BRMU8403657Y1 - Painel de lã mineral de rigidez estrutural aumentada - Google Patents

Description

“PAINEL DE LÃ MINERAL DE RIGIDEZ ESTRUTURAL AUMENTADA” DESCRIÇÃO

Campo do Modelo de Utilidade O modelo de utilidade se refere ao campo dos materiais isolantes à base de lã mineral e se refere mais particularmente a materiais destinados à fabricação de condutos auto-suportáveis para a distribuição de ar de ventilação ou de climatizaçâo.

Objeto do Modelo de Utilidade O presente modelo de utilidade se refere a um painel de lâ mineral dotado de um véu que recobre as duas faces, a qual confere características inovadoras essenciais e vantagens notáveis em relação aos meios conhecidos e usados para fins similares no estado atual da técnica. O modelo de utilidade propõe mais particularmente o desenvolvimento de painéis de lã mineral, de preferência, mas não exclusivamente, de lã de vidro, do tipo daqueles utilizados para a fabricação de condutos auto-suportáveis para a distribuição de ar climatizado, painéis dotados de um véu que recobre as duas faces, preparado para receber posteriormente, por adesão, outros revestimentos quaisquer previstos para o painel, no qual o dito véu que recobre as duas faces dá lugar a um aumento uniforme substancial da resistência estrutural do painel obtido, melhorando consequentemente o comportamento do conduto no qual ele é incorporado face às pressões tanto positivas quanto negativas. O domínio de aplicação do modelo de utilidade se situa, bem evidentemente, no setor industrial consagrado à fabricação de componentes para instalações de conduto de ar condicionado.

Fundamentos e sumário do modelo de utilidade De modo conhecido do estado da técnica, a fabricação de condutos auto-suportáveis para a distribuição de ar condicionado por meio de painéis de lã mineral, notadamente de lã de vidro, constitui uma prática espalhada e largamente utilizada. A regulamentação espanhola RITE (Regulamento das Instalações Térmicas nos Edifícios) trata, na seção ITE 04.4, dos condutos auto-suportáveis para a distribuição de ar realizados em chapa metálica e em lã de vidro.

Os painéis de lã mineral, geralmente de lã de vidro, para a construção de condutos são constituídos por uma alma de lã mineral, compreendendo fibras de origem vítrea aglomeradas com ligantes termoendurecíveis, revestida sobre suas duas faces (as bordas do painel não sendo necessariamente revestidas). Precisa-se que se entende aqui por «faces» do painel, as faces principais de maior extensão.

De um modo geral, os revestimentos utilizados nestes painéis são os seguintes: a) Face interna do conduto: Normalmente, esta superfície é revestida por um conjunto chamado “complexo”, formado por uma película de alumínio e de papel kraft, colados juntos sua disposição ou a ordem das camadas sendo suscetíveis de variação. Em certos produtos conhecidos e disponíveis no mercado, incorpora-se à alma do painel, durante a fabricação deste último e sobre a face destinada ao interior do conduto, um véu de vidro (tecido de fibras de vidro não tecidas) que é em seguida revestido do dito complexo. Existem ainda no mercado produtos, cada vez menos utilizados, cujo revestimento de superfície interna é constituído unicamente do dito véu, sem nenhum complexo de revestimento suplementar.

Estas diferentes formas de revestimento têm todas como função evitar o arrancamento das fibras pela circulação de ar dentro do conduto. b) Face externa do conduto: Esta superfície é sempre revestida de uma camada metálica ou de um conjunto chamado “complexo”, formado por uma camada de alumínio, de papel kraft e de uma malha de fibras de vidro (a disposição, a composição ou a ordem das camadas são suscetíveis de variação).

Conhecem-se, de fato, painéis deste tipo cuja alma pode incorporar um véu de fibras de vidro unicamente sobre uma de suas faces, a dita face sendo sempre disposta na parte correspondente à superfície interna do conduto, uma vez formada. Este véu pode ficar descoberto no interior do conduto ou pode ser dotado de um revestimento.

No momento atual, não se conhece no mercado painéis que incorporam sobre a alma de lã mineral, um véu de fibras de vidro ou de polímeros orgânicos sobre a face exterior, de modo que o revestimento ou complexo externo possa aderir diretamente a esta última.

Os painéis de lã de vidro para a construção de condutos são cortados e reunidos para dar lugar a redes de condutos para a distribuição de ar.

Na prática, o ar é encaminhado para o interior dos condutos formados por estes painéis em uma pressão estática e dinâmica determinada.

Conseqüentemente, devido à pressão exercida pelo ar no interior do conduto, este último deve possuir uma rigidez determinada a fim de evitar sua deformação e a deterioração que resulta disso. Com o objetivo de garantir a ausência de deformações, os painéis a partir dos quais os condutos são construídos devem apresentar uma certa rigidez à flexão, independentemente dos elementos de reforço suscetíveis de serem colocados ao longo do conduto. O emprego destes painéis na aplicação concreta da fabricação de condutos necessita que esta resistência à flexão, ou resistência á deformação, se exerça face tanto a pressões positivas (dilatação do conduto) quanto a pressões negativas (contração ou diminuição da seção interna do conduto). Definitivamente, o painel deve apresentar uma resistência à flexão nos dois sentidos.

Como se sabe, a rigidez deste tipo pode ser avaliada em função do módulo de Young e do momento de inércia do painel. Da mesma maneira, a rigidez de um painel à flexão pode ser avaliada a partir da deformação que ele apresenta quando é submetido a seu próprio peso ou em carga. O nível de rigidez desejado é geralmente obtido por melhorias introduzidas na alma do painel (normalmente constituída de lã mineral, geralmente de lã de vidro e resinas sintéticas que a aglomeram). Estas melhorias consistem em tratar, ou em melhorar, o tipo de fibras e o ligante que os une, e igualmente em aumentar a densidade do conjunto formado por estes componentes da alma do painel, entre outras.

Mesmo se as diferentes camadas de revestimento aplicadas sobre a alma do painel são em teoria benéficas para enrijecer o painel, o ganho de rigidez não é significativo ou pelo menos é insuficiente na prática para dar ao painel uma classe de rigidez superior, em razão de seu comportamento desigual que depende do modo pelo qual pressão se exerce no interior do conduto. O presente modelo de utilidade se destina, como objetivo principal, a propor um painel de lã mineral, de preferência de lã de vidro, possuindo características de rigidez estrutural sensivelmente melhoradas. Este objetivo foi plenamente atingido por meio do painel de lã mineral objeto da descrição que se segue, e cujas características principais são indicadas no preâmbulo da reivindicação 1. O presente modelo de utilidade propõe essencialmente a formação de um painel que se distingue fundamentalmente outros painéis conhecidos do mesmo tipo pelo fato de que o painel do modelo de utilidade apresenta a particularidade de ser revestido de um véu sobre as duas faces da alma que ele incorpora.

Parece, com efeito, que, para um painel que incorpora um véu único para o revestimento do lado interno, a rigidez não é uniforme pelo fato de que o véu não está presente senão em uma única face do conduto.

Obtém-se de acordo com o modelo de utilidade o crescimento desejado da rigidez estrutural do painel graças ao aumento da rigidez superficial e da resistência à tração conferida pelos véus das duas faces, o que permite obter condutos de maior resistência face tanto às pressões positivas quanto às pressões negativas (condutos de impulsão e de retomo ou de aspiração).

De acordo com o modelo de utilidade, o véu é disposto sobre cada uma das faces ou superfícies da alma do painel, e pode ser realizado à base de fibras de vidro, de fibras de polímeros orgânicos ou comportar misturas de fibras de poliéster e fibras de vidro, tecidas entre si, ou não tecidas e ligados com a ajuda de um ligante ou de uma resina sintéticos, e incorporar ademais, eventualmente, um reforço constituído de fios. Obtém-se desta maneira um painel altamente reforçado, de maior rigidez estrutural e cujo comportamento face às pressões positivas ou negativas é sensivelmente melhorado durante sua utilização na construção de condutos para instalações de ar condicionado. O modelo de utilidade tem igualmente por objeto um processo para aumentar a rigidez de um painel de lã mineral do tipo daqueles utilizados para a fabricação de condutos de ar.

Breve descrição dos desenhos Estas características e vantagens do modelo de utilidade, assim como outras, aparecerão mais claramente a partir da descrição detalhada que se segue de uma forma preferida de realização, dada unicamente a título de exemplo ilustrativo e não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 mostra uma representação esquemática em perspectiva de uma porção de painel de lã mineral construído de acordo com os ensinamentos do presente modelo de utilidade.

Descrição de uma forma de realização preferida Como se indicou acima, a descrição detalhada da forma de realização preferida do painel do modelo de utilidade vai se fazer, com a ajuda do desenho anexo. Neste sentido, a única figura mostra uma representação esquemática de uma vista em perspectiva de um painel do modelo de utilidade, no qual se distingue uma alma 1 de lã mineral, cujas superfícies interna e externa são suscetíveis de receber, de acordo com o modelo de utilidade, um véu 2 sobre cada uma elas, solidária das ditas superfícies, os ditos véus se prolongando sobre a totalidade das ditas superfícies respectivas, os revestimentos 3, 4 desejados podendo ser aplicados sobre a face externa.

Cada um dos véus 2, incorporadas sobre as superfícies interna e externa da alma do painel é constituída de uma multiplicidade de fibras de vidro ou de fibras de polímeros orgânicos, tecidas ou não tecidas. Os materiais de fabricação dos ditos véus 2 podem igualmente comportar vantajosamente uma mistura de fibras de polímero (notadamente poliéster) e de fibras de vidro. A título de ilustração, indica-se que a gramagem de um véu útil de acordo com o modelo de utilidade pode ser da ordem de 30 a 50 g/m , de preferência 35 a 40 g/m2.

Quando se trata de fibras de vidro, pode-se tratar de fibras de lã mineral obtidas por estiramento em fluxo gasoso de filamentos de vidro ou de fios de vidro têxtil cortados.

De modo geral, os véus em particular não tecidos podem compreender fibras ligadas entre si com a ajuda de uma ligante ou de uma resina sintéticos.

As fibras que compõem os véus, tecidas ou não tecidas, podem comportar fios de reforço que podem ser fios naturais ou sintéticos, notadamente fios de polímeros ou fios de vidro obtidos por estiramento/enrolamento de filamentos de vidro. A fixação dos véus 2 sobre a alma 1 de lã mineral (de preferência, de lã de vidro) se faz no curso do mesmo processo de produção desta última, previamente à passagem dos ligantes sintéticos na estufa de polimerização, os quais são chamados a se misturar com as fibras vítreas da lã mineral. A adesão dos véus 2 à alma 1 se faz normalmente com a ajuda do mesmo tipo de ligante sintético que aglomera as fibras que compõem a lã mineral. Desta maneira, as lãs minerais que comportam o ligante sintético que ainda não foi polimerizado, são dispostas entre duas superfícies de tela do tipo descrito, à maneira de um “sanduíche”. O dito sanduíche de lã mineral que compreende de cada lado um véu 2, é introduzido na estufa, na qual o ligante se polimeriza sob a ação do calor, de modo a unir entre si as partes deste sanduíche e a formar assim um conjunto que toma o formato de um painel rígido. Este modo de incorporação dos véus 2 à alma 1 de lã mineral assegura a união íntima dos ditos elementos, oferecendo a vantagem de aumentar a rigidez da alma 1, a qual é bem superior àquela que obteriam os mesmos véus se eles fossem colados de modo diferente.

Em consequência, o painel do modelo de utilidade é finalmente configurado de acordo com uma ordem que vai da face mais interna em contato com o ar que circula no conduto fabricado a partir destes painéis e se estabelecendo como se segue: - Revestimento 3 interno: este último é formado de uma camada múltipla complexa cuja configuração a mais clássica, mas não exclusiva, compreende a incorporação de uma película de alumínio e de papel kraft; - Alma 1 do painel: constituída de um corpo formado de lã mineral, notadamente de lã de vidro de uma densidade determinada, sobre as faces externa e externa da qual é incorporada um véu 2 realizada à base de fibras de vidro ou de polímeros orgânicos, ou de uma combinação de ambos: - Revestimento 4 externo: este último é formado de um complexo de múltiplas camadas, cuja configuração a mais clássica, mas não exclusiva, compreende a utilização de uma película de alumínio, de uma treliça de fios de vidro e de papel kraft. A composição do painel tal como proposta pelo modelo de utilidade permite obter melhorias que afetam, em particular, as propriedades requeridas da parte deste tipo de painéis em vista de sua utilização na construção de condutos de ar condicionado, notadamente no que refere à sua rigidez à flexão. Este aumento da rigidez oferece duas vantagens fundamentais, a saber, a resistência à dilatação ou à deformação do conduto fabricado a partir dos painéis melhorados, e a resistência à flexão dos painéis de grandes dimensões (em tomo de 3 metros de comprimento, com uma espessura de 2,5 cm) durante a manipulação e o transporte antes da fabricação em série dos condutos. A redução do risco de dobramento em dois dos painéis, que impede a utilização do painel na zona da dobra (desperdício de material), constitui igualmente uma vantagem importante, do ponto de vista tanto da manipulação quanto dos custos de instalação.

Adicionalmente, pelo fato de que habitualmente, para aumentar a rigidez do painel, recorre-se normalmente a um crescimento da densidade da alma 1 do painel ou de seu teor de ligantes sintéticos, a incorporação do véu 2 sobre as duas faces da alma 1 dos painéis permite reduzir estes critérios para obter, no entanto, os mesmos resultados, ou mesmo rendimentos superiores. Esta redução da densidade pode atingir porcentagens que excedem 5% ou, em variante, é possível diminuir o teor de ligante, com reduções de mais de 2 pontos em relação ao valor em porcentagem nos painéis equivalentes que não incorporam as melhorias propostas (por exemplo, passar de uma taxa de ligantes de 12% a uma taxa inferior a 10%).

Estas reduções resultam numa diminuição dos custos do processo de produção. Assim, se se compara dois painéis a saber um primeiro painel de tipo convencional que não incorpora tela sobre as duas faces, e um segundo painel construído de acordo com o modelo de utilidade, em outras palavras, dotado de um véu sobre as duas faces, o resultado obtido é que, com rigidez estrutural igual, o painel do modelo de utilidade apresenta uma densidade que representa cerca de 95% da densidade do primeiro painel. A tabela abaixo apresenta os resultados de medidas de flecha em conformidade com a norma EM 13403 sobre um painel de acordo com o modelo de utilidade e a título comparativo sobre um painel desprovido de telas. Constata-se um nível de rigidez equivalente com uma densidade consideravelmente reduzida de acordo com o modelo de utilidade.

Adicionalmente, o fato de incorporar, de acordo com o modelo de utilidade, o véu 2 sobre a face externa da alma 1 do painel permite acrescer igualmente a resistência do painel ao puncionamento, uma vez que este último foi revestido sobre esta face. Pode-se tirar partido desta vantagem para reduzir os revestimentos ou complexos 3, 4 que se faz aderir na seqüência à alma 1, na medida em que as solicitações às quais eles são submetidos diminuirão devido à contribuição do dito véu 2 para a resistência mecânica do conjunto.

Uma parte das reduções suscetíveis de serem aplicadas a estes complexos afeta, pois, a gramagem dos componentes orgânicos que eles contêm, o que conduz a uma melhoria do comportamento ao fogo do revestimento externo e do produto no seu conjunto.

No caso da utilização do véu 2 sobre a face externa da alma 1 do painel, de acordo com o modelo de utilidade, obtém-se uma superfície mais lisa, que permite fazer aderir a ela, na seqüência, revestimentos (complexos), utilizando menos adesivo ou cola, donde uma melhoria do comportamento do produto e do revestimento ao fogo, e isto em relação com ensaios sobre a dita característica realizados em laboratórios independentes. Não é julgado útil entender o conteúdo da presente descrição para permitir a um especialista na matéria compreender seu alcance assim como as vantagens derivadas do modelo de utilidade, e desenvolver e colocar em prática seu objeto.

Dito isto, é bem entendido que o modelo de utilidade foi descrito de acordo com uma realização preferida deste último, de modo que ele poderá ser o objeto de modificações sem que seja de forma alguma prejudicado seu alcance no fundamento do dito modelo de utilidade, estas modificações podendo ser introduzidas em particular na forma, nas dimensões ou mesmo nos materiais de fabricação do conjunto ou de suas partes constitutivas.

Claims (4)

1. Painel de lã mineral de rigidez estrutural aumentada, composto de uma alma central» notadamente de lã de vidro» revestida sobre as duas faces de revestimentos» a dita alma incorporando um véu sobre a face situada no interior do conduto obtido, o painel sendo caracterizado pelo fato de que compreende uma alma (1) cujas duas faces superficiais, tanto a face interna quanto a face externa, incorporam» cada uma» um véu (2) respectivo» que se estende sobre a totalidade destas últimas faces, os dois véus (2) sendo ligados às superfícies da alma (1) com a ajuda de ligantes polimerizáveis sob a ação do calor, o painel sendo utilizado para a fabricação de condutos de ar auto-suportáveis, em particular de ar condicionado.

2. Painel de lã mineral de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito véu (2) que recobre cada face da alma (1) é composto de fibras de vidro ou de fibras de polímeros orgânicos» ligadas entre si com a ajuda de um ligante ou de uma resina sintéticos, ou, se for o caso, de uma mistura de fibras de polímero e de fibras de vidro.

3. Painel de lã mineral de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as fibras que compõem os véus (2) apresentam fibras tecidas e/ou não tecidas.

4. Painel de là mineral de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as fibras que compõem os véus (2), tecidas ou não tecidas, incluem fios de reforço.