da 25 ai 150 micron, e preferibilmente dai 50 a 100 micron, per essere sufficiente resistente all’usura e nel contempo offrire le ricercate caratteristiche fisico-mecaniche idonee all’uso.

Al di sotto di tali valori non à ̈ consigliabile scendere a causa della possibile usura durante l’impiego, ed al la estrema delicatezza e fragilità del film, mentre per valori maggiori il film presenta una perdita delle caratteristiche fisico-meccaniche che rendono la sacca non idonea all’uso ed al campo di impiego previsto.

E’ da rilevare la estrema semplici tà del metodo di termoformatura che evita gli inconveniente dell’arte nota.

In particolare con il metodo dell’invenzione si à ̈ messo a disposizione una modalità molto economica e fattibile per poter essere sfruttata per la produzione delle piccole serie di manufatti . L’adozione di stampi semplici e non riscaldati rende tale metodo disponibile per campi di nicchia e part icolari che necessitano di essere preparati in breve tempo.

Si à ̈ in pratica constato come il t rovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare con il trovato si à ̈ reso disponibile un metodo per la termoformatura che rivoluziona la consolidata modalità di attuazione.

In particolare, con il detto metodo, si sono realizzate sacche di gel termoformate per impieghi finora preclusi, sia a motivi dei costi sia a motivi di rispondenza alla sicurezza della persona, essendo tutti i componenti completamente atossici .

Risulta oggetto della presente invenzione anche i l manufatto direttamente ottenuto dal metodo rivendicato sia come semisacca sia come sacca completa.

Il manufatto protetti pertanto dalla presente invenzione sono quelli ottenuti sia genericamente dalla rivendicazione indipendente sia dalle caratterizzazione di essa secondo la modali tà per colata sia della caratterizzazione di essa secondo la modalità per iniezione. Il trovato, così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti a quello mostrato e descritto.

In pratica, i materiali impiegati , nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile caratterizzato dal fatto di associare ad un foglio di materiale termoplastico disposto su di un apposito stampo un gel siliconico riscaldato ad una temperatura compatibile al rammollimento per la deformazione del detto foglio di materiale.
2. 2) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato per il fatto di avvenire per colata secondo i seguenti passi: a. riscaldamento del gel siliconico; b. posizionamento del foglio da termoformare sullo stampo; c. eventuale applicazione del vuoto; d. colata del detto gel siliconico riscaldato su detto foglio; e. eventuale copertura della superficie di colata con un ulteriore film e saldatura dei bordi perimetrali a tenuta con il film termoformato.
3. 3) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato per il fatto di avvenire per iniezione impiegando uno stampo ed un controstampo secondo i seguenti passi: a. inserimento tra stampo e controstampo di due film termoplastici affacciati che formeranno ciascuno una parete della sacca; b. chiusura dello stampo; c. riscaldamento del gel siliconico; d. eventuale applicazione del vuoto; e. iniezione del gel sil iconico caldo tra i due film; f. eventuale chiusura dei bordi dei due film; g. destampo della sacca ottenuta già termoformata; h. eventuale chiusura dei bordi della sacca per saldatura (se non effettuata entro lo stampo).
4. 4) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il detto gel presenta durezze che vanno dai 5 Sh00 ai 5 ShA, e preferibilmente una durezza compresa dai 120 punti di penetrazione ( 1⁄4 cono, 22,5 grammi. MetodoASTM D5D 217D 937) agli 80.
5. 5) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la detta temperatura à ̈ compresa tra i 60° gradi ed i 120° gradi, preferibilmente tra gli 80° gradi ed i 100°.
6. 6) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto gel siliconico à ̈ di tipo termoindurente.
7. 7) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto gel siliconico à ̈ di tipo bicomponente.
8. 8) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto stampo à ̈ provvisto di un sistema a vuoto.
9. 9) Metodo di accoppiamento e/o di unione di gel con un substrato di materiale compatibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto foglio di materiale compatibile, preferibilmente di poliuretano, oppure PVC oppure PET, à ̈ un film di materiale termoplastico dello spessore compreso tra i 25 ed i 150 micron e preferibilmente compreso tra i 50 ed i 100 micron.
10. 10) Sacca o semisacca di gel siliconico con superficie esterna termoformata secondo il procedimento rivendicato in una o più delle rivendicazioni precedenti.