Tendenzialmente siamo portati ad attribuire le caratteristiche di caratteristiche di resistenza alla penetrazione dell’acqua a tipologie specialistiche e tecniche destinate ad essere impiegate in condizioni ambientali particolari che richiedono una buona protezione dagli agenti atmosferici, fra i quali appunto la pioggia. Se consideriamo il fastidio che provocano i piedi bagnati e i cambiamenti climatici che rendono il tempo sempre più variabile e imprevedibile, ben comprendiamo come questa caratteristica, se opportunamente curata, possa diventare un vero e proprio valore aggiunto per ogni tipo di calzatura.
La resistenza alla penetrazione dell’acqua può infatti essere ottenuta, oltre che per caratteristica intrinseca dei materiali impiegati, con opportuni accorgimenti nella lavorazione. Basti citare, tra i più comunemente applicati a livello industriale, i prodotti di finitura o i trattamenti impermeabilizzanti e idrorepellenti, piuttosto che l’uso di membrane di vario tipo spesso impermeabili e traspiranti allo stesso tempo.
Ma per garantire ai nostri clienti il vero valore aggiunto è necessario attenersi a standard di qualità riferibili a norme volontarie riconosciute a livello nazionale e internazionale.
Gli enti di normazione e i laboratori di prova forniscono all’industria calzaturiera tutti gli strumenti necessari per valutare l’impermeabilità sia dei materiali che delle calzature complete.
Per le prove su calzature complete possiamo distinguere tra prove statiche e prove dinamiche. Nel primo caso si tratta essenzialmente di prove di immersione eseguite secondo parametri specifici. Le prove di impermeabilità dinamica vengono invece eseguite mediante “prove di camminata” o con l’utilizzo di apposite macchine. La più conosciuta è probabilmente quella effettuato con un apparecchio detto “scarpometro” (walkmeter), ma ne esistono diverse e basano il loro principio operativo sulla simulazione delle flessioni della calzatura dovute alla camminata.
Nella realizzazione di una calzatura resistente all’acqua concorrono svariati fattori. Ogni parte della calzatura deve essere adeguatamente impermeabile o impermeabilizzata, comprese le cuciture, i punti di attacco di eventuali accessori ecc.. Ma a monte di tutto, è importantissima la scelta corretta dei materiali destinati alla costruzione della tomaia e della suola.
Di seguito analizzeremo nello specifico due metodi di prova:
- la resistenza dinamica all’acqua per mezzo di compressione lineare ripetuta (penetrometro), per la valutazione dei materiali da tomaia;
- la resistenza all’acqua dei cuoi pesanti, per la valutazione dei materiali da suola.
Determinazione della resistenza all’acqua del cuoio leggero – Parte 1: Compressione lineare ripetuta (Norma UNI EN ISO 5403-1)
La prova viene eseguita mediante una macchina specifica detta “penetrometro”. Il provino viene montato dandogli la forma di un manicotto e sottoposto a flessione mentre è parzialmente immerso in acqua.
La macchina di prova è composta da una o più coppie di cilindri in materiale inerte. Uno dei due è fisso mentre l’altro, collegato ad un motore, compie un movimento avanti e indietro lungo il suo asse di ampiezza definita in base alle caratteristiche del campione analizzato o alla richiesta specifica.
Il gruppo porta provini è immerso fino a 10 mm dalla parte superiore dei cilindri in una vasca contenente acqua distillata.
I provini tranciati dal campione, vengono preparati abradendo leggermente la superficie con carta abrasiva o in alcuni casi sottoponendoli preventivamente a 20.000 cicli di flessione (UNI EN ISO 5402). Molti materiali presentano uno strato superficiale che ne aumenta notevolmente la resistenza all’acqua, i trattamenti di abrasione o flessione eseguiti prima della prova hanno lo scopo di simulare l’usura che si può verificare nell’uso pratico. L’abrasione non deve rimuovere lo strato superficiale ma solo graffiarlo leggermente.
Con questo metodo di prova si possono determinare:
Tempo di penetrazione
Osservando il provino si deve rilevare il momento in cui l’acqua penetra all’interno del manicotto. Può essere usato un sensore elettrico per rilevare il passaggio dell’acqua che dovrebbe comunque essere sempre confermata dal’osservazione visiva; la penetrazione di acqua può presentarsi come una zona umida o come goccioline sulla superficie del manicotto.
Il tempo di penetrazione può essere espresso in minuti oppure in ore e minuti.
Assorbimento d’acqua
Misura la quantità d’acqua assorbita dal provino in un intervallo di tempo determinato. Si calcola come variazione di peso del provino prima e dopo la prova.
L’assorbimento d’acqua si esprime come percentuale di assorbimento dopo un determinato intervallo di tempo.
Trasmissione d’acqua
Misura la quantità d’acqua che dopo l’inizio della penetrazione viene assorbita da un tessuto assorbente posto all’interno del manicotto formato dal provino in un determinato periodo di tempo. Si calcola come variazione di peso del tessuto assorbente prima e dopo la prova.
La trasmissione d’acqua si esprime in grammi dopo un determinato intervallo di tempo.
La prova viene eseguita mediante una macchina specifica. Il provino, continuamente inumidito sulla superficie, è sottoposto a flessioni e compressioni che riproducono quelle che si determinano nella suola durante il cammino.Determinazione della resistenza all’acqua dei cuoi pesanti (Norma UNI EN ISO 5404)
La macchina di prova è composta da un cilindro collegato ad un dispositivo il cui movimento oscillatorio solleva il provino ad una estremità costringendolo a piegarsi seguendo la curvatura del cilindro.
Una piattaforma con superficie ruvida e con perforazioni idonee a mantenerla bagnata con un flusso d’acqua che passa attraverso alla piattaforma.
Un dispositivo per pressare contemporaneamente e costantemente piattaforma, provino e cilindro con un carico di 80 N.
I provini, tranciati dal campione vengono preparati abradendo la superficie con carta abrasiva, lo strato di rifinizione applicato ai cuoi per suola può ridurre notevolmente la penetrazione d’acqua durante la prova, mentre il suo effetto è trascurabile nell’uso pratico in quanto viene rapidamente rimosso durante il cammino. Lo scopo dell’abrasione è di rimuovere lo strato di rifinizione.
Con questo metodo di prova si possono determinare:
Tempo di penetrazione
Osservando il provino si deve rilevare il momento in cui l’acqua è chiaramente visibile sulla superficie del cuoio aderente al cilindro, ignorando qualsiasi comparsa di acqua in un area di 5 mm dal bordo del provino.
Il tempo di penetrazione si esprime in ore e minuti.
Assorbimento d’acqua
Misura la quantità d’acqua assorbita dal provino in un intervallo di tempo determinato. Si calcola come variazione di peso del provino prima e dopo il periodo di prova.
L’assorbimento d’acqua si esprime come percentuale di assorbimento dopo un determinato intervallo di tempo.
Area di penetrazione
Al termine del periodo di prova, si calcola l’area totale di penetrazione confrontando le zone umide del provino con il reticolo di un foglio trasparente quadrettato secondo le specifiche della norma. Se all’esame visivo si rileva che l’umidità inizia da un bordo del provino la prova deve essere annullata e ripetuta.
L’area di penetrazione si esprime in mm2 dopo un determinato intervallo di tempo.
Acqua trasmessa
Misura la quantità d’acqua che dopo l’inizio della penetrazione viene assorbita da un rettangolo di cartone di cellulosa inserito tra il provino ed il cilindro in un determinato periodo di tempo. Se al termine della prova il cartone non presenta parti asciutte la prova deve essere annullata e ripetuta riducendo l’intervallo di tempo. Si calcola come variazione di peso del pezzo di cartone prima e dopo la prova.
Il tasso di penetrazione si esprime in grammi/centimetri quadrati x h.
a cura dello staff tecnico di Ceseca S.A. – Centro Tecnologico per il Controllo Qualità delle calzature e della pelletteria
Tratto da Tecnica Calzaturiera di giugno 2013, pag. 28
