ITUD20100129A1 - Pannello multistrato in materiale legnoso, impianto per la realizzazione di tale pannello multistrato e relativo procedimento di realizzazione - Google Patents
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Description
Classe Internazionale:
Descrizione del trovato avente per titolo:
"PANNELLO MULTISTRATO IN MATERIALE LEGNOSO, IMPIANTO PER LA REALIZZAZIONE DI TALE PANNELLO MULTISTRATO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI REALIZZAZIONE"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un pannello multistrato realizzato in materiale legnoso, o succedaneo al legno, in cui si hanno almeno due strati esterni, ed almeno uno strato intermedio, assiemati in modo tale da avere caratteristiche meccaniche assimilabili ad un pannello di pari dimensioni realizzato in un unico strato. In particolare, il pannello multistrato secondo il presente trovato è realizzato in parte con materiali legnosi vergini, ed in parte con materiali legnosi provenienti da recupero .
Il presente trovato si riferisce altresì all'impianto ed al procedimento per la realizzazione del pannello multistrato.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti i pannelli in materiale legnoso, ad esempio del tipo impiegabile nella realizzazione di pareti, supporti, ripiani, imballi od altro, i quali sono sostanzialmente costituiti da fibre legnose, cosiddette vergini, ossia con materia prima della quale si ha una rintracciabilità dell 'origine .
Un esempio di questa tipologia di pannelli noti sono quelli conosciuti con 1'acronimo OSB (Oriented Strand Boards), in cui una pluralità di scaglie sottili di legno, ad esempio provenienti da scarti di lavorazione, vengono orientate ed incollate fra loro, fino a definire il pannello.
Questa tipologia di pannelli ha elevate caratteristiche meccaniche, riassumibili sostanzialmente in:
- densità da circa 620 a circa 680 kg/m<3>;
- resistenza a flessione in lunghezza da circa 18 a circa 22 N/mm2;
- resistenza a flessione in larghezza da circa 9 a circa 11 N/mm2;
- modulo di elasticità in lunghezza di circa 3500 N/mm2;
- modulo di elasticità in larghezza di circa 1400 N/mm2;
- coesione interna di circa 0,3/0,4 N/mm2 (in funzione dello spessore).
Questo stesso tipo di pannelli in materiale legnoso noti ha però elevati costi di realizzazione dovuti, principalmente, sia ad un elevato utilizzo di collanti per garantire il corretto collegamento fra le scaglie sottili di legno, sia ai tempi per la deposizione orientata delle scaglie di legno, sia al costo stesso dei materiali vergini utilizzati.
Sono anche noti i pannelli multistrato provvisti di uno strato centrale in materiale succedaneo al legno, quale ad esempio MDF od altro, rivesiti superficialmente da strati nobilitanti.
Questa tipologia di pannelli multistrato nota, pur avendo costi contenuti rispetto ai pannelli OSB, ha caratteristiche meccaniche e strutturali non paragonabili a tali pannelli OSB noti, a parità di dimensioni.
Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un pannello multistrato che abbia costi contenuti e caratteristiche meccaniche assimilabili, rispetto ai pannelli OSB noti.
Altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto e mettere a punto un procedimento che permettano di realizzare un pannello multistrato che ovvi agli inconvenienti della tecnica nota.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, un pannello multistrato secondo il presente trovato comprende due strati esterni ed almeno uno strato interno disposto in condizione intermedia tra i due strati esterni.
Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, ciascuno strato esterno è realizzato con una pluralità di elementi in materiale e fibre legnose con origine rintracciabile, ossia vergini, posizionati secondo un determinato schema ed incol lati fra loro.
Secondo il trovato, lo strato interno è realizzato con una pluralità di elementi in materiale e fibre legnose provenienti da riciclo, amalgamate ed incollate fra loro.
Secondo il trovato lo strato interno comprende una percentuale in peso di collante compresa fra circa 3% e circa 8%, per definire l'amalgama fra i materiali e le fibre provenienti da riciclo e costituisce almeno il 50% del peso del pannello.
In questo modo, il pannello multistrato ha densità minori rispetto ai prodotti noti per il limitato utilizzo dei collanti, ed ha un costo ridotto di almeno di circa il 30-40% rispetto ad un tradizionaie pannello in materiale e fibre vergini, in quanto è, per almeno una sua metà, costituito da fibre o materiali legnosi provenienti da recupero. Inoltre, l'utilizzo di materiali e fibre provenienti da recupero permette di ridurre 1'impatto ambientale dovuto alle fasi di realizzazione del pannello .
La Richiedente ha sperimentato che un pannello multistrato secondo il presente trovato, in cui il 50% del peso è in materiale o fibre di legno provenienti da riciclo, ha caratteristiche meccaniche assimilabili a quelle dei tradizionali pannelli in fibre, ed in particolare:
- densità di circa 640 kg/m<3>;
- resistenza a flessione in lunghezza di circa 36 N/mm2;
- resistenza a flessione in larghezza di circa 19 N/mm2 ;
- modulo di elasticità in lunghezza di circa 7100 N/mm2;
- modulo di elasticità in larghezza di circa 2800 N/mm2; e
- coesione interna di circa 0,4 N/mm2 (in funzione dello spessore).
Secondo una variante, i materiali e le fibre vergini di ciascuno dei due strati esterni hanno un grado di umidità inferiore a circa il 5%.
Secondo un'altra variante, i materiali e le fibre provenienti da riciclo dello strato interno hanno un grado di umidità inferiore a circa il 5%.
Secondo un'altra variante, ciascuno strato esterno comprende una percentuale in peso di collante compresa fra circa 8% e circa 20%.
Rientra nell'ambito del presente trovato prevedere un impianto in cui è prevista una prima stazione di realizzazione degli strati esterni, comprendente mezzi di incollaggio e di posizionamento configurati per incollare e posizionare i materiali e le fibre vergini secondo un predeterminato schema.
L'impianto comprende anche una seconda stazione di realizzazione dello strato interno, comprendente mezzi di incollaggio configurati per incollare i materiali e le fibre da riciclo con il collante, in cui il collante ha una percentuale in peso compresa fra circa 3% e circa 8%.
L'impianto comprende inoltre una terza stazione di formatura in cui gli strati esterni realizzati nella prima stazione di realizzazione e lo strato interno realizzato nella seconda stazione di realizzazione vengono assemblati secondo l'ordine previsto, ed una quarta stazione di pressatura comprendente, a sua volta, mezzi di pressatura in cui gli strati vengono fra loro pressati a definire il pannello multistrato.
Rientra anche nell'ambito del presente trovato prevedere un procedimento in cui è prevista una prima fase di realizzazione degli strati esterni, mediante incollaggio e posizionamento dei materiali e fibre vergini secondo un predeterminato schema; una seconda fase di realizzazione dello strato interno, mediante incollaggio dei materiali e fibre da riciclo con il collante, in cui il collante ha una percentuale in peso compresa fra circa 3% e circa 8%; una terza fase di formatura in cui gli strati esterni realizzati nella prima fase di realizzazione e lo strato interno realizzato nella seconda fase di realizzazione vengono assemblati secondo l'ordine previsto; ed una quarta fase di pressatura in cui gli strati vengono fra loro pressati a definire il pannello multistrato.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fig. 1 illustra una vista assonometrica parziale e sezionata di un pannello multistrato secondo il presente trovato; - la fig. 2 illustra un primo esempio di disposizione di scaglie di materiale legnoso in uno strato esterno;
- la fig. 3 illustra un secondo esempio di disposizione di scaglie di materiale legnoso in uno strato esterno;
- la fig. 4 illustra un terzo esempio di disposizione di scaglie di materiale legnoso in uno strato esterno;
- la fig. 5 illustra un quarto esempio di disposizione di scaglie di materiale legnoso in uno strato esterno;
- la fig. 6 illustra schematicamente un impianto per la realizzazione del pannello multistrato secondo il presente trovato. Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento uguali sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni sostanzialmente uguali nelle figure.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI REALIZZA¬
ZIONE
Con riferimento alla fig. 1, un pannello multistrato 10 secondo il presente trovato comprende due strati esterni 11 ed uno strato intermedio 12 interposto fra i due strati esterni 11.
Ciascuno strato esterno 11 comprende una pluralità di scaglie sottili di legno vergine, ossia scaglie con origine rintracciabile, ad esempio provenienti da scarti di lavorazione, scortecciatura, taglio di legni massicci o simili.
Le scaglie sottili di legno che compongono gli strati esterni 11 sono orientate reciprocamente secondo definite direzioni e sono mantenute assieme da un collante, nella fattispecie una colla MUF (Melanina Urea Formaldeide) con una percentuale in peso compresa fra circa 8% e circa 20.
Vantaggiosamente, il collante MUF ha un contenuto di melanina compreso fra circa 10% a circa 30%, con induritore al 2% su colla secco e diluizione in acqua in rapporto 65%-35% colla secco/acqua.
Le scaglie sottili di legno hanno un grado di umidità inferiore a circa 5%.
Il peso complessivo dei due strati esterni 11 è inferiore a circa 50% del peso complessivo del pannello 10, nella fattispecie circa 40%.
Lo strato intermedio 12 comprende una pluralità di fibre ed elementi in legno provenienti da riciclo urbano ed industriale, mantenuti in amalgama da un collante con percentuale in peso compresa fra circa 3% e circa 8%.
Vantaggiosamente, il collante è del tipo PMDI (Polymethylendiisocyanat ), ovvero colla ureica.
Vantaggiosamente, i materiali e le fibre legnose provenienti da riciclo hanno un grado di umidità inferiore a circa 5% e vengono lavorate preventivamente per massimizzare la produzione di fibre lunghe utili per conferire determinate caratteristiche meccaniche al prodotto.
Nel caso illustrato, lo strato interno 12 occupa un peso di circa 60% rispetto al peso complessivo del pannello 10.
In questa condizione, la Richiedente ha sperimentato che il pannello 10 realizzato ha le seguenti caratteristiche meccaniche:
- densità di circa 620 kg/m<3>;
- resistenza a flessione in lunghezza di circa 36 N/mm2;
- resistenza a flessione in larghezza di circa 14 N/mm2;
- modulo di elasticità in lunghezza di circa 6500 N/mm2;
- modulo di elasticità in larghezza di circa 1900 N/mm2; e
- coesione interna di circa 0,4 N/mm2 (in funzione dello spessore).
Di seguito sono descritti un impianto 20 ed il procedimento secondo il presente trovato, per la realizzazione del pannello 10.
Con riferimento alla fig. 6 l'impianto 20 comprende sostanzialmente due stazioni operative, rispettivamente, una prima 21 per la realizzazione degli strati esterni 11, ed una seconda 22 per la realizzazione dello strato interno 12.
L'impianto 20 comprende inoltre una stazione di formatura 28 che assembla fra loro i due strati esterni 11 e lo strato interno 12, a definire il pannello multistrato 10, ed una stazione di pressatura 23, successiva, che effettua una pressatura di consolidamento sul pannello multistrato 10.
Nella fattispecie, la prima stazione 21 comprende una macchina scortecciatrice 24, un dispositivo scagliatore 25, un organo essiccatore 26, un vaglio 27, un organo di incollaggio 29 ed una macchina di posizionamento 30 delle scaglie per la realizzazione dello strato esterno 11.
In particolare, la macchina scortecciatrice 24 è di tipo sostanzialmente noto e permette di rimuovere eventuali parti periferiche di corteccia dai pezzi, o tranci, di legno vergine da cui partire per la realizzazione dello strato esterno 11.
Il dispositivo scagliatore 25 è anch'esso di tipo sostanzialmente noto ed è configurato in forma di mulino a coltelli, per ridurre in scaglie sostanzialmente uniformi i pezzi, o tranci, di legno vergine provenienti dalla macchina scortecciatrice 24. Le scaglie così prodotte vengono immesse nell'organo essiccatore 26, all'interno della quale viene ridotta la percentuale di umidità almeno al di sotto del 5%.
Le scaglie essiccate vengono quindi avviate all'interno del vaglio 27, per la separazione dei fini dalle scaglie. Il vaglio 27 può essere, ad esempio, del tipo descritto nel Brevetto Europeo EP-B-1358020, a nome della Richiedente.
Una volta vagliate le scaglie vengono imbevute di collante dall'organo di incollaggio 29, secondo le specifiche di percentuale in peso sopra indicate. L'organo di incollaggio 29 comprende, ad esempio secondo alcune varianti, un erogatore a spruzzo, un sistema di spalmatura od altri noti per la corretta ed efficace deposizione della colla sulle scaglie. Le scaglie così incollate vengono avviate alla macchina di posizionamento 30, in cui le scaglie vengono fra loro disposte ed incollate reciprocamente secondo un determinato schema di ordinamento, ad esempio coerenti con le tipologie illustrate schematicamente ed a solo titolo esemplificativo, nelle figg. 2, 3, 4 e 5.
La Richiedente ha sperimentato che il reciproco posizionamento e l'orientamento delle scaglie influisce sulle caratteristiche meccaniche del pannello multistrato 10, in particolare per quanto riguarda la resistenza alla flessione ed il modulo di elasticità in lunghezza ed in larghezza.
A solo titolo di esempio si ha che lo schema di posizionamento delle scaglie secondo quanto illustrato in fig. 2 conferisce al pannello 10 elevate caratteristiche di resistenza a flessione e modulo di elasticità in lunghezza.
Lo schema di posizionamento delle scaglie secondo quanto illustrato in fig. 3 conferisce al pannello 10 elevate caratteristiche di resistenza a flessione e modulo di elasticità sia in lunghezza, sia in larghezza.
Lo schema di posizionamento delle scaglie secondo quanto illustrato in fig. 4 conferisce al pannello 10 buone caratteristiche meccaniche simili per entrambe le direzioni.
Lo schema di posizionamento delle scaglie secondo quanto illustrato in fig. 5 conferisce al pannello 10 buone caratteristiche meccaniche.
Parallelamente, o comunque in modo differenziato e non necessariamente sequenziale, viene realizzato lo strato interno 12, mediante la seconda stazione 22.
Nella fattispecie, la seconda stazione 22 coniprende un dispositivo macinatore 31, un mulino a martelli 32, noto in gergo tecnico come chippatore, un organo essiccatore 33, un vaglio 35, un organo di incollaggio 36 ed una macchina di formatura 37 delle scaglie per la realizzazione dello strato esterno 11.
In particolare, il dispositivo macinatore 31 è predisposto con organi di taglio, noti e non illustrati, che effettuano una prima triturazione grossolana dei materiali legnosi provenienti da recupero, sì da uniformarne sostanzialmente le dimensioni .
Tali materiali vengono poi introdotti nel mulino a martelli 32, in modo da essere ridotti in forma di chip, sì da massimizzare la produzione di fibre lunghe, utili per conferire caratteristiche meccaniche al prodotto.
Secondo una variante, dono previsti due o più mulini a martelli 32 di raffinazione, disposti in serie, in funzione delle dimensioni e delle caratteristiche di raffinazione previste per i chip di materiale legnoso.
I chip così prodotti vengono immessi nell'organo essiccatore 33, all'interno della quale viene ridotta la percentuale di umidità almeno al di sotto del 5%
I chip essiccati vengono quindi avviati all'interno del vaglio 35, per l'eliminazione dei fini e delle parti di dimensioni eccessive al processo .
Una volta vagliati, i chip vengono imbevuti di collanti dall'organo di incollaggio 36, secondo le specifiche di percentuale in peso sopra indicate.
Come per la prima stazione 21, l'organo di incollaggio 36 comprende, ad esempio secondo alcune varianti, un erogatore a spruzzo, una resinatrice od altri noti, per la corretta ed efficace deposizione della colla sui chip.
I chip così incollati vengono avviati alla macchina di formatura 30, in cui i chip vengono lavorati per formare un impasto omogeneo e sufficientemente flessibile, in modo che, frapposto fra i due strati esterni 11, ne garantisca l'equidistanza ed il pannello 10 composto risponda in modo efficace alle sollecitazioni meccaniche.
Gli strati esterni 11 e lo strato interno 12 così realizzati, vengono introdotti, in sequenza, nella stazione di formatura 28 e nella stazione di pressatura 23, in cui gli strati 11 e 12 vengono assemblati secondo l'ordinamento previsto e, mediante una pressa di tipo sostanzialmente noto, vengono tra loro pressati, per consolidare il pannello multistrato 10.
È chiaro che al pannello 10, all'impianto 20 ed al procedimento, fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, o di fasi senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.
È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di pannello multistrato in materiale legnoso, impianto per la realizzazione di tale pannello multistrato e relativo procedimento di realizzazione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Pannello multistrato in materiale legnoso comprendente almeno due strati esterni (11) ed almeno uno strato interno (12) disposto in condizione intermedia tra detti strati esterni (11), caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti strati esterni (11) è realizzato con una pluralità di elementi in materiale e fibre legnose con origine rintracciabile posizionati secondo un determinato schema ed incollati fra loro, e che detto strato interno (12) è realizzato con una pluralità di elementi in materiale e fibre legnose provenienti da riciclo, comprende una percentuale in peso di collante compresa fra circa 3% e circa 8%, per definire una amalgama fra i materiali e le fibre provenienti da riciclo e costituisce almeno il 50% del peso di detto pannello (10).
- 2. Pannello come nella rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una densità compresa fra circa 620 kg/m<3>e circa 650 kg/m<3>.
- 3. Pannello come nella rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che comprende una resistenza a flessione in lunghezza compresa fra circa 30 N/mm2 e circa 40 N/mm2.
- 4. Pannello come in una qualsiasi delle rivendica zioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una resistenza a flessione in larghezza compresa fra circa 14 N/mm2 e circa 19 N/mm2.
- 5. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un modulo di elasticità in lunghezza compreso fra circa 6000 N/mm2 e circa 7500 N/mm2.
- 6. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un modulo di elasticità in larghezza compreso fra circa 1900 N/mm2 e circa 2900 N/mm2.
- 7. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una coesione interna compresa fra circa 0,4 N/mm2 e circa 0,5 N/mm2, in funzione dello spessore di detto pannello (10).
- 8. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i materiali e le fibre vergini di ciascuno dei due strati esterni (11) hanno un grado di umidità inferiore a circa il 5%.
- 9. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i materiali e le fibre provenienti da riciclo dello strato interno (12) hanno un grado di umidità inferiore a circa il 5%.
- 10. Pannello come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno strato esterno (11) comprende una percentuale in peso di collante compresa fra circa 8% e circa 20%.
- 11. Impianto per la realizzazione di un pannello multistrato comprendente almeno due strati esterni (11) ed almeno uno strato interno (12) disposto in condizione intermedia tra detti strati esterni (11), caratterizzato dal fatto che comprende almeno una prima stazione (21) di realizzazione di detti strati esterni (11), comprendente mezzi di incollaggio e di posizionamento (29, 30) configurati per posizionare ed incollare i materiali e le fibre vergini secondo un predeterminato schema, una seconda stazione (22) di realizzazione di detto strato interno (12), comprendente mezzi di incollaggio (36) configurati per incollare i materiali e le fibre da riciclo con il collante, in cui il collante ha una percentuale in peso compresa fra circa 3% e circa 8%, una terza stazione (28) di formatura in cui detti strati esterni (11) e lo strato interno (12) sono atti ad essere assemblati secondo un ordine previsto, ed una quarta stazione (23) di pressatura comprendente mezzi di pressatura, m cui detti strati esterni (11) e lo strato interno (12) sono atti ad essere fra loro pressati a definire detto pannello (10).
- 12. Procedimento per la realizzazione di un pannello multistrato comprendente almeno due strati esterni (11) ed almeno uno strato interno (12) disposto in condizione intermedia tra detti strati esterni (11), caratterizzato dal fatto che prevede una prima fase di realizzazione di detti strati esterni (11), mediante posizionamento ed incollaggio dei materiali e fibre vergini secondo un predeterminato schema; una seconda fase di realizzazione di detto strato interno (12), mediante incollaggio dei materiali e fibre da riciclo con il collante, in cui detto collante ha una percentuale in peso compresa fra circa 3% e circa 8%; una terza fase di formatura in cui detti strati esterni (11) e detto strato interno (12) sono atti ad essere assemblati secondo un ordine previsto; ed una quarta fase di pressatura in cui detti strati esterni (11) e detto strato interno (12), vengono fra loro pressati a definire detto pannello (10).
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