IT202100032528A1 - Metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita per coperture di edifici. - Google Patents
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Description
METODO PER LA PRODUZIONE DI GRANIGLIA MINERALE RIVESTITA PER COPERTURE DI EDIFICI
Il presente trovato si riferisce ad un metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita atta alla realizzazione di manufatti di ricoprimento aventi un supporto di tipo bituminoso, o un supporto comprendente un adesivo di tipo vinilico o acrilico, per coperture di edifici (ad esempio tetti), quali ad esempio tegole canadesi, guaine bituminose, eccetera.
Oggigiorno ? noto rivestire i tetti degli edifici con manufatti di ricoprimento, come ad esempio tegole canadesi o guaine bituminose, comprendenti un supporto di tipo bituminoso, o un supporto comprendente un adesivo di tipo vinilico o acrilico, ricoperto da una graniglia minerale.
Il principale scopo di tali manufatti di ricoprimento ? quello di proteggere la copertura (il tetto) degli edifici dall?azione degli agenti atmosferici.
La graniglia minerale grezza viene generalmente colorata mediante dei pigmenti inorganici al fine di consentire di ottenere manufatti di ricoprimento del voluto colore.
Per conferire alla graniglia minerale grezza delle propriet? antivegetative, e sfavorire quindi la formazione sui manufatti di ricoprimento da essa ricoperti di alghe, muffe, licheni, eccetera, ? noto aggiungere alla stessa additivi quali ossidi di metalli (ad esempio ossidi di rame e/o ossido di zinco e/o ossido di argento) o particelle metalliche (ad esempio rame e/o zinco), sotto forma di polveri sottili; tali additivi sono in genere aggiunti alla graniglia durante il processo di colorazione.
Da tali lavorazioni si ottiene una graniglia che chiameremo nel seguito ?graniglia minerale rivestita?.
? inoltre noto trattare la graniglia minerale rivestita con un olio idrocarburico, o con una miscela di oli idrocarburici, contenente molecole idrofobizzanti (ovvero in grado di rendere idrofoba la superficie della graniglia minerale da essi rivestita) e promotrici di adesione al supporto; esempi di molecole impiegate come agenti idrofobizzanti e promotrici di adesione sono gli organo-silossani, i silani ed i siliconi con catene alchiliche di lunghezza variabile tra 1 e 25 atomi di carbonio (C1-C25).
Tali molecole, veicolate dall?olio (o miscela di oli) idrocarburico, si ancorano alla superficie della graniglia, formando dei legami chimici con gli atomi di tale superficie.
I gruppi alchilici di tali molecole, legate chimicamente alla superfice della graniglia, sono chimicamente poco affini alle molecole dell?acqua; l?interposizione di tali gruppi alchilici tra le molecole d?acqua eventualmente presenti e la superficie della graniglia minerale rivestita rende idrofoba tale superficie.
I gruppi alchilici sono invece molto affini chimicamente alle molecole organiche, come ad esempio quelle del bitume usato come supporto nei manufatti di ricoprimento; da tale affinit? deriva la capacit? di tali molecole di migliorare l?adesione tra la graniglia minerale ed il supporto bituminoso.
Tale metodo di tipo noto per l?ottenimento di una graniglia minerale rivestita, presenta tuttavia alcuni inconvenienti.
Infatti, l?elevata affinit? chimica tra l?olio idrocarburico (o miscela di oli idrocarburici) utilizzato per veicolare le molecole idrofobizzanti e promotrici di adesione alla graniglia, ed i gruppi alchilici di tali molecole, ostacola la formazione di legami chimici stabili tra tali molecole e la superficie della graniglia minerale rivestita.
Le molecole idrofobizzanti e promotrici di adesione tendono quindi a rimanere disperse nell?olio idrocarburico (o miscela di oli idrocarburici) cosicch?, quando i manufatti di ricoprimento dotati di tale graniglia di tipo noto sono posti in opera, tali molecole vengono in breve tempo dilavate dagli agenti atmosferici insieme all?olio o miscela di oli.
Di conseguenza, tale graniglia minerale rivestita di tipo noto, nel tempo, tende a perdere la sua idrofobicit?.
Compito principale del presente trovato ? quello di risolvere i problemi sopra elencati, e quindi di realizzare una graniglia minerale rivestita per manufatti di ricoprimento per coperture di edifici che sia idrofobica, antivegetativa, che presenti una elevata adesivit? su supporti bituminosi e su supporti comprendenti un adesivo di tipo vinilico o acrilico, in particolare per applicazioni in ambiente esterno, e che mantenga tali caratteristiche inalterate per un tempo relativamente lungo anche se sottoposta ad eventi atmosferici o a consistenti sollecitazioni meccaniche.
Nell?ambito di tale compito, uno scopo del trovato ? quello di ottenere una graniglia minerale rivestita per manufatti di ricoprimento per coperture di edifici con dei costi realizzativi relativamente contenuti.
Il depositante ha realizzato che ? possibile applicare ad una graniglia minerale una copertura contenente organo-silossani e/o silani utilizzando come vettore acqua invece che olio (o oli) idrocarburico, eliminando cos? il sopracitato problema del dilavamento riscontrato nella tecnica nota, ed ottenendo una graniglia minerale rivestita con elevate e persistenti propriet? idrofobiche ed antivegetative, che presenta una elevata adesivit? su supporti bituminosi o su supporti comprendenti un adesivo di tipo vinilico o acrilico, e che mantiene tali caratteristiche inalterate per un tempo relativamente lungo anche se sottoposta ad eventi atmosferici o a consistenti sollecitazioni meccaniche.
In particolare, il compito e gli scopi secondo il presente trovato sono raggiunti da un metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita per la realizzazione di elementi di rivestimento a supporto bituminoso, o a supporto comprendente un adesivo di tipo vinilico o acrilico, per coperture di edifici, comprendente le seguenti fasi:
- predisporre della graniglia minerale grezza;
- successivamente a predisporre della graniglia minerale grezza, inserire tale graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento insieme ad una miscela di primo trattamento comprendente acqua, pigmenti, silicato di sodio e/o silicato di potassio, caolino, e, preferibilmente ma non necessariamente, uno o pi? additivi con propriet? antivegetative, quali ad esempio ossidi di rame e/o ossido di zinco e/o ossido di argento e/o rame metallico e/o zinco metallico;
- successivamente ad inserire tale graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, mescolare la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento fino all?ottenimento di una graniglia minerale rivestita; - successivamente a mescolare la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento, riscaldare la graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di cottura;
- successivamente a riscaldare la graniglia minerale rivestita, raffreddare la graniglia minerale rivestita fino ad una prefissata temperatura di raffreddamento intermedia,
in cui il metodo comprende applicare uno o pi? organosilossani e/o silani sulla graniglia minerale grezza e/o sulla graniglia minerale rivestita, mediante una soluzione acquosa.
Vantaggiosamente, nel caso in cui il metodo comprenda applicare uno o pi? organo-silossani e/o silani sulla graniglia minerale grezza, la miscela di primo trattamento comprende uno o pi? organo-silossani e/o silani.
Vantaggiosamente, nel caso in cui il metodo secondo il trovato comprenda applicare uno o pi? organo-silossani e/o silani sulla graniglia minerale sulla graniglia minerale rivestita, tale metodo comprende, successivamente, o contemporaneamente, a raffreddare la graniglia minerale rivestita, una ulteriore fase di porre a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e uno o pi? organo-silossani e/o silani.
Vantaggiosamente, la miscela di primo trattamento comprende uno o pi? additivi con propriet? antivegetative.
Vantaggiosamente, gli uno o pi? additivi con propriet? antivegetative comprendono ossidi di rame e/o ossido di zinco e/o ossido di argento e/o rame metallico e/o zinco metallico.
Vantaggiosamente, la temperatura di cottura ? compresa tra 450 e 480 ?C.
Vantaggiosamente, la temperatura di raffreddamento intermedia ? compresa tra 280 e 390 ?C.
Vantaggiosamente, il metodo secondo il trovato comprende, successivamente, o contemporaneamente, a raffreddare la graniglia minerale rivestita ad una temperatura di raffreddamento intermedia, una fase di porre a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di terzo trattamento comprendente un solvente idrocarburico a base di polialchilbenzeni in cui sono dispersi esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati.
Vantaggiosamente il metodo secondo il trovato comprende, successivamente a predisporre della graniglia minerale grezza, e precedentemente a inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, una fase di preriscaldamento in cui si riscalda la graniglia minerale grezza ad una prefissata temperatura di preriscaldamento.
Vantaggiosamente, la prefissata temperatura di preriscaldamento ? compresa tra 60 e 70 ?C.
Vantaggiosamente, durante la fase di preriscaldamento, la graniglia minerale grezza viene riscaldata alla temperatura di preriscaldamento per un predeterminato tempo, vantaggiosamente compreso tra 5 e 10 minuti.
Vantaggiosamente il metodo secondo il trovato comprende, contemporaneamente o successivamente alla fase di preriscaldamento e precedentemente a inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, una fase di agitare meccanicamente la graniglia minerale grezza.
Vantaggiosamente, nel metodo secondo il trovato, tra la fase di preriscaldamento e la fase di inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, la graniglia minerale grezza ? contenuta in un forno di riscaldamento, in cui il metodo preferibilmente comprende, contemporaneamente o successivamente alla fase di preriscaldamento, e precedentemente a inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, una fase di rimuovere l?aria presente nella regione del forno di preriscaldamento contenente la graniglia minerale grezza.
Vantaggiosamente, la graniglia minerale grezza ha una granulometria compresa tra 100 e 10 mesh.
Vantaggiosamente, la graniglia pu? essere composta da grani di diverse granulometrie; ad esempio la graniglia pu? essere vantaggiosamente composta da meno del 10% di granuli aventi mesh 10 (diametro medio circa 2 mm), dal 55 al 75% di granuli aventi mesh 14 (diametro medio 1,41 mm), dal 15 al 30% di granuli aventi mesh 20 (diametro medio 0,84 mm), dal 5 al 15% di granuli aventi mesh 30 (diametro medio 0,59 mm), da meno del 10% di granuli aventi mesh 35 (diametro medio 0,5 mm).
Vantaggiosamente, la graniglia minerale grezza comprende graniglia di basalto e/o ardesia e/o cristobalite e/o olivina o, pi? in generale, una o pi? rocce e/o minerali dei tipo utilizzati in genere per la realizzazione di manufatti edilizi.
Vantaggiosamente, il compito e gli scopi secondo il presente trovato sono raggiunti anche da un metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita atta alla realizzazione di elementi di rivestimento a supporto bituminoso per coperture di edifici, comprendente le seguenti fasi:
- predisporre della graniglia minerale grezza; - successivamente a predisporre della graniglia minerale grezza, inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento insieme ad una miscela di primo trattamento comprendente acqua, pigmenti, silicato di sodio e/o silicato di potassio, caolino;
- successivamente ad inserire la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento, mescolare la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento fino all?ottenimento di una graniglia minerale rivestita;
- successivamente a mescolare la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento, riscaldare la graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di cottura;
- successivamente a riscaldare la graniglia minerale rivestita, raffreddare la graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di raffreddamento intermedia;
in cui la miscela di primo trattamento comprende uno o pi? organo-silossani e/o silani, e/o il metodo comprende, successivamente, o contemporaneamente, a raffreddare la graniglia minerale rivestita, una ulteriore fase di porre a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e uno o pi? organo-silossani e/o silani.
Le caratteristiche ed i vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
- la figura 1 ? una rappresentazione schematica di una forma realizzativa vantaggiosa di impianto per la realizzazione del metodo secondo il trovato;
- la figura 2 ? una vista schematica in sezione di un esempio di un possibile grano di una graniglia minerale rivestita, durante una fase del metodo secondo il trovato; - la figura 3 ? una vista schematica in sezione del grano di figura 2 dopo essere stato sottoposto ad una ulteriore vantaggiosa fase del metodo secondo il trovato;
- la figura 3a ? un particolare ingrandito di figura 3;
- la figura 4 ? una vista in sezione del grano di figura 3 in una ulteriore vantaggiosa fase del metodo secondo il trovato;
- la figura 4a ? un particolare ingrandito di figura 4.
Il metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita secondo il trovato comprende una fase iniziale in cui si predispone della graniglia minerale grezza, vantaggiosamente all?interno di primi mezzi di stoccaggio 1, come ad esempio uno o pi? silos.
Vantaggiosamente, la graniglia minerale grezza pu? comprendere graniglia di basalto e/o di ardesia e/o di cristobalite e/o olivina o, pi? in generale, una o pi? rocce e/o minerali dei tipo utilizzati in genere per la realizzazione di manufatti edilizi.
Vantaggiosamente, la distribuzione granulometrica della graniglia minerale grezza ? sostanzialmente uniforme, ed ? preferibilmente compresa tra 100 e 10 mesh.
In alternativa, la graniglia minerale grezza pu? comprendere una pluralit? di grani aventi diverse mesh.
Si sottolinea che ?mesh? ? un?unit? di misura, utilizzata nel settore delle graniglie, che indica il numero di maglie per pollice lineare (1 pollice = 25,40 mm) di quella sorta di ?setaccio? che si forma quando delle particelle si trovano accostate l?una all?altra sopra un piano; cos? come i comuni setacci vengono classificati in base al ?numero delle maglie contenuto in un pollice lineare (mesh)?, allo stesso modo si possono classificare le dimensioni delle particelle che costituiscono delle polveri o delle graniglie; in pratica si contano gli spazi fra le particelle poste lungo un pollice lineare.
Successivamente alla fase in cui si predispone la graniglia minerale grezza, il metodo secondo il trovato comprende una fase in cui si inserisce la graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento 2 (ad esempio una betoniera, o altro miscelatore rotativo di tipo noto) insieme ad una miscela, che nel seguito chiameremo ?miscela di primo trattamento?, comprendente acqua, pigmenti, silicato di sodio e/o silicato di potassio, caolino, e, preferibilmente, ma non necessariamente, additivi con propriet? antivegetative.
Gli additivi con propriet? antivegetative possono vantaggiosamente comprendere ossidi di rame (Cu2O e CuO), e/o ossido di zinco (ZnO) e/o ossido di argento (Ag2O) e/o rame metallico (Cu(M)) e/o zinco metallico (Zn(M)), vantaggiosamente sotto forma di polveri.
Una forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato comprende, successivamente alla fase in cui si predispone della graniglia minerale grezza, e precedentemente alla fase in cui si inserisce la graniglia minerale grezza all?interno dei mezzi di mescolamento 2, una fase di preriscaldamento in cui si riscalda la graniglia minerale grezza ad una voluta temperatura di preriscaldamento Tpr per un predeterminato tempo tpr, preferibilmente compreso tra 5 e 10 minuti.
Preferibilmente, la temperatura di preriscaldamento Tpr ? compresa tra 60 e 70 ?C.
Il preriscaldamento viene preferibilmente eseguito all?interno di un forno di preriscaldamento 3, pi? preferibilmente rotativo, comprendente vantaggiosamente un tamburo rotante, non illustrato, all?interno del quale la graniglia minerale grezza viene mescolata per garantire un suo riscaldamento uniforme.
Vantaggiosamente, il forno di preriscaldamento 3 comprende primi mezzi di rilevamento della temperatura, non illustrati, ad esempio termocoppie, posizionati al suo interno in modo da poter rilevare la temperatura della graniglia minerale grezza; ad esempio, nel caso vantaggioso delle termocoppie, le stesse possono essere posizionate in modo tale da risultare a contatto con la graniglia minerale grezza quando la stessa si trova all?interno del forno di preriscaldamento 3.
Il riscaldamento ed il contemporaneo mescolamento della graniglia minerale grezza, vantaggiosamente all?interno del forno di preriscaldamento 3, provocano in genere la formazione di polvere, che rimane in sospensione nell?aria circostante la graniglia minerale grezza all?interno del forno di preriscaldamento 3.
In una forma realizzativa vantaggiosa, contemporaneamente, o successivamente, alla fase in cui si riscalda la graniglia minerale grezza ad una prefissata temperatura di preriscaldamento Tpr, il metodo secondo il trovato prevede, preferibilmente, di rimuovere l?aria presente nella regione del forno di preriscaldamento 3 contenente la graniglia minerale grezza (ad esempio dal tamburo rotante, se previsto); la rimozione di tale aria permette la contemporanea rimozione della polvere in sospensione nella stessa, evitando che tale polvere si depositi sulla graniglia, con il rischio di compromettere l?ottimale successivo rivestimento della stessa.
Di seguito si riportano le concentrazioni preferibili dei vari elementi compresi nella miscela di primo trattamento, espressi in frazione percentuale di massa rispetto ad una massa totale, che pu? essere la massa della graniglia minerale grezza, indicata con mg, o la massa del solvente idrocarburico a base di polialchilbenzeni, indicata con ms.
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di pigmenti nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,3 e 1,8 %m/mg (ovvero la massa dei pigmenti nella miscela di primo trattamento ? compresa tra lo 0,3% e l?1,8 % della massa totale della graniglia minerale grezza a cui la miscela di primo trattamento va applicata).
Vantaggiosamente, la concentrazione percentuale in massa di acqua nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,6 e 1,1 %m/mg.
Vantaggiosamente, la concentrazione percentuale in massa di caolino nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,7 e 1,2 %m/mg.
Vantaggiosamente, la concentrazione percentuale in massa di silicato di sodio e/o silicato di potassio nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 3,2 e 4,0 %m/mg.
In una forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato, gli additivi con propriet? antivegetative comprendono ossidi di rame (CuO, Cu2O) e/o ossido di zinco (ZnO) e/o ossido di argento (Ag2O).
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di ossidi di rame (CuO, Cu2O) nella miscela di primo trattamento ? comprese tra 0,4 e 0,6 %m/mg.
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di ossido di zinco (ZnO) nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,4 e 0,6 %m/mg.
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di ossido di argento (Ag2O), nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,4 e 0,6 %m/mg.
In una ulteriore forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato, gli additivi con propriet? antivegetative comprendono rame metallico (Cu(M)) e/o zinco metallico (Zn(M)), aggiunti alla miscela di primo trattamento sotto forma di particelle finemente disperse aventi una granulometria preferibilmente inferiore a 50 mesh.
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di rame metallico (Cu(M)) nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,4 e 0,6 %m/mg.
Preferibilmente, la concentrazione percentuale in massa di zinco metallico (Zn(M)) nella miscela di primo trattamento ? compresa tra 0,4 e 0,6 %m/mg.
Successivamente alla fase di inserimento della graniglia minerale grezza all?interno dei mezzi di mescolamento 2, il metodo secondo il trovato comprende, all?interno di tali mezzi di mescolamento 2, una fase in cui si mescolano la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento fino all?ottenimento di una graniglia, che nel presente testo ? chiamata ?graniglia minerale rivestita?, che comprende la (o ? costituita dalla) graniglia minerale grezza i cui grani sono stati ricoperti dalla miscela di primo trattamento, in modo preferibilmente sostanzialmente uniforme, durante la fase di mescolamento.
La graniglia minerale rivestita comprende grani 8, ad esempio del tipo schematizzato in figura 2, comprendenti un nucleo 9, preferibilmente di basalto, ardesia o cristobalite, e/o olivina o, pi? in generale, una o pi? rocce e/o minerali dei tipo utilizzati in genere per la realizzazione di manufatti edilizi, rivestito da un primo strato 10 avente la composizione della miscela di primo trattamento.
In una forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato, la miscela di primo trattamento comprende inoltre uno o pi? organo-silossani e/o silani.
Vantaggiosamente, la concentrazione percentuale in massa di organo-silossani che viene aggiunta alla graniglia minerale grezza, tramite la miscela di primo trattamento, ? compresa tra 0,010 e 0,030 %m/mg.
Vantaggiosamente, i gruppi funzionali degli organosilossani sono catene alchiliche aventi un numero di atomi di carbonio compreso tra 1 e 5 (C1-C5).
L?aggiunta degli organo-silossani, e/o dei silani, nella miscela di primo trattamento fa s? che gli stessi rimangano inglobati nel primo strato 10 aumentandone di conseguenza l?idrofobicit?, ottenendo cos? una graniglia minerale rivestita con molecole idrofobizzanti.
L?elevata idrofobicit? conferita dagli organosilossani, e/o dai silani riduce la permanenza di eventuale acqua sulla superficie della graniglia minerale rivestita, sfavorendo quindi la proliferazione su tale superficie di alghe, muffe, funghi, eccetera, ed ostacolando inoltre il deposito su tale superficie di eventuali residui solidi (calcare, polveri sottili, eccetera) presenti nell?acqua.
Il metodo secondo il trovato prevede, successivamente alla fase in cui si mescolano la graniglia minerale grezza e la miscela di primo trattamento, una fase di riscaldare la graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di cottura Tc.
Il riscaldamento viene vantaggiosamente eseguito all?interno di un forno di cottura 4, preferibilmente rotativo, comprendente un tamburo rotante, non illustrato, all?interno del quale la graniglia minerale rivestita viene preferibilmente mescolata per garantire un riscaldamento uniforme.
Vantaggiosamente, il forno di cottura 4 comprende secondi mezzi di rilevamento della temperatura, non illustrati, ad esempio termocoppie, posizionati al suo interno in modo da poter rilevare la temperatura della graniglia minerale rivestita; ad esempio, nel caso vantaggioso delle termocoppie, le stesse possono essere posizionate in modo tale da risultare a contatto con la graniglia minerale rivestita quando la stessa ? all?interno del forno di cottura 4.
Vantaggiosamente, la temperatura di cottura Tc ? compresa tra 450 e 480 ?C; vantaggiosamente, tale cottura comporta una almeno parziale (preferibilmente totale) vetrificazione della miscela di primo trattamento sulla superficie esterna della graniglia minerale grezza.
Il metodo secondo il trovato prevede che, successivamente alla fase in cui si riscalda la graniglia minerale rivestita, si raffreddi la graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di raffreddamento intermedia Tri, vantaggiosamente all?interno di un primo raffreddatore 5.
Vantaggiosamente la temperatura di raffreddamento intermedia Tri ? compresa tra 290 e 380 ?C.
Vantaggiosamente il primo raffreddatore 5 pu? essere un raffreddatore di tipo rotativo, ad esempio in cui un tamburo rotante, non illustrato, ruota agitando e mescolando la graniglia minerale rivestita in uscita dal forno di cottura 4. La continua movimentazione della graniglia minerale rivestita all?interno del primo raffreddatore 5 fa s? che la stessa si raffreddi per semplice contatto con l?aria presente all?interno del primo raffreddatore 5.
Vantaggiosamente, il primo raffreddatore 5 comprende terzi mezzi di rilevamento della temperatura, non illustrati, ad esempio termocoppie, posizionati al suo interno in modo da poter rilevare la temperatura della graniglia minerale rivestita; ad esempio, nel caso vantaggioso delle termocoppie, le stesse possono essere posizionate in modo tale da risultare a contatto con la graniglia minerale rivestita quando la stessa ? all?interno del primo raffreddatore 5.
Una forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato comprende, successivamente, o contemporaneamente, a raffreddare la graniglia minerale rivestita, una fase in cui si pone a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e organo-silossani e/o silani; tale fase viene preferibilmente eseguita all?interno del primo raffreddatore 5, e contribuisce al raffreddamento della graniglia minerale rivestita.
Si sottolinea che la fase in cui si pone a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e organo-silossani e/o silani ? opzionale nel caso in cui la miscela di primo trattamento comprenda uno o pi? organo-silossani e/o silani; infatti in questo caso gli uno o pi? organosilossani e/o silani possono essere applicati alla graniglia minerale anche solamente tramite la miscela di primo trattamento, senza necessitare di essere successivamente applicati attraverso la miscela di secondo trattamento.
In una ulteriore forma realizzativa vantaggiosa, in cui la miscela di primo trattamento non comprende acqua e organo-silossani e/o silani, la fase in cui si pone a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e organosilossani e/o silani fa vantaggiosamente parte del metodo secondo il trovato.
In una ulteriore forma realizzativa vantaggiosa, gli uno o pi? organo-silossani e/o silani possono essere applicati sia alla graniglia minerale grezza tramite la miscela di primo trattamento, che alla graniglia minerale rivestita tramite la miscela di secondo trattamento.
Vantaggiosamente, la miscela di secondo trattamento pu? essere erogata tramite un apposito primo erogatore, rappresentato schematicamente in figura 1, ed indicato con il numero 20.
Vantaggiosamente, la concentrazione percentuale in massa di organo-silossani e/o silani con cui viene posta a contatto la graniglia minerale rivestita, tramite la miscela di secondo trattamento, ? compresa tra 0,010 e 0,030 %m/mg.
Vantaggiosamente i gruppi funzionali degli organosilossani sono catene alchiliche aventi un numero di atomi di carbonio compreso tra 1 e 5 (C1-C5).
Vantaggiosamente, come ad esempio nella forma realizzativa vantaggiosa illustrata in figura 1, nel caso in cui nel primo raffreddatore 5 si applichi alla graniglia minerale rivestita la miscela di secondo trattamento, in uscita da tale primo raffreddatore 5 si ottiene una graniglia minerale rivestita dotata, sulla sua superficie esterna, di molecole idrofobizzanti, i cui grani 8 presentano un secondo strato 111, come ad esempio il grano 8 rappresentato schematicamente e in sezione in figure 3 e 3a, in cui le molecole idrofobizzanti sono rappresentate da linee continue sporgenti dal primo strato 10.
Vantaggiosamente, nel caso in cui la miscela di primo trattamento comprende uno o pi? organo-silossani e/o silani, la superficie esterna dei grani della graniglia minerale rivestita comprende gi? le molecole idrofobizzanti di organo-silossani e/o silani anche senza sottoporre tale graniglia minerale rivestita alla fase in cui si pone a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento, che diventa quindi opzionale.
In una forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato, successivamente, o contemporaneamente, a raffreddare la graniglia minerale rivestita ad una temperatura di raffreddamento intermedia Tri, si pone a contatto la graniglia minerale rivestita con una miscela di terzo trattamento comprendente un solvente idrocarburico a base di polialchilbenzeni in cui sono dispersi esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati.
Gli esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati sono molecole organiche costituite da una parte polare e da una parte apolare, quest?ultima costituita da catene alchiliche a lunghezza variabile.
Attraverso la parte polare, tali molecole si legano alla superficie della graniglia minerale rivestita, e quindi al primo strato 10, e mediante le catene alchiliche apolari interagiscono con il supporto bituminoso o vinilico/acrilico dei manufatti di ricoprimento.
Tali molecole migliorano l?adesione della graniglia minerale rivestita ai supporti di tipo bituminoso o ai supporti comprendenti un adesivo di tipo vinilico o acrilico.
Vantaggiosamente la concentrazione percentuale in massa di esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati nella miscela di secondo trattamento ? compresa tra 0,2 e 0,4 %m/ms (ovvero la massa di esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati nella miscela di secondo trattamento ? compresa tra lo 0,2% e lo 0,4 % della massa totale del solvente idrocarburico a base di polialchilbenzeni presente in tale miscela).
In una forma realizzativa vantaggiosa del metodo secondo il trovato, come ad esempio quella illustrata in figura 1, la graniglia minerale rivestita, trattata con molecole idrofobizzanti (organo-silossani e/o silani) mediante la miscela di secondo trattamento, in uscita dal primo raffreddatore 5 viene posta a contatto con la miscela di terzo trattamento all?interno di un secondo raffreddatore 6; in questo caso vantaggioso, in uscita dal secondo raffreddatore 6 si ottiene quindi una graniglia minerale rivestita trattata con molecole idrofobizzanti (organo-silossani e/o silani) e molecole promotrici di adesione, i cui grani 8 presentano secondo strato 111 dotato sia di molecole idrofobizzanti, rappresentate in figura 4a da linee continue, che da molecole promotrici di adesione, rappresentate in figura 4a da linee del tipo tratto punto, in entrambi i casi sporgenti dal primo strato 10.
Vantaggiosamente, in una ulteriore forma realizzativa vantaggiosa, nel caso in cui la miscela di primo trattamento comprenda uno o pi? organo-silossani e/o silani, la fase in cui in uscita dal primo raffreddatore 5 la graniglia minerale rivestita ? posta a contatto con la miscela di terzo trattamento all?interno del secondo raffreddatore 6 pu? essere effettuata anche senza che la graniglia minerale rivestita sia precedentemente sottoposta al trattamento con la miscela di secondo trattamento; in questo caso vantaggioso, le molecole idrofobizzanti sono inglobate nel primo strato 10, e le molecole promotrici di adesione sporgono esternamente da quest?ultimo.
Vantaggiosamente, la miscela di terzo trattamento pu? essere erogata tramite un apposito secondo erogatore, rappresentato schematicamente in figura 1, ed indicato con il numero 30.
Vantaggiosamente, il secondo raffreddatore 6 pu? essere un raffreddatore di tipo rotativo in cui un tamburo rotante, non illustrato, ruota agitando e mescolando la graniglia minerale rivestita in uscita dal primo raffreddatore 5.
La continua movimentazione della graniglia minerale rivestita all?interno del secondo raffreddatore 6 fa s? che la stessa si raffreddi ulteriormente per semplice contatto con l?aria presente all?interno del secondo raffreddatore 6.
Vantaggiosamente, il secondo raffreddatore 6 comprende quarti mezzi di rilevamento della temperatura, non illustrati, ad esempio termocoppie, posizionati al suo interno in modo da poter rilevare la temperatura della graniglia minerale rivestita; ad esempio, nel caso vantaggioso delle termocoppie, le stesse possono essere posizionate in modo tale da risultare a contatto con la graniglia minerale rivestita quando la stessa ? posta all?interno del secondo raffreddatore 6.
Si sottolinea che, ai fini della presente invenzione, possibili scostamenti locali della temperatura della graniglia nelle varie fasi del metodo rispetto ai range di temperatura indicati non sono sostanzialmente rilevanti.
Nella forma realizzativa vantaggiosa di metodo secondo il trovato illustrata in figura 1, la graniglia minerale rivestita viene infine stoccata in secondi mezzi di stoccaggio 7, come ad esempio uno o pi? silos.
Vantaggiosamente, il metodo secondo il trovato prevede che la graniglia minerale grezza venga lavorata secondo un processo a flusso continuo, quindi senza la necessit? di stoccaggi intermedi di graniglia tra le varie fasi.
La lavorazione a flusso continuo della graniglia minerale rende il processo pi? semplice, veloce, poich? senza interruzioni, ed economico.
Si ? cos? constatato come il metodo secondo il trovato risolva il compito e lo scopo sopra enunciati, in quanto, grazie all?utilizzo di acqua per veicolare le molecole degli uno o pi? organo-silossani e/o silani alla graniglia minerale, ? possibile conseguire la formazione di un maggior numero di legami chimici tra tali molecole e la graniglia, i quali rendono pi? difficile il dilavamento delle stesse per effetto degli agenti atmosferici, garantendo un effetto di idrofobicit? superficiale duraturo nel tempo.
Inoltre, il metodo secondo il trovato consente di ottenere la graniglia rivestita con dei costi di produzione e dei tempi di esercizio relativamente contenuti.
Inoltre, il metodo secondo il trovato permette di trattare della graniglia minerale grezza in modo tale da impartire alla stessa una determinata colorazione, una elevata idrofobicit? superficiale e una elevata adesione a supporti di tipo bituminoso, o a supporti comprendenti un adesivo acrilico o vinilico, con un unico processo a flusso continuo, quindi senza interruzioni intermedie e senza la necessit? di stoccare la graniglia tra una fase e l?altra di tale processo.
Si sottolinea che l?elevata idrofobicit? superficiale conferisce alla graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato un sostanziale effetto antivegetativo/antialga/antifungino, in quanto, sfavorendo il deposito di acqua sulla graniglia, e quindi sul manufatto di ricoprimento da essa rivestito, crea sulla superficie esterna di quest?ultimo un ambiente sfavorevole alla proliferazione di piante, alghe, funghi.
Inoltre, utilizzando differenti gruppi funzionali delle molecole silaniche/silossaniche (nella parte apolare che rimane verso l?esterno della graniglia), ? possibile ampliare il range di supporti a cui applicare la graniglia; ad esempio, se negli organo-silani ? presente un gruppo funzionale epossidico, questo ? reattivo nei confronti di resine/adesivi acrilici/poliuretanici, e pu? quindi instaurare forti e duraturi legami con il supporto su cui viene applicata la graniglia trattata, se questo ? a base di resine/adesivi acrilici/poliuretanici.
Inoltre, l?applicazione di additivi promotori di adesione, ossia esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati alla graniglia permette di migliorare notevolmente l?adesione della graniglia a supporti bituminosi, o a supporti comprendenti un adesivo acrilico o vinilico, riducendo la quantit? di additivi complessivamente utilizzata e riducendo di conseguenza il costo finale dei manufatti di ricoprimento.
Si riportano infine di seguito i risultati di alcuni test comparativi effettuati dal depositante su alcuni esempi di tegole bituminose ricoperte da una graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato, e sullo stesso tipo di tegole bituminose ricoperte da una graniglia nota prodotta sempre dal depositante.
In particolare, sono state utilizzate delle tegole canadesi del tipo noto con il nome commerciale ?Premium Rectangular?, commercializzate dalla depositante Tegola Canadese.
La graniglia di tipo noto utilizzata nei test ? una graniglia basaltica colorata con un coating inorganico ottenuta attraverso la seguente procedura: il materiale minerale viene inserito all?interno di un mixer insieme ad un coating (di composizione percentuale in massa come da seguente Tab.1 rispetto alla massa mg della graniglia minerale grezza); in seguito, la graniglia viene ?vetrificata? in un forno rotativo ad una temperatura compresa nell?intervallo 450-480?C e poi raffreddata mediante due cilindri rotativi continui. All?interno del primo cilindro, il materiale minerale viene raffreddato con acqua fino a raggiungere la temperatura di 130-150?C attraverso un sistema di nebulizzazione. Successivamente, nel secondo cilindro, il materiale viene trattato con una soluzione a base di polialchilbenzeni (olio idrocarburico) contenente promotori di adesione (con una percentuale in massa sulla massa dell?olio compresa tra 0.2-0.4%m/molio), organo-silossani (con una percentuale in massa sulla massa dell?olio compresa tra 2-3% m/molio), catalizzatori e solventi specifici (con una percentuale in massa sulla massa dell?olio compresa tra 1.5-2% m/molio) ed infine il prodotto finito viene inviato ad un silos di stoccaggio.
Tale graniglia di tipo noto non presenta una specifica granulometria, ma un insieme di differenti granulometrie, secondo le percentuali riportate nella seguente Tab. 2 (che riporta i valori di mesh, il corrispondente diametro medio del granulo, e percentuale di grani con un certo mesh/diametro medio nella graniglia.
I test sono stati inoltre condotti su tre esempi di graniglie ottenute con il metodo secondo il trovato, ed in particolare con le tre graniglie descritte nei seguenti esempi, indicati come Nuova Graniglia 1, Nuova Graniglia 2, Nuova Graniglia 3.
Nuova Graniglia 1: si tratta di una graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato, in cui la graniglia minerale grezza ? del tipo basaltico, la miscela di primo trattamento ? costituita dai componenti illustrati nella seguente Tab. 3, e un organo-silossano viene applicato alla graniglia minerale rivestita mediante una soluzione acquosa. In particolare, l?ograno-silossano ? un organosilossano con catene alchiliche laterali C1 (polydimethylsiloxane) in emulsione acquosa, la cui concentrazione percentuale in massa, sulla massa della graniglia minerale grezza, ? pari a 0.015%m/mg.
Anche in questo caso, la granulometria della graniglia non ? singola, ma la graniglia ? composta dall?insieme delle diverse granulometrie indicate in Tab.
1.
Nuova Graniglia 2: si tratta di una graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato, in cui la graniglia minerale grezza ? del tipo basaltico, la miscela di primo trattamento ? costituita dai componenti illustrati nella seguente Tab. 4, e gli organo-silossani vengano applicati alla graniglia minerale rivestita mediante una soluzione acquosa. In particolare, anche in questo caso l?ogranosilossano ? un organo-silossano con catene alchiliche laterali C1 (polydimethylsiloxane) in emulsione acquosa, la cui concentrazione percentuale in massa, sulla massa della graniglia minerale grezza, ? pari a 0.015%m/mg.
Anche in questo caso, la granulometria della graniglia non ? singola, ma la graniglia ? composta dall?insieme delle diverse granulometrie indicate in Tab.
1.
Nuova Graniglia 3: si tratta di una graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato, in cui la graniglia minerale grezza ? del tipo basaltico, la miscela di primo trattamento ? costituita dai componenti illustrati nella seguente Tab. 5; anche in questo caso l?organo-silossano ? un organo-silossano con catene alchiliche laterali C1 (polydimethylsiloxane), applicato alla graniglia minerale grezza in soluzione acquosa all?interno della miscela di primo trattamento. Anche in questo caso, la granulometria della graniglia non ? singola, ma la graniglia ? composta dall?insieme delle diverse granulometrie indicate in Tab.
1.
Si sottolinea che il pigmento utilizzato ? lo stesso per tutte le graniglie oggetto dei test.
Le tegole del tipo ?Premium Rectangular?, ricoperte con le varie graniglie di cui sopra, sono state sottoposte ai seguenti test.
Test di crescita biologica
Test di invecchiamento biologico accelerato in bioreattori con mix di cianobatteri ed alghe su campioni di tegole canadesi ricoperte da graniglia di 50x50mm in pianta.
I campioni di tegole ricoperti con la graniglia di tipo noto hanno presentato una visibile ed abbondante crescita/proliferazione di alghe e cianobatteri sulla superficie delle stesse.
I campioni di tegole ricoperti con Nuova Graniglia 1, Nuova Graniglia 2 e Nuova Graniglia 3 hanno presentato, ad una ispezione visiva, una nulla/minima crescita di alghe e cianobatteri sulla superficie (in particolare di molto inferiore rispetto ai campioni di tegole ricoperte con la graniglia di tipo noto).
Test di adesione su supporto bituminoso (Brush-test ASTM D4977)
Dei campioncini rettangolari (di dimensioni in pianta 277 mm x 70 mm), ricavati da tegole canadesi (di dimensioni in pianta 100 cm x 34 cm) ricoperte con le varie graniglie sopra descritte sono stati sottoposti un test di spazzolatura del tipo cosiddetto ?Brush-test ASTM D4977? (in cui le tegole vengono sottoposte a 50 cicli di spazzolatura utilizzando setole in acciaio inox, e ad inizio e fine prova vengono pesati i campioni e determinate le percentuali di graniglia persa e di graniglia rimasta adesa al supporto); come si vede dalla seguente Tab. 6, a fine prova le tegole che utilizzavano la graniglia ottenuta con il metodo secondo il trovato hanno mantenuto una percentuale di graniglia molto superiore rispetto alle tegole che utilizzavano una graniglia di tipo noto.
Test di idrofobicit? (?volcano test?)
40 grammi della graniglia da testare sono stati posti in un piatto/contenitore circolare a formare una sorta di ?vulcano? di diametro esterno 70-90mm, e diametro interno 20-40mm; successivamente sono stati versati 80-100 ml di acqua non distillata ad una temperatura tra 23-28?C tra il bordo del contenitore ed i granuli, ed ? stato rilevato il tempo T necessario all'acqua per superare la tensione superficiale dei granuli e per penetrare all'interno della corona circolare del ?vulcano?); come si vede dalla seguente Tab. 7, nel caso delle graniglie ottenute con il metodo secondo il trovato l?acqua ha impiegato un tempo immensamente superiore a penetrare all?interno della corona circolare rispetto alla graniglia di tipo noto.
Misura dell?angolo di contatto (misura della bagnabilit? della superficie)
Si tratta della misura dell?angolo compreso tra la superficie di un granulo della graniglia e la superficie di una goccia d?acqua depositata su tale granulo.
Il test ha rilevato, per la graniglia di tipo noto un angolo di contatto compreso tra 80 e 120? (estremi esclusi), tale da classificare la stessa come ?Idrofobica?, mentre per le tre graniglie Nuova Graniglia 1, Nuova Graniglia 2 e Nuova Graniglia 3, un angolo di contatto maggiore di 120?, tale da classificare le stesse come ?Super-idrofobiche? (ovvero non bagnabili dall?acqua).
Si sottolinea che i test di cui sopra sono stati effettuati ripetutamente per diversi campioni dello stesso tipo di graniglia, ed i valori dei risultati riportati nelle tabelle sono le medie dei risultati ottenuti per i diversi campioni.
I test condotti dal depositante hanno dimostrato che la graniglia prodotta con il metodo secondo il trovato ha caratteristiche di idrofobicit?, propriet? antivegetative/antialga/antifungine, di adesione e di permanenza nel tempo di quest?ultima molto superiori rispetto alla graniglia di tipo noto.
Claims (12)
1) Metodo per la produzione di graniglia minerale rivestita per la realizzazione di elementi di rivestimento a supporto bituminoso, o a supporto comprendente un adesivo vinilico o acrilico, per coperture di edifici, comprendente le seguenti fasi:
- predisporre della graniglia minerale grezza;
- successivamente a predisporre della graniglia minerale grezza, inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2) insieme ad una miscela di primo trattamento comprendente acqua, pigmenti, silicato di sodio e/o silicato di potassio, caolino;
- successivamente ad inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2), mescolare detta graniglia minerale grezza e detta miscela di primo trattamento fino all?ottenimento di una graniglia minerale rivestita;
- successivamente a mescolare detta graniglia minerale grezza e detta miscela di primo trattamento, riscaldare detta graniglia minerale rivestita ad una prefissata temperatura di cottura (Tc);
- successivamente a riscaldare detta graniglia minerale rivestita, raffreddare detta graniglia minerale rivestita fino ad una prefissata temperatura di raffreddamento intermedia (Tri),
che si caratterizza per il fatto di applicare uno o pi? organo-silossani e/o silani a detta graniglia minerale grezza e/o a detta graniglia minerale rivestita, mediante una soluzione acquosa.
2) Metodo, come alla rivendicazione 1, in cui, nel caso in cui detti uno pi? organo-silossani e/o silani vengano applicati a detta graniglia minerale grezza mediante una soluzione acquosa, detta miscela di primo trattamento comprende uno o pi? organo-silossani e/o silani.
3) Metodo, come alla rivendicazione 1 o 2, in cui, nel caso in cui detti uno o pi? organo-silossani e/o silani vengano applicati a detta graniglia minerale rivestita mediante una soluzione acquosa, detto metodo comprende, successivamente o contemporaneamente a raffreddare detta graniglia minerale rivestita, una ulteriore fase di porre a contatto detta graniglia minerale rivestita con una miscela di secondo trattamento comprendente acqua e uno o pi? organo-silossani e/o silani.
4) Metodo, come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detta miscela di primo trattamento comprende uno o pi? additivi con propriet? antivegetative.
5) Metodo, secondo la rivendicazione 4, in cui detti uno o pi? additivi con propriet? antivegetative comprendono ossidi di rame e/o ossido di zinco e/o ossido di argento e/o rame metallico e/o zinco metallico.
6) Metodo, come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detta temperatura di cottura (Tc) ? compresa tra 450 e 480 ?C.
7) Metodo, come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detta temperatura di raffreddamento intermedia (Tri) ? compresa tra 280 e 390 ?C.
8) Metodo, come ad una o pi? delle precedenti rivendicazioni, comprendente, successivamente o contemporaneamente a raffreddare detta graniglia minerale rivestita ad una temperatura di raffreddamento intermedia (Tri), una fase di porre a contatto detta graniglia minerale rivestita con una miscela di terzo trattamento comprendente un solvente idrocarburico a base di polialchilbenzeni in cui sono dispersi esteri fosforici e/o silanici di acidi grassi etossilati.
9) Metodo, come ad una o pi? delle precedenti rivendicazioni, comprendente, successivamente a predisporre della graniglia minerale grezza, e precedentemente a inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2), una fase di preriscaldamento in cui si riscalda detta graniglia minerale grezza ad una prefissata temperatura di preriscaldamento (Tpr).
10) Metodo, come alla rivendicazione 9, comprendente, contemporaneamente o successivamente a detta fase di preriscaldamento e precedentemente a inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2), una fase di agitare meccanicamente detta graniglia minerale grezza.
11) Metodo, secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui, tra detta fase di preriscaldamento e detta fase di inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2), detta graniglia minerale ? contenuta in un forno di riscaldamento (4), che si caratterizza per il fatto di comprendere, contemporaneamente o successivamente a detta fase di preriscaldamento e precedentemente a inserire detta graniglia minerale grezza all?interno di mezzi di mescolamento (2), una fase di rimuovere l?aria presente nella regione di detto forno di preriscaldamento (4) contenente detta graniglia minerale grezza.
12) Metodo, secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui detta graniglia minerale grezza comprende graniglia di basalto e/o ardesia e/o cristobalite e/o olivina.
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