ITMI20100088A1 - Procedimento e unità di calibrazione e saldatura per la produzione dipannelli isolanti o di isolamento acustico o di un semilavorato flessibileper la successiva lavorazione in presse a caldo - Google Patents

Description

Descrizione

Il presente trovato ha ad oggetto un procedimento per la produzione di pannelli isolanti o di isolamento acustico oppure di un semilavorato flessibile per la successiva lavorazione in presse a caldo secondo il concetto principale di cui alla rivendicazione 1 ed ha altresì ad oggetto un'unità di calibrazione e di saldatura per la produzione di pannelli isolanti o di isolamento acustico oppure di semilavorati flessibili secondo il concetto principale di cui alla rivendicazione 25. A causa della crescente necessità di materiali per l'isolamento termico nella realizzazione di case a risparmio energetico (Wärmeschutzverordnung, Verordnung Ã1⁄4ber einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden, Legge tedesca sul risparmio energetico negli edifici del 1982, e seguenti inasprimenti della stessa, compresa l'introduzione del passaporto energetico per le case), negli ultimi trent'anni, nel settore dell'isolamento termico, si à ̈ parlato nuovamente di un materiale ecologico, smaltibile e rinnovabile, ossia della fibra di legno. Negli ultimi anni, vista l'attualità dei mutamenti climatici, i materiali termoisolanti prodotti con fibre di legno, hanno riacquisito un mercato, evidenziando così la necessità di innovazioni volte ad una loro produzione economica. Attualmente, i materiali isolanti in fibre di legno sono disponibili sul mercato, sia in forma sfusa, caso in cui le fibre di legno vengono soffiate in cavità ad esse preposte formando in tal modo lo strato isolante, sia allo stato assemblato nella forma di pannelli isolanti in fibre di legno.

Dal momento in cui l'innalzamento del prezzo del petrolio e dell'energia à ̈ diventato un problema a livello mondiale, si punta, non solo ad isolare gli edifici per mezzo di materiali isolanti a base di carburanti, ma anche ad un risparmio il più possibile elevato durante la produzione dei materiali isolanti stessi, nonché alla nondipendenza dai materiali isolanti a base di carburanti. I materiali isolanti prodotti specificamente per l'isolamento delle pareti dovrebbero essere non solo di facile lavorabilità, ma dovrebbero altresì presentare una sufficiente solidità, vale a dire non rompersi oppure creparsi durante il trasporto e l’applicazione, oltre che non rilasciare sostanze dannose per l’organismo.

A ciò si aggiunge che i prodotti in schiuma rigida o le lane minerali precedentemente utilizzati, oltre a causare danni ecologici, non potevano garantire il mantenimento di una temperatura ottimale all'interno di un edificio. Una volta, la motivazione che spingeva i committenti ad isolare le case senza tener conto dei risvolti a livello ecologico, consisteva nel costo ingente dei materiali isolanti in fibre di legno dovuto all'elevato consumo energetico.

I procedimenti sinora noti ed utilizzati allo stato della tecnica sono il procedimento a umido e il trattamento a secco. In linea di principio, la materia prima, consistente in legname tondo o in scarti di segatura, ulteriormente trattati a formare truciolato o cippato, viene fatta bollire sotto pressione ed in esposizione al calore, successivamente, tale materia prima viene sfibrata grazie ad un dispositivo di sfibratura (refiner).

Nel caso della produzione di pannelli isolanti in fibre di legno mediante il procedimento ad umido, la sospensione viene sparsa da un refiner a formare un mat di fibre morbido ed umido e viene poi calibrata e pressata perlopiù per mezzo di una calandra.

Seguono poi l'essicazione ed il relativo consolidamento per mezzo di un essicatore idraulico. Gli svantaggi, oltre alla scarsa precisione dimensionale, sono inoltre la pessima sostenibilità ambientale e l'enorme consumo di energia.

Nel caso della produzione di pannelli isolanti in fibre di legno per mezzo del trattamento a secco, le fibre uscenti dal dispositivo di sfibratura (refiner) vengono essiccate e, successivamente alla miscelazione con leganti, si aggregano in forma essiccata a formare un mat di fibre. La calibrazione, l'essicazione ed il consolidamento avvengono poi in un essicatore di flusso, nel quale i pannelli isolanti in fibre di legno vengono attraversati da aria calda (si veda a tal proposito il documento EP 0 330 671 B1). La semplificazione dei componenti dell'impianto e il vantaggio di poter ottenere pannelli isolanti sostanzialmente più spessi nonché presentanti una propria resistenza, hanno fatto sì che il trattamento a secco, nonostante gli enormi costi energetici per l'essicazione, trovasse ampia applicazione.

Negli ulteriori perfezionamenti della tecnica di cui al presente trovato si à ̈ nel frattempo stabilito di creare, in particolare per l'industria automobilistica, pannelli di fibre o di isolamento realizzati sostanzialmente in un materiale economico quale à ̈ il materiale di fibre di legno, e di ottenere inoltre un miglioramento nella maneggiabilità e nella possibilità di ottenere tagli adattabili al fine di essere posati con materiali plastici.

Il procedimento di produzione ed i relativi impianti principali hanno per la maggior parte in comune l'utilizzo di flussi di aria calda in essiccatori continui. Allo stesso tempo, i mat di fibre sparsi in forma libera vengono attraversati da aria calda ed il materiale plastico si fonde e si solidifica.

Lo svantaggio di questi impianti consiste nella notevole quantità di aria necessaria per ventilare e scaldare in maniera ottimale un mat di fibre sparso. Persino il riscaldamento a 100°C del mat sparso ha luogo nel giro di pochi minuti e limita fortemente la capacità produttiva possibile. Inoltre, gli impianti di produzione esistenti hanno lunghezze costruttive particolarmente elevate, sino a 40 metri di lunghezza di essicazione, e presuppongono pertanto un’elevata disponibilità patrimoniale per i costi relativi ai macchinari.

Inoltre, l'utilizzo energetico di aria calda à ̈ oneroso e, dati i costi per l'energia ad oggi elevati, pressoché antieconomico. Solitamente, l'aria calda viene prodotta oppure ricavata da componenti di impianti esistenti grazie a scambiatori di calore (produzione di fibre in legno, procedimento di estrazione del legno), tuttavia, il dispendio energetico orario per migliaia di metri cubi di aria calda riscaldati à ̈ notevole.

Il compito di cui al presente trovato consiste nel realizzare un procedimento con il quale sia possibile produrre mat di fibre isolanti o di isolamento acustico o pannelli di fibre isolanti o di isolamento acustico oppure un semilavorato flessibile per la successiva lavorazione in presse a caldo su impianti di lunghezza limitata con la massima efficienza energetica possibile e, inoltre, in impianti di produzione di dimensioni limitate. Altro compito di cui al presente trovato consiste nel realizzare un'unità di calibrazione e di saldatura, la quale, oltre ad essere autonoma, permetta un’attuazione del procedimento di cui al presente trovato e che, in maniera vantaggiosa, fornisca altresì la possibilità di introdurre in un mat vapore sovrariscaldato. La soluzione di tale compito consiste per il procedimento di cui al presente trovato, nello svolgimento delle seguenti fasi: vengono rese disponibili fibre naturali e fibre leganti consistenti, almeno parzialmente, di materiale plastico, aventi una lunghezza massima di 15 mm, le fibre naturali e le fibre leganti vengono miscelate in proporzioni stabilite, dette fibre naturali e leganti vengono sparse per mezzo di almeno un dispersore su di un nastro di formatura a formare un mat di fibre, il mat di fibre sparso viene trasportato dal nastro di formatura su un nastro di vagliatura di un’unità di calibrazione e saldatura, nell’unità di calibrazione e saldatura, il mat di fibre viene completamente ricoperto con un secondo nastro di vagliatura e compattato sino al sostanziale raggiungimento della densità del prodotto, nell’unità di calibrazione e saldatura, nel mat di fibre compattato viene iniettato vapore sovrariscaldato, nel mat di fibre compattato, almeno parti delle fibre leganti si fondono e si consolidano a formare un pannello isolante o di isolamento acustico oppure a formare un semilavorato flessibile per la successiva lavorazione in una pressa.

La soluzione di cui al presente trovato per un’unità di calibrazione e saldatura consiste nel fatto che, per il sostegno dei nastri di vagliatura e per l'introduzione di vapore sovrariscaldato in un mat di fibre costituito da fibre naturali e fibre leganti e passante attraverso la fessura tra i nastri di vagliatura sopra e/o sotto sono disposte piastre a vapore e dal fatto che tali piastre a vapore sono collegate ad un dispositivo per la produzione di vapore sovrariscaldato.

Con il procedimento proposto di cui al presente trovato possono essere prodotti mat isolanti o di isolamento acustico, ed in particolare pannelli isolanti o di isolamento acustico, oppure può essere prodotto un semilavorato flessibile per l'ulteriore lavorazione in presse a caldo in maniera economicamente più vantaggiosa rispetto allo stato della tecnica sinora noto ed utilizzato nella pratica. Con questo procedimento, il mat sparso viene vantaggiosamente riscaldato nel giro di pochi secondi a 100°C. A tal proposito, risulta essere particolarmente vantaggioso il caso in cui il vapore venga iniettato almeno da entrambi i lati e contemporaneamente entro il mat, spingendosi, in tal modo, bilateralmente al centro del mat stesso. Ad un utilizzo continuo, si rivela particolarmente adatta una vaporizzazione cuneiforme, ossia nel senso di produzione del vapore, dapprima in larghezza, iniettando il vapore al centro del mat e, successivamente, diffondendo il vapore a livello dei lati corti grazie ad ugelli attivabili. Ne deriva quindi la possibilità di determinare un ricambio mirato dell'aria disponibile nel mat di fibre in direzione dei lati corti grazie a vapore sovrariscaldato ed evitando turbolenze estreme grazie ad un rullo vaporizzatore che agisce sulla larghezza. Dopo circa 20 - 60 secondi, infine, viene raggiunto un riscaldamento sufficiente del mat, in modo che le fibre leganti, ed in particolare il materiale plastico disponibile, si sciolgano ad una temperatura di fusione inferiore ai 150°C e che si leghino a fibre naturali. Per una spiegazione o per la progettazione dell'impianto si deve considerare che "1 to" fibre à ̈ riscaldabile mediante un calore di condensazione di 100°C con il 5% di vapore acqueo, il che corrisponde ad una quantità di acqua pari a 50 kg. Proprio qui si evince il particolare vantaggio di cui al presente trovato, detto vantaggio consistendo nel poter riscaldare repentinamente le fibre, mediante vapore sovrariscaldato, ad una temperatura di ca. 100°C, in una vaporizzazione iniziale, e, successivamente, nel poter, sempre tramite il sovrariscaldamento del vapore, riscaldare le fibre leganti ad una temperatura di 105-130 °C, in modo da farle sciogliere, saldando così il mat di fibre. Soltanto tramite l’utilizzo di vapore sovrariscaldato à ̈ possibile raggiungere in poco tempo una temperatura di oltre 100°C nel mat di fibre, ed in particolare, a livello delle fibre stesse. Una pura iniezione di aria calda, come noto allo stato della tecnica, necessita di troppo tempo. Ad una temperatura di almeno 100°C, e di preferenza di 110-135°C, à ̈ possibile impiegare le fibre bicomponenti di cui al presente trovato le quali, come il poliestere, hanno inoltre un costo limitato. Per un’applicazione ottimale del procedimento di cui al presente trovato, il vapore presenta un sovrariscaldamento di circa 100°C, ossia una temperatura di ca.

200°C. Dal punto di vista tecnico, conformemente al presente trovato, à ̈ fra l’altro possibile, sino a che non viene meno la contropressione nel mat di fibre e l’aria ha un sufficiente ricambio con il vapore, alimentare ancora vapore sovrariscaldato al lato del mat di fibre oppure prevedere altresì applicazioni alternate di vapore.

In una forma di realizzazione particolarmente preferita di cui al presente trovato, le fibre leganti vengono miscelate con le fibre naturali con una parte del peso sino al 30%. Successivamente, possono essere introdotte fibre leganti fluide, prima, durante o dopo la miscelazione delle fibre naturali con le fibre leganti, precedentemente oppure all’interno del dispersore. In questo caso, si preferisce utilizzare fenolformaldeide, urea formaldeide, resina della melaminaformaldeide, resina acrilica o adesivo di MDI.

In merito alle fibre leganti, oltre ad altre fibre in materiale plastico, si sono conservate anche le fibre bicomponenti, le quali possono presentare anche diverse lunghezze. Solitamente, le fibre in materiale plastico vengono tagliate a macchina a partire da fasci di fibre, in modo da ottenere un allungamento statistico delle fibre pressoché uniforme. Tuttavia, sarebbe particolarmente preferito mirare ad una distribuzione longitudinale statistica delle fibre leganti, corrispondente ad una disposizione longitudinale delle fibre naturali sostanzialmente simile. Le fibre bicomponenti possono essere costituite da un componente nucleare e da un componente di rivestimento sostanzialmente avvolgente. Di preferenza, i componenti nucleari presentano una più elevata temperatura di fusione rispetto ai componenti di rivestimento.

Inoltre, viene messa particolarmente in risalto una forma di realizzazione di cui al presente trovato, secondo la quale, nell’unità di calibrazione e saldatura, grazie al vapore sovrariscaldato almeno in parte, soltanto i componenti di rivestimento delle fibre bicomponenti vengono fusi ed incollati.

In merito alla vaporizzazione, si sono conservati i seguenti dati empirici:

nell’unità di calibrazione e saldatura, il vapore sovrariscaldato viene utilizzato ad una temperatura superiore ai 170°C. Più in dettaglio, in qualità di vapore sovrariscaldato può essere iniettato nel mat di fibre vapore saturo da 1,1 a 2 bar con un sovrariscaldamento di almeno 50°C entro la camera di vapore. A tal proposito, può essere vantaggioso iniettare il vapore sovrariscaldato da un lato piano attraverso il mat di fibre e/o alimentare il mat di fibre da entrambi i lati piani contemporaneamente. Oltre all’utilizzo continuo di queste possibilità esiste tuttavia, a seconda del prodotto, la possibilità di iniettare e/o di avviare una conduzione alternante e/o vicendevole e/o cuneiforme o a parabola entro l’unità di calibrazione e di saldatura. Per iniezione alternante si intende un’iniezione in cui zone d’iniezione del vapore si alternino a zone d’iniezione limitata o prive di qualsiasi iniezione di vapore. Iniezione vicendevole descrive, invece, la possibilità di iniettare su due lati o su un lato vicendevolmente da sopra o da sotto nel mat di fibre. Particolarmente preferita à ̈ tuttavia l’iniezione ad immissione cuneiforme o a parabola, nella quale l’aria disponibile nel mat di fibre si spinge dolcemente in direzione contrapposta al senso di produzione e viene sostituita dal vapore sovrariscaldato, mentre, in direzione dei lati corti si apre un quantitativo crescente di immissioni di vapore contestualmente all’ulteriore trasporto nel senso di produzione. L’attivazione delle immissioni di vapore nell’unità di calibrazione e saldatura con vapore sovrariscaldato dovrebbe avvenire in un lasso di tempo compreso tra 5 e 180 secondi. A seconda delle fibre utilizzate può rivelarsi necessario iniziare l’iniezione o la conduzione del vapore nel mat di fibre soltanto successivamente alla calibrazione fondamentale del mat di fibre sullo spessore desiderato del prodotto. Di preferenza, le piastre a vapore per l’iniezione del vapore sovrariscaldato dovrebbero essere riscaldate ad una temperatura superiore rispetto alla temperatura del vapore sovrariscaldato utilizzato. Al fine di non danneggiare il mat di fibre con il flusso passante per i suoi lati corti, esso può essere mantenuto nell’unità di calibrazione e saldatura, ed in particolare almeno nell'area di iniezione del vapore a livello dei lati corti con una delimitazione fissa o corrente.

Nella formazione del mat di fibre à ̈ da considerarsi vantaggioso il caso in cui le fibre naturali e le fibre leganti vengono sparse, con l’ausilio di rulli di spargitura sul nastro di formatura, a formare un mat di fibre. A tal proposito, i rulli di spargitura possono presentare aghi al fine di ottimizzare la miscelazione o la distribuzione a livello del nastro di formatura. In alcuni impianti può essere sensato scomporre le fibre naturali e le fibre leganti prima dei rulli spargitori con l’ausilio di appositi rulli scompositori delle fibre, al fine di spargere rigonfiamenti o conglomerati di notevoli dimensioni. Le fibre leganti possono essere prodotte in poliestere, polipropilene, poliestere ed amido di mais. Tali materiali presentano vantaggi in particolare per le fibre bicomponenti. Particolarmente preferito risulta essere il poliestere utilizzato in qualità di materiale di rivestimento, poiché questo materiale plastico si scioglie già ad una temperatura di 110°C e può quindi saldare il mat di fibre.

Con il procedimento di cui al presente trovato possono essere preferibilmente prodotti pannelli isolanti o di isolamento acustico con una densità inferiore ai 100 kg/m<3>. Durante la produzione di un semilavorato, esso viene pressato, in funzione del suo confezionamento, in una pressa a caldo, nella quale detto semilavorato flessibile viene riscaldato ad una temperatura più elevata rispetto a quella altrimenti presente nell’unità di calibrazione e saldatura. Ciò può essere utilizzato ad esempio per fondere il secondo componente delle fibre bicomponenti, in particolare, quando il semilavorato viene messo sotto pressione e corrispondentemente formato da oppure su altri materiali di fabbricazione. In un’ulteriore forma di realizzazione di cui al presente trovato, i leganti fluidi, impiegati per la realizzazione del mat di fibre, possono essere solidificati con una pressa a caldo.

Nell’ambito delle caratteristiche fondamentali di cui al presente trovato, il passaggio da pannelli relativamente rigidi a mat di fibre relativamente pieghevoli avviene senza riscontrare particolari difficoltà. E’ comprensibile che, in tal modo, si possa realizzare altresì materiale isolante deformabile e sfuso in fiocchi, ma, dai materiali utilizzati si può anche ricavare un materiale a pannelli relativamente rigido.

Ulteriori provvedimenti vantaggiosi e realizzazioni dell’oggetto di cui al presente trovato si possono ricavare dalle sottorivendicazioni e dalla seguente descrizione delle figure. Esse mostrano:

La figura 1 un impianto per la produzione di pannelli isolanti e di isolamento acustico in fibre di legno rappresentato schematicamente; la figura 2 un’unità di calibrazione e di saldatura secondo la figura 1 dotata di un nastro di vagliatura passante sopra e sotto;

la figura 3 un’unità di calibrazione e di saldatura secondo la figura 1 dotata di due nastri di vagliatura perimetrali passanti a livello superiore per l’area di compattazione e per l’area di saldatura;

la figura 4 una sezione di una piastra a vapore per la vaporizzazione di un mat di fibre in direzione longitudinale e

la figura 5 una vista in pianta del lato superficiale di una piastra a vapore presentante iniettori di vapore di cui alla figura 5.

Come mostrato in figura 1, i pannelli isolanti o di isolamento termico 12, ed i semilavorati (ai quali non si farà più riferimento nel corso della descrizione seguente) sono realizzati con materie prime naturali 34, sfibrate da un dispositivo di sfibratura 2 a formare fibre naturali 1. In un dispositivo di essicazione 3, qui rappresentato nella forma di un essiccatore tubolare, le fibre naturali umide 1 vengono asciugate sino al raggiungimento di un’umidità del 2-8% ed infine miscelate, in un impianto di miscelazione 4, con le fibre leganti 33. Le fibre leganti 33 possono essere consegnate sul luogo quali fasci di fibre 31 in rotoli (non rappresentati) ed essere quindi frazionate mediante un dispositivo di ripartizione in fibre leganti 33 oppure essere direttamente acquisite dal produttore come fibre leganti 33. La miscelazione con le fibre naturali 1 può avvenire in diversi modi. A tal proposito, vi può essere tra l’altro introdotto legante fluido aggiuntivo, il quale solidifica grazie al trattamento oggetto del procedimento di cui il presente trovato. In caso di utilizzo di PMDI in qualità di legante fluido aggiuntivo à ̈ sensato spruzzarlo in una linea di estrazione pneumatica a livello delle fibre naturali e fibre leganti 1, 33 oppure anche solo miscelarli in un miscelatore adeguato. Inoltre, le fibre naturali 1 e le fibre leganti 33 miscelate in un dispersore 5 vengono sparse su un nastro di formatura 6 a formare un mat di fibre 7 e portate in un’unità di calibrazione e saldatura 8. L’unità di calibrazione e saldatura 8 viene quindi suddivisa in due zone principali, in cui, nel senso di produzione 22 à ̈ disposta almeno l’area di compattazione 9 e, vicino ad essa, l'area di calibrazione 10. Per ottenere un’ottima unità di calibrazione e saldatura 8 sarebbe sensato disporre, tra un’area di compattazione 9 ed un’area di calibrazione 10, un giunto, al livello del quale possano essere impostati diversi angoli di compattazione (compattazione a due gradi). Per tutte le aree corrispondentemente da impostare sono previsti attuatori idraulici o pneumatici, con i quali risulti possibile impostare gli angoli di compattazione necessari, i quali non essendo tuttavia inclusi nella rappresentazione riassuntiva di cui alle figure. E’ comprensibile per il lettore che una pluralità di ulteriori caratteristiche necessarie del dispositivo di cui al presente trovato non vengano realizzate, nonostante siano note allo specialista. Fondamentale per il presente trovato à ̈ il fatto che, successivamente all’abbandono dell’unità di calibrazione e di saldatura 8, il fascio di fibre senza fine viene ripartito in un dispositivo di ripartizione 11, di preferenza di una sega diagonale dotata di seghe trasversali correnti o di un clipper di rotazione, in pannelli isolanti o di isolamento acustico 12.

In figura 2 à ̈ quindi rappresentato un primo esempio di realizzazione di un’unità di calibrazione e saldatura 8. La particolarità consiste, in questo caso, nell’utilizzo di un nastro di vagliatura superiore 19 soltanto in tutta l’unità di calibrazione e saldatura 8. Per questo, il mat di fibre 7 deve essere rimesso, successivamente alla spargitura mediante il dispersore, a livello del nastro di vagliatura inferiore 25. Il presente trovato insegna che à ̈ irrilevante utilizzare nastri di vagliatura in tessuto o semplici nastri di vagliatura così come à ̈ trascurabile il fatto che le fibre vengano sparse direttamente su un nastro di vagliatura o meno. I nastri di vagliatura rotanti 19 e 25, in base alle esigenze, vengono posti in circolazione grazie ad una pluralità di rulli di laminazione 14 e di rulli di guida e deviazione 13 e 16. In presenza di elevati valori di compattazione, à ̈ vantaggioso realizzare i nastri di vagliatura 19 e 25 in qualità di nastri di vagliatura metallici. Le piastre a vapore 18, necessarie alla fine dell’unità di calibrazione e di saldatura 8, nell'area di calibrazione 10, sono realizzate in acciaio temprato oppure in alluminio politenato, al fine di minimizzare il più possibile l’abrasione dovuta ai nastri di vagliatura ivi passanti 19 e 25. Nell’area di compattazione 9 si può già iniziare una vaporizzazione tramite le piastre a vapore 15. Ciò può rivelarsi vantaggioso ai fini del ricambio dell’aria, imprigionata in mat di fibre 7 particolarmente alti, tramite il vapore sovrariscaldato. Per la zone inferiore, le piastre a vapore 15 sono rappresentate solo come optional.

In un secondo esempio di realizzazione di cui al presente trovato secondo la figura 3, il nastro di vagliatura superiore à ̈ vantaggiosamente diviso in due parti. A seconda del tipo di utilizzo, tale ripartizione può essere altresì applicata al nastro di vagliatura inferiore. Nell'area di compattazione 9 può essere utilizzato un nastro di vagliatura metallico 20, il quale viene azionato da un tamburo di trasmissione 13. Il nastro di vagliatura metallico 20 à ̈ preferibilmente realizzato in acciaio oppure in bronzo. Grazie alla divisione in due parti del nastro circolante di vagliatura superiore, à ̈ quindi possibile realizzare il secondo nastro di vagliatura circolante quale nastro di vagliatura in materiale plastico 21. Ciò si rivela vantaggioso per la distribuzione del vapore, poiché il nastro di vagliatura in materiale plastico 21 non ha alcun effetto sulla trasmissione del calore nell'area di calibrazione 10, poiché il calore viene condotto nel mat di fibre 7 mediante il vapore sovrariscaldato. In un nastro di vagliatura superiore diviso in due 20, 21, nell’unità di calibrazione e saldatura 8, si forma una piccola apertura tra il nastro di vagliatura in metallo circolante anteriore 20 ed il successivo nastro di vagliatura in materiale plastico circolante 21, poiché entrambi devono essere condotti al di sopra di tamburi di rinvio 16/17. In presenza di una vaporizzazione anticipata mediante vapore sovrariscaldato nell’area di compattazione, il mat di fibre 7 non tende più a molleggiare notevolmente e non dovrebbe più essere necessario intraprendere misure specifiche per un mantenimento sottile dello spessore dello stesso mat di fibre 7. Al fine di mantenere tale apertura 28 tra i nastri di vagliatura il più possibile limitata, il nastro di vagliatura in materiale plastico 21 può essere deviato su di un tamburo di rinvio 17 di dimensioni molto limitate (dotato di un diametro di ca. 20 mm). A seconda della realizzazione dell’unità di calibrazione e di saldatura 8, entro l’area di compattazione 9 si può inizialmente compattare poco o addirittura non compattare per niente. La compattazione può essere quindi impostata in maniera variabile, disponendo l’area di ammorbidimento di adeguati elevatori (non rappresentati), con i quali à ̈ possibile impostare l’angolo di compattazione e l’altezza del mat di fibre 7.

In linea di principio, può essere sensato spruzzare i nastri di vagliatura o i nastri di vagliatura metallici durante la corsa di ritorno con un antiagglomerante mediante un’unità di applicazione antiagglomerante 29 oppure bagnarli tramite un dispositivo di contatto adeguato (rullo) e/o prevedere un impianto di depurazione 30 (di cui in figura 2). E’ fondamentale, se si utilizzano antiagglomeranti, effettuare altresì una spruzzatura a livello del nastro di formatura 6, nonché a livello degli altri nastri di vagliatura precedentemente alla spargitura delle fibre e/o alla bagnatura delle superfici del mat di fibre 7 precedente all’entrata nell’unità di calibrazione e saldatura 8.

Riassumendo, si può affermare che per il sostegno dei nastri di vagliatura 19, 20, 21 e per l’introduzione di vapore sovrariscaldato in un mat di fibre 7 in fibre naturali ed in fibre leganti 1, 33 passante attraverso l’apertura tra i nastri di vagliatura 19, 20, 21, sopra e/o sotto, sono disposte piastre a vapore 15 e/o 18, per le quali piastre a vapore 15, 18 à ̈ previsto almeno un dispositivo di riscaldamento 26, 27, il quale scalda le piastre a vapore 15, 18 ad una temperatura superiore rispetto a quella del vapore sovrariscaldato stesso. Per la conduzione del vapore, le piastre a vapore 15, 18 presentano almeno una camera a vapore 41 (in figura 4), la quale risulta essere collegata, sul lato dei nastri di vagliatura 19, 20, 21, con iniettori di vapore 40. La camera a vapore 41 à ̈ collegata ad un dispositivo 24 per la produzione di vapore sovrariscaldato oppure presenta una giunzione per l’alimentazione di vapore, in cui soltanto il dispositivo 24 si occupa dell’esatta impostazione della temperatura del vapore sovrariscaldato. In un’ulteriore e vantaggioso esempio di realizzazione di cui al presente trovato, nell’ambito delle piastre a vapore 15, 18 sono disposti almeno una delimitazione fissa 35 e/o un nastro di delimitazione condotto senza fine 35 per il sostegno dei lati corti del mat di fibre 7, la delimitazione 35 e/o il nastro di delimitazione 35 potendo essere provvisti di fori di sfiato 39. Ciò serve affinché, nonostante le elevate velocità di flusso del vapore sovrariscaldato a livello dei lati corti del mat di fibre 7 non si verifichino strappi o danneggiamenti alle fibre.

La figura 5 mostra una vista in pianta di un lato superficiale di una piastra a vapore 15, 18, il quale tocca i nastri di vagliatura 19, 20, 21, dette piastre a vapore 15, 18 essendo provviste di zone regolabili per l’impostazione di diverse modalità di vaporizzazione, ad esempio cuneiforme, a parabola, alternante o vicendevole. A titolo d’esempio, in questo caso à ̈ stata tracciata una linea di delimitazione 42 a livello del lato sinistro della figura ad indicare una zona di iniezione a parabola nella zona di vaporizzazione B. Sul lato destro à ̈ invece rappresentata una zona di iniezione cuneiforme, in cui gli iniettori di vapore 40 sono attivati nel senso di produzione 22 subito dopo la linea di delimitazione 42. Inoltre, in lunghezza e/o in larghezza nelle piastre a vapore 15, 18, à ̈ vantaggiosamente disposta una pluralità di camere di vapore 41 al fine di realizzare in un impianto e a determinate condizioni, diverse linee di delimitazione 42. E’ tuttavia vantaggioso, in una forma di realizzazione preferita di cui al presente trovato, che una piastra a vapore 15, 18 sia ripartita in tre zone A, B, C, in cui, nelle zona di tenuta A, C non viene realizzata alcuna introduzione di vapore, ma vengono sostenuti i nastri di vagliatura 19, 20, 21, mentre nella zona di vaporizzazione B sono previsti iniettori di vapore 42. Di preferenza, le zone di tenuta A e/o C presentano una lunghezza pari a 0,5 mm al fine di evitare rigonfiamenti prima o dopo le piastre a vapore 15, 18. Un utilizzo preferito del procedimento di cui al presente trovato per la fusione e l’incollaggio della maggior parte dei materiali plastici in caso di fibre bicomponenti suggerisce di puntare al raggiungimento più veloce possibile, nella zona di vaporizzazione B, di una temperatura oltre i 108°C e di mantenere una tale temperatura per almeno 30 secondi. Di preferenza, nelle camere di vapore si dovrà sviluppare una pressione del vapore, o sovrapressione, di 0,3, ossia pari a 1,3 bar.

Il vapore saturo di 107°C (secondo la tabella del vapore) deve essere surriscaldato di 93°C al fine di ottenere un vapore sovrariscaldato, raggiungendo una temperatura di ca. 200°C.

In un ulteriore esempio di realizzazione di cui al presente trovato, si pone particolare enfasi sul fatto che la lunghezza delle fibre naturali utilizzate e delle fibre bicomponenti deve essere uguale o simile e in particolare sul fatto che la distribuzione statistica delle diverse lunghezze di entrambi i componenti miscelati deve essere pressoché uguale o simile.

In tal modo si ottiene che trasportando o spargendo il materiale non si verifichino separazioni o si verifichino separazioni soltanto limitate. Se si trovasse già del vapore sovrariscaldato nell’area di compattazione, avrebbe invece luogo un innalzamento della temperatura e la saldatura avverrebbe soltanto successivamente nella zona di saldatura. Nell’ambito del presente trovato potrebbe essere vantaggiosamente concepibile una compattazione dello strato di copertura, la quale preveda una vaporizzazione nell’area di compattazione dei soli strati di copertura al fine di consentirne ivi una certa presaldatura. Ciò potrebbe aumentare notevolmente la lavorabilità di materiali scarsamente compattati.

Elenco dei riferimenti numerici DP 1364

1. Materia prima

2. Dispositivo di sfibratura (refiner)

3. Dispositivo di essicazione

4. Impianto di miscelazione

5. Dispersore

6. Nastro di formatura

7. Mat di fibre

8. Unità di calibrazione e saldatura

9. Area di compattazione

10. Area di saldatura

11. Dispositivo di ripartizione

12. Pannello isolante o di isolamento acustico 13. Tamburo di rinvio

14. Rullo di pressione

15. Piastra a vapore

Claims (30)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per la produzione di pannelli isolanti o di isolamento acustico (12) o di un semilavorato flessibile per la successiva lavorazione in presse a caldo, in cui fibre naturali (1), come materiale essiccato contenente cellulosa lignea e/o fibre in legno, miscelato a fibre leganti (33), vengono sparse a costituire un mat di fibre (7), addensate in un’unità di calibrazione e saldatura (8) e incollate, caratterizzato dallo svolgimento delle seguenti fasi: 1.1. Vengono rese disponibili fibre naturali (1) e fibre leganti (33), almeno in parte di materiale plastico, aventi una lunghezza massima di 15 mm; 1.2. Le fibre naturali e leganti (1, 33) sono miscelate in proporzioni stabilite; 1.3. Le fibre naturali e leganti (1, 33) miscelate tra di loro vengono sparse a formare un mat di fibre (7) per mezzo di almeno un dispersore (5) su un nastro di formatura (6); 1.4. Il mat di fibre sparso (7) viene trasportato dal nastro di formatura (6) su un nastro di vagliatura (25) di un’unità di calibrazione e saldatura (8); 1.5. Il mat di fibre sparso (7) viene completamente ricoperto con un secondo nastro di vagliatura (19, 20) entro l’unità di calibrazione e saldatura (8) e qui compattato sino al sostanziale raggiungimento della densità del prodotto (23). 1.6. Il vapore sovrariscaldato entro l’unità di calibrazione e saldatura (8) viene iniettato nel mat di fibre compattato (7) e 1.7. Nel mat di fibre compattato (7) si fondono almeno parti delle fibre dei leganti (33), le quali si rapprendono a formare un pannello isolante e/o di isolamento acustico (12) oppure a formare un semilavorato flessibile per la successiva lavorazione in una pressa.
2. 2. Procedimento di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le fibre dei leganti (33) vengono miscelate con le fibre naturali (1) con una parte del peso sino al 30%.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che oltre alle fibre dei leganti (33), prima, durante o dopo la miscelazione, vengono altresì introdotti leganti ancora liquidi entro l’impianto di miscelazione (4) oppure entro il dispersore (5).
4. 4. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che in qualità di legante liquido vengono utilizzati fenolformaldeide, urea formaldeide, resina della melaminaformaldeide, resina acrilica o adesivo di MDI.
5. 5. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che come fibre leganti (33) vengono utilizzate fibre bicomponenti.
6. 6. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le fibre leganti (33) sono disponibili di diverse lunghezze.
7. 7. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che le fibre leganti (33) nella loro distribuzione longitudinale statistica si presentano in una disposizione longitudinale sostanzialmente simile a quella delle fibre naturali (1).
8. 8. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che le fibre bicomponenti sono formate da un componente nucleare e di un componente di rivestimento sostanzialmente avvolgente e dal fatto che il componente nucleare presenta una temperatura di fusione sensibilmente più alta rispetto al componente di rivestimento.
9. 9. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che entro l’unità di calibrazione e saldatura (8), mediante il vapore surriscaldato, si sciolgono e si rapprendono almeno proporzionalmente soltanto i componenti di rivestimento delle fibre bicomponenti.
10. 10. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che entro l’unità di calibrazione e di saldatura (8) viene impiegato vapore sovrariscaldato ad una temperatura di oltre 170°C.
11. 11. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che quale vapore sovrariscaldato si utilizza vapore saturo ad una pressione assoluta compresa tra 1,1 e 2 bar contenuto nelle camere di vapore (41) ad un surriscaldamento di almeno 50°C, detto vapore saturo essendo iniettato entro il mat di fibre (7) dalle camere di vapore (41) delle piastre a vapore (15, 18).
12. 12. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che il vapore sovrariscaldato viene iniettato da un lato piano attraverso il mat di fibre (7) e/o da entrambe le superfici piane contemporaneamente nel mat di fibre (7) stesso.
13. 13. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che l’iniezione o la conduzione alternante e/o vicendevole e/o cuneiforme oppure a parabola à ̈ introdotta entro l’unità di calibrazione e di saldatura (8).
14. 14. Procedimento secondo una o una pluralità di rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto che entro l’unità di calibrazione e saldatura (8) il vapore sovrariscaldato agisce sul mat di fibre (7) in un intervallo di tempo variabile e compreso tra 5 e 180 secondi.
15. 15. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che l’iniezione o la conduzione di vapore nel mat di fibre (7) iniziano subito dopo alla calibrazione essenziale del mat di fibre (7) sullo spessore del prodotto (23).
16. 16. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzato dal fatto che entro l’unità di calibrazione e saldatura (8) sono utilizzate piastre a vapore (15, 18) per l’introduzione del vapore sovrariscaldato entro il mat di fibre (7), le quali sono riscaldate ad una temperatura ancora maggiore rispetto alla temperatura del vapore sovrariscaldato utilizzato.
17. 17. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 16, caratterizzato dal fatto che il mat di fibre (7) viene mantenuto entro l’unità di calibrazione e saldatura (8) almeno nell’area di iniezione di vapore ed, in particolare, delle piastre a vapore (15, 18) a livello dei lati corti, grazie ad una delimitazione (25) fissa o passante.
18. 18. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 17, caratterizzato dal fatto che le fibre naturali o leganti (1, 33) vengono sparse grazie a rulli di spargitura (37) a livello del nastro di formatura (6) in un mat di fibre (7).
19. 19. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 18, caratterizzato dal fatto che le fibre naturali o leganti (1, 33) vengono miscelate e distribuite grazie ad aghi (36) a livello dei rulli di spargitura (37).
20. 20. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 19, caratterizzato dal fatto che le fibre naturali o leganti (1, 33) vengono disciolte prima di entrare nei rulli di spargitura (37) con l’ausilio di rulli di scomposizione delle fibre (38).
21. 21. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 20, caratterizzato dal fatto che quale componente di rivestimento delle fibre leganti (33) si utilizza poliestere, polipropilene, poliestere o amido di mais.
22. 22. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 21, caratterizzato dal fatto che i pannelli isolanti o di isolamento acustico sono realizzati con una densità inferiore ai 100 kg/m3.
23. 23. Procedimento secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 22, caratterizzato dal fatto che un semilavorato flessibile viene pressato in una pressa a caldo, detto semilavorato flessibile essendo riscaldato ad una temperatura superiore rispetto a quella dell’unità di calibrazione e saldatura (8).
24. 24. Utilizzo, secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 1 a 23, del semilavorato flessibile in una pressa per la produzione di pezzi sagomati, caratterizzato dal fatto che in funzione di un suo confezionamento idoneo, il semilavorato viene pressato con una pressa a formare un pezzo sagomato e pressato.
25. 25. Unità di calibrazione e saldatura (8) per la produzione di pannelli isolanti o di isolamento acustico (12) oppure di semilavorati flessibili con almeno un nastro di vagliatura senza fine superiore ed inferiore (19, 20, 21), caratterizzata dal fatto che, per sostenere i nastri di vagliatura (19, 20, 21) e per introdurre il vapore sovrariscaldato in un mat di fibre (7) costituito da fibre naturali e fibre leganti (1, 33) e passante attraverso la fessura tra i nastri di vagliatura (19, 20, 21), sopra e/o sotto sono disposte piastre a vapore (15, 18) e dal fatto che tali piastre a vapore (15, 18) sono collegate ad un dispositivo (24) per la produzione di vapore surriscaldato.
26. 26. Unità di calibrazione e saldatura secondo la rivendicazione 25, caratterizzata dal fatto che almeno nell’ambito delle piastre a vapore (15, 18) à ̈ disposta una delimitazione fissa (35) e/o un nastro di delimitazione corrente senza fine (35) al fine di sostenere le superfici corte del mat di fibre (7).
27. 27. Unità di calibrazione e saldatura secondo la rivendicazione 25 o 26, caratterizzato dal fatto che per le piastre a vapore (15) à ̈ previsto almeno un dispositivo di riscaldamento (26, 27).
28. 28. Unità di calibrazione e di saldatura secondo una delle rivendicazioni da 25 a 27, caratterizzata dal fatto che la delimitazione (35) e/o il nastro di delimitazione (35) à ̈ provvista/o di fori di sfiato (39).
29. 29. Unità di calibrazione e saldatura secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 25 a 28, caratterizzata dal fatto che le piastre a vapore (15, 18) sono provviste di zone differentemente regolabili per l’impostazione di diverse modalità di vaporizzazione, ad esempio, per la vaporizzazione cuneiforme, a parabola, alternante o vicendevole.
30. 30. Unità di calibrazione e saldatura secondo una o una pluralità delle rivendicazioni da 25 a 29, caratterizzata dal fatto che le piastre a vapore (15, 18) formano, sul lato di alimentazione, una consistente area di tenuta priva di immissioni di vapore.