ES2564681T3 - Sistema y método para la preparación continua de materiales de color en polvo para la fabricación de artículos cerámicos - Google Patents

Sistema y método para la preparación continua de materiales de color en polvo para la fabricación de artículos cerámicos Download PDF

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Abstract

Sistema para la preparación de materiales en polvo de color para la fabricación de baldosas cerámicas, comprendiendo el sistema: - una mezcladora (4) constituida por una cubierta superior (6) conectada a la línea (3) de suministro del material de base y por una cámara (5) cilíndrica mezcladora; - un bastidor vibrador (9) situado entre la cubierta superior y la cámara mezcladora, estando conectado el bastidor vibrador de forma estanca a la cámara (5) cilíndrica mezcladora; - un deflector perforado (27) fijado al bastidor vibrador; caracterizado por el hecho de que el sistema comprende además - un sistema para generar una presión de vacío funcional en la cubierta superior (6); - un sistema de inyección del colorante en la base de la cámara mezcladora (5).

Description

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DESCRIPCION
Sistema y metodo para la preparacion continua de materiales de color en polvo para la fabricacion de artlculos ceramicos
La presente invencion se refiere a un sistema y a un metodo para la preparacion de materiales en polvo con una humedad controlada que constituyen el producto inicial para la fabricacion de artlculos ceramicos tales como baldosas de ceramica de gres de porcelana fina, baldosas monococcion y otras baldosas similares.
De forma mas especlfica, aunque no exclusiva, la presente invencion es util para la preparacion de polvos para el moldeo de baldosas de ceramica de gres de porcelana.
Los sistemas para la preparacion de polvos destinados al moldeo de baldosas de ceramica de gres de porcelana ya son conocidos. Los polvos preparados usando estos sistemas se usan para llenar las cavidades de moldeo de moldes asociados a prensas de ceramica convencionales.
Algunos sistemas de la tecnica anterior incluyen una pluralidad de secadores por pulverizacion que son alimentados con diferentes tipos de barbotina ceramica. Los productos en polvo que salen de los secadores por pulverizacion se envlan mediante transportadores de cinta continua a un almacen que comprende una pluralidad de silos, estando dispuesto cada uno de los mismos para contener un producto en polvo de un determinado color.
Los productos en polvo con el color requerido se envlan a continuacion, de uno en uno, segun los requisitos, del almacen a las prensas de ceramica.
No obstante, estos sistemas son considerablemente complejos y tienen un gran tamano. De forma especlfica, los mismos comprenden un numero considerable de silos de recogida (al menos un silo asociado a cada tipo de producto en polvo) y un numero relativamente alto de secadores por pulverizacion y un sistema algo complicado para manipular los distintos tipos de polvos de color.
Segun el metodo en humedo, dichos granulos se producen sustancialmente a partir de una solucion concentrada que contiene pigmentos, una mezcla ceramica y floculante a traves del molido de dicha solucion concentrada con una serie de molinos de bolas discontinuos o continuos para obtener una suspension conocida como barbotina de color concentrada, la homogeneizacion de la barbotina de color concentrada en depositos de agitacion, el suministro de la barbotina de color concentrada a un deposito en el que, mediante un agitador, la misma se mezcla de manera uniforme con barbotina neutra, la atomizacion posterior de la barbotina de color y el almacenamiento del material atomizado coloreado en toda su masa. En EP 1772243 se describe una mejora de esta tecnica.
El uso extendido de metodos de la tecnica anterior similares ha dejado al descubierto diversos inconvenientes, tales como una excesiva complejidad de las plantas, la necesidad de almacenar una cantidad considerable de producto atomizado para cada color individual, la necesidad de limpiar la planta cada vez que debe obtenerse un producto atomizado con un color diferente y, finalmente, los costes relativamente altos debidos a la amortizacion del precio de compra de la planta y al consumo de energla. El coste final del material atomizado es elevado, ya que colorear toda la masa de granulos resulta en un uso intensivo de pigmentos y colorantes, cuyo coste es mucho mas grande que el de los otros materiales que componen la barbotina de color concentrada.
El “metodo en seco” de colorear polvos ceramicos tambien es conocido desde hace tiempo, y en el mismo se mezclan polvos ceramicos atomizados o granulados con colorantes puros en polvo.
Un metodo de este tipo forma parte del objeto de las solicitudes de patente industriales EP 916462, IT MO 99A000151 y EP 1338392.
EP 916462 se refiere a una tecnica para la mezcla mecanica semi continua de material ceramico con un tamano de partlcula similar con material colorante con granulos mucho mas pequenos que los del material ceramico. EP 1338392 da a conocer la mezcla del colorante aireado mediante insuflacion de aire con sllice micronizado por cribado y la mezcla mecanica posterior con el material de arcilla en polvo.
US 20100068087 se refiere a un metodo de mezcla de polvos metalicos con polvos ceramicos en un recipiente aislante electrico y a la agitacion del recipiente mediante giro durante un tiempo suficiente para amalgamar los dos polvos. Esta tecnica se usa para la preparacion de materiales compuestos con una matriz de metal.
FR 1 038 999 describe un sistema (ver figura 1) adecuado para la preparacion de materiales en polvo de color para la fabricacion de baldosas ceramicas segun el preambulo de la reivindicacion 1.
El sistema comprende una mezcladora constituida por una cubierta superior (4) conectada a la llnea (1) de suministro del material de base y por una camara mezcladora (9); un bastidor vibrador (3) situado entre la cubierta superior y la camara mezcladora, estando conectado el bastidor vibrador de forma estanca al cilindro mezclador; y un deflector perforado fijado al bastidor vibrador.
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No obstante, estas tecnicas de coloracion en seco de la tecnica anterior no parecen ser capaces de obtener resultados satisfactorios en lo que respecta a la uniformidad en la distribucion de colorantes y a su mezcla con polvos ceramicos de base “neutros” (es decir, no coloreados), y en lo que respecta al brillo o resplandor de la coloracion obtenido despues de la coccion y a la penetracion eficaz del color.
De hecho, la penetracion del color en el interior de los granulos obtenida con los sistemas de la tecnica anterior no es real, lo que presentarla el inconveniente de aumentar los costes de la masa de coloracion, sino que se lleva a cabo una distribucion estadlstica bastante ineficaz del material colorante en la superficie del granulo.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion consiste en eliminar las limitaciones mencionadas anteriormente y los inconvenientes de la tecnica anterior, dando a conocer un aparato y un metodo para la preparacion continua de polvos de color destinados para el moldeo de baldosas ceramicas mediante los que el material colorante cubre de manera uniforme cada granulo del polvo de base, y que tambien hacen posible simplificar considerablemente las operaciones de almacenar y transportar el material en polvo.
De forma especlfica, otro objetivo de la invencion consiste en facilitar una mezcla en seco, haciendo que los colorantes sean muy fluidos. Otro objetivo de la invencion consiste en producir un aparato relativamente sencillo y economico y con un tamano relativamente pequeno para la preparacion de polvos de color destinados al moldeo de baldosas ceramicas, caracterizado por un elevado nivel de uniformidad y calidad. Segun los objetivos descritos anteriormente, las caracterlsticas tecnicas de la presente invencion se indican claramente en el contenido de las reivindicaciones descritas a continuacion.
Este objetivo se alcanza mediante un aparato para la preparacion de materiales en polvo de color para la fabricacion de baldosas ceramicas, que comprende una mezcladora constituida por una cubierta superior conectada a la llnea de suministro del material de base y por una camara mezcladora; un bastidor vibrador situado entre la cubierta superior y la camara mezcladora; y un deflector perforado fijado al bastidor vibrador, estando conectado el bastidor vibrador de forma estanca al cilindro mezclador.
El aparato permite obtener un sistema para la generacion de una presion de vaclo funcional en la cubierta superior y un sistema para la inyeccion del colorante en la base de la camara mezcladora.
Segun una realizacion preferida, en el interior de la cubierta superior el aparato contiene un dispositivo pulverizador del material de base que comprende una cubierta telescopica ajustable en altura, introducida en la llnea de suministro, con forma conica en la parte situada fuera de la llnea de suministro, y placas separadoras fijadas al deflector perforado. La parte inferior del deflector perforado fijada al bastidor vibrador puede tener una placa transportadora integral con el bastidor vibrador.
Segun una realizacion preferida, la mezcladora tiene un tubo de inyeccion de aire ionizado en la llnea de suministro, corriente arriba con respecto a la conexion en la parte superior de la cubierta superior, y/o un segundo tubo de inyeccion de aire ionizado en la llnea de suministro del aditivo colorante.
Otro aspecto de la invencion da a conocer un metodo para la preparacion de materiales de color en polvo para la fabricacion de baldosas ceramicas en el que se suministra de manera uniforme material ceramico atomizado y granulado con un tamano de partlcula uniforme que contiene o no contiene sustancias colorantes en una camara a presion de vaclo con respecto a la camara mezcladora en conexion con dicha camara a traves de un deflector perforado vibrador; se inyectan las partlculas de colorante en la base de una camara mezcladora; el material ceramico atomizado y/o granulado cae por gravedad y se pulveriza en el interior de la camara mezcladora; y se mezcla la fase gaseosa del material ceramico atomizado y/o granulado con la corriente ascendente de partlculas de colorante.
Otras caracterlsticas y ventajas de la presente invencion resultaran evidentes en la siguiente descripcion detallada, haciendo referencia a los dibujos que se acompanan, que representan simplemente una realizacion no limitativa de la misma.
La FIG. 1 muestra un aparato segun la presente invencion mediante el que es posible llevar a cabo el proceso de la presente invencion;
la FIG. 2 muestra un detalle de la mezcladora segun la presente invencion segun el diagrama de la FIG. 1;
la FIG. 3 muestra la trayectoria del material de suministro y del material colorante en el interior de la mezcladora;
la FIG. 4.1 muestra un detalle de la cubierta de distribucion conica segun una realizacion preferida;
la FIG. 4.2 muestra un detalle del sistema de succion segun una realizacion preferida;
la FIG. 4.3 muestra un detalle de la boquilla de inyeccion de pigmento segun una realizacion preferida;
la FIG. 4.4 muestra un detalle del cono de descarga segun una realizacion preferida.
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Descripcion detallada de la invencion
Tal como se muestra en la FIG. 1, el sistema (1) comprende una alimentadora (2) de material de base, que puede ser una cinta de pesaje que pasa a traves de una tolva de carga (no mostrada) situada directamente sobre la llnea (3) de suministro de la mezcladora (4). La mezcladora (4) esta constituida por una parte (5) central cillndrica cerrada por los extremos por unas secciones (6, 7) con forma de cono truncado que tienen una base con un diametro igual al de la parte cillndrica. La seccion (6) con forma de cono truncado superior, es decir, la cubierta superior (6), esta conectada en la parte superior a la llnea (3) de suministro del material de base, que cae por gravedad en la llnea desde la tolva de carga y la cinta de pesaje. La camara (5) cillndrica mezcladora tiene una ventana (8) de inspeccion, preferiblemente longitudinal, hecha de material transparente, que permite el control visual del area de mezcla de la camara cillndrica (5). La cubierta superior (6) esta conectada al cilindro mezclador a traves de un bastidor vibrador (9), preferiblemente con una forma cillndrica, que forma un precinto entre la cubierta (6) y el cillndrico mezclador. El aditivo colorante se anade a traves de una baterla (10) de carga dotada de dispositivos (11) de dosificacion (volumetrica o gravimetrica) de colores primarios (11a, 11b, 11c...). El aditivo colorante se anade a traves de una llnea (12) que esta conectada a la parte inferior del cono inferior (7) del sistema mezclador (4) a traves de un inyector (34). Segun una realizacion preferida, tal como puede observarse en la FIG. 4.3, el inyector (34) esta dotado de una boquilla conica (35) que tiene un perfil aerodinamico con ranuras radiales con forma espiral para facilitar la formacion de una corriente ascendente de colorante y para aumentar el tiempo de retencion del colorante en la camara mezcladora y, en consecuencia, su mezcla con el material de base.
El cono inferior (7) recoge el material de base en polvo cubierto con aditivo colorante que desciende por gravedad en el interior del cilindro mezclador (5). Segun una realizacion preferida, a traves de la llnea (14), las partlculas de material de base cubiertas con colorante se envlan a las siguientes etapas de procesamiento, por ejemplo, a una camara de amalgamado, no incluida en la presente invencion, en la que las partlculas se amalgaman y se envlan hacia la tolva de descarga, a una re-granulacion, a un descascarillado, a una micronizacion, a una carga de prensa y a otros sistemas de la tecnica anterior, no representados en la presente memoria, ya que no resultan esenciales para la invencion.
La llnea (3) de suministro esta conectada corriente arriba con respecto a la conexion en la parte superior de la cubierta superior (6) a un tubo (17) de inyeccion de aire ionizado. Un conmutador (18) de presion esta situado en la parte conica de la cubierta (6) para controlar la presion funcional y la llnea (19) de succion conectada al ciclon (20)
de succion. La llnea (19) de succion contiene una valvula (21) de succion volumetrica de tipo proporcional. La
descarga (22) del ciclon (20) de succion esta conectada a la llnea (14) de descarga de la mezcladora.
Tal como puede observarse en la FIG. 4.4, el cono (22) de descarga esta formado por un cono (22') y por un cono inverso (22'') y por un contrapeso de cierre con una abertura discontinua mediante la accion de un cilindro neumatico (36) asociado en el contrapeso. En las etapas de limpieza, el cilindro neumatico se abre para facilitar la limpieza.
Un segundo inyector (23) de aire ionizado esta situado en la llnea (12) para su conexion entre la baterla de dispositivos (11) de dosificacion para cargar el material colorante.
Un inyector/nebulizador (23a) esta situado corriente arriba con respecto al tubo (23) de inyeccion de aire ionizado de Venturi para transportar y nebulizar los colorantes preparados en la baterla de dispositivos de dosificacion.
La FIG. 2 muestra algunos detalles estructurales segun realizaciones preferidas de la mezcladora (4) descrita anteriormente. El material de base procedente de la llnea de suministro entra en la cubierta superior con forma de cono truncado y, a traves de un dispositivo pulverizador (24) es distribuido de manera uniforme sobre el sistema
vibrador (9). El dispositivo pulverizador (24) esta constituido por una cubierta telescopica (25) ajustable en altura
introducida en la llnea de suministro, con una forma conica en la parte situada fuera de la llnea (3) de suministro y en el interior de la cubierta conica (6). Segun una realizacion preferida, la cubierta (25) tiene forma de cubierta conica perforada, en la que la parte telescopica tiene forma de un tubo cillndrico (31) con ranuras introducido parcialmente en la llnea (3) de suministro y que forma parcialmente, a traves de las ranuras, un primer distribuidor del material de base procedente de la llnea (3) en la superficie conica perforada de la cubierta telescopica (25).
De esta manera, se obtiene una distribution uniforme del material de base a colorear en toda la cubierta conica.
Un deflector perforado, preferiblemente con forma conica, esta situado debajo de la cubierta (25) conica telescopica, fijado al bastidor (9) vibrador circular. La inclination de la seccion conica del deflector perforado y el diametro de los orificios varlan segun el tamano de las partlculas, la fluidez y el caudal del material de base a procesar. Unas placas separadoras (26) que actuan sobre el material de base estan fijadas al deflector perforado (27). Las placas separadoras distribuyen el material de base de manera uniforme en el deflector perforado (27). La cubierta conica (6) esta fijada al bastidor (9) vibrador circular.
Gracias al efecto combinado de la cubierta telescopica (25), las placas separadoras (26), el tubo (31) cillndrico con ranuras y el deflector perforado (27), el material de base se distribuye de manera uniforme en el interior del cilindro mezclador (5).
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El bastidor (9) vibrador circular esta fijado al cilindro mezclador (5) mediante un deflector (28) de fuelle que permite la absorcion de las vibraciones producidas y asegura su precinto. Las vibraciones son transmitidas mediante pares de vibradores electricos (29) fijados externamente al bastidor (9) vibrador circular.
Una placa transportadora (30) esta presente en la parte inferior de la cubierta superior (6) para unificar y limitar la direccion del efecto de pulverizacion del material de base, evitando rebotes que podrlan crear flujos indeseables del mismo en el interior del cilindro mezclador (5) situado debajo, reduciendo la eficiencia y la eficacia de la mezcla.
La Fig. 3 muestra el material de base pulverizado en el interior del cilindro mezclador gracias a la accion combinada de la cubierta conica/cubierta telescopica/placas separadoras/deflector perforado vibrador. En el interior de la camara mezcladora, el aditivo colorante, dosificado con los dispositivos (11A, 11B, 11C) de dosificacion, se insufla en la base del cono inferior del cilindro mezclador y asciende en el interior de la camara mezcladora siguiendo una trayectoria espiral. La altura del cilindro mezclador determina el tiempo de contacto entre el material de base y el aditivo y, por lo tanto, la cobertura externa de los granulos de materiales de base por parte del colorante. El material de base en forma atomizada y/o granulada se pulveriza entre la malla del bastidor vibrador y se encuentra con la nube ascendente de aditivo colorante.
El ciclon (20) de succion mantiene una presion de vaclo regulada por la valvula (21) de succion volumetrica en funcion de los valores funcionales establecidos y controlados por el conmutador (18) de presion.
La generacion de una presion de vaclo en la cubierta conica del sistema mezclador puede facilitar la circulacion ascendente del aditivo colorante, permitiendo de este modo obtener un area de contacto grande entre el aditivo y el material de base.
El ciclon (20) de succion recubre los granulos de material de base con un tamano mas pequeno y un porcentaje pequeno de aditivo colorante. Mediante un ajuste preciso durante la accion de la presion de vaclo creada por el ciclon (20), y en funcion del tamano de partlcula del material de base y del aditivo colorante, es posible reducir la recuperacion a traves del ciclon al mlnimo. Los mejores resultados se obtienen cuando el tamano de partlcula del material de base y del aditivo colorante no varla mas del 25% con respecto a su valor promedio.
A traves de la llnea (22, FIG. 1), el material de base con un tamano pequeno y el aditivo colorante se reciclan en la llnea de suministro desde la camara mezcladora. La relacion entre masa reciclada y masa suministrada desde el cilindro mezclador no debe exceder nunca el 5% para no comprometer la uniformidad de los colores de las masas ceramicas despues de su coccion.
La FIG. 4.2 hace referencia a una realization preferida del ciclon (20). Durante la etapa funcional (con la carga de material de base y la inyeccion de colorante), el material entrante mas volatil es redirigido directamente a la llnea (3) de suministro de [material] de base a traves de la llnea (32) para la recuperacion inmediata del material y el retorno inmediato al sistema. Al final del ciclo, cuando es necesario limpiar el sistema y ya no se suministra material de base y colorante, el material entrante deja de moverse en el ciclon (20) y se dirige a la llnea (22) de suministro. Durante la etapa de limpieza al final del ciclo de pigmentation el extractor (33) aumenta la presion de vaclo funcional para obtener la succion inmediata del material volatil y reducir los tiempos de limpieza al mlnimo. Un sistema adecuado de valvulas (V1a, V1b, V2a, V2b) regula las distintas etapas funcionales y de limpieza hasta que la situation funcional se recupera para un nuevo ciclo de coloracion de material de base.
La ventana (8) de inspeccion permite el control visual del area en la que los granulos de material de base son cubiertos con el aditivo colorante.
A traves de los inyectores-ionizadores (17, 21), es posible suministrar aire ionizado a la llnea (3) de suministro del [material] de base y a la llnea (12) de suministro del aditivo colorante, respectivamente. El efecto del aire ionizado es una disminucion y neutralizacion de las cargas electrostaticas que se forman en la etapa de preparacion del material de base y del aditivo colorante. Los granulos de material de base y los polvos de aditivo tienden a cargarse con cargas electrostaticas del mismo signo debido al fenomeno de rozamiento con el material plastico con el que los granulos contactan al ser transportados a traves de tubos flexibles, tubos descendentes, etc. La presencia de cargas electrostaticas en la superficie de los granulos de material de base y en la superficie de los granulos de aditivo dificulta que el aditivo se adhiera a los granulos. La inyeccion de aire ionizado permite la neutralization de las cargas electrostaticas superficiales y, por lo tanto, mejora la adhesion del aditivo colorante a los granulos de material de base.
Segun una realizacion preferida, el sistema segun la invention esta dotado de un panel de control electronico capaz de optimizar los parametros de proceso del sistema.
El sistema de control electronico permite el control y la regulation de:
- la frecuencia de vibration de los vibradores presentes en el bastidor vibrador
- la presion de vaclo funcional en la cubierta superior
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- la presion de inyeccion de aire ionizado en la llnea de suministro del material de base
- la presion de inyeccion del inyector de aditivo colorante
- la temperatura funcional
- los detectores de atascos
- las alarmas de funcion
Segun otro aspecto, la invention se refiere a un metodo para la preparation de materiales de color en polvo para la fabrication de artlculos ceramicos que comprende las siguientes etapas funcionales.
El material de base ceramico atomizado y/o granulado para la fabricacion de artlculos ceramicos preparado previamente con un tamano de partlcula controlado es suministrado a traves de una tolva de carga dotada de una alimentadora, preferiblemente de una cintra volumetrica o gravimetrica situada directamente en la llnea de suministro de una mezcla constituida por dos elementos separadores superior e inferior. El material de base entra en el elemento superior, en el que se crea una presion de vaclo con respecto al elemento inferior, y encuentra un flujo de aire ionizado para neutralizar las cargas electrostaticas superficiales que se producen durante las etapas para preparar y transportar el material de base. El material de base cae por gravedad y se distribuye de manera uniforme en el interior del elemento superior, preferiblemente con una section con forma de cono truncado, mediante la action mecanica combinada sobre el material de base de una cubierta telescopica ajustable en altura introducida en la llnea de suministro, un tubo cillndrico con ranuras y unas placas separadoras fijadas al deflector perforado. Mediante el mismo deflector perforado fijado a un sistema vibrador, el material de base ceramico atomizado y/o granulado cae por gravedad en forma de una pulverization ultra-fina y uniforme en el elemento inferior del sistema. El aditivo colorante, dosificado previamente, se inyecta en la base del elemento inferior conjuntamente con un chorro de aire ionizado para neutralizar las cargas electrostaticas. La presion de vaclo creada en el elemento superior, conjuntamente con la accion del inyector/nebulizador, impulsa el aditivo colorante hacia arriba en el interior del elemento inferior, donde el mismo se encuentra con el material de base ceramico atomizado y/o granulado que esta siendo pulverizado.
La adhesion del aditivo colorante a la superficie del material de base ceramico atomizado y/o granulado esta garantizada por la naturaleza higroscopica del aditivo colorante y por la humedad intrlnseca del material de base. Segun realizaciones preferidas, para mejorar la adhesion es posible usar adhesivos dosificados previamente en el material de base.
Segun una realization preferida, el aditivo colorante se mezcla con un aditivo que puede cargarse electrostaticamente para mejorar la adhesion entre el aditivo colorante y el material de base a colorear. El sistema esta dotado de medios para neutralizar las cargas electrostaticas del material de base. El aditivo colorante mezclado con el aditivo que puede cargarse electrostaticamente se carga electrostaticamente antes de su inyeccion en la llnea (12) de suministro del aditivo colorante a traves de un sistema capaz de activar las cargas latentes de los aditivos colorantes o materiales que pueden cargarse mezclados previamente con el aditivo colorante. Segun esta realizacion preferida, los tres principios de adhesion del aditivo colorante al material de base a colorear son el contacto, la atraccion higroscopica o la accion de adhesivos y la accion electrostatica.
La presion de vaclo en el interior de la mezcladora esta garantizada por un sistema de ciclon que crea una presion de vaclo en el elemento superior de la mezcladora .La presion de vaclo es regulada mediante el ajuste de una valvula volumetrica situada en el lado de suction del sistema de ciclon basandose en los valores suministrados por un conmutador de presion.
El metodo segun la invencion permite cubrir material de base ceramico atomizado y/o granulado para la industria ceramica con colorantes en caso necesario mediante la adhesion de un aditivo colorante al material de base. El metodo permite obtener un ajuste de la frecuencia de vibration, el mantenimiento y el ajuste de la presion de vaclo funcional en la cubierta superior, el suministro mediante inyeccion presurizada de aire ionizado en la llnea de suministro del material de base, el suministro a la presion de inyeccion del inyector del aditivo colorante, el control de la temperatura funcional y del atasco de la mezcladora.
El uso de materiales adhesivos en el material de base es necesario cuando el material de base no tiene una humedad intrlnseca o cuando el aditivo no es higroscopico. En el caso de coloration de mezclas ceramicas atomizadas y/o granuladas, la humedad intrlnseca es suficiente para la adhesion del colorante a la superficie de las partlculas de base. El uso de adhesivo es necesario cuando las partlculas a colorear son, por ejemplo, arenas, trocitos de vidrio, etc.
Ejemplos
El aparato descrito se uso para colorear material de base constituido por polvo ceramico atomizado con un tamano de partlcula promedio > 0,600 mm = 17 - 26%, > 0,425 mm = 35 - 45%, > 0,300 mm = 13 - 25 %, > 0,250 mm = 6 - 13 %, > 0,180 mm = 5 - 12 %, > 0,125 mm = 3 - 12 %, > 0,060 mm = 0 - 6%, < 0,060 mm = 0 - 1 %.
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El contenido de humedad promedio del polvo ceramico es entre el 4,5 y el 6,5 %; mientras que la densidad aparente promedio es de 0,95 - 0,99 kg/dm3, siendo la fluidez promedio de 14" con una copa Ford sin punta.
El aditivo colorante tiene un tamano de partlcula promedio de 4 - 10 pm, un tamano de partlcula maximo de 45 pm, un contenido de humedad promedio del 0,1 al 0,7 % y una densidad aparente promedio de 0,450 a 0,910 kg/dm3.
El material de base ceramico atomizado y/o granulado alimenta la mezcladora de forma continua con un caudal variable de 6 a 10 T/h, siendo suministrado el aditivo colorante con caudales del 0,03% al 1,5% en peso del material de base, en el presente ejemplo, de 1,8 a 150 kg/h.
La mezcladora usada tiene un diametro de 600 mm y una altura medida entre la cubierta y el cono de salida de 2200 mm. La temperatura funcional en la mezcladora varla entre 20 y 40° C. La presion de vaclo medida en el conmutador de presion varla de -5 a -20 mm H2O en funcion de los caudales y porcentajes de coloracion.
Las ventajas fundamentales de esta invencion son:
- Disminucion del porcentaje de colorante para una misma coloracion. La nebulizacion total del colorante en una nube ultra-fina y la gran superficie de contacto especlfica entre el material de base pulverizado y el colorante nebulizado aseguran un recubrimiento uniforme del granulo del material de base con el colorante. Los ensayos realizados dieron como resultado un ahorro de entre el 5 y el 15%, dependiendo de la formula, en los materiales de base y en los colorantes usados.
- Eliminacion de grumos de colorante. Debido a las elevadas propiedades higroscopicas de los colorantes, uno de los defectos de la coloracion en seco es la desintegracion imperfecta de los granulos pequenos de oxido que se forman cuando el oxido contacta con el material de base humedo (4,5 - 6,5%). La nebulizacion del colorante antes de contactar con el material de base elimina este problema.
Esto da como resultado dos aspectos fundamentales relacionados con el moldeo posterior de baldosas ceramicas:
1. Reduccion y/o eliminacion drasticas de grumos contaminantes con unas dimensiones superiores a 0,5 mm que contaminan la superficie del material ceramico prensado, haciendo que su calidad disminuya a segunda clase.
2. Reduccion y/o eliminacion drasticas de puntos de ruptura representados por grumos no dispersos de material colorante. El colorante no tiene un comportamiento plastico, no puede ser prensado y, en forma de grumo, representa un punto de inicio de ruptura. Su reduccion o eliminacion aumenta la resistencia mecanica de la baldosa ceramica prensada antes y despues de su coccion. Este aspecto es importante, sobre todo cuando el artlculo ceramico prensado y seco debe soportar y resistir las diversas aplicaciones en la llnea de esmaltado.
- Reduccion o eliminacion de la mezcla mecanica posterior. Esto permite una reduccion o eliminacion drastica de tensiones mecanicas provocadas por barras giratorias, palas y ganchos en el material que se usara posteriormente en la etapa de moldeo de las baldosas ceramicas. La accion de mezcla mecanica rompe el granulo del material atomizado y/o granulado, modificando de este modo la curva de tamano de partlcula ideal. Esto da como resultado una disminucion de la resistencia mecanica, sobre todo antes de la coccion. En el caso de la incorporacion de esta invencion en sistemas existentes con mezcla mecanica, los tiempos de mezcla mecanicos necesarios se reducen a una cuarta parte; esto da como resultado un aumento drastico en los caudales con una reduccion de tensiones mecanicas.
- Uniformidad mejorada de la coloracion al usar diversos colorantes simultaneamente. La nebulizacion de los diversos colorantes en el interior de la camara mezcladora unifica su comportamiento independientemente de las diferentes condiciones flsicas (humedad, tamano de partlcula, densidad aparente, etc.), creando una nube uniforme de una mezcla de colorantes; esto da como resultado una mejora en el tono de coloracion necesario.
La invencion concebida de este modo es susceptible de numerosas modificaciones y variantes, todas dentro del alcance del concepto de la invencion. Ademas, todos los detalles pueden ser sustituidos por elementos tecnicamente equivalentes.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema para la preparation de materiales en polvo de color para la fabrication de baldosas ceramicas, comprendiendo el sistema:
    - una mezcladora (4) constituida por una cubierta superior (6) conectada a la llnea (3) de suministro del material de base y por una camara (5) cillndrica mezcladora;
    - un bastidor vibrador (9) situado entre la cubierta superior y la camara mezcladora, estando conectado el bastidor vibrador de forma estanca a la camara (5) cillndrica mezcladora;
    - un deflector perforado (27) fijado al bastidor vibrador; caracterizado por el hecho de que el sistema comprende ademas
    - un sistema para generar una presion de vaclo funcional en la cubierta superior (6);
    - un sistema de inyeccion del colorante en la base de la camara mezcladora (5).
  2. 2. Sistema segun la reivindicacion 1, en el que en el interior de la cubierta superior esta situado un dispositivo pulverizador (24) del material de base que comprende:
    - una cubierta telescopica (25) ajustable en altura, introducida en la llnea de suministro, con forma conica en la parte situada fuera de la llnea (3) de suministro, y
    - placas separadoras (26) fijadas a un bastidor vibrador (9).
  3. 3. Sistema segun la reivindicacion 1, en el que en el interior de la cubierta superior esta situado un dispositivo pulverizador (24) del material de base que comprende:
    - una cubierta (25) telescopica perforada ajustable en altura introducida en la llnea de suministro, con forma conica en la parte situada fuera de la llnea (3) de suministro, y
    - un tubo (31) cillndrico con ranuras fijado en la parte superior de la cubierta conica (25) e introducido parcialmente en la llnea (3) de suministro y que forma parcialmente, a traves de las ranuras, un primer distribuidor del material de base procedente de la llnea (3) en la superficie conica perforada de la cubierta telescopica (25).
  4. 4. Sistema segun la reivindicacion 1, en el que el deflector perforado (27) fijado al bastidor vibrador tiene en la parte inferior una placa transportadora (30) integral con el bastidor vibrador.
  5. 5. Sistema segun las reivindicaciones 1-4, en el que un tubo (17) de inyeccion de aire ionizado esta conectado a la llnea (3) de suministro corriente arriba con respecto a la conexion en la parte superior de la cubierta superior (6).
  6. 6. Sistema segun las reivindicaciones 1-5, en el que un inyector (23) de aire ionizado esta situado en la llnea (12) para su conexion entre la baterla de dispositivos (11) de dosificacion para cargar:
    - el material colorante y la base de la mezcladora; o
    - el material colorante y la base de la mezcladora y sistemas de carga electrostatica estan situados en dicho tubo.
  7. 7. Sistema segun la reivindicacion 1-6, en el que un conmutador (18) de presion esta situado en la camara superior para ajustar la presion de vaclo aplicada en la cubierta (6) por un ciclon (20) de suction a traves de una valvula (21) de succion volumetrica de tipo proporcional; preferiblemente, desde el ciclon (20) de succion se extiende un tubo (22) de recirculation del material de base de pequeno tamano y aditivo colorante conectado a la llnea de suministro desde el cilindro mezclador.
  8. 8. Sistema segun las reivindicaciones 1-4, que comprende ademas un cono (22) de descarga, formado preferiblemente por un cono (22') y un cono inverso (22''), un contrapeso de cierre y un cillndrico neumatico (36) asociado a una abertura discontinua.
  9. 9. Sistema segun la reivindicacion 1-4, en el que una llnea 12 para la incorporation del aditivo colorante esta dotada de un inyector (34) con una boquilla conica (35) que tiene un perfil aerodinamico con ranuras radiales con forma espiral.
  10. 10. Sistema segun las reivindicaciones 1-9, en el que el sistema (20) de ciclon esta formado por un ciclon (2) y por un extractor (33) y por llneas (19, 37, 32, 38) y valvulas (V1A, V1B, V2A, V2B) que permiten mediante la apertura y el cierre de dichas valvulas de recirculacion la evacuation y la limpieza de los polvos finos de material de base pigmentado.
  11. 11. Metodo para la preparacion de materiales de color en polvo para la fabricacion de baldosas ceramicas usando el
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    sistema de la reivindicacion 1, en el que:
    - se suministra de manera uniforme material ceramico atomizado y/o granulado con un tamano de partlcula uniforme en una camara (6) a presion de vaclo con respecto a la camara mezcladora (5) en conexion con dicha camara a traves de un deflector (27) perforado vibrador;
    - se inyectan desde la base de la camara mezcladora las partlculas de colorante;
    - se forma una pulverization de material ceramico atomizado y/o granulado en el interior de la camara mezcladora (5), que cae por gravedad;
    - se mezcla el material ceramico en granulos con la corriente ascendente de polvo de partlculas de colorante.
  12. 12. Metodo segun la reivindicacion 11, en el que se suministra aire ionizado a la llnea (1) de suministro del material ceramico granulado corriente arriba con respecto a la conexion en la parte superior de la cubierta superior (6).
  13. 13. Metodo segun la reivindicacion 11 y/o 12, en el que se inyecta aire ionizado con el material colorante en la llnea (12) para su conexion entre la baterla de dispositivos (11) de dosificacion para cargar el material colorante y la base de la mezcladora (7); preferiblemente
    la presion establecida en la cubierta (6) se ajusta a traves de un conmutador (18) de presion en la camara superior y a traves de una valvula (21) de suction volumetrica de tipo proporcional para ajustar el flujo de suction desde un ciclon (20) de succion; preferiblemente, la temperatura funcional en la mezcladora varla entre 20 y 40° C y la presion de vaclo medida en el conmutador (18) de presion varla de -5 a -20 mm H2O.
  14. 14. Metodo segun la reivindicacion 11, en el que:
    - el aditivo colorante se mezcla con un aditivo que puede cargarse electrostaticamente y las cargas latentes del aditivo colorante se activan mediante la action de un campo electrostatico antes de la inyeccion, y las cargas electrostaticas del material de base se neutralizan mediante la accion de aire ionizado inyectado en la llnea de suministro; o
    - un adhesivo especlfico del aditivo colorante se anade en el material de base, estando constituido preferiblemente el material de base por arenas o trocitos de vidrio.
  15. 15. Metodo segun la reivindicacion 11, en el que el material de base comprende polvo ceramico atomizado que tiene:
    un tamano de partlcula promedio > 0,600 mm = 17 - 26%, > 0,425 mm = 35 - 45%, > 0,300 mm = 13 - 25 %, > 0,250 mm = 6 - 13 %, > 0,180 mm = 5 - 12 %, > 0,125 mm = 3 - 12 %, > 0,060 mm = 0 - 6%, < 0,060 mm = 0 - 1
    %;
    - un contenido de humedad promedio del 4,5 - 6,5 %;
    - una densidad aparente promedio de 0,90 - 0,99 kg/dm3,
    - una fluidez promedio de 14" con una copa Ford sin punta;
    teniendo preferiblemente el aditivo colorante un tamano de partlcula promedio de 4 - 10 pm, un tamano de partlcula maximo de 45 pm, un contenido de humedad promedio del 0,1 al 0,7 % y una densidad aparente promedio de 0,450 a 0,910 kg/dm3.
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