ITTO980558A1 - Procedimento per la realizzazione di rivestimenti a base di gomma e relativi prodotti intermedio e finale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento per la realizzazione di rivestimenti a base di gomma e relativi prodotti intermedio e finale"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai procedimenti per la realizzazione di rivestimenti a base di gomma secondo il preambolo della rivendicazione 1. Un tale procedimento è noto, ad esempio, da EP-A-0528059.

Nella realizzazione di rivestimenti del tipo sopra specificato insorgono problemi legati sia all'aspetto estetico del rivestimento, sia a esigenze di natura tecnica e strutturale, quali, ad esempio, l'esigenza di ottenere un rivestimento con buone caratteristiche di resistenza alle sollecitazioni meccaniche, ad esempio alla piegatura, o l'esigenza di fare in modo che il rivestimento presenti buone caratteristiche di stabilità dimensionale.

Soprattutto per quanto riguarda quest'ultimo aspetto, si riscontra il fatto che i rivestimenti a base di gomma ottenuti in modo tradizionale attraverso un'operazione di calandratura possono dimostrare caratteristiche fisico-meccaniche non isotrope, in quanto influenzate dalla direzione (longitudinale o trasversale rispetto alla direzione di lavorazione) secondo cui viene effettuata la rilevazione.

Pur senza volersi legare ad alcuna specifica teoria in proposito si ha motivo di pensare che ciò sia riconducibile ad un effetto di "stiramento" dei granuli nella direzione di calandratura: effetto, questo, intrinseco di tale operazione.

L'azione di deformazione o stiramento dei granuli comunque indotta dalla calandratura può inoltre presentare l'inconveniente di dare anche all'aspetto estetico del rivestimento un carattere direzionale, rendendo riconoscibile all'ispezione ottica del rivestimento la direzione corrispondente alla direzione di calandratura.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un procedimento che consente di realizzare un rivestimento a base di gomma, provvisto di eccellenti doti strutturali, sia per quanto riguarda la resistenza alle deformazioni, sia per quanto riguarda la stabilità dimensionale e le cui caratteristiche estetiche possono essere modificate con notevole flessibilità in funzione delle esigenze e dei gusti.

In tale prospettiva è importante sottolineare che la presente invenzione si riferisce a rivestimenti a base di gomma (nell'accezione precisata nel seguito) e, sotto questo punto di vista, si distingue dalle tecniche relative alla fabbricazione di rivestimenti a base di materiali termoplastici (quali, ad esempio, PVC, poliolefine o le cosiddette gomme termoplastiche costituite in realtà da una matrice poliolefinica in cui è dispersa finemente una fase di gomma vulcanizzata). In tale contesto è corrente la pratica di produrre un letto o tappeto di granuli successivamente sottoposto ad un trattamento di laminazione a caldo, che di solito assume il carattere di un'operazione di calandratura. Il rammollimento dei granuli così indotto determina la formazione di una lamina continua. Rimangono naturalmente gli inconvenienti intrinseci della calandratura già visti in precedenza.

Secondo la presente invenzione, lo scopo sopra indicato viene raggiunto grazie ad un procedimento per la realizzazione di rivestimenti a base di gomma avente le ulteriori caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono. L'invenzione ha anche per oggetto i relativi prodotti intermedi e finali, che si identificano per la natura essenzialmente non direzionale (isotropica) delle loro caratteristiche fisiche, meccaniche ed estetiche.

L'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 illustra schematicamente una possibile forma di attuazione di un procedimento secondo l'invenzione , e

- la figura 2 illustra un prodotto finale derivabile dallo stesso procedimento, insieme alle modalità con cui è possibile identificare le caratteristiche di tale prodotto.

Nella figura 1 il riferimento 1 indica nel complesso un impianto per la realizzazione di rivestimenti quali, ad esempio, pavimentazioni a base di gomma.

La denominazione "gomma", così come utilizzata nella presente descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, intende in genere indicare qualunque elastomero vulcanizzabile/reticolabile suscettibile di essere utilizzato per la fabbricazione di rivestimenti quali pavimentazioni. Un tale materiale è in grado di assumere l'aspetto di frammenti o particelle (ad es. granuli) che possono essere resi coesivi fra loro così da formare, ad esempio, un foglio o una lamina.

Tipici esempi di questo tipo sono la gomma artificiale o sintetica (quali ad esempio le gomme sintetiche note con le denominazioni SBR, NBR e EPDM), la gomma naturale e miscele delle stesse.

L'invenzione è dunque suscettibile di essere applicata alla lavorazione di materiali vulcanizzabili / reticolabili, dunque in genere "curable", ed in modo ancor preferito, ma non esclusivo, a materiali che si trovano inizialmente sotto forma di granuli. La dizione "materiale frammentato" utilizzata nelle rivendicazioni indica comunque, in generale, qualunque materiale in pezzi e, come tale, comprende in sè anche morfologie particolari quali pellet, granuli di forma appiattita o a bastoncino, spaghetti, strisce, ecc. o trucioli quali quelli ottenuti con l'operazione di raspatura o raschiatura descritta in EP-A-0528Ó59.

Tornando allo schema della figura 1, il riferimento 2 indica nel complesso un estrusore presentante una bocca di ingresso 3 a cui viene alimentato il materiale di base per la realizzazione del rivestimento .

L'estrusore 2 può essere un qualunque estrusore del commercio suscettibile di trattare materiali quali quelli indicati in precedenza.

Nell'esempio di attuazione considerato in dettaglio nel seguito - che è tale - si supporrà che il materiale in questione sia costituito da gomma sintetica (tipicamente gomma stirene-butadiene non ancora vulcanizzata) , alimentata alla bocca 3 dell'estrusore 2 sotto forma di strisce continue e/o discontinue, ad esempio con uno spessore di alcuni millimetri ed una larghezza di qualche centimetro .

In particolare, qualora si voglia realizzare un rivestimento dall'aspetto non uniforme, le strisce vengono prese da un assortimento di strisce aventi due o più colorazioni diverse. In ogni caso, l'invenzione si presta ad essere utilizzata anche per realizzare rivestimenti con aspetto superficiale sostanzialmente uniforme.

Il materiale alimentato nella bocca 3 viene fatto passare attraverso la canna dell'estrusore 2 sino,a raggiungere una filiera 4 provvista di una o più bocche di trafilatura, ciascuna in grado di produrre uno spaghetto, ad esempio di colore variegato se le strisce in ingresso sono di colori diversi. Lo spaghetto in questione può avere dimensioni diametrali di qualche millimetro (ad esempio 4-6 min.).

In corrispondenza della filiera 4, sulla traiettoria di uscita del materiale dall'estrusore 2 è disposta una testa granulatrice 5 (ad esempio sotto forma di coltello rotativo) che suddivide il materiale in spaghetto fuoriuscente dalla filiera 4 in singoli granuli sostanzialmente assimilabili a pastiglie discoidali aventi, ad esempio, un diametro di 4- 6 mm. ed uno spessore dell'ordine di 0,5 - 1 mm.

Il materiale in granulo M così ottenuto viene alimentato - dopo un'eventuale stoccaggio S, indicato schematicamente con un blocco in linea a tratti nella figura 1 -all'ingresso di un'unità compattatrice 7. Si ricorda ancora una volta che la particolare forma di frammentazione può variare ampiamente nel contesto dell'invenzione. In particolare per la realizzazione del materiale frammentato si può vantaggiosamente ricorrere alla tecnica di raspatura/raschiatura descritta in EP-A-0528059.

L'unità 7 è destinata essenzialmente a realizzare un'azione di compattazione del materiale M così da dare origine, proprio per le doti di coesività dei frammenti dello stesso, ad uno strato laminare o in foglio L sostanzialmente continuo.

Tutto ciò evitando di dare origine ai fenomeni di stiramento intrinsecamente legati ad un'operazione di calandratura.

Nell'esempio di attuazione illustrato l'unità 7 è sostanzialmente configurata come una cosiddetta pressa continua o isostatica. Presse di questo tipo sono conosciute nella tecnica, ad esempio attraverso la produzione delle presse IsoPress della società Hymmen GmbH (RFT).

Nella sostanza l'unità 7 si compone di due nastri motorizzati 8,9, chiusi ad anello così da definire con i loro rami 8a, 9a mutuamente affacciati ima camera di compattazione 10 nella quale possono essere mantenute (agendo secondo criteri noti) condizioni di pressione e temperatura controllate.

All'ingresso dell'unità 7, tramite un dosatore 11 (ad esempio del tipo a tramoggia) il materiale frammentato M viene depositato così da definire un letto o tappeto sostanzialmente continuo avente ad esempio uno spessore da circa 2 a circa 10 mm, con valori al momento preferiti di 4-6 mm. circa.

Si apprezzerà al riguardo che la suddetta deposizione può avvenire sia direttamente sul nastro inferiore 9 della pressa, sia su un substrato laminare interposto. Tale substrato può essere costituito da un substrato da cui, secondo la soluzione descritta in EP-A-0528059, è stato ricavato il materiale frammentato.

Nell'unità 7 vengono mantenute temperature contenute, tipicamente da 60°C a 100°C circa, con valori preferenziali nell'intorno di 80°C circa. I valori di pressione possono essere compresi fra 2 e 5 MPa circa.

Avanzando attraverso l'unità 7, il letto del materiale frammentato M viene a trovarsi costretto fra i due nastri 8 e 9 (con l'eventuale interposizione del substrato di deposizione, se presente), compattandosi sino a formare una lamina L resa meccanicamente coerente per la coesione dei granuli del materiale M. Tale lamina - compattata ma non ancora vulcanizzata, dunque costituita di materiale "crudo" coesivo - può essere estratta dall'unità 7 per passare ad altre lavorazioni, previo eventuale immagazzinamento /trasporto.

E' dunque evidente che la lamina L costituisce, secondo l'invenzione, un prodotto intermedio, con autonoma individualità.

La precisione e/o l'intensità dell'azione di compattazione sono aumentate dalla possibilità, offerta dalle presse isostatiche, di controllare con precisione la pressione di compattazione.

Pur senza volersi in alcun modo vincolare ad alcuna specifica teoria in proposito, la Richiedente ha motivo di pensare che le modalità di svolgimento dell'azione di compattazione del materiale M appena descritte evitino l'azione di stiramento longitudinale, tipica delle lavorazioni di calandratura, proprio per effetto della distribuzione sostanzialmente isostatica delle coazioni indotte localmente nel materiale M. Tale effetto è riconducibile, nell'esempio di attuazione illustrato, alla presenza dei nastri 8,9 e dunque al fatto che l'azione di compressione viene distribuita su una superficie estesa con direzione di azione ortogonale a tale superficie. Ciò al contrario di quanto avviene nelle normali calandre dove l'azione di compressione del materiale calandrato è concentrata nelle ristrette zone di cooperazione dei rulli e presenta comunque componenti dirette nel piano del prodotto di calandratura.

Non va poi dimenticato il fatto che nella maggior parte delle calandre viene volutamente perseguito un effetto di differenziazione almeno marginale delle velocità periferiche dei rulli; fattore questo che, in tutta evidenza, induce significativi stiramenti nel materiale sottoposto a calandratura.

Analogamente si comprenderà che, fermo restando il risultato finale, l'azione desiderata una compattazione per compressione in sostanziale assenza di sollecitazioni di stiramento nel verso della lamina L - può essere ottenuta in modi diversi: a titolo di esempio virtuale si può citare una pressa lineare che comprime tratti del letto o tappeto successivamente alimentati alla pressa.

Il materiale in foglio o lamina L può quindi essere alimentato ad una apparecchiatura 12 in cui il materiale L stesso viene sottoposto ad un trattamento di reticolazione con l'applicazione di pressione e/o calore a caldo. Si può trattare , ad esempio, del trattamento correntemente identificato con la denominazione commerciale "Rotocure".

Tipici parametri di realizzazione di un trattamento di questo tipo (con riferimento ad un materiale di partenza costituito da gomma sintetica), sono, rappresentati da temperature comprese tra 150°C e 190°C e pressioni fra 0,5 e 2 MPa.

Secondo tecnologie del tutto correnti, il trattamento Rotocure può essere attuato in maniera tale da far sì che l'aspetto delle superfici opposte piane del prodotto F che ne deriva sia completamente liscio oppure, soprattutto nel caso della superficie esterna o superiore del rivestimento, leggermente marezzato o mosso, ad esempio in funzione antiscivolamento, nel caso in cui il prodotto finale F sia destinato ad essere utilizzato come pavimentazione, in sostanziale analogia con guanto viene normalmente fatto nei rivestimenti destinati a tale impiego.

Il prodotto fuoriuscente dall'unità 12 può essere infine sottoposto a varie operazioni di finitura, rettifica, applicazione di strati protettivi, taglio in nastri o piastrelle, etc.

Tali operazioni, svolte secondo criteri di per se noti, sono state collettivamente indicate con 13 .

Il prodotto finale F può assumere tipicamente l'aspetto di una piastrella P per pavimentazioni, così come schematizzata nella figura 2.

L'aspetto più evidente, sia nel prodotto finale F, sia nel prodotto intermedio L, del rivestimento ottenuto secondo l'invenzione è dato dalla natura intrinsecamente non direzionale (isotropa) delle sue caratteristiche.

Ciò con riguardo sia alle caratteristiche fisiche e meccaniche, sia alle caratteristiche estetiche, almeno per quanto riguarda l'assetto dello strato esterno o superiore.

In particolare la Richiedente ha svolto varie prove su campioni di pavimentazioni ottenute secondo l'invenzione a partire da gomma SBR.

La pavimentazione in questione presenta uno spessore di ca. 2 mm. Da tale pavimentazione sono stati ritagliati campioni SI, S2, S3 (vedere figura 2) sotto forma di rettangoli di 27 cm. x 7 cm. ritagliati rispettivamente in senso longitudinale (SI), in senso trasversale (S2) ed in senso diagonale a 45° (S3) rispetto alla direzione longitudinale (freccia della figura 2) del nastro F ottenuto dalla lavorazione in continuo rappresentata in figura 1.

L'ispezione visiva, anche a corta distanza, della faccia superiore (strato di calpestio) ha sistematicamente evidenziato i tre tipi di campioni SI, S2 e S3 come di fatto non differenziati fra loro.

Questa caratteristica si dimostra importante in particolare in sede di posa delle pavimentazioni, in quanto consente di realizzare giunzioni fra fogli e/o piastrelle non percepibili da normale altezza di osservazione indipendentemente dal verso di orientamento dei fogli e delle piastrelle.

Sono state inoltre condotte le seguenti prove fisico-meccaniche .

Su strisce longitudinali SI e trasversali S2 delle dimensioni sopra citate, ottenute a partire da un rivestimento secondo l'invenzione, con struttura omogenea nel suo spessore, sono state condotte prove di flessibilità (EN 435 - metodo A) e stabilità dimensionale (EN 434) nell'ambito della norma EN 1817 (versione marzo 1998). Sono state inoltre condotte prove di carico/allungamento a rottura (DIN 53504) e di resistenza alla lacerazione (DIN 53515) .

I risultati delle prove sono riportati nelle tabelle che seguono.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per realizzare un rivestimento comprendente almeno uno strato formato a partire da materiale frammentato coesibile (M) a base di gomma, comprendente le operazioni di formare (11) un letto sostanzialmente continuo di detto materiale frammentato coesibile (M), sottoporre il materiale di detto letto ad un operazione di compattazione (7), così da formare , per effetto della coesione del materiale stesso , un materiale in foglio (L), caratterizzato dal fatto che detta operazione di compattazione (7) viene attuata in sostanziale assenza di sollecitazioni di stiramento di detto materiale frammentato.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di : - formare detto letto sostanzialmente continuo con un materiale frammentato reticolatile (M), e - sottoporre a reticolazione (12) detto materiale in foglio (L).
3. 3 . Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di : - provvedere un supporto piano (9)per il deposito di detto letto sostanzialmente continuo, e - realizzare dette operazioni di compattazione comprimendo (B) detto letto sostanzialmente continuo contro detto supporto piano (9).
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta oparazione di compattazione viene effettuata tramite una coppia di elementi allungati (8a, 9a) affacciati fra loro.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 3 e la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta operazione di compattazione viene efffettuata tramite una coppia di elementi a nastro (8,9) presentanti rami mutuamente affacciati (8a,9a) definenti congiuntamente una camera di compattazione (10).
6. 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta operazione di compattazione viene effettuata in una pressa ìsostatica (7).
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto materiale frammentato viene realizzato frammentando (5) materiale estruso (2).
8. 8 . Procedimento secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto materiale estruso viene ottenuto estrudendo materiale di partenza in strisce .
9. 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detto materiale frammentato (M) viene realizzato per raspatura o raschiatura di un substrato.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9 carattwerizzato dal fatto che detta operazione di compattazione viene attuata comprimendo detto materiale frammentato (M) contro detto substrato sottoposto a raspatura o raschiatura.
11. 11 . Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto materiale frammentato è costituito da un materiale di gomma scelto nel gruppo costituito da gomme sintetiche SBR, NBR, EPDM, gomma naturale e miscele delle stesse.
12. 12 . Rivestimento a base di gomma caratterizzato dal fatto che comprende almeno uno strato laminare (L) costituito da un materiale frammentato (M) a base di gomma, detto strato risultando sostanzialmente isotropo sia all'ispezione visiva, sia alle sollecitazioni meccaniche.
13. 13. Rivestimento secondo la rivendicazione 12, ottenibile con il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da la 11.
14. 14. Rivestimento secondo la rivendicazione 12, ottenuto con il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11.
15. 15. Prodotto intermedio del procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 a 11, caratterizzato dal fatto che comprende almeno uno strato di materiale frammentato (M) a base di gomma compattato in condizione coesa in sostanziale assenza di vulcanizzazione/reticolazione e di sollecitazioni di stiramento di detto materiale frammentato (M) nella direzione di detto almeno uno strato.
16. 16. Procedimento per realizzare un rivestimento secondo una qualsiasi dele rivendicazioni 12 a 14, caratterizzato dal fatto che comprende l'operazione di sottoporre a vulcanizzazione/reticolazione il prodotto intermedio secondo la rivendicazione 15.