Studio di nuove tipologie di inserti antiperforazione per scarpe antinfortunistiche - Attività svolta nell'ambito del progetto P.I.A. "Sistema ...
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Studio di nuove tipologie di inserti
antiperforazione per scarpe
antinfortunistiche
Attività svolta nell’ambito del progetto P.I.A.
“Sistema automatico e nuovi processi produttivi
sostenibili mediante nanotecnologie per
calzature antinfortunistiche”
Obiettivo delle attività di ricerca
Studio e sviluppo di una lamina
antiperforazione per calzature di sicurezza,
in materiale tessile innovativo, con
migliorate proprietà di resistenza alla
penetrazione di chiodi sottili
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Lamine metalliche vs. lamine tessili
• Le solette metalliche sono sempre meno impiegate nell’industria
delle scarpe antinfortunistiche a causa della scarsa flessibilità
• Una lamina rigida penalizza il comfort ed inoltre la penetrazione del
chiodo diviene meno “sensibile”
• Affinché l’utilizzatore percepisca la presenza del chiodo, ovvero di
averlo calpestato, è importante invece che l’inserto di sicurezza sia
sufficientemente deformabile, ovvero flessibile, come avviene per le
solette in tessuto
Lamine in metallo Lamine in tessuto
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Norme di riferimento
Le principali normative di riferimento che regolano le procedure di
prova per la determinazione della resistenza alla perforazione ed i
requisiti per il superamento del test sono le seguenti:
UNI EN 12568 (§ 7.2.2)
UNI EN ISO 20344 (§§ 5.8.2 e 5.8.3)
Il requisito normativo che costituisce il punto di partenza per la presente
attività è quello per cui il provino in esame sopporta un carico di
compressione maggiore o uguale di 1100 N, senza penetrazione,
con chiodo di diametro 4,5 mm di opportuna geometria
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Target prestazionale
Base Protection intende migliorare le prestazioni delle lamine in
produzione in termini di sicurezza, ed inoltre si vuole anche anticipare
l’ente normativo che probabilmente nel corso dei prossimi anni imporrà
degli allineamenti in tal senso
Il target prestazionale migliorativo è stato stabilito sulla base dei
seguenti criteri: il carico massimo, senza penetrazione, è stato lasciato tal
quale (1100 N corrispondenti a circa 110 kg di peso
dell’utilizzatore) mentre si è significativamente ridotto il diametro del
chiodo di prova (2,5 mm con geometria di punta invariata rispetto al
chiodo standard da 4,5 mm)
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Geometria del chiodo
Chiodo EN 12568 Chiodo alternativo
Ø 4,5 mm Ø 2,5 mm
Nel chiodo alternativo l’angolo e il diametro
di punta rimangono invariati (30° e 1 mm)
rispetto al chiodo standard EN 12568
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Compromesso fra i parametri di interesse
• La lamina innovativa deve rispettare i requisiti prestazionali previsti
dalla normativa vigente eventualmente con un margine di sicurezza
superiore (1100 N senza penetrazione con chiodo Ø 2,5 mm).
• Perché la lamina innovativa sia effettivamente commercializzabile,
occorre che i costi di produzione restino relativamente contenuti,
ovvero che si impieghino quantità limitate di materiali alternativi
pregiati. Integrabilità
• La lamina innovativa deve essere integrabile nelle calzature di sicurezza &
così come attualmente fabbricate ed assemblate, il che significa che lo Comfort
spessore totale non deve eccedere un certo limite, fissato in 5 mm
circa, oltre il quale sarebbe difficoltoso procedere con la cucitura della
stessa sul perimetro della tomaia.
• Strettamente legato allo spessore è la flessibilità della lamina,
indispensabile per garantire il comfort dell’utilizzatore
7Attrezzatura di caratterizzazione
10 mm/min
Al dinamometro
(supporto mobile)
Lamina
Perforazione della lamina
Al dinamometro
(supporto fisso)
Chiodo
Ø 2,5 mm 8Curve sperimentali carico/deformazione con chiodo Ø 2,5 mm di alcune
lamine commerciali in tessuto mono-componente certificate per chiodo
Ø 4,5 mm (EN 12568)
Lamina 1 Lamina 2
4 strati – 4,2 mm 2 strati – 3,8 mm
628 ± 44 N 660 ± 23 N
Lamina 3 Lamina 4
2 strati – 3,8 mm 3 strati – 4,5 mm
753 ± 62 N 1052 ± 17 N
v v
9Lamina innovativa: Concept
• Lamina multistrato bi-componente ottenuta sovrapponendo in sequenza
opportuna singoli strati di tessuto avente diversa composizione (A e B) e
architettura tessile
• Sono state sperimentate diverse stratificazioni dei componenti A e B
Componente A
Componente B
Termogrammi DSC
dei componenti A e B
10Tecnologia di accoppiamento degli strati
Stampaggio a compressione in condizioni ottimizzate di
pressione e temperatura
Programma termico cui è
sottoposto il sandwich di strati
T = temperatura di fusione del film termoadesivo
per un intervallo di tempo stabilito
L’accoppiamento degli strati
è realizzato per mezzo di
Raffreddamento
film termoadesivi bassofondenti
Rampa di ad acqua
riscaldamento
11RISULTATI DEI TEST DI PERFORAZIONE
Carico di
perforazione
medio vs spessore
totale della lamina
per le diverse
stratificazioni
Risultati dei test di
sperimentate
perforazione
Lamina innovativa
5,2 mm
1155 ± 41 N
12Conclusioni
La lamina tessile innovativa soddisfa i requisiti di progetto in termini di:
Resistenza alla perforazione con chiodo Ø 2,5 mm (carico > 1100 N)
Spessore ≈ 5 mm (integrabilità nella scarpa)
Integrabilità
Elevata flessibilità (comfort dell’utilizzatore) &
Comfort
I costi di produzione sarebbero sensibilmente superiori rispetto ai prodotti
attuali di Base Protection a causa dell’impiego di materiali pregiati ad alte
prestazioni
Sono stati prodotti alcuni campioni di lamina innovativa da integrare nel
prototipo dimostratore di scarpa antinfortunistica
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