ITMI991649A1

ITMI991649A1 - Materiale floccato perfezionato e metodo per la sua preparazione

Info

Publication number: ITMI991649A1
Application number: IT1999MI001649A
Authority: IT
Inventors: Ciro Capellini
Original assignee: Apeiron S R L
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2001-01-26
Also published as: EP1072712A1; EP1072712B1; ES2346845T3; IT1313565B1; ATE470003T1; DE60044480D1; ITMI991649A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

Come è noto, con la tecnica definita floccaggio si rivestono degli adatti supporti con delle fibre definite flock, in genere dell'ordine di qualche millimetro, così da rendere tali supporti vellutati.

Quale esempio di applicazione dei supporti fioccati si possono ricordare i profili raschiavetro per autoveicoli, costituiti da una parte rigida che supporta una parte flessibile fioccata così da facilitare lo scorrimento del vetro ed evitare vibrazioni dello stesso all'interno della portiera e conseguenti rumori durante l'uso del veicolo.

Come è noto, il floccaggio di un supporto viene in genere ottenuto attraverso una macchina floccatrice. I principali tipi di supporti fioccati sono costituiti ad esempio da materiali a base di gomma da inserire in supporto rigido, di metallo o di materiale plastico con caratteristiche di rigidità.

Vi sono poi supporti fioccati realizzati in gomma termoplastica, che possono essere fabbricati per coestrusione di un supporto rigido con materiale termoplastico e di una porzione flessibile realizzata appunto in gomma termoplastica.

Il floccaggio.,di un tale genere di accoppiato coestruso viene realizzato inserendo il materiale dopo la coestruzione nella macchina floccatrice.

Per fare aderire il flock, tale supporto coestruso è spalmato di adesivo che richiede l'applicazione preventiva di primers di ancoraggio, oppure di solventi che possono avere anche caratteristiche di difficile manipolazione a causa della loro nocività ed a volte addirittura tossici.

Sarebbe perciò consigliabile poter evitare l'uso di tali solventi e di tali additivi chimici.

Inoltre un tale genere di sistema di floccaggio necessita di impianti in linea che richiedono perciò molto spazio, e sistemi di depurazione dell’ambiente data la nocività delle sostanze necessarie al processo .

E' evidente che tali caratteristiche comportano problemi di antieconomicità.

Sono inoltre noti supporti fioccati in PVC. Essi possono essere realizzati coestrudendo un PVC con caratteristiche di rigidità come supporto e un PVC con caratteristiche di morbidezza come parte flessibile.

Il floccaggio avviene anche in questo caso dopo la coestrusione come precedentemente descritto per il floccaggio di supporti in gomma termoplastica.

In questo caso possono essere richiesti adesivi con minori caratteristiche di tossicità, ma rimane pur sempre il problema dell’utilizzazione di impianti in linea assai costosi.

Per i supporti in PVC è tuttavia possibile una più economica soluzione alternativa al floccaggio in linea, formando un nastro prefioccato ottenuto da un film di PVC già fioccato che viene successivamente accoppiato all'uscita dell'estrusore sul profilo in PVC rigido ancora caldo o direttamente passando attraverso la testa di estrusione, o nel calibratore posizionato dopo la testa di estrusione.

Lo scopo fondamentale della presente invenzione è quello di riuscire a operare un floccaggio di un supporto quale quello delle gomme termoplastiche per cui non sia necessario usare come sinora fatto dalla tecnica nota solventi nocivi, o peggio· tossici, ed impianti in linea costosi che prevedano necessariamente anche sistemi di depurazione dell'ambiente per il trattamento dei solventi sopra detti.

In altre parole, lo scopo dell'invenzione è sostanzialmente quello di riuscire a operare un floccaggio del genere sopra ricordato per il supporto di PVC ottenuto attraverso l'accoppiamento di un nastro prefioccato a supporti molto più vantaggiosi del PVC stesso, ossia quelli costituiti da gomme termoplastiche.

Secondo l'invenzione, si desidera in particolare che non vi siano fenomeni di deformazione, quali allungamenti o contrazioni, del nastro fioccato durante il suo accoppiamento in estrusione con il supporto rigido.

Per la realizzazione di tali scopi, e di altri vantaggi che appariranno più chiari nel seguito, la presente invenzione propone un materiale fioccato caratterizzato dal fatto di comprendere uno o più strati realizzati in materia termoplastica flessibile scelta tra i polimeri e copolimeri delle olefine, come tali oppure in miscela con altri polimeri od elastomeri, sulla faccia esterna di quello di detti strati portante il materiale di floccaggio essendo applicato uno strato di adesivo poliuretanico per l'ancoraggio del materiale di floccaggio.

Secondo la presente invenzione, per adesivo poliuretanico si intende il polimero come tale oppure il prodotto di reazione polimerico di ogni adatto precursore. Quest'ultimo sarà perciò un qualsiasi composto in grado di formare per reazione con isocianato una pluralità di gruppi uretanici, o anche biureto. Detto precursore conterrà perciò gruppi reattivi amminici, o ossidrilici, o idrogeni. Secondo una prima forma di attuazione, il poliuretano così formato è reticolato.

In una forma di esecuzione alternativa, detto precursore sarà un prepolimero uretanico non reticolato che subirà la reticolazione in situ durante la formatura del materiale fioccato.

In una ulteriore forma di esecuzione della presente invenzione, l'adesivo poliuretanico può anche essere non reticolato, ed in base acquosa.

Gli strati che compongono il materiale fioccato sopra definito sono realizzati in materia termoplastica flessibile scelta tra preferibilmente polipropilene, polietilene, copolimero etilene-propilene, come tali oppure in miscela con gomme naturali o sintetiche, oppure resine poliuretaniche o poliestere.

In una forma preferita, tra la faccia esterna dello strato portante il materiale di floccaggio e l’adesivo poliuretanico è interposto un primer, ad esempio polietilenimmina.

Secondo l'invenzione, il film mono o multistrato fioccato così composto può essere trasformato in nastro come tale oppure essere fatto aderire ad un supporto in gomma termoplastica, ad esempio direttamente all'interno di un estrusore oppure all'uscita dall'estrusore stesso o in un calibratore dopo l'estrusore .

In alternativa a detta gomma termoplastica, è possibile impiegare una gomma naturale, oppure un elastomero sintetico, o EPDM.

La presente invenzione ha anche per oggetto un metodo per la formatura di detto materiale.

Secondo una forma preferita di tale metodo, si parte da un film ottenuto da uno o più strati di poliolefina o di un copolimero di etilene o propilene oppure da miscele di tali polimeri tra di loro o con altri polimeri o con gomme naturali o sintetiche o poliuretano o poliestere.

Si può sottoporre tale materiale stratificato ad un trattamento ad effetto corona così da ottenere su almeno una delle superifci, o anche su entrambe le facce dello strato o del multistrato, -una tensione superficiale, preferibilmente di almeno 38 dyne/cm2.

Su una o su entrambe le facce del monostrato o del multistrato così ottenuto si può quindi deporre un primer.

Su una delle superfici così trattate si depone mediante una racla o con altro opportuno mezzo una opportuna quantità di una miscela che produrrà detto adesivo poliuretanico per ancorare il materiale di floccaggio. Si tratta pertanto ad esempio di un'opportuna miscela di prepolimero reticolabile ed agente reticolante isocianico.

Si procede quindi all'operazione di floccaggio usando un flock di poliestere oppure poliammide o altra opportuna fibra, tinta o pigmentata o grezza, di lunghezza e di natura prescelta.

Allo scopo di meglio definire caratteristiche e vantaggi dell’invenzione, se ne riportano di seguito esempi di pratica attuazione, da non intendersi limitativi dell'ambito dell'invenzione.

ESEMPIO 1

Un film monostrato di spessore compreso tra 60 micron e 150 micron costituito da copolimero etilene/propilene, o polietilene omopolimero, o polipropilene omopolimero, o da miscele dei due, viene trattato a corona e successivamente trattato con una soluzione acquosa di polietilenimmina come per esempio Polymin P prodotta dalla Basi, con o senza l'aggiunta di reticolante melamminico. Vengono deposti da 0,5 a 15 grammi di polietilenimmina al metro quadro.

Dopo questo trattamento, il film viene spalmato mediante racla o rotoscreen in una macchina fioccatrice munita di tappeto, con un adesivo poliuretanico all'acqua reticolabile, o non, come per esempio *MOR-AD EPW 12/64/T25 PP 100

*MORAD 7000/T5 PP 2-5

*VITADERM ASZ PP 0-5

AMMONIACA pp 0-5

* Marchi della Morton International S.p.A.

Vengono deposti da 150 a 350 grammi al metro quadro. La superficie così spalmata viene fioccata con un flock di poliestere dtex 3,3 tinto pasta nero o di altro colore. Lunghezza della fibra da 0,75 fino a 2 millimetri, fino a completa copertura della superficie .

Il tutto dopo asciugatura in forno e inizio reticolazione viene trattato con un primer al retro per favorire l'aggancio alle gomme termoplastiche, oppure se il film scelto ha opportune caratteristiche, viene lasciato senza primer per essere poi trasformato in nastro.

ESEMPIO 2

Un film costituito da più strati coestrusi o incollati tra di loro di spessore compreso tra 60 micron e 150 micron costituito da copolimero etilene/propilene, o polietilene omopolimero, o polipropilene omopolimero, o da miscele dei due e da film di poliuretani, di poliestere, di poliammide o di altri adatti polimeri, viene trattato a corona e successivamente trattato con una soluzione acquosa di polietilenimmina come per esempio POLYMIN P prodotta dalla Basf, con o senza l'aggiunta di reticolante melamminico. Vengono deposti da 0,5 a 15 grammi di polietilenimmina al metro quadro. Dopo questo trattamento il film viene spalmato mediante racla o rotoscreen in una macchina floccatrice munita di tappeto con un adesivo poliuretanico o miscele di adesivi poliuretanici all'acqua reticolabili o non come per esempio: *RU6135 PP 80

*RU9018 PP 20

*XR2500 PP 3

*RM4456 quanto basta ad addensare

AMMONIACA 1-5

* Marchi della Stahl Italia S.p.A.

Vengono deposti da 100 a 450 grammi al metro quadro. La superficie così spalmata viene fioccata con un flock di poliestere dtex 3 tinto pasta nero o di altro colore. Lunghezza della fibra: 0,70 millimetri, fino a completa copertura della superficie; il tutto dopo asciugatura in forno e inizio reticolazione viene trattato con un primer al retro per favorire l'aggancio alle gomme termoplastiche, oppure se il film scelto ha opportune caratteristiche viene lasciato senza primer per essere poi trasformato in nastro.

ESEMPIO 3

Si ripete quanto descritto nel precedente esempio 2, applicando questa volta quale adesivo poliuratanico un poliuretano bicomponente terminante con gruppi ossilidrici fatto reagire in presenza di un agente reticolante a base di gruppi reattivi isocianici. Secondo il presente esempio il poliuretano bicomponente è il prodotto noto commercialmente come Tyforce AS 141 modificato (100 parti) mentre l'agente di reticolazione (da 5 a 10 parti) è un addotto trimetilol propano / tolilendiisocianato.

Secondo il presente esempio, il poliuretano bicomponente è sciolto in un solvente polare aprotico, quale preferibilmente DMF.

Dopo aver applicato tale adesivo e dopo aver effettuato la floccatura, si pone il materiale fioccato in forno ad una temperatura scelta tra 80 e 120°C, per un tempo compreso tra 2 e 5 minuti.

La reazione di reticolazione avviene dopo l'evaporazione del solvente DMF nel forno dell'impianto di floccatura. La reticolazione viene poi completata a temperatura ambiente.

ESEMPIO 4

Si procede ancora secondo il precedente esempio 2 applicando quale adesivo poliuretanico il seguente:

Prepolimero reticolabile pp 70-80

Agente di reticolazione pp 30-20

Accelerante pp 0.5-3

Dopo l'applicazione dell'adesivo e dopo la floccatura, si pone il materiale in forno a temperatura scelta tra 80 e 120°C, per 2 - 5 minuti. Nel presente esempio il prepolimero è un poliuretano di peso molecolare sufficientemente basso da poter essere spalmato in un impianto di floccatura. Tale prepolimero termina con gruppi isocianici bloccati. La reticolazione avviene per la quasi totalità nel forno di essiccazione, in cui l'agente bloccante dell'isocianato viene liberato per effetto del calore.

ESEMPIO 5

Si procede ancora secondo il precedente esempio 2, usando quale adesivo poliuretanico la seguente miscela:

Poliolo pp 80-100

Reticolante isocianico pp 20-40

Dopo l'applicazione dell'adesivo e la floccatura, si pone il materiale in forno a temperatura tra 80 e 120°C per 2-/5 minuti. La miscela degli ingredienti dell'adesivo viene preparato in situ con opportuno apparecchio miscelatore, eventualmente riscaldato, mentre la reazione di formazione del poliuretano, e la reticolazione dello stesso, avviene immediatamente dopo la fleccatura.

ESEMPIO 6

Si procede ancora secondo il precedente esempio 2, usando quale adesivo un poliuretano terminato con gruppi isocianici in grado di reticolare nel forno di essiccazione dell'impianto di floccaggio per effetto dell'acqua contenuta in atmosfera ad umidità controllata.

In questo caso l'adesivo viene usato in quantità compresa tra 100 e 120 parti, unitamente a un modificatore di viscosità in quantità compresa tra 2 e 5 parti. Dopo l'applicazione dell'adesivo e la floccatura, si pone il materiale fioccato in forno tra 80 e 120°C per 2-5 minuti.

La reticolazione avviene nel forno di essiccazione dell'impianto di floccaggio in condizioni di umidità controllata, e successivamente a temperatura ambiente.

Un materiale fioccato secondo l'invenzione è mostrato a scopo esemplificativo nella figura del disegno allegato.

Tale disegno si riferisce in particolare ad un materiale fioccato destinato all'uso come raschiavetro della portiera di un'autovettura.

Il materiale fioccato finito mostrato in figura è costituito da un supporto in gomma termoplastica 10 sul quale è deposto un primer 11 per l'adesione del multistrato in materiale termoplastico flessibile alla gomma termoplastica .

Tale multistrato è composto da un primo strato di polipropilene 12 sul quale è collocato uno strato di polimeto etilene/propilene 13.

Sulla faccia superiore di quest'ultimo è deposto un primer 14 per favorire l'applicazione di uno strato di adesivo poliuretanico 15, il quale consente l'ancoraggio del materiale di floccaggio 16.

Da quanto sopra descritto ed esemplificato si può quindi comprendere come il materiale fioccato secondo l'invenzione consenta di ottenere efficacemente gli scopi e vantaggi inizialmente prospettati.

In particolare, nel caso di un adesivo poliuretanico reticolato si ritrova nel materiale fioccato finito elevata stabilità dimensionale, anche ad alta temperatura, e resistenza ai solventi.

Tale proprietà evita il pericolo di deformazioni del nastro, e rischi di rottura.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Materiale fioccato caratterizzato dal fatto di comprendere uno o più strati realizzati in materia termoplastica flessibile scelta tra i polimeri e copolimeri delle olefine, come tali od in miscela con altri polimeri od elastomeri, sulla faccia esterna di quello di detti strati che porta il materiale di floccaggio essendo applicato o formato un adesivo poliuretanico per l'ancoraggio del materiale di floccaggio.
2. Materiale fioccato caratterizzato dal fatto che detto adesivo poliuretanico è un poliuretano reticolato.
3. Materiale fioccato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto poliuretano viene reticolato per reazione con isocianato di composti precursori portanti gruppi reattivi ossidrilici, o amminici, o idrogeni.
4. Materiale fioccato secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto poliuretano reticolato è ottenuto per reticolazione in situ di un prepolimero uretanico.
5. Materiale fioccato secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto adesivo poliuretanico è reticolato in base acquosa.
6. Materiale fioccato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto adesivo poliuretanico è non reticolato ed in base acquosa.
7. Materiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un primer interposto tra detta faccia di detto strato e detto adesivo poliuretanico.
8. Materiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un supporto di base in materiale meno flessibile quale gomma.
9. Materiale secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che tra detto supporto di base e quello di detti strati flessibili ad esso affacciato è interposto un primer.
10. Materiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere uno o più strati di materiale termoplastico flessibile scelto tra i seguenti: polipropilene, polietilene, copolimero etilene/propilene, come tali o loro miscele·.
11. Materiale secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto primer è una polietilenimmina.
12. Metodo di formatura di un materiale fioccato comprendente uno o più strati realizzati in materia termoplastica da fabbricare in forma di nastro da usare come tale oppure da far aderire ad un supporto di base in materiale quale gomma o gomma termoplastica per formare uno stratificato fioccato, caratterizzato dal fatto che detto materiale termoplastico è scelto tra i polimeri e i copolimeri delle olefine, come tali o in miscela con altri polimeri ed elastomeri, alla faccia esterna di quello di detti strati destinato ad accogliere il materiale di floccaggio essendo applicato o formato in situ un adesivo poliuretanico, detto strato venendo quindi sottoposto a floccaggio.
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che prima di applicare detto adesivo a detta faccia esterna-di detto strato, si applica su di essa un primer.
14. Metodo secondo la rivendicazione.12, caratterizzato dal fatto che prima di applicare detto adesivo a detta faccia esterna di detto strato, si sottopone quest'ultimo ad un trattamento con effetto corona per ottenere su detta faccia o su entrambe le facce di esso una tensione superficiale minima predefinita.
15. Metodo per formare detto materiale fioccato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dopo detto floccaggio, alla faccia non fioccata di detto strato in materiale termoplastico è applicato un primer per preparare l'adesione di detto strato a detto supporto di base.
16. Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento di detto supporto di base e di detto materiale mono o multistrato fioccato viene realizzato in fase di estrusione, o all'uscita dall'estrusione.