CH650445A5 - Procedimento per realizzare corpi cavi in resina sintetica armata, in particolare caschi protettivi. - Google Patents
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Description
La presente invenzione concerne un procedimento e il relativo stampo, per realizzare corpi cavi, in resina sintetica armata quali ad esempio, caschi.
so Sono note le esigenze intese ä soddisfare le destinazioni d'uso di corpo cavi in resina armata e nel caso specifico dei caschi protettivi — dove la invenzione trova particolare ma non esclusiva applicazione — tali corpi devono presentare una struttura resistente agli urti anche ripetuti; inol-55 tre devono risultare leggeri.
Si è cercato di soddisfare a queste esigenze realizzando i corpi cavi in resine stampate rinforzate con un'armatura tessile opportuna. Le strutture dei corpi cavi cosi ottenuti, però soddisfano solo in parte le esigenze richieste e lascia-60 no insoddisfatte altre esigenze importanti, specie nei riguardi della loro resistenza agli urti ripetuti. In breve si richiede che detti corpi presentino una struttura tale che sotto l'azione di urti ripetuti anche se localizzati sempre in una stessa zona essa reagisca elasticamente, senza produrre in-«5 crinature o sfaldature che possono pregiudicare la struttura interessata garantendo, d'altra parte, che l'azione d'urto venga distribuita su di un'ampia zona. In particolare nel caso di caschi, devono essere evitate la formazione di inerì-
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nature e di rotture lungo dei piani meridiani della struttura e che pregiudicano l'incolumità dell'utente.
La presente invenzione si propone il compito di realizzare dei caschi protettivi, resistenti agli urti in cui un'armatura tessile opportuna è annegata nella resina di legamento.
Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare dei corpi cavi la cui superficie esterna non richieda praticamente delle operazioni di finitura e che in relazione alle esigenze d'uso presenti colorazioni e/o disegni voluti e ciò per soddisfare esigenze estetiche.
Il procedimento secondo l'invenzione, in cui il corpo cavo in resina sintetica comporta un'armatura costituita da una pluralità di strati tessuti a maglia e/o a rete, incorporati in una resina di legatura, si caratterizza nel predisporre gli strati dell'armatura tessile su una delle due parti di uno stampo e nell'ancorare almeno parte dei bordi periferici di detta armatura al detto stampo; nell'applicare alla detta armatura tessile ancorata una tensione controllata e nel mantenerla durante la successiva fase di stampaggio e durante la polimerizzazione della resina di legatura; nel rimuovere il corpo cavo ottenuto dallo stampo, in modo che tale armatura tessile risulti incorporata e trattenuta nella resina in stato di tensione.
In relazione alle destinazioni d'uso e alle esigenze richieste al corpo cavo realizzato, la tessitura dei cappellotti elementari potrà venire effettuata in modo da presentare zone di diversa densità o fittezza di tessitura alle quali zone durante lo stampaggio del corpo viene applicata una tensione controllata prodotta da un fluido in pressione.
La preventiva applicazione della tensione controllata all'armatura tessile, può essere fatta con criteri opportuni e tali da tener conto delle caratteristiche fisiche dei fili o filati costituenti i cappellotti e/o alle caratteristiche di tessitura di detti cappellotti. Ad esempio la tensione applicata all'armatura tessile può riferirsi e considerare come valore limite, il modulo di elasticità o il carico di rottura del filo o filato di volta in volta usati. Ovviamente tale tensione applicata preventivamente all'armatura tessile, tiene conto pure delle temperature di stampaggio o di trattamento delle resine di legatura usate per realizzare il corpo cavo considerato.
Sempre in relazione alle destinazioni d'uso dei corpi cavi ottenuti, l'armatura tessile potrà essere associata con strati di rivestimento interni e/o esterni al corpo cavo considerato, i quali strati potranno essere costituiti da pellicole in resine opportune ad esempio termoplastiche per essere incorporate nella resina di legatura oppure da resine termoindurenti. In quest'ultimo caso è possibile realizzare facilmente e rapidamente dei corpi cavi, in particolare caschi, la cui superficie esterna è liscia e non richiede praticamente operazioni di finitura. Inoltre le dette pellicole di rivestimento potranno essere preventivamente foggiate a cappellotti esterni e/o interni per determinare delle superfici finite e delle volute caratteristiche dei detti corpi. Così ad esempio un cappellotto esterno in materiale opportuno ad esempio termoplastico consente di ottenere delle superfici liscie e levigate, ed evita che punte o risalti formate dai fili dell'armatura tessile, possano sporgere dalle superfici del corpo cavo. Inoltre la pellicola di rivestimento o il cappellotto potranno presentare disegni o figure in genere che risultano così riportate dalla superficie del corpo cavo specie quando la resina di legatura dell'armatura tessile sia trasparente anche in misura limitata.
L'invenzione verrà ora spiegata dalla seguente descrizione che fa riferimento agli annessi disegni che illustrano, a titolo esemplificativo, una forma preferita di realizzazione del dispositivo che attua il procedimento secondo l'invenzione. Precisamente:
la fig. 1' è la parziale sezione schematica dello stampo che attua il procedimento secondo l'invenzione;
5 la fig. 2 è un'analoga sezione di una variante di realizzazione dello stampo;
la fig. 3 e 4 mostrano, su scala ingrandita e in forma convenzionale sezioni frammentarie di due corpi cavi, realizzati secondo l'invenzione.
io II procedimento secondo l'invenzione verrà ora spiegato in relazione alle figg. 1 e 2 dei disegni allegati e alla realizzazione di un casco protettivo.
Per realizzare il casco in questione, dapprima si prepara l'armatura tessile di rinforzo, formata da due o più strati i5 sovrapposti tessuti a maglia con filati opportuni in materiali sintetici (resine termoplastiche) e/o naturali; vegetali (quali lino, cotone e simili) o minerali (quali amianto vetro e così via). Vantaggiosamente vengono usati dei tessuti a maglia e/o a rete preparati almeno in parte con fili o filamenti di 20 resine termoplastiche quali viniliche, polistiroliche, acriliche, poliamidiche, poliuretaniche e così via, in particolare vengono usati filamenti in resine aramidiche denominate «KELAR».
Secondo l'invenzione l'armatura tessile è formata da una 25 pluralità di strati tessuti sovrapposti, che possono variare, sia come composizione dei fili o dei filamenti usati, sia pure come numero di fili di ogni strato tessuto. Inoltre potrà variare la fittezza o densità di tessitura. Ogni strato dell'armatura tessile è costituito da un cappellotto o calotta tes-30 suta a maglia con andamento a spirale sino ad un determinato diametro, dopo di che la tessitura a maglia continua con andamento ad elica e cioè il numero dei punti, per ogni giro del cappellotto in formazione viene mantenuto praticamente costante. Oppure, la calotta viene realizzata par-35 tendo da un tessuto a maglia tubolare del dovuto diametro, ricavando degli elementi della voluta lunghezza una delle cui estremità di ognuno viene foggiata a punte per formare una corona a cuspidi. Le cuspidi o spicchi di ogni corona vengono poi piegati verso l'interno per disporre le 40 punte delle cupsidi in corrispondenza dell'asse del tessuto tubolare. Infine i lembi o bordi degli spicchi delle cupsidi vengono uniti fra loro, mediante cucitura o, nel caso di fili sintetici, anche mediante saldatura, per realizzare così i cappellotti.
45 Un certo numero di cappellotti così preparati (in pratica questo numero può variare da due a più) vengono sovrapposti per realizzare così l'armatura tessile delle volute caratteristiche. Quando il fondo di tali cappellotti è costituito da cuspidi o spicchi saldati durante la sovrapposizio-50 ne dei cappellotti D le costole di unione meridiane vengono spostate angolarmente fra loro, in modo che lo spessore e la struttura dell'armatura tessile ottenuta risultino di struttura omogenea e di spessore praticamente costante ed uniforme. I bordi Dj dei cappellotti D possono essere ingrossati 55 per assicurare il loro ancoraggio durante la successiva messa in tensione per assicurare così che, durante questa operazione i diversi strati di tessuto possano liberamente scorrere fra loro e mettersi in tensione.
I cappellotti a maglia D così preparati e prima dell'operi razione di stampaggio possono essere sottoposti preventivi trattamenti; ad esempio imbibizione con materiali opportuni, presagomatura e così via allo scopo di soddisfare le esigenze d'uso del manufatto di volta in volta realizzato. Considerando sempre le fig. 1 e 2 dei disegni, esse illustrano due forme di realizzazione dello stampo, mediante il- quale si attua il procedimento secondo l'invenzione che nel caso specifico realizza un casco protettivo e che è simile a quello considerato da altro brevetto dello stesso autore.
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Lo stampo illustrato è costituito da una matrice A e da un punzone o maschio B comportante un corpo sagomato Bj costituente il punzone vero e proprio solidale ad una piastra di supporto B2 e che si alloggia nel modo che si dirà in seguito nella cavità sagomata Aw di detta matrice e che riproduce, in negativo, la sagoma del casco. Le due parti A e B dello stampo vengono vincolate in modo noto ai piani fisso e mobile di una pressa per serrarli fra loro in relazione a quanto ora verrà detto.
Secondo la presente invenzione il punzone Bi trattiene un rivestimento elastico Ç costituente un polmone sagomato serrato a tenuta da un collare Cx ad una scanalatura B3 prevista verso la parte superiore di detto punzone. Si realizzerà così fra queste parti una intercapedine C2 chiusa a tenuta e collegata, mediante condotti B4 con una sorgente di fluido a pressione opportuna, per dilatare e deformare il polmone C; preferibilmente nell'intercapedine C2 viene immesso olio od aria compressa ad una pressione opportuna ad esempio a 20 atm. Invece attraverso i condotti B5 si introduce nella cavità della matrice A all'esterno e/o all'interno dei cappellotti DI la resina fluida che incorpora tali cappellotti D messi sotto tensione.
Nella fig. 1 il bordo periferico della cavità sagomata Al della matrice A prevede una battuta A2 il cui fondo è inclinato e convergente verso il basso. Tale battuta viene chiusa dalla piastra B2 del punzone B per formare così un organo di serraggio per l'armatura tessile D in relazione a quanto ora verrà detto.
Sempre in relazione all'attuazione del procedimento secondo l'invenzione nella cavità Ax della matrice A di fig. 1 si introduce la pluralità di cappellotti D sovrapposti costituenti l'armatura tessile.
Nel caso illustrato l'armatura tessile D è disposta preventivamente fra dei cappellotti: F esterno e G interno di caratteristiche opportune agli scopi che si vogliano conseguire e di cui si dirà. Il cappellotto esterno F, che è vicino o a contatto con la parete della cavità Aj, è realizzato in materiale opportuno, ad esempio è in tessuto di maglia con filati di cotone e simili, per costituire uno strato esterno o di rivestimento di opportuna consistenza che eviti che delle punte o simili dei cappellotti D in filati sintetici possano sporgere dopo Io stampaggio dalla superficie del casco. Il cappellotto esterno F vantaggiosamente potrà essere realizzato con una lamina o pellicola in resine termoplastiche quale polietilene, PVC e simili in modo che durante la successiva fase di stampaggio, esso venga incorporato nella resina di legatura e formi una superficie esterna liscia e finita con le volute caratteristiche. In particolare è possibile realizzare caschi con le volute caratteristiche estetiche in quanto il cappellotto F può essere colorato nel modo voluto e presentare disegni in genere riprodotti preventivamente su detti cappellotti F siano essi tessuti oppure in materiali termoplastici. In entrambi i casi il cappellotto F viene ancorato e incorporato nella resina di legatura durante l'operazione di stampaggio.
Analoghi risultati vengono conseguiti dal cappellotto interno G il quale però viene previsto anche come elemento protettivo per il polmone elastico C e per altre parti dello stesso stampo.
Sempre con riferimento alla fig. 1 del disegno, dopo aver collocato nella matrice A il gruppo di cappellotti D-F-G fra loro sovrapposti, i bordi ingrossati Dt dei cappellotti tessuti D vengono risvoltati verso l'esterno e alloggiati in parte entro la battuta A2 di detta matrice la cui profondità è minore dello spessore formato dai detti bordi Dt.
Il cappellotto esterno F può essere realizzato in modo che il suo bordo Fj risulti disimpegnato dalla battuta A2 dello stampo in modo che durante lo stampaggio tale cappellotto venga fatto aderire alla parete sagomata della cavità Aj dello stampo. Analogo risultato può essere conseguito prevedendo il cappellotto F convenientemente dimensionato e tale da aderire con continuità alla cavità Ai anche quan-5 do il bordo di detto cappellotto è serrato sul fondo della battuta A2 consentendo sempre che all'armatura tessile D possa essere impartita la dovuta tensione durante l'operazione di stampaggio D.
Il maschio Bj viene poi introdotto nell'apertura dell'ar-io matura tessile D e dei cappellotti F e G preventivamente allogati nella cavità A1 e questa operazione viene effettuata facilmente in quanto il polmone elastico C aderisce alla superficie sagomata di detto maschio. L'accoppiamento delle due parti A e B dello stampo impegna la piastra B2 con i i5 bordi Dj dei cappellotti D, che vengono così premuti e serrati sul fondo della battuta periferica.
Successivamente si introduce nell'intercapedine C2 un fluido in pressione ad esempio olio ad una pressione di 10-30 atm, che, deformando il polmone elastico C, mette in ten-20 sione l'armatura tessile D.
Questa operazione viene condotta in modo opportuno e tale da applicare con gradualità tale pressione ai diversi strati tessili dei cappellotti D, per farli aderire completamente alle sagomature delle pareti della cavità In parti-25 colare l'entità della pressione entro l'intercapedine C2 viene determinata tenendo conto anche alla struttura tessile prevista, sia dai diversi cappellotti D sia pure dalle diverse zone di ognuno di detti cappellotti dell'armatura tessile D e ciò come illustrato dalle figg. 3 e 4.
30 In particolare l'entità della pressione e quindi della tensione applicata ai cappellotti D dell'armatura tessile del casco, tiene conto, delle caratteristiche fisiche dei fili costituenti tale armatura tessile, e degli scopi e delle esigenze d'Uso richieste dai corpi cavi di volta in volta realizzati. 35 Nel caso specifico dei caschi, si richiede da questi ultimi una elevata resistenza agli urti, senza che si verifichino sfaldature o delaminazione degli strati costituenti la struttura del casco.
In genere la messa in tensione dell'armatura tessile D, 40 viene condotta in modo da non superare il carico di rottura del filato costituente l'armatura D e particolarmente nel caso di caschi, non deve essere superato il modulo d'elasticità del filato dell'armatura tessile.
Ovviamente e con riferimento alle figg. 3 e 4 del dise-45 gno, la tensione applicata all'armatura tessile D potrà variare da zona a zona di detta armatura. In tal caso il polmone elastico C viene previsto con zone di diversa elasticità ad esempio di diverso spessore per tendere così più o meno fortemente la zona considerata di detta armatura. Nel caso so che il corpo cavo presenti parti sporgenti o sagomate il maschio B potrà utilizzare gli insegnamenti considerati dall'altro brevetto dello stesso Autore per riprodurre in detto corpo i dovuti profili.
Dopo la messa in tensione dell'armatura D, nella cavità 55 Aj dello stampo si introduce, attraverso un condotto B5 previsto in opportuna posizione del maschio B una resina fluida adatta ad esempio una resina termoindurente costituente la resina di legatura del tipo epossidico o poliestere. La resina di legatura può essere preventivamente introdotta 60 nella cavità A1 dello stampo, dopo aver collocato in detta cavità il cappellotto F particolarmente quando quest'ultimo sia in materiale termoplastico sintetico per costituire la superficie esterna del corpo cavo realizzato. La resina di legatura immessa nella cavità Al imbeve l'armatura tessile D 65 e quando il tutto viene messo in pressione dall'intervento del polmone elastico C esso assume la forma della detta cavità Aj.
Quando la resina di legatura si è polimerizzata e solidi-
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ficata, si scarica la pressione dal polmone C, si apre lo stampo e si rimuove dalla matrice A il casco la cui armatura tessile D risulta annegata e ancorata alla resina di legatura ed è mantenuta in stato di costante tensione. La superficie esterna del corpo cavo ottenuto risulta liscia e levigata e non necessita praticamente di finitura, anche perché tale superficie risulta colorata come riçhiesto dall'uso del corpo cavo in quanto, come già detto, il cappellotto esterno F può essere colorato e/o presentare disegni od altro.
Il corpo cavo e in particolare il casco ottenuto risulta completo sotto tutti gli aspetti, in quanto la sua superficie esterna risulta liscia e riproducente fedelmente la sagoma presentata dalla cavità A1 della matrice. Inoltre tale superficie esterna non presenta punte o sporgenze anche quando come nel caso dei fili che possono sporgere dal tessuto costituente l'armatura tessile D.
Dopo quanto detto riguardo allo stampo di fig. 1, le stesse considerazioni valgono per lo stampo di fig. 2 anche per quanto concerne l'attuazione del procedimento. In questo caso i bordi ingrossati Dj dei cappellotti d'armatura D vengono allogati nella scanalatura periferica B3 del punzone Bj che trattiene pure il collare di serraggio Cv II fissaggio dei cappellotti D al punzone B dello stampo facilita la realizzazione del corpo cavo in quanto il gruppo formato dai cappellotti D e F-G può essere ancorato come richiesto al detto punzone e il tutto viene sempre facilmente impegnato nella cavità A.
Dopo quanto esposto risultano confermati gli scopi pre-5 fissi della presente invenzione e cioè di realizzare corpi cavi resistenti alle sollecitazioni meccaniche in particolare quelle d'urto, in modo che le pareti di tali corpi reagiscono elasticamente a tali sollecitazioni data la presenza di un'armatura tessile in stato di permanente coazione.
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In relazione all'operazione di messa in tensione dell'armatura tessile D questa operazione potrà essere condotta in modo tale da deformare il tessuto a maglia o a rete in direzione sostanzialmente parallela ai piani radiali o sostan-15zialmente radiali del corpo cavo realizzato. Tale tensione potrà venire applicata agli strati costituenti l'armatura tessile D in modo che a partire dagli strati interni vari con gradualità verso gli strati esterni e ciò ad esempio variando la fittezza della tessitura della maglia e/o titolo dei filati costi-20 tuenti i diversi cappellotti di detta armatura come pure le dimensioni di tali cappellotti. Ovviamente analogo criterio potrà venire previsto nel caso che ai diversi strati dell'armatura tessile D si desideri impartire una tensione sostanzialmente uniforme e costante.
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1 foglio disegni
Claims (17)
1. Procedimento per realizzare corpi cavi in resina sintetica armata, in particolare caschi protèttivi, la cui armatura è costituita da un pluralità di strati tessuti a maglia e/o a rete, annegati in una resina di legatura, caratterizzato nel predisporre gli strati dell'armatura tessile (D) su una delle due parti di uno stampo (A-B) e nell'ancorare almeno parte dei bordi periferici (DJ di detta armatura al detto stampo; nell'applicare a detta armatura tessile ancorata una tensione controllata e nel mantenerla durante la successiva fase di stampaggio e durante la polimerizzazione della resina di legatura e nel rimuovere il corpo cavo, ottenuto dallo stampo, in modo che l'armatura tessile di detto corpo cavo risulti incorporata e trattenuta nella resina, in stato di tensione.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato nell'applicare agli strati costituenti l'armatura tessile (D) una tensione che varia a partire dagli strati interni verso gli strati esterni di detta armatura tessile e nel mantenere tali tensioni durante lo stampaggio.
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RIVENDICAZIONI
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato nell'applicare agli strati costituenti l'armatura tessile (D) una tensione sostanzialmente costante e nel mantenere tale tensione durante lo stampaggio.
4. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato nel presagomare l'armatura tessile (D) ad esempio a cappellotto e nell'ancorare almeno parte dei bordi (DJ dei cappellotti elementari ad una delle parti (A-B) dello stampo ed ivi trattenerli durante la messa in tensione di tale armatura.
5. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato nell'applicare la tensione controllata agli strati del-Parmatura tessile (D) mediante una parete (C) elasticamente deformabile da un fluido in pressione preferibilmente un liquido.
6. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 5, caratterizzato nell'applicare all'armatura tessile (D) una tensione inferiore al modulo di elasticità del filo o filato usato per realizzare il tessuto di tale armatura.
7. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 6, caratterizzato da ciò che l'armatura tessile è costituita da una pluralità di cappellotti (D) tessuti a maglia, i cui bordi (DJ sono almeno in parte ingrossati, per costituire un ancoraggio, durante la messa in tensione dei cappellotti incorporati nella resina in stato di tensione.
8. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 7, caratterizzato nell'interporre fra l'armatura tessile (D) e le pareti dello stampo (A-B) almeno uno strato (F-G) che formi almeno parte della superficie esterna e/o interna del corpo cavo.
9. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 8, caratterizzato nell'interporre fra l'armatura tessile (D) e la parete interna dello stampo (A) una pellicola (F) sulla quale preventivamente sono stati riprodotti dei disegni o dei colori in modo che questi ultimi, durante lo stampaggio siano riportati sul corpo cavo stampato.
10. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 9, caratterizzato nell'usare come strato esterno del corpo cavo la pellicola (F) in materiale termoplastico che durante lo stampaggio viene incorporata e trattenuta saldamente nella struttura del corpo cavo.
11. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 10, caratterizzato nell'utilizzare, come materiale per l'armatura tessile (D) dei tessuti a maglia o a rete composti da filati e fibre di materiali naturali e/o sintetici almeno in parte dei quali ultimi sono termoplastici per essere incorporati nella resina di legamento durante lo stampaggio.
12. Stampo per attuare il procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 11, la cui matrice presenta in negativo l'impronta del corpo cavo da realizzare, caratterizzato da mezzi per trattenere ancorati almeno parte dei bordi (DJ dell'armatura tessile (D), mentre almeno parte delle pareti s (C) del punzone (B) di detto stampo sono in materiale elasticamente deformabile e presentano delle intercapedini (C2) per stabilire la pressione di un fluido che deformando tali pareti impartisce la tensione controllata alla detta armatura tessile (D).
io
13. Stampo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il punzone (B) presenta verso una delle sue estremità una scanalatura periferica (BJ entro la quale sono trattenuti, sia i bordi (DJ dei cappellotti delle armature tessili, sia pure il bordo di un polmone elasticamente defor-i5 mabile (C) che mette in tensione i detti coppellotti.
14. Stampo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato da una battuta (AJ presentata dalla matrice e da un relativo risalto (B2) comportato in prossimità del bordo dell'apertura presentata dalla cavità (AJ della matrice (A) e in cui 20 s'impegna la piastra del punzone (B) allo scopo di trattenere serrati almeno parte dei bordi (DJ dei cappellotti (D) delle armature tessili, mentre il detto punzone (B) trattiene pure il bordo del polmone elastico (C) che mette in tensione i detti cappellotti.
25
15. Corpo cavo in resina sintetica armata, attuato col procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 10, caratterizzato da ciò che la sua superficie esterna e/o interna è costituita da uno strato (F-G) trattenuto in salda unione alla struttura di resina sintetica incorporante gli strati tessuti di detto so corpo in modo che le punte delle estremità dei fili sporgenti dal corpo cavo, formati da fili di resina sintetica, vengano schiacciati e fatti rientrare nella superficie del corpo cavo mediante una lamina in materiale flessibile applicata al detto corpo cavo per schiacciare ed evitare la sporgenza 35 di dette punte.
16. Corpo cavo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato da ciò che il suo strato superficiale esterno (F) è costituito da almeno una lamina in materiale termoplastico incorporato nella resina di legatura del detto corpo cavo. 40
17. Corpo cavo secondo le rivendicazioni 15 e 16, caratterizzato da ciò che lo strato superficiale esterno (F) presenta disegni e/o colorazioni riportate su detto strato solidale alla struttura del corpo cavo.
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