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ITMI20131114A1 - Substrato di supporto per membrana bituminosa e suo procedimento di preparazione. - Google Patents

Substrato di supporto per membrana bituminosa e suo procedimento di preparazione.

Info

Publication number
ITMI20131114A1
ITMI20131114A1 IT001114A ITMI20131114A ITMI20131114A1 IT MI20131114 A1 ITMI20131114 A1 IT MI20131114A1 IT 001114 A IT001114 A IT 001114A IT MI20131114 A ITMI20131114 A IT MI20131114A IT MI20131114 A1 ITMI20131114 A1 IT MI20131114A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
substrate
fibers
dtex
weight
glass
Prior art date
Application number
IT001114A
Other languages
English (en)
Inventor
Gilberto Faggion
Gerardo Salvatore Menna
Original Assignee
Politex S A S Di Freudenberg Polit Ex S R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politex S A S Di Freudenberg Polit Ex S R L filed Critical Politex S A S Di Freudenberg Polit Ex S R L
Priority to IT001114A priority Critical patent/ITMI20131114A1/it
Priority to US14/898,835 priority patent/US10526735B2/en
Priority to RU2016103316A priority patent/RU2658275C2/ru
Priority to CA2915942A priority patent/CA2915942C/en
Priority to DK14735937.6T priority patent/DK3017102T3/en
Priority to EP14735937.6A priority patent/EP3017102B1/en
Priority to PCT/EP2014/064091 priority patent/WO2015000975A1/en
Priority to CN201480038472.4A priority patent/CN105579633B/zh
Publication of ITMI20131114A1 publication Critical patent/ITMI20131114A1/it

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Description

DESCRIZIONE
dell'invenzione industriale avente per titolo:
“Substrato di supporto per membrana bituminosa e suo procedimento di preparazione”
La presente invenzione concerne un substrato di supporto per membrana bituminosa e suo procedimento di preparazione.
I substrati di supporto per le membrane bituminose usate per l’impermeabilizzazione dei tetti devono soddisfare molteplici requisiti tecnici ma soprattutto devono rispondere ad esigenze di miglioramenti prestazionali in continua crescita.
In particolare, è richiesta una sempre maggior stabilità dimensionale rispetto alle sollecitazioni meccaniche e termiche che caratterizzano la fase di impregnazione in bitume ma anche il ciclo di vita dopo la posa sui tetti delle membrane finite.
Al fine di aumentare la resistenza alle sollecitazioni meccaniche e quindi migliorare la stabilità dimensionale dei supporti e delle membrane da essi prodotte, è diffuso l’impiego di elementi di rinforzo, quali fili, reti, strati di non-tessuto, realizzati in fibre minerali, principalmente di vetro, sintetiche o artificiali ad alta resistenza.
Inoltre, per ragioni economiche, il mercato spinge verso la produzione di tessuti con pesi unitari sempre inferiori.
Oltre ai requisiti di rigidità e stabilità alle sollecitazioni meccaniche e termiche di cui sopra, i supporti per le membrane bituminose devono soddisfare i parametri imposti dalle specifiche tecniche ed in particolare i limiti definiti per il valore del carico di rottura a trazione sia in senso longitudinale che trasversale.
Quest’ultimo è, nella maggioranza dei casi, critico da soddisfare richiedendo spesso di aumentare la massa del non tessuto rispetto a quella strettamente necessaria per soddisfare le caratteristiche prestazionali di lavorabilità e quelle della specifica riferita alla sola direzione longitudinale.
Inoltre, nel caso dei manufatti prodotti a partire da fiocco, il soddisfacimento delle caratteristiche meccaniche in senso trasversale, impone scelte tecnologiche particolarmente costose, quali carde disposte in senso trasversale, faldatori e preagugliatrici per consolidare gli strati composti di fibre orientate in senso ortogonale a quello di produzione.
Infine, le norme di sicurezza in materia di resistenza al fuoco dei materiali da costruzione, approvate o in fase di approvazione nei diversi paesi industrializzati, impongono ai produttori l’impiego di materiali che permettano di rispettare i vincoli normativi.
In letteratura sono numerosi gli esempi di supporti fabbricati con uno o più strati di fibre sintetiche rinforzati con fili di rinforzo longitudinali, o da uno strato costituito da una rete o da un non tessuto di fibra di vetro.
US-2010/0119795 insegna a sovrapporre uno strato costituito da un non tessuto di fibre di vetro ad uno strato costituito da fibre organiche, ed a legare i due strati attraverso agugliatura meccanica o a getto di acqua.
US-5118550, US-4539254, US-6131351 ed EP-0806509 insegnano l’impiego di fili di vetro, di fibre minerali, di fibre sintetiche, di fili metallici, ad alto modulo di Young disposti longitudinalmente per rinforzare uno o più strati di non tessuto di fibre organiche, utilizzati come supporti per guaine bituminose.
EP-0285533 insegna a produrre supporti per membrane bituminose, costruiti con uno o più strati di fibre organiche, una rete di fili di vetro, gli strati consolidati attraverso un processo di interlacciatura ad acqua.
EP-0907781, riprendendo l’insegnamento del brevetto precedente, insegna a formare almeno uno degli strati di fibre organiche aggiungendo una quantità del 20-40 % in peso di fibre ad alta resistenza al fuoco ed al calore (aramidiche).
EP-0668392 insegna ad utilizzare una rete di fili di vetro accoppiata ad uno strato di non tessuto di fibre in fiocco di poliestere, legati con processi tricot (Malimo).
FR-2804677 insegna a migliorare le caratteristiche di resistenza alla lacerazione dei supporti per membrane costituiti da non tessuti di vetro.
Questi sono prodotti per via umida, a partire da dispersioni in acqua di fibre di vetro tagliate a lunghezza di pochi millimetri.
FR-2804677 insegna a miscelare alle fibre di vetro nella dispersione acquosa, delle fibre di poliestere di bassa lunghezza, in percentuale intorno al 25%. La dispersione viene poi, come di consueto, distribuita su un tappeto aspirato per formare lo strato fibroso, consolidato con resine a base di formaldeide e asciugato.
I substrati prodotti secondo gli insegnamenti di FR 2804677, tuttavia, presentano una serie di inconvenienti importanti. Il processo per via umida obbliga ad usare fibre di lunghezza molto corta. Pertanto la resistenza meccanica di questi substrati risulta molto bassa sia per la scarsità dei punti di adesione fibra-fibra, conseguente alla limitata lunghezza delle fibre, che per la mancanza di una qualsiasi azione di consolidamento meccanico (agugliatura tradizionale o ad acqua).
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un substrato di supporto per membrane bituminose estremamente più leggero di quelli disponibili sul mercato e pertanto con un economico rapporto peso-prestazioni.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è realizzare un substrato di supporto dotato di una elevata resistenza meccanica, di un’ottima stabilità dimensionale e di buone proprietà anti-fiamma.
In accordo con l’invenzione tali scopi sono raggiunti mediante un substrato di supporto per membrane bituminose, caratterizzato dal fatto di comprendere due o più strati di fibre comprendenti una miscela omogenea di fibre organiche e di fibre inorganiche, tra i quali viene interposta una rete di fili di rinforzo, essendo dette fibre orientate parallelamente all’asse longitudinale del substrato ed accostate ed alternate.
Ancora ulteriore scopo della presente invenzione è realizzare un procedimento per ottenere detto substrato.
Detto ancora ulteriore scopo è raggiunto mediante un procedimento di preparazione di un substrato di supporto per membrane bituminose, caratterizzato dal fatto di prevedere la miscelazione di fibre organiche e di fibre inorganiche ottenuta attraverso ripetute operazioni di apertura e mescola in fase di preparazione alla cardatura, l’unione di due o più strati di fibre ottenute con detta miscelazione prodotti per via secca attraverso cardatura, l’interposizione tra detti strati di una rete di fili di rinforzo, il consolidamento attraverso interlacciatura ad acqua, l’asciugatura e la stabilizzazione termica.
Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione pratica illustrati a titolo non limitativo con riferimento all’unita figura 1 che mostra una vista in prospettiva spaccata di un substrato secondo la presente invenzione.
Un substrato 1 di supporto per membrane bituminose comprende due o più strati di fibre 3 prodotti per via secca attraverso cardatura, all’ interno dei quali viene interposta una rete 4 di fili di rinforzo; il complesso strati-rete 3, 4 viene quindi consolidato attraverso interlacciatura ad acqua, asciugato, stabilizzato termicamente e può ulteriormente essere consolidato attraverso l’applicazione di una resina legante.
La fibra 3 utilizzata comprende fibre organiche 31 in fiocco e fibre inorganiche 32 in fiocco, opportunamente miscelate.
La miscelazione accurata di dette fibre 31, 32 avviene attraverso ripetute operazioni di apertura e mescola in fase di preparazione alla cardatura. Conseguentemente, con la cardatura, si ottiene che le fibre 3 si dispongono parallelamente all’asse longitudinale L del substrato 1 e che le fibre organiche 31 e le fibre inorganiche 32 risultano alternate a costituire una miscela omogenea da cui dipendono alcune proprietà particolari che saranno spiegate in seguito. E’ importante che la distribuzione delle fibre organiche 31 e delle fibre inorganiche 32 nell’unità di superficie del substrato 1 risulti il più possibile omogenea e corrispondente alla proporzione desiderata ed ottimale. In particolare la percentuale in peso delle fibre inorganiche 32 contenuta nell’ unità di superficie del substrato 1 deve risultare non inferiore al 90% del valore medio impostato e non superiore al 110% del valore stesso.
Il concetto di cui sopra ed il metodo di verifica viene meglio illustrato nel successivo esempio sperimentale numero tre.
La fibra organica 31 può essere prodotta da vari polimeri estrudibili. Polimeri adatti sono ad esempio le poliammidi, sia aromatiche (es. aramidiche) che alifatiche (es i nylons), i poliesteri sia aromatici che alifatici, polimeri con gruppi etere o chetonici (es. PEK e PEEK).
Preferibilmente le fibre organiche 31 sono prodotte a partire da polietilentereftalato (PET).
Il polimero usato per produrre le fibre organiche 31 può essere sia vergine che parzialmente o totalmente recuperato da materiali riciclati.
Le fibre di PET hanno generalmente un titolo compreso tra 1,1 dtex e 17 dtex, preferibilmente tra 2,8 e 6,7 dtex.
La lunghezza di taglio è generalmente compresa tra 38 e 120 mm, preferibilmente tra 50 e 100 mm.
Le fibre inorganiche 32 sono preferibilmente costituite da fibre di vetro in fiocco. La fibra di vetro 32 in fiocco, tipo E o C, ha generalmente un titolo compreso tra 1,1 dtex e 6,7 dtex, preferibilmente tra 1,7 e 4,4 dtex, ed una lunghezza di taglio tra 25 e 80 mm, preferibilmente tra 30 e 50 mm, Una lunghezza di taglio variabile è anche accettabile.
Le fibre inorganiche 32 comprendono fibre di vetro, fibre di carbonio, fibre ceramiche o metalliche.
Le fibre 3 che costituiscono gli strati della presente invenzione, possono avere una sezione circolare o anche di forma diversa, quali triangolare e/o trilobata, a forma di manubrio o pluri-lobata.
Nella presente invenzione, i migliori risultati si ottengono quando le fibre organiche 31 sopra descritte costituiscono una proporzione tra il 50 ed il 90% in peso della miscela, preferibilmente tra il 60 ed l’80% in peso, essendo la restante parte costituita dalle fibre di vetro 32 in fiocco.
Con le fibre 3 sopra descritte, vengono formati due o più veli attraverso una carda a tamburi; tra i veli viene interposta la rete di rinforzo 4.
La rete di rinforzo 4 è generalmente costituita da fili di vetro, nella maggio parte dei casi intrecciati ad angolo retto, a formare una maglia quadra o rettangolare. Per risolvere esigenze particolari, si possono utilizzare anche reti tri-direzionali, che presentano una maglia a triangolo rettangolo isoscele.
Le reti di rinforzo 4 possono essere costruite a partire da fili di vetro con un titolo complessivo compreso tra 34 tex e 600 tex, preferibilmente tra 34 e 68 tex.
Nel caso di reti 4 ibride, i fili di poliestere hanno un titolo complessivo compreso tra 7 tex e 110 tex, preferibilmente tra 18 e 110 tex.
La densità dei fili, indicata dalle misure della maglia, è scelta in funzione delle prestazioni che si vogliono ottenere in termini di resistenza meccanica del supporto; generalmente le reti 4 sono scelte con un numero di maglie per cm, nelle due direzioni, compreso tra 3 x 3 e 1 x 0,5; preferenzialmente tra 2,5 x 2,5 e 1,6 x 0,8.
In alcuni casi si impiegano reti 4 ibride, con fili longitudinali di vetro e fili trasversali di poliestere e/o alternate nella stessa direzione e/o comunque in qualsiasi combinazione possibile a seconda delle esigenze. Le reti 4 ibride sono in genere selezionate in base alle caratteristiche meccaniche a rottura che si vogliono ottenere; le reti più usate presentano carichi di rottura, nelle due direzioni, da 160 x 80 N/50 mm a 700 x 500 N/50 mm.
Il substrato 1 costituito da due o più strati 3 fibrosi con interposta la rete di rinforzo 4, è pre-consolidato mediante un processo di interlacciatura idrodinamica.
Questa fase è realizzata mediante trattamento del substrato 1 con una o più unità di agugliatura ad acqua ad alta pressione, compresa tra 50 e 350 Bar, preferenzialmente tra 60 e 180 Bar.
Il substrato 1 , viene asciugato e stabilizzato mediante trattamento termico ad una temperatura compresa tra 200 e 250°C, preferibilmente tra 220 e 240°C, in un forno ad aria calda (air-through).
La stabilizzazione termica può avvenire anche mediante calandratura su cilindri riscaldati ad una temperatura compresa tra 190 e 250 °C.
Infine, il substrato 1 può essere ulteriormente consolidato mediante applicazione di un opportuno legante, costituito da resine acriliche, stirolo-acriliche, stirolobutadieniche, viniliche, etc, eventualmente miscelate con leganti di origine naturale, derivati da amidi o cellulose vegetali.
L’applicazione del legante può essere attuata mediante un processo di saturazione con una dispersione acquosa del legante o per applicazione del legante sottoforma di schiuma.
Tuttavia, va sottolineato che uno dei principali vantaggi della presente invenzione è quello di limitare la quantità di legante necessario. In particolare, rispetto alle proporzioni di leganti utilizzate dall’arte nota, percentuali generalmente comprese tra il 15 ed il 30 % in peso, con la presente invenzione, la quantità di legante necessaria viene ridotta a percentuali comprese tra il 5 ed il 15%, preferibilmente inferiori al 10%.
Il substrato 1 così ottenuto ha un peso complessivo per unità di superficie compreso tra 50 e 180 g/m2, preferibilmente tra 60 e 130 g/m2.
La presente invenzione consente di ottenere svariati vantaggi rispetto all’arte nota. Innanzitutto i substrati 1 ottenuti presentano una elevata resistenza meccanica specifica, cioè riferita all’unità di peso del substrato 1, N/5cm per g/mq, misurata dal carico di rottura massimo, secondo EN 29073-3. Questo fatto consente di ridurre il peso complessivo del prodotto, pur rispettando le specifiche meccaniche imposte, con notevole risparmio di costi relativi alle materie prime.
Si ottiene inoltre un significativo incremento della resistenza alla lacerazione, anch’essa una proprietà molto spesso critica nella scelta del peso massa per unità di area del substrato 1.
La presenza di fibre minerali intimamente miscelate negli strati fibrosi del substrato 1, oltre alla presenza dell’elemento di rinforzo, consente di ottenere elevatissime stabilità dimensionali.
Per lo stesso motivo, cioè per la presenza di fibre minerali all’interno degli strati fibrosi, il substrato 1 risulta intrinsecamente dotato di elevate prestazioni di resistenza al fuoco. Infatti, nell’esecuzione dei test di resistenza al fuoco, dopo la completa combustione delle fibre organiche viene evidenziata la presenza delle fibre di vetro, che formano uno strato continuo, che impedisce il gocciolamento del polimero combustibile ed offre così una protezione agli elementi costruttivi sottostanti.
Come già segnalato, un ulteriore vantaggio è costituito dalla possibilità di ridurre drasticamente il consumo di legante per il consolidamento finale del substrato.
La riduzione dei consumi di materia prima ricordata sopra, rappresenta un significativo contributo alla riduzione dell’impatto ambientale dei manufatti, misurabile da una valutazione del ciclo di vita.
In quest’ottica inoltre, la riduzione del contenuto di fibre organiche e conseguente incremento della proporzione di fibre minerali unita alla presenza della rete di rinforzo, conferisce al substrato 1 una rigidità intrinseca che facilita la riciclabilità delle membrane bituminose, prodotte con tali substrati, attraverso un processo di macinazione e riutilizzo di “fìllers” per bitumi.
Si riportano qui di seguito tre esempi comparativi.
Esempio 1
Un substrato 1 di 106 g/mq è stato realizzato miscelando il 70% in peso fibra in fiocco poliestere 31 con titolo 4,4 dtex, lunghezza 76 mm, ed il 30% di fibra in fiocco di vetro 32 con titolo 5 dtex e lunghezza 60 mm. La miscela è stata realizzata tramite un sistema di caricatori, bilance e carda-apritoio che permette di raggiungere una elevata omogeneità di miscelazione.
La fibra è stata convogliata pneumaticamente ad un sistema volumetrico di alimentazione di una carda longitudinale a tamburi che, a velocità 90 m/min, ha prodotto due veli separati del peso di 40 g/mq ciascuno, depositati su due tappeti convogliatori.
Tra i due veli viene inserita una rete 4 di vetro a maglia rettangolare 1.6 x 0.8 maglie/cm di filato 68 Tex ed il composito, formato dai due veli e la rete interposta, viene consolidato in ima agugliatrice ad acqua, costituita da quattro unità di interlacciatura operate ad una pressione di 150 Bar.
Il substrato 1 viene asciugato e termofissato a 230°C attraverso una calandra ad aria riscaldata ed impregnato a saturazione a foulard con una miscela di resina costituita per il 50 % da legante stirolo-butadienico, Luto fan DS2380 prodotto da Basi, e per il 50 % da una destrina di mais, Stabilys A022 prodotto da Roquette, dispersi in acqua con un residuo solido del 10 %.
Il substrato 1 è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il prodotto così realizzato è stato confrontato con un prodotto realizzato secondo lo stato dell’arte come segue.
Substrato di 120 g/mq realizzato con spunbonded di poliestere, in due strati consolidati mediante agugliatura meccanica, con interposti fili di rinforzo longitudinali in vetro, titolo 68 tex, posti ad una distanza di 8 mm.
Il substrato composito consolidato mediante agugliatura meccanica con densità di 40 punti/cmq, termo-stabilizzato su calandra ad aria riscaldata a 230 °C ed impregnato a saturazione con una miscela di resina costituita per il 50 % da legante stirolobutadienico, Lutofan DS2380 prodotto da Basf, e per il 50 % da una destrina di mais, Stabilys A022 prodotto da Roquette, dispersi in acqua con un residuo solido del 25 %.
Il substrato è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il confronto tra i risultati delle analisi dinamometriche, secondo EN 29073-3, è riportato nella tabella 1 seguente.
Nuovo Stato-dell’arte prodotto Spun Esempio 1 rinforzato
100 g/mq 120 g/mq
Peso per unità di MD g/m2 106 124 superficie CD g/m2 106 125
MD N/5cm 315 449
Carico massimo
CD N/5cm 380 218
MD 0,30 0,36
Carico specifico CD daN/5cm/g/m2 0,36 0,17
TOT 0,66 0,54
Allungamento MD % 15 18
alla rottura CD % 17 22
Isotropia 0,83 2,06
Tabella 1 - Confronto 100 g/mq secondo l’invenzione con prodotto spun 120 g/mq secondo lo stato dell’arte - Esempio 1
Esempio 2
Un substrato 1 di 85 g/mq è stato realizzato miscelando il 70% in peso di fibra in fiocco poliestere 31, di titolo 4.4 dtex e lunghezza 76 mm, ed il 30% di fibra in fiocco di vetro 32, di titolo 5 dtex e lunghezza 60 mm. La miscela è stata realizzata tramite un sistema di caricatori, bilance, carda-apritoio e miscelatori che permette di raggiungere una elevata omogeneità di miscelazione.
La fibra è stata convogliata pneumaticamente ad un sistema volumetrico di alimentazione di una carda longitudinale a tamburi che, a velocità di 90 m/min, ha prodotto due veli separati di 30 g/mq ciascuno, depositati su due tappeti convogliatori.
Tra i due veli viene inserita una rete 4 di vetro a maglia rettangolare 1.6 x 0.8 maglie/cm di filato 34 Tex ed il composito, formato dai due veli e la rete interposta, viene consolidato in una agugliatrice ad acqua, costituita da una unità di umidificazione e 4 unità di interlacciatura operate ad una pressione da 50 a 150 Bar.
Il substrato 1 viene asciugato e termofissato a 230°C attraverso un forno ad aria riscaldata ed impregnato a saturazione a foulard con una miscela di resina costituita per il 50 % da legante stirolo-butadienico, Lutofan DS2380 prodotto da Basf, e per il 50 % da una destrina di mais, Stabilys A022 prodotto da Roquette, dispersi in acqua con un residuo solido del 10 %.
Il substrato 1 è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il prodotto così realizzato è stato confrontato con un prodotto realizzato secondo lo stato dell’arte, prodotto come descritto nel seguito.
Substrato di 120 g/mq realizzato con il 100 % di fiocco poliestere, di titolo 4.4 dtex e lunghezza 76 mm, in due strati consolidati via agugliatura e con interposti fili di rinforzo longitudinali in vetro, di titolo 68 Tex, posti ad una distanza di 8 mm.
Il substrato composito, costituito dai due strati e con interposti i fili di rinforzo in vetro, è consolidato mediante ulteriore agugliatura meccanica con densità di 80 punti/cmq, ed impregnato a saturazione a foulard con una miscela di resina costituita per il 50 % da legante stirolo-butadienico, Lutofan DS2380 prodotto da Basf, e per il 50% da una destrina di mais, Stabilys A022 prodotto da Roquette, dispersi in acqua con un residuo solido del 25%.
Il substrato è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il confronto tra i risultati delle analisi dinamometriche è riportato nella tabella 2 seguente.
Nuovo Stato dell’arte prodotto Fiocco Esempio 2 rinforzato
90 g/mq 120 g/mq
Peso per unità di MD g/m2 86 120 superficie CD g/m2 85 120
MD (N/5cm) 288 296
Carico massimo
CD (N/5cm) 115 178
MD 0,33 0,25
Carico specifico CD daN/5cm/g/m2 0,14 0,15
TOT 0,47 0,40
Allungamento MD % 11 19
alla rottura CD % 19 27
Isotropia 2,50 1,66
Tabella 2 - Confronto 90 g/mq secondo l’invenzione con prodotto fiocco 120 g/mq secondo lo stato dell’arte - Esempio 2
Esempio 3
Un substrato 1 di 140 g/mq è stato realizzato miscelando il 70% in peso di fibra in fiocco poliestere 31, di titolo 4.4 dtex e lunghezza 76 mm, ed il 30% di fibra in fiocco di vetro 32, di titolo 5 dtex e lunghezza 60 mm. La miscela è stata realizzata tramite un sistema di caricatori, bilance, carda-apritoio e miscelatori che permette di raggiungere una elevata omogeneità di miscelazione.
La fibra 3 è stata convogliata pneumaticamente ad un sistema volumetrico di alimentazione di una carda longitudinale a tamburi che, a velocità di 90 m/min, ha prodotto due veli separati 50 g/mq ciascuno, depositati su due tappeti convogliatori.
Tra i due veli viene inserita una rete 4 di vetro a maglia rettangolare 2 x 2 maglie/cm di filato 68 Tex ed il composito, formato dai due veli e la rete interposta, viene consolidato in una agugliatrice ad acqua, costituita da una unità di umidificazione e n.4 unità di interlacciatura operate ad una pressione da 50 a 150 Bar.
Il substrato 1 viene asciugato e termofissato a 230°C attraverso un forno ad aria riscaldata ed impregnato a saturazione a foulard con una miscela di resina costituita per il 100 % da una destrina di mais, Stabilys D033 prodotto da Roquette, dispersa in acqua con un residuo solido del 10 %.
Il substrato 1 è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il prodotto così realizzato è stato confrontato con un prodotto realizzato secondo 10 stato dell’arte, prodotto come descritto nel seguito.
Substrato di 200 g/mq realizzato con il 100 % di fiocco poliestere, di titolo 4.4 dtex e lunghezza 76 min, in due strati consolidati via agugliatura e con interposti fili di rinforzo longitudinali in vetro, di titolo 68 Tex, posti ad una distanza di 8 mm.
Il substrato composito, costituito dai due strati e con interposti i fili di rinforzo in vetro, è consolidato mediante ulteriore agugliatura meccanica con densità di 80 punti/cmq, ed impregnato a saturazione a foulard con una miscela di resina costituita per 1170% da legante stirolo-butadienico, Lutofan DS2380 prodotto da Basf, e per il 50% da una destrina di mais, Stabilys A022 prodotto da Roquette, dispersi in acqua con un residuo solido del 25%.
Il substrato è stato asciugato in un forno a circolazione forzata di aria e la resina polimerizzata a 210°C.
Il confronto tra i risultati delle analisi dinamometriche è riportato nelle tabella 3 seguente.
I provini del substrato del nuovo prodotto di dimensioni 5cm x 30cm sono prelevati secondo la norma EN 29073-3 in senso longitudinale.
I provini numerati vengono pesati con una bilancia di precisione al mg ed il peso viene annotato come Pj.
I provini sono successivamente trattati in un forno a muffola a 450 °C per 30 minuti fino a completa eliminazione della parte organica.
Le ceneri residue, dopo raffreddamento in essiccatore, sono pesate ed il valore annotato come Pv(Pv=peso del fiocco di vetro peso della rete).
II peso della parte fibrosa Pfdel substrato viene calcolato con la seguente fonnula:
Pf= 0,9 * (Pi- Pr)
Dove Prè il peso della rete di rinforzo contenuta nella superficie del provino e 0,9 un coefficiente di riduzione per tenere conto delle perdite.
I migliori risultati si ottengono quando la distribuzione delle fibre è omogenea ed il rapporto (Pv- Pr) / Pfrisulta compreso, nel caso dell’esempio in questione, tra 0,27 e 0,33, ovvero tra il 90 % ed il 110 % della percentuale di fibre di vetro nella miscela originaria (30%).
Nella tabella 4 sono riportati i risultati sperimentali della prova.
Per ciascuno dei provini:
Pi = peso iniziale del provino
Pv= peso della componente di vetro
Pr= peso della rete di rinforzo
Pf= peso della componente fibrosa (fibre organiche 31 fibre di vetro 32) (Pv— Pr) / Pf= rapporto tra il peso della componente di fibre di vetro 32 ed il peso della componente fibrosa Pf.
Nel risultato dell’esempio 3, la media dei valori del rapporto tra il peso della componente di fibre di vetro 32 ed il peso della componente fibrosa Pfrisulta pari al 29.2%, molto prossimo al valore del 30% impostato.
Inoltre la distribuzione dei valori del rapporto in questione è risultata molto omogenea, come indicato dal basso valore della dispersione dei dati (deviazione standard).
Nuovo Stato dell’arte prodotto Fiocco Esempio 3 rinforzato
140 g/mq 200 g/mq
Peso per unità di MD g/m2 140 215 superficie CD g/m2 139 216
MD (N/Scm) 778 541
Carico massimo
CD (N/5cm) 492 386
MD 0,56 0,25
Carico specifico CD daN/5cm/g/m2 0,35 0,18
TOT 0,91 0,43
Allungamento MD % 17 26
alla rottura CD % 24 37
Isotropia 1,58 1,40
Tabella 3 - Confronto 140 g/mq secondo l’invenzione con prodotto fiocco 200 g/mq secondo lo stato dell’arte - Esempio 3
N° PROVA PÌ (g) Pv (g) Pr (g) pf (g) (Pv-Pr)/Pf Campione 1 1 ,725 0,745 0,403 1,190 0,287 Campione 2 1 ,745 0,777 0,403 1 ,208 0,309 Campione 3 1,760 0,744 0,403 1,221 0,279 Campione 4 1 ,750 0,727 0,403 1 ,212 0,267 Campione 5 1,837 0,813 0,403 1,291 0,318 Media 1 ,763 0,761 1,224 0,292 Dev. Standard 0,043 0,034 - 0,039 0,021 Tabella 4 - Determinazione del grado di omogeneità della miscela fibrosa.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Substrato (1) di supporto (1) per membrane bituminose, caratterizzato dal fatto di comprendere due o più strati di fibre (3) comprendenti una miscela omogenea di fibre organiche (31) e di fibre inorganiche (32), tra i quali viene interposta una rete (4) di fili di rinforzo, essendo dette fibre (3) orientate parallelamente all’asse longitudinale (L) del substrato (1) ed accostate ed alternate.
  2. 2. Substrato (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta miscela prevede una percentuale in peso di fibre organiche (31) compresa tra il 50% ed il 90%, preferibilmente tra il 60% ed Γ80% in peso, essendo la restante parte costituita dalle fibre inorganiche (32).
  3. 3. Substrato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fibra organica (31) è prodotta da vari polimeri estrudibili, preferibilmente poliammidi, poliesteri e polimeri con gruppi etere o chetonici.
  4. 4. Substrato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una resina legante, preferibilmente da resine acriliche, stirolo-acriliche, stirolo-butadieniche, viniliche, eventualmente miscelate con leganti di origine naturale, derivati da amidi o cellulose vegetali.
  5. 5. Substrato (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la quantità in peso di legante è compresa tra il 5% ed il 15%, preferibilmente compresa tra il 5% ed il 10%.
  6. 6. Substrato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fibra organica (31) ha un titolo compreso tra 1,1 dtex e 17 dtex, preferibilmente tra 2,8 e 6,7 dtex, ed una lunghezza di taglio compresa tra 38 e 120 mm, preferibilmente tra 50 e 100 mm.
  7. 7. Substrato (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che dette fibre inorganiche (32) sono fibre di vetro.
  8. 8. Substrato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fibra di vetro (32) ha un titolo compreso tra 1,1 dtex e 6,7 dtex, preferibilmente tra 1,7 e 4,4 dtex, ed una lunghezza di taglio tra 25 e 80 mm, preferibilmente tra 30 e 50 mm.
  9. 9. Substrato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per un peso per unità di superfìcie maggiore o uguale a 100 g/mq presenta un carico specifico totale maggiore di 0,60 daN/5cm/g/mq.
  10. 10. Procedimento di preparazione di un substrato (1) di supporto per membrane bituminose secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, caratterizzato dal fatto di prevedere la miscelazione di fibre organiche (31) e di fibre inorganiche (32) ottenuta attraverso ripetute operazioni di apertura e mescola in fase di preparazione alla cardatura, l’unione di due o più strati di fibre (3) ottenute con detta miscelazione prodotti per via secca attraverso cardatura, l’interposizione tra detti strati di una rete (4) di fili di rinforzo, il consolidamento attraverso interlacciatura ad acqua, l’asciugatura e la stabilizzazione termica.
  11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di prevedere un ulteriore consolidamento attraverso l’applicazione di una resina legante.
  12. 12. Procedimento secondo le rivendicazioni 10 o 11, caratterizzato dal fatto che l’ interlacciatura ad acqua è realizzata mediante trattamento del substrato (1) con una o più unità di agugliatura ad acqua ad alta pressione, compresa tra 50 e 350 Bar, preferenzialmente tra 60 e 180 Bar.
  13. 13. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-12, caratterizzato dal fatto che l’asciugatura e la stabilizzazione avviene mediante trattamento termico ad una temperatura compresa tra 200 e 250°C, preferibilmente tra 220 e 240°C, in un forno ad aria calda.
  14. 14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-12, caratterizzato dal fatto che la stabilizzazione termica avviene mediante calandratura su cilindri riscaldati ad una temperatura compresa tra 190 e 250 °C.
  15. 15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-14, caratterizzato dal fatto che dette fibre inorganiche (32) sono fibre di vetro.
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