ITTO20130890A1 - Composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli, tappetino per autoveicoli e relativo metodo di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “COMPOSIZIONE DI RIVESTIMENTO PER LA SUPERFICIE POSTERIORE DI TAPPETINI PER AUTOVEICOLI, TAPPETINO PER AUTOVEICOLI E RELATIVO METODO DI FABBRICAZIONE”

La presente invenzione è relativa ad una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli. Più particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad una composizione per il rivestimento della superficie posteriore di tappetini per autoveicoli avente migliorate proprietà antiscivolo e flessibilità.

Inoltre, la presente invenzione è relativa ad un tappetino per autoveicoli e ad un relativo metodo di fabbricazione.

All’interno dell’abitacolo di un autoveicolo vengono comunemente impiegati tappetini aventi la funzione di proteggere il pavimento dell’abitacolo da sporcizia e agenti corrosivi (come il sale impiegato sulle strade nella stagione invernale contro neve e ghiaccio) e, genericamente, per ritardare il processo di usura del materiale di rivestimento del pavimento stesso.

Poiché viene tipicamente posizionato, in uso, al di sotto dei piedi del conducente, è particolarmente importante che un tappetino per autoveicoli non scivoli rispetto alla superficie del pavimento dell’abitacolo, in modo da garantire assoluta stabilità e sicurezza durante la guida. Pertanto, è diffusa, nel settore, la pratica di rivestire la superficie posteriore dei tappetini per autoveicoli, ovvero la superficie che, in uso, poggia direttamente a contatto con il pavimento dell’abitacolo, con una composizione atta a conferire al tappetino qualità antiscivolo. In particolare, è noto rivestire la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli con resine solide come EPDM (disponibili, per esempio, in granuli), le quali vengono estruse a caldo e poi fissate sul substrato tessile del tappetino dalla parte che, in uso, poggerà sul pavimento dell’autoveicolo.

Tuttavia, la maggior parte delle composizioni di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli note presenta lo svantaggio di appesantire i tappetini stessi, in termini di grammatura. A fronte della tendenza generale, nel settore automobilistico, ad alleggerire il più possibile l’autoveicolo in un’ottica di riduzione dei consumi complessivi, anche una riduzione del peso dei tappetini risulta oggigiorno appetibile e desiderabile.

Inoltre, le soluzioni basate sull’impiego di resine solide a base di EPDM presentano con frequenza problemi di resistenza all’usura, limitato ritorno elastico, scivolosità.

Si avverte, pertanto, nel settore, l’esigenza di fornire una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli che consenta un alleggerimento dei tappetini rispetto alle soluzioni note, soddisfacendo, al tempo, le esigenze proprie del settore automobilistico.

Occorre, infatti, tener conto del fatto che la superficie del pavimento dell’abitacolo di un autoveicolo non è tipicamente piana, pertanto una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli dovrà desiderabilmente presentare soddisfacenti caratteristiche di flessibilità ed elasticità perché il tappetino possa adattarsi a cooperare con tale superficie non planare, limitando al contempo il più possibile la tendenza a scivolare nonostante l’inevitabile sollevamento di porzioni del tappetino rispetto a un teorico piano orizzontale.

Infine, non si può dimenticare che le condizioni ambientali alle quali viene esposto, in uso, un tappetino per auto sono sensibilmente differenti da, e in generale molto più critiche di, quelle alle quali è esposto un tappeto per uso domestico. In particolare, le principali case automobilistiche richiedono tipicamente che i tappetini per auto siano atti a sopportare sbalzi termici importanti e che, in ogni caso, siano compatibili con intervalli di temperature molto ampi (tipicamente, viene richiesto che siano in grado di sostenere intervalli da -30°C a 85°C) entro i quali devono comunque mantenere una certa flessibilità, senza rompersi in seguito a deformazioni a flessione. Inoltre, specialmente in vista dell’uso in aree geografiche nelle quali, nei mesi invernali, si fa frequentemente ricorso a sali antineve/antighiaccio sulle strade, i tappetini per auto devono superare severi test di invecchiamento accelerato in condizioni che simulano l’effetto corrosivo di tali sali.

Si avverte, pertanto, nel settore l’esigenza di fornire una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli che sia anche in grado di superare con successo le prove imposte dalle case automobilistiche che intendono verificare, a prescindere dalle questioni legate al peso, il soddisfacimento di dati requisiti di durevolezza e compatibilità con le condizioni ambientali e di impiego più severe.

È, quindi, uno scopo della presente invenzione quello di fornire una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli la quale sia in grado di soddisfare, in modo semplice ed economico, almeno una delle suddette esigenze.

Tale scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto relativa una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli secondo la rivendicazione 1.

Inoltre, la presente invenzione fornisce un tappetino per auto secondo la rivendicazione 9 ed un relativo metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 5.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione verranno compresi meglio per mezzo della seguente descrizione di una sua forma di realizzazione preferita, la quale viene fornita a titolo di esempio non limitativo.

Secondo la presente invenzione, viene fornita una composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli.

Vantaggiosamente, tale composizione comprende una miscela di gomma stirene-butadiene (SBR) e gomma naturale in dispersione acquosa ed un gelificante.

Nel contesto della presente invenzione, con i termini gomma stirene-butadiene o SBR si fa riferimento a una famiglia di gomme sintetiche (elastomeri sintetici) ottenuti essenzialmente a partire da unità monomeriche di stirene e butadiene.

Preferibilmente, nella composizione della presente invenzione l’SBR ha un rapporto stirene/butadiene nell’intervallo da 20:80 a 40:60.

Con il termine gomma naturale, nel contesto della presente invenzione, si fa riferimento a un elastomero di origine vegetale, estraibile in natura sotto forma di lattice. Dal punto di vista chimico, il lattice di gomma naturale è costituito principalmente da cis-1,4-poliisoprene, con un peso molecolare che va da 100.000 a 1.000.000, unitamente a una piccola quota (fino al 5% in peso sulla massa asciutta) di altri materiali, quali proteine, acidi grassi, resine e composti inorganici (sali).

Preferibilmente, la composizione secondo l’invenzione comprende da 40 a 50 phr di SBR e da 50 a 60 phr di gomma naturale.

Il gelificante viene preferibilmente utilizzato in un quantitativo da 2 a 4 phr. Il gelificante può essere vantaggiosamente selezionato nel gruppo costituito da sodio fluosilicato, potassio fluosilicato, acetato d’ammonio, cloruro d’ammonio, solfammato d’ammonio e relative miscele. Tipicamente, il gelificante viene utilizzato in dispersione o soluzione acquosa.

Preferibilmente, la composizione comprende inoltre un agente schiumogeno (per esempio, sapone). Più preferibilmente, l’agente schiumogeno è presente nella composizione in un quantitativo da 1 a 3 phr.

Inoltre, la composizione comprende preferibilmente una o più cariche inorganiche, preferibilmente in un quantitativo da 90 a 100 phr.

La composizione può, inoltre, comprendere un agente vulcanizzante, in un quantitativo da 8 a 10 phr, per esempio a base zolfo e degli acceleranti quali l’ossido di zinco, che agisce da attivatore di vulcanizzazione, e lo zolfo e i sali di zinco del dietilditiocarbammato (ZDEC) e del dibutilditiocarbammato (ZBC) da soli o in combinazione con il sale di zinco del mercaptobenzotiazolo (ZMBT). Ulteriormente, la composizione può comprendere uno o più addensanti acrilici, preferibilmente in un quantitativo da 1 a 2 phr.

Vantaggiosamente, una composizione secondo la presente invenzione può essere utilizzata in un metodo di fabbricazione di un tappetino per autoveicoli. In particolare, una composizione secondo la presente invenzione può essere utilizzata in un metodo di fabbricazione di un tappetino per autoveicoli in cui il tappetino è del tipo comprendente un primo strato comprendente fibre ed almeno un secondo strato a base polimerica.

Per esempio, il primo strato comprende tipicamente ciuffi di fibre (tufted) che, in uso, andranno a definire una superficie di appoggio per i piedi del conducente o di un passeggero dell’autoveicolo, ovvero una faccia superiore che, in uso, si affaccia verso l’ambiente interno dell’autoveicolo.

Da parte opposta a tale superficie di appoggio, sul tappetino viene vantaggiosamente applicata una composizione di rivestimento comprendente una miscela di gomma stirenebutadiene (SBR) e gomma naturale in dispersione acquosa ed un gelificante. Preferibilmente, la composizione comprende da 40 a 50 phr di SBR e da 50 a 60 phr di gomma naturale.

In pratica, la dispersione acquosa di SBR e gomma naturale viene gelificata, preferibilmente utilizzando un composto selezionato nel gruppo costituito da sodio fluosilicato, potassio fluosilicato, acetato d’ammonio, cloruro di ammonio, solfammato d’ammonio e relative miscele, più preferibilmente utilizzato in un quantitativo da 2 a 4 phr. Una volta gelificata, la composizione può essere convenientemente applicata (spalmata) sul tappetino.

Mediante trattamento in forno in flusso d’aria forzata, a temperature dell’ordine di 90-150 °C, si determina l’evaporazione dell’acqua e si realizza il processo di vulcanizzazione.

In questo modo si forma, sul tappetino, uno strato di rivestimento definente la faccia che, in uso, poggerà sul pavimento dell’autoveicolo.

Alternativamente il tappetino dell’invenzione può essere ottenuto mediante un processo senza gelificazione. Tale processo consiste nel disidratare progressivamente la schiuma mediante raggi infrarossi dapprima e successivamente con l’aria calda fino a completa eliminazione dell’acqua nella prima parte del forno : una volta eliminata l’acqua la schiuma prosegue poi nella seconda parte del forno dove viene completata la vulcanizzazione.

Questo processo si fonda sull’impiego di speciali saponi schiumogeni della famiglia dei solfosuccinammati di sodio da soli o in combinazione con i sodiolauril solfati: entrambi questi saponi rendono particolarmente stabile la schiuma dopo il montaggio per cui questa può essere disidratata e vulcanizzata in aria calda senza che si verifichino collassi nella struttura.

Si ottiene così un tappetino per autoveicolo avente una faccia superiore che si affaccia, in uso, nell’ambiente interno dell’autoveicolo ed una faccia inferiore che, in uso, poggia sul pavimento dell’autoveicolo. Detta faccia inferiore è vantaggiosamente rivestita con uno strato di rivestimento comprendente una miscela di gomma stirenebutadiene (SBR) e gomma naturale. Preferibilmente, lo strato di rivestimento comprende da 40 a 50 phr di SBR e da 50 a 60 phr di gomma naturale.

Gli inventori hanno sorprendentemente trovato, come sarà mostrato con maggiore dettaglio negli esempi che seguono, che la composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli secondo la presente invenzione consente di migliorare sensibilmente la resistenza allo scorrimento (proprietà antiscivolo) e le caratteristiche di planarità/flessibilità dei tappetini per autoveicolo rispetto a soluzioni note nella tecnica. Inoltre, tali sensibili miglioramenti si accompagnano ad una apprezzabile riduzione della grammatura, che incontra il favore delle case automobilistiche desiderose di ridurre il peso complessivo degli autoveicoli e, conseguentemente, i consumi.

Esempio 1

È stato preparato un tappetino realizzato con una felpa in agugliato velour 100% poliestere avente un peso di 450 gr/m<2>e spessore nominale di 4 mm. Il tappetino è stato rivestito inferiormente mediante l’applicazione di una composizione di rivestimento secondo l’invenzione avente la seguente composizione:

- Lattice SBR: 40 phr

- Lattice di gomma naturale: 40 phr

- Sapone: 0,5 – 1,5 phr

- Cariche: Caolino 60 phr CaCO315 phr

- Base vulcanizzante: 5 phr

- Addensante: 0,4 phr

- Gelificante (Fluosilicato di Sodio): 2 – 3 %

È stato così ottenuto, sulla faccia inferiore del tappetino, uno strato di rivestimento avente lo spessore di circa 3 mm.

Esempio comparativo I

A titolo di confronto, è stato preso in considerazione un tappetino ottenuto retrospalmando un tappetino realizzato con una felpa in agugliato velour 100% poliestere del peso di 450 gr/m<2>con prodotto polimerico base EPDM. Il peso del tappetino finale risulta essere di 1250 gr/m<2>e lo spessore dello strato polimerico applicato è di 2.

Esempio comparativo II

A ulteriore titolo di confronto, è stato preso in considerazione un tappetino realizzato retrospalmando un tappetino realizzato con felpa in tufted velour 100% poliammide del peso di 400 gr/m<2>con un prodotto polimerico a base di TPO/EPDM con un peso di 1600 gr/mq e spessore dello strato polimerico applicato è di 2 mm.

I tappetini sono stati sottoposti a numerose prove per valutarne le prestazioni e l’idoneità all’utilizzo nel settore automobilistico, nel quale le case produttrici impongono il superamento di severi test.

In particolare sono state condotte le seguenti prove: PLANARITA’: Il tappetino, finito con cucitura e bordatura perimetrale,viene posto in cella frigo alla temperatura di -29°C per 2 ore. Viene quindi estratto e posto su un banco di lavoro. Trascorsi 15 minuti, vengono valutati eventuali movimenti di forma e planarità rispetto al piano.

Successivamente lo stesso tappetino è posto in forno alla temperatura di 85°C per 2 ore. Viene quindi posto su un banco di lavoro e, trascorsi 15 minuti, vengono valutati eventuali movimenti di forma e planarità rispetto al piano.

INVECCHIAMENTO IN SOLUZIONE SALINA: si prepara una soluzione acquosa di cloruro di sodio al 3% in cui si immerge uno campione del tappetino in esame per 8 ore quindi si estrae e si lascia ad asciugare per 16 ore. Il ciclo viene ripetuto 10 volte e al termine viene valutato l’aspetto del campione.

RESISITENZA ALLO SCORRIMENTO: il rilievo dell’attrito dinamico tra felpa del tappetino abitacolo vettura e il tappetino dell’invenzione viene effettuata ponendo le due superfici a contatto sovrapponendo un peso da 1 kg e trazionando il tappetino in esame per farlo scorrere sul tappetino abitacolo vettura. Si valuta quindi il carico necessario allo spostamento dinamico dello stesso.

Quindi la resistenza allo scivolamento, ovvero la capacità di rimanere in sede del tappetino, è tanto più efficace quanto maggiore è l’attrito fra le superfici.

GRAMMATURA: Esprime il peso di 1 mq del tappetino in esame. Si effettua pesando un campione 10 x 10 cm e rapportandolo al mq.

La seguente Tabella 1 contiene i dati relativi alle prove condotte.

Tabella 1

Da un’osservazione dei dati sperimentali raccolti sul tappetino secondo l’invenzione, a confronto con i dati raccolti con tappetini di confronto realizzati secondo soluzioni convenzionali, appariranno evidenti i vantaggi che la presente invenzione consente di ottenere.

In particolare, la composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli secondo la presente invenzione consente di migliorare la planarità, riducendo, nei fatti, la tendenza all’arricciamento dei bordi del tappetino – si registra una riduzione dell’ordine del 50%. Questo dato è un indice di una migliorata flessibilità ed elasticità, che rende i tappetini particolarmente adatti all’uso sicuro su superfici non piane (per esempio sotto i pedali di un’automobile).

In maniera ancora più significativa, la composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli secondo la presente invenzione consente di migliorare la resistenza allo scorrimento – ovvero, in pratica, le proprietà antiscivolo e, di conseguenza, la stabilità del tappetino rispetto alla superficie del pavimento dell’autoveicolo sulla quale poggia. In particolare, si può rilevare un incremento del carico che è dell’ordine del 20÷30%. Questo dato è particolarmente rilevante dal punto di vista della sicurezza a bordo, dato che una accresciuta stabilità dei tappetini riduce il rischio che questi si spostino sotto il piede del conducente mentre questo aziona uno dei pedali.

A tutto ciò si accompagna, inoltre, un’altrettanto desiderabile sensibile riduzione della grammatura.

La composizione di rivestimento, il metodo di fabbricazione ed il tappetino secondo l’invenzione consentono, pertanto, di soddisfare appieno le attuali esigenze del settore automobilistico.

Risulta, infine, chiaro che alla composizione di rivestimento qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni indipendenti allegate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Composizione di rivestimento per la superficie posteriore di tappetini per autoveicoli, caratterizzata dal fatto di comprendere una miscela di gomma stirene-butadiene (SBR) e gomma naturale in dispersione acquosa ed un gelificante. 2.- Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere da 40 a 50 phr di detto SBR e da 50 a 60 phr di detta gomma naturale. 3.- Composizione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto SBR ha un rapporto stirene/butadiene nell’intervallo da 20:80 a 40:60. 4.- Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detto gelificante è selezionato nel gruppo costituito da sodio fluosilicato, potassio fluosilicato, acetato d’ammonio, cloruro d’ammonio, solfammato d’ammonio e relative miscele, ed è preferibilmente utilizzato in un quantitativo da 2 a 4 phr. 5.- Metodo di fabbricazione di un tappetino per autoveicoli, il tappetino avente una faccia superiore che, in uso, si affaccia verso l’ambiente interno dell’autoveicolo, e una faccia inferiore opposta a detta faccia superiore, il metodo comprendendo la fase di applicare su detta faccia inferiore una composizione di rivestimento comprendente una miscela di gomma stirene-butadiene (SBR) e gomma naturale in dispersione acquosa ed un gelificante. 6.- Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta composizione comprende da 40 a 50 phr di SBR e da 50 a 60 phr di gomma naturale. 7.- Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, successivamente a detta fase di applicazione, la fase di trattare in flusso d’aria a una temperatura nell’intervallo da 90°C a 150°C detto tappetino, formando così uno strato di rivestimento su detta faccia inferiore. 8.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che detto gelificante è selezionato nel gruppo costituito da da sodio fluosilicato, potassio fluosilicato, acetato d’ammonio, cloruro di ammonio, solfammato d’ammonio e relative miscele, ed è preferibilmente utilizzato in un quantitativo da 2 a 4 phr. 9.- Tappetino per autoveicoli avente una faccia superiore che si affaccia, in uso, nell’ambiente interno dell’autoveicolo ed una faccia inferiore che, in uso, poggia sul pavimento dell’autoveicolo, caratterizzato dal fatto che detta faccia inferiore è rivestita con uno strato di rivestimento comprendente una miscela di gomma stirene-butadiene (SBR) e gomma naturale. 10.- Tappetino per autoveicoli secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto strato di rivestimento comprende da 60 a 70 phr di SBR e da 30 a 40 phr di gomma naturale.