PT749814E

PT749814E - Material composito substancialmente do tipo rede que tem uma grande percentagem de espacos abertos e metodo para o fabricar

Info

Publication number: PT749814E
Application number: PT96201707T
Authority: PT
Inventors: Giuseppe Locati
Original assignee: Giuseppe Locati
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2001-01-31
Also published as: US5811176A; EP0749814A1; IT1276773B1; DE69610166T2; ITMI951345A0; GR3034920T3; ITMI951345A1; DK0749814T3; JPH091676A; ATE196110T1; RU2143972C1; DE69610166D1; EP0749814B1; ES2150066T3

Description

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ

DESCRICÀO “Material compósito substancialmente do tipo rede que tem uma grande percentagem de espaços abertos e método para o fabricar” O presente invento refere-se a um processo para produzir um material de estrutura do tipo rede a partir de materiais usados tais como papel usado ou cartolina.

Na arte antecedente, foram propostos processos para reutilização de materiais usados na produção de painéis ou semelhantes. São normalmente empregues fragmentos ou pedaços de materiais usados que contêm ou estão misturados com agentes de ligação e depois são comprimidos para formarem painéis compactos.

Por exemplo, a EP-A-409 525 revela um método para obter cartolina a partir de uma camada de partículas de cartão prensado, isto é, cartolina revestida com uma película de material termoplástico. As partículas, finamente subdivididas, são comprimidas a quente para que a película de revestimento se derreta e faça com que as partículas se aglutinem. Contudo por este método apenas os cartões prensados podem ser reciclados e, além disso, não é possível regular a densidade das folhas obtidas, porque a compressão deve ser sempre levada ao seu máximo grau a fim de assegurar a adesão mútua das partículas finamente subdivididas e fazer com que o material que constitui o adesivo corra através das substâncias inertes. A GB 1,267,918 descreve um método para fabricar painéis misturando madeira ou partículas de papel e fragmentos de material termoplástico, aquecendo e comprimindo a mistura obtida.

Também neste caso, os painéis assim fabricados são compactos e a compressão deve ser suficientemente alta, de forma a assegurar uma completa adesão mútua dos fragmentos. A DE 26 22 294 revela um painel que consiste num núcleo feito de cânhamo, linho, material de palha, etc. misturado com uma resina de ligação, compactada e coberta com uma camada de aparas de madeira para simular um painel de madeira. A EP 617 177 revela um método para fazer um painel isolador no qual tiras de papel e cartolina e material termoplástico são misturadas conjuntamente, depois a mistura é aquecida e comprimida para fazer o painel, tendo estas operações os mesmos requisitos do

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ que a ΕΡ-Α-409 525.

Os exemplos da arte antecedente referem-se sempre ao fabrico de painéis ou chapas de uma densidade relativamente alta, nos quais as partículas componentes estão sujeitas a uma acção de compressão capaz de colocar em contacto mútuo as suas maiores superfícies e causar a maior dispersão possível de agente adesivo ou de ligação.

Em geral, o material de ligação, pelo seu endurecimento, concretiza a verdadeira estrutura de suporte, na qual o material usado é apenas utilizado para se conseguir reduzir a quantidade de material endurecedor necessário para encher todo o volume do painel.

Apesar do acima exposto, para que se possa conseguir uma coesão suficiente do material usado empregue, usualmente tem de ser fornecida uma grande quantidade de materiais endurecedores, o que traz problemas de poluição e/ou faz com que a subsequente reciclagem dos produtos obtidos seja ainda pior.

Os painéis ou chapas fabricados de acordo com os métodos da arte antecedente têm características mecânicas essencialmente dependentes do tipo de material utilizado para se conseguirem as referidas características e permanecem sem alteração quando o material é utilizado. A DE-A-36 02 381 revela um processo para produzir agentes de ligação de pulverização de painéis numa massa de palha. De acordo com este processo, é apenas possível obter painéis fortemente comprimidos com uma grande quantidade de agentes de ligação, porque a palha é friável, quase nada flexível e não pode ser enrolada. A FR-A-2 580 684 revela um processo para produzir painéis, de acordo com os quais é produzida primeiro uma camada de fibras comprimidas, por exemplo, de madeira. As fibras são então separadas, pulverizadas com agentes de ligação e comprimidas para se obter o painel. Contudo, também de acordo com este processo, é requerida uma grande quantidade de agentes de ligação.

Um objectivo geral do presente invento é produzir um material de baixo peso específico, comparado com o peso especifico dos seus materiais componentes, oferecendo no entanto um método para fabrico de elementos de material reciclado que permite um uso mínimo de agente de ligação, permite conseguir elementos com diferentes características mecânicas dependentes do passo de formação, e onde as características mecânicas podem

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ variar desde uma grande maleabilidade, útil quando se pretende fazer elementos para embalagens, até uma relativa dureza, útil para fazer elementos de suporte, ainda com uma quantidade mínima de material plástico e de agentes de ligação ou colas.

Tendo em vista o objectivo acima exposto, segundo o invento, proporcionou-se um método de acordo com a reivindicação 1, para fabricar um material compósito do tipo rede com uma grande percentagem de espaços abertos.

Assim, de acordo com o método acima, pode obter-se um material compósito substancialmente do tipo rede com uma grande percentagem de espaços abertos, de acordo com a reivindicação 14.

Para melhor explicação dos princípios inovadores do presente invento e das vantagens que oferece sobre a arte antecedente, será dada a seguir uma possível concretização do invento que utiliza os ditos princípios, por meio de um exemplo não limitador e com a ajuda dos desenhos anexos. Nos desenhos: - a fig. 1 é uma vista em diagrama de uma instalação que executa os passos do processo de acordo com o invento; - a fig. 2 é uma vista em diagrama de um exemplo de uma primeira utilização de um material de acordo com o invento; - a fig. 3 é uma vista em diagrama de um exemplo de uma segunda utilização de um material de acordo com o invento; - a fig. 4 é uma vista em diagrama de um exemplo de uma terceira utilização de um material de acordo com o invento.

Com referência aos desenhos, estão diagramaticamente ilustrados na fig. 1 os diferentes passos de fabrico de um material, por exemplo geralmente em forma de chapa (isto é, um material em que a espessura tem um valor muito mais reduzido do que outras dimensões) de acordo com o presente invento.

Num primeiro passo do fabrico, formam-se numerosos elementos de tiras alongadas e flexíveis, isto é, elementos comparativamente longos com respeito a outras dimensões (por elementos comparativamente longos pretende-se significar uma proporção entre o comprimento e as outras dimensões de pelo menos três para um). Normalmente, a largura da tira pode ser de cerca de um milímetro e a sua espessura aproximadamente também um milímetro, ou as suas fracções. 85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 4

Ο material do qual as tiras são obtidas é feito com vantagem de fibras naturais. Por exemplo, os elementos de tira 10 podem ser produzidos cortando material usado ou materiais a serem reciclados, tal como papel ou folhas de cartolina 11, usando cortadores 12 já conhecidos.

Adicionalmente, para obter tiras cortando expressamente materiais de chapa, podem também usar-se materiais usados já em forma de tiras como os materiais provenientes de trabalhos industriais usuais, tais como por exemplo fragmentos provenientes do retalho de papel ou similar. As tiras podem também ser obtidas a partir de elementos alongados, de comprimento indefinido, tais como recortes de papel muito longos e semelhantes. Como é óbvio, tiras de origens e de materiais diferentes podem ser usadas em conjunto, podendo ser indiferentemente misturadas umas com as outras.

As tiras de uma largura por exemplo da ordem de um milímetro, e de alguns centímetros de comprimento, são dispostas de forma a constituir uma massa ou camada caótica, isto é, de maneira a ficarem embaraçadas de forma confusa, ficando por exemplo espalhadas numa correia móvel 13 que se move sob o distribuidor 14, de modo a formar um “colchão” ou camada de tiras embaraçadas 16, com uma grande percentagem de espaços abertos no seu interior. A massa deve ficar ligeiramente compactada para que possa deixar passar através de si uma corrente de ar contendo substâncias fluidas atomizadas. Os meios para conseguir um bom embaraçamento e/ou enrolamento das tiras depende também, obviamente, do tipo e da origem do material. Por exemplo, se forem utilizados pedaços de papel, estes já poderão estar muito enrolados devido à sua própria natureza e portanto será suficiente uma ligeira mistura. Pode também ser considerada a utilização de quaisquer meios conhecidos para fazer ou promover a ondulação, enrolamento e mistura das tiras, tais como por exemplo os meios engrenados conhecidos. A camada assim constituída é pulverizada com um agente de ligação finamente atomizado. O agente de ligação pode ser, por exemplo, propriamente uma cola num estado líquido ou um composto plástico equivalente capaz de endurecen A atomização é levada a cabo de tal forma que a substância atomizada é substancialmente pulverizada por sobre toda a superfície das tiras, formando um “colchão”, sem contudo embeber as tiras a ponto de as destruir seriamente devido a uma quantidade demasiada grande de agente de ligação utilizado. A atomização pode ser obtida por intermédio de um pulverizador adequado ou unidade pulverizadora 15, dentro do raio de acção do qual a correia transportadora 13 é

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 5 levada a correr.

Depois da atomização do agente de ligação, é levada a cabo uma operação de modelação na camada 16, de modo a dar à dita camada a forma final desejada que depende do uso que se lhe destinar. A operação de modelação pode por exemplo ser executada por uma máquina conhecida de modelar 17, como uma prensa de matrizes de modelação planas ou de uma configuração conveniente, e equipada para obter chapas ou massas mais espessas, dependendo dos requisitos.

De um modo diferente da arte antecedente, obtém-se pelo método do invento um material que tem uma estrutura tipicamente do tipo rede. com uma grande percentagem de espaços abertos (sendo a proporção espaço aberto/porção sólida de pelo menos 50%), em que são formadas redes de comprimentos de tiras com pontos de contacto discretos mutuamente ligados. A atomização do agente de ligação sobre as tiras ajuda a incrementar a resistência da estrutura, formando o agente de ligação uma película de revestimento sobre a superfície da tira que, ao endurecer, melhora as características mecânicas da dita estrutura.

Seleccionando agentes de ligação que possuam as características apropriadas, as características do produto acabado podem ser modificadas dependendo dos requisitos. Por exemplo, pelo uso de colas flexíveis (quer dizer com substancialmente a mesma rigidez do que as próprias tiras depois de secas), tais como colas de resina vinílica, podem obter-se produtos flexíveis, como folhas para embalagens, ao passo que, se forem usadas colas não flexíveis (isto é, de maior rigidez que as tiras depois de secas) tais como colas com base em silicatos ou pastas de amido, podem ser produzidos produtos de relativamente alta rigidez, tais como chapas para fazer caixas, estojos ou tabuleiros pré-formados para embalagens, etc.

Está ilustrada na fig. 4, para exemplo, uma caixa para embalagem obtida dobrando material em chapa fabricado de acordo com o invento, e destinado a possuir suficiente resistência para substituir o tradicional cartão ondulado. A caixa pode também conter divisões ou forros, feitos de material de acordo com o invento que pode também ter uma densidade diferente da do material da caixa. A maior percentagem de espaços abertos no material também toma possível o fabrico de caixas com forros e divisórias que têm boas características termo-isoladoras.

Pelo método do invento podem facilmente conseguir-se produtos com um peso

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 6 específico variando entre 35 kg/m3 e 70 kg/m3. A quantidade necessária de agente de ligação pode ser muito reduzida, o que ajuda a que o processo de produção e o material acabado fiquem a baixo custo. Como exemplo, ao produzir materiais a partir de tiras de papel, tem provado ser suficiente uma quantidade de agente de ligação mesmo tão pequena como 20 kg por metro cúbico de massa a ser formada. O material do tipo rede obtido pelo método do invento pode ser cortado nas mais diversas configurações, dependendo dos requisitos. Adicionalmente, a estrutura do tipo rede pode ser mais ou menos comprimida durante o passo de modelação, de forma a alterar a densidade do material. Além disso, pode obter-se um material mais ou menos pesado e macio. A compressão durante o passo de modelação pode também ser diferente em diferentes pontos do material, de forma a obter variações de densidade em pontos predeterminados, por exemplo ter áreas espessas e macias alternando com áreas mais delgadas e mais rijas. A título de exemplo, está ilustrada na íig. 2 uma chapa delgada e relativamente macia e flexível 18, obtida por uma pressão limitada de modelação e com o uso de uma cola flexível, de forma a poder ser usada para embrulhar e embalar objectos frágeis.

Está ilustrado na fig. 3 um tabuleiro pré-formado 19, que pode, por exemplo, ser utilizado como fundo numa caixa para transporte de fruta. Este tabuleiro é feito usando colas relativamente rijas e durante o passo de modelação foi suficientemente comprimido de modo a conseguir-se uma estrutura relativamente rija. O tabuleiro pode também ser feito suficientemente rijo para ser utilizado directamente como fundo de fecho para a caixa, caso em que o fundo pré-formado está provido de cavidades convenientemente dimensionadas para reter os produtos 20.

Nesta altura toma-se aparente que o que se pretendia foi conseguido por se ter proporcionado um método que permite o fabrico de material a baixo preço, mesmo começando a partir de produtos usados, o que se adapta a um largo número de usos e que tem características de boa solidez, resistência e poder de absorver choques, juntamente com bom isolamento térmico e acústico, e capaz de assumir qualquer forma, desde uma caixa de embalagem pré-formada até à de uma chapa rija ou flexível. O material do invento pode facilmente substituir cartão ondulado, poliestireno em espuma ou materiais semelhantes para fazer recipientes, elementos para embalagem, etc., 7 85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ oferecendo baixos custos e assegurando uma maior protecção do ambiente natural, porque são principalmente usadas fibras naturais recicladas ou fibras naturais adaptadas para reciclagem. O material pode ser pré-formado, por exemplo com a forma de conchas até de grande espessura, para receber objectos a serem embalados.

Como é óbvio, a descrição acima de uma concretização que aplica os princípios inovadores do presente invento, é dada apenas como exemplo e portanto não é para ser interpretada como uma limitação do âmbito do invento como aqui se reivindica.

Por exemplo, se o fabrico de uma chapa contínua for desejado, podem ser utilizados rolos de modelação já conhecidos, os quais estão dispostos em pares de frente uns para os outros, correndo a chapa a ser formada entre cada par de rolos para que a desejada pressão seja exercida no material e seja fabricada uma chapa da requerida consistência.

As chapas podem ter também qualquer formato e, caso se deseje, as camadas planas podem ser opcionalmente cobertas com folhas de papel ou com tiras não enroladas para proporcionar uma superfície contínua. Se for requerida uma maior macieza, o processo ao qual o material foi submetido depois da pulverização do agente de ligação, pode vir a ser uma operação destinada a alisar e nivelar as faces livres da chapa, sem comprimir substancialmente a massa. Podem também ser concebidas operações adicionais de acabamento, tais como esterilização, tingimento, operações de decoração e outras.

Lisboa, 21 iJUL 2000

Por GIUSEPPE LOCATI

EfêG." ANTÓNIO ÍOÂO DA CUNHA FERREIRA

Ag. Of. Pr. Ind.

Hás das Flores, 74-4.· 1EQQ USBSA

Claims

85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Método para fazer um material compósito (18, 19) substancialmente do tipo rede que tem uma larga percentagem de espaços abertos, compreendendo os passos para proporcionar uma pluralidade de tiras flexíveis de papel e geralmente alongadas (10) numa condição substancialmente ondulada, dispondo as tiras (10) numa massa caótica aleatoriamente orientada (16), atomizando uma substância líquida de ligação (15) para a massa (16), executando um processo de modelação da massa que envolve redução de volume, para obter uma estrutura do tipo rede com uma grande percentagem de espaços abertos numa forma desejada e endurecendo depois a substância de ligação (15).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um passo inicial de melhoria do ondulado das tiras (10).
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos parte das tiras (10) ser obtida cortando o material da chapa.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos parte das tiras (10) ser obtida cortando elementos alongados de comprimento indefinido.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as tiras (10) terem uma proporção comprimento/largura de pelo menos três para um.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as tiras (10) serem de um comprimento da ordem dos centímetros, de uma largura da ordem dos milímetros e uma espessura da ordem de um milímetro ou suas fracções.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a massa caótica (16) ser feita com a forma de uma camada.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processo de modelação compreender o passo de esmagamento ou compressão de pelo menos algumas áreas da massa (16).
9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a substância de ligação (15) ter, depois de endurecida, uma rigidez substancialmente comparável à das tiras (10). 85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 2/3
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a substância de ligação (15) ser uma cola de resina vinílica.
11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a substância de ligação (15) ter, depois de endurecer, uma rigidez maior do que as tiras (10).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a substância de ligação (15) ser uma cola com base em silicato.
13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fabricar pelo processo de modelação um material de chapa (18).
14. Material compósito (18, 19) substancialmente do tipo rede com uma grande percentagem de espaços abertos, feito de uma pluralidade de tiras geralmente alongadas e flexíveis (10) dispostas numa massa caótica (16) orientada aleatoriamente, caracterizado por as tiras (10) serem feitas de recortes de papel usado, ondulados e ligados ou colados uns aos outros em pontos discretos na massa (16), para constituir uma estrutura do tipo rede.
15. Material de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por as tiras (10) terem uma superfície revestida com uma superfície de ligação.
16. Material de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por nas tiras (10) a proporção comprimento/largura ser pelo menos de três para um.
17. Material de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por as tiras (10) serem de um comprimento da ordem dos centímetros e uma largura da ordem de um milímetro.
18. Material de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por as tiras (10) estarem ligadas umas às outras por uma substância de ligação (15) cuja rigidez é substancialmente comparável à das tiras.
19. Material de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a substância de ligação (15) ser uma cola de resina vinílica.
20. Material de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por as tiras (10) 85 125 ΕΡ Ο 749 814/ΡΤ 3/3 estarem ligadas umas às outras por uma substância de ligação (15) de maior rigidez do que as tiras.
21. Material de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a substância de ligação (15) ser uma cola com base em silicato.
22. Material de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por estar sob a forma de uma chapa (18). Lisboa, 21. CUT. 2000 Por GIUSEPPE LOCATI

ENG.* ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind.