IT202100002696A1 - Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione avente per titolo:
?METODO OTTIMIZZATO PER LA PRODUZIONE DI UN TERMOISOLANTE COMPOSITO?
Descrizione
Campo della tecnica
L?invenzione opera nell?ambito dei materiali termoisolanti, in particolare nel settore delle automobili. Pi? dettagliatamente la presente invenzione propone un nuovo ed innovativo metodo per realizzare un materiale atto ad isolare il calore generato dal monoblocco del motore durante la combustione o durante una qualsiasi fase di funzionamento.
Arte Nota
Nel settore delle automobili la ricerca sui nuovi materiali e, in particolare, sui nuovi polimeri, ? sempre all?avanguardia per via delle crescenti esigenze del mercato. Sia i clienti, che le normative internazionali, spingono da anni le case automobilistiche a innovare costantemente i materiali per fornire le massime prestazioni tecniche mantenendo i costi bassi ed il rispetto per l?ambiente.
Tra le prestazioni pi? importanti che determinano la preferenza dei consumatori, ci sono senza dubbio le condizioni di comfort dell?abitacolo, che quindi non deve risentire del calore proveniente dal motore n? del calore proveniente dai collettori di scarico e dalla marmitta stessa. Per garantire le corrette condizioni climatiche all?interno del veicolo, sono stati quindi sviluppati numerosi materiali che fungono da termoisolanti.
I materiali termoisolanti sono in genere collocati nei veicoli, in prossimit? del motore e del vano motore in modo da garantire il comfort all?interno dell?abitacolo malgrado le elevate temperature prodotte.
La problematica inerente questo tipo di elementi costitutivi del veicolo sta nel fatto che le caratteristiche ottimali sono ottenute dalla combinazione delle propriet? meccaniche e termiche di pi? materiali.
Quando pi? materiali sono disposti a strati, si osserva il rischio di distacco dei diversi layers. Analogamente quando un materiale pi? rigido ? accoppiato ad uno meno rigido si pu? osservare uno schiacciamento di questo secondo materiale, con conseguente perdita delle prestazioni richieste.
Alcune privative internazionali riguardano questo tipo di componenti dei veicoli, come, ad esempio, il brevetto di origine coreana ed esteso a livello mondiale WO/2016/190596. Tale privativa riguarda un materiale in fibra di polichetone ottenuto per centrifugazione del copolimero, lavaggio, asciugatura e stiramento. La fibra di polichetone ha eccellenti propriet? di resistenza alle sollecitazioni meccaniche, allungamento, resistenza all?acqua, resistenza al calore e conducibilit? termica e consente la produzione di oggetti altamente resistenti non solo alle alte temperature ma, addirittura, anche antiproiettile.
Sebbene la qualit? dell?oggetto cos? prodotto sia elevata, questo, visto l?alto costo produttivo, viene utilizzato per carri armati e altre dotazioni militari, mentre risulta sconveniente per produzioni pi? massive.
Scopo del brevetto ? quindi quello di fornire un metodo di produzione innovativo per la realizzazione di materiale termoisolante che sia di facile reperibilit? sul mercato e quindi accessibile a tutti i clienti, senza trascurare le capacit? isolanti del materiale.
Descrizione dell?invenzione
Secondo la presente invenzione viene realizzato un metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito che risolve efficacemente le problematiche suesposte.
Il metodo oggetto della presente invenzione prevede la realizzazione di un tessuto non tessuto che, in collaborazione con la lamina di alluminio applicata sulla parte superiore del tessuto non tessuto, ? in grado di aumentare l?isolamento termico generato dall?apparato motore dei veicoli pi? comuni.
L?alluminio applicato sul tessuto non tessuto ha la caratteristica di estendere e rendere pi? uniforme la quantit? di calore emessa dal motore, cos? da non sollecitare sempre lo stesso punto del pannello di carbonio.
Il materiale termoisolante che si ottiene assume una composizione denominata ?sandwich? che amplifica maggiormente le propriet? isolanti del materiale grazie alla pluralit? di strati che compongono detto materiale termoisolante.
Il metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito prevede molteplici passaggi e relative varianti, tutto inizia con la produzione di rotoli di tessuto non tessuto che vengono successivamente srotolati tramite un rullo di srotolamento. Le fibre utilizzate sono a base di poliacrilonitrile e di polietilene. Successivamente ? necessario eseguire la manovra di tensionamento e allineamento del tessuto non tessuto tramite una pluralit? di primi rulli di tensionamento.
Nel frattempo un composto di resina termoindurente e del relativo catalizzatore viene preparato da un apposito miscelatore automatico. Detto miscelatore automatico ? atto a dosare la giusta quantit? di catalizzatore mediante un sensore che rileva il peso esatto della resina estratta dal suo contenitore per procedere con la laminazione.
La spalmatura della resina, che a titolo esemplificativo ma non limitativo pu? essere di tipo vinilestere o epossidica, avviene inizialmente su una faccia di detto tessuto non tessuto tramite un dosatore. La laminazione invece, avviene tramite una pluralit? di rulli di laminazione che spalmano la resina in maniera uniforme su tutto il tessuto non tessuto.
In una sua forma di realizzazione la laminazione viene effettuata sfruttando la tecnologia del sottovuoto, che richiede l?impiego di un apposito sacco del vuoto, di una pompa del vuoto e di appositi condotti muniti di valvole per gestire l?afflusso di resina. La laminazione sottovuoto garantisce una distribuzione di resina uniforme ed evita la formazione di bolle d?aria, che andrebbero ad indebolire la struttura.
L?indurimento di detta resina avviene tramite un forno atto ad essiccare e a generare detto materiale composito mediante un?adesione irreversibile tra detto tessuto non tessuto e detta resina. L?indurimento in una sua forma di realizzazione, pu? avvenire all?interno di uno stampo femmina dove ? stato precedentemente laminato il tessuto non tessuto al fine di attribuirgli la forma che pi? si addice alla richiesta del cliente.
Una volta completata la resinatura del tessuto non tessuto, su di esso viene applicata una colla a presa rapida sulla superficie superiore per garantire una corretta applicazione della lamina di alluminio sulla superficie superiore del materiale composito.
Una volta completato il sandwich del materiale termoisolante, viene effettuato il taglio dei pannelli di termoisolante mediante un robot automatico munito di apposite lame.
Viene successivamente eseguito un controllo misure sui pannelli, mediante uno scanner laser.
Il materiale conforme alle richieste del cliente e agli standard previsti dall?azienda, pu? procedere all?immagazzinamento e allo stivaggio tramite appositi nastri trasportatori.
I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alle figure annesse e alla descrizione dettagliata.
Descrizione delle figure
L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali:
- FIGURA 1 mostra il pannello di termoisolante oggetto di questo innovativo metodo di realizzazione. Si pu? notare come il tessuto non tessuto10, insieme alla lamina di alluminio 11 costituisca un ?sandwich? atto ad isolare con maggior efficacia il calore emanato dall?apparato motore.
Come si pu? notare dalla figura, la lamina di alluminio 11 ? incollata tramite una colla a presa rapida sul tessuto non tessuto10.
- FIGURA 2 mostra la linea di produzione del metodo ottimizzato per la creazione di un termoisolante composito. Il tessuto non tessuto di fibra poliacrilonitrile pre-ossidata e di fibra polietilenglicole tereftalato ignifuga parte dal rullo di srotolamento 12 e, dopo essere state soggetto al tensionamento da parte di appositi rulli 13, viene bagnato con la resina 17 gi? unita al catalizzatore 16.
La laminazione prosegue grazie a due rulli di laminazione 18 che spalmano la resina 17 in maniera uniforme sulle fibre di carbonio.
Un forno 19 ? atto ad essiccare il tessuto non tessuto10 ottenuto.
Per applicare la lamina di alluminio 11 su detto tessuto non tessuto 10, ? necessario depositare della colla 20 sulla superficie superiore di detto tessuto non tessuto10.
Quando il materiale termoisolante ? completato a seguito dell?applicazione della lamina di alluminio 11, un robot di taglio 21 si occupa di tagliare il materiale termoisolante in pannelli, in base alle dimensioni richieste dal cliente. Uno scanner laser 22 analizza le dimensioni ? convalida i pezzi che rispettano le norme e i requisiti dell?azienda.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
La presente invenzione verr? ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alle figure le quali illustrano alcune realizzazioni relativamente al presente concetto inventivo.
Con riferimento alla FIG. 1 ? illustrato il materiale termoisolante creato dal metodo ottimizzato di realizzazione, oggetto della presente invenzione.
Il tessuto non tessuto 10, abbinato alla lamina di alluminio 11 crea una membrana in sandwich che tende a ridurre drasticamente la trasmittanza termica. Questo permette a questo materiale termoisolante di essere spesso impiegato come rivestimento del vano motore nei veicoli pi? comuni.
La lamina in alluminio 11 ? atta a riflettere il calore e a trasmetterlo su tutta la superficie, evitando cos? di sollecitare sempre le stesse aree del tessuto non tessuto 10.
La lamina di alluminio 11 ha uno spessore di qualche decimo di millimetro mentre il tessuto non tessuto 10 pu? raggiungere anche i 5 millimetri.
Con riferimento alla FIG. 2 ? illustrata una linea di produzione del metodo in oggetto.
Detto metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito comprende i passi di:
- srotolamento di un tessuto non tessuto tramite un rullo di srotolamento 12; - tensionamento e allineamento di detto tessuto non tessuto tramite una pluralit? di primi rulli di tensionamento 13;
- miscela di una predeterminata quantit? di resina termoindurente 17 insieme al relativo catalizzatore 16 mediante apposito miscelatore 15 a controllo automatico;
- spalmatura di detta resina su una faccia di detta fibra di carbonio tramite un dosatore 14;
- laminazione di detta resina 17 sul tessuto non tessuto tramite una pluralit? di rulli di laminazione 18;
- indurimento di detta resina tramite un forno 19 atto ad essiccare e a generare detto materiale composito mediante un?adesione irreversibile tra detto tessuto non tessuto e detta resina 17;
- applicazione di una colla a presa rapida 20 sulla superficie opposta a quella resinata;
- applicazione di una lamina di alluminio 11 sulla superficie del tessuto non tessuto opposta a quella che ? stata resinata;
- taglio del termoisolante ottenuto, mediante robot automatico 21 munito di apposite lame;
- controllo dimensione dei pannelli mediante scanner laser 22;
- immagazzinamento materiale termoisolante ricavato in base alle dimensioni dei pannelli termoisolanti ritagliati da detto robot automatico 21.
Tutto il sistema ? azionato da un motore elettrico che movimenta i rulli.
Gli operatori sono dedicati alla manutenzione dell?impianto ma specialmente alla sostituzione del rullo di srotolamento 12 quando esaurisce il rotolo di tessuto non tessuto.
? da sottolineare che la resina 17 impiegata nella linea di produzione, pu? essere di tipo vinilestere o di tipo epossidica, a seconda della qualit? richiesta dal cliente.
La laminazione pu? avvenire all?interno di uno stampo femmina per modellare meglio la forma finale che deve acquisire il materiale termoisolante. La laminazione in quel caso avviene preferibilmente con tecnologia sottovuoto, ovvero mediante l?utilizzo di appositi sacchi e pompe del vuoto atti a consentire una distribuzione di resina 17 pi? omogenea all?interno del tessuto non tessuto 10.
? infine chiaro che all?invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di tutela che ? fornito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (5)
1. Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito, comprendente un tessuto non tessuto composto da una miscela di fibra poliacrilonitrile pre-ossidata e di fibra polietilenglicole tereftalato ignifuga, caratterizzato dal fatto di comprendere i passi di:
<- >produzione di un tessuto non tessuto ininfiammabile e termoisolante coesionato mediante aghi;
- tensionamento e allineamento dei rotoli co? ottenuti tramite una pluralit? di rulli;
- miscela di una predeterminata quantit? di resina termoindurente (17) insieme al relativo catalizzatore (16) mediante apposito miscelatore (15) a controllo automatico;
- spalmatura di detta resina su una faccia di detto tessuto non tessuto tramite un dosatore (14) atto a ridurre gli sprechi di resina (17) e di materiale di scarto;
- laminazione di detta resina (17) su dette fibre di carbonio tramite una pluralit? di rulli di laminazione (18);
- indurimento di detta resina tramite un forno (19) atto ad essiccare e a generare detto materiale composito mediante un?adesione irreversibile tra detto tessuto non tessuto e detta resina (17);
- applicazione di una colla a presa rapida (20) sulla superficie del tessuto non tessuto (10) opposta a quella che ? stata appena resinata del tessuto non tessuto (10);
- applicazione di una lamina di alluminio (11) sulla superficie opposta a quella che ? stata appena resinata del tessuto non tessuto (10); - taglio del termoisolante ottenuto, mediante robot automatico (21) munito di apposite lame;
- controllo dimensioni dei pannelli mediante scanner laser (22); - immagazzinamento materiale termoisolante ricavato, in base alle dimensioni dei pannelli ritagliati da detto robot automatico (21).
2. Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta resina (17) ? di tipo vinilestere.
3. Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta resina (17) ? di tipo epossidica per garantire una migliore resistenza agli sforzi di taglio.
4. Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la laminazione di detta resina avviene mediante tecnica di infusione, che comprende l?utilizzo di:
- sacco del vuoto che avvolge il materiale da laminare;
- pompa del vuoto atta a favorire l?afflusso di resina (17) all?interno del tessuto non tessuto;
- una pluralit? di condotti che trasportano detta resina (17) dal suo contenitore fino al carbonio;
- una pluralit? di valvole installate sui condotti atte a gestire il flusso di resina (17) all?interno delle fibre di carbonio.
5. Metodo ottimizzato per la produzione di un termoisolante composito, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la laminazione del tessuto non tessuto avviene all?interno di uno stampo femmina atto a fornire a detto tessuto non tessuto (10), la forma che pi? si adatta alle richieste del cliente.
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