ITMI20010236A1

ITMI20010236A1 - Procedimento per la realizzazione di manufatti termo e fonoisolanti per l'edilizia e per l'industria impianto per la realizzazione di questo

Info

Publication number: ITMI20010236A1
Application number: IT2001MI000236A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Cappi
Original assignee: Giuseppe Cappi
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-07
Also published as: WO2002070599A8; LV13149B; HUP0302209A2; KR20030026238A; PL368324A1; WO2002070599A3; WO2002070599A9; EP1358214A4; EA005231B1; EP1358214A2; CN1461311A; WO2002070599A2; CA2438191A1; EA200300841A1

Description

Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un nuovo procedimento per realizzare dei manufatti termo e fonoisolanti per l’edilizia e per Γ industria.

L’invenzione riguarda anche l' impianto utilizzato per realizzare questo procedimento, la composizione per preparare questi manufatti ed i manufatti così ottenuti.

Il campo dell’invenzione è quello della preparazione dei manufatti, solitamente in forma di pannelli, rotoli e similari, realizzati in lana di fibra di vetro, lana di roccia, lane minerali e altre fibre inorganiche, utilizzati nel campo dell’edilizia e dell’industria in genere per ottenere l’isolamento termico ed acustico degli interni rispetto all’ambiente esterno.

Questi manufatti sono tradizionalmente ottenuti spruzzando sulla lana di fibra di vetro e simili una soluzione acquosa di resina fenolo-formaldeide, eventualmente estesa con urea, successivamente fatta reticolare sulle fibre stesse mediante processo termico, così da ottenere un manufatto avente una struttura isolante compatta.

I processi tradizionali ora descritti, che utilizzano resine in soluzione acquosa, hanno il principale inconveniente di non consentire il controllo della distribuzione della resina sulla superficie delle singole fibre di vetro. Di conseguenza la resina tende a disperdersi in maniera irregolare o casuale lungo l’intero sviluppo delle fibre, contribuendo ad irrigidirle, così che le stesse tendono a spezzarsi più facilmente durante le manipolazioni del manufatto. Questi inconvenienti, a loro volta, generano dei problemi di resa, e sono anche la causa delle irritazioni cutanee dovute alla dispersione dei frammenti nell’ambiente.

Il fenomeno descritto viene particolarmente aggravato dal fatto che l’indurimento della resina, necessario per legare meccanicamente tra loro le fibre di vetro, coinvolge tutta la massa di resina utilizzata. Pertanto le fibre di vetro risultano alla fine rivestite con strati di materiale indurito, che rendono il manufatto ancora più fragile e sgradevole alla manipolazione. I noti procedimenti hanno inoltre l’inconveniente di richiedere quantità in eccesso di resina. Questo comporta ovviamente dei maggiori costi di produzione dei manufatti e di smaltimento dei reflui, resi peraltro inquinanti dalla decomposizione del polimero e degli altri componenti chimici miscelati con questo. Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un nuovo procedimento per realizzare dei materiali di isolamento termico ed acustico il quale, rispetto ai metodi noti, sia in grado di dare un prodotto più resistente e con un minore consumo di resina legante.

In particolare l’invenzione ha lo scopo di realizzare dei manufatti per l’isolamento termico, nei quali le fibre di vetro o di materiale similare non presentino la fragilità dei prodotti noti e che siano ottenibili con quantità inferiori di resina legante, così da superare sia i problemi di costo' del procedimento complessivo, sia di smaltimento delle tradizionali parti in eccesso.

Questi ed altri scopi dell’invenzione sono raggiunti con il procedimento, con l' impianto, con la composizione e con il manufatto delle rivendicazioni rispettivamente 1, 13, 17 e 25. Ulteriori caratteristiche della stessa invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

Rispetto ai noti manufatti utilizzati per l’isolamento termico ed acustico, quelli secondo l’invenzione hanno l’importante vantaggio di presentare una migliorata resistenza meccanica, grazie alla eliminazione delle rigidità strutturali sulle fibre. Dal canto suo, l’impiego di minori quantità di resina legante rende meno costoso il procedimento per la preparazione di questi manufatti e permette di ridurre i problemi di smaltimento delle sostanze inquinanti.

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi risultano dalla descrizione che segue di un preferito modo di realizzare l’invenzione illustrato, a titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni.

In esse:

■ la figura 1 illustra in vista schematica d’insieme le fasi principali del procedimento dell’invenzione;

■ la figura 2 illustra in vista schematica il particolare del sistema di applicazione della resina legante sulle fibre di vetro;

■ la figura 3 illustra un esempio di manufatto dfeU’invenzione; e ■ le figure 4 a 6 illustrano le fasi del procedimento di figura 1 in corrispondenza dei nodi tra le fibre.

Il processo illustrato in figura 1 parte dalla massa di prodotto fuso, nell’esempio una massa di vetro fuso 1, ospitata in un forno di fusione 2 e fatta passare attraverso una filiera 3, cosi da ottenere una colata 4 di vetro fuso. Questa colata viene quindi fatta cadere nella vasca di raccolta 5 di un dispositivo di fibraggio 6 rotante ad alta velocità. Tale dispositivo presenta, sulla superficie esterna, dei fori 7 dai quali fuoriescono per forza centrifuga delle corrispondenti fibre 8, successivamente deflesse verso un nastro trasportatore 9 sottostante, per mezzo di deflettori a fiamma 10. Sul nastro 9 si forma in tal modo un materasso 16 di lana di fibra di vetro, il cui spessore viene controllato attraverso il numero di dispositivi di fibraggio 6 operanti sull’impianto.

Preventivamente alla caduta, sul nastro 9, della massa di fibre di vetro 8, queste vengono spruzzate con un materiale legante costituito da una resina fenolica, in forma o di polvere secca oppure di una dispersione di polvere di resina fenolica in acqua (slurry), alimentata da spruzzatori 11.

Nella resina fenolica è inoltre disperso un adatto agente di reticolazione, anch’esso in polvere, che presenta la proprietà di fondere a una temperatura maggiore rispetto alla temperatura di fusione della resina fenolica.

Vantaggiosamente, secondo un modo preferito di realizzare l’invenzione, questo agente di reticolazione è costituito da un derivato di formaldeide (di preferenza esametilentetrammina HMTA o esamina), i cui granuli vengono incapsulati in un rivestimento di materiale avente un punto di fusione superiore rispetto a quello della resina fenolica.

Di preferenza questo materiale è costituito da copolimeri a blocchi del tipo propilene-etilene-butadiene.

L’esamina rivestita è presente in misura dal 3% al 12% in peso circa rispetto alla resina fenolica, ed ha una temperatura di fusione di almeno 102°C.

Al posto dell’ esamina possono anche essere usati gli agenti di reticolazione che seguono, tutti rivestiti con lo stesso materiale alto fondente di incapsulamento anzidetto:

■ PARAFORMALDEIDE

■ ESAMETOSSIMELAMMINE

■ ANIDRIDE TRIMELLITICA

■ RESINE EPOSSIDICHE

■ RESINE FENOL RESOLICHE

■ RESINE MELAMMINICHE

■ RESINE PREREAGITE EPOS SI-POLIESTERE

Il materiale particellare costituito dalla polvere o slurry di resina fenolica e dall’agente di reticolazione, anch’esso in polvere, viene spruzzato sulla massa di fibre di vetro 8 in formazione, ed incorporato nella struttura finale che compone il materasso 16 (Fig- 3).

La dimensione dei granuli di polvere di resina di catalizzatore risultano varie preferibilmente tra 0,5 - 2,5 microns.

Il materasso 16 così trattato viene quindi fatto passare in un forno 12 a due settori 13,14 di riscaldamento a diversa temperatura, e precisamente:

■ nel settore 13, di riscaldamento della resina fenolica alla sua temperatura di fusione (massima 105°C), questa viene fusa in una massa che si concentra in massima parte sui nodi e che ingloba le particelle di catalizzatore, ancora rivestite (fig. 4-5-6); in particolare la resina fusa tende a concentrarsi, migrando per tensione superficiale, in corrispondenza dei nodi della massa di fibre; a tale scopo, di preferenza nello slurry viene aggiunta un’emulsione acquosa, in quantità minori (dall’ 1,5% al 5%) di resina fenolica che, a ragione del suo contenuto di tensioattivo interno, modifica la tensione superficiale della resina sulle fibre, facilitando lo scorrimento di questa verso i nodi della struttura; inoltre la presenza del tensioattivo, ha il vantaggio di depositare sulle fibre di vetro un sottile spessore di resina fenolica in forma di un appretto, contribuendo a diminuire la fragilità della fibra di vetro;

■ nel settore 14 il materasso 16 viene portato fino alla temperatura di fusione del rivestimento del catalizzatore (temperatura maggiore di 105°C), con avvìo della reazione di reticolazione della resina e con formazione di uno spessore di materiale indurito che lega reciprocamente le fibre, in corrispondenza delle giunzioni fibra su fibra o dei nodi, formando una struttura compatta di materasso 16 (fig. 6).

Tale struttura risulta pertanto irrigidita solo localmente in corrispondenza dei punti o dei nodi di incrocio tra le fibre 8, dove la resina fenolica fusa si è accumulata per riduzione della sua tensione superficiale.

Si rende in tal modo possibile ottenere un manufatto termo e fonoisolante 16 (fig. 3) che, a differenza di quelli noti, risulta essere più resistente, più facile da maneggiare e che non genera dispersioni nocive, nell’ambiente, di frammenti di resina indurita.

Inoltre, l’uso della esametilentetramina incapsulata, o degli altri agenti incapsulati detti più sopra, può essere esteso alle “poltrusion” (ovvero a prodotti di trafilazione) fabbricate con resine fenoliche, per esempio i grigliati e i profilati per l’applicazione nell’industria delle piattaforme “off-shore”.

Ovviamente all’invenzione, come più sopra descritta ed illustrata, è possibile apportare delle modifiche per realizzare delle varianti che, tuttavia, rientrano nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Così per esempio, le fibre di vetro potrebbero essere sostituite con una qualsiasi altra fibra inorganica del tipo adatto per gli scopi dell’ invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Procedimento per la preparazione di materiali costituiti da una massa di fibre inorganiche reciprocamente legate, caratterizzato dal fatto di prevedere il fissaggio tra le fibre, prevalentemente localizzato in corrispondenza delle giunzioni' fibra su fibra o dei nodi di queste.
2 . Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il detto fissaggio localizzato prevede la distribuzione di particelle di un materiale legante e di un agente di reticolazione aH’intemo della detta massa di fibre.
3 . Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto materiale legante e il detto agente di reticolazione sono in polvere.
4 . Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto materiale legante è in forma di una dispersione di resina fenolica in acqua (slurry).
5 . Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto materiale legante e il detto agente di reticolazione sono attivati per riscaldamento alle rispettive temperature di fusione.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto agente di reticolazione è altofondente rispetto al citato materiale legante.
7 . Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto materiale legante è costituito da resina fenolica e che il detto agente di reticolazione è costituito da un derivato di formaldeide rivestito con una guaina di materiale con punto di fusione maggiore di quello della resina fenolica .
8 . Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto derivato di formaldeide è costituito da una polvere di esametilentetrammina incapsulata in un rivestimento di materiale altofondente rispetto alla citata resina fenolica, preferibilmente un copolimero a blocchi del tipo propileneetilene-butilene.
9 . Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il detto materiale legante è costituito da resina fenolica e che il detto agente di reticolazione è scelto tra uno o più dei composti che seguono: ■ PARAF ORMALDEIDE ■ ESAMETOSSIMELAMMINE ■ ANIDRIDE TRIMELLITICA ■ RESINE EPOSSIDICHE ■ RESINE FENOL RESOLICHE ■ RESINE MELAMMINICHE ■ RESINE PREREAGITE EPOSSI-POLIESTERE
1 0 . Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere il riscaldamento del detto materiale legante e del citato agente di reticolazione ad una temperatura superiore a quelle di fusione della resina fenolica.
11 . Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere l’aggiunta nello slurry di un’emulsione acquosa di resina fenolica , con funzione di modificatore della tensione superficiale della resina fenolica.
12 . Impianto per la realizzazione del procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, del tipo comprendente un forno (2) per la fusione di un materiale inorganico, in particolare vetro fuso, una filiera (3) per ottenere una colata (4) di vetro fuso, un dispositivo girevole di fìbraggio (6) provvisto di fori (7) per la formazione di una pluralità di fibre di vetro (8), dei deflettori a fiamma (10) atti ad indirizzare le fibre (8) sopra un nastro trasportatore (9), caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi (11) per la dispersione di una polvere o di uno slurry di un materiale legante e per la contemporanea dispersione di una polvere di un agente di reticolazione all’ interno della massa formata dalle dette fibre (8).
13 . Impianto secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre un forno (12) di riscaldamento della detta massa di fibre trattata con il detto materiale legante e con il citato agente di reticolazione.
14 . Impianto secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che il detto forno (12) presenta due settori (13,14) di riscaldamento della detta massa di fibre alla temperatura di fusione rispettivamente del citato materiale legante e del detto agente di reticolazione.
15 . Composizione per il fissaggio reciproco tra fibre inorganiche prevalentemente localizzato in corrispondenza dei nodi o delle giunzioni fibra su fibra, formata da particelle di un materiale legante e di un agente di reticolazione.
16 . Composizione secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che il detto materiale legante è in polvere o in forma di slurry e che il detto agente di reticolazione è in polvere.
17 . Composizione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto materiale legante è costituito da una resina fenolica e che il detto agente di reticolazione è costituito da una polvere di esametilentetrammina incapsulata in un rivestimento altofondente rispetto alla citata resina fenolica, preferibilmente un copolimero a blocchi del tipo propilene-etilene-butilene.
1 8 . Composizione secondo la rivendicazione 17, caratterizzata dal fatto che al posto della detta esametilentetrammina il citato agente di reticolazione è scelto tra uno o più degli agenti che seguono: ■ PARAFORMALDEIDE ■ ESAMETOSSIMELAMMINE ■ ANIDRIDE TRIMELLITICA ■ RESINE EPOSSIDICHE ■ RESINE FENOL RESOLICHE ■ RESINE MELAMMINICHE ■ RESINE PREREAGITE EPOS SI-POLIESTERE
19 . Composizione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere dal 3% al 12% in peso di agente di reticolazione in polvere.
20. Composizione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le citate particelle di materiale legante e di agente di reticolazione hanno dimensioni comprese tra 0,5 - 2,5 microns.
21. Manufatto per l’edilizia e per l’industria, caratterizzato dal fatto di essere costituito da una massa di fibre di vetro reciprocamente legate prevalentemente in corrispondenza delle giunzioni fibra su fibra o dei nodi di queste.
22. Manufatto secondo la rivendicazione 2 1 , caratterizzato dal fatto di essere realizzato con il procedimento e con la composizione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
23 . Manufatto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere ottenuto per “poltrusion” con fibre di vetro e resine fenoliche.
24 . Manufatto secondo la rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto di consistere in grigliati o profilati per l’applicazione nell’industria delle piattaforme “off-shore”.
25 . Manufatto secondo le rivendicazioni precedenti per l’isolamento termico e acustico nell’edilizia e nell’ industria. Il tutto come sostanzialmente descritto, illustrato e per gli scopi ivi specificati.