IT201900017288A1 - Processo per preparare bordi di pannelli a prova di acqua, rinforzati e/o a fiamma ritardata - Google Patents

Processo per preparare bordi di pannelli a prova di acqua, rinforzati e/o a fiamma ritardata Download PDF

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Description

Descrizione
di una invenzione industriale dal titolo:
PROCESSO PER PREPARARE BORDI DI PANNELLI A PROVA DI ACQUA,
RINFORZATI E/O A FIAMMA RITARDATA
[001] La presente invenzione si riferisce al campo tecnico dei processi per la produzione di bordi di pannelli porosi a ritardo di fiamma e/o rinforzati. In particolare, l’invenzione si riferisce ad un processo per migliorare le prestazioni dei pannelli in legno o in altri materiali compositi con speciale riferimento ai bordi di detti pannelli.
[002] Vale la pena di menzionare il significato di bordo in questa descrizione. Un pannello presenta due superfici prevalenti, che sono il suo lato superiore e il suo lato inferiore, che consistono nelle due superfici di dimensioni maggiori, e quattro bordi, che sono perpendicolari a, e connettono detti lati prevalenti superiore e inferiore. Per una comprensione visiva del termine bordo, fare riferimento alla Figura 1.
[003] Nell’arte, è noto rivestire detti bordi tramite l’uso di teste di verniciatura vacuum. Ad esempio, US5976249A di Joseph Schiele OHG rivela una testa di verniciatura orientabile verso un manufatto per un movimento relativo di un manufatto e l’applicazione di una sostanza di rivestimento su una superficie di detto manufatto. La testa di verniciatura comprende un ugello di applicazione provvisto di una connessione a una sorgente di sostanza di rivestimento della superficie, e un ugello di aspirazione provvisto di una connessione per l’aspirazione. L’ugello di applicazione è formato come un ugello a fessura adattato ad affrontare la superficie del manufatto ad una piccola distanza da esso, e presentando una bocca che è formata da una fessura che si estende trasversalmente ad una direzione di movimento. L’ugello di aspirazione è aperto ad una distanza dall’ugello di applicazione come considerata nella direzione di movimento nel pannello.
[004] Con la connessione all’aspirazione, l’aria passa lungo la superficie del manufatto sull’ugello di applicazione ed è aspirata nell’ugello di aspirazione. La depressione dinamica nella corrente di aria aspira il liquido nell’ugello di applicazione e lo eietta contro la superficie del manufatto. A causa del movimento relativo del manufatto e della testa di verniciatura, l’ugello dell’aspirazione si muove sopra l’area appena verniciata e aspira tutti i liquidi in eccesso, vernice, ecc. L’ugello di applicazione e l’ugello di aspirazione possono operare in ordine inverso. In un dispositivo successivo la vernice è separate e riportata all’ugello di applicazione.
[005] Nell’arte, è noto che i bordi dei pannelli sono solitamente il punto debole dei pannelli, a causa del loro sistema di produzione. Tali bordi sono soggetti ad assorbimento di acqua, delaminazione, rigonfiamento e attacco da parte delle fiamme.
[006] Nell’arte, è noto fare uso di agenti rinforzanti contenenti isocianato come catalizzatore. Ad esempio, US2016303761A1 del medesimo titolare insegna dapprima a caricare un pannello poroso, organico (ad esempio un pannello di truciolare di legno) su un dispositivo di lavorazione. In seguito, un ritardante di fiamma e/o un agente rinforzante è applicato al lato superiore del pannello di truciolare. L’agente applicato è risucchiato o pressato dentro il pannello di truciolare. Questo si fa generando una differenza di pressione tra il lato superiore e il lato inferiore del pannello di truciolare attraverso un apparato che applica una aspirazione.
[007] Gli agenti ritardanti di fiamma noti comprendono sia ritardanti di fiamma alogenati sia ritardanti di fiamma a base di azoto o ritardanti di fiamma organofosforici, i composti non alogenati essendo preferiti. Composti particolarmente preferiti comprendono polifosfato di ammonio, fosfati trialici, trialchilfosfati, polifosfati di melamina e fosfinati.
[008] Composti tipicamente adatti comprendono TCEP (tri(cloroetil) fosfato), TCPP (tri(cloropropil) fosfato), TDCPP (tri(dicloroisopropil) fosfato), TPP (trifenil fosfato), TEHP (tri(2-etilexil) fosfato), TKP (tricresil fosfato), ITP (trifenil fosfato isopropilato), mono-, bis- e tris(isopropilfenil) fosfato, RDP (resorcinolo bis(difenilfosfato)), BDP (bifenol-A-bis(difenilfosfato)), and TBP (tributil fosfato).
[009] Preferibilmente, questi ritardanti di fiamma hanno l’effetto che il calore fa in modo che l’agente formi della schiuma. Questo fa sì che il materiale organico protetto bruci più tardi, oppure solo a temperature più alte. A causa del fatto che il ritardante di fiamma è risucchiato nel materiale da proteggere, quest’ultimo assorbe più ritardante di fiamma. Quindi, il tempo durante il quale il pannello in questione sopporta il fuoco diventa significativamente più lungo.
[0010] Preferibilmente il ritardante di fiamma è applicato sia sul lato superiore sia sul lato inferiore del pannello, ed è così risucchiato o pressato dentro il pannello da entrambi i lati. Questo si può fare in passi successivi, in cui, per esempio, lo stesso passo viene effettuato due volte per generare la differenza di pressione, e il pannello viene capovolto tra i due passi di applicazione.
[0011] Inoltre, è noto che i pannelli di truciolare possono essere rinforzati. Quindi un agente rinforzante viene introdotto nel truciolare, in modo da ridurre in particolare il rischio di rigonfiamento dovuto all’umidità.
[0012] Un agente che forma poliuretano (PUR), cioè misture di dialcoli (dioli) o polioli con di- o poli-isocianati, è preferibilmente impiegato come agente rinforzante. Tali misture sono anche impiegate come prepolimeri, cioè monomeri parzialmente reagiti.
[0013] Quindi l’introduzione di un agente rinforzante nel pannello di truciolare è effettuata come alternativa o in aggiunta all’introduzione del ritardante di fiamma. È possibile introdurre i due agenti successivamente nel pannello di truciolare. Tuttavia, si preferisce introdurre il ritardante di fiamma e l’agente rinforzante congiuntamente nel pannello di truciolare. In particolare, i due agenti vengono mescolati prima di essere applicati al pannello di truciolare. Quindi si può realizzare una distribuzione omogenea dei due agenti.
[0014] L’applicazione del ritardante di fiamma e/o dell’agente rinforzante ai bordi di un pannello di truciolare può essere effettuata tramite un applicatore a testa vacuum.
[0015] Preferibilmente, si applicano da 20 a 200 g/m<2>, fino a 700 g/m<2 >di materiale.
[0016] Preferibilmente, il ritardante di fiamma e l’agente rinforzante sono applicati insieme.
[0017] I bordi da verniciare presentano solitamente uno spessore da 6 a 60 mm.
[0018] Uno degli inconvenienti della prior art è il fatto che certi isocianati, che sono utilizzati come catalizzatori dell’agente rinforzante, presentano la proprietà di diventare gassosi al di sopra di 40°C. Di conseguenza, queste sostanze possono essere scarsamente o non assolutamente depositate in impianti che applicano agenti chimici tramite il vuoto.
[0019] Solo alla transizione dall’aspirazione al lato della pressione essi ridiventano liquidi. Questo accade perché gli isocianati diventano gassosi a una riduzione nella pressione statica, anche se essi non si trovano ad una temperatura di 40°C. Vi è così un accumulo di isocianati nella turbina che genera il vuoto, in particolare nel rotore, che la incolla e la rende inutilizzabile. La pompa a vuoto o il compressore a canale laterale si intasa e deve essere pulita/o oppure sostituita/o.
[0020] La presente invenzione si propone di fornire un apparato per fabbricare bordi di pannelli migliorando la loro resistenza all’acqua, infiammabilità e forti capacità di resistenza grazie ad un processo migliorato per applicare un agente rinforzante ai bordi dei pannelli.
[0021] Lo scopo dell’invenzione è ottenuto con un apparato secondo le caratteristiche della rivendicazione indipendente. Forme realizzative vantaggiose e affinamenti sono specificati nelle rivendicazioni dipendenti da queste.
[0022] Lo scopo è risolto con un apparato che applica detto agente rinforzante contenente isocianato tramite una testa vacuum per l’applicazione dell’agente rinforzante su ciascuno o su bordi selezionati del pannello stesso, accoppiata con un eiettore a vuoto posto a valle di detta testa vacuum.
[0023] Questo risolve il problema dell’accumulo dell’isocianato nella pompa a vuoto, in quanto l’eiettore è operato solo sul lato della pressione e genera aria ad alta pressione attraverso l’alto flusso di aria che è generato da un ventilatore ad alta pressione.
[0024] A causa dell’alto tasso di flusso, detto eiettore soffia tutti i fluidi fuori dall’eiettore stesso; i fluidi che comprendono detto isocianato reagiscono poi nell’aria.
[0025] Finora gli eiettori non erano stati usati nel campo della verniciatura a vuoto a causa della loro scarsa efficienza. Usando teste ottimizzate per il flusso, che richiedono un flusso di volume inferiore, l’uso degli eiettori per sistemi di verniciatura a vuoto diventa efficiente.
[0026] La presente invenzione prevede di applicare detto agente rinforzante e/o ritardante di fiamma ad almeno un bordo di un pannello per mezzo di una testa vacuum, in un passo di lavorazione per ciascun bordo. Detti agenti sono assorbiti dal pannello grazie alla porosità del bordo del pannello stesso: essi non sono risucchiati attivamente.
[0027] La presente invenzione consiste nell’interporre un eiettore a vuoto tra il corpo dell’apparato e un compressore a canale laterale che è usato per generare depressione in detto apparato, in modo che la pressione dell’aria torni a valori prossimi a quelli atmosferici, con conseguente condensazione dei vapori di isocianato, che ritorna alla sua forma liquida. In questo modo, il compressore a canale laterale è protetto dall’accumulo di schiuma di isocianato.
[0028] Un primo vantaggio della presente invenzione è prevenire l’accumulo di schiuma di isocianato nel compressore a canale laterale, il che richiede una onerosa manutenzione dell’impianto.
[0029] Un secondo vantaggio della presente invenzione è l’efficienza migliorata di applicazione dell’agente rinforzante contenente isocianato come catalizzatore.
[0030] Un terzo vantaggio della presente invenzione è la possibilità di applicare il ritardante di fiamma e l’agente ritardante ai bordi dei pannelli in un solo passo di fabbricazione.
[0031] Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione sono descritte nella seguente descrizione, in cui forme realizzative esemplificative sono spiegate in dettaglio sulla base dei disegni:
Figura 1 Esempi di bordi;
Figura 2 Rappresentazione schematica di un apparato secondo la presente invenzione;
Figura 3 Dettaglio di un eiettore a vuoto.
[0032] È opportuno menzionare che nella seguente descrizione si fa riferimento a pannelli di truciolare, senza perdere in generalità. In realtà, a qualsiasi pannello fatto di materiale poroso organico può essere applicato un ritardante di fiamma o qualsiasi pannello fatto di materiale poroso sia inorganico sia organico può essere rinforzato o reso a prova di acqua secondo la presente invenzione.
[0033] Le Figure 1A e 1B mostrano un paio di esempi di bordi 1 di pannelli 2. A causa della prospettiva assonometrica dei disegni, è visibile soltanto il lato superiore del pannello 2, e soltanto due bordi 1 sono visibili per ciascun pannello 2. La porzione più scura dei disegni permette di mostrare visivamente un bordo rivestito. Le Figure permettono inoltre di mostrare che i bordi possono presentare forme differenti, che possono essere arrotondata, come mostrato nella Figura 1A, oppure planare, come mostrato nella Figura 1B, o presentare altre forme differenti.
[0034] Solo un bordo del pannello può essere rivestito con l’agente rinforzante, oppure due, tre, o tutti e quattro i bordi possono essere rivestiti con l’agente rinforzante. È ovvio che ciascun bordo richiede un passo di fabbricazione effettuato tramite l’apparato secondo la presente invenzione. Quindi, se è necessario migliorare le prestazioni di tutti i quattro bordi, lo stesso passo di rivestimento del bordo deve essere ripetuto per quattro volte, inserendo ogni volta un bordo differente del pannello nell’apparato secondo la presente invenzione.
[0035] La Figura 2 mostra una rappresentazione schematica di un apparato 10 secondo la presente invenzione.
[0036] L’apparato 10 secondo la presente invenzione comprende una testa vacuum 3, che applica detto agente rinforzante a un bordo 1 di un pannello 2 per volta. Detta testa vacuum è ben nota nell’arte, vedere ad es. US5976249A, e non forma parte della presente invenzione.
[0037] Detta testa vacuum 3 è connessa ad una pompa di ricircolo 8 che alimenta l’agente rinforzante a detta testa vacuum 3 attraverso un tubo di connessione 9. Il flusso di aria, rappresentato dalla freccia 4, generato dalla depressione nel corpo dell’apparato 5, contiene l’agente rinforzante. L’isocianato allo stato gassoso è per lo meno separato parzialmente grazie alla forma delle pareti interne del corpo dell’apparato 5 e alla presenza di un filtro 11. A valle di detto filtro 11, il flusso di aria contiene ancora vapori di isocianato.
[0038] L’agente rinforzante liquido raccolto indicato dalla freccia 6 è filtrato tramite un filtro 7 e poi rialimentato a detta testa vacuum 3 per mezzo della pompa 8, attraverso detto tubo 9 in modo continuo. Questo ha lo scopo di recuperare agente rinforzante.
[0039] La Figura 3 mostra un dettaglio di un noto eiettore 30. Detto eiettore 30 presenta la nota forma comprendente un ingresso 31 e un ugello 32 per il fluido motore, in questo caso aria, e un ingresso 33 per la mistura gassosa che è risucchiata attraverso la detta testa a vuoto e che può essere contaminata con vapori di isocianato. A valle di detti ingressi 31 e 33, che sono perpendicolari tra loro, e l’ugello 32, sono previsti un ugello 34 di ingresso convergente, una gola diffusore 35, un diffusore di uscita divergente 36 e un’uscita 37, che sono tutti paralleli a detto ugello 32.
[0040] Negli apparati secondo lo stato dell’arte, al corpo dell’apparato 5 è collegato direttamente un compressore a canale laterale 12. È stato dimostrato sperimentalmente che quando i vapori di isocianato entrano in detto compressore a canale laterale, si accumula schiuma di isocianato, bloccando detto compressore a canale laterale e rendendo necessari onerosi interventi di manutenzione.
[0041] La presente invenzione risiede nell’interporre un eiettore a vuoto 30 tra detto corpo dell’apparato 5 e detto compressore a canale laterale 12 (vedere Figura 2), così che aria pulita rappresentata dalla freccia in grassetto 13, inserita da detto compressore a canale laterale 12, entri dentro detto eiettore 30.
[0042] L’aria pulita, entrando dentro l’ugello 32 accelera, creando una forte depressione nella camera 33. Questa depressione è ulteriormente aumentata dall’ugello 34, in cui tutta l’aria, sia quella pulita, sia quella contenente vapori di isocianato, viene fortemente accelerata fino alla gola 35. A valle della gola 35, nel cono invertito 36, la velocità è nuovamente diminuita portando la pressione dell’aria a valori vicini a quelli atmosferici, con la conseguente condensazione dell’isocianato, che ritorna alla sua forma liquida. Tutte le porzioni da 33 a 35 sono in depressione; l’isocianato al suo stato liquido si trova solo nella porzione 36. In questo modo il compressone a canale laterale è protetto dall’accumulo di schiuma di isocianato.
[0043] L’eiettore a vuoto usato nel settaggio sperimentale è un Rubin 1200 fabbricato da BRIWATEC. Questo settaggio sperimentale ha permesso di raggiungere un vuoto di 160 mbar, sebbene si sia verificato che 150 mbar sono sufficienti. La pressione può arrivare fino a 400 mbar.
[0044] Più alto è il volume di aria, più alta è la pressione atmosferica negativa.
[0045] È stato dimostrato sperimentalmente che con questo settaggio il bisogno di manutenzione è molto ridotto: senza lo sviluppo di schiuma, il settaggio può essere mantenuto per giorni anziché ore
[0046] Anche quando l’eiettore è sporco, l’intervento di pulizia dell’eiettore è molto più facile e spedito rispetto alla manutenzione di un compressore a canale laterale, che è più complesso in termini di forma e tolleranze.
1 bordo
2 panelllo
3 testa vacuum
4 flusso d’aria risucchiato
4.1 flusso di aria a valle del filtro 11 5 corpo dell’apparato
6 agente rinforzante recuperato 7 filtro
8 pompa di ricircolo
9 tubo
10 apparato
11 filtro
12 compressore a canale laterale 30 eiettore
31 ingresso per fluido motore
32 ugello per fluido motore
33 uscita
34 ugello di ingresso convergente 35 gola di diffusione
36 diffusore di uscita divergente 37 uscita

Claims (9)

  1. Rivendicazioni 1) Apparato (10) per produrre almeno un bordo di un pannello (1) rinforzato e/o a fiamma ritardata (10), comprendente: − Una testa vacuum (3) per rivestire detto bordo (1) con un agente rinforzante comprendente isocianati e/o un ritardante di fiamma; − Un compressore a canale laterale (12) per generare una depressione in detto apparato (10); − I quali sono connessi da un corpo (5) del detto apparato; caratterizzato dal fatto che tra detta testa vacuum (3) e detto compressore a canale laterale (12) è interposto un eiettore a vuoto (30).
  2. 2) Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui il flusso di aria (4) contenente un agente rinforzante a base di isocianato risucchiato da detta testa vacuum (3) per il ricircolo segue il seguente percorso: − Prima il flusso (4) di aria proveniente da detta testa vacuum (3) e contenente isocianato allo stato gassoso è convogliato nel corpo (5) dell’apparato, in cui colpendo le pareti del detto corpo, almeno parte dell’isocianato ritorna alla sua forma liquida (6); − Detto isocianato liquido (6) è riportato a detta testa a vuoto (3) per mezzo di una pompa di ricircolo (8), passando attraverso un filtro (7) e un tubo di collegamento (9); − Detto flusso di aria (4) contenente ancora un po’ di isocianato attraversa un filtro (11) posto nel corpo (5) dell’apparato, e a valle di detto filtro (11) è canalizzato (4.1) a un eiettore a vuoto (30); − Detto iniettore a vuoto (30) è interposto tra un compressore a canale laterale (12) e detto corpo (5) dell’apparato.
  3. 3) Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto eiettore a vuoto (30) comprende un ingresso (31) e un ugello (32) per un fluido motore, un ingresso (33) per una mistura di gas risucchiati da detto pannello (10) supportato da detta camera a vuoto (26); a valle di detti ingressi perpendicolari tra loro (31 e 32) e l’ugello (32) essendo previsto un ugello di ingresso convergente (34), una gola di diffusione (35), un diffusore di uscita divergente (36) e un’uscita (37), tutti (34, 35, 36, 37) paralleli a detto ugello (32).
  4. 4) Apparato secondo la rivendicazione 1 - 3, in cui detto eiettore a vuoto (30) è adatto ad applicare un vuoto di almeno 150 mbar.
  5. 5) Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto pannello poroso (10) presenta uno spessore di 6-0 mm.
  6. 6) Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto eiettore a vuoto (30) è adatto a risucchiare solo detto agente rinforzante.
  7. 7) Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto eiettore a vuoto (30) è adatto a risucchiare una mistura di agente rinforzante ritardante di fiamma.
  8. 8) Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto agente rinforzante è un agente che forma poliuretano (PUR), preferibilmente misture di dialcoli (dioli) o polioli con di- o poli-isocianati.
  9. 9) Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto agente ritardante di fiamma è un ritardante di fiamma alogenato o un ritardante di fiamma a base di azoto o un ritardante di fiamma organofosforico; essendo particolarmente preferiti polifosfato di ammonio, fosfati triarilici, trialchilfosfati, polifosfati di melamina e fosfinati, TCEP (tri(cloroetil) fosfato), TCPP (tri(cloropropil) fosfato), TDCPP (tri(dicloroisopropil) fosfato), TPP (trifenil fosfato), TEHP (tri(2-etilexil) fosfato), TKP (tricresil fosfato), ITP (trifenil fosfato isopropilato), mono-, bis- e tris(isopropilfenil) fosfato, RDP (resorcinolo bis(difenilfosfato)), BDP (bifenol-A-bis(difenilfosfato)), and TBP (tributil fosfato).
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