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L’INDAGINE BREVETTUALE COME STRUMENTO DI INNOVAZIONE E RICERCA

CASO PRATICO

LA TECNOLOGIA DEL TRASPORTO E DELLA MISCELAZIONE DEL CALCESTRUZZO

Roberto Nani Convey s.r.l., Corso Ferrucci, 77/10 I-10138 Torino

roberto.nani@convey.it

Abstract

Questo documento descrive l’uso dell’indagine brevettuale nella ricerca finalizzata all’innovazione di prodotti e processi

tecnologici. In particolare, viene analizzato un caso pratico riguardante la tecnologia del calcestruzzo, più

specificamente nel comparto della miscelazione e del trasporto. Dopo aver determinato lo stato dell’arte della tecnologia

di riferimento, sono stati evidenziati i filoni tecnologici estranei alla tecnologia del calcestruzzo ma legati a questa

ultima da una sorta di caratteristiche interne ed esterne, intrinseche ed estrinseche. Sfruttando la comunanza di funzioni

e caratteristiche, all’esperto del calcestruzzo vengono messi a disposizione trovati e dispositivi a lui sconosciuti in

quanto provenienti da settori talvolta ignoti, ma dotati di una forte attinenza fisico-chimica con la tecnologia di

riferimento, quindi di potenzialmente di facile e rapida trasferibilità nella propria realtà aziendale.

Il report affronta il tema della ricerca finalizzata alla R&S di innovazioni trasferibili, individuate in un data base

specializzato di brevetti. Il metodo usato per classificare il problema tecnologico ed indirizzare la ricerca mirata

all’innovazione, è il metodo TRIZ, acronimo del russo, Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch, traducibile in

italiano come “Teoria per la Soluzione Inventiva dei Problemi”..

L’indagine brevettuale come strumento di innovazione e ricerca, oggetto del tema sviluppato in questo documento,

rientra nel progetto “Intellectual Property Enforcement” avviato nel 2006 da Convey Intelligence & Knowledge srl e da

SISVEL spa, in collaborazione con Unicredit Banca d’Impresa ed UCoMESA (Unione Costruttori Macchine Edili,

Stradali, Minerarie ed Affini).

1. Introduzione

Questo documento contiene i risultati di un’indagine brevettuale svolta nell’ambito di un particolare filone

tecnologico. L’obbiettivo principale dell’indagine brevettuale è mettere in risalto alcuni aspetti riguardanti i prodotti ed i

processi appartenenti al filone tecnologico di riferimento, vale a dire:

- il valore tecnico dei brevetti e delle domande di brevetto;

- la relazione con i filoni tecnologici sconosciuti o comunque non direttamente alla portata del tecnico esperto che

opera nel proprio settore di competenza;

- la traslazione di idee e concetti provenienti da filoni tecnologici sconosciuti verso il proprio settore di competenza;

- il valore economico del prodotto, nell’ottica di ottimizzare i costi di ricerca, di sviluppo, di realizzazione e di

gestione.

L’indagine brevettuale si articola principalmente nell’elaborazione di parametri quali:

- la classe di tecnologia e la classe di prodotto (sub-classe) in accordo con la classificazione internazionale dei

brevetti (IPC-R) [1];

- la natura fisica del prodotto (caratteristica intrinseca);

- la funzione di interazione del prodotto con l’ambiente circostante (caratteristica estrinseca).

Un database dei brevetti, contenente circa 50 milioni di documenti, restituisce le informazioni richieste dall’indagine

brevettuale in ambiente di classificazione internazionale dei brevetti (IPC-R) [2].

2. Definizione della “Classe Tecnologica Principale” del Calcestruzzo

L’analisi brevettuale, oggetto del presente documento, riguarda lo studio della preparazione e produzione delle miscele di

calcestruzzo, in particolare per uso edilizio.

I parametri necessari a condurre l’indagine brevettuale sono:

- classe di prodotto (sub-classe): calcestruzzo;

- prima caratteristica estrinseca: funzione di trasportare, pompare, indirizzare;

- seconda caratteristica estrinseca: funzione di agitare, preparare, miscelare;

2

- classe di tecnologia: miscela;

- caratteristica intrinseca: sostanza pastosa o allo stato fluido.

La definizione dei parametri sopra esposti è risultata dall’analisi dei siti internet di operatori di settore e da indagini di

mercato svolte presso costruttori di apparecchi e impianti di manipolazione del calcestruzzo.

Riassumendo: nell’ambito della tecnologia della preparazione e produzione delle miscele di calcestruzzo valgono le

seguenti due funzioni:

- Movimentazione, pompaggio, trasposto;

Fig. 1.2: Movimentazione del calcestruzzo

- Miscelazione, agitazione, preparazione.

Fig. 2.2: Miscelazione del calcestruzzo

Queste due funzioni vengono quindi viste nei prossimi paragrafi di questo documento, in relazione allo stato

dell’arte, mediante indagine brevettuale.

2.2.2.2.1111 Movimentazione del Movimentazione del Movimentazione del Movimentazione del calcestruzzocalcestruzzocalcestruzzocalcestruzzo

La combinazione dei parametri di ricerca riguardanti:

- il calcestruzzo;

- il trasporto, il pompaggio, l’incanalamento;

permette di individuare circa n. 6.700 documenti tra circa 10 milioni di domande di brevetto e brevetti costituenti

l’archivio USA, Europeo ed Internazionale.

Result Set for Query: Kflow = (((concret*) <in> AB ) AND ((convey* OR add* OR supply* OR pip* OR pump*) <in> AB))

Collections searched: US (Granted), European (Applications), European (Granted), WIPO PCT Publications, US (Applications)

6,682 matches found of 9,555,221 patents searched

Tra le molteplici informazioni che il database dei brevetti può restituire, si riporta, qui a titolo di esempio (fig. 1.2.1):

- l’elenco delle classi tecnologiche rilevanti, espresse secondo la classificazione internazionale dei brevetti (IPC-

R), rispettivamente in forma generale (4digit) ed in forma estesa;

- la tabella dell’elenco dei maggiori titolari di brevetti a livello mondiale (Assigne);

- alcuni brevetti di riferimento del settore.

IPC-R Code- 4 digit Items % Bar Chart

C04B C — Chemistry ; Metallurgy ; Cements; 1277 12.5 %

B28B B — Performing Operations ; Transporting ; Working Cement; 778 7.6 %

E04G E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 569 5.5 %

F16L F — Mechanical Engineering ; Lighting ; Heating; 508 4.9 %

E04B E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 456 4.4 %

E04C E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 434 4.2 %

B28C B — Performing Operations ; Transporting ; Working Cement; 395 3.8 %

E02D E — Fixed Constructions ; Hydraulic Engineering ; Foundations; 393 3.8 %

E01C E — Fixed Constructions ; Construction of Roads, Railways, Bridges; 333 3.2 %

F04B F — Mechanical Engineering ; Lighting ; Heating; 201 1.9 %

5344

(Below cutoff) 4, 855 47.6 ...

IPC-R Code Items % Bar Chart

C04B 28/00 625 2.7 %

3

C04B 28/02 407 1.7 %

C04B 24/00 279 1.2 %

C04B 40/00 240 1.0 %

B28C 5/00 220 0.9 %

B28B 21/00 196 0.8 %

E04G 21/04 182 0.7 %

B28C 7/00 172 0.7 %

C04B 20/00 130 0.5 %

C04B 18/04 126 0.5 %

2577

(Below cutoff) 20, 322 88.7 ...

Assignee Items

PUTZMEISTER AKTIENGESELLSCHAFT 66

PUTZMEISTER-WERK MASCHINENFABRIK GMBH 41

FRIEDRICH WILH. SCHWING GMBH 31

MBT HOLDING AG 28

W.R. GRACE & CO.-CONN. 28

SANDOZ LTD. 27

FORSHEDA AB 26

SIKA AG, VORM. KASPAR WINKLER & CO. 23

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 21

ROTEC INDUSTRIES, INC. 20

CIFA S.P.A. 17

HOCHTIEF AKTIENGESELLSCHAFT VORM. GEBR. HELFMANN 17

W. R. GRACE & CO.-CONN. 17

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT 16

STETTER GMBH 16

THE DOW CHEMICAL COMPANY 16

PHOENIX AKTIENGESELLSCHAFT 15

BETONBAU GMBH 14

CONSTRUCTION FORMS, INC. 14

CONSOLIDATED MINERALS, INC. 13

US6983763

(p2/6)

Telescoping boom with moving flexible 180° bend The invention relates to a distributor device for thick matter, especially for concrete. The distributor device ( 16 ) comprises a concrete distributing boom ( 18 ) carrying a conveying conduit ( 20 ), which has at least two boom arms ( 30 to 36 ) that can be swiveled about horizontal articulation axes ( 38 to 44 ) relative to one another or relative to a boom support ( 26 ). At least one of the boom arms, preferably the base arm ( 30 ), is telescopically movable. In order to be adaptable to the telescoping

movements, the conveying conduit is assembled from three interlinked conduit sections in the area of the telescoping boom arm. A first conduit section ( 58 ) is rigidly linked with the stationary member ( 46 ), while a second conduit section ( 60 ) is rigidly linked with the extensible telescoping member ( 48 ). The device further comprises an intermediate section ( 62 ) which is connected with its ends ( 64, 66 ) to the first and the second conduit section ( 58, 60 ) and which is configured as a flexible pipe. Said pipe has a 180° arch ( 70 ) with constant bend that travels when the boom arm

telescopes.

US6068025

Delivery line for cement The invention relates to a pressure feed line for concrete, particularly for use in concrete distributor masts of mobile and stationary concrete pumps. Pressure feed lines

of this type generally contain an end hose (12) arranged on the mast tip (10) of the

distributor mast, which points down with its outlet aperture (16), via which the transported concrete is discharged on the construction site. In order to avoid undesirable demixing in the end hose, even if the concrete is being pumped slowly, is stiff or low in sand, it is proposed, according to the invention, that an expansion throttle (18) which can be spread open under the effect of the exiting concrete is arranged in the region of the outlet aperture (16) of the end hose (12).

US5285930

Method of dosing fibres In a method of dosing fibers, such as steel fibers to be mixed in concrete, a supply of fibers (5) is stored in first vibration feeder (2) and is moved from this by means of a second vibration feeder (3). For each dosing operation, a proportioned quantity of fibers

(5) is transferred at a stepless rate or a stepwise declining rate from the first to the

4

second vibration feeder (2, 3) while the second vibration feeder (3) stands still. This vibration feeder (3) then transports the transferred fiber quantity further on to the subsequent process while the first vibration feeder (2) stands still. The fibers can hereby be dosed more accurately and uniformly than known before.

Fig. 1.2.1: informazioni brevettuali riguardanti la movimentazione del calcestruzzo

2.2 Miscelazione2.2 Miscelazione2.2 Miscelazione2.2 Miscelazione del del del del calcestruzzocalcestruzzocalcestruzzocalcestruzzo

La combinazione dei parametri di ricerca riguardanti:

- il calcestruzzo;

- la miscelazione, l’agitazione, la preparazione;

permette di individuare circa n. 5.000 documenti tra circa 10 milioni di domande di brevetto e brevetti costituenti

l’archivio USA, Europeo ed Internazionale.

Result Set for Query: Kmix = (((concret*) <in> AB ) AND ((agitat* OR discharg* OR prepar* OR mix*) <in> AB))

Collections searched: US (Granted), European (Applications), European (Granted), WIPO PCT Publications, US (Applications)

5,020 matches found of 9,555,221 patents searched

Tra le molteplici informazioni che il database dei brevetti può restituire, si riporta, qui a titolo di esempio (Fig. 1.2.2.):

- l’elenco delle classi tecnologiche rilevanti, espresse secondo la classificazione internazionale dei brevetti (IPC-

R), rispettivamente in forma generale (4digit) ed in forma estesa;

- la tabella dell’elenco dei maggiori titolari di brevetti a livello mondiale (Assigne);

- alcuni brevetti di riferimento del settore.

IPC-R Code- 4 digit Items % Bar Chart

C04B C — Chemistry ; Metallurgy ; Cements ; 1685 21.6 %

B28C B — Performing Operations ; Transporting ; Working Cement; 734 9.3 %

B28B B — Performing Operations ; Transporting ; Working Cement; 572 7.3 %

E01C E — Fixed Constructions ; Construction of Roads, Railways, or Bridges; 315 4.0 %

E04C E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 258 3.3 %

E04G E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 208 2.6 %

B01F B — Performing Operations ; Transporting ; Physical or Chemicals; 198 2.5 %

E04B E — Fixed Constructions ; Building (layered materials, layered prod.); 158 2.0 %

E02D E — Fixed Constructions ; Hydraulic Engineering ; Foundations); 145 1.8 %

C08L C — Chemistry ; Metallurgy ; Organic Macromolecular Compounds; 143 1.8 %

4416

(Below cutoff) 3, 399 43.5 ...

IPC-R Code Items % Bar Chart C04B 28/00 782 4.2 %

B28C 5/00 515 2.7 %

C04B 28/02 457 2.4 %

C04B 40/00 318 1.7 %

C04B 24/00 301 1.6 %

B28C 7/00 246 1.3 %

B28C 5/42 211 1.1 %

C04B 18/04 185 1.0 %

C04B 20/00 174 0.9 %

C04B 41/45 152 0.8 %

3341

(Below cutoff) 15, 248 82.0 ...

Assignee Items

OY PARTEK AB 34

THE DOW CHEMICAL COMPANY 27

W.R. GRACE & CO.-CONN. 24

CONSOLIS TECHNOLOGY OY AB 23

MCNEILUS TRUCK AND MANUFACTURING, INC. 20

SIKA AG, VORM. KASPAR WINKLER & CO. 20

RHODIA CHIMIE 19

TAISEI CORPORATION 18

STETTER GMBH 17

BOUYGUES 16

FRIEDRICH WILH. SCHWING GMBH 16

5

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT 15

W. R. GRACE & CO.-CONN. 15

BASF AKTIENGESELLSCHAFT 14

BAYER AG 14

NEW JERSEY INSTITUTE OF TECHNOLOGY 14

ROHM AND HAAS COMPANY 14

SANDOZ LTD. 14

MBT HOLDING AG 13

N.V. BEKAERT S.A. 13

US5285930

Method of dosing fibres In a method of dosing fibers, such as steel fibers to be mixed in concrete, a supply of fibers (5) is stored in first vibration feeder (2) and is moved from this by means of a second vibration feeder (3). For each dosing operation, a proportioned quantity of fibers (5) is transferred at a stepless rate or a stepwise declining rate from the first to the

second vibration feeder (2, 3) while the second vibration feeder (3) stands still. This vibration feeder (3) then transports the transferred fiber quantity further on to the subsequent process while the first vibration feeder (2) stands still. The fibers can hereby be dosed more accurately and uniformly than known before.

WO0151731A1

SMALL CROSS-SECTION COMPOSITES OF LONGITUDINALLY ORIENTED FIBERS AND A THERMOPLASTIC RESIN AS CONCRETE REINFORCEMENT Small cross-section composites are used as reinforcements for concrete. The composites include longitudinally oriented fibers embedded in a depolymerizable and repolymerizable thermoplastic matrix. The composites are mixed into the wet concrete and poured with the concrete to form a reinforced concrete structure.

EP0699511A3

Vehicle mounted mixer for flowable media, such as concrete [From equivalent

EP0699511A2] Truck for carrying premixed concrete The drum (16) of the premixed concrete truck has bearings (26,28) near the inside ends to support a tube (24) on whose outer end is fitted the end seal and loading chute (42) to complete the drum. The tube and end seal are moved axially to open the drum for discharging the concrete. The seal is on a stepped profile (36) which slides into the open end of the drum and the pipe ducts water into the drum, via spaced slots (64) to moisten the dry concrete mix and for washing out the drum. The pipe is supported in the two mountings via bearing

sleeves fitted over the pipe, and easily replaced when worn. The bearings are lubricated by part of the water flow through the pipe. The pipe and end fitting are removed in one piece for access.

US5378061

Concrete mixing drum fin structure

An assembly which is adapted for mounting inside a mixing drum (18) and a mobile system for mixing and dispensing concrete includes a spiral fin assembly (36) for

mixing and guiding a substance when the mixing drum (18) is rotated. The fin assembly (36) is constructed of a lightweight polymeric material which is resistant to abrasion, is many times lighter than steel, and tends to wear smooth rather than rough, which increases the cleanability of the fin structure over its entire design life. Novel structure for securing the fin assembly (36) to an outer wall (38) of the mixing drum (18), novel structure of fin assembly (36), and novel structure for connection of adjacent fin

sections are disclosed.

Fig. 1.2.2: informazioni brevettuali riguardanti la miscelazione del calcestruzzo

6

2.2.2.2.3333 Principale Classe brevettuale del Principale Classe brevettuale del Principale Classe brevettuale del Principale Classe brevettuale del CalcestruzzoCalcestruzzoCalcestruzzoCalcestruzzo

La “Classe Tecnologica Principale” a cui fanno riferimento i documenti risultanti dalle due combinazioni:

- movimentazione del calcestruzzo (Par. 2.1);

- miscelazione del calcestruzzo (Par. 2.2);

rappresenta la classe di riferimento oggetto di studio del presente documento. Detta classe è denominata, secondo la

classificazione internazionale dei brevetti (IPC-R): composti del calcestruzzo in generale: (IPC) C04B28/00 (Fig. 1.2.3).

C04B 28/00 Compositions of mortars, concrete or

artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements.

Fig. 1.2.3: classe brevettuale (IPC-R) riguardante la tecnologia del calcestruzzo

Mediante data base dei brevetti è possibile scomporre la classe tecnologica sopra individuata. Il risultato di detta

scomposizione è rappresentato nel grafico di fig. 2.2.3 in cui si evidenziano le classi tecnologiche riguardanti la

movimentazione (Kflow) e la miscelazione (Kmix) del calcestruzzo. Il grafico infatti mostra:

- una classe rilevante C04B28/00, valida sia per Kmix che per Kflow, caratterizzata da un elevato numero di

brevetti;

- una moltitudine di classi secondarie, caratterizzate da un basso numero di brevetti.

L’esperto del calcestruzzo conosce la classe rilevante C04B28/00, già indicata in Fig. 1.2.3. Questa classe, infatti,

tratta esplicitamente la movimentazione e miscelazione del calcestruzzo allo stato di miscela fluida; l’esperto del

calcestruzzo può invece essere del tutto estraneo rispetto ad alcune classi secondarie legate alla tecnologia del

calcestruzzo solamente per condivisione di mezzi (ad esempio l’uso dei motori elettrici, dell’aria compressa, della

chimica, della fisica dei materiali, ecc.).

La valorizzazione di alcune classi tecnologiche secondarie, ai fini della ricerca e dell’innovazione nella

movimentazione e miscelazione del calcestruzzo, costituisce l’oggetto trattato nei paragrafi successivi di questo

documento.

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200

300

400

500

600

700

800

900

C04

B C

—

E04

C E

—

B28

B B

—

E04

F E

—

B32

B B

—

C09

K C

—

B28

C B

—

B09

B B

—

E02

D E

—

E01

C E

—

H01

L H —

E03

F E

—

F16

L F —

C08

G C

—

C08

K C

—

C09

D C

—

E04

D E

—

G21

F G

—

B05

D B

—

C08

L C —

E04

G E

—

C08

F C

—

B29

B B

—

E01

F E

—

E21

B E

—

B65

G B

—

C23

F C

—

E21

C E

—

F03

G F

—

F24

J F —

A01

N A

—

A62

D A

—

A63

D A

—

B01

D B

—

B01

F B

—

B29

C B

—

B65

D B

—

C01

B C

—

C02

F C

—

C03

C C

—

C11

D C

—

E04

B E

—

F02

B F

—

G21

C G

—

H01

B H

—

H01

R H

—

A45

D A

—

A47

B A

—

B01

J B —

B05

B B

—

B63

B B

—

C01

F C

—

C08

J C —

C21

B C

—

C22

B C

—

C22

C C

—

E04

H E

—

E05

G E

—

F04

B F

—

F41

H F

—

Kflow

Kmix

Fig. 2.2.3: classi brevettuali (IPC-R) della tecnologia del calcestruzzo

7

3. Individuazione delle Classi Tecnologiche Secondarie rilevanti rispetto alla tecnologia del calcestruzzo

Il metodo di indagine brevettuale usato in questo documento si basa sulla determinazione della portata innovativa di

alcune classi tecnologiche secondarie rispetto alla tecnologia del calcestruzzo (movimentazione e miscelazione). Il

calcestruzzo allo stato fluido possiede una struttura fisica, chimica e geometrica assimilabili alla struttura di altre sostanze

diverse dal calcestruzzo. Questa analogia fisica, strutturale e geometrica tra il prodotto di riferimento ed il prodotto

proveniente da diverse tecnologie, viene sfruttata per la determinazione delle classi tecnologiche secondarie rilevanti

rispetto alla tecnologia del calcestruzzo. Nella fattispecie si ricercano le classi tecnologiche secondarie che trattano un

prodotto - sia esso plastica, metallo, ecc. - sotto forma di miscela fluida con capacità di costipazione, fluidità, ecc.

Fig. 1.3: miscela fluida

3333....1111 MMMMiscela fluidaiscela fluidaiscela fluidaiscela fluida

La combinazione dei parametri di ricerca riguardanti:

- una miscela in generale (quindi: non solo calcestruzzo);

- allo stato fluido o pastoso;

permette l’individuazione di circa n. 6.000 documenti tra circa 10 milioni di domande di brevetto e brevetti costituenti

l’archivio USA, Europeo ed Internazionale (Fig. 1.3.1).

Result Set for Query: M = (((mix* OR foam) <in> TI ) AND ((fluid) <in> AB))

Collections searched: US (Granted), European (Applications), European (Granted), WIPO PCT Publications, US (Applications)

5,691 matches found of 9,555,221 patents searched

IPC-R Code- 4 digit Items % Bar Chart

B01F B — Performing Operations ; Transporting ; Physical or CHEMICAL; 1788 18.6 %

B01D B — Performing Operations ; Transporting ; Physical or CHEMICAL; 513 5.3 %

B01J B — Performing Operations ; Transporting ; Physical or CHEMICAL; 420 4.3 %

G01N G — Physics ; Measuring; 367 3.8 %

B05B B — Performing Operations ; Transporting ; Spraying or ATOMIZING; 284 2.9 %

C09K C — Chemistry ; Metallurgy ; Dyes ; Paints; 279 2.9 %

G05D G — Physics ; Controlling ; Regulating; 235 2.4 %

B29C B — Performing Operations ; Transporting ; Working of PLASTIC; 230 2.4 %

B29B B — Performing Operations ; Transporting ; Working of PLASTIC; 229 2.3 %

C08J C — Chemistry ; Metallurgy ; Organic Macromolecular Composition; 205 2.1 %

E21B E — Fixed Constructions ; Earth or Rock Drilling ; Mining; 177 1.8 %

B65D B — Performing Operations ; Transporting ; Conveying; 170 1.7 %

A61L A — Human Necessities ; Medical or Veterinary Science ; Helfh; 149 1.5 %

A61M A — Human Necessities ; Medical or Veterinary Science ; Healf; 139 1.4 %

C10G C — Chemistry ; Metallurgy ; Petroleum, Gas or Coke Industry 134 1.4 %

F16K F — Mechanical Engineering ; Lighting ; Heating; 133 1.3 %

C07C C — Chemistry ; Metallurgy ; Organic Chemistry; 104 1.0 %

Fig. 1.3.1: informazioni brevettuali riguardanti la miscela fluida in generale

3.2 Il Modello 3.2 Il Modello 3.2 Il Modello 3.2 Il Modello Globale della tecnologia del Globale della tecnologia del Globale della tecnologia del Globale della tecnologia del calcestruzzocalcestruzzocalcestruzzocalcestruzzo La combinazione dei parametri di ricerca riguardanti:

- la “Classe Tecnologica Principale” del Calcestruzzo (paragrafo 2.3);

- la miscela fluida (paragrafo 3.1);

definisce un modello globale di analisi della tecnologia del calcestruzzo. Nella fattispecie, le classi tecnologiche

secondarie della tecnologia del calcestruzzo, aventi con questo ultimo una forte attinenza fisco-chimica, diventano campo

di indagine a disposizione dell’esperto del calcestruzzo impegnato nella ricerca e nell’innovazione. Detto modello

globale della tecnologia del calcestruzzo è rappresentato rispettivamente nei grafici di Fig. 1.3.2 e Fig. 2.3.2.

Il modello del grafico di Fig. 1.3.2 è l’espressione della combinazione tra:

- le classi tecnologiche rientranti nella movimentazione del calcestruzzo (Kflow);

- le caratteristiche di miscela fluida (M).

Il modello del grafico di Fig. 2.3.2 è l’espressione della combinazione tra:

- le classi tecnologiche rientranti nella miscelazione del calcestruzzo (Kmix);

- le caratteristiche di miscela fluida (M).

8

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2000

C04B

C —

C09K

C —

B28C

B —

C08G

C —

C08L

C —

C08F

C —

B29

B B

—

E21

B E

—

B01D

B —

B01F

B —

B29C

B —

B65D

B —

C01B

C —

C02F

C —

C11D

C —

F02

B F

—

B01

J B —

B05

B B

—

C08J

C —

Kflow

M

Fig. 1.3.2: modello globale della movimentazione del calcestruzzo

0

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C04B

C —

B28

B B

—

E04C

E —

E01C

E —

B28C

B —

C08L

C —

C08G

C —

C09K

C —

C01B

C —

B01

J B —

B65D

B —

C08F

C —

B01D

B —

C02F

C —

B05

B B

—

B29

B B

—

B29C

B —

C08J

C —

C11D

C —

F02

B F

—

A61L

A —

C07C

C —

Kmix

M

Fig. 2.3.2: modello globale della miscelazione del calcestruzzo

9

Le classi tecnologiche secondarie estratte dai grafici di Fig. 1.3.2 e Fig. 2.3.2, secondo la classificazione internazionale

dei brevetti (IPC-R), sono:

- la tecnologia della miscelazione o dispersione (circa n. 1.800 documenti B01F).

B01F MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING, DISPERSING - la tecnologia della separazione in generale (circa n. 500 documenti):

B01D SEPARATION - la tecnologia della catalisi e della chimica e fisica colloidale (circa n. 400 documenti):

B01J CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS, COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS

- la strumentazione per l’analisi dei materiali (circa n. 360 documenti):

G01N INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY

DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES -

- l’atomizzazione e ugelli spray (circa n. 280 documenti):

B05B SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES - i sistemi di controllo e regolazione di grandezze non elettriche (circa n. 240 documenti):

G05D SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES

- la lavorazione della plastica o delle sostanze allo stato plastico (circa n. 230 documenti):

10

B29C SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

- la preparazione in granuli del materiale da deformare (circa n. 230 documenti):

B29B PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS

- i processi di composti (circa n. 200 documenti):

C08J WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING

- le perforazioni geologiche (circa n. 180 documenti):

E21B EARTH OR ROCK DRILLING - i contenitori per lo stoccaggio ed il trasporto di articoli o materiale (circa n. 170 documenti):

B65D CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF

ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS.

Trattasi di classi di brevetti riguardanti, oltre al calcestruzzo, tutti i prodotti fisicamente analoghi a quest’ultimo. Nella

fattispecie, fatta eccezione per le classi riguardanti la lavorazione della plastica, in pezzi o in granuli, è possibile che

l’esperto del calcestruzzo abbia già familiarità con classi tecnologiche che trattano: macchinari di miscelazione,

emulsione, dispersione, separazione; strumenti per la misura di grandezze fisiche e chimiche; spray e atomizzazione;

controllo di variabili non elettriche; contenitori in generale; lavorazione delle pietre.

Tuttavia, l’indagine brevettuale svolta secondo il criterio sistematico oggetto di questo elaborato, consente la

traslazione di idee catturate dai nuovi filoni tecnologici sopra elencati, garantendo un’analogia di funzionamento

nell’ambito della tecnologia del calcestruzzo. Non deve stupire se le soluzioni citate alla fine di questo elaborato possano

funzionare in modo analogo - adottando le dovute modifiche di compatibilità dei materiali, dimensioni, ecc. – sia nel

trattamento delle polveri farmaceutiche, sia nella miscelazione del calcestruzzo!

Lo schema di Fig. 3.3.2 rappresenta la struttura di base sulla quale è possibile intraprendere la ricerca finalizzata

all’innovazione nella tecnologia del calcestruzzo (movimentazione e miscelazione). La trave disposta longitudinalmente

rappresenta la tecnologia di produzione (movimentazione, miscelazione) del calcestruzzo; le travi interconnesse

trasversalmente alla trave longitudinale rappresentano le tecnologie secondarie: macchinari di miscelazione, emulsione,

dispersione, separazione; strumenti per la misura di grandezze fisiche e chimiche; spray e atomizzazione; controllo di

variabili non elettriche; contenitori in generale; lavorazione delle pietre.

11

Fig. 3.3.2: modello globale della tecnologia del calcestruzzo

4. Attivazione della ricerca nell’innovazione

La metodo TRIZ utilizzato nel presente studio, considera la traslazione di idee e concetti nuovi presenti nella struttura

del modello globale rappresentato in Fig. 3.3.2.

I risultati della migrazione di concetti tra sistemi, apparati, processi e metodi, tecnologicamente incompatibili fra loro

ma accomunati dall’analogia fisica-chimica, vengono applicati - con le dovute modifiche di compatibilità, dimensioni,

ecc. - per svolgere le funzioni tipiche degli apparati della tecnologia di riferimento, la movimentazione e miscelazione del

calcestruzzo nella fattispecie.

Il metodo TRIZ controlla il flusso di concetti tra sistemi tecnologici diversi. Nel paragrafo successivo vengono

applicati i principi del metodo TRIZ al modello globale della tecnologia del calcestruzzo.

4444.1.1.1.1 La traslazioneLa traslazioneLa traslazioneLa traslazione di nuove di nuove di nuove di nuove idee idee idee idee verso verso verso verso la tecnologia del la tecnologia del la tecnologia del la tecnologia del calcestruzzocalcestruzzocalcestruzzocalcestruzzo

Il modello globale della tecnologia del calcestruzzo trattato nel par. 3.2, è stato sottoposto all’azione di 28 principi

TRIZ su un totale di 40 noti in letteratura [3]. Il risultato della combinazione tra:

- il modello del grafico di Fig. 1.3.2;

- il modello del grafico di Fig. 2.3.2;

- la funzione di ciascuno dei 28 principi TRIZ;

è rappresentato da un elenco di brevetti. La tabella di Fig. 1.4.1 indica la quantità di brevetti associati al modello

globale della tecnologia del calcestruzzo e compatibili con la funzione di ciascun principio TRIZ applicato.

E’ possibile osservare l’attinenza del modello globale della tecnologia del calcestruzzo con i seguenti principi TRIZ

(Fig. 2.4.1):

- Principio n° 3: LOCAL QUALITY = riguarda l’aspetto microscopico e del dettaglio; privilegia l’indagine fisica

e chimica della materia;

- Principio n° 15: DYNAMIZE = riguarda la capacità di un sistema di adattarsi dinamicamente alla variazione di

parametri.

A titolo di esempio, vengono riportati alcuni brevetti significativi riguardanti l’applicazione del principio della qualità

locale (Fig. 3.4.1) e della dinamizzazione (Fig. 4.4.1) in relazione al modello globale della tecnologia del calcestruzzo.

12

(( (((mix* OR foam) <in> TI ) AND ((fluid) <in> AB ))) AND ( (b0??) <in> IC)) AND (TRIZ PRN)

9 - PRIOR COUNTERACTION 1

8 - COUNTERWEIGHT 97

7 - NESTED DOLL 188

6 - UNIVERSAL 210

4 - ASYMMETRY 34

39 - CALM 145

37 - THERMAL EXPANSION 0

36 - PHASE TRANSITION 31

34 - DISCARD & RECOVER 67

32 - COLOR CHANGE 44

3 - LOCAL QUALITY 597

28 - MECHANICS SUBSTITUTION 219

27 - CHEAP DISPOSABLE 13

26 - COPY 1

23 - FEEDBACK 8

22 - BLESSING IN DISGUISE 19

21 - HURRY 112

20 - CONTINUITY OF USEFUL ACTION 226

2 - TAKE OUT 285

19 - PERIODIC ACTION 50

18 - VIBRATE 69

17 - ANOTHER DIMENSION 42

16 - SLIGHTLY LESS SLIGHTLY MORE 25

15 - DYNAMIZE 397

14 - CURVE 213

13 - OTHER WAY ROUND 44

12 - REMOVE TENSION 495

11 - CUSHION 7

10 - PRIOR ACTION 144 Fig. 1.4.1: elenco dei principi TRIZ applicati al modello globale di tecnologia del calcestruzzo

0

100

200

300

400

500

600

8 - COUNTERWEIGHT

7 - NESTED DOLL

6 - UNIVERSAL

4 - ASYMMETRY

39 - CALM

37 - THERMAL EXPANSION

36 - PHASE TRANSITION

34 - DISCARD & RECOVER

32 - COLOR CHANGE

3 - LOCAL QUALITY

28 - MECHANICS SUBSTITUTION

27 - CHEAP DISPOSABLE

26 - COPY

23 - FEEDBACK 22 - BLESSING IN DISGUISE 21 - HURRY

20 - CONTINUITY OF USEFUL ACTION

2 - TAKE OUT

19 - PERIODIC ACTION

18 - VIBRATE

17 - ANOTHER DIMENSION

16 - SLIGHTLY LESS SLIGHTLY MORE

15 - DYNAMIZE

14 - CURVE

13 - OTHER WAY ROUND

12 - REMOVE TENSION

11 - CUSHION

10 - PRIOR ACTION

Fig. 2.4.1: principi TRIZ compatibili con la tecnologia del calcestruzzo

13

Principio 3-local quality -

US20060120214A1

(p2/22)

Mixing device

A deflector for a fluid mixing device includes a helical-shaped body having a first end, a second end, and a helical-shaped body between the first and the second ends. The helical body has two or more channels isolated from one another. In one non-limiting embodiment of the invention, the deflector is mounted in a cavity of a pipe between the

first and second ends of the pipe to provide a mixing device having a first passageway connecting the first and the second ends of the pipe, and a second passageway connecting the first and the second ends of the pipe. The deflector in the pipe maintains the first and second passageways isolated from, and in a spaced relationship to, one another. Each of the passageways defines a hollow helical path as the distance from the first end toward the second end of the pipe increases.

US20060035183A1

(p2/7)

Mixer A mixer for mixing first and second fluids has a passageway along which a stream comprising the first fluid flows along an axis of the passageway. The passageway has, in sequence in the downstream direction, a convergent section, a throat, and a divergent section. An injector introduces the second fluid into the stream in the

passageway upstream of the divergent section. A swirl generator in the passageway is upstream of the convergent section.

Fig. 3.4.1: brevetti significativi riguardanti il principio di qualità locale applicato alla tecnologia del calcestruzzo

Principio 15-dynamize

US6926030

(p2/6)

Apparatus for mixing two fluids or keeping them separate A mixing apparatus for mixing two fluids immediately following contact with each other is disclosed. The mixing apparatus includes a spring-loaded ball valve separating a first fluid from a second fluid. The ball valve closes as a result of at least spring force. The ball valve opens as a result of hydraulic pressure of one of the fluids operating

against the spring force. Mixing is accomplished instantaneously by dispersing one fluid in a thin pattern around the open ball valve into a stream of the other fluid.

US6623156

Method for mixing a fluid mass Method and apparatus for treating a fluid mass or stock, particularly couch stock or the

like in paper making. Stock material is fed to a vessel having a mixing arrangement comprising rotatably arranged processing means. At least two processing means are caused to rotate mutually adjacent in opposite directions and substantially horizontally. The stock at the upper surface of the means is conveyed towards a wall potion of the vessel, whereby spirals arranged in an inclined manner at a core of the processing means bring the stock into channels defined by the core, by the spirals, and by the wall

portion of the vessel, and further towards a constriction formed by the spiral elements

running in an intermeshed manner, while a part of the stock is forced in a direction away from a discharge of the vessel.

Fig. 4.4.1: brevetti significativi riguardanti il principio di dinamizzazione applicato alla tecnologia del calcestruzzo

14

4.2 .2 .2 .2 Esempio di indagineEsempio di indagineEsempio di indagineEsempio di indagine

A titolo di esempio, si indaga sulla soluzione necessaria per progettare un miscelatore di calcestruzzo contenente fibre

tessili. Trattasi di un tipico problema inventivo, nell’ipotesi che sia nuova l’introduzione di fibre tessili nella miscela di

calcestruzzo. Il modello globale della tecnologia del calcestruzzo restituisce alcuni brevetti abbinati all’uso di fibre tessili

(Fig. 1.4.2).

I brevetti individuati provengono dal settore della carta e cellulosa (titolari: KVAERNER PULPING

TECHNOLOGIES AB, AHLSTROEM CORPORATION) e dal settore delle guarnizioni medicali (titolare:

BIOSURGICAL CORPORATION).

Il dispositivo di Fig. 2.4.2 raffigurato, proveniente dal settore della carta e cellulosa, potrebbe interessare il tecnico del

calcestruzzo nel progetto di un miscelatore di calcestruzzo contente fibre tessili.

WO9510350A1

(p18/24)

METHOD AND DEVICE FOR MIXING OF A FLUID INTO A PULP-SUSPENSION Process and device for mixing fluid into a pulp suspension of cellulose-containing fibre material, in which the pulp suspension is pumped in through a pump inlet (17), brought into rotation and, at the desired reaction pressure, mixed with the said fluid while passing through a reaction sector comprising a stator shell (1), a

rotor (7) which is coaxial therewith, and at least one fluid inlet (23), after which the pulp mixture leaves the reaction sector through a pulp outlet (20), in which the fluid, via the said fluid inlet (23), is supplied in the vicinity of the centre of rotation of the rotating pulp suspension, where the local pressure in the pulp suspension is lower, due to the centrifugal force increasing radially outwards, than the reaction pressure prevailing at the periphery of the pulp suspension.

KVAERNER PULPING TECHNOLOGIES AB

WO8700448A1

(p9/12)

APPARATUS FOR MIXING CHEMICALS IN FIBRE SUSPENSION The apparatus comprises a rotor (8) provided with blades and mounted to rotate in a casing (1) having an inlet (3) and an outlet (5) for the fibre suspension; and an inlet or inlets (6) for chemicals. The rotor (8) comprises a fluidizing and gas separating section (9),

a pumping section (10) and a section (12) for mixing chemicals. An inlet (25) for chemicals leads to a space (24) between the pumping section (10) and the mixing section (12). The blades of the mixing section preferably cooperate with the casing wall (17) provided with ribs (18).

A AHLSTROEM CORPORATION

WO9944672A1

TURBULENCE MIXING HEAD FOR A TISSUE SEALANT APPLICATOR AND SPRAY HEAD FOR SAME The invention provides a handheld, manually operable fluid applicator, particularly suited to the needs of surgeons, for dispensing a multi-component fluid applicator, for example fibrin

and thrombin components of a tissue adhesive. The sealant

components undergo turbulent mixing in a mixing chamber (58) to provide effective mixing, and a quality sealant product. The mixing chamber (58) has an increased cross-sectional area over the combined areas of the component supply passages, and the fluid flows are directly opposed to impinge on each other in the mixing chamber (58). The mixing chamber (58) is incorporated in a novel one-piece flexible, and resilient manifold (52). Dual nozzle spray

applicators with poppet valves are also disclosed.

BIOSURGICAL CORPORATION

Fig. 1.4.2: brevetti significativi riguardanti l’abbinamento delle fibre tessili con la tecnologia del calcestruzzo

15

Fig. 2.4.2: disegni di un apparato di manipolazione di una miscela fluida contenente fibre tessili

5. Conclusioni

Questo documento dimostra le caratteristiche di un metodo che privilegia le classi tecnologiche secondarie, ai fini

della ricerca e dell’innovazione. L’indagine brevettuale, svolta secondo il criterio sistematico oggetto di questo

documento, consente la traslazione di idee catturate dai nuovi filoni tecnologici, garantendo un’analogia di

funzionamento nell’ambito della tecnologia di riferimento. Per fare ciò bastano pochi dati, nella maggior parte dei casi

già noti al tecnico esperto o acquisibili tramite veloci indagini di mercato.

L’uso dell’indagine brevettuale nella ricerca finalizzata all’innovazione di prodotti e processi tecnologici permette,

oltre a determinare lo stato dell’arte di un dato settore tecnologico, di estendere l’analisi a filoni tecnologici estranei alla

tecnologia di riferimento. Ciò fà dell’indagine brevettuale un valido strumento a disposizione del ricercatore il quale può

facilmente disporre di nuovi trovati e dispositivi di facile introduzione nella propria realtà aziendale.

Il metodo descritto in questo documento assolve all’obiettivo di mettere in risalto il valore tecnico dei brevetti e delle

domande di brevetto e di determinare la relazione con i filoni tecnologici sconosciuti o comunque non direttamente alla

portata del tecnico esperto che opera nel proprio settore di competenza. Detta metodologia permette inoltre di controllare

il valore economico del prodotto nell’ottica di ottimizzare i costi di ricerca, di sviluppo, di realizzazione e di gestione.

Riferimenti Bibliografici

- [1] Classes, Subclasses and Groups, IPC (International Patent Classification) www.wipo.int/classifications/ipc/en/

- [2] Delphion, www.delphion.com - patent collections & searching options on patent databases. - [3] Interactive TRIZ Matrix & 40 Principles. http://www.triz40.com/

- [4] Roberto Nani, “Boolean Combination and TRIZ criteria. A practical application of a patent-commercial-Data Base” Graz-Austria, Triz

Future Conference 2005.

- [5] Roberto Nani, Daniele Regazzoni, “PRACTICE-BASED METHODOLOGY FOR EFFECTIVELY MODELING AND DOCUMENTING

SEARCH, PROTECTION AND INNOVATION” Kortrijk-Belgian, Triz Future Conference 2006.

Roberto Nani. Laureato in Ingegneria Meccanica nel 1984 al Politecnico di Milano, si occupa di innovazione sistematica operando a

stretto contatto con le PMI. E’ specializzato nello studio dello stato dell’arte e indagini brevettuali. Docente nel “Master

Operativo in Proprietà Intellettuale e Lotta alla Contraffazione” (Milano, 12 settembre 2006-15 Marzo 2007) istituito da

Convey srl di Torino. Relatore di seminari nell’ambito del corso di Metodi e Strumenti per il Ciclo di Vita del Prodotto

presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bergamo.

CONVEY INTELLIGENCE & KOWLEDGE Srl Convey progetta, sviluppa ed offre soluzioni e servizi per la valorizzazione del Capitale Intellettuale, cioè gli “asset

intangibili” che costituiscono la “conoscenza di valore” delle organizzazioni. Fra i propri clienti annovera grandi

imprese, aggregazioni di PMI, comunità professionali ed enti pubblici. Nell'ambito della difesa e valorizzazione delle

"proprietà intellettuali", Convey opera con attività di divulgazione, attività di formazione specialistica, R&S di

16

metodologie e soluzioni di competitive intelligence, sviluppo di soluzioni software per la valorizzazione

dell’informazione su brevetti e marchi e con servizi di intelligence sulla Proprietà Industriale.

Convey opera dal 1982 a Torino.

Ulteriori informazioni: www.convey.it e-mail informazioni@convey.it

SISVEL Spa Sisvel è leader italiano nella tutela e valorizzazione di diritti di Proprietà Industriale.

Opera a livello internazionale nel licensing attivo e passivo per la valorizzazione delle tecnologie di aziende italiane ed

estere. Ha sedi in Italia a Torino (None) e Milano, mentre all’estero è presente con proprie sedi in USA (Alexandria) e

Hong Kong. Il suo portafoglio di tecnologie brevettate conta nel 2006 oltre 300 licenziatari in tutto il mondo.

Ulteriori informazioni: www.sisvel.it e-mail sisvel@sisvel.it