Moda e innovazione: tutti i segreti per accrescere la competitività delle aziende

1. PIMECO
PROGETTO INTEGRATO MODA PER
PRODOTTI ECOCOMPATIBILI
Regione Toscana POR CReO 2007 - 2013
LINEA DI INTERVENTO 1.5.a - 1.6
BANDO UNICO R&S ANNO 2012

2. SCOPO PROGETTO
• IL PROGETTO prevede di ricercare manufatti ad
alto contenuto tecnologico e a basso impatto
ambientale che scaturiscono dalla combinazione
di esperienze e tecnologie maturate nei diversi
settori della moda.
Questo è reso possibile creando una corrispondenza trasversale
della filiera moda (tessile – conciario – calzaturiera – arredamento)

3. • Questa idea progettuale di fatto scaturisce
dall’iniziativa con cui la Regione Toscana, prima
attraverso le piattaforme tecnologiche e poi con
la creazione dei poli di innovazione, ha favorito il
dialogo e la collaborazione fra i diversi attori
dell’innovazione, spingendoli verso il dialogo ed
una maggiore interazione e sinergia.
SCOPO PROGETTO

4. PROGETTO PIMECO
CONCERIA GOLF PH S.R.L.

5. OBIETTIVI DEL PROGETTO
• Studio e sviluppo di una suola antiscivolo
• Studio e sviluppo di pellami con caratteristiche di
antistaticità, idrorepellenza e resistenza allo sporco
• Studio e sviluppo di tessuti attraverso trattamenti usati nel
settore conciario
• Studio e sviluppo di una linea guida per la
progettazione della calzatura orientata al comfort
termofisiologico

6. CASO STUDIO: IL COMFORT
TERMOFISIOLOGICO NELLA CALZATURA
• Il comfort termofisiologico è legato direttamente alle
prestazioni dei materiali in termini di isolamento dal
freddo, protezione dal caldo e traspirabilità
(prestazioni richieste esplicitamente dalle aziende calzaturiere partner del
presente progetto)
Difficile l’introduzione di tali
prestazioni su calzature di tipo
civile
Uno dei fattori chiave per il difficile trasporto da questi settori a quello civile sta nel
tipo di materiali usati che di fatto troppo spesso non sono in grado di garantire il
fattore estetico che una calzatura di tipo civile richiede.
Funzionalità presenti nei settori
sportivo e antiinfortunistico

7. 1) Lo studio dei fenomeni di scambio termico piede-
calzatura-ambiente tenendo conto delle grandezze che
lo influenzano, a partire dal tipo attività fisica svolta fino
ad arrivare alle caratteristiche dei materiali impiegati.
• Lo scopo di tale studio è giungere ad un bilancio termofisiologico con il
quale poter preventivare il grado di comfort a partire da un insieme di
dati preliminari.
2) L’investigazione di materiali innovativi tramite analisi
di comfort impiegate nel settore abbigliamento da NTT
CASO STUDIO: IL COMFORT
TERMOFISIOLOGICO NELLA
CALZATURA: i 2 approcci
L’obiettivo è l’integrazione dei 2 approcci per ottenere un metodo quanto
più possibile predittivo e una validazione più robusta dei risultati

8. Da sensazioni soggettive
a riscontri oggettivi
Un modello per predire il comfort

9. Studio e valutazione del comfort
termofisiologico mediante analisi Skin-Model
sweating guarded hot plate
 Lo Skin Model simula i trasferimenti di
calore e di umidità dalla superficie del
corpo attraverso i vestiti all’ambiente
 È stato progettato per la misurazione
della Resistenza termica (Rct) e della
Resistenza evaporativa (Ret) dei tessuti
(parametri direttamente correlati alle
caratteristiche del comfort
dell’abbigliamento).
(metodo della piastra sudante munita di guardie)
UNI EN 31092:1996
ISO 11092:1993

10. Studio e valutazione del comfort
termofisiologico
• La norma di riferimento è la UNI EN 31092 : 1996 -
“Determinazione delle proprietà fisiologiche. Misurazione della
resistenza termica ed al vapor d’acqua in condizioni stazionarie
(prova della piastra calda traspirante)”, che descrive un metodo di
prova per determinare sia la resistenza termica (RCT), sia la
resistenza al vapor acqueo (RET) relative a prodotti tessili
simulando i trasferimenti di calore e di massa che si producono in
vicinanza della pelle umana.

11. Approccio alla ricerca : NTT
Il comfort della calzatura sarà dato dai contributi di
tutte le parti che la costituiscono, come ad esempio
tomaia e soletta.
• Per prima cosa NTT ha caratterizzato una serie di feltri
commerciali a diversi spessori, materiali che per la loro
natura hanno buone caratteristiche di comfort
termofisiologico, con lo scopo di valutare la possibilità di
impiego di questi materiali per la realizzazione di
fodere/inserti per calzature ad alto comfort.

12. Feltri commerciali
Buoni valori di resistenza termica
Buoni valori di resistenza evaporativa
Conseguentemente buoni valori di Imt
IMT = (RCT/RET)*K

13. Feltri innovativi
• Studio di comfort termofisiologico su una serie di altri
materiali (anche questi feltri di non tessuto) che per
caratteristiche tecniche sembrerebbero molto adatti a
possibili applicazioni nel settore calzaturiero come
materiali innovativi per la produzione inserti ad alte
performance a livello di comfort sia termofisiologico che
meccanico.
Campione Spessore peso metro quadro Rct
mm g/m2 m2K/W
ET2100-0 4,1 169 0,1596
ET2100-1 3,8 168 0,1599
ET2100-3 3,1 189 0,1022
ET2100-5 4,3 197 0,1594
ET1100-7 6,6 387 0,1771
11B 3,04 192 0,0819
Ret
m2Pa/W
32
-
-
-
-
-
Caratteristiche:
• Spessore confrontabile con quello preso in esame precedentemente
• Materiale molto più leggero
• Maggior isolamento termico
• Poca traspirabilità
Questi materiali potrebbero essere particolarmente adatti a calzature invernali
in quanto sono caratterizzati da una elevata resistenza termica

14. Dettaglio materiale
• L’aria è uno dei migliori isolanti termici, che nei materiali
traspiranti è soggetta a moti convettivi e quindi ad essere
sostituita da aria fredda. Le attuali tecnologie permettono di
ridurre tale effetto quindi migliorare l’isolamento termico
utilizzando microfibre che creano un fitto reticolo in modo da
rallentare il trasferimento dell’aria all’esterno.
• Unendo alle microfibre delle microsfere internamente
vuote si ottiene un materiale molto interessante
• L’aria contenuta nelle microsfere non può uscire dal
materiale e quindi produce un effetto thermos che
innalza il potere di termoisolamento.

15. Feltri innovativi : Il trasporto di acqua
3,8 mm di spessore
LATO INTERNO CALZATURA
LATO ESTERNO OVATTA INNOVATIVA
TOMAIA TRASPIRANTE Tempo: 3-5 secondi
Modifica necessaria:
Ottimizzazione dell’applicazione delle colle in determinati punti
strategici in modo da mantenere tutte le performance comuni
ma lasciare possibilità al vapore di uscire dalla calzatura
Valori di resistenza evaporativa non buoni ma…

16. • l’altissima traspirabilità
• riduce irritazione e infiammazione della pelle;
• permette una piacevole sensazione di freschezza;
• offre comfort e benessere a chi lo indossa;
• assicura una perfetta lavabilità;
• mantiene le sue caratteristiche intrinseche a lungo nel tempo.
Dopo aver effettuato lo studio sul comportamento di alcuni feltri, commerciali e di
ultima generazione, NTT ha concentrato l’attenzione sulla natura dei materiali,
proponendo tessuti innovativi e dalle caratteristiche particolari, sui quali sono state
eseguite le analisi con Skin Model. Uno dei due tessuti proposti è un tessuto a base
di PTFE (politetrafluoroetilene).
Tessuto a base di PTFE

17. Risultati
Elevata conducibilità termica che permette loro di disperdere molto
velocemente il calore, ciò favorisce la regolazione della temperatura corporea.
Elevatissima traspirabilità che permette loro di facilitare la rimozione del
sudore prodotto dal corpo, mantenendolo sempre asciutto e, dunque, in
condizioni di comfort.
Ottima soluzione per situazioni di utilizzo in climi estremamente caldi
Problemi legati al costo, difficile pensare ad una applicazione per un uso civile.
Molto più adatta per utilizzi speciali

18. • I materiali intelligenti in grado di rispondere a stimoli
esterni sono sempre più spesso applicati nella
fabbricazione di prodotti tessili innovativi.
• Gli oggetti realizzati con un tessuto intelligente le cui
proprietà funzionali sono quelle di regolarsi in base ai
cambiamenti dell'ambiente esterno possono fornire
una protezione superiore all’utilizzatore in condizioni
ambientali estreme.
18
Ultimo caso studio
materiali a cambiamento di fase

19. Come lavorano i Phase Change
Materials (PCM)
• I PCM sono in grado di immagazzinare grandi quantità di
calore con solo una piccola oscillazione di temperatura rispetto
ad un sistema di accumulo di calore sensibile.
• Il PCM (da solido a liquido e viceversa) è utilizzato come
materiale di accumulo di calore latente per la produzione dei
tessuti termoregolanti.
• Durante il processo di completa fusione e cristallizzazione, la
temperatura del PCM così come la zona circostante rimane
quasi costante.
19

20. PCM • da solido a liquido:
assorbe calore ;
• da liquido a solido:
rilascia calore.
20
Durante il processo di cambiamento di fase solido-liquido, il PCM assorbe grandi
quantità di calore latente dalla zona circostante, durante il cambiamento di fase inverso
(liquido a solido), il PCM rilascia calore alla zona circostante. Pertanto, i PCM sono in
grado di convertire ripetutamente tra fasi viceversa solido-liquido e di utilizzare il loro
calore latente di fusione / cristallizzazione di assorbire, immagazzinare e rilascio di
calore durante questi cicli di conversione di fase

21. 21
• PCM:
• da solido a liquido:
assorbe calore;
• da liquido a solido:
rilascia calore.
Cambiamento di
fase:
assorbimento o
rilascio di energia
senza un
cambiamento di
temperatura
Cambiamento di fase: buffer di energia
liquid
o
solido
gas

22. Effetto pratico del buffer di energia
22

23. Svantaggi dei PCM
• Uno dei principali svantaggi dell'uso di materiali di
accumulo di calore latente è la vita utile del sistema di
contenimento del PCM e il numero di cicli che può
sopportare prima della degradazione delle sue proprietà
funzionali.
23

24. PCM nel progetto PIMECO
• Utilizzando una termocamera siamo riusciti a confrontare
l’andamento termico della struttura tessile prima e dopo
l’aggiunta di PCM.
• La termocamera è un utile strumento che permette di
ottenere immagini nel campo dell'infrarosso.
• Dal confronto dei campioni riportato in figura si può
facilmente notare che l’inserimento dei PCM nella
struttura favorisce la trattenuta di calore che si può
associare ad un miglior confort fisiologico.

25. IMMAGINI : Materiali e prototipi
OVATTA INNOVATIVA
PROTOTIPI

26. Altre attività
• SUOLA ANTISCIVOLO:
NTT ha ipotizzato una serie di trattamenti chimici e fisico/meccanici che si sono
ritenuti idonei ad aumentare significativamente la caratteristica “grip al suolo”. A tale
proposito ha ideato e progettato un sistema di valutazione e monitoraggio
strumentale di tale caratteristica.
L’attrezzatura che è stata realizzata è stata integrata in un dinamometro.
Tale attrezzatura permette di effettuare delle misure su superfici diverse e carichi
prestabiliti, in modo tale da poter registrare il coefficiente di attrito del cuoio a diversi
carichi e su diverse possibili superfici di appoggio.
La sperimentazione è stata eseguita in particolare su una mattonella presa come
riferimento e con un carico pari a 0,3 Pa.

27. Altre attività
• SUOLA ANTISCIVOLO

28. • Sulla base di ricerche e sperimentazioni sullo sviluppo di nuovi materiali, precedentemente
svolte da NTT in altri settori si sono ipotizzati una serie di trattamenti, fisico-meccanici o
chimici che in linea preliminare avrebbero potuto aumentare la performance di grip del cuoio.
Trattamenti Fisico-Meccanici su suola in cuoio
Strutturazione della superficie mediante
• Microfori
• Microrugosità
Trattamenti di Spazzolatura
Trattamenti per impregnazione di prodotti Chimici sulla superficie della suola in cuoio
• Trattamento con materiale silicato
• Nanostrutturazione di superfici (Trattamento con resina acrilica con dispersione di Carburo di
Silicio)
• Trattamento con soluzione saccaridica “A”
• Trattamento con soluzione saccaridica “Z”
• Trattamento con resina poliuretanica contenente cariche di fibre di vetro

29. *dall’analisi dettagliata
della registrazione della
prova si è notato un
andamento
particolarmente strano
della misura quindi
questi dati dovranno
essere riconfermati
tramite altre prove nel
prossimo periodo.
Risultati
Per quanto riguarda i campioni tal quali o i campioni che hanno subito un
trattamento meccanico (1,2,3,4) si nota un aumento dell’attrito dinamico nella
condizione di campione bagnato.
Per quanto riguarda la serie di trattamenti chimici testati si verificano due
condizioni: laddove il finissaggio chimico applicato è un finissaggio solubile in
acqua (5,6,7,8) si ha una diminuzione del coefficiente di attrito dinamico nel
campione bagnato, dovuto appunto alla solubilizzazione del composto chimico
applicato.
Il campione 9 invece non ha un trattamento che si solubilizza quindi il suo
bagnato aumenta (come prevedibile) il suo attrito.

30. Applicazione resine
Le prove con le resine sono state condotte in un primo momento creando un vero
e proprio film polimerico sulla superficie del cuoio. Una volta selezionati i
trattamenti più efficaci nell’aumento del grip verrà sviluppata la seconda parte di
questa attività di ricerca:
la resina dovrà essere inglobata in appositi microfori o microincisioni e dove
necessario verrà studiata la metodologia di crosslinking di tale formulazione
chimica.
In questo modo non si avrà uno strato continuo di materiale polimerico che ricopre
la suola della scarpa ma l’aumento del grip sarà dato dalla presenza di polimero
solo in particolari zone, con geometria studiata e ottimizzata.

31. Fine