IT202100002261A1 - Struttura di tavola per sport acquatici - Google Patents

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IT
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water sports
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table structure
fibers
resin
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IT102021000002261A
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Alessandro Danese
Michele Piga
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Italianwaves Srl
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Description

Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo ?STRUTTURA DI TAVOLA PER SPORT ACQUATICI?
DESCRIZIONE
Ambito dell?invenzione
[0001] La presente invenzione riguarda una struttura di tavola per sport acquatici come surf board, body board, wind surf board, stand-up paddle board, wake surf board, wake board, kite surf board, skinboard, soft-top board e altri ancora. Nella descrizione che segue, con le espressioni ?tavola?, ?tavola per sport acquatici? o ?tavola da surf? si intender? una qualsiasi delle suddette tavole ed altre analoghe.
Cenni relativi alla tecnica nota ? Problema tecnico
[0002] Come noto, le tavole per sport acquatici devono essere in grado di sostenere il peso di un utilizzatore, garantendone il galleggiamento, sulla superficie dell?acqua. Inoltre, devono avere sufficiente elasticit?, ma anche capacit? smorzante delle vibrazioni, e una sagoma idrodinamica variabile a seconda della specialit? sportiva praticata.
[0003] Originariamente realizzate in legno, le tavole per sport acquatici hanno oggi una struttura che prevede un?anima che ha la funzione di conferire la necessaria resistenza meccanica e che, per le ragioni spiegate sopra, deve essere realizzata in un materiale leggero, cio? di bassa densit?. Normalmente si utilizzano materiali espansi come polistirene o poliuretano, che hanno per? bassa resistenza all?abrasione e all?impatto.
[0004] Per proteggere l?anima da usura e urti, la struttura prevede quindi un rivestimento protettivo, che normalmente consiste in una stratificazione di fibre di materiali come vetro, carbonio impregnate con una resina che viene fatta reticolare una volta disposte le fibre sull?anima, ad esempio come descritto in FR2787088, dove l?anima viene rivestita da fibre di carbonio impregnate di resina epossidica, che vengono poi appiattite in sacco a vuoto, e poi levigate. Infine, il guscio viene verniciato con vernice poliuretanica.
[0005] Una siffatta struttura garantisce buone caratteristiche prestazionali e di resistenza meccanica, che si desidera tuttavia migliorare.
[0006] Esistono anche tavole con anima in sughero e polistirolo, come descritto in US9045201B1, in cui ? descritto un metodo per produrre di tavole da surf realizzate mediante alternanza di strati di sughero con materiali diversi dal sughero, per ottenere un multistrato, con consolidamento sottovuoto del manufatto.
[0007] Altri tipi di tavole, per aumentare la resistenza alla rottura e l?elasticit?, hanno dei cosiddetti stringer longitudinali, come ad esempio descritto in US2009264034A1, che prevede longheroni o stringer che sono racchiusi longitudinalmente nel materiale espanso della tavola. In particolare, sono previste due met? stampate in poliuretano espanso che racchiudono lo stringer centrale longitudinale in fibra di carbonio.
[0008] Inoltre, una struttura come quella descritta ha lo svantaggio che il materiale polimerico impiegato per fabbricare l?anima non ? compostabile. Per questo motivo, per smaltire siffatte tavole per sport acquatici senza rischi di contaminazione ambientale si debbono sostenere costi significativi.
[0009] ? quindi sentita l?esigenza di realizzare l?anima delle tavole per sport acquatici in un materiale che risulti compostabile in misura sufficiente a permettere lo smaltimento delle tavole senza contaminare l?ambiente, o addirittura con un utile residuale se si ricorre a compostaggio. Un esempio di tavola compostabile ? descritto in US2020239670, che prevede un?anima a base di chitina acetilata espansa, racchiusa da un guscio di contenimento in fibra di vetro e resina. Rimuovendo il guscio al momento dello smaltimento, l?anima diventa interamente compostabile.
Sintesi dell?invenzione
[0010] ? quindi scopo della presente invenzione fornire una struttura di tavola per sport acquatici che permetta di migliorare le caratteristiche prestazionali e di resistenza meccanica, rispetto alle comuni tavole attualmente disponibili.
[0011] ? inoltre scopo della presente invenzione fornire una siffatta struttura di tavola che abbia buona elasticit? e nel contempo riesca ad assorbire le sollecitazioni senza vibrare.
[0012] ? un altro scopo della presente invenzione fornire una siffatta struttura di tavola con un guscio altamente resistente agli urti, che sia in grado di contenere fermamente l?anima, e che nel contempo sia leggero.
[00010] ? inoltre scopo della presente invenzione fornire una siffatta struttura di tavola che, pur migliorando le caratteristiche prestazionali, comprenda, oltre al normale rivestimento protettivo, un?anima realizzata in un materiale che sia notevolmente compostabile, oltre ad avere un peso specifico paragonabile a quello dei materiali attualmente in uso.
[0013] Questi ed altri scopi sono raggiunti da una struttura di tavola per sport acquatici come definita dalla rivendicazione 1. Varianti particolari e forme realizzative particolarmente vantaggiose di tale struttura sono definite dalle rivendicazioni dipendenti.
[0014] Secondo l?invenzione, una struttura di tavola per sport acquatici comprende un?anima e un guscio o rivestimento di materiale composito che riveste esternamente l?anima, con l?anima che comprende un pannello sagomato in materiale espanso. La caratteristica principale di tale anima ? che il materiale espanso ? ottenuto da una miscela di acido polilattico e di un polimero scelto tra un poliestere alifatico e un copoliestere alifatico/aromatico.
[0015] In tal modo, si ottiene una tavola che riesce ad essere pi? leggera del 20% rispetto alle anime in polistirolo espanso, e che riesce a garantire ottima elasticit? e assorbimento di sollecitazioni. Questo permette alla tavola di offrire elevate prestazioni, garantite dalla migliorata leggerezza e dalle capacit? elastiche.
[0016] Inoltre, poich? l?acido polilattico e i poliesteri alifatici o copoliesteri alifatici/aromatici sono facilmente compostabili, l?anima pu? essere interamente compostata senza dover diventare un rifiuto speciale.
[0017] Vantaggiosamente, l?acido polilattico costituisce tra il 60% e l?80% in massa del componente a base di poliestere alifatico e copoliestere alifatico/aromatico, preferibilmente costituisce circa il 75% in massa, per permettere una ottimale espansione. Preferibilmente, detto materiale espanso ? una miscela polimerica scelta tra quelle note come Ecovio EA. In particolare, detto materiale espanso ? la miscela polimerica scelta nota come Ecovio EA200, oppure ECOVIO 80EA2394EXP. Questi materiali hanno dimostrato le massime prestazioni in termine di leggerezza, resistenza all?urto ed elasticit?, nella produzione di una tavola per sport acquatici, oltre alla totale compostabilit? dell?anima.
[0018] In una forma realizzativa preferita, il pannello sagomato incorpora almeno un longherone o ?stringer? in sughero. Preferibilmente, il pannello sagomato incorpora due longheroni distanziati tra loro per circa met? della larghezza dell?anima. I longheroni sono incollati a porzioni di materiale espanso, e poi lavorati per ottenere la forma desiderata dell?anima mediante asportazione di materiale. La presenza dello o di ciascuno stringer in sughero determina una massima elasticit? e resilienza della tavola.
[0019] In una forma realizzativa preferita, il guscio comprende un tappeto di fibra e una resina impregnante dette fibre. In particolare, una porzione della resina forma uno strato di resina esterno allo strato di fibre. Preferibilmente, la fibra ? fibra di basalto.
[0020] Preferibilmente, gli strati di fibre ed eventualmente di resina sono disposti su entrambe le facce dell?anima, cio? del pannello d?anima, in modo speculare.
[0021] In una forma realizzativa, il guscio comprende un ulteriore strato tessuto in fibra impregnato di resina disposto tra l?anima lo strato di fibre.
[0022] Preferibilmente, ? previsto uno strato esterno di verniciatura protettiva, in particolare una vernice poliuretanica.
[0023] Vantaggiosamente, l?acido polilattico ? ottenuto mediante polimerizzazione di acido lattico ottenuto da fermentazione di amido destrutturato.
Breve descrizione dei disegni
[0024] L?invenzione verr? di seguito illustrata con la descrizione di alcune forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:
? la figura 1 ? una vista in assonometria esplosa di una tavola per sport acquatici secondo una forma realizzativa dell?invenzione, in cui l?anima comprende un pannello in un unico materiale;
? la figura 2 ? una vista in sezione trasversale della tavola di figura 1;
? le figure 3 ? una vista in assonometria esplosa di una tavola per sport acquatici secondo un?altra forma realizzativa dell?invenzione, in cui il rivestimento ? un rivestimento multistrato;
? la figura 4 ? una vista in sezione trasversale della tavola di figura 3;
? la figura 5 ? una vista in assonometria esplosa di una tavola secondo un?altra forma realizzativa dell?invenzione, in cui l?anima comprende lungheroni o stringer, tipicamente, di sughero;
? la figura 6 ? una vista in sezione trasversale della tavola di figura 5.
Descrizione di forme realizzative preferite
[0025] Con riferimento alle figure 1 e 2, viene descritta una struttura di tavola 1 per sport acquatici. La tavola 10 comprende un?anima 10 e un guscio 20 di materiale composito che riveste esternamente l?anima 10.
[0026] L?anima 10 comprende un pannello 11 generalmente in materiale espanso. Tale pannello viene fornito come semilavorato presagomato, oppure come semilavorato a forma di blocco parallelepipedo, da lavorare ulteriormente, mediante levigatura a mano o preferibilmente per mezzo di una macchina a controllo numerico, secondo una forma desiderata per il particolare utilizzo della tavola, in modo noto al tecnico del ramo.
[0027] Il materiale espanso di cui ? fatto il semilavorato dal quale si ottiene l?anima ? ottenuto mediante espansione di un materiale polimerico espandibile disposto in uno stampo e portato a una predeterminata temperatura, con eventuale aggiunta di un agente espandente, eventualmente sottoposto ad un ciclo termico, in modo noto ad un tecnico del ramo, e quindi non descritto in maggior dettaglio.
[0028] L?anima 10, e con essa il pannello 1, presenta, in modo non limitativo, una faccia convessa 10a e una faccia sostanzialmente piana o a convessit? inferiore 10b, la faccia convessa 10a essendo concepita come faccia superiore, cio? come la faccia sulla quale insister? l?utilizzatore durante l?uso della tavola 1. La forma della tavola, comunque, non ? descritta in maggior dettaglio essendo nota ad un tecnico del ramo esperto nella produzione di tavole per sport acquatici.
[0029] Secondo l?invenzione, il materiale espandibile, a partire dal quale da cui viene formato il semilavorato, e quindi il materiale espanso del pannello 11, comprende una miscela di acido polilattico e di un polimero scelto tra un poliestere alifatico, un copoliestere alifatico/aromatico e una combinazione di tali polimeri. L?acido polilattico presente nella miscela ? preferibilmente ottenuto mediante polimerizzazione di acido lattico a sua volta ottenuto da fermentazione di amido destrutturato.
[0030] Grazie a tale scelta del materiale, dopo le operazioni di rivestimento ed altre descritte nel seguito si raggiungono eccellenti caratteristiche meccaniche e prestazionali della tavola 1, come esemplificato pi? avanti.
[0031] Inoltre, con tale scelta del materiale, si ottiene anche il vantaggio che la tavola 1 contiene al pi? una quota molto piccola di materiale non compostabile, sostanzialmente il guscio o rivestimento 20, di tipo convenzionale, che sar? descritta nel seguito.
[0032] In questo modo, per smaltire una siffatta tavola quando essa ? danneggiata in modo irreparabile, o comunque quando viene deciso di dismetterla, si rimuove il guscio 20, che pu? essere trattata in modo noto, e il pannello d?anima 11 che ne rimane pu? essere avviato al compostaggio o comunque smaltito in modo rispettoso dell?ambiente.
[0033] In particolare, il materiale espanso ? una miscela polimerica scelta tra quelle note come Ecovio EA rese disponibili da BASF, pi? in particolare trattasi di miscela polimerica nota come Ecovio EA200, oppure ECOVIO 80EA2394EXP. Le tavole 1 realizzate a partire da tale materiale, dopo un tempo di stagionatura in condizioni convenzionali compreso tra 12 e 48 giorni, hanno mostrato le caratteristiche riassunte di seguito nella tabella 1. I granuli di miscela polimerica utilizzati come materiale di partenza avevano granulometria compresa tra 1,0 e 1,2 mm.
- Tabella 1 -
[0034] In una forma realizzativa preferita, come mostrato nelle figure 5 e 6, il pannello 11 comprende una pluralit? di elementi longitudinali 12, 13, 14 affiancati tra loro, l?elemento 12 e i due elementi 14 sono rispettivamente un elemento centrale e due elementi laterali realizzati nel materiale espanso sopra indicato, mentre gli elementi 13, disposti tra l?elemento centrale 12 e rispettivi elementi laterali 14, sono realizzati in sughero. Tale struttura articolare pu? essere ottenuta sottoponendo un semilavorato similmente strutturato alle lavorazioni meccaniche e di finitura sopra descritte. Gli elementi longitudinali 12, 13, 14 possono essere uniti tra loro mediante tecniche convenzionali, per esempio mediante incollaggio, a cui segue una sagomatura mediante fresatura e carteggiatura per portare l?anima a raggiungere la forma desiderata.
[0035] Come mostrato nelle figure 3 - 6, il guscio 20 pu? comprendere una pluralit? di strati 21, 22, 23, 24, 26, pi? in dettaglio strati formati da un tappeto di fibre 21, 24 disposti su facce opposte dell?anima 10, e strati di resina, preferibilmente resina epossidica 23, 26 disposti sugli strati di fibre 21 e 24. Pi? in dettaglio, gli strati di fibre sono impregnati di resina epossidica applicata in modo da ricoprire le fibre formando gli strati esterni 23,26. In particolare, pu? essere usata una resina epossidica biobased, per aumentare la compostabilit? della tavola.
[0036] In particolare, l?applicazione della resina viene effettuata aggiungendo un agente reticolante a una resinabase, e applicando la resina ?catalizzata? cos? ottenuta sugli strati di fibre 21 e 24, per esempio mediante spalmatura manuale, realizzando anche gli strati esterni 23, 26 di resina, lasciando quindi che avvenga la reticolazione della resina. Tale operazione pu? anche comprendere una fase di trattamento termico di tipo noto con un opportuno ciclo di riscaldamento fino a una temperatura di reticolazione nota del semilavorato costituito dall?anima 10 e dal rivestimento 20 in corso di realizzazione. L?appiattimento della resina e dello strato o strati in fibra pu? essere fatto sottovuoto, con tecnologia nota e quindi non descritta in maggior dettaglio. In particolare, la reticolazione pu? essere ottenuta durante fase di trattamento sottovuoto di detto semilavorato, per esempio in un sacco a vuoto, al fine di rimuovere occlusioni di aria nella resina e negli strati fibrosi.
[0037] La fibra degli strati di fibre 21, 24 pu? essere fibra di vetro, fibra di carbonio, fibra aramidica o, preferibilmente, fibra di basalto.
[0038] In particolare, lo strato di fibra pu? essere un tappetino di fibra di basalto tessuta, con densit? specifica tra 100 e 150g/m<2>.
[0039] In una forma realizzativa, tra l?anima 10 e gli strati di fibre 21, 24, pu? essere previsto un ulteriore strato in fibra 22 comprendente un tessuto in fibra, ad esempio in fibra di basalto, per esempio tessuto a nido d?ape, impregnato anch?esso di resina epossidica. In particolare, lo strato in fibra 22 impregnato ? disposto tra l?anima 10 e lo strato di fibra superiore 24, cio? lo strato di fibra del rivestimento 20 previsto dalla parte concepita per l?appoggio dell?utilizzatore.
[0040] Anche se le figure 5 e 6, oltre ai longheroni 13, mostrano il guscio 20 formato dalla pluralit? di strati 21, 22, 23, 24, 26, i longheroni 13 possono essere presenti indipendentemente dalla stratificazione del guscio 20.
[0041] La descrizione di cui sopra di forme realizzative e varianti dell?invenzione ? in grado di mostrare l?invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme realizzative specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle varianti e forme realizzative specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione. S?intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e, per questo, non limitativo.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Una struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici comprendente un?anima (10) e un guscio (20) di materiale composito che riveste esternamente detta anima (10), in cui detta anima (10) comprende un pannello sagomato (11) in materiale espanso,
caratterizzata dal fatto che detto materiale espanso ? ottenuto da una miscela di:
- acido polilattico
- un polimero scelto tra.
-un poliestere alifatico
-un copoliestere alifatico/aromatico.
2. La struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui l?acido polilattico ? tra il 60% e l?80% in massa del componente a base di poliestere alifatico o copoliestere alifatico/aromatico, preferibilmente intorno al 75% in massa.
3. La struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale espanso ? una miscela polimerica scelta tra quelle note come Ecovio EA.
4. La struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale espanso ? una miscela polimerica scelta nota come Ecovio? EA200, oppure ECOVIO? 80EA2394EXP.
5. La struttura di tavola (3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto pannello sagomato (11) incorpora un longherone (13) in sughero, in particolare due longheroni in sughero (13) distanziati tra loro per circa met? della larghezza dell?anima.
6. La struttura di tavola (2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto guscio (20) comprende un tappeto di fibre (21,24) e una resina impregnante dette fibre, in particolare una porzione di detta resina forma uno strato di resina (23,26) esterno a detto strato di fibre (21,24).
7. La struttura di tavola (2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 6, in cui dette fibre (23) comprendono fibre di basalto.
8. La struttura di tavola (2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 6, in cui detto guscio (20) comprende un ulteriore strato in tessuto impregnato (22) di detta resina disposto tra detta anima (10) e detto strato di fibre (21).
9. La struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione in cui ? previsto uno strato esterno di verniciatura protettiva, in particolare una vernice poliuretanica.
10. La struttura di tavola (1,2,3) per sport acquatici secondo la rivendicazione 1, in cui detto acido polilattico ? ottenuto mediante polimerizzazione di acido lattico ottenuto da fermentazione di amido destrutturato.
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