ITCO20100052A1 - Pannello sandwich strutturale con supporto reticolare in ossido di magnesio - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO:
“Pannello sandwich strutturale con supporto reticolare in ossido di maanesio”
RIASSUNTO:
Pannello sandwich (1 ) a tre strati con suooorto centrale formato da una struttura reticolare (3) con pareti in ossido di maanesio(maanesia) e accoppiato a pelli (2) nel medesimo materiale o in altri materiali tramite l’utilizzo di collanti strutturali poliuretanici o epossidici. La struttura reticolare (reticolo) è costituita da celle a base rettanqolare o romboide ottenute incrociando le pareti che costituiscono l’ordito(nella direzione della lunghezza) con quelle della trama(nella direzione della larqhezza) (Diseqno 3/A). Nei punti di incrocio l’ordito si innesta nel corrispondente riscontro ricavato nella trama (Diseqno 3/B). Tale riscontro consiste in uno scasso rettanqolare di larqhezza pari allo spessore delle pareti e alto la metà della loro altezza.
L’innovazione di questo pannello consiste in una struttura reticolare in materiale a base di ossido di maqnesio che, accoppiata a superfici (pelli) nel medesimo materiale o altro materiale con pari resistenza/reazione al fuoco e resistenza all’acqua, realizza un pannello avente caratteristiche combinate di elevata resistenza meccanica (rioidità strutturale), di ottima resistenza/reazione al fuoco e resistenza all’acqua.
Stato dell’arte - Situazione applicativa attuale
Attualmente neN’ambito dei cannelli sandwich sono stati brevettati pannelli per lo più con supporto in alveolare di alluminio o in strutture reticolari prefabbricate in fibre polimere rinforzate (UK Patent Acclication GB2456659 A) o altri materiali. 1 vari brevetti inerenti tali ticoloaie di cannelli si differenziano oer il suooorto interno e le celli che cambiano in funzione delle aoolicazioni a cui è indirizzato. Tali cannelli possono prevedere anche un riempimento delle celle con materiale esoanso atto ad ottenere delle buone caratteristiche di coibentazione termica e/o fonoassorbenza.
DESCRIZIONE
Problema tecnico
Questa invenzione serve a miqliorare, anche in modo combinato, le crestazioni strutturali, di reazione al fuoco e all’acqua, nonché della cacacità di fono-assorbenza e coibentazione termica riscetto ai cannelli sandwich esistenti.
Inoltre questa invenzione consente di ottenere un cannello ad elevata leqqerezza in relazione a cannelli aventi caratteristiche strutturali, di reazione al fuoco e all’acqua, nonché della cacacità di fonoassorbenza e coibentazione termica similari.
Un ulteriore aspetto inerente le caratteristiche fisiche dei pannelli sandwich, risolto da questa invenzione, riauarda la quasi totale eliminazione della dilatazione termica, sostanzialmente non presente nel pannello sandwich oaaetto di questa invenzione.
Soluzioni del problema tecnico
La soluzione che questa invenzione adotta per ottenere le caratteristiche precedentemente descritte consiste nell’utilizzo combinato di un particolare supporto interno reticolare associato a pelli con proprietà fisiche, chimiche e meccaniche che (garantiscono una elevata resistenza al fuoco e all’acqua, nonché dotate di un coefficiente di dilatazione termica lineare basso o inesistente.
Inoltre, procedendo con un eventuale riempimento del reticolo con materiali aventi caratteristiche di elevata fonoassorbenza e coibentazione termica, è possibile associare tali benefici al pannello sandwich nel suo complesso senza perdita di riaidità strutturale, di resistenza/reazione al fuoco e resistenza all’acqua.
Le applicazioni di tale invenzione sono varie. Nel campo dell’edilizia il pannello sandwich con supporto in materiale a base di ossido di maqnesio può essere principalmente utilizzato sia per pareti verticali, interne ed esterne, che per controsoffittature, soffitti, sottofondi, pavimenti qalleqqianti e solette. Tali pannelli possono però essere utilizzati anche in ambito navale, autoferrotranviario e nel settore dell’arredamento.
Descrizione di una o più forme di attuazione/ Funzionamento L’invenzione viene qui di sequito ulteriormente chiarita in una sua forma pratica riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allenate tavole di diseono in cui:
DISEGNO 1/6 -Mostra il oenerico pannello sandwich a tre strati: le due pelli esterne ed il supporto (reticolo) centrale (1/A).
DISEGNO 2/6 -Mostra due esempi di reticoli possibili: con celle tutte della stessa dimensione (2/A) e celle di diversa dimensione (2/B). DISEGNO 3/6 - Mostra un esempio di parete dell’ordito e una della trama (3/A), il particolare deoli scassi effettuati sulle pareti e come avviene l’incastro delle pareti dell’ordito con le corrispondenti pareti della trama
DISEGNO 4/6 - Mostra due differenti tioolooie di celle: una oenerica cella chiusa del reticolo (4/A) ed una cella del reticolo intercomunicante con le celle adiacenti per mezzo di appositi fori presenti sulle sue pareti (4/B).
DISEGNO 5/6 - Mostra, attraverso una vista prospettica, un pannello sandwich nella variante con le pelli microforate e le celle del reticolo riempite con materiale riqido o semiriqido (5/A) e nella variante con qeneriche pelli e riempimento delle celle (5/B).
DISEGNO 6/6 - Mostra che il collante viene applicato sulla superficie interna delle pelli (6/A) e come esso si dispone con l’incollaqqio (6/B). Nella descrizione che seque saranno indicati i numeri di riferimento che sono riportati nei diseqni.
Questa invenzione consiste in un pannello sandwich (1 ) che può essere descritto come un pannello a tre strati di cui i due esterni venaono chiamati pelli (2), mentre quello interno è detto supporto (3). Successivamente si farà riferimento a tale supporto interno solamente con il termine di reticolo.
Il pannello viene realizzato a partire dalla costruzione del reticolo. Inizialmente venaono preparate delle liste di materiale a base di ossido di maanesio dello spessore (4) ed altezza (5) desiderate di lunahezza pari a quella (6) del pannello sandwich completo che si vuole creare, che d’ora in poi chiamerò pareti dell’ordito (7), ed altre di lunahezza pari alla larahezza (8) del pannello sandwich completo che definisco come pareti della trama (9). Il reticolo prevede comunaue uno spessore (4) minimo delle pareti (7) (9) di 2 mm. Il numero delle pareti dell’ordito e della trama dipende dalla dimensione delle celle (15) che formeranno il reticolo, nonché dalle dimensioni del pannello sandwich completo. Le celle del reticolo possono avere dimensioni diverse, anche all'interno dello stesso pannello (15) (16).
Per realizzare l’assemblaaaio del reticolo venaono eseauiti deali scassi (11 ) (12) nelle pareti. Tali scassi sono creati nelle posizioni necessarie alla composizione del reticolo secondo la aeometria voluta (DISEGNO 2/A, 2/B). Le pareti dell’ordito (7) presentano uno scasso verticale (12) larao quanto lo spessore (4) delle pareti che devono esservi inserite ed alto la metà dell’altezza (13) delle stesse sull’estradosso, mentre le pareti corrispondenti della trama (9) avranno nell’incastro lo stesso scasso (11 ), ma sull’intradosso. Alternativamente si possono invertire le posizioni dello scasso, cioè sull’intradosso oer le pareti dell’ordito e sull’estradosso per auelle della trama. Una volta ottenuti i due diversi tipi di pareti del reticolo.tale reticolo viene composto a secco. Le pareti che formano l’ordito venaono incrociate a quelle della trama per mezzo deali scassi corrispondenti (11 )(12) precedentemente creati nelle pareti dell’ordito e della trama. A questo punto il reticolo viene accoppiato con le pelli tramite l’utilizzo di collanti (18) poliuretanici o epossidici che venaono applicati alle superfici interne delle pelli (10). L’applicazione del collante sulla superficie interna delle pelli avviene per mezzo di un impianto a rullo soalmatore.
L’adesione del collante non avviene solamente lunqo ali spessori del reticolo, ma risale leaaermente anche verticalmente sulle pareti del reticolo aumentando la superficie di adesione e auindi la forza strutturale del pannello stesso.
Le pelli esterne, per fare in modo che il pannello mantenaa oltre che le caratteristiche di riaidità strutturale anche i mialioramenti inerenti alla reazione e resistenza al fuoco nonché resistenza all’acaua che si sono ottenuti con il nuovo reticolo interno, devono essere in materiale a base di ossido di maanesio oppure in qualsivoalia materiale secondo le sue diverse applicazioni, purché abbia le medesime caratteristiche dei pannelli a base di ossido di maanesio.
Varianti
Mialioramenti nelle caratteristiche di fonoassorbenza si possono ottenere con pelli esterne microforate (20) nel caso che l’utilizzo del pannello richieda maaaiori caratteristiche di tono-assorbenza e di aereazione. Infatti, variando la quantità ed il numero dei fori, ossia la percentuale di perforazione della superficie, lo spessore e la volumetria del reticolo dei pannelli variano le proprietà filtranti per il suono. Anche le pareti del reticolo possono presentare dei fori (19) per rendere le sue celle interconnesse (17) in modo da variare il volume d’aria contenuto in esse e modificare così l’assorbimento delle frequenze sonore.
Può essere utile, oer mialiorare ulteriormente le caratteristiche del oannello, inserire nelle celle del reticolo del materiale riaido o semiriaido orefabbricato (21 ) con caratteristiche simili al materiale che costituisce il reticolo oer auanto riauarda la fono-assorbenza, la resistenza e reazione al fuoco e resistenza all’acqua. Tale materiale di riempimento è formato da pannelli riqidi o semiriqidi ridimensionati per poter essere inseriti nelle celle del reticolo. Questo riempimento aaaiunae inoltre ulteriore resistenza strutturale al oannello arazie all’incremento della superficie di adesione del collante. Un materiale che può essere utilizzato per il riempimento è la lana di roccia, un materiale prettamente inorqanico che fonde a temperature superiori ai 1000 °C e non contribuisce pertanto né allo sviluppo ed alla propaqazione di un incendio, né all'emissione di qas tossici.
Inoltre la lana di roccia, qrazie alla presenza di un'infinità di celle nella sua struttura, ostacola il passaqqio del caldo e del freddo, e quindi sviluppa una forte azione isolante. La lana di roccia favorisce inoltre l’assorbimento delle onde acustiche permettendo di attenuare l’intensità e la propagazione del rumore. Questo materiale, scelto come riempimento, non assorbe né acqua né umidità ed è chimicamente neutro. In caso si sia fatta questa scelta, il pannello mialiora le sue caratteristiche di coibentante termico, di fonoassorbenza e di resistenza/reazione al fuoco.
La lana di roccia non è però il solo materiale che può essere utilizzato come riempimento delle celle del pannello sandwich. Infatti è possibile utilizzare anche delle schiume espanse a base poliuretanica, le quali permettono di mialiorare ulteriormente le prestazioni di coibentazione e fonoassorbenza, perdendo però le proprietà di resistenza e reazione al fuoco, nonché di resistenza all’acqua.
Comunaue, oltre a auelli citati, possono essere utilizzati materiali di diversa e altra natura per il riempimento delle celle del reticolo, al fine di attribuire al pannello ulteriori e differenti caratteristiche funzionali. Un ulteriore aspetto di questo pannello sandwich è che può essere personalizzato con l’utilizzo di pelli precedentemente trattate in modi diversi, come ad esempio la verniciatura o il rivestimento con materiali di varia natura accoppiate per incollaqqio.
Vantaggi
1 vantaggi del pannello sandwich sono dovuti principalmente, ma non solo, sia alle caratteristiche particolarmente favorevoli del materiale di cui è costituito il reticolo che alla sua struttura. In particolare, qrazie al modulo di elasticità dei materiali a base di ossido di maqnesio, più elevato rispetto a materiali polimerici o a base legno, la struttura reticolare risulta molto riaida. laddove altre strutture reticolari aià note. come quelle in in materiali polimerici o a base leano, non hanno un’elevata riqidità prima del loro accoppiamento con le pelli. Il reticolo oaaetto di questa invenzione risulta più riaido anche rispetto aali alveolari metallici in alluminio, acciao. titanio, etc. arazie alla sua particolare aeometria che si avvantaaaia di uno spessore (4) consistente delle sue pareti (7) (9). Il reticolo perciò, successivamente all’accoppiamento con le pelli, conferisce al pannello un ulteriore incremento della resistenza strutturale. Il reticolo a base di ossido di maanesio accoppiato con pelli nel medesimo materiale costituisce un pannello miqliorato nella reazione al fuoco e all’acqua rispetto ai pannelli aià noti, mantenendo inoltre un buon equilibrio tra leaaerezza. elevata stabilità e resistenza meccanica.
Il pannello sandwich ha una resistenza al fuoco notevole ed una certa insensibilità all’acqua, ossia una perdita limitata delle sue proprietà meccaniche in presenza d’acqua.
Inoltre, una nuova opportunità offerta dalla struttura reticolare del pannello sandwich e dalla possibilità di procedere all’eventuale riempimento delle sue celle con materiali di diversa natura, consiste neN’aggiunta alle proprietà di strutturai ità, resistenza/reazione al fuoco e resistenza all’acqua anche delle proprietà di fono-assorbenza e isolamento termico.
Grazie alle particolarità del reticolo, l’utilizzo di questo pannello sandwich è visto favorevolmente in diverse applicazioni, anche non in campo edile.
Inoltre, i pannelli fin qui descritti risultano essere sezionabili in sottopannelli attraverso l’uso di tecnoloqie di taqlio diverse (es. a lama circolare; laser; wateriet; etc.) .
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI: 1) Pannello sandwich con supporto reticolare (reticolo) costituito da pareti a base di ossido di maanesio e pelli in materiale a base di ossido di maanesio o altro materiale.
- 2) Nel pannello sandwich descritto nella rivendicazione 1 le pelli possono essere costituite anche da materiali che abbiano pari caratteristiche di resistenza al fuoco e all'acqua del materiale a base di ossido di maanesio.
- 3) Il supporto della rivendicazione 1 diseana celle di forma tetraaonale e dimensione diversa, anche all'interno dello stesso pannello.
- 4) All’interno delle celle del reticolo descritto dalle rivendicazioni 1 e 3 è possibile, non necessario, inserire pannelli prefabbricati. ridimensionati in base alla forma della cella, di materiale con caratteristiche fonoassorbenti, coibentanti e/o di resistenza al fuoco come la lana di roccia o materiale simile.
- 5) Nel pannello sandwich descritto nelle rivendicazioni 1 e 2 le pelli sono applicate tramite l'utilizzo di collanti strutturali poliuretanici o epossidici.
- 6) Le pelli esterne descritte nelle rivendicazioni 1 e 2 possono presentare un qriqlia di fori su una o entrambe le pelli.
- 7) Le pareti del reticolo delle rivendicazioni 1 , 3 e 4 possono presentare dei fori atti a rendere intercomunicanti le celle.
- 8) Le celle del reticolo descritto nelle rivendicazioni 1 ,3,4 e 7 possono essere riempite singolarmente per scopi particolari.
- 9) Una o entrambe le superfici esterne delle pelli della rivendicazione 1 possono subire ulteriori trattamenti come quello di verniciatura o di rivestimento con materiali di natura diversa. 10)Le pelli esterne del pannello sandwich descritto nelle rivendicazioni 1 e 2 possono avere spessore diverso, anche sulle due facce dello stesso pannello.
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