ITMI20012190A1 - Processo per la produzione di un dispositivo termoisolante flessibilee dispositivo cosi' ottenuto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell ’invenzione industriale dal titolo:

“PROCESSO PER LA PRODUZIONE DI UN DISPOSITIVO TERMOISOLANTE FLESSIBILE E DISPOSITIVO COSÌ OTTENUTO”

La presente invenzione riguarda un processo per la produzione di un dispositivo termoisolante flessibile, utilizzabile per ottenere l’isolamento termico di un corpo avente superfici non piane, ed il dispositivo termoisolante così ottenuto.

Sono noti i pannelli isolanti evacuati, ed in particolare quelli realizzati con materiali plastici, i quali stanno trovando un crescente impiego in tutti i settori in cui è richiesto l’isolamento termico a temperature inferiori a circa 100°C. Come esempi di applicazioni si possono ricordare le pareti di frigoriferi domestici e industriali, delle macchine distributrici di bevande (in cui l’isolamento termico è richiesto soprattutto per separare la parte delle bevande calde, generalmente a circa 70°C, da quella delle bevande fredde), o dei contenitori per il trasporto isotermico, per esempio di medicinali o cibi freddi o surgelati, come descritto nel brevetto US 5.943.876. Sono anche allo studio applicazioni di questi pannelli nel settore dell’edilizia o nell’industria automobilistica.

Come noto, un pannello evacuato è costituito da un involucro al cui interno è presente un materiale di riempimento. L’involucro ha lo scopo di impedire (o ridurre quanto più possibile) l’ingresso dei gas atmosferici all’interno del pannello, così da mantenere un livello di vuoto compatibile con il grado di isolamento termico richiesto dall’applicazione. Allo scopo l’involucro è realizzato con fogli cosiddetti “barriera”, caratterizzati da una permeabilità ai gas quanto più possibile ridotta, che possono essere costituiti da un singolo componente ma più comunemente sono multistrati di componenti diversi. Nel caso dei multistrati l’effetto “barriera” è conferito da uno degli strati componenti, mentre gli altri strati hanno generalmente funzioni di sostegno meccanico e di protezione dello strato barriera.

I materiale di riempimento ha prevalentemente la funzione di mantenere distanziate le due facce opposte dell’ involucro quando si pratica il vuoto nel pannello e deve essere poroso o discontinuo, in modo da poterne evacuare le porosità o gli interstizi. Questo materiale può essere inorganico, come per esempio polvere di silice, fibre di vetro, aerogeli, terra di diatomee, ecc.; oppure organico, come schiume rigide di poliuretano o polistirene, sia in forma di tavole che di polveri. Poiché la permeazione di tracce di gas atmosferici all'interno del pannello è praticamente inevitabile, quasi sempre questi pannelli contengono anche uno o più materiali (generalmente riferiti come materiali getter) in grado di assorbire questi gas mantenendo così la pressione all’ interno del pannello ai valori desiderati.

A causa della rigidità dei materiali che li costituiscono, i pannelli evacuati hanno generalmente una configurazione planare e possono quindi essere utilizzati per l’isolamento di corpi sostanzialmente parallelepipedi, aventi pareti piane, ma non sono adatti per i corpi aventi superfici curve, come per esempio i boiler o i condotti utilizzati per il trasporto di petrolio nelle regioni artiche.

La domanda di brevetto GB 2.222.791 descrive un metodo per curvare i cosiddetti pannelli sandwich, i quali sono costituiti come noto da due lastre metalliche distanziate l’una dall’altra e collegate per mezzo di uno strato di materiale plastico. H metodo consiste nel formare mediante stampaggio un solco di piegatura nel foglio metallico destinato ad occupare il lato interno della curvatura del pannello. Detto solco viene deformato nella successiva operazione di piegatura, in modo da divenire una vera e propria piega che si addentra nel materiale plastico dello strato interno.

Tale metodo può ovviamente essere applicato soltanto ad alcuni tipi di pannelli, ed in particolare non ai pannelli evacuati il cui involucro è estremamente fragile, per cui la formazione di un solco di piegatura su di esso ne provocherebbe certamente la rottura, con conseguente perdita delle proprietà di isolamento termico del pannello.

Il brevetto EP 0.820.568 a nome della società Huntsman ICI Chemicals LLC descrive un metodo per la produzione di pannelli isolanti evacuati di forma non planare che consiste nell’ intagliare il materiale di riempimento, prima della fase di evacuazione, eseguendo delle scanalature disposte nella direzione desiderata ed aventi ampiezza e profondità opportune e nell’ inserire il materiale di riempimento così lavorato in un involucro che viene poi sottoposto alla fase di evacuazione. Per effetto di quest’ultima fase il pannello si ripiega lungo le scanalature assumendo la forma definitiva non planare. Infine, il pannello evacuato viene sigillato.

Tuttavia, si è osservato che a seguito di tale evacuazione l’involucro aderisce al materiale di riempimento inserendosi almeno parzialmente all’interno delle suddette scanalature, per cui, ad evacuazione completata, lo spessore del pannello non è uniforme in tutte le sue parti, ma è minore in corrispondenza delle linee di piegatura rispetto alle parti piane del pannello stesso. Conseguentemente, neanche le proprietà di isolamento termico di tali pannelli sono uniformi, ma risultano ridotte proprio lungo tali linee di piegatura.

Un altro inconveniente dei pannelli non planari noti consiste nel rischio che l’involucro, che risulta schiacciato all’interno delle scanalature, si rompa permettendo così il passaggio dei gas atmosferici verso l’interno del pannello che compromette definitivamente le proprietà di isolamento termico del pannello stesso.

Un ulteriore inconveniente dei pannelli non planari noti consiste nel fatto che essi si piegano spontaneamente lungo dette scanalature subito dopo la loro produzione, all’atto della prima esposizione all’aria. Poiché tale curvatura aumenta notevolmente l’ingombro dei pannelli stessi, sarebbe invece conveniente poterla effettuare al momento dell’applicazione finale del pannello, in modo da ridurre le difficoltà e gli oneri di trasporto e stoccaggio.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un processo per la produzione di un dispositivo termoisolante che sia esente da tale inconvenienti, nonché un dispositivo ottenuto attraverso tale processo. Detto scopo viene conseguito con un processo le cui caratteristiche principali sono specificate nella prima rivendicazione ed altre caratteristiche sono specificate nelle rivendicazioni successive.

Un primo vantaggio del dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione consiste nel fatto che consente di ottenere un isolamento termico uniforme del corpo al quale esso è applicato.

Inoltre, il dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione è flessibile e pertanto può essere curvato fino ad aderire alle pareti del corpo da isolare in qualsiasi momento e non solamente in fase di produzione. In questo modo il dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione può essere prodotto, stoccato e trasportato al luogo dell’applicazione finale in forma piana, e solo successivamente può venire curvato a seconda delle esigenze.

Un altro vantaggio del dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione consiste nel fatto che il suo materiale di riempimento non presenta scanalature tali da schiacciarne l’involucro comportandone così la rottura.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche del dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente dettagliata descrizione di ima sua forma realizzativa con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la figura 1 mostra una vista in sezione trasversale di un normale pannello evacuato della tecnica nota;

- la figura 2 mostra una vista in sezione trasversale di un dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione, nella conformazione piana; e

- la figura 3 mostra una vista in sezione trasversale del dispositivo termoisolante di figura 2, curvato in modo da aderire alla superficie non planare di un corpo da isolare.

Facendo riferimento alla figura 1, è rappresentato un pannello evacuato 1 rigido, di tipo noto, comprendente un involucro 2 flessibile all’interno del quale è disposto un materiale di riempimento 3. L’involucro 2 è realizzato con uno o più fogli barriera saldati tra loro in modo da risultare a tenuta di gas, mentre il materiale di riempimento 3 è costituito da almeno una tavola di una schiuma polimerica a celle aperte, per esempio poliuretano, ed è mantenuto sotto vuoto così che le sue porosità evacuate assolvono la finizione di isolamento termico.

Secondo l’invenzione, il pannello evacuato 1 viene utilizzato come prodotto di partenza per ottenere un dispositivo termoisolante flessibile ed adattabile alla forma del corpo da isolare. Detto pannello evacuato 1 viene sottoposto ad una operazione di compressione parziale, localizzata lungo almeno una porzione lineare del pannello stesso, mediante la quale su una o su entrambe le facce della tavola del materiale di riempimento 3 viene formata almeno una cava 4 orientata in modo da consentire la piegatura del pannello 1 intorno ad un corpo da isolare.

La formazione della cava 4 viene ottenuta senza asportazione di materiale di riempimento 3, ma solamente attraverso la sua compressione, pertanto la capacità di isolamento termico del dispositivo termoisolante così prodotto non risulta ridotta in corrispondenza delle porzioni lineari che comprendono ciascuna cava 4. Infatti, pur avendo uno spessore ridotto, tali porzioni lineari del materiale di riempimento 3 presentano ima capacità di isolamento termico migliorata; è infatti noto che a parità di spessore, una schiuma polimerica compressa ha una capacità di isolamento termico superiore a quella che presentava la stessa schiuma prima della compressione. Per questo motivo il dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione presenta nel suo complesso una uniforme capacità di isolamento.

Preferibilmente, per ottenere Γ isolamento di un corpo con superfici curve vengono formate una molteplicità di cave 4, disposte in modo da ottimizzare l’adesione del dispositivo termoisolante alla superficie di tale corpo. Nel caso in cui il materiale di riempimento 3 sia costituito da una molteplicità di tavole tra loro sovrapposte, tutte vengono deformate nella fase di compressione del pannello evacuato 1, ma le cave 4 risultano formate sulle facce esterne della tavola adiacente all’involucro 2. Ovviamente, grazie all’evacuazione del pannello 1 l’involucro 2 aderisce al materiale di riempimento in ogni suo punto, pertanto le cave 4 sono visibili anche sulla superficie del dispositivo termoisolante secondo la presente invenzione.

Dette cave 4 sono rettilinee ed attraversano una faccia della tavola del materiale di riempimento 3 da lato a lato, congiungendo per esempio due lati opposti o due lati adiacenti di una tavola rettangolare.

La sezione traversale delle cave 4 può avere qualsiasi forma, per esempio a cuneo o a semicerchio.

Nella figura 2 è rappresentata una particolare forma realizzativa dell’invenzione, secondo la quale le cave 4 sono distribuite uniformemente sulle due facce della tavola del materiale di riempimento, e cioè ad ogni cava 4 su una faccia della tavola corrisponde una cava 4 sull’altra faccia. Inoltre, dette cave 4 sono tra loro tutte parallele per cui, come mostrato in figura 3, il dispositivo termoisolante risultante è adatto all’isolamento di un corpo cilindrico 5.

Tuttavia, in altre forme realizzative del dispositivo dell’invenzione le cave sulle due facce della tavola del materiale di riempimento possono essere sfasate, oppure esse possono essere disposte solo su una faccia della tavola. Inoltre, le cave 4 non sono necessariamente tutte parallele tra loro, ma possono avere vari orientamenti a seconda della forma del corpo da isolare.

L’operazione di compressione localizzata sulla tavola del materiale di riempimento 3 può essere effettuata in qualsiasi modo noto, per esempio inserendo il pannello evacuato 1 tra lastre provviste di almeno un rilievo di forma complementare a quella delle cave. Per formare una molteplicità di cave 4 su ima tavola di materiale di riempimento 3, possono essere effettuate numerose compressioni spostando di volta in volta il pannello 1 tra le lastre, oppure possono essere predisposte lastre di compressione provviste di una molteplicità di rilievi aventi forma e disposizione opportuna. In particolare, la forma dei rilievi è ovviamente complementare alla forma delle cave da formare sulle facce della tavola di materiale di riempimento 3. Pertanto, per ottenere il dispositivo termoisolante rappresentato nelle figure 2 e 3, possono essere utilizzate due lastre di compressione identiche, provviste di una molteplicità di rilievi rettilinei, tra loro paralleli ed aventi sezione trasversale cuneiforme.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Processo per la produzione di un dispositivo termoisolante flessibile caraterizzato dal fato che un pannello evacuato (1) rigido, comprendente un involucro (2) evacuato all’interno del quale è disposto un materiale di riempimento (3) costituito da almeno una tavola di una schiuma polimerica rigida a celle aperte, viene sotoposto ad una operazione di compressione localizzata lungo almeno una porzione lineare del pannello stesso, mediante la quale viene formata almeno una cava (4) su almeno una faccia di una tavola del materiale di riempimento (3) adiacente all’involucro (2).
2. 2. Processo secondo la rivendicazione 1, caraterizzato dal fato che detta cava (4) è sostanzialmente rettilinea e attraversa da lato a lato deta faccia della tavola del materiale di riempimento (3).
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fato che deto materiale di riempimento (3) comprende una sola tavola di una schiuma polimerica rigida a celle aperte.
4. 4. Processo secondo la rivendicazione 3, caraterizzato dal fato che detta fase di compressione porta alla formazione di una molteplicità di cave (4) su entrambe le facce di detta tavola.
5. 5. Processo secondo la rivendicazione 4, caraterizzato dal fato che ad ogni cava (4) su una faccia della tavola corrisponde ima cava (4) sull’altra faccia della tavola.
6. 6. Processo secondo la rivendicazione 4 o 5, caraterizzato dal fato che dete cave (4) sono tra loro tute parallele.
7. 7. Processo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caraterizzato dal fatto che detta operazione di compressione localizzata viene effettuata stringendo il pannello evacuato (1) tra lastre di compressione, almeno una delle quali è provvista di almeno un rilievo di forma complementare a quelle delle cave (4) che devono essere formate.
8. 8. Processo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che dette lastre di compressione sono entrambe provviste di una molteplicità di rilievi con una disposizione uguale a quella delle cave (4) che devono essere formate.
9. 9. Processo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che dette lastre di compressione sono tra loro identiche, e detti rilievi sono rettilinei e tra loro paralleli.
10. 10. Dispositivo termoisolante flessibile caratterizzato dal fatto di essere ottenuto mediante il processo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni.