IT201600071279A1 - Procedimento per la realizzazione di prodotti rigidi ignifughi - Google Patents

Description

“PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI PRODOTTI RIGIDI IGNIFUGHI”

Settore dell’invenzione

L’invenzione riguarda un procedimento per ottenere da tessuti “classici” elementi decorativi, ad esempio rivestimenti, rigidi e al contempo resistenti al calore.

Stato dell’arte

Come è noto, i tessuti sono caratterizzati da una assenza di struttura rigida e, viceversa da una spiccata drappeggiabilità, proprietà che ha consentito l'applicazione di questo prodotto ai più svariati settori, come l'abbigliamento, l'arredamento ed altri ambiti più o meno collegati a quelli appena espressi. Più nello specifico, la maggior parte dei settori di applicazione, presuppone la flessibilità come requisito essenziale per l'impiego di questo prodotto. come ad esempio già citati abiti ed alcuni elementi di arredo.

Conferire a questo prodotto la capacità di adattarsi ad una preforma posta a contatto e, una volta sottoposto il prodotto ad una azione fisica (es. somministrazione di calore o di radiazioni UV) consente di ottenere dei prodotti leggeri ed allo stesso tempo resistenti. La conformazione del prodotto finito e/o del semilavorato viene in genere realizzata mediante due differenti tecniche. Una prima tecnica prevede l'impiego di uno stampo (in alluminio o fibre legate ad una matrice spesso di natura termoindurente.).

Una seconda tecnica prevede l'impiego di uno stampo formato da una matrice ed una contro-matrice movimentate es. da una pressa idraulica. Tale stampo deforma tridimensionalmente il prodotto, ottenendo un particolare di spessore sottile e forma complessa.

Dalla domanda di brevetto FI2013A000158 è noto un procedimento per realizzare prodotti rigidi a partire da tessuti, che affronta lo scopo tecnico di produrre elementi rigidi, ovvero con capacità strutturale, a base di tessuti decorativi di pregio estetico.

E’ anche noto che molte applicazioni di materiali compositi specialmente nel settore dei trasporti, sono soggetti a requisiti di varia natura, inclusa la realizzazione di prodotti con proprietà di resistenza al fuoco in termini di: resistenza alla propagazione di fiamma, trasparenza dei fumi, tossicità dei fumi, rateo di rilascio del calore.

Per esempio in ambito aeronautico questo parametro per applicazioni come pannelli del soffitto, pannelli delle pareti, partizioni, pareti di cabine larghe, pannelli dado, scompartimenti per il deposito, divisori di classi, unità di service per passeggeri si richiede che il calore totale positivo rilasciato nei primi due minuti non deve superare i 65 KW min/m2 e che la massima velocità di rilascio di calore durante 5 minuti di test non deve superare i 65 KW/m2.

Come è noto i singoli materiali che formano i compositi sono chiamati costituenti, e a seconda della loro funzione prendono il nome di matrice e rinforzo (o carica) L'insieme di queste due parti costituisce un prodotto in grado di garantire proprietà meccaniche elevate (a questo scopo fondamentale è la cura dell'adesione interfacciale tra rinforzo e matrice) e massa volumica decisamente bassa: per questo motivo i compositi sono largamente usati nelle applicazioni dove la leggerezza è fondamentale come il settore dei trasporti. La conformazione del prodotto finito e/o del semilavorato viene in genere realizzata mediante due differenti tecniche.

Una prima tecnica prevede l'impiego di uno stampo (in alluminio o fibre legate ad una matrice spesso di natura termoindurente.).

Una seconda tecnica prevede l'impiego di uno stampo formato da una matrice ed una contro-matrice movimentate es da una pressa idraulica. Tale stampo deforma tridimensionalmente il prodotto, ottenendo un particolare di spessore sottile e forma complessa.

Scopo dell’invenzione

Allo stato attuale è quindi sentita l’esigenza di poter disporre di prodotti “estetici” ovvero in possesso delle qualità decorative conferite da prodotti tessili, che al tempo stesso risultino rigidi ed in possesso di proprietà strutturali, e che soddisfino requisiti tecnici in termini di resistenza alla propagazione di fiamma, trasparenza dei fumi, tossicità dei fumi, rateo di rilascio del calore. Scopo della presente invenzione è quello di proporre un prodotto resistente, in particolare alla delaminazione in presenza di fiamma, e che sia in grado di superare i requisiti di resistenza al fuoco di materiali compositi in particolare il rateo di rilascio di energia.

Sommario dell’invenzione

A tali scopi si è pervenuti con un procedimento ed un prodotto secondo almeno una delle rivendicazioni allegate.

I vantaggi ottenuti consistono essenzialmente nel fatto che il laminato ottenuto presenta al tempo stesso sia caratteristiche estetiche, che di rigidità strutturale che capacità di ritardo di fiamma.

Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che l’abbassamento del picco in fase di rilascio di calore è dovuto sia alle proprietà termiche dello strato di vetro che al fatto che lo strato di tessuto di vetro accoppiato, sollecitato dalla fonte di calore, tende a staccarsi dal tessuto in fibra tessile e forma un cuscinetto d’aria tra gli stati di tessuto di vetro e di fibra tessile, che limita il passaggio di calore e di conseguenza il valore di rilascio di calore.

Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che lo strato superficiale di tessuto di vetro può essere impregnato e lavorato come strato unico con il tessuto estetico in fibra tessile.

Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che lo strato superficiale di tessuto di vetro, non presentandosi come film, può liberare più facilmente eventuali bolle d’aria interne durante il ciclo di cura, ed avere al tempo stesso i benefici della lucidità data dallo stampo nei laminati fatti con pre-impregnati.

Lista dei disegni

Altre caratteristiche e vantaggi del procedimento secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue e dagli annessi disegni, nei quali:

- le fig.1a, 1b mostrano l’aspetto di un laminato secondo l’invenzione formato a partire da tessuto tessile di tipo lurex, rispettivamente prima e dopo il trattamento di impregnazione;

- le fig.2a, 2b mostrano l’aspetto di un laminato secondo l’invenzione formato a partire da tessuto tessile di tipo jeans, rispettivamente prima e dopo il trattamento di impregnazione;

- le fig. 3a, 3b mostrano rispettivamente l’aspetto di un laminato secondo l’invenzione formato a partire da tessuto tessile di tipo lino, rispettivamente prima e dopo il trattamento di impregnazione.

Descrizione dettagliata

E’ descritto un procedimento per la realizzazione di prodotti rigidi resistenti al calore, che prevede:

predisposizione di uno strato di tessuto di filati ottenuti da fibre tessili, naturali, sintetiche o loro miscele, aventi colore e/o titolo e/o bagnabilità differenziate, e rappresentanti un decoro risultante dal loro intreccio, accoppiamento di un primo strato di tessuto in fibra tessile di peso nell’intervallo tra 150 g/m<2>e 400 g/m<2>con un secondo strato di tessuto di vetro di peso nell’intervallo tra 400 g/m<2>e 1000 g/m<2>, preferibilmente 400 g/m<2,>e con uno strato superficiale in vetro di peso nell’intervallo tra 10 g/m<2>e 150 g/m<2>ed ottenimento di un laminato composito deformabile, impregnazione di detto laminato composito con una matrice ignifuga trasparente, preferibilmente una matrice epossidica termoindurente, e deformazione e indurimento del laminato in una forma finale desiderata. Preferibilmente, lo strato superficiale di vetro è composto da un tessuto di vetro del peso di circa 25 g/m<2>, o da polvere di vetro micronizzata o ancora da tessuto non tessuto di vetro.

Inoltre, allo scopo di aumentare l’effetto ignifugo del laminato, la matrice può essere addizionata con polvere di vetro micronizzata.

A partire dal laminato, il procedimento per ottenere prodotti rigidi ignifughi può prevedere una fase di posizionamento in pressa di detto laminato composito all’interno di due matrici contrapposte, di avvicinamento delle matrici e deformazione di detto laminato composito, e di riscaldamento di detto laminato composito ad una temperatura regolabile fino ad indurimento della matrice. Vantaggiosamente, grazie all’invenzione è possibile ottenere i risultati finali estetici desiderati dei laminati, tramite una opportuna combinazione di fibre naturali e sintetiche, selezionate in base ai parametri che regolano la bagnabilità delle fibre stesse quali la ritorcitura e la bozzima.

In maggiore dettaglio, il procedimento può prevedere il posizionamento del laminato all’interno di matrici e contro matrici da associare ad una pressa quando la matrice non è giunta a completa polimerizzazione e consente quindi di deformare il tessuto esercitando una sollecitazione più o meno accentuata su di esso.

In questo esempio di attuazione, il perimetro del bordo dello stampo e del controstampo è conformato in modo tale da costituire il profilo di riferimento del contorno del prodotto che sarà realizzato come risultato della deformazione indotta dall’azione della pressa in pianta delle superfici di deformazione di matrice e contromatrice.

Preferibilmente, tali superfici di deformazione sono orientate sostanzialmente opposte tra loro e, in fase di chiusura dello stampo, sono posizionate in modo complementare per minimizzare la reciproca distanza rispetto ad un asse ortogonale alle facce principali e corrispondente alla direzione di movimentazione delle matrici quando applicate alla pressa.

Il laminato viene posizionato tra stampo e controstampo con la normale al piano del laminato praticamente coincidente con l’asse di chiusura stampo (ossia l'asse di movimentazione della matrice formata da tale corpo quando applicata alla pressa). In questo modo le superfici esterne del laminato vengono a presentare le rispettive facce principali in corrispondenza delle facce contrapposte delle matrici 11 e 12.

L’avvicinamento di matrice e contro matrice, deforma quindi il tessuto che ha ancora la capacità di deformarsi reversibilmente.

Il laminato viene quindi riscaldato ad una temperatura variabile in funzione delle caratteristiche di polimerizzazione della matrice di cui è impregnato il tessuto, e mantenuto a contatto delle matrici per un tempo funzione delle caratteristiche del processo produttivo. A seconda del tipo di materiale da lavorare viene deposto sulle superfici di stampaggio, prima della lavorazione del laminato, un apposito distaccante per consentire una facile estrazione senza danni del prodotto finito. Al termine del processo di reticolazione, o nel caso delle matrici termoplastiche a deformazione avvenuta, la pressa si apre allontanando mutuamente stampo e controstampo per consentire l’estrazione del prodotto realizzato.

Per terminare la realizzazione, il prodotto ha spesso necessità di ulteriori lavorazioni come scontornatura e/o lucidatura.

Va da sé che i passi di lavorazione ora indicati possono essere effettuati anche con ordine differente da quello preferito ed ottimale ora descritto. L'esempio descritto è relativo alla fabbricazione in pressa, analogamente, con il medesimo approccio è possibile realizzare manufatti estetici con altre tecnologie note nel settore dei materiali compositi, ad esempio per mezzo della tecnologia del sacco a vuoto. Ulteriori miglioramenti nelle proprietà del prodotto da realizzare si hanno con l’impiego della tecnologia del sacco a vuoto associata con il sistema dell’autoclave.

Di seguito sono riportati alcuni esempi di realizzazione del laminato.

Esempio 1

Laminato composto da:

- un primo strato di tessuto di vetro (400 g/m^2) puramente strutturale,

- uno strato di tessuto estetico

entrambi impregnati con resina ignifuga o “flame retardant”.

Esempio 2

Laminato composto da:

- uno stato di tessuto di vetro 400 g/m^2,

- un tessuto estetico,

- uno strato superficiale in tessuto di vetro del peso di circa 25 g/m^2 (vetrino), il tutto nuovamente impregnato con resina ignifuga o “flame retardant”.

Entrambi i laminati sono stati sottoposti al test OSU 65/65. Il laminato senza vetrino superficiale (Esempio 1) ha dato come heat release 83 kW/m^2 mentre quello con vetrino (Esempio 2) ha dato 50 kW/m^2.

Il procedimento dell’invenzione è suscettibile di modifiche e varianti, rientranti nell’ambito dell'invenzione; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito protettivo dell’invenzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la realizzazione di prodotti rigidi resistenti al calore, che prevede: predisposizione di almeno uno strato di tessuto realizzato a partire da filati in fibre tessili aventi colore e/o titolo e/o bagnabilità differenziate, rappresentanti un decoro risultante dal loro intreccio, ottenimento di un laminato composito deformabile, mediante accoppiamento dello strato di tessuto in fibra tessile tra uno strato di tessuto di vetro, preferibilmente di peso nell’intervallo tra 400 g/m<2>e 1000 g/m<2,>e uno strato superficiale in vetro disposto ad un lato a vista del laminato, impregnazione di detti strati e/o di detto laminato composito con una matrice ignifuga ad effetto trasparente, preferibilmente una matrice epossidica termoindurente; indurimento a caldo e deformazione del laminato in una forma finale desiderata.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto laminato è composto da uno strato di tessuto in fibra tessile di peso nell’intervallo tra 150 g/m<2>e 400 g/m<2>, un secondo strato di tessuto di vetro di peso nell’intervallo tra 400 g/m<2>e 1000 g/m<2>, preferibilmente 400 g/m<2,>ed uno strato superficiale di vetro composto da un tessuto di vetro di peso nell’intervallo tra 10 g/m<2>e 150 g/m<2>, preferibilmente 25 g/m<2>.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto strato superficiale di vetro è composto da polvere di vetro micronizzata.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto strato superficiale di vetro è composto da tessuto non tessuto di vetro.
5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tessuto estetico è un tessuto ottenuto da fibre selezionate tra naturali e sintetiche e loro miscele.
6. 6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta matrice è addizionata con polvere di vetro micronizzata.
7. 7. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che detta fase di indurimento in forma del laminato comprende le fasi di posizionamento in pressa di detto laminato composito all’interno di due matrici contrapposte; avvicinamento delle matrici e deformazione di detto laminato composito; riscaldamento di detto laminato composito ad una temperatura regolabile fino ad indurimento della matrice.
8. 8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che detta fase di indurimento in forma del laminato comprende una fase di deformazione del laminato in sacco a vuoto.
9. 9. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che detta fase di indurimento in forma del laminato comprende una fase di deformazione per stampaggio in autoclave.
10. 10. Prodotto laminato composito ottenuto con un procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.