SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSd3o e competitorsd3o e competitors

Nanotecnologie e materiali funzionali per il designNanotecnologie e materiali funzionali per il designProf.ssa Barbara Dal CurtoProf.ssa Barbara Dal Curto

Arioli Letizia - Lonardo EmilioArioli Letizia - Lonardo Emilio

SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALS

Progettati per assorbire e dissipare l’energia cinetica a cui sono sottoposti

Gomma e silicone sono i primi materiali utilizzati per assorbire gli shock

Utilizzati quotidianamente in svariati settori

Le innovazioni tecnologiche li hanno resi sempre più “smart”

SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSShear ThikeningShear Thikening

Sono fluidi non newtoniani

Assorbono l’energia che si creain seguito ad uno shock

Sono tanto più efficienti quantopiù è rapido l’urto ricevuto

Assorbono le vibrazioni

Fonoisolanti

Fluidi a riposo e solidi quandoricevono un colpo

SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSAmido di maisAmido di mais

Unito ad acqua forma un fluidonon newtoniano

Correndoci sopra si ha la sensazionedi camminare sull’ acqua

D3OD3Ocos’ècos’è

E’ un materiale tecnologico dotato di “molecole intelligenti”

Estremamente flessibile e morbido al tatto, riesce istantaneamente a diventare duro nel momento in cui riceve un colpo

E’ un materdotato di “m

Estremameal tatto, riediventare driceve un c

D3OD3Oproprietàproprietà

10millisecondi

forz

a d

ell

’im

pa

tto

Leggero

Traspirante

Malleabile

Fonoassorbente

Resistente al fuoco

rivestimentoesterno

forza d’impatto

rivestimentointerno

d3od3o

flexible absorbs shock returns energy

D3OD3Ocomposizionecomposizione

Sviluppato a partire dallo studio di fluidi dilatanti liquidi

Modellato tramite fusione in forme predefinite

Esistono tre tipologie di d3o:

SHOCK Resistente e durevole - adatto per un’ampia gamma diapplicazioni

Flessibile e leggero - offre la massima pro-tezione per l’utilizzo in condizioni normali

FLO1

Variegato e confortevole - offre protezione in condizioni estreme

FLO2

D3OD3Oapplicazioniapplicazioni

SPORT

Tuta da sci Syderwww.spider.com

BALLETBALLET

BASEBALLBASEBALL

BOXINGBOXING

SAILINGSAILING

CRICKETCRICKET

POLOPOLO

SNOWSPORTSSNOWSPORTSWATERSPORTSWATERSPORTS

SOCCERSOCCER

VOLLEYBALLVOLLEYBALL

EQUESTRIANEQUESTRIAN

LACROSSELACROSSE

D3OD3Oapplicazioniapplicazioni

SPORT

Scarpe da Ballo Juliet d3owww.capuletworld.com

BALLETBALLET

BASEBALLBASEBALL

BOXINGBOXING

SAILINGSAILING

CRICKETCRICKET

POLOPOLO

SNOWSPORTSSNOWSPORTS

WATERSPORTSWATERSPORTS

SOCCERSOCCER

VOLLEYBALLVOLLEYBALL

EQUESTRIANEQUESTRIAN

LACROSSELACROSSE

D3OD3Oapplicazioniapplicazioni

ELETTRONICA

Il Poron xrd è un materiale poliuretanico che offre un elevato grado di assorbimento degli urti garantendo grande libertà di movimento essendo elastico leggero e traspirante.

PORON XRDPORON XRDcos’ècos’è

BEFORE IMPACTflexible

IMPACTmolecules freeze

AFTER IMPACTflexible

MorbidoFlessibileLeggeroTraspiranteAssorbe il 90% dell’ energiaricevuta in seguito ad un colpoRendimento costante

PORON XRDPORON XRDproprietàproprietà

PORON XRDPORON XRDproprietàproprietà

Density, lb./ft3

Specific Gravity Tolerance, %

ASTM D 3574-95 Test A

9

0,14

0,158 (4.0)

4150

4.5 (0.8) 5 (0.9) 5 (0.9) 10 (1.8) 14 (2.5)

30 (207) 45 (310) 70 (483) 100 (689) 140 (965)

Yes Yes Yes

3400 3100

0,118 (3.0) 0,118 (3.0)

12

0,19

15

0,24

See Product Availability

65 - Vivid Yellow

Open Cell - Breathable

Typical Value 10

Pass

PORON Cushioning Materials are unaffected by mild organic acid and bases. Theyshow modest swelling with oils and greases and other linear hydrocarbons. Stronglypolar solvents will greatly swell PORON Materials. In most cases, physical propertiesrecover to a great extent as the solvents evaporate.

Negligible Irritant. Primary Irritation Index = 0

<10

>145

1.1 - 3.4(8 - 23)

10

1.5 - 5.5(10 - 38)

19

4 - 9(28 - 62)

5 - 12(34 - 83)

10 - 20(69 - 138)

32

**

**

**

**

**

**

20

0,32

25

0,40

ASTM D 2632-96Vertical Rebound

Sample Thickness, inches (mm)

ASTM D 3574 Test D @ 70°C

ASTM D 3574 Test J/Test Dafter autoclaved @ 121°C

ASTM D 624 Die C

ASTM D 3574 Test E

ASTM D 3574 Test E

Based on Adidas-Salomon policy forcontrol and monitoring of hazardous

substances

0,2%min. Strain Rate ForceMeasured @ 25% Deflection

Shore “O”

Based on ASTM D 570 -2hrwater immersion @ room t°

Primary Skin Irritation-FHSABased on ISO 10993-10 (2002),

ISO 10993-12 (2007),ISO/IEC 17025 (2005)

Based on ASTM E96-00Upright/37°C/0%RH

Leakage - Inverted

Internal using Gurley Densometer

Standard Thickness

Standard Color

Air Permeability

Compression Set, %max

Compression Force Deflectionpsi,kPa

Hardness, Durometer

Hidrolysis ResistanceCompression Set, %max

Resilience, Shore InstrumentResiliometer avg (Ball Reb. T.)

Water Vapor Transfer, Typicalg/ft2/24hrs (g/m2/24hrs)

Water Absorption, % Wt Gain

Skin Contact

Tear Strenght, pli, min. (kN/m)

Tensile Elongation, % min.

Tensile Strenght, psi, min. (kPa)

Restricted SubstanceCompliance

Chemical Resistance

Tolerance, %

10+-

10+-

PROPRIETYPROPRIETY TEST METHODTEST METHOD PRODUCTPRODUCT

PORON XRDPORON XRDproprietàproprietàIl Poron xrd ha il vantaggio di

poter essere combinato con altri materiali per migliorare le sue caratteristiche

Plastazoteevita il rischio di perforazione del Poron xrd

Microbanevita la proliferazione dei batteri

2 hours

16 hours

20 hours

24 hours

Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.

PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione

Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.

In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.

PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione

Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.

In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.

In caso di impatto le molecole “congelano” rendendo il materiale rigido.

PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione

PORON XRDPORON XRDapplicazioniapplicazioni

attualiattuali

PORON XRDPORON XRDapplicazioniapplicazioni

futurefuture

I paraurti delle automobili potranno essere formati interamente o solo in parte da Poron xrd

Dispositivi medici di protezione potranno essere completamente costituiti da Poron xrd

DEFLEXIONDEFLEXIONcos’ècos’è

E’ un tessuto tridimensionale flessibile che si irrigidisce se sottoposto a sollecitazioni meccaniche.

E’ l’unica tecnologia per l’ assorbimento degli impatti strutturata come un materiale tessile.

DEFLEXIONDEFLEXIONcos’ècos’è

Deflexion si divide in due tipologie di prodotti

L’S-Range è ottimizzato per massimizzare la protezione dagli impatti offrendo flessibilità,

traspirabilità e libertà di movimento e funziona anche se è bagnato.

Il TP-Range è un materiale termoplastico unito a siliconi. Sottile, leggero e flessibile,

è disponibile solido e forato.

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Quando questo materiale subisce un colpo, l’ energia viene dispersa su tutta la superficie dal punto di contatto verso i bordi, riducendo così le forze trasmesse attraverso di esso.

Leggero

Morbido

Elastico

Traspirante

Lavabile

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Può essere tagliato e cucito direttamente all’ interno di indumenti.

Può essere utilizzato sia ad alte che a basse temperature.

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Typical Phisical CharacteristicsTypical Phisical Characteristics

Product

ColorColor Red

1,3

5

25

1,20

Open mesh network permits natural airflow

More than 50 washes

More than 25 washes

1,9

7

25

1,20

Red

Weight, kg/m2Weight, kg/m2

Thickness, mmThickness, mm

Roll lenght/mRoll lenght/m

Roll width/mRoll width/m

BreathabilityBreathability

Washability @ 40°CWashability @ 40°C

Washability @ 95°CWashability @ 95°C

S5-004 S7-005

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Product

Impact standard #layers

3 22 kN

29 kN

14 kN

1,4 kN

1

4

2

2 28 kN

24 kN

18 kN

1

3

Not recommended

Impact performance and product flexibility in the range of-20°C to + 40°C

Trasmitted Force

#layersTrasmitted

Force

S5-004 S7-005

Typical Impact PerformanceTypical Impact Performance

EN1621-1: 1998 MotorcycleEN1621-1: 1998 MotorcycleLimb StandardLimb Standard

EN1621-1: 1998EN1621-1: 1998modified to 20 joulesmodified to 20 joules

EN1621-2: 2003 MotorcycleEN1621-2: 2003 MotorcycleBackBackProtector StandardProtector Standard

EN13061: 2001 Soccer ShinEN13061: 2001 Soccer ShinGuard StandardGuard Standard

Temperature StabilityTemperature Stability

NORMAL CONDITION

flexible

DURING IMPACT

hardens instantly

AFTER IMPACT

immediately returnsto a flexible state

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Typical Phisical CharacteristicsTypical Phisical Characteristics

Product TP3-001

Gray

1,00 1,35

3,00

0,50

3,00

0,40

50 50

1,10 1,10 1,10 1,10

Holespermit

airflow

No holes-not

breathable

2,70 3,60

8,00

0,50

8,00

0,37

20 20

Holespermit

airflow

No holes-not

breathable

More than 25 washes

Gray Gray Gray

TP3-002 TP8-001 TP8-002

Color

Weight,kg/m2

Thickness,mm

Density,g/m3

Roll lenght/m

Roll width/m

Breathability

Washability@40°C

Il TP-Range si presenta in lastre intere o forate di colore grigio che in questo caso offrono una buona traspirabilità

DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà

Typical Impact PerformanceTypical Impact Performance

Product

Impact Standard #layersTrasmitted

Force#layers

TrasmittedForce

#layersTrasmitted

Force#layers

TrasmittedForce

TP3-001

3

1

26 kN

29 kN

3

2

24 kN

19 kN

1

1

27 kN

13 kN

1

1

25 kN

12 kN

2 11 kN 2 13 kN

1 0,7 kN 1 0,7 kN

not recommended

not recommended

not recommended

not recommended

TP3-002 TP8-001 TP8-002

EN1621-1: 1998Motorcycle LimbStandard

EN1621-2: 2003Motorcycle BacckProtector Standard

EN13061: 2001Soccer Shin GuardStandard

EN1621-1: 1998Modified to 20 jouels

DEFLEXIONDEFLEXIONcomposizionecomposizione

S-RangeS-Range: Basata su tessili reticolari impregnati con polimeri di silicone

TP-Range: Costituita da polimeri di silicone combinati con polimeri termoplastici

DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni

Abbigliamento sportivoAbbigliamento sportivo

DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni

Bagagli e valigieBagagli e valigie

Dispositivi elettroniciDispositivi elettronici

DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni

Applicazioni futureApplicazioni future

Tessuti sottili, leggeri e facilmente trasportabili per proteggere oggetti molto fragili

Sostituire o migliorare materiali e tecniche già presenti nel settore medico-sanitario

Sitema di assorbimento degli impatti nato in Germania nel 2003 ed in continua evoluzione

SAS-TECSAS-TECcos’ècos’è

Resistente ad impattimultipli

Memoria di forma

Assorbe più del 50%dell’energia ricevuta inseguito ad un colpo

Vita utile stimata di10/15 anni

Resistente alle altetemperature

Lavabile

SAS-TECSAS-TECproprietàproprietà

Leggero

Morbido

Flessibile

Malleabile

SAS-TECSAS-TECproprietàproprietà

SAS-TECSAS-TECcomposizionecomposizione

Il Sas-Tec è formato da materiale viscoelastico

Quando riceve un colpo le molecole congelano e distribuiscono l’ energia sulla superficie

In parte composto da materiali riciclati

Sas-Tec opera soprattutto nel campo delle protezioni per motociclisti, collaborando con importanti aziende del settore

SAS-TECSAS-TECapplicazioniapplicazioni

SORBOTHANESORBOTHANEcos’ècos’è

E’ il primo polimero viscoelastico

Creato nel 1982

Utilizzato dalla NASA

SORBOTHANESORBOTHANEproprietàproprietà

Assorbe il 90% dell’energia ricevuta in seguito ad un colpo

Assorbe le vibrazioni

Fonoisolante

Morbido

Flessibile

SORBOTHANESORBOTHANEproprietàproprietà

Material Properties of SorbotheneMaterial Properties of Sorbothene

PropertyProperty Durometer (Shore 00)Durometer (Shore 00) UnitsUnits NotesNotes

Tensile Strenght at break

30

83,39

582

17,86

36,28

54,88

6,4

86,1

43,62

3,3

85,5

1,372

-38,7°

V2

-20° to+160°

15,8

122,61

568

25,47

54,86

80.13

12,0

105,0

48,73

2,6

85,0

1,364

-37,4°

570°

750°

V2

-20° to+160°

10,4

2,86

206,06 psi ASTM D412 92

ASTM D412 92

ASTM D412 92

ASTM D412 92

ASTM D412 92

ASTM D575 91

ASTM D575 91

ASTM D624 91 Die C

ASTM D1894 on polished steel

ASTM D1894 on polished steel

ASTM D792

ASTM D792

ASTM E1640 94 by peak Tangent Delta

Underwriters Laboratory 94 compatibility

Reduced strenght and damping up to 200”F. Incresed spring rate down to glasstransition temperature

psi

psi

psi

psi

psi

lb/inch

gPa

F

F

F

C

lb/ft3

%399

66,18

127,02

165,95

30,0

232,0

65,26

2,5

84,9

1,363

-34,7°

V2

-20° to+160°

4,1

50 70

Elongation at break

Tensile Elastic Stress at100% Strain

Tensile Elastic Stress at200% Strain

Tensile Elastic Stress at300% Strain

Compressive Stress at20% Strain

Compressive Stress at50% Strain

Tear Strenght

Bulk Modulus

Static Coefficient ofFriction

Kinetic Coefficient ofFriction

Density

Specific Gravity

Optimum PerformanceTemperature Range

Glass Transition

Flash IgnitionFlammability

Self Ignition Flammability

Flammability Rating withFlame Retardant Added

SORBOTHANESORBOTHANEcomposizionecomposizione

Il Sorbothane è un polimero visco-elastico

E’ un polimero reticolato

Ha propietà sia di materiali liquidi (soluzioni viscose), sia di materiali solidi (materiali elastici)

E’ un materiale termoindurente a base di poliuretano

SORBOTHANESORBOTHANEapplicazioniapplicazioni

AKTONAKTONcos’ècos’è

Polimero viscoelastico presente sul mercato da quasi cinquant’anni costituito da gomma vulcanizzata.

Originariamente progettato per il trattamento e la prevenzione delle ulcere da decubito.

AKTONAKTONproprietàproprietà

Assorbe i colpi

Attenua le vibrazioni

Resiste a carichi molto elevati

Ipoallergenico

Utilizzabile sia ad alte che a basse temperature

Non consente la proliferazione dei batteri

Impermeabile

Distribuisce uniformemente il peso su tutta la superficie

I dati delle tabelle e i risultati dei test condotti mettono in luce le proprietà di Akton di assorbire gli shock, mantenere la propria forma, la sua elasticità che lo rendono un materiale adatto per molte applicazioni. AKTONAKTON

proprietàproprietà

ASTM D 412-98a Rubber Properties in Tension

Sample No. 100% Modulus(PSI)

200% Modulus(PSI)

300% Modulus(PSI)

Peak Tensile(PSI)

Ultimate Elongation(%)

Shore A Hardness(pts)

1 2.6 3.2 4.8 16.9 959.1 N/A

1060.3

1030.0

1030.0

22.7

18.4

18.4

5.3

5.3

5.6

4.0

3.9

3.9

3.1

2.6

2.6

2

3

Median

Peak Force2201 lbs.

Re

co

il Fo

rce

Time

4milliseconds

NO PADS

Peak Force1663 lbs.

LEADING COMPETITOR PAD

4 1/2milliseconds

Peak Force941 lbs.

AKTON PAD

3millisec.

Sample No. Lbs. per Square Inch

1 0.66

0.63

0.63

0.63

2

3

Median

ASTM D 575-91 (96)Compression Deflection,Method A 25% Deflection

Sample No. Lbs. per Square Inch

1 0

0

0

0

2

3

Median

ASTM D 395-97Compression Set, 22hrs @ 25%Compression Room Temperature

Sample No. Tear Strength, Lbs/In.

1 3.4

3.5

2.7

3.4

2

3

Median

ASTM D 624-98Compression Set, 22hrs @ 25%Compression Room Temperature

AKTONAKTONproprietàproprietà

Di colore giallo

Traslucido

Morbido al tatto

Elastico

AKTONcomposizionecomposizione

L’Akton è un materiale fisicamente definito “Polimero viscoelastico asciutto di poliuretano” ed è un materiale solido, mono-molecolare.

La superficie del materiale è formata da un sottilissimo film elastico, molto simile alla pelle umana.

AKTONAKTONapplicazioniapplicazioni

Le applicazioni principali del materiale sono nel settore medico ma viene utilizzato anche in altri ambiti.

Alcuni esempi sono le selle delle motociclette o i rivestimenti per i fucili da caccia per attutire colpi e vibrazioni.

AKTONAKTONapplicazioniapplicazioni

In futuro potrebbe trovare applicazioni in tutte quelle situazioni dove è necessaria una protezione soprattutto da carichi elevati e per tempi prolungati, mantenendocondizioni igienicheadeguate.

CONCLUSIONICONCLUSIONI

19821982

20052005

2005-20102005-2010

CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti

CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti

D3oD3o Poron xrd Deflexion S-Range Deflexion TP-Range

CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti

D3oD3o Poron xrd Deflexion S-Range Deflexion TP-Range

CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti

Poron xrdPoron xrd Competitor A Competitor B Competitor C

CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti

Poron xrdPoron xrd Competitor A Competitor B Competitor C