ITMI20120463A1 - Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell'aria e processo per la sua preparazione - Google Patents

Description

Titolo: Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria e processo per la sua preparazione

DESCRIZIONE

Background dell’ invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un pannello in materiale pre-isolato superficialmente provvisto di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico, in grado di ridurre il deposito superficiale di polvere e particolato solido, che consente quindi di ottenere un effetto autopulente in un condotto per il trasporto dell’aria comprendente tali pannelli.

In particolare, la presente invenzione riguarda pannelli in materiale pre-isolato superficialmente provvisti di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico impiegati per la realizzazione di condotti per impianti di ventilazione, riscaldamento e climatizzazione dell’ aria.

La presente invenzione riguarda inoltre un processo per la preparazione di tali pannelli e un processo di costruzione di condotti comprendenti tali pannelli.

Arte correlata

L’uso di pannelli pre-isolati per costruire condotti per impianti di climatizzazione, ventilazione e riscaldamento à ̈ ampiamente noto nel settore.

Nel presente contesto, con il termine “pannello pre-isolato†si intende indicare un pannello composito provvisto di un materiale isolante prima che il pannello sia montato per formare condotti o comunque prima di essere utilizzato.

Generalmente vengono usati pannelli coibentati che, opportunamente tagliati e assemblati, formano condotti per il trasporto di aria a media/bassa pressione e a bassa velocità.

La domanda di brevetto intemazionale WO 2011/038325 descrive una composizione polvere-repellente comprendente nanoparticelle idrofobiche disperse in almeno un solvente, in cui la composizione à ̈ priva di almeno un legante che si ritiene possa compromettere l’efficacia del rivestimento. In particolare, la suddetta composizione viene applicata alle pale di un ventilatore.

Il brevetto inglese GB 2 421 727 si riferisce ad un metodo per formare un materiale di rivestimento capace di formare una superficie microstrutturata comprendente: 1) fornire micro o nanoparticelle e 2) trattare le particelle con un agente idrofobico e con un additivo per formare particelle di maggiori dimensioni a cui à ̈ legato l’agente idrofobico, in cui la fase di trattare le particelle con l’additivo à ̈ effettuata a pH di circa 6.5-14. In particolare, il suddetto materiale di rivestimento può essere utilizzato per produrre rivestimenti autopulenti, anticorrosivi o antighiaccio.

Sommario dell’invenzione

In relazione ai pannelli pre-isolati per costruire condotti per il trasporto dell’aria, la Richiedente ha osservato che questi condotti richiedono frequenti opere di pulizia e bonifica causate dall’accumulo di polvere e particolato solido alfi del condotto stesso innescando quindi un indesiderato aumento di costi per la manutenzione e il controllo dei condotti.

A fronte del significativo impatto che la qualità dell’aria ha sulla salute delle persone anche le normative, tecniche e legislative, che disciplinano il settore hanno registrato, negli ultimi anni, un sensibile inasprimento degli standard richiesti agli impianti di climatizzazione valutati nella loro totalità ovvero comprendendo anche la rete di canalizzazioni (“Schema di linee guida per la definizione di protocolli tecnici di manutenzione predittiva sugli impianti di climatizzazione†del Ministero della Salute -G.U. 3 novembre 2006 e Norma UNI EN 15780 Ventilation for buildings - Ductwork Cleanliness of ventilation systems).

I tradizionali prodotti in grado di offrire una barriera contro la polvere e più in generale contro il deposito di sporco o particolato solido, utilizzano soluzioni basate su soluzioni ad effetto antistatico o soluzioni ad effetto idrofobico, sfruttando l’effetto di alcuni composti come quelli a base fluoro o i polimeri teflonati. Questi trattamenti però non si prestano alle particolari esigenze dei condotti per il trasporto dell’aria.

La Richiedente si à ̈ perciò posta il problema di predisporre un pannello pre-isolato in grado di ridurre efficacemente i possibili depositi e accumuli di polvere e particolato solido, mediante un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico, polvere-repellente, ottenuto a partire da una composizione liquida di rivestimento secondo l’invenzione. Più in particolare secondo un primo aspetto, la presente invenzione riguarda un pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria comprendente uno strato isolante interposto tra strati superficiali contrapposti, almeno uno di detti strati superficiali essendo superficialmente provvisto di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico ottenuto a partire da una composizione liquida comprendente:

a) da 10 a 70% in peso di un formulato comprendente una miscela di particelle di silice idrofobiche, almeno un organosilano e almeno un solvente;

b) da 20 a 60 % in peso di almeno una resina polimerica; ed

c) eventualmente da 0,1 a 2 % in peso di almeno un biocida.

Vantaggiosamente, il pannello pre-isolato superficialmente provvisto di un rivestimento secondo l’invenzione permette di ridurre i possibili depositi e accumuli di polvere e particolato solido sulla superficie trattata, unicamente tramite l’azione del flusso d’aria sia in fase di preavvio che di esercizio, in modo tale da consentire un’azione autopulente all’ interno del condotto stesso.

La suddetta azione autopulente vantaggiosamente permette di facilitare e/o ridurre la frequenza delle operazioni di manutenzione e bonifica del condotto stesso.

Sebbene la Richiedente non voglia essere limitata da alcuna teoria interpretativa, si ritiene che il rivestimento nanotesturizzato e idrofobico ottenuto sul pannello pre-isolato permetta di creare un effetto loto in grado di minimizzare la superficie di contatto delle particelle di polvere e particolato solido e allo stesso tempo di ridurre la presenza di umidità superficiale che svolge un’azione di adesivo per le stesse particelle, in modo tale da ridurre la capacità di adesione dello sporco al suddetto pannello.

NeH’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: effetto loto si intende indicare la capacità di un materiale di mantenersi pulito autonomamente.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: nanotesturizzato si intende indicare uno strato di rivestimento che presenta un secondo livello di rugosità su scala nanometrica, caratterizzato da un’elevata densità di picchi e valli rispetto al profilo nominale della superficie stessa.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: idrofobico si intende indicare uno strato di rivestimento che presenta un angolo di contatto con acqua maggiore di 90°, misurato dopo condizionamento dei campioni di prova ad una temperatura media di 21°C per un tempo di 4h.

Nell’ ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, tutte le grandezze numeriche indicanti quantità, parametri, percentuali, e così via sono da intendersi precedute in ogni circostanza dal termine “circa†se non diversamente indicato. Inoltre, tutti gli intervalli di grandezze numeriche includono tutte le possibili combinazioni dei valori numerici massimi e minimi e tutti i possibili intervalli intermedi, oltre a quelli indicati specificamente nel seguito. Preferibilmente, lo spessore del rivestimento à ̈ compreso tra 1 e 10 pm corrispondente ad una quantità compresa tra 1 e 10 g/m<2>, preferibilmente 2-3 g/m<2>.

In una forma di realizzazione preferita, almeno uno degli strati superficiali contrapposti del pannello secondo l’invenzione comprende un foglio di alluminio.

Preferibilmente, almeno uno di detti strati superficiali possiede una superficie liscia o goffrata.

Preferibilmente, detti strati superficiali hanno uno spessore compreso tra 60 e 500 pm, più preferibilmente uno spessore pari a 60, 80, 200 e 500 pm.

Preferibilmente, lo strato isolante del pannello secondo l’invenzione comprende almeno uno tra i materiali selezionati dal gruppo comprendente: poliuretano espanso, poliisocianurato espanso, schiuma fenolica e lane minerali. Più preferibilmente, poliuretano espanso/poliisocianurato.

Esempi preferiti di poliuretano espanso che possono essere utilizzati nella presente invenzione e che sono commercialmente disponibili sono i prodotti per laminazione in continuo di Bayer, BASF, Huntsman, Dow, che danno origine a schiuma poliuretanica espansa rigida PUR/PIR, Classe 1 della classificazione di reazione al fuoco secondo UNI EN 9174, preferibilmente espansa a sola acqua secondo la domanda di brevetto statunitense US 2001/014387 Al.

Preferibilmente, detto strato isolante ha una densità compresa tra 40 e 70 kg/m e uno spessore compreso tra 10 e 60 mm.

Preferibilmente, la composizione liquida ha un pH compreso tra 2 e 5, più preferibilmente compreso tra 2,70 e 4,20.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: particelle si intende indicare nanoparticelle o microparticelle.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: microparticella si intende indicare aggregati o “cluster†delle nanoparticelle più sopra menzionate.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: microparticelle si intende indicare particelle aventi una dimensione media delle particelle compresa tra 0,1 pm e 100 pm.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: nanoparticelle si intende indicare particelle aventi una dimensione media delle particelle compresa tra 1 nm e 100 nm.

In una forma di realizzazione preferita, le particelle sono microparticelle, nanoparticelle o loro miscele aventi una dimensione media delle particelle compresa tra 1 nm e 100 pm.

Preferibilmente, le particelle hanno una dimensione media delle particelle compresa tra 50 nm e 50 pm.

Le particelle possono essere sferoidali o non-sferoidali, ad esempio, particelle di forma irregolare. Il termine "dimensione media delle particelle" si riferisce alla dimensione delle particelle primarie e non à ̈ la dimensione di agglomerati. La dimensione delle particelle à ̈ generalmente il diametro medio di una particella sferoidale e approssivativamente la dimensione maggiore di una particella aciculare.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: particelle di silice idrofobiche si intende indicare particelle di silice idrofobizzate sulla superficie mediante idonei modificanti idrofobizzanti secondo le tecniche ben note ad un esperto nel settore.

Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: modificante idrofobizzante si intende indicare un composto idrofobico, come ad esempio un organosilano o un alchilsilano, in grado di rendere la superficie delle particelle di silice idrofobica e opportunamente scelto per garantire le reazioni di idrolisi e condensazione durante il processo di formazione del rivestimento.

In una forma di realizzazione preferita, le particelle di silice sono selezionate dal gruppo comprendente silice pirogenica, silice precipitata o loro miscele.

In una forma di realizzazione preferita, i modificanti idrofobizzanti delle particelle di silice sono selezionati dal gruppo comprendente organosilani e alchilsilani.

Preferibilmente, gli organosilani sono selezionati dal gruppo comprendente alchilclorosilani, alcossisilani, metiltrimetossisilano, dimetildimetossisilano, trimetilmetossisilano, metiltrietossisilano, dimetildietossisilano, trimetiletossisilano, etiltrimetossisilano, etiltrietossisilano, n-propiltrimetossisilano, n-propiltrietossisilano, ipropiltrimetossisilano, i-propiltrietossisilano, butiltrimetossisilano, butiltrietossisilano, esiltrimetossisilano, octiltrimetossisilano, 3-mercaptopropiltrimetossisilano, noctiltrietossisilano, feniltrietossisilano, politrietossisilano, trialcossiarilsilani, isooctiltrimetossisilano, N(3-trietossisililpropil)metossietossietossietil carbammato, polidialchilsilossani, polidimetilsilossani, metiltriacetossisilano, dimetildiacetossisilano, trimetilacetossisilanO, viniltriclorosilano, vinilmetildiclorosilano, vinildimetilclorosilano, viniltrimetossisilano, vinilmetildimetossisilano, vinildimetilmetossisilano, viniltrietossisilano, vinilmetildictossisilano, vinildimetiletossisilano, arilsilani sostituiti e non-sostituiti e loro miscele. Esempi preferiti di particelle di silice pirogenica che possono essere utilizzati nella presente invenzione e che sono commercialmente disponibili sono i prodotti Aerosil<®>(Evonik), preferibilmente Aerosil<®>R202, R805, R972 e R974.

Gli alchilsilani sostituiti e non-sostituiti comprendono alchilsilani metossi e idrossi sostituiti e loro miscele.

Le particelle di silice idrofobiche hanno vantaggiosamente la doppia funzione di creare una superficie rugosa e idrofobica, in virtù dei differenti diametri delle particelle e della presenza dei modificanti idrofobizzanti, in grado di contribuire significativamente all’effetto di repellenza alla polvere del pannello secondo l’invenzione.

Vantaggiosamente, le particelle di silice idrofobiche risultano esposte sulla superficie esterna del rivestimento permettendo così di ottenere un rivestimento microtesturizzato, idrofobico e quindi repellente alla polvere.

In una forma di realizzazione preferita, l’organosilano à ̈ un alcossisilano. Preferibilmente, tetraetossisilano e metiltrietossisilano.

Vantaggiosamente gli organosilani hanno la doppia funzione di veicolare le particelle di silice, nonché di contribuire alla formazione del rivestimento insieme con la resina polimerica, aumentandone le caratteristiche meccaniche.

Inoltre, gli organosilani contribuiscono vantaggiosamente da una parte ad ancorare il rivestimento al pannello trattato, dall’altra a realizzare reazioni di condensazione tra le particelle di silice disperse in modo da costituire cluster di più grandi dimensioni, che poi contribuiscono a costituire la superficie nanotesturizzata responsabile dell’effetto loto.

In un’ulteriore forma di realizzazione preferita, la resina polimerica à ̈ selezionata dal gruppo comprendente resina epossidica, fenolica, vinilica, acrilica, poliestere e loro miscele. Preferibilmente, resina epossidica. Esempi preferiti di resine che possono essere utilizzate nella presente invenzione e che sono commercialmente disponibili sono i prodotti Stoving lacquer blue (Actega) e Dinapol<®>L 205 (Degussa).

La resina polimerica ha vantaggiosamente la funzione di creare un rivestimento resistente e di contribuire in modo specifico ad aumentare l’adesione del rivestimento alla superficie trattata del pannello.

Preferibilmente, i solventi che possono essere utilizzati nella presente invenzione per preparare il rivestimento sono selezionati dal gruppo comprendente solventi polari quali chetoni, preferibilmente acetone e metiletilchetone (MEK) e solventi non polari quali pentano, ciclo pentano, esano, cicloesano, benzene e toluene e loro miscele.

In questo modo, i solventi permettono vantaggiosamente di creare le migliori condizioni di compatibilità chimica tra i diversi componenti e in particolare favorire la reazione di condensazione degli organosilani che avviene durante l’essiccamento della composizione di rivestimento, favorendo la corretta eliminazione dei prodotti di reazione.

Preferibilmente, i biocidi che possono essere utilizzati nella presente invenzione per preparare il rivestimento sono selezionati da gruppo comprendente zinco piritione (ZnP), isotiazolinone e suoi derivati, imidazolo e suoi derivati, argento in forma ionica e/o metallica, altri prodotti a base di ioni metallici tra cui ioni rame, zinco e argento, sali quaternari d’ammonio, triclosan, ossibisfenossiarsina (OBPA) e loro miscele.

La Richiedente ha sperimentalmente riscontrato che grazie all’aggiunta di almeno un biocida alla composizione del rivestimento, à ̈ possibile mettere a punto un rivestimento che non solo à ̈ in grado di ridurre i possibili depositi e accumuli di polvere e particolato solido, ma à ̈ anche in grado di svolgere un’azione inibente della proliferazione microbica sulle superfici interne del condotto stesso.

L’effetto antimicrobico à ̈ stato verificato, a titolo di esempio, mediante i test secondo ISO 22196 (E. Coli/S. Aureus/Legionella Pneumophila), AATCC 30 (A. Niger/T. Virens).

I test di laboratorio effettuati sui pannelli secondo l’invenzione hanno confermato che l’attività antimicrobica ad ampio spettro perdura anche dopo i test di invecchiamento accelerato, effettuati andando a simulare i 20 cicli di pulizia con spazzole in nylon come richiesto dalla UNI EN 13403.

In accordo con un suo secondo aspetto, la presente invenzione riguarda un condotto per il trasporto dell’aria comprendente almeno un pannello in materiale pre-isolato come più sopra descritto.

Preferibilmente, i condotti secondo l’invenzione vengono utilizzati per impianti di ventilazione, riscaldamento e climatizzazione dell’aria.

Preferibilmente, il condotto à ̈ a sezione quadrangolare, rettangolare o ottagonale.

In accordo con un suo terzo aspetto, la presente invenzione riguarda una composizione liquida di rivestimento di un pannello in materiale pre-isolato comprendente:

a) da 10 a 70% in peso di un formulato comprendente una miscela di particelle di silice idrofobiche, almeno un organosilano e almeno un solvente;

b) da 20 a 60 % in peso di almeno una resina polimerica; ed

c) eventualmente da 0,1 a 2 % in peso di almeno un biocida.

Vantaggiosamente, la composizione di rivestimento secondo l’invenzione permette di ottenere un rivestimento uniforme, resistente alle normali azioni di scratching/abrasione dovute alla manutenzione e pulizia interna con spazzole dei condotti e duraturo nel tempo.

Ulteriori caratteristiche preferite della composizione di rivestimento secondo la presente invenzione sono illustrate nelle rivendicazioni dipendenti il cui contenuto à ̈ qui integralmente incorporato per riferimento.

In accordo con un suo quarto aspetto, la presente invenzione riguarda l’uso di una composizione, come più sopra descritta, per la preparazione di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico di un pannello in materiale pre-isolato

In accordo con un suo quinto aspetto, la presente invenzione riguarda l’uso di una composizione, come più sopra descritta, per ridurre il deposito superficiale di polvere e particolato solido all’interno di un condotto per il trasporto dell’ aria.

In accordo con un suo sesto aspetto, la presente invenzione riguarda un processo per la fabbricazione di pannelli in materiale pre-isolato comprendente le fasi di:

ai) predisporre un primo foglio di alluminio;

bj) predisporre una composizione liquida di rivestimento come più sopra descritta;

ci) applicare detta composizione su una faccia di detto primo foglio, ad una temperatura compresa tra 15°C e 40°C, così da ottenere uno strato di rivestimento umido a grammatura controllata;

di) essiccare lo strato di rivestimento ottenuto ad una temperatura compresa tra 90° e 220°C per un tempo compreso tra 10 e 30 secondi cosi da ottenere una faccia rivestita di detto primo foglio;

ei) predisporre un secondo foglio di alluminio;

fi) associare detto primo e secondo foglio di alluminio ad uno strato isolante, in modo tale che la faccia rivestita di detto primo foglio formi una faccia esterna del pannello.

In una forma di realizzazione preferita, la fase ci di applicazione della composizione secondo l’invenzione viene effettuata tramite la tecnica di roll coating, spin coating, dip coating, spray coating o bar coating, preferibilmente roll coating.

II processo di roll coating utilizza una vasca di pescaggio e rulli in gomma/acciaio per sistema di tipo semiflexo in grado di applicare il prodotto liquido in una quantità compresa tra 1 e 30 g/m<2>ad una temperatura tra 10°C e 40°C. Preferibilmente, la velocità di processo à ̈ compresa tra 30 e 120 m/min, preferibilmente 80 m/min.

In una forma di realizzazione preferita, il processo per la fabbricazione di pannelli secondo l’invenzione comprende ulteriormente, a monte della fase ci, la fase di applicare sulla faccia di deto primo foglio, che risulterà a contato con lo strato isolante, un primer per l’accoppiamento con deto strato isolante.

Preferibilmente, il primer per l’accoppiamento con lo strato isolante à ̈ una lacca termosaldante vinilica per l’accoppiamento con il poliuretano espanso/poliisocianurato. Preferibilmente la quantità di primer utilizzata à ̈ 1 g/m .

Vantaggiosamente, l’accoppiamento di deto strato isolante in poliuretano espanso/poliisocianurato rigido con deti primo e secondo foglio avviene senza l’utilizzo di collanti, ma con un processo in continuo atraverso una reazione chimica all’interno di un doppio nastro trasportatore dove vengono posti deto primo foglio rivestito, deto secondo foglio e i componenti in forma liquida dello strato isolante che vengono dosati tramite l’impianto di produzione in bassa/alta pressione e opportunamente distribuiti sulla faccia non rivestita di deto primo foglio ad una temperatura costante compresa tra 20 e 30 °C. La temperatura delle piastre del doppio nastro viene regolata tramite condizionamento ad aria ed à ̈ compresa tra 35 e 50°C. In alternativa, anche se meno preferito, si può utilizzare un processo in discontinuo.

La distanza impostata tra le piastre del doppio nastro determina lo spessore finale del pannello. Preferibilmente, il pannello viene prodoto a larghezza 1,22 m e poi successivamente tagliato a misura (preferibilmente 1,20 m x 4,00 m) atraverso, ad esempio, una taglierina automatizzata.

In accordo con un suo settimo aspeto, la presente invenzione riguarda un processo per la fabbricazione di condoti per il trasporto dell’aria comprendente le fasi di predisporre almeno un pannello in materiale pre-isolato come più sopra descrito.

In una forma di realizzazione preferita, il suddeto processo comprende ulteriormente la fase i) di praticare sul pannello opportune linee di indebolimento e la fase ii) di piegare opportunamente il pannello secondo una direzione di piegatura trasversale alle linee di indebolimento, eventualmente applicando una quantità di collante in corrispondenza delle linee di indebolimento in modo da aumentare la stabilità del condotto.

Nel presente contesto, con il termine “linea di indebolimento†si intende indicare una linea ottenuta con un’asportazione di materiale mediante taglio parziale, ovvero un taglio che non attraversa l’intero spessore del pannello, ma à ̈ praticato a partire da una delle sue facce fino a raggiungere una predeterminata profondità che à ̈ minore dello spessore del pannello.

In una forma di realizzazione preferita, il processo per la fabbricazione di condotti per il trasporto dell’aria secondo l’invenzione comprende ulteriormente la fase di associare detto almeno un pannello ad uno o più pannelli in materiale pre-isolato in modo da formare un condotto.

Preferibilmente, per unire le porzioni di estremità di uno o più pannelli secondo l’invenzione, in modo da formare un condotto, si possono utilizzare ad esempio collanti, nastri adesivi, profilati in plastica e dispositivi di giunzione come descritto ad esempio nella domanda di brevetto intemazionale WO 2009/052893, a nome della stessa Richiedente, il cui contenuto à ̈ qui integralmente incorporato per riferimento.

Preferibilmente, i vari tronchi di condotti vengono poi uniti ad esempio tramite la disposizione di flange lungo il perimetro delle due superfici da unire. Tali flange vengono poi collegate mediante una baionetta esterna o interna in alluminio. In alternativa alle flange si può utilizzare un sistema di giunzione tramite la disposizione di comici come descritto ad esempio nella domanda di modello di utilità italiana MI2011U000001, a nome della stessa Richiedente, il cui contenuto à ̈ qui integralmente incorporato per riferimento.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta qui di seguito, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati. In tali disegni:

la figura 1 mostra una vista in prospettiva, con alcune parti staccate, di un pannello secondo un aspetto dell’invenzione;

- le figure 2a e 2b mostrano una vista schematica in prospettiva, in parziale sezione trasversale e con alcune parti staccate ed in scala ingrandita, di un condotto secondo un aspetto dell 'invenzione a sezione ottagonale e rettangolare . la figura 3 mostra uno schema del processo per la fabbricazione di pannelli in materiale pre-isolato secondo un aspetto dell’invenzione;

- le figure 4a e 4b mostrano un’analisi al microscopio a forza atomica (AFM) di un campione di alluminio provvisto di un rivestimento secondo l’invenzione (4a) e di un campione di alluminio non rivestito di riferimento (4b).

Con riferimento alla figura 1, con 1 à ̈ complessivamente indicato un pannello in materiale pre-isolato secondo l’invenzione comprendente uno strato isolante 2 interposto tra strati superficiali contrapposti 3 e 4, in cui uno di detti strati superficiali à ̈ superficialmente provvisto di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico 5 secondo un aspetto deH’invenzione.

Come schematicamente illustrato in figura 2a e 2b, con 6 e 6’ à ̈ complessivamente indicato un condotto a sezione ottagonale 6 e rettangolare 6’ per il trasporto dell’aria secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione comprendente almeno un pannello 1 e Γ in materiale pre-isolato come più sopra descritto.

Come schematicamente illustrato in figura 3, il processo per la fabbricazione di pannelli in materiale pre-isolato secondo un aspetto dell’invenzione avviene tramite un processo in continuo in cui un primo foglio di alluminio con una faccia rivestita derivante dalla bobina 7’ e un secondo foglio non rivestito derivante dalla bobina 7 vengono posti su un doppio nastro trasportatore 8’ e 8 e quindi accoppiati con i componenti in forma liquida dello strato isolante che vengono dosati tramite rimpianto di produzione in bassa/alta pressione 9 e opportunamente distribuiti sulla faccia non rivestita di detto primo foglio ad una temperatura costante compresa tra 20 e 30 °C. La temperatura delle piastre del doppio nastro 8’ e 8 viene regolata tramite condizionamento ad aria 10’ e 10 ed à ̈ compresa tra 35 e 50°C.

Una volta formato, il pannello secondo l’invenzione viene tagliato a misura attraverso, ad esempio, una taglierina automatizzata 11 con l’ottenimento di pannelli 12 (preferibilmente, 1,20 m x 4,00 m).

Più in particolare, le figure 4a e 4b mostrano le analisi effettuate al microscopio a forza atomica (AFM, Atomic Force Microscopi - Nt-Mdt Solver) di un campione di alluminio provvisto di un rivestimento secondo l’invenzione (4a) e di un campione non rivestito di riferimento (4b). Le misurazioni sono state effettuate su un intervallo 30 x 30 Î1⁄4ηι, con una risoluzione di circa 100 nm, in due differenti posizioni del campione. Le suddette analisi hanno evidenziato valori di densità dei picchi Sds(Density of Summits [1/Î1⁄4ηι<2>]), per la superficie di alluminio trattata con il rivestimento secondo la presente invenzione, di 40 volte maggiori rispetto alla stessa superficie non trattata, a segnalare la capacità di creare una struttura superficiale complessa con valori di rugosità media Sa(Average Roughness [nm]) del campione trattato di 5-6 volte maggiori rispetto al campione di riferimento.

ESEMPIO 1

a") Preparazione di una composizione liquida di rivestimento secondo l’invenzione Una composizione di rivestimento liquida secondo l’invenzione à ̈ stato preparata nel modo seguente.

In un miscelatore sono stati caricati 58,1 % in peso rispetto al totale della composizione liquida di un formulato comprendente una miscela di particelle di silice idrofobiche, almeno un organosilano e almeno un solvente (denominazione commerciale: Silaneat A200-EP11, Cimteclab S.pA.), preventivamente omogeneizzato e mantenuto sotto agitazione a temperatura ambiente e 0,6 % in peso rispetto al totale della composizione liquida di un biocida a base di zinco piritione o imidazolo. A questa miscela à ̈ stata aggiunta una resina epossidica (Stoving lacquer blue - Actega) a piccole dosi in modo da evitare fenomeni di precipitazione e/o flocculazione, mantenendo in agitazione il blend ad una velocità di circa 400 giri/min fino a raggiungere una concentrazione della resina epossidica pari a 41,3% in peso rispetto al totale della composizione liquida. La miscela liquida così ottenuta à ̈ stata mantenuta sotto agitazione per almeno 10 minuti ad una velocità di rotazione pari a 400 giri/min in modo da ottenere un risultato omogeneo effettuando ripetuti controlli visivi.

Al termine di questa fase, à ̈ stata verificata la viscosità dinamica del blend realizzato, utilizzando una tazza Ford-4 ed eventualmente à ̈ stata aggiustata aggiungendo acetone per ottenere un range ottimale di 15-20 secondi.

b) Applicazione della composizione liquida della fase a) su una faccia di un foglio di alluminio.

La composizione liquida ottenuta dalla fase a) Ã ̈ stata trasferita ad un impianto di laccatura.

Una quantità di circa 8,5 g/m<2>della composizione à ̈ stata quindi depositata a temperatura ambiente (25°C) su un foglio di alluminio ad una velocità di avanzamento dell’impianto di laccatura di circa 80 m/min.

Al temine della fase di laccatura, il foglio di alluminio rivestito con la composizione secondo l’invenzione à ̈ stato asciugato in un forno ad una temperatura di circa 200 °C fino ad ottenere un rivestimento secco di grammatura pari a 2-3 g/m .

ESEMPIO 2

(Valutazione dell’ attività autopulente dei pannelli secondo Γ invenzione - prove di laboratorio)

Le prove di laboratorio, eseguite per testare l’efficacia del rivestimento secondo l’invenzione, hanno avuto come oggetto quello di simulare un passaggio di flusso d'aria su superfici precedentemente inquinate con due tipologie di polvere: la prima costituita da polvere di schiuma poliuretanica finemente macinata (polvere fortemente elettrostatica, e particolarmente difficile da rimuovere, atta a simulare lo sporcamente dei pannelli in fase di taglio e lavorazione per la costruzione dei condotti) e la seconda da una tipologia di "sporco" igroscopico, simulante polveri da cantiere (cemento, cartongesso, etc.), in questo secondo caso à ̈ stata scelta polvere di allumina a granulometria controllata (diametro medio particolato di circa 15 pm).

In una prima fase delle prove sperimentali, i campioni costituiti da pannelli di misura 30 cm x 30 cm e spessore 20,5 min e rappresentativi del prodotto standard di riferimento e di quello realizzato con il rivestimento secondo l’invenzione, sono stati “sporcati†distribuendo in maniera omogenea circa 1 g di particolato solido sulla loro superficie. Il flusso d'aria à ̈ stato ricreato tramite l'utilizzo di un ventilatore da banco a tre velocità, posto ad una distanza di 50 cm dal campione. Il campione a sua volta à ̈ stato appoggiato su una bilancia da laboratorio (Gibertini modello EUROPE 1700) con sensibilità di 1/100 di grammo.

Tramite un anemometro digitale (Testo modello 405-V1) à ̈ stata rilevata la velocità dell'aria sulla superficie dei campioni nelle varie condizioni di velocità impostabili sul ventilatore: Velocità 1 (2 - 2,5 m/s), Velocità 2 (2,5 - 3 m/s) e Velocità 3 (3 - 3,7 m/s).

Nelle tabelle sottostanti 1-4 si riportano i dati raccolti per ciascun campione e ciascuna tipologia di polvere, in cui le misurazioni sono state ripetute per almeno 3 volte.

Ogni misura à ̈ stata effettuata lasciando il campione esposto al flusso d'aria per un tempo di 2 minuti.

Nelle tabelle 1-2 sono stati raccolti i dati relativi ad una prima prova in cui la velocità dell’aria à ̈ stata impostata a livello 1 e livello 2, con le due tipologie di pannello standard di riferimento (rif.) e rivestito secondo Pinvenzione (inv.).

Nelle tabelle 3-4 sono stati raccolti i dati relativi ad una seconda prova in cui la velocità dell’aria à ̈ stata impostata a livello 2 e livello 3, con le due tipologie di pannello standard di riferimento (rif.) e rivestito secondo l’invenzione (inv.).

Tabella 1

Residuo Residuo

Pannello Polvere dopo 2 min dopo 2 min % rimosso % rimosso inv. depositata a vel 1 a vel 2 vel 1 vel 2

[gl [gl [gl

Polvere

schiuma PU 1,02 0,13 0,02 87,25 98,04 Polvere

schiuma PU 1 0,07 0 93,00 100,00 Polvere

schiuma PU 1,2 0,07 0 94,17 100,00

MEDIA 91,47 99,35 Tabella 2

Residuo Residuo

Pannello rif. Polvere dopo 2 min dopo 2 min % rimosso % rimosso depositata a vel 1 a vel 2 vel 1 vel 2 [gl [gl [gl

Polvere

schiuma PU 1,01 0,31 0,19 69,31 81,19 Polvere

schiuma PU 1 0,22 0,14 78,00 86,00 Polvere

schiuma PU 1,08 0,28 0,16 74,07 85,19 MEDIA 73,79 84,12

Tabella 3

Pannello Polvere Residuo Residuo

inv. depositata dopo 2 min dopo 2 min % rimosso % rimosso a vel 2 [g] a vel 3 [g] vel 2 vel 3 [gl

Polvere

igroscopica 1,03 0,55 0,35 46,60 66,02 Polvere

igroscopica 1,02 0,55 0,34 46,08 66,67 Polvere

igroscopica 1,05 0,6 0,35 42,86 66,67 MEDIA 45,18 66,45 Tabella 4

Residuo Residuo

rimosso Pannello rif. Polvere dopo 2 min dopo 2 min % rimosso %

depositata a vel 2 a vel 3 vel 2 vel 3

[Si [gl [gl

Polvere

igroscopica 1,02 0,93 0,81 8,82 20,59 Polvere

igroscopica u 0,98 0,81 10,91 26,36 Polvere

igroscopica 1,05 0,95 0,8 9,52 23,81

MEDIA 9,75 23,59 Entrambe le prove eseguite mostrano come la percentuale di polvere rimossa dalla superficie di un pannello secondo Γ invenzione, tramite un ventilatore da banco a tre velocità, sia vantaggiosamente e nettamente superiore rispetto alla percentuale rimossa dalla superficie di un pannello standard di riferimento.

ESEMPIO 3

(Valutazione dell’attività autopulente dei condotti secondo Γ invenzione - test su grande scala)

La comparazione tra i condotti per il trasporto dell’aria secondo la presente invenzione ed i sistemi di canalizzazione tradizionali in un impianto sperimentale di simulazione di una rete aeraulica ne ha permesso la caratterizzazione sulla base delle metodologie descritte nella norma EN 15780.

Esistono diversi metodi tecnici per valutare il deposito di particolato solido sulla superficie dei condotti d'aria. I più semplici si basano sull'analisi visiva, eventualmente abbinati a tecniche strumentali di rilevamento, mentre i più sofisticati forniscono informazioni sulla base di prelievi dei depositi superficiali mediante dispositivi specificamene studiati per questo scopo.

Indipendentemente dalle tecniche di analisi, à ̈ tuttavia di fondamentale importanza che la comparazione tra diverse tipologie di condotti d'aria avvenga in condizioni controllate, in cui sia garantita la massima riproducibilità in condizioni rappresentative dell'utilizzo reale di una rete aeraulica.

I requisiti principali di un impianto di prova per la valutazione comparativa del deposito di particolato solido sono:

- possibilità di simulare diverse condizioni di impiego e di effettuare cicli operativi variabili;

- capacità di simulare, per un tratto sufficientemente lungo, le variazioni di direzione e sezione tipiche di una rete aeraulica reale;

- possibilità garantire le medesime condizioni al contorno per i due condotti di prova orizzontali e, in particolare, di ripartire esattamente la portata d'aria nei due rami terminali; e

- facilità di accesso ai tratti terminali per lo svolgimento delle rilevazioni strumentali.

L'impianto di prova à ̈ costituito da una sezione ventilante con saracinesca di regolazione della portata d'aria, un tratto di immissione destinato al carico ed alla dispersione del particolato, un tratto di rete aeraulica (ascendente, orizzontale e discendente) con curve ad angolo retto per la simulazione della distribuzione delfaria, una diramazione che suddivide in parti uguali la portata d'aria nei due condotti di prova orizzontali con sbocco libero.

Le prove vengono effettuate simultaneamente su due condotti di tipo diverso aventi la stessa sezione e lunghezza. Una carica costante di polvere poliuretanica viene introdotta immediatamente a valle della sezione ventilante e convogliata alfintemo della rete aeraulica in cui i cambiamenti di direzione favoriscono, a causa della turbolenza del flusso, un'uniforme distribuzione.

Al termine del ciclo di carica e ventilazione viene effettuata l'analisi visiva qualitativa allo sbocco del condotto e quindi il prelievo con tampone adesivo per le prove visive con scala di riferimento e l'aspirazione delle polveri depositate sia all'ingresso che all'uscita del condotto in prova, lungo la parete inferiore, mediante una pompa a vuoto ed un filtro di prelievo (NADCA Vacuum Test).

L'impianto sperimentale così realizzato à ̈ stato impiegato per eseguire due serie di prove: prendendo come riferimento un condotto secondo la presente invenzione à ̈ stato prima effettuato il confronto con un condotto P3ductal indoor standard non rivestito della stessa Richiedente e poi con un condotto in lamiera zincata.

La procedura di prova à ̈ stata sviluppata con lo scopo di mantenere il più elevato grado di riproducibilità possibile ed à ̈ stata ampiamente collaudata nel corso di una lunga serie di prove preliminari. In ogni fase della prova viene misurata la velocità dell'aria in uscita, in modo da verificare la simmetria di distribuzione delle portate d'aria. La durata di ciascuna fase viene registrata e mantenuta costante, così come la quantità di materiale impiegato per sporcare i condotti. La rete di distribuzione dell'aria viene sottoposta a cicli di pulizia dopo ogni prova per evitare l'accumularsi di pulviscolo derivante da prove precedenti.

Il procedimento di prova consiste nel caricare il circuito con una quantità nota di polvere poliuretanica in un tempo definito. Successivamente si effettua un ciclo di funzionamento, caratterizzato da una portata d'aria superiore a quella della fase di carico ma di pali durata. Al termine del ciclo si attende che la polvere ancora in sospensione si depositi sulla superficie dei condotti e quindi si procede alle analisi con i metodi previsti dalla norma EN 15780.

Per questa fase della sperimentazione sui condotti secondo l’invenzione sono stati effettuati tre test per ogni prova, nell'ordine:

1. analisi visiva qualitativa (senza scala di riferimento) della superficie interna del condotto evidenziando il deposito di particolato mediante una lampada a luce ultravioletta (lampada di Wood);

2. analisi visiva quantitativa (con scala di riferimento) della superficie interna del condotto effettuata mediante prelievo con tampone adesivo, riproduzione fotografica ad alta risoluzione dello stesso e conteggio, mediante un software di analisi grafica, della superficie interessata dal deposito di pulviscolo;

3. prelievo del pulviscolo presente nell'area delimitata da una dima di riscontro mediante pompa a vuoto e successiva valutazione del materiale depositato nel filtro di raccolta attraverso pesate differenziali.

Questi metodi sono caratterizzati da diversi livelli di accuratezza e di affidabilità. In termini assoluti risultati dei test effettuati con i diversi metodi possono dare valori diversi, dipendenti dalla tecnica di prelievo e di analisi. Tuttavia, pur con diversi gradi di affidabilità, sono tutti in grado di fornire un'indicazione tendenziale del livello di sporcamente che può essere facilmente espressa in termini percentuali nel caso di prove comparative.

Le analisi effettuate nel circuito aeraulico sperimentale, condotte secondo i metodi descritti nella norma EN 15780 per le prove visive con scala di riferimento, hanno mostrato che i condotti secondo l’invenzione presentano vantaggiosamente una riduzione del deposito superficiale di particolato di circa il 50% rispetto al condotto P3ductal indoor standard non rivestito della stessa Richiedente e di oltre il 90% rispetto a quello in lamiera zincata.

Naturalmente, al ritrovato sopra descritto un tecnico del ramo potrà apportare modifiche e varianti allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze applicative, varianti e modifiche comunque rientranti nell'ambito di protezione quale definito dalle successive rivendicazioni.

Claims (26)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria comprendente uno strato isolante interposto tra strati superficiali contrapposti, almeno uno di detti strati superficiali essendo superficialmente provvisto di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico ottenuto a partire da una composizione liquida comprendente: a) da 10 a 70% in peso di un formulato comprendente una miscela di particelle di silice idrofobiche, almeno un organosilano e almeno un solvente; b) da 20 a 60 % in peso di almeno una resina polimerica; ed c) eventualmente da 0,1 a 2 % in peso di almeno un biocida.
2. 2. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 1, in cui lo spessore finale del rivestimento à ̈ compreso tra 1 e 10 pm.
3. 3. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui almeno uno di detti strati superficiali comprende un foglio di alluminio.
4. 4. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui almeno uno di detti strati superficiali possiede una superficie liscia o goffrata.
5. 5. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui detti strati superficiali hanno uno spessore compreso tra 60 e 500 pm.
6. 6. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui detto strato isolante comprende almeno uno tra i materiali selezionati dal gruppo comprendente: poliuretano espanso, poliisocianurato espanso, schiuma fenolica e lane minerali.
7. 7. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 6, in cui detto strato isolante ha una densità compresa tra 40 e 70 kg/m e uno spessore compreso tra 10 e 60 mm.
8. 8. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, in cui detta composizione liquida ha un pH compreso tra 2 e 5.
9. 9. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, in cui dette particelle di silice idrofobiche hanno una dimensione media compresa tra 1 nm e 100 pm.
10. 10. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, in cui dette particelle di silice idrofobiche comprendono silice pirogenica, silice precipitata o loro miscele e almeno un modificante idrofobizzante scelto dal gruppo comprendente organosilani e alchilsilani.
11. 11. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-10, in cui detto organosilano à ̈ un alcossisilano, preferibilmente tetraetossisilano e metiltrietossisilano.
12. 12. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11, in cui detto almeno un solvente à ̈ selezionato dal gruppo comprendente solventi polari quali chetoni, preferibilmente acetone e metiletilchetone (MEK), solventi non polari quali pentano, ciclo pentano, esano, cicloesano, benzene, toluene e loro miscele.
13. 13. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-12, in cui detta resina polimerica à ̈ selezionata dal gruppo comprendente resina epossidica, fenolica, vinilica, acrilica, poliestere e loro miscele.
14. 14. Pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’ aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-13, in cui detto almeno un biocida à ̈ selezionato dal gruppo comprendente zinco piritione (ZnP), isotiazolinone e suoi derivati, imidazolo e suoi derivati, argento in forma ionica e/o metallica, altri prodotti a base di ioni metallici tra cui ioni rame, zinco e argento, sali quaternari d’ammonio, triclosan, ossibisfenossiarsina (OBPA) e loro miscele.
15. 15. Condotto per il trasporto deH’aria comprendente almeno un pannello in materiale pre-isolato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1- 14.
16. 16. Condotto per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 15, avente una sezione quadrangolare, rettangolare o ottagonale.
17. 17. Composizione liquida di rivestimento di un pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria comprendente: a) da 10 a 70% in peso di un formulato comprendente una miscela di particelle di silice idrofobiche, almeno un organosilano e almeno un solvente; b) da 20 a 60 % in peso di almeno una resina polimerica; ed c) eventualmente da 0,1 a 2 % in peso di almeno un biocida.
18. 18. Composizione liquida di rivestimento secondo la rivendicazione 17, come definita in una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 14.
19. 19. Uso di una composizione secondo la rivendicazione 17 o 18 per la preparazione di un rivestimento nanotesturizzato e idrofobico di un pannello in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria.
20. 20. Uso di una composizione secondo la rivendicazione 17 o 18 per ridurre il deposito superficiale di polvere e particolato solido all’intemo di un condotto per il trasporto dell’aria.
21. 21. Processo per la fabbricazione di pannelli in materiale pre-isolato per la realizzazione di un condotto per il trasporto dell’aria comprendente le fasi di: a]) predisporre un primo foglio di alluminio; bi) predisporre una composizione liquida di rivestimento secondo la rivendicazione 17 o 18; Ci) applicare detta composizione su una faccia di detto primo foglio, ad una temperatura compresa tra 15°C e 40°C, così da ottenere uno strato di rivestimento umido a grammatura controllata; dt) essiccare lo strato di rivestimento ottenuto ad una temperatura compresa tra 90° e 220°C per un tempo compreso per un tempo compreso tra 10 e 30 secondi così da ottenere una faccia rivestita di detto primo foglio; ej) predisporre un secondo foglio di alluminio; fi) associare detto primo e secondo foglio di alluminio ad uno strato isolante, in modo tale che la faccia rivestita di detto primo foglio formi una faccia esterna del pannello.
22. 22. Processo per la fabbricazione di pannelli in materiale pre-isolato secondo la rivendicazione 21, comprendente ulteriormente, a monte della fase c^, la fase di applicare sulla faccia di detto primo foglio, che risulterà a contatto con lo strato isolante, un primer per l’accoppiamento con detto strato isolante.
23. 23. Processo per la fabbricazione di condotti per il trasporto dell’aria comprendente le fasi di predisporre almeno un pannello in materiale pre-isolato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-14.
24. 24. Processo per la fabbricazione di condotti per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 23, comprendente ulteriormente la fase i) di praticare sul pannello opportune linee di indebolimento e la fase ii) di piegare opportunamente il pannello secondo una direzione di piegatura trasversale alle linee di indebolimento.
25. 25. Processo per la fabbricazione di condotti per il trasporto dell’aria secondo la rivendicazione 24, comprendente ulteriormente una fase di applicare una quantità di collante in corrispondenza delle linee di indebolimento.
26. 26. Processo per la fabbricazione di condotti per il trasporto dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 23-25, comprendente ulteriormente la fase di associare detto almeno un pannello ad uno o più pannelli in materiale pre-isolato in modo da formare un condotto.