IT201900000655A1

IT201900000655A1 - Rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma e relativo metodo di realizzazione.

Info

Publication number: IT201900000655A1
Application number: IT102019000000655A
Authority: IT
Inventors: Luciano Mazzer
Original assignee: Iwis Insulation Waterproofing Ind Systems S R L
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-16
Also published as: WO2020148618A1

Description

RIVESTIMENTO BITUMINOSO AD ELEVATA RESISTENZA ALLA

FIAMMA E RELATIVO METODO DI REALIZZAZIONE

La presente invenzione riguarda genericamente un rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma ed un metodo di realizzazione relativo.

Più in particolare, l’invenzione si riferisce ad un rivestimento bituminoso a tre o cinque strati composto da un velo di vetro, uno strato di bitume modificato e additivato con speciali ritardanti di fiamma, un composto a base di grafite, un tessuto di vetro, un adesivo bituminoso ed un film siliconato.

Attualmente esistono sul mercato rivestimenti bitumati di varia natura, con pesi e grammature diverse, che vengono utilizzati nell’industria delle costruzioni, quali strati di protezione per pannelli isolanti per la copertura dei tetti o per l’isolamento termico delle pareti; con simile tecnologia, ma diversa destinazione d’uso, il mercato propone anche rivestimenti bituminosi chiamati “sotto-tegola” e comprendenti generalmente un velo di vetro o poliestere saturato con compound a base di bitume ossidato o modificato in APP o SBS.

La finitura di tali prodotti può essere in TNT di polipropilene, poliestere, sabbia o graniglia; nelle diverse versioni sono disponibili rivestimenti sottotegola da posare a secco, da inchiodare o da incollare, previa rimozione di un film anti-aderente.

Questi rivestimenti hanno lo scopo di fungere da barriera impermeabile (spesso anche traspirante) del tetto, per accogliere successivamente, nella parte sovrastante, tegole canadesi, lamiere, coppi o altre tipologie di copertura.

Siano essi destinati ai pannelli isolanti o in funzione sotto-tegola, questi rivestimenti bituminosi hanno caratteristiche di resistenza alla fiamma molto basse e, considerando che vengono applicati in maniera massiccia su strutture in legno, molto spesso tale limite impone al costruttore la scelta di prodotti alternativi molto più costosi.

Sul mercato sono infatti disponibili rivestimenti noti come “mineralizzati” (non bituminosi), sintetici, con grafite espandibile, che spesso non hanno caratteristiche di impermeabilità e che sono soggetti a degrado per effetto degli agenti atmosferici, sui quali, nella parte sovrastante, non possono essere applicate, né a fiamma né a freddo, membrane impermeabilizzanti in bitume/polimero.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un rivestimento o telo bituminoso ad elevate caratteristiche di resistenza alla fiamma, che consenta di ottenere rivestimenti per pannelli isolanti, sottotegola autoadesivi e non.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un rivestimento bituminoso con elevate caratteristiche di resistenza al fuoco e di comportamento alla fiamma, che mantiene inalterate le caratteristiche di impermeabilità e durabilità.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di indicare un metodo per la realizzazione del rivestimento bituminoso di cui sopra.

Questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione, vengono raggiunti da un rivestimento o telo bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo la rivendicazione 1 allegata; altre caratteristiche di dettaglio del rivestimento bituminoso e del relativo metodo di realizzazione sono descritte nelle rivendicazioni successive.

In modo vantaggioso, la speciale tecnologia produttiva realizzata e i diversi strati che compongono il rivestimento, che è oggetto della presente invenzione, permettono di ottenere classi di reazione al fuoco che rispettano le normative più severe.

Inoltre, a differenza dei prodotti “mineralizzati”, il rivestimento o telo bituminoso oggetto della presente invenzione può essere oggetto di una successiva sovrastante applicazione, a fiamma o a freddo, di membrane impermeabilizzanti in bitume/polimero.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del rivestimento o telo bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, relativa a forme di realizzazione esemplificative e preferite, ma non limitative, del suddetto rivestimento, e dai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista schematica in sezione di una prima forma di realizzazione di un telo o rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista schematica in sezione di un’altra forma di realizzazione di un telo o rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo la presente invenzione;

- la figura 3 è una vista schematica esemplificativa di una modalità di realizzazione di un rivestimento o telo bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo l’invenzione;

- la figura 4 mostra schematicamente il principio di funzionamento del telo o rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, secondo la presente invenzione.

Con particolare riferimento alla figura 1 menzionata, secondo una prima forma realizzativa preferita, ma non limitativa, il rivestimento o telo bituminoso, secondo la presente invenzione, prevede una stratigrafia comprendente un primo strato 1 di velo di vetro con peso unitario o grammatura variabile da 50 a 120 g/m<2>, un secondo strato 2 di compound o miscela bituminosa ad elevata resistenza al fuoco ed un terzo strato 3 di tessuto di vetro ad elevata resistenza al calore.

Secondo una versione alternativa, mostrata nella figura 2 allegata ed utilizzabile per sotto-tegola autoadesivo e non, sullo strato 1 di velo di vetro è applicato uno strato 5 di TNT in polipropilene o un film siliconato, previa spalmatura di uno strato 4 di compound bituminoso o di una mescola con proprietà auto-adesive. La grammatura al m<2 >(peso unitario) per il rivestimento oggetto della presente invenzione varia a seconda delle tipologie da 300 a 1200 g/m<2>.

In particolare, la miscela bituminosa di cui è composto il secondo strato 2 comprende bitume distillato, polipropilene, un additivo anti-fiamma e carbonato di calcio, a cui è aggiunta grafite espandibile.

Il rivestimento bituminoso nella versione a tre o cinque strati come descritto in precedenza è realizzato con speciali linee produttive modificate appositamente (come mostrato in dettaglio nella figura 3 allegata). In particolare, la miscela bituminosa di cui è composto il secondo strato 2 è preparata in un miscelatore primario A con bitume distillato, polipropilene, un additivo anti-fiamma e carbonato di calcio. La miscelazione avviene per circa 3 ore alla temperatura di 180°C e, una volta che il composto ottenuto è disperso in maniera ottimale, il suddetto composto viene trasferito in un miscelatore secondario B dove la temperatura è ridotta da 180°C a 150°C. Al raggiungimento della temperatura necessaria alla lavorazione, il composto (compound) viene pompato in una vasca di impregnazione C, previa aggiunta di grafite espandibile. A questo punto, lo strato 1 di velo di vetro viene impregnato su un lato con la miscela bituminosa così ottenuta e, in corrispondenza di un primo rullo di rinvio D, viene applicato superiormente lo strato 3 di tessuto di vetro.

Se il manufatto è destinato al rivestimento di pannelli si passa direttamente alle fasi di raffreddamento K e confezionamento H, mentre, al contrario, se si deve fabbricare sotto-tegola, si applica un secondo strato 4 di compound o miscela bituminosa prelevato dal miscelatore F e, successivamente, uno strato 5 di TNT in polipropilene a copertura della faccia sottostante.

Nella versione auto-adesiva, lo strato 4 di compound bituminoso è sostituito con uno strato di compound auto-adesivo e lo strato 5 di TNT in polipropilene con un film siliconato anti-aderente.

Lo strato 1 di velo di vetro è il supporto sul quale avviene la stesura della miscela bituminosa resistente al fuoco di cui è composto il secondo strato 2.

Nella versione a tre strati il supporto è a contatto diretto con i pannelli isolanti, mentre nella versione a cinque strati è a contatto anche con lo strato 4 di compound bituminoso (modificato con APP/SBS) o autoadesivo.

Il velo di vetro è un prodotto costituito da fibre di vetro sottili e corte, con diametro dell’ordine del decimo di mm e lunghe approssimativamente tra 15 e 30 mm; le fibre sono mantenute unite da speciali leganti polimerici, solitamente presenti per il 25-35% della massa totale.

La massa di fibre e legante viene termo-calandrata quando è ancora calda, in modo da ottenere un telo omogeneo e planare, che viene poi avvolto in rotoli. Il velo di vetro attualmente in commercio è classificato in base alla massa areica, che varia da 30 a 150 g/m<2>, e in base alla larghezza.

Ne esistono anche versioni rinforzate con fibre di vetro longitudinali o accoppiate con altri materiali, quali alluminio e poliestere.

Il velo di vetro è estremamente utile per l’industria dei materiali da costruzione e impermeabilizzanti, ampiamente utilizzato per la produzione di membrane bituminose, membrane sotto-tegola e rivestimenti per pannelli isolanti.

A causa della sua composizione chimica (essenzialmente è diossido di silicio, SiO2) è estremamente insensibile al calore e, per applicazioni a temperatura ambiente, mantiene la stabilità di forma.

Inoltre, nonostante sia additivato di leganti polimerici, si presta ad essere una buona barriera alla fiamma e, infine, grazie alla riduzione del vetro in fibre, presenta un’ottima resistenza meccanica alla trazione.

Le caratteristiche tipiche di un velo di vetro da 100 g/m<2 >sono le seguenti:

Il compound bituminoso è una miscela costituita da bitume ed altri componenti. A temperatura ambiente il compound bituminoso si trova allo stato solido e quindi deve essere lavorato ad una temperatura superiore ad almeno 120°C quando si trova allo stato liquido. Oltre i 300°C il compound raggiunge il suo punto di infiammabilità, dando origine a fiamme più o meno persistenti. Qualsiasi compound bituminoso viene classificato secondo parametri standard, quali peso specifico, penetrazione all’ago ad una determinata temperatura, punto di rammollimento e viscosità Brookfield, la cui modalità di misurazione è normata. Preferibilmente, lo speciale compound bituminoso ad alta resistenza al fuoco di cui è composto il secondo strato 2 del rivestimento oggetto della presente invenzione è una miscela composta da bitume, polipropilene, carbonato di calcio e grafite espandibile e contiene, come additivo anti-fiamma, silice colloidale, secondo le seguenti proporzioni:

Lo strato 2 di compound bituminoso è applicato sullo strato 1 di velo di vetro, secondo la presente invenzione, in ragione di 250-800 g/m<2>, a seconda dei diversi tipi di rivestimento che si vogliono ottenere, e quindi protetto con lo strato 3 di tessuto di vetro. Le sue caratteristiche sono variabili a seconda della destinazione d’uso e del tipo di versione del prodotto (a tre o a cinque strati), secondo la seguente tabella:

Lo strato 3 di tessuto o rete di vetro, utilizzato come copertura dello strato 2 di compound bituminoso, sia nella versione a tre strati che in quella a cinque strati, comprende fibre di vetro molto lunghe, intrecciate fra loro a formare dei fili dello spessore dell’ordine del decimo di mm.

Questi fili sono poi disposti a trama ed ordito fino a formare un vero e proprio tessuto.

I fili tessuti sono ricoperti con una emulsione paraffinica in ragione di circa l’1% in massa.

La maglia con cui sono tessuti i fili è estremamente chiusa e ne risulta una superficie molto regolare.

Questo materiale, a causa della sua composizione chimica, è estremamente insensibile al calore e per applicazioni a temperatura ambiente mantiene la stabilità di forma.

Inoltre, si presta ad essere un’ottima barriera alla fiamma, in quanto la silice non brucia e l’estrema chiusura della maglia funge da impedimento alla penetrazione della fiamma.

Infine, la regolarità e l’orientamento delle fibre permette l’ottenimento di ottime caratteristiche meccaniche e dei buoni allungamenti a rottura.

Il materiale è meccanicamente isotropo, non risente dunque della direzione di filatura e le caratteristiche meccaniche derivano dai fili orientati nelle direzioni di trama ed ordito.

La superficie regolare e liscia, inoltre, fa in modo che le fibre non si attacchino a pelle o vestiti (e quindi il materiale non risulta mai irritante) e garantisce un’ottima adesione allo strato 2 di compound bituminoso.

Il tessuto di vetro tradizionale è classificato a seconda della massa areica (da 50 a 400 g/m<2>), della larghezza e dell’utilizzo, che determina la grandezza dei fili e il tipo di tessitura.

Un tessuto di vetro tipico da 100 g/m<2 >presenta le seguenti caratteristiche:

Lo strato 3 di tessuto di vetro, sottoposto all’azione del fuoco FF, funge da scudo allo strato 2 di compound bituminoso resistente alla fiamma (come mostrato in dettaglio nella figura 4 allegata). Il compound bituminoso, pur avendo un punto di rammollimento inferiore al punto di innesco della grafite (da 50°C a 100°C), beneficia dell’effetto di schermatura conferito dallo strato 3 di tessuto di vetro e, in attesa dell’innesco della grafite, non rammollisce e conseguentemente non produce fumo e non gocciola.

Una volta innescata la reazione della grafite, per effetto del superamento dei 200°C, la stessa dissipa calore mediante espansione e di fatto crea uno strato cuscinetto tra lo strato 3 di tessuto di vetro e lo strato 1 di velo di vetro posto nella parte inferiore della stratigrafia (aderente quindi al supporto da proteggere). In questo modo, il danno al supporto che accoglie il rivestimento risulta estremamente limitato. Il tessuto di vetro svolge altresì una funzione fondamentale per l’eventuale applicazione, a caldo, di una membrana impermeabilizzante sulla superficie superiore del rivestimento, perché di fatto protegge la grafite all’interno dello strato di compound bituminoso, impedendo che si espanda durante le fasi di posa della membrana impermeabilizzante.

Sono stati eseguiti dei test comparativi di comportamento alla fiamma tra il rivestimento oggetto della presente invenzione e altri prodotti con uguale destinazione d’uso. Dall’analisi è emerso che il rivestimento oggetto dell’invenzione presenta una resistenza alla fiamma sensibilmente superiore rispetto a tutti i prodotti bituminosi e sintetici oggetto dell’analisi comparativa. Il comportamento risulta invece simile ai prodotti mineralizzati non impermeabili, che hanno però tutti i limiti descritti in precedenza. Nella tabella seguente sono riassunti i risultati emersi dai test interni di laboratorio (FB test non normato, secondo cui il test è eseguito previa sagomatura di un pannello in poliuretano di dimensioni 30×30×5 cm, ove sulla faccia superiore viene applicato il rivestimento oggetto del test con pari dimensioni ed il provino è sottoposto all’azione di una fiamma, per un tempo di 60 secondi, che dista circa 5 cm dalla superficie del campione.

Il risultato della prova viene giudicato in base all’estensione del danno ed alle condizioni del rivestimento e del pannello isolante):

L’esito del test è riferito alla norma EN 13501-1, che definisce le categorie di reazione al fuoco.

Per classificare un prodotto, la norma richiede che siano eseguite prove di ignizione secondo una o più modalità, separatamente. La massima categoria attribuibile al prodotto risulta la classe B, quella raggiunta dal prodotto oggetto dell’invenzione, con propagazione di fiamma limitata, picco di calore limitato, calore totale sviluppato limitato, fronte di fiamma laterale limitato, produzione di fumi limitata e nessuna particella infiammata.

In merito alla resistenza all’acqua, per quanto esistano delle norme per membrane e materiali bituminosi relative all’impermeabilità ed all’assorbimento d’acqua, un confronto con rivestimenti mineralizzati non è assolutamente fattibile, visto che tali rivestimenti vengono disgregati dal contatto prolungato con l’acqua. Il prodotto oggetto dell’invenzione è classificabile secondo lo standard per i sottostrati bituminosi EN 13859-1, come da tabella seguente:

Dalla descrizione effettuata risultano chiare, quindi, le caratteristiche del rivestimento bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

E’ chiaro, infine, che numerose varianti possono essere apportate all’esempio realizzativo qui descritto, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva oggetto delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Rivestimento o telo bituminoso ad elevata resistenza alla fiamma, caratterizzato dal fatto di comprendere una stratigrafia formata da un primo strato (1) di supporto composto da velo di vetro, un secondo strato (2), posto superiormente a detto primo strato (1), composto da una prima miscela bituminosa comprendente bitume distillato, polipropilene, un additivo antifiamma, carbonato di calcio e grafite espandibile, ed un terzo strato (3), sovrapposto a detto secondo strato (2), composto da tessuto di vetro.
2. Rivestimento bituminoso come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo strato (1) composto da velo di vetro ha un peso unitario variabile da 50 a 120 g/m<2>, mentre detto rivestimento presenta un peso unitario variabile fra 300 e 1200 g/m<2>.
3. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che su detto primo strato (1) composto da velo di vetro, da parte opposta rispetto a detto secondo strato (2), è applicato un quarto strato (4) composto da una seconda miscela bituminosa o auto-adesiva e, inferiormente a detto quarto strato (4), è applicato un quinto strato (5) composto da TNT in polipropilene o da un film siliconato anti-aderente.
4. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto primo strato (1) è a contatto diretto con pannelli isolanti.
5. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo strato (1) è a contatto anche con detto quarto strato (4).
6. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo strato (1) composto da velo di vetro comprende fibre di vetro sottili e corte, mantenute unite da leganti polimerici.
7. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto additivo anti-fiamma presente in detta prima miscela bituminosa è silice colloidale.
8. Rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto terzo strato (3) composto da tessuto di vetro comprende fibre di vetro lunghe, intrecciate fra loro a formare fili sottili disposti a trama ed ordito fino a formare un vero e proprio tessuto, detti fili essendo ricoperti con una emulsione paraffinica.
9. Metodo per realizzare un rivestimento bituminoso come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno le seguenti fasi produttive: - preparazione, in un primo miscelatore (A), di un composto comprendente bitume distillato, polipropilene, un additivo anti-fiamma e carbonato di calcio; - miscelazione per un tempo di circa 3 ore ad una temperatura di 180°C e trasferimento di detto composto in un secondo miscelatore (B) dove la temperatura è ridotta da 180°C a 150°C; - pompaggio di detto composto così ottenuto in una vasca di impregnazione (C), previa aggiunta di grafite espandibile, al fine di ottenere detta prima miscela bituminosa; - deposizione, su un lato di detto primo strato (1) di velo di vetro, di detta prima miscela bituminosa e, superiormente a detta prima miscela bituminosa, di detto terzo strato (3) composto da tessuto di vetro; - raffreddamento (K) e confezionamento (H) del rivestimento bituminoso.