ITTO20100589A1 - Procedimento per realizzare materiale isolante - Google Patents
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Description
“Procedimento per realizzare materiale isolanteâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne la produzione di isolanti termici ed acustici.
L’invenzione riguarda in modo specifico un procedimento per realizzare un materiale isolante termico e/o acustico a base di cellulosa, del tipo descritto nella domanda di brevetto internazionale n. WO2010067338 degli stessi Richiedenti.
Tale tipo di procedimento prevede di realizzare un materiale isolante termico e/o acustico a base di cellulosa a partire da fanghi di cartiera costituenti gli scarti di processi industriali noti per la produzione di carta come materia prima.
L’impiego degli scarti dell’industria cartiera alleggerisce l’impatto ambientale del prodotto sull’ecosistema. Nella fattispecie, i fanghi di cartiera comportano un elevato impatto ambientale tanto che la normativa nazionale prevede che essi vengano trattati come “rifiuti speciali†. In particolare, i fanghi di cartiera vengono classificati come “rifiuti speciali inquinanti†o “rifiuti speciali non inquinanti†in base agli additivi chimici utilizzati nel processo produttivo. I costi derivanti dallo smaltimento di questi rifiuti incidono significativamente sui bilanci delle cartiere.
Per poter essere utilizzati come materia prima per la produzione di materiale isolante in fiocchi, i fanghi devono però essere prima sanificati e protetti da eventuali procreazioni di microorganismi.
La necessità di sanificare il materiale isolante à ̈ ancora più accentuata nei processi produttivi convenzionali dove il materiale isolante in fiocchi à ̈ ottenuto partendo da materiale secco a base di cellulosa (es. macero dei quotidiani, carta e cartone di scarto, ecc.). Attualmente sono noti processi di sanificazione che prevedono l’aggiunta di composti del boro (es. acido borico, borace, ecc) nella miscela secca, aventi lo scopo di eseguire un’azione bioinibitrice.
In seguito a recenti studi scientifici recepiti da vari enti legislativi quali ad esempio la Comunità Europea, i composti a base di boro devono essere manipolati e utilizzati secondo stringenti criteri di sicurezza ambientale e sanitaria, che ne complicano notevolmente la gestione e ne limitano la diffusione nel mercato.
Per questi motivi, i materiali isolanti a base di cellulosa prodotti tramite processi convenzionali utilizzando additivi a base boro che finora hanno mostrato un ampio interesse, potrebbero incontrare difficoltà ad ampliare la propria diffusione rispetto ai materiali isolanti di tipo plastico o minerale.
Sommario dell’invenzione
La presente invenzione si prefigge lo scopo di realizzare materiali isolanti termici e/o acustici a base di cellulosa di tipo perfezionato.
Secondo la presente invenzione, tale scopo à ̈ raggiunto grazie alla soluzione richiamata in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono. Le rivendicazioni formano parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’invenzione.
In varie forme di attuazione, à ̈ previsto un procedimento per realizzare un materiale isolante termico e/o acustico a base di cellulosa, in cui la cellulosa à ̈ additivata con l’aggiunta di almeno un composto a base di rame ad azione biocida. L’azione biocida e preservante del rame potrà essere coadiuvata da additivi, con o senza azione di ritardante di fiamma, che conferiscono all’isolante una lieve basicità .
L’invenzione riguarda anche un materiale isolante termico e/o acustico, in forma di fiocchi. In varie forme di attuazione tale materiale isolante comprende un composto a base di rame ad azione biocida eventualmente coadiuvato nell’azione biocida da additivi capaci di rendere il prodotto finale lievemente basico o neutro inibendo pertanto la procreazione di una ampia categoria di microrganismi e incrementandone così la durabilità . In varie forme di attuazione, fra gli additivi utilizzati a questo scopo sono contemplate sostanze già note in letteratura per l’elevato potere di ritardante di fiamma (es. triidrossido di alluminio, famiglia degli ammoniofosfati, urea, ecc) o con ridotto o nullo potere antifiamma (es. idrossido di calce, idrossido di magnesio, carbonato di calcio, ecc.).
Descrizione dettagliata
L’invenzione sarà ora descritta in modo dettagliato, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi nei quali:
- la figura 1 rappresenta una prima forma di attuazione di un processo per la produzione di isolanti termici e/o acustici in fiocchi di cellulosa scarto di processi di produzione della carta;
- la figura 2 rappresenta una seconda forma di attuazione alternativa di un processo per la produzione di isolanti termici e/o acustici in fiocchi di cellulosa scarto di processi di produzione della carta.
- la figura 3 rappresenta una forma di attuazione di processo per la produzione di fiocchi di cellulosa partendo dal macero dei quotidiani, carta o cartone o da raccolta differenziata della carta.
Nella seguente descrizione, numerosi dettagli specifici sono forniti per realizzare una approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o molti dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti, materiali, etc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni noti, non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri degli aspetti delle forme di attuazione.
Il riferimento ad “una forma di attuazione†all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione à ̈ compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, le frasi “in una forma di attuazione†presenti in diverse parti all’interno di questa descrizione non sono necessariamente tutte riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, le particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione.
I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.
In varie forme di attuazione, fanghi di scarto delle cartiere, con elevata quantità di cellulosa a fibra lunga, media e corta, vengono impiegati nella produzione di isolanti sciolti in fiocchi. I fanghi di cartiera di seguito considerati possono contenere quantità diverse di acqua.
Un aspetto innovativo di varie forme di attuazione à ̈ rappresentato dal fatto che un composto a base di rame, eventualmente coadiuvato da altri additivi capaci di conferire basicità al prodotto, viene aggiunto nei fanghi di cartiera, nel macero di quotidiani, carta o cartone da cui viene ricavato il materiale isolante in fiocchi di cellulosa. Tale aggiunta può avvenire in qualunque fase del processo di produzione. Il materiale in fiocchi ottenuto consiste in un materiale innovativo che presenta un’elevata stabilità e resistenza agli agenti esterni.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameoso, ossido rameico, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame, preferibilmente solfato rameico, à ̈ combinato in una miscela neutra con sostanze capaci di conferire basicità al prodotto quale ad esempio l’idrossido di calcio, l’idrossido di magnesio o un mix dei due. In varie forme di attuazione, tale miscela neutra o basica di solfato rameico e idrossido di calcio e/o magnesio à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso rispetto al prodotto finale a base di cellulosa. In varie forme di attuazione, tale miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio e/o magnesio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
Il composto a base di rame, come anche la miscela basica o neutra sopra citata, si può presentare sia sotto forma di materiale in polvere che di materiale liquido. Eventuali fasi di essicazione o umidificazione possono essere previste per agevolare il legame fra il materiale a base di cellulosa e tali sostanze. In ogni caso, il materiale isolante ottenuto dal processo qui descritto deve risultare impregnato oppure anche solo parzialmente rivestito di tali sostanze.
La miscela di cui sopra potrà essere coadiuvata nell’azione di preservante della durabilità attraverso l’uso di sostanze ad elevato potere antifiamma il cui utilizzo come ritardante di fiamma à ̈ già noto in letteratura (per esempio triidrossido di alluminio, bicarbonato di sodio, urea o ammonio-fosfati, ecc.) che sono inoltre capaci di conferire basicità al prodotto isolante in cellulosa. In varie forme di attuazione il rame, con o senza le sostanze a ridotto o nullo potere antifiamma quali l’idrossido di calcio e/o magnesio, à ̈ presente in rapporti di 1 parte di composto del rame e una quantità fra le 2 e le 50 parti in peso delle sopracitate sostanze ad elevato potere antifiamma.
Qui di seguito vengono descritti tre esempi di processi di produzione di tale materiale isolante.
Esempio 1 – Processo per la produzione di isolanti sciolti in fiocchi
Uno schema di un processo industriale per la produzione dei suddetti isolanti sciolti in fiocchi à ̈ illustrato in Figura 1.
Il processo industriale A prevede che le cartiere 1 producano carte particolari 2 utilizzando cellulose a fibra media e a fibra lunga. I fanghi di cartiera 3, residui del processo industriale A, sono riutilizzati in un processo industriale B destinato alla produzione di isolanti termici e/o acustici in fiocchi.
Nell’ambito del procedimento di produzione di isolanti in fiocchi B, i fanghi 3 possono essere utilizzati in surrogazione o in combinazione con materie prime convenzionalmente utilizzate. I processi industriali noti per la produzione di isolanti in fiocchi utilizzano convenzionalmente cellulosa di prima estrazione 11 e/o cellulosa di recupero 12 (carta da macero).
Il processo industriale B sottopone quindi inizialmente le materie prime secondarie surrogate 3 (fanghi) caratterizzanti il presente ritrovato, opzionalmente insieme alle materie prime convenzionali 11 e/o 12, ad una riduzione delle dimensioni della pezzatura attraverso l’alimentazione ad un dispositivo di trinciatura 4. Successivamente, un’eventuale serie di miscelatori 5 à ̈ utilizzata per omogeneizzare materiali di provenienza differente. I fanghi 3 eventualmente in associazione a cellulosa di prima estrazione 11 e/o a cellulosa di recupero 12 sono quindi alimentati in un pulper 6. I fanghi sono quindi introdotti in un mulino 8 eventualmente associato ad un dispositivo asciugatore 9. Il mulino 8 potrà contenere percussori metallici (come ad esempio sfere o rulli) o altri dispositivi di martellinatura (come ad esempio un mulino a dischi o a martelli), allo scopo di aprire le fibre di cellulosa, riducendone quindi la densità e producendo dei fiocchi. I fiocchi di cellulosa 10 ottenuti al termine del procedimento potranno essere utilizzati per l’isolamento termico e/o acustico.
In varie forme di attuazione, viene prevista l’aggiunta, nei fanghi di cartiera, di un composto a base di rame ad azione biocida. Tale aggiunta viene eseguita nelle cartiere quando i fanghi sono ancora flussibili, con un contenuto di materiale in stato solido fra l’ 1% e il 10% in peso. Alternativamente, l’aggiunta del composto a base di rame può essere realizzata durante la lavorazione nel pulper 6.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameoso, ossido rameico, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene una miscela neutra di solfato rameico e idrossido di calcio e/o di magnesio. In varie forme di attuazione, tale miscela neutra di solfato rameico e idrossido di calcio à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso rispetto al prodotto finale. In varie forme di attuazione, tale miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio e/o di magnesio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
In varie forme di attuazione, nei fanghi di cartiera viene, inoltre, aggiunto un composto a base di idrossido di alluminio ad azione antifiamma. In varie forme di attuazione, l’idrossido di alluminio à ̈ presente in una quantità fra 5% e 35% in peso rispetto al prodotto finale. Tale aggiunta viene eseguita nelle cartiere quando i fanghi sono ancora flussibili, con un contenuto di materiale in stato solido fra l’ 1% e il 10% in peso. Alternativamente, l’aggiunta del composto a base di rame può essere realizzata durante la lavorazione nel pulper 6.
Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse.
Esempio 2 – Processo per la produzione di isolanti sciolti in fiocchi
Uno schema di un processo industriale per la produzione dei suddetti isolanti sciolti in fiocchi à ̈ illustrato in Figura 2.
Il processo industriale A prevede la produzione di carte speciali 16 utilizzando cellulose vergini 11 o cellulosa riciclata 12. La cellulosa dopo lo stoccaggio 13 arriva alla raffinazione 14 dove da un lato giungono i reflui dei passaggi successivi del processo, mentre dall’altro vengono eliminati gli scarti di cartiera che vengono stoccati nella fase 17 e addensati nella fase 19.
Tali scarti vengono destinati ad essere utilizzati per la produzione di isolante in fiocchi nel processo B di seguito descritto.
In varie forme di attuazione, quando ancora si trovano nello stabilimento di cartiera, tali scarti vengono trattati con additivi 18 in soluzione liquida e/o sospensione di polveri in acqua. Tali additivi possono essere uno o più fra ritardanti di fiamma, coloranti, biocidi, ecc..
In varie forme di attuazione, fra gli additivi 18 à ̈ previsto un composto a base di idrossido di alluminio ad azione antifiamma. In una forma di attuazione, l’idrossido di alluminio à ̈ presente in una quantità fra 5% e 35% in peso rispetto al prodotto finale.
In varie forme di attuazione, in concomitanza degli additivi 18 Ã ̈ inoltre previsto un composto a base di rame ad azione biocida 15.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameico, ossido rameoso, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene una miscela neutra o basica di solfato rameico e idrossido di calcio e/o magnesio. In varie forme di attuazione, tale miscela neutra o basica di solfato rameico e idrossido di calcio e/o magnesio à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso rispetto al prodotto finale. In varie forme di attuazione, tale miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio e/o magnesio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
E’ preferibile, che gli additivi sopra indicati vengano aggiunti quando gli scarti o fanghi di cartiera sono ancora flussibili, con un contenuto fra l’ 1% e il 10% in peso di materiale in stato solido.
Gli scarti del processo A vengono quindi, successivamente disidratati nella fase 19, per esempio meccanicamente attraverso l’uso di una vite coclea, ed infine, eventualmente ancora trattati con additivi 15 quali ritardanti di fiamma, biocidi, coloranti, ecc., ad esempio del tipo sopra indicato. In quest’ulteriore fase, gli additivi possono presentarsi sia in forma liquida (soluzione o dispersione) che solida (polveri).
Gli scarti così prodotti possono essere trasferiti e utilizzati come materia prima del processo B di produzione di isolanti termici e/o acustici in fiocchi. Tali scarti sono sostanzialmente costituiti da fanghi, comprendenti un contenuto fra il 25% e il 60% in peso di materiale in stato solido.
Il processo produttivo B illustrato in Figura 2 costituisce una forma di realizzazione alternativa a quella illustrata in Figura 1. Tale processo prevede che gli scarti del processo A vengano inizialmente stoccati in una fase 21 ed eventualmente composti in un miscuglio che può prevedere anche cellulosa di prima estrazione 11 e/o cellulosa di recupero 12.
Durante lo stoccaggio possono essere trattati con additivi 18 in soluzione liquida (fase liquida) quali ritardanti di fiamma e altri additivi 15 quali coloranti, biocidi, ecc., ad esempio del tipo sopra indicato.
Il materiale viene dunque disidratato in una fase 22, sia naturalmente che attraverso sistemi forzati di ventilazione e/o riscaldamento, e portato successivamente alla fase 23 di martellinatura. In tale fase, realizzata ad esempio tramite l’utilizzo di un mulino a martelli, il materiale disidratato si espande in volume sino a formare fiocchi isolanti.
E’ ulteriormente possibile trattare i fiocchi con additivi in polvere 15, ad esempio del tipo sopra indicato, sia nella fase di martellinatura 23 che nello stoccaggio successivo di pre-imbustamento 24.
Esempio 3 – Processo per la produzione di isolanti sciolti in fiocchi da macero o da scarti di quotidiani, carta o cartone
Uno schema di un processo industriale per la produzione dei suddetti isolanti sciolti in fiocchi à ̈ illustrato in Figura 3.
La carta o il cartone di scarto o macero 12 entra nel processo produttivo e subisce una deferrizzazione 26, passa attraverso i macchinari 27, 29 e 31 che compiono un’azione meccanica sulla carta per ridurne dapprima la pezzatura e per poi ottenere il prodotto isolante. Il processo meccanico può prevedere stazioni intermedie di aerazione 28 e 30. Il prodotto à ̈ quindi miscelato in 33 con ritardanti di fiamma 18 e biocidi in polvere eventualmente addivati con leganti quali ad esempio l’amido.
In varie forme di attuazione, fra gli additivi 18 à ̈ previsto un composto a base di idrossido di alluminio ad azione antifiamma. In una forma di attuazione, l’idrossido di alluminio à ̈ presente in una quantità fra 5% e 35% in peso rispetto al prodotto finale.
In varie forme di attuazione, in concomitanza degli additivi 18 Ã ̈ inoltre previsto un composto a base di rame ad azione biocida 15.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameico, ossido rameoso, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
In varie forme di attuazione, tale composto a base di rame contiene una miscela neutra o basica di solfato rameico e idrossido di calcio e/o magnesio. In varie forme di attuazione, tale miscela neutra o basica di solfato rameico e idrossido di calcio e/o magnesio à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso rispetto al prodotto finale. In varie forme di attuazione, tale miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio e/o magnesio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per realizzare un materiale isolante termico e/o acustico a base di cellulosa caratterizzato dal fatto che prevede l’utilizzo di almeno un composto a base di rame come biocida che viene aggiunto al materiale a base di cellulosa che forma detto materiale isolante.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameico, ossido rameoso, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui idrossido di calcio e/o di magnesio sono combinati con detto composto a base di rame in una miscela basica o neutra che viene aggiunta a detto materiale a base di cellulosa.
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detta miscela neutra o basica à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso rispetto al materiale isolante da produrre.
- 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 e 4, in cui detta miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
- 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui detto materiale isolante à ̈ prodotto sotto forma di fiocchi.
- 7. Materiale isolante termico e/o acustico, a base di cellulosa e in forma di fiocchi, detto materiale comprendendo un composto a base di rame ad azione biocida.
- 8. Materiale isolante secondo la rivendicazione 7, in cui detto composto a base di rame contiene almeno uno fra solfato rameico, solfato rameoso, ossido rameico, ossido rameoso, ossicloruro tetrarameico, ossicloruro di rame e calcio e idrossido di rame.
- 9. Materiale isolante secondo la rivendicazione 7, in cui idrossido di calcio e/o magnesio sono combinati con detto composto a base di rame in una miscela neutra o basica.
- 10. Materiale isolante secondo la rivendicazione 9, in cui detta miscela neutra o basica à ̈ presente in una quantità fra 0,01% e 10% in peso.
- 11. Materiale isolante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9 e 10, in cui detta miscela contiene solfato rameico in una quantità compresa fra 2% e 40% in peso e idrossido di calcio in una quantità compresa fra 60% e 98% in peso.
- 12. Materiale isolante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11 in cui in detta miscela neutra o basica à ̈ contenuto almeno uno fra idrossido di alluminio, bicarbonato di sodio, urea e ammonio-fosfati come ritardante di fiamma.
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