ITPD20090325A1 - Impianto per la produzione di un geocomposito e geocomposito ottenuto con tale impianto - Google Patents

Description

IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI UN GEOCOMPOSITO E GEOCOMPOSITO OTTENUTO CON TALE IMPIANTO

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un impianto per la produzione di un geocomposito.

Forma oggetto del trovato anche un geocomposito ottenuto con tale impianto.

Con il termine Geocomposito Bentonitico, comunemente indicato con l’acronimo G.C.L. (Geotexile Clay Liner), si indica un prodotto composto generalmente da due strati di contenimento, in tessuto o in tessuto non tessuto (T.N.T.), ad esempio T.N.T. agugliati e/o calandrati, tessuti a trama e ordito, geomembrane e simili, i quali due strati di contenimento sono variamente interconnessi tra loro, ad esempio mediante agugliatura o trapuntatura, e confinano tra loro polvere di bentonite sodica.

La bentonite é un’argilla naturale formata principalmente da Montmorillonite (un fillosilicato della famiglia delle smectiti).

In particolare la bentonite sodica ha una predominanza di sodio, ed ha la proprietà, in presenza di acqua, di captarla fino a parecchie volte il suo peso a secco, aumentando il suo volume e creando un gel plastico-adesivo con proprietà impermeabilizzanti.

Tale bentonite sodica è quindi sfruttata nei cosiddetti geocompositi per la realizzazione di opere entro terra, per il contenimento delle pareti di scavi in sezione ristretta, per il contenimento delle pareti dello scavo in opere di palificazione, per l’impermeabilizzazione di canali, di bacini, di dighe, di discariche, di pozzi e altre applicazioni simili.

In particolare, l’utilizzo di geocompositi bentonitici garantisce grande facilità di posa del prodotto e grazie agli ioni sodio associati alla bentonite assicura ottime proprietà sigillanti.

I geocompositi bentonitici attualmente in commercio sono ottenuti attraverso la deposizione su un primo strato di materiale tessile, portante, ad esempio un tessuto a trama e ordito in polipropilene, di polvere di bentonite sodica in una quantità che dipende dal peso finale da ottenere; alla polvere di bentonite sodica viene sovrapposto un secondo strato, ad esempio un foglio di tessuto non tessuto in polipropilene, di copertura e contenimento della polvere di bentonite.

I due strati tessili vengono poi coesionati tra loro a creare un pacchetto dal quale si stima che la polvere di bentonite non possa fuggire.

Le due principali tecniche oggi utilizzate per coesionare gli strati primo e secondo sono la trapuntatura e l’agugliatura.

La trapuntatura consiste nel cucire con filo a distanze regolari i due strati al fine di interconnettere lo strato portante con lo strato di copertura; al termine della trapuntatura il prodotto è arrotolato o tagliato in pannelli, ed imballato per la spedizione o lo stoccaggio.

L’agugliatura consiste nel sottoporre il sandwich dei due strati, con interposta la polvere bentonitica, alla penetrazione di aghi montati su tavola in direzione ortogonale alla giacitura degli strati, in modo da interlacciare per trasporto parte delle fibre del tessuto non tessuto, secondo strato, con la trama del sottostante tessuto, primo strato.

In tal modo migliaia di fibre per metro quadro del secondo strato si interfacciano al primo strato coesionando il pacchetto.

Al termine dell'agugliatura il prodotto è arrotolato o tagliato in pannelli, ed imballato per la spedizione o lo stoccaggio.

Tali geocompositi noti, per quanto apprezzati e diffusi, presentano delle perfettibilità, innanzitutto dal punto di vista della coesione tra gli strati, fondamentale per prevenire lo scorrimento relativo tra questi nel caso di installazione su pendio, scorrimento che comporta l'apertura del geocomposito con fuoriuscita della polvere bentonitica.

La resistenza del geocomposito allo scorrimento è determinata mediante la prova di Peeling secondo la norma ASTM D6496, che misura la resistenza media all’apertura dei due strati di confinamento. Infatti le operazioni di agugliatura o di cucitura dei due strati provocano la formazione di fori dai quali fuoriesce polvere bentonitica, sia durante la fasi di lavorazione, con polverosità in ambiente industriale dannosa per gli operatori e i macchinari, sia durante il successivo trasporto e posa in opera.

Inoltre, nei geocompositi bentonitici noti, lo spessore è regolato e definito dal quantitativo di polvere bentonitica depositata all’interno, e di conseguenza per intervenire sullo spessore è necessario cambiare gli strati portante o di copertura, od entrambi, o intervenire sulla quantità di polvere bentonitica, ottendosi o di eccedere nel quantitativo per ottenere lo scopo desiderato, o di accettare uno spessore inferiore a quello desiderato per non incorrere in sprechi della stessa polvere bentonitica.

Inoltre, le operazioni di agugliatura e cucitura richiedono macchinari che hanno un certo costo, anche in termini di ricambi degli aghi, hanno tempi di lavoro che definiscono di fatto il ritmo produttivo di tutta l'attrezzatura, e richiedono una manodopera di sorveglianza e manutenzione che incide sul costo finale del prodotto.

Compito principale del presente trovato è quello di realizzare un impianto per la produzione di un geocomposito capace di ovviare agli inconvenienti delle attrezzaure di tipo noto.

Nell'ambito del compito principale, importante scopo del trovato è quello di mettere a punto un impianto che consenta di unire i due strati portante e di copertura senza forarne alcuno, impedendosi così qualsiasi fuoriuscita di polvere bentonitica dal geocomposito.

Altro importante scopo del trovato è quello di realizzare un impianto che consenta la realizzazione di un geocomposito con resistenza di peeling comparabile o superiore a quanto ottenibile con i metodi e le attrezzature di produzione tradizionali sopra descritte.

Un aggiuntivo scopo del trovato è quello di realizzare un impianto per la produzione di un geocomposito il cui spessore sia regolabile a prescindere dal quantitativo di polvere bentonitica depositata all’interno.

Un altro scopo del trovato è quello di mettere a punto un impianto che abbia maggiore capacità produttiva degli attuali impianti di produzione con tecnologie note, e che garantisca minori costi in termini di manodopera e manutenzione.

Un ulteriore importante scopo del trovato è quello di mettere a punto un geocomposito di caratteristiche tecniche non inferiori ai geocompositi noti, e di migliore resistenza al peeling.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un impianto per la produzione di un geocomposito, nonchè un geocomposito realizzato con tale impianto, realizzabili con tecnologie di tipo in sè noto, a costi inferiori rispetto al notorio.

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente verranno descritti in seguito, vengono raggiunti da un impianto per la produzione di un geocomposito, che si caratterizza per il fatto di comprendere:

–mezzi di alimentazione, avanzamento e appoggio per un primo strato, atto a ricevere e portare un secondo strato, di tipo a geostuoia allo stato parzialmente solidificato,

–mezzi di alimentazione di detto secondo strato di tipo a geostuoia, e di deposizione su detto primo strato,

–mezzi di deposizione di polvere bentonitica su detto secondo strato,

– mezzi di fusione delle superfici affioranti di detto secondo strato,

– mezzi di alimentazione, avanzamento e posa su detto secondo strato a geostuoia di un terzo strato, di copertura, in tessuto o in tessuto non tessuto o in film di materia plastica o altro materiale simile ed equivalente,

- mezzi di pressatura di detto terzo strato su detti strati primo e secondo, sino a solidificazione di detto secondo strato, intermedio, e giunzione di quest'ultimo a detti strati primo e terzo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di due forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, dell'impianto secondo il trovato, illustrate, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra uno schema di un impianto secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa;

- la figura 2 illustra uno schema di un impianto secondo il trovato in una sua seconda forma realizzativa;

- la figura 3 rappresenta una sezione di un geocomposito secondo il trovato, prodotto con un impianto secondo il trovato.

Con riferimento alla figura 1, un impianto per la produzione di un geocomposito, viene indicato complessivamente nella sua prima forma realizzativa con il numero 10.

Tale impianto 10 comprende innanzitutto mezzi di alimentazione, avanzamento ed appoggio 11, che più sotto saranno meglio descritti, per un primo strato 12, atto a ricevere e portare un secondo strato 13, in filamenti di materia plastica 16, di tipo a geostuoia, allo stato parzialmente solidificato.

Con il termine "geostuoia" si intende comunemente uno strato realizzato da un groviglio di monofilamenti in polimeri sintetici 16 con struttura tridimensionale, i quali monofilamenti sono coesi a definire una cosiddetta stuoia di predefiniti altezza e peso per metro quadrato.

Ai mezzi di alimentazione, avanzamento ed appoggio 11 del primo strato 12 sono associati mezzi di alimentazione 14 del secondo strato 13 di tipo a geostuoia, preposti anche alla sua deposizione sul primo strato 12, quest'ultimo in tessuto o in tessuto non tessuto o in film di materia plastica o altro materiale simile ed equivalente.

Il primo strato 12 porta il secondo strato 13 verso successivi mezzi di deposizione di polvere bentonitica 18 su detto secondo strato 13 stesso. Il primo strato 12 ha compito primario di raccolta e contenimento della polvere bentonitica che vi viene riversata.

Il secondo strato 13 è realizzabile dell'altezza desiderata a seconda dello spessore finale da ottenere e del peso finale del geocomposito da ottenere, e viene intasato nei vuoti dalla polvere di bentonite 18 in ragione del peso che si vuole ottenere per il geocomposito finito.

La polvere bentonitica 18 si insinua quindi nei vani e negli interstizi tra i monofilamenti aggrovigliati 16 del secondo strato 13.

La quantità di polvere bentonitica riversata è tale da non ricoprire per intero il secondo strato 13, ma in modo da lasciare affiorare dei tratti di monofilamenti aggrovigliati 16, i quali tratti definiscono superfici che sono a disposizione per essere rifuse per la giunzione con un terzo strato 20, di copertura, sotto descritto.

I mezzi di deposizione sono quindi seguiti da mezzi di fusione 19 delle superfici affioranti del secondo strato 13, e da mezzi di avanzamento e posa su detto secondo strato 13 a geostuoia di un terzo strato 20, di copertura, in tessuto, o in tessuto non tessuto, o in film di materia plastica, o altro materiale simile ed equivalente. Seguono poi mezzi di pressatura 21 del terzo strato 20 sugli strati primo 12 e secondo, intermedio, 13, sino a solidificazione del secondo strato intermedio 13 e giunzione di quest'ultimo a detti strati primo 12 e secondo 20.

Nella sua prima forma realizzativa di figura 1, i mezzi di alimentazione 14 del secondo strato 13, di tipo a geostuoia allo stato parzialmente solidificato, sono dati da:

- un estrusore a caldo 14a, di tipo in sè noto, di monofilamenti continui 16 per la realizzazione del secondo strato 13 di tipo a geostuoia, e

- un cilindro 15, esternamente sagomato per la formatura tridimensionale dei monofilamenti 16 uscenti dall'estrusore a caldo 14a, e per il riversamento di tali monofilamenti 16, aggrovigliati e parzialmente solidificati, su detto primo strato 12.

Il cilindro esternamente sagomato 15 presenta, disposte radialmente su tutta la superficie esterna, cuspidi 15a preposte alla curvatura, ripiegatura e aggrovigliamento dei monofilamenti 16, in modo da dare conformazione tridimensionale al secondo strato intermedio 13.

Il secondo strato intermedio 13 a geostuoia, solo parzialmente solidificato, depositandosi sul primo strato 12 vi aderisce fermamente, raffreddandosi e solidificando.

I mezzi di avanzamento e appoggio 11 per il primo strato 12 sono dati da una bobina 11a di tessuto, o tessuto non tessuto, o geomembrana, o film plastico o altro telo simile, caricata su uno srotolatore motorizzato 11b, cooperante con un nastro trasportatore 11c, in corrispondenza del quale vengono effettuate la deposizione della polvere bentonitica 18 e la fusione delle superfici affioranti dello strato intermedio 13. I mezzi di deposizione di polvere bentonitica 18 sul secondo strato intermedio 13 sono dati da una tramoggia dosatrice 18a, di portata regolabile, mediante la quale si regola, tramite la quantità di polvere deposta, il peso del geocomposito finale.

Tra i mezzi di deposizione di polvere bentonitica 18 e i mezzi di fusione 19 sono presenti mezzi di pulitura 22 della superficie di detto strato intermedio 13, ad esempio spazzole o simili.

Tali mezzi di pulitura 22 servono per preparare lo strato intermedio 13 alla successiva rifusione.

I mezzi di fusione 19 sono dati da elementi radianti, di un tipo a scelta tra: ad infrarosso, ad olio diatermico, a resistenze elettriche, nonchè da altri mezzi di trasferimento termico simili ed equivalenti, atti a garantire un’adeguata fusione dello strato di monofilamento affiorante dalla polvere bentonitica 18 depositata.

I mezzi di avanzamento e posa del terzo strato 20 sullo strato intermedio 13 a geostuoia sono dati da una bobina 20a posta su uno srotolatore motorizzato e controllato.

I mezzi di pressatura 21 del terzo strato 20 sugli strati primo 12 ed secondo 13 sono dati da una calandra a cilindri a pressione di interasse regolabile; tale calandra schiaccia i tre strati primo 12, secondo 13 e terzo 20 riducendone lo spessore e facilitando l'adesione del terzo strato 20 al secondo strato intermedio 13 parzialmente fuso.

L'impianto 10 secondo il trovato comprende, a valle dei mezzi di pressatura 21, mezzi di sigillatura reciproca 23 delle cimose laterali di detti strati primo 12 e terzo 20, ad esempio dispositivi di cucitura a filo o elementi di fusione a caldo o altri mezzi simili, da intendersi di tipo in sè noto.

Tali cimose laterali vengono sigillate per impedire la fuoriuscita laterale della polvere bentonitica imprigionata tra i monofilamenti 16 del secondo strato intermedio 13.

L'impianto 10 termina con un avvolgitore 24, motorizzato, le cui bobine di geocomposito finito 30 vengono poi imballate.

In figura 2 è schematizzato un impianto secondo il trovato in una sua seconda forma realizzativa, indicata complessivamente con il numero 110.

Tale impianto 110 prevede mezzi di alimentazione 114 di un secondo strato 113 di tipo a geostuoia, che sono dati da uno srotolatore 125, di tipo in sè noto, per uno strato di geostuoia a monofilamenti preconfezionato in bobina 126, al quale srotolatore 125 sono associati mezzi riscaldanti 127 per la parziale fusione del secondo strato, intermedio, 113, prima che questo si posi sul primo strato 112, portante.

I mezzi riscaldanti 127 sono dati da elementi radianti, di un tipo a scelta tra: ad infrarosso, ad olio diatermico, a resistenze elettriche, nonchè da altri mezzi di trasferimento termico simili ed equivalenti, atti a garantire un’adeguata parziale fusione del secondo strato 113 di monofilamento srotolato da bobina 126, la quale fusione consente l'adesione al primo strato di supporto 112.

Forma oggetto del trovato anche un geocomposito 30 realizzato con tale impianto.

Tale geocomposito 30 si caratterizza per il fatto di comprendere tra un primo strato 12, portante, ed un terzo strato 20, di copertura, un secondo strato, intermedio, 13 a monofilamenti 16 di materia plastica aggrovigliati, termicamente saldato a detti strati primo 12 e terzo 20, che sono di confinamento per una polvere bentonitica 18 presente tra i monofilamenti 16 aggrovigliati di detto secondo strato, intermedio, 13.

Il secondo strato intermedio 13, in filamenti di materia plastica 16, è realizzato ad esempio con polipropilene, ma è da intendersi realizzabile anche con altre materie plastiche a seconda delle necessità ed esigenze.

Lo scopo di del secondo strato intermedio 13 di tipo a geostuoia è quello di garantire la connessione dei due strati primo 12 e terzo 20 di confinamento per ottenere un pacchetto coeso.

Tale geocomposito 30 comprende preferibilmente polvere bentonitica comprendente bentonite sodica. Sono da intendersi impiegabili anche altri tipi di bentonite a seconda delle necessità e delle esigenze.

Gli strati primo 12 e terzo 20, come sopra già spiegato, possono essere dati ciascuno o da un tessuto a trama e ordito, o a bandelle, o da un tessuto non tessuto agugliato, o calandrato, o fissato a caldo (spunbonded), o da una geomembrana o da un altro film o telo in materia plastica adatto a fare da copertura al secondo strato intermedio 13 confinando in modo opportuno la polvere 18 di bentonite sodica all’interno.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare con il presente trovato si è realizzato un impianto per la produzione di un geocomposito, che consente di non impiegare gli onerosi processi di agugliatura o trapuntatura.

Ancora, con il presente trovato si è realizzato un geocomposito con caratteristiche di resistenza al peeling non inferiori ai geocompositi attualmente in commercio.

Inoltre, con il presente trovato si è realizzato un geocomposito bentonitico innovativo, armato internamente da un anima formata da detto strato intermedio di tipo a geostuoia, in monofilamenti aggrovigliati di materia plastica, il quale strato intermedio aumentare la resistenza alla lacerazione del geocomposito rispetto ai geocompositi oggi noti.

In più, con l'impianto secondo il trovato è possibile realizzare geocompositi bentonitici con più libertà nella scelta degli spessori, grazie alla flessibilità realizzativa del secondo strato intermedio 13 ottenuto per estrusione di monofilamenti di materia plastica.

Non ultimo, con il presente trovato si è messo a punto un impianto per la produzione di un geocomposito, nonchè un geocomposito, economicamente realizzabili con impianti e tecnologie note.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Impianto (10) per la produzione di un geocomposito, che si caratterizza per il fatto di comprendere: – mezzi di alimentazione, avanzamento e appoggio (11) per un primo strato (12), atto a ricevere e portare un secondo strato (13) di tipo a geostuoia, allo stato parzialmente solidificato, – mezzi di alimentazione (14) di detto secondo strato (13) di tipo a geostuoia, e di deposizione su detto primo strato (12), – mezzi di deposizione di polvere bentonitica (18) su detto secondo strato (13), – mezzi di fusione (19) delle superfici affioranti di detto secondo strato (13), – mezzi di alimentazione, avanzamento e posa su detto secondo strato (13) a geostuoia di un terzo strato (20), di copertura, in tessuto o in tessuto non tessuto o in film di materia plastica o altro materiale simile ed equivalente, – mezzi di pressatura (21) di detto terzo strato (20) su detti strati primo (12) e secondo (13), sino a solidificazione di detto secondo strato i (13) e giunzione di quest'ultimo a detti strati primo e terzo.
2. 2) Impianto secondo la rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto di comprendere tra detti mezzi di deposizione di polvere bentonitica e detti mezzi di fusione (19), mezzi di pulitura (22) della superficie di detto secondo strato (13).
3. 3) Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto di comprendere, a valle di detti mezzi di pressatura (21), mezzi di sigillatura reciproca (23) delle cimose laterali di detti strati primo (12) e terzo (20).
4. 4) Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi di alimentazione (14) del secondo strato (13) di tipo a geostuoia allo stato parzialmente solidificato, sono dati da: - un estrusore a caldo (14a) di monofilamenti continui di materia plastica (16) per la realizzazione di detto secondo strato (13) di tipo a geostuoia , - un cilindro (15) esternamente sagomato per la formatura tridimensionale di detti monofilamenti (16) uscenti da detto estrusore a caldo (14a), e per il riversamento di tali monofilamenti (16), aggrovigliati e parzialmente solidificati, su detto primo strato (12), portante, in tessuto o in tessuto non tessuto o in film di materia plastica o altro materiale simile ed equivalente.
5. 5) Impianto secondo le rivendicazioni da 1 a 3, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi di alimentazione del secondo strato (113) di tipo a geostuoia, sono dati da uno srotolatore (125) di uno strato di geostuoia a monofilamenti preconfezionato in bobina (126), al quale srotolatore (125) sono associati mezzi riscaldanti (127) per la parziale fusione di detto secondo strato (113) prima che questo si posi su detto primo strato (112), portante.
6. 6) Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detto cilindro esternamente sagomato (15) presenta disposte radialmente su tutta la superficie esterna, cuspidi (15a) preposte alla curvatura, ripiegatura e aggrovigliamento dei monofilamenti (16), in modo da dare conformazione tridimensionale al secondo strato (13).
7. 7) Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fusione (19) sono dati da elementi radianti, di un tipo a scelta tra: ad infrarosso, ad olio diatermico, a resistenze elettriche, nonchè da altri mezzi di trasferimento termico simili ed equivalenti, atti a garantire un’adeguata fusione dello strato di monofilamento affiorante dalla polvere bentonitica depositata.
8. 8) Impianto secondo la rivendicazione 5, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi riscaldanti (127) sono dati da elementi radianti, di un tipo a scelta tra: ad infrarosso, ad olio diatermico, a resistenze elettriche, nonchè da altri mezzi di trasferimento termico simili ed equivalenti, atti a garantire un’adeguata parziale fusione dello strato di monofilamento srotolato da bobina (126).
9. 9) Geocomposito (30), caratterizzato dal fatto di comprendere tra un primo strato (12), portante, ed un terzo strato (20), di copertura, un secondo strato (13), intermedio, a monofilamenti aggrovigliati, termicamente saldato a detti strati primo e terzo i quali sono di confinamento per una polvere bentonitica (18) presente tra detti monofilamenti aggrovigliati (16) di detto secondo strato (13).
10. 10) Geocomposito secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detta polvere bentonitica (18) comprende bentonite sodica.