ITRM20070499A1 - METHOD OF REALIZATION OF A COMPOSITE MATERIAL SELECTED REINFORCED. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un metodo di realizzazione di un materiale flessibile composito, in particolare per ottenere un materiale che sia selettivamente rinforzato in alcune porzioni dello stesso e pertanto presenti resistenza ed elasticità differenziate secondo la direzione di trazione. Detto materiale flessibile può ad esempio essere pelle, tessuto o simile. The present invention relates to a method of manufacturing a flexible composite material, in particular for obtaining a material which is selectively reinforced in some portions thereof and therefore has different strength and elasticity according to the direction of traction. Said flexible material can for example be leather, fabric or the like.
Gli indumenti indossati nella pratica sportiva, in particolare motociclistica, sono ideati e progettati per offrire un alto livello di protezione alfutilizzatore, che deve essere tutelato dalle conseguenze di un eventuale incidente. Tali indumenti devono quindi resistere alle sollecitazioni molto elevate che si possono produrre in caso di caduta; in particolare essi devono essere resistenti alla trazione e all'abrasione per evitare lacerazioni delfindumento stesso e quindi il venir meno della funzione protettiva. The garments worn in sports, in particular motorcycling, are conceived and designed to offer a high level of protection to the user, who must be protected from the consequences of a possible accident. These garments must therefore withstand the very high stresses that can be produced in the event of a fall; in particular they must be resistant to traction and abrasion to avoid tearing of the garment itself and therefore the loss of the protective function.
L'analisi della dinamica della caduta e dell'interazione con l'utilizzatore permette di individuare le regioni dell'indumento che sono maggiormente sollecitate ed inoltre quali sono le direzioni preferenziali di sollecitazione. La tecnica nota prevede di rendere più resistenti tali regioni applicando in corrispondenza di esse rinforzi in pelle o in tessuto dotati di maggiore resistenza rispetto al resto dell'indumento, realizzando pertanto una sorta di indumento "a mosaico". The analysis of the dynamics of the fall and of the interaction with the user makes it possible to identify the regions of the garment that are most stressed and also which are the preferential directions of stress. The known art provides for making these regions more resistant by applying leather or fabric reinforcements in correspondence with them which are more resistant than the rest of the garment, thus creating a sort of "mosaic" garment.
Un primo svantaggio della tecnica nota consiste nel fatto che detti rinforzi sono solitamente applicati per mezzo di cucitura e ciò comporta sia una maggiore complessità di lavorazione, sia un indebolimento locale della resistenza del materiale a causa della presenza dei fori di cucitura, sia la possibilità che la pioggia possa trafilare all'intemo dell'indumento attraverso i fori di cucitura stessi. Inoltre, la tecnica nota non consente un'efficace calibrazione e differenziazione delle proprietà dell'indumento a seconda della regione, in quanto ciò sarebbe realizzabile solo attraverso l'applicazione di un grande numero di detti rinforzi, per giunta aventi forme differenziate, per tenere conto in dettaglio del comportamento richiesto all'indumento a seconda delle direzioni ed entità delle sollecitazioni; una simile soluzione in accordo con la tecnica nota non è efficacemente attuabile per evidenti ragioni pratiche ed economiche. A first disadvantage of the known art consists in the fact that said reinforcements are usually applied by means of stitching and this entails both a greater processing complexity, and a local weakening of the resistance of the material due to the presence of the stitching holes, and the possibility that rain can seep into the garment through the stitching holes themselves. Furthermore, the known technique does not allow an effective calibration and differentiation of the properties of the garment according to the region, as this would be achievable only through the application of a large number of said reinforcements, moreover having different shapes, to take into account in detail of the behavior required of the garment according to the directions and extent of the stresses; such a solution in accordance with the known art is not effectively feasible for obvious practical and economic reasons.
Infine, tali rinforzi applicati possono risultare poco confortevoli per l 'utilizzatore in quanto aumentano lo spessore e la rigidità complessiva dell'indumento, limitando quindi la libertà dei movimenti dell'utilizzatore stesso. Finally, these applied reinforcements can be uncomfortable for the user as they increase the overall thickness and rigidity of the garment, thus limiting the user's freedom of movement.
Non si deve inoltre dimenticare che in generale il comfort dell'utilizzatore e le prestazioni dell'indumento possono essere aumentati rendendo alcune parti dell'indumento più elastiche o più rigide di altre, in particolare secondo direzioni preferenziali, in modo da agevolare posture corrette e favorire determinati movimenti. Ciò può risultare anche in un minore affaticamento fisico dell'utilizzatore, in quanto una parte della funzione posturale solitamente svolta dall'apparato muscolare viene invece svolta dall'indumento. It should also not be forgotten that in general the user's comfort and the performance of the garment can be increased by making some parts of the garment more elastic or more rigid than others, in particular according to preferential directions, in order to facilitate correct postures and favor certain movements. This can also result in less physical fatigue for the user, as part of the postural function usually performed by the muscular system is instead carried out by the garment.
Tuttavia quanto sopra citato è al momento difficilmente realizzabile attraverso gli insegnamenti della tecnica nota, se non utilizzando una pluralità di materiali e tessuti diversi uniti tra loro secondo necessità. Si consideri inoltre che i materiali utilizzati hanno solitamente un comportamento isotropo e pertanto non si prestano ad una calibrazione del comportamento dell'indumento che sia differenziabile secondo direzioni diverse. However, the aforementioned is currently difficult to achieve through the teachings of the known art, if not using a plurality of different materials and fabrics joined together as needed. It should also be considered that the materials used usually have an isotropic behavior and therefore do not lend themselves to a calibration of the behavior of the garment that can be differentiated according to different directions.
Pertanto, la presente invenzione parte dalla posizione del problema tecnico di fornire un metodo di realizzazione di un materiale flessibile composito che presenti caratteristiche di resistenza e di elasticità che siano differenziate e calibrate a seconda delle esigenze, ovviando agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota. Therefore, the present invention starts from the position of the technical problem of providing a method of manufacturing a flexible composite material that has characteristics of resistance and elasticity that are differentiated and calibrated according to requirements, overcoming the drawbacks mentioned above with reference to the known art. .
Ciò è ottenuto fornendo un metodo di realizzazione di un materiale composito selettivamente rinforzato che, come definito nella rivendicazione indipendente 1, comprenda le fasi di: a) fornire una prima porzione di un primo materiale flessibile; b) posizionare su detta prima porzione una pluralità di elementi di rinforzo secondo un disegno prestabilito, ciascuno di detti elementi di rinforzo presentando una direzione di sviluppo preferenziale; c) fissare detti elementi di rinforzo a detta prima porzione. This is achieved by providing a method of making a selectively reinforced composite material which, as defined in independent claim 1, comprises the steps of: a) providing a first portion of a first flexible material; b) positioning on said first portion a plurality of reinforcing elements according to a predetermined design, each of said reinforcing elements presenting a preferential direction of development; c) fixing said reinforcing elements to said first portion.
Caratteristiche secondarie della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti. Secondary characteristics of the present invention are defined in the corresponding dependent claims.
La presente invenzione fornisce alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che il metodo dell’invenzione permette di ottenere un materiale flessibile composito la cui resistenza ed elasticità possano essere ingegnerizzate secondo le esigenze del indumento a cui è destinato. The present invention provides some relevant advantages. The main advantage consists in the fact that the method of the invention allows to obtain a flexible composite material whose resistance and elasticity can be engineered according to the needs of the garment for which it is intended.
Un altro vantaggio consiste nell'ottenere un materiale in cui dette proprietà possano essere differenziate e calibrate secondo la direzione di trazione. Another advantage consists in obtaining a material in which said properties can be differentiated and calibrated according to the direction of traction.
Ancora un altro vantaggio consiste nell'ottenere un materiale composito che permetta di semplificare grandemente la produzione di un indumento finale, in particolare riducendo il numero di componenti richiesti ed il numero di cuciture e semplificandone anche le modalità di esecuzione. Yet another advantage consists in obtaining a composite material which allows to greatly simplify the production of a final garment, in particular by reducing the number of components required and the number of seams and also simplifying the methods of execution.
Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalità d'impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: Further advantages, characteristics and methods of use of the present invention will become evident from the following detailed description of some of its embodiments, presented by way of non-limiting example. Reference will be made to the figures of the attached drawings, in which:
la Figura 1 è una vista in pianta di una porzione di materiale composito ottenuto attraverso il metodo secondo la presente invenzione; Figure 1 is a plan view of a portion of composite material obtained through the method according to the present invention;
la Figura 2A è una prima vista in prospettiva che si riferisce alle fasi del metodo di realizzazione della porzione di materiale di Figura 1 ; Figure 2A is a first perspective view which refers to the steps of the method of manufacturing the portion of material of Figure 1;
- la Figura 2B è una seconda vista in prospettiva che si riferisce alle fasi del metodo di realizzazione della porzione di materiale di Figura 1 ; Figure 2B is a second perspective view which refers to the steps of the method of manufacturing the portion of material of Figure 1;
la Figura 3 è una vista in sezione della porzione di materiale di Figura 2B; la Figura 4 è una vista in prospettiva che si riferisce alle fasi di una seconda forma di realizzazione del metodo secondo la presente invenzione; Figure 3 is a sectional view of the portion of material of Figure 2B; Figure 4 is a perspective view referring to the steps of a second embodiment of the method according to the present invention;
- la Figura 5 è una vista in prospettiva di una porzione di materiale composito ottenuto attraverso il metodo di Figura 4; e Figure 5 is a perspective view of a portion of composite material obtained through the method of Figure 4; And
la Figura 5 A è una vista in sezione della porzione di materiale di Figura 5. Il metodo della presente invenzione è descritto nel seguito con riferimento a sue forme preferite di realizzazione, nelle quali esso è impiegato per la realizzazione di una porzione di un capo di abbigliamento in particolare per uso sportivo. Figure 5A is a sectional view of the portion of material of Figure 5. The method of the present invention is described below with reference to its preferred embodiments, in which it is used to make a portion of a garment clothing in particular for sports use.
Con riferimento alle Figure 2A e 2B, è fornito un primo materiale flessibile, che può essere un tessuto in fibre naturali o sintetiche, oppure un tessuto non tessuto, oppure un tessuto elasticizzato, oppure pelle o simile. La scelta di detto primo materiale flessibile dipende ovviamente dalle necessità del successivo impiego nella realizzazione di un indumento per uso sportivo. With reference to Figures 2A and 2B, a first flexible material is provided, which can be a fabric made of natural or synthetic fibers, or a non-woven fabric, or an elasticized fabric, or leather or the like. The choice of said first flexible material obviously depends on the needs of the subsequent use in the production of a garment for sports use.
In particolare è fornita una prima porzione 11 di detto primo materiale flessibile, la quale sarà selettivamente rinforzata secondo le modalità sotto esposte. In particular, a first portion 11 of said first flexible material is provided, which will be selectively reinforced according to the methods described below.
Su detta prima porzione 11 è infatti posizionata una pluralità di elementi di rinforzo 12, ciascuno dei quali presenta una direzione di sviluppo preferenziale. Detti elementi di rinforzo 12 vengono fissati a detta prima porzione 11 di materiale, ad esempio per mezzo di nastro adesivo 13 applicato a ciascuno di detti elementi 12; detto nastro adesivo 13, ovviamente avente una larghezza maggiore di quella degli elementi 12 da fissare, consente di fissare gli elementi di rinforzo 12 sostanzialmente per l'intera loro lunghezza. Il fissaggio degli elementi 12 può essere effettuato anche per mezzo di colla, per mezzo di una pellicola adesiva che consenta di fissare simultaneamente più elementi 12, o per mezzo di altri sistemi di fissaggio come ad esempio per cucitura o per termosaldatura. In fact, a plurality of reinforcing elements 12 are positioned on said first portion 11, each of which has a preferential direction of development. Said reinforcing elements 12 are fixed to said first portion 11 of material, for example by means of adhesive tape 13 applied to each of said elements 12; said adhesive tape 13, obviously having a width greater than that of the elements 12 to be fixed, allows the reinforcement elements 12 to be fixed substantially along their entire length. The fixing of the elements 12 can also be carried out by means of glue, by means of an adhesive film which allows to fix several elements 12 simultaneously, or by means of other fixing systems such as for example by stitching or by heat sealing.
Grazie a detto fissaggio, le forze di sollecitazione applicate ad un materiale composito 15 così ottenuto sono trasmesse agli elementi di rinforzo 12, che forniscono resistenza ed elasticità differenziate secondo le direzioni delle sollecitazioni stesse. Infatti gli elementi di rinforzo 12 sono posizionati e fissati su detta prima porzione 11 secondo un disegno prestabilito, che viene specificatamente studiato in base alle caratteristiche richieste alla porzione di materiale composito 15. Thanks to said fixing, the stress forces applied to a composite material 15 thus obtained are transmitted to the reinforcing elements 12, which provide differentiated strength and elasticity according to the directions of the stresses themselves. In fact, the reinforcing elements 12 are positioned and fixed on said first portion 11 according to a predetermined design, which is specifically studied on the basis of the characteristics required of the composite material portion 15.
Detti elementi di rinforzo 12 sono in particolare sostanzialmente filiformi e, nel caso particolare mostrato nelle Figure da 1 a 3, sono disposti in modo da formare un reticolo ortogonale. Il metodo di realizzazione delfinvenzione può prevedere una fase di fissaggio di un già posizionato elemento di rinforzo 12 prima di procedere al posizionamento e fissaggio di un successivo elemento 12, oppure può prevedere il posizionamento di una pluralità di elementi 12 ed il conseguente fissaggio simultaneo degli stessi. Said reinforcing elements 12 are in particular substantially thread-like and, in the particular case shown in Figures 1 to 3, are arranged so as to form an orthogonal lattice. The method of realization of the invention can foresee a step of fixing an already positioned reinforcement element 12 before proceeding to the positioning and fixing of a subsequent element 12, or it can foresee the positioning of a plurality of elements 12 and the consequent simultaneous fixing of the same. .
Inoltre, il metodo della presente invenzione può comprendere una fase preliminare durante la quale detti elementi di rinforzo 12 vengono tra loro uniti precedentemente al posizionamento su detta prima porzione 11; in tale modo si realizza un supporto, costituito di elementi di rinforzo 12, che viene posizionato nel suo complesso sulla porzione Il e qui viene fissato, con un risparmio di tempi e costi di lavorazione. Furthermore, the method of the present invention can comprise a preliminary step during which said reinforcing elements 12 are joined together prior to positioning on said first portion 11; in this way a support is formed, consisting of reinforcing elements 12, which is positioned as a whole on the portion 11 and is fixed there, with a saving in processing times and costs.
Gli elementi di rinforzo 12 sono realizzati ad esempio in fibra di carbonio, in Kevlar<®>, in altri materiali fibrosi, in materiale poliuretanico, in materiale plastico, o in materiale elastomerico; evidentemente è anche possibile che una parte di detti elementi di rinforzo 12 sia realizzata in uno dei materiali sopra indicati, mentre un'altra parte sia realizzata in un altro di detti materiali. The reinforcing elements 12 are made for example of carbon fiber, Kevlar <®>, other fibrous materials, polyurethane material, plastic material, or elastomeric material; obviously it is also possible that a part of said reinforcing elements 12 is made of one of the materials indicated above, while another part is made of another of said materials.
In ogni caso detti elementi di rinforzo 12 presentano tipicamente un modulo di elasticità a trazione che è maggiore del modulo di elasticità a trazione di detta prima porzione 11 di detto primo materiale, cioè a parità di forza applicata per unità di superficie essi presentano una minore deformazione relativa. In any case, said reinforcing elements 12 typically have a tensile modulus of elasticity which is greater than the tensile modulus of elasticity of said first portion 11 of said first material, i.e. for the same force applied per unit of surface they exhibit less deformation. relative.
Il descritto metodo permette quindi di trasformare una porzione di materiale isotropo 11 in una porzione di materiale composito 15 selettivamente rinforzato, la cui resistenza ed elasticità sono ingegnerizzate secondo le esigenze di applicazione tecnica, potendo dette proprietà essere differenziate e calibrate lungo direzioni differenti grazie alla disposizione di degli elementi di rinforzo 12 ed all'uso di una pluralità di materiali per gli stessi. The described method therefore allows to transform a portion of isotropic material 11 into a portion of selectively reinforced composite material 15, whose strength and elasticity are engineered according to the needs of technical application, since said properties can be differentiated and calibrated along different directions thanks to the arrangement of reinforcing elements 12 and the use of a plurality of materials therefor.
Ad esempio, nel caso della porzione 15 di Figura 1, una sollecitazione di trazione applicata secondo una direzione di sviluppo C-C degli elementi di rinforzo 12 produce una deformazione della porzione 15 stessa che è molto minore rispetto alla deformazione prodotta da una pari sollecitazione di trazione applicata secondo una direzione diagonale D-D. For example, in the case of the portion 15 of Figure 1, a tensile stress applied according to a direction of development C-C of the reinforcing elements 12 produces a deformation of the portion 15 itself which is much less than the deformation produced by an equal tensile stress applied in a diagonal direction D-D.
Ovviamente possono essere realizzati reticoli e disegni più complessi (o comunque differenti) rispetto a quello ortogonale di Figura 1, in modo da ottenere un'effettiva calibrazione ed ingegnerizzazione delle proprietà del materiale composito 15. Detti elementi di rinforzo 12 possono ad esempio essere disposti l'uno parallelo all'altro secondo direzioni prestabilite, aventi anche andamenti curvilinei. Obviously, more complex (or in any case different) grids and designs can be made with respect to the orthogonal one of Figure 1, in order to obtain an effective calibration and engineering of the properties of the composite material 15. Said reinforcing elements 12 can for example be arranged l one parallel to the other according to predetermined directions, also having curvilinear courses.
Si noti inoltre che detta prima porzione 11 rappresentata nelle figure è sostanzialmente piana; tuttavia il metodo della presente invenzione è allo stesso modo applicabile anche a porzioni di materiale flessibile che abbiano una forma curva, come ad esempio una porzione destinata ad essere posta in corrispondenza di una spalla o di un gomito. It should also be noted that said first portion 11 shown in the figures is substantially flat; however, the method of the present invention is equally applicable also to portions of flexible material which have a curved shape, such as for example a portion intended to be placed in correspondence of a shoulder or an elbow.
Una seconda forma di realizzazione del metodo della presente invenzione è mostrata in Figura 4. A second embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 4.
Su una prima porzione 21 di un primo materiale flessibile viene posizionata una pluralità di elementi di rinforzo 22, i quali vengono fissati mediante l'applicazione di una seconda porzione 26 di un secondo materiale flessibile, in modo tale che detti elementi di rinforzo 22 rimangano racchiusi tra detta prima porzione 21 e detta seconda porzione 26. A plurality of reinforcing elements 22 are positioned on a first portion 21 of a first flexible material, which are fixed by applying a second portion 26 of a second flexible material, so that said reinforcing elements 22 remain enclosed. between said first portion 21 and said second portion 26.
Come mostrato in Figura 4, detta seconda porzione 26 può venire fissata alla prima porzione 21 per mezzo di colla 27 distribuita sulla prima porzione 21 stessa, seguita da una eventuale fase di incollaggio a pressa 29, che può utilizzare anche una pressa calda. A seguito di ciò, dette prima e seconda porzione 21 e 26 aderiscono tra loro sostanzialmente per l'intera superficie e quindi realizzano anche il fissaggio degli elementi di rinforzo 22. As shown in Figure 4, said second portion 26 can be fixed to the first portion 21 by means of glue 27 distributed on the first portion 21 itself, followed by an optional press gluing step 29, which can also use a hot press. Following this, said first and second portions 21 and 26 adhere to each other substantially for the entire surface and therefore also perform the fixing of the reinforcing elements 22.
Si noti infatti che gli elementi di rinforzo 22 potrebbero non essere direttamente incollati alla prima e/o alla seconda porzione 21 e 26, ma essi rimangono comunque correttamente fissati essendo racchiusi tra le citate porzioni di materiale 21 e 26 tra loro incollate come sopra descritto. In fact, it should be noted that the reinforcing elements 22 may not be directly glued to the first and / or second portion 21 and 26, but they nevertheless remain correctly fixed being enclosed between the aforementioned portions of material 21 and 26 glued together as described above.
In ogni caso, il metodo descritto consente di ottenere un materiale composito 25 come quello mostrato nelle Figure 5 e 5A. In any case, the described method allows to obtain a composite material 25 such as that shown in Figures 5 and 5A.
Così come il primo materiale flessibile, anche detto secondo materiale flessibile può, a seconda delle esigenze, essere un tessuto in fibre naturali o sintetiche, oppure un tessuto non tessuto, oppure un tessuto elasticizzato, oppure pelle o simile. Dette prima e seconda porzione 21 e 26 possono essere entrambe sostanzialmente piane, oppure possono avere forme curve a seconda di quanto richiesto dal loro utilizzo successivo. As well as the first flexible material, also said second flexible material can, according to requirements, be a fabric made of natural or synthetic fibers, or a non-woven fabric, or an elasticized fabric, or leather or the like. Said first and second portions 21 and 26 can both be substantially flat, or they can have curved shapes according to what is required by their subsequent use.
Inoltre è possibile realizzare un supporto 28 costituito di elementi di rinforzo 22, il quale supporto 28 viene realizzato precedentemente al posizionamento su detta prima porzione 21. Ciò può consentire una maggiore semplicità di realizzazione rispetto al posizionamento sequenziale di un elemento di rinforzo 22 dopo l'altro ed è particolarmente vantaggioso nel caso in cui il disegno prestabilito riprodotto dal supporto 28 sia un disegno complesso come quello mostrato in Figura 4. Furthermore, it is possible to realize a support 28 consisting of reinforcing elements 22, which support 28 is made prior to positioning on said first portion 21. This can allow greater simplicity of construction with respect to the sequential positioning of a reinforcing element 22 after the positioning. other and is particularly advantageous in the case in which the predetermined design reproduced by the support 28 is a complex design such as that shown in Figure 4.
Ad esempio, detti elementi di rinforzo 22 sono in materiale poliuretanico e detto supporto 28 è realizzato per stampaggio oppure è realizzato a partire da un foglio in poliuretano per mezzo di una fustellatrice che adotti un'opportuna sagoma. Dalla descrizione del metodo oggetto della presente invenzione è evidente come esso consenta di realizzare porzioni di materiale flessibile composito e selettivamente rinforzato, che possono venire utilmente comprese in un indumento in particolare per uso sportivo. Infatti la resistenza e l'elasticità di dette porzioni di materiale possono essere calibrate in relazione alle diverse parti dell'indumento in cui saranno inserite, con un miglioramento generale sia delle caratteristiche meccaniche (tra cui la resistenza alla trazione ad all'abrasione) e delle prestazioni dell'indumento sia del comfort dell 'utilizzatore. For example, said reinforcing elements 22 are made of polyurethane material and said support 28 is made by molding or is made starting from a polyurethane sheet by means of a punching machine that adopts an appropriate shape. From the description of the method object of the present invention it is evident how it allows to realize portions of composite flexible material and selectively reinforced, which can be usefully included in a garment in particular for sports use. In fact, the resistance and elasticity of said portions of material can be calibrated in relation to the different parts of the garment in which they will be inserted, with a general improvement in both mechanical characteristics (including resistance to traction and abrasion) and garment performance and user comfort.
La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte. The present invention has been described up to now with reference to preferred embodiments. It is to be understood that other embodiments may exist which pertain to the same inventive core, all falling within the protection scope of the claims set out below.
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