ITMO20090115A1 - Metodo ed impianto di decoro per piastrelle e lastre ceramiche - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

L'invenzione riguarda un procedimento di decoro ed un apparato di decoro, adatti per decorare piastrelle e lastre ceramiche allo stato crudo con materiali in polvere che hanno umidità prestabilita compresa tra il 2% e l'8%.

Stato della Tecnica

Attualmente, per realizzare piastrelle e lastre ceramiche allo stato crudo e dotate di decori sulle superfici a vista, vengono impiegati procedimenti che prevedono una fase di riempimento di uno o più stampi con materiale ceramico in polvere, che à ̈ destinato a costituire il corpo della piastrella ed allo stato definito secco, cioà ̈ contenente una bassa percentuale di umidità, generalmente minore del 10%.

Successivamente la polvere secca posta nello stampo viene pressata una prima volta per renderla coesa e formare il corpo della piastrella o della lastra allo stato crudo.

Dopo questa prima pressatura, sulla superficie a vista della piastrella o della lastra formata, ma ancora contenuta nello stampo, viene distribuito uno strato di un secondo materiale colorato ed anch'esso in polvere che à ̈ destinato a formare il decoro.

Infine, la piastrella o la lastra così preparata viene sottoposta ad una seconda pressatura finale con grande forza, dell'ordine di 350-450 Kg/cm<2>per far aderire lo strato di materiale colorato alla superficie della piastrella o della lastra sottostante che, dopo questa seconda pressatura, viene inviata alla cottura per la stabilizzazione definitiva.

Lo strato del secondo materiale viene depositato sulla piastrella o sulla lastra in vari modi, ad esempio inserendo a valle della stazione di prima pressatura una serie di macchine che erogano a caduta il secondo materiale colorato in polvere sulle piastrelle o sulle lastre formate negli stampi.

Queste macchine possono anche essere dotate di meccanismi che modificano la distribuzione e la caduta del secondo materiale, in modo tale da ottenere una distribuzione sulle sottostanti superfici delle piastrelle o delle lastre che sia diversa per ciascuna dì queste .

Secondo un altro metodo sostanzialmente simile al precedente, la pressa iniziale à ̈ sostituita da un nastro trasportatore che ha due rami affacciati e sovrapposti tra loro e tra i quali viene caricato lo strato di base che forma la piastrella o la lastra ed il secondo strato che à ̈ destinato a formare il decoro.

I due rami sono convergenti tra di loro e, pertanto, durante l'avanzamento comprimono in modo continuo entrambi, a mano a mano che questi vengono erogati, generando una forza di pressatura crescente secondo la direzione di movimento dei rami affacciati del trasportatore .

Questo stato della tecnica presenta un inconveniente che à ̈ la impossibilità di realizzare decori a disegno dotati di contorni definiti e nitidi, come, ad esempio, i disegni geometrici.

Infatti, i decori che si possono realizzare con i metodi noti descritti in precedenza, hanno tutti contorni indefiniti che riproducono venature con andamento casuale oppure macchie con contorni sfumati.

Un altro inconveniente à ̈ che tra le presse ed i materiali in polvere da pressare caricati negli stampi si generano cuscini di aria che, durante la pressatura, cioà ̈ durante l'accoppiamento tra il tampone della pressa e la cavità-matrice dello stampo, fanno spostare i materiali in polvere da pressare già depositati all'interno degli stampi, modificando gli andamenti prestabiliti dei decori da realizzare.

Un ulteriore inconveniente à ̈ che i materiali in eccesso che vengono espulsi durante le fasi di pressatura, non sono più recuperabili, poiché sono mescolati con i materiali che formano il corpo della piastrella o della lastra e, pertanto, devono essere raccolti e smaltiti, creando un aumento dei costi di produzione .

Compito tecnico dell'invenzione à ̈ migliorare lo stato della tecnica.

Uno scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un metodo di decoro ed un impianto di decoro adatti per decorare piastrelle e lastre ceramiche che permettano di realizzare decori secondo disegni che hanno contorni definiti, come, ad esempi, i disegni geometrici.

Un altro scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un metodo di decoro ed un impianto di decoro adatti per decorare piastrelle e lastre ceramiche che permettano di utilizzare materiali in polvere che hanno granulometrie e densità differenti tra loro, come, ad esempio, materiali in polvere atomizzata.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un metodo di decoro ed un impianto di decoro adatti per decorare piastrelle e lastre ceramiche che permettano di recuperare i materiali di decoro che non fanno parte del decoro finale e introdurli nuovamente nel ciclo di produzione, eliminando gli scarti.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un metodo di decoro ed un impianto di decoro adatti per decorare piastrelle e lastre ceramiche che permettano di eliminare automaticamente i cuscini di aria che si generano tra le superfici dei manufatti da decorare e gli organi dì decoro durante le fasi di compattazione e di pressatura .

Secondo un aspetto dell'invenzione à ̈ previsto un procedimento di decoro comprendente le fasi di: caricare in uno stampo/matrice un primo strato di materiale ceramico in polvere; compattare detto primo strato con una forza di compattazione ottenendo in detto stampo/matrice un primo strato compattato e coeso; applicare su detto primo strato compattato e coeso un secondo strato di materiale di decoro in polvere, caratterizzato dal fatto che dopo detto applicare à ̈ previsto: premere zone di detto secondo strato con mezzi di pressione che hanno una superficie di pressione comprendente una matrice di decoro in alto/basso rilievo, ottenendo zone di detto secondo strato di decoro premute in detto primo strato per una profondità prestabilita; asportare da detto primo strato compattato e coeso porzioni di detto secondo strato di decoro esterne a dette zone premute in detto primo strato.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione à ̈ previsto un apparato di decoro comprendente: mezzi a stampo/matrice cavi; mezzi di caricamento per caricare un primo strato di materiale ceramico in polvere in detti mezzi a stampo/matrice cavi; un primo gruppo di compattazione ad una pressione ridotta di compattazione di detto primo strato in detti mezzi a stampo/matrice cavi; secondi mezzi di caricamento per caricare almeno un secondo strato di materiale ceramico in polvere su detto primo strato; un secondo gruppo di pressione di almeno detti primo strato e secondo strato ad una pressione elevata maggiore di detta pressione di compattazione, caratterizzato dal fatto che comprende: mezzi di decoro a pressione dotati di matrici in rilievo, sistemati a valle di detti secondi mezzi di carico e predisposti per spingere con dette matrici in rilievo corrispondenti zone di detto secondo strato all'interno di detto primo strato per una profondità prestabilita; mezzi di rimozione di detto secondo strato esterni a dette corrispondenti zone.

Il procedimento di decoro e l'apparato di decoro consentono pertanto di:

- decorare manufatti ceramici, particolarmente piastrelle e lastre ceramiche, con disegni geometrici che hanno contorni ben definiti e nitidi;

- recuperare i materiali di decoro in eccesso, realizzando un sensibile risparmio nei costi di produzione;

- mantenere inalterati i contorni dei disegni durante le fasi di compattazione e pressatura;

- realizzare piastrelle ceramiche che hanno i decori penetrati nei corpi di base e che possono sopportare scalfitture senza interrompere la continuità dei decori.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di realizzazione di un apparato di decoro illustrato a titolo indicativo, e non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

Figura 1 Ã ̈ una vista schematica laterale di un apparato di decoro secondo l'invenzione;

Figure da 2A a 2H mostrano in modo molto schematico le fasi del procedimento di decoro secondo 1'invenzione;

Figura 3 Ã ̈ una vista interrotta ed in scala fortemente ingrandita di un particolare contenuto nel cerchio visibile nella Figura 2D;

Figura 4 Ã ̈ una vista schematica interrotta di una seconda versione attuativa dell'apparato di decoro secondo l'invenzione.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito

Con particolare riferimento alla Figura 1, con 1 Ã ̈ indicata una stazione di caricamento in uno stampo 10 di un primo materiale ceramico 11 destinato a costituire il corpo di una piastrella o di una lastra.

Con 2 à ̈ indicata una seconda stazione dì compattamento nella quale il primo materiale ceramico 11 viene compattato all'interno della cavità di uno stampo o matrice 10 per renderlo coeso, per mezzo di un gruppo pressore 12 che agisce con una forza di pressione limitata.

Nella seconda stazione 2 à ̈ anche previsto un elemento che à ̈ destinato a rimuovere eventuali eccessi del primo materiale in polvere e che comprende, normalmente, un aspiratore 13.

Subito dopo la seconda stazione 2 Ã ̈ prevista una terza stazione 3 di alimentazione di un secondo materiale di decoro 14, anche questo in polvere, che viene depositato sul primo materiale in polvere 11 precedentemente compattato.

Con 4 à ̈ indicata una quarta stazione di compattamento del secondo materiale di decoro 14 nella quale à ̈ operativo un gruppo di pressione di compattamento e/o di decoro 15 che ha una superficie di compattamento 15A che à ̈ dotata di una matrice che può essere ottenuta sia in bassorilievo sia in altorilievo, come verrà meglio descritto più avanti, e che à ̈ indicata con 15B.

Anche in questa quarta stazione 4 à ̈ previsto il montaggio dell'aspiratore 13 che à ̈ destinato a rimuovere i quantitativi in eccesso del secondo materiale ceramico 14 dopo la fase di compattamento.

Nella forma di realizzazione dell'apparato di decoro 100 secondo l'invenzione, a valle della quarta stazione 4 sono illustrate ulteriori stazioni 5, 6 e 7, 8 che sono sostanzialmente uguali alle precedenti terza stazione 3 e quarta stazione 4 e che permettono di depositare ulteriori strati di materiale di decoro in polvere oltre al secondo materiale di decoro 14, per ottenere un disegno che ha contorni definiti e che comprende porzioni policrome che lo compongono.

Infine, à ̈ prevista una stazione finale 9 di pressatura che viene eseguita con un punzone 9A che utilizza una forza di grande intensità, dell'ordine di 300-500 Kg/cm<2>, per rendere coesi e compattati tra loro i vari strati di materiali ceramici in polvere, sia di base 11, sia di decoro 14, 14A, 14B.

Si deve segnalare che nella forma di realizzazione dell'apparato di decoro illustrato nella Figura 1, nelle varie stazioni di compattamento indicate nella Figura 1 con i riferimenti numerici 4, 6, 8, le forze di compattamento aumentano progressivamente di intensità, per ottenere una coesione tra uno strato successivo ed il precedente compattato con una forza minore.

Va anche segnalato che la persona esperta del campo ceramico, può prevedere con facilità che le fasi di compattamento e di pressatura del procedimento di decoro secondo l'invenzione possano essere realizzate con gruppi di compattamento e di pressatura che agiscono dall'alto verso il basso oppure, al contrario, dal basso verso l'alto; in questo caso, i fondi degli stampi o delle matrici 10 sono completamente aperti e chiudibili con rispettivi gruppi di compattamento e di pressatura che nella Figura 1 sono indicati in modo schematico con 112, 115 e 109.

Con riferimento alle Figure da 2A fino a 2H si nota che secondo il procedimento di decoro dell'invenzione uno stampo o matrice 10 viene caricato, in una prima fase visibile nella Figura 2A, con un primo materiale ceramico in polvere 11 fino ad uno spessore prestabilito "S" e destinato a formare il corpo di base di una piastrella o di una lastra ceramica.

Successivamente, in una seconda fase visibile nella Figura 2B, questo strato "S" viene compattato con il gruppo pressore 12 che agisce con una forza di compattamento che ha un valore prestabilito e limitato, ma sufficiente per rendere coeso lo strato "S" di primo materiale ceramico 11, compattandolo fino ad uno spessore "Si" minore di "S".

In una fase successiva del procedimento di decoro, visibile nella Figura 2C, sullo strato di spessore "Si" viene depositato un secondo strato di un secondo materiale ceramico di decoro 14, ad esempio per mezzo dì una tramoggia 20, oppure di un altro dispositivo noto alla persona esperta del campo ceramico, creando un secondo strato che ha spessore prestabilito e indicato nelle Figure con "S2".

Va segnalato che i due materiali ceramici che formano i due strati che hanno spessori "SI" ed "S2" possono avere la stessa granulometria oppure una granulometria diversa tra di loro; in ogni caso, entrambi i materiali 11 e 14 sono considerati materiali in polvere secchi, cioà ̈ che contengono una percentuale di umidità compresa tra il 2% e l'8%.

In una fase successiva, visibile nella Figura 2D, il gruppo di pressione di compattamento o decoro 15 penetra all'<’>interno dello stampo o matrice 10 ed ì rilievi della matrice 15B premono progressivamente su corrispondenti zone del secondo strato che ha spessore "S2" del secondo materiale ceramico 14, facendo penetrare solo queste all'interno dello strato del primo materiale ceramico di spessore "SI", mentre quelle che non sono premute dai rilievi della matrice restano appoggiate sulla superficie superiore dello strato di spessore "SI" del primo materiale ceramico 11.

E' importante notare, con riferimento alla Figura 3, che ì rilievi della matrice 15B hanno una altezza "hi" che à ̈ di poco superiore allo spessore "S2" del secondo strato 14.

Questa caratteristica à ̈ richiesta per poter regolare la corsa del punzone, indicato con 115, del gruppo di pressione di compattamento o decoro 15 affinché questa sia limitata e sostanzialmente coincidente con l'altezza dello spessore "S2" del secondo strato 14, per ottenere che solo i rilievi della matrice 15B penetrino in una parte superiore dello spessore "SI" del primo strato 11 insieme alle zone premute del secondo strato 14, mentre tutta la rimanente superficie di compattamento della matrice 15B resta leggermente sollevata dalla superficie superiore primo strato 11, come si può vedere nella Figura 3.

Come riferimento alle Figure 2D e 2E à ̈ anche previsto che il tampone 115 sia attraversato da una serie di canali passanti 21, indicati con linee tratteggiate, che hanno diametri ridotti e che collegano in continuo la cavità interna 110 dello stampo 10 con l'esterno durante l'accoppiamento tra il tampone 115 e lo stampo 10 nella fase di compattamento e l'avvicinamento della superficie di compattamento 15A alla superficie superiore o del primo materiale ceramico 11 o del secondo materiale ceramico 14. Attraverso questi canali 21 l'aria che forma il cuscino che si genera e che si interpone tra la superficie di compattamento ISA e la superficie superiore del secondo strato 14 viene scaricata automaticamente all'esterno della cavità 110.

Nella Figura 2E si nota che il gruppo di compattamento 15 à ̈ stato sollevato dallo stampo o matrice 10 e che alcune porzioni, indicate con il numero di riferimento 114, del secondo strato 14 poste in corrispondenza dei rilievi 15B della matrice 15 sono state spinte all'interno del primo strato 11 per una quota uguale allo spessore "S2" del secondo strato 14, mentre altre restanti porzioni, indicate con il riferimento numerico 214, sono rimaste appoggiate sulla superficie del primo strato 11, cioà ̈ esterne a quest'ultimo.

Queste restanti porzioni 214 sono in esubero e, come si vede nella Figura 2D, vengono rimosse per mezzo dell'aspiratore 13: in questo modo, la superficie superiore ritorna ad essere piana ed all'interno del primo strato 11 del primo materiale ceramico sono inglobate le porzioni 114 premute dalla matrice 15 ed i cui contorni sono definiti rispetto a quelli del primo strato 11 che li circonda.

Con riferimento alle Figure 2G e 2H si nota che vengono ripetute le prime due fasi operative illustrate dalla Figura 2C in poi per applicare un ulteriore strato 18 di un terzo materiale ceramico in polvere per decoro che, come il precedente, viene successivamente inglobato per mezzo dei rilievi della matrice 15A ad esempio nelle zone, oppure in parte delle zone rimaste scoperte dalle porzioni 114, in modo da comporre le parti di un disegno policromo e che ha contorni ben definiti.

Con riferimento alla Figura 4 si nota che una catena di stampi 10 o matrici à ̈ stata ottenuta collegandoli tra loro con mezzi di collegamento 40.

Inoltre, la catena di stampi o matrici 10 Ã ̈ stata dotata di organi si scorrimento, ad esempio ruote o rullini 41, per scorrere su un piano di scorrimento 42 sostanzialmente orizzontale in modo tale che, complessivamente, Ã ̈ stata ottenuta una linea di realizzazione e decoro 100 per piastrelle ceramiche con materiali ceramici in polvere.

Secondo un senso possibile di avanzamento indicato con la freccia "A" si nota che le fasi di realizzazione delle piastrelle e di decoro di queste ultime avvengono in successione e secondo quanto descritto in precedenza.

La differenza che si riscontra in questa versione dell'apparato di decoro à ̈ che la matrice ISA à ̈ stata realizzata in forma di un nastro ad anello 43 e chiuso su organi motori e di rinvio, indicati schematicamente con pulegge 42; la matrice à ̈ ora indicata complessivamente con il riferimento numerico 115A.

Sulla superficie esterna del nastro ad anello 43 sono ricavati dei rilievi che formano serie di disegni prestabiliti, normalmente diversi tra loro, che sono distribuiti in sezioni consecutive Kl, K2, K3, K4, K5.

Un tratto del nastro 43, in questo caso il tratto inferiore 143 rivolto verso gli stampi 10, à ̈ mantenuto rettilineo ed ha dimensioni sostanzialmente coincidenti con quelle della cavità 110 di ciascuno stampo 10 in modo tale da poter essere introdotta, oppure estratta in questa quando la matrice 115A viene abbassata o rialzata, come indicato dalla doppia freccia "B".

Un utente può, prima di abbassare la matrice 115A all'interno della cavità 110, selezionare il decoro da realizzare sulla superficie di un secondo strato 14 premendo porzioni di queste all'interno del primo strato

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Procedimento dì decoro per decorare piastrelle e lastre ceramiche (P) comprendente le fasi di: i) caricare in uno stampo/matrice (10) un primo strato (11) di materiale ceramico in polvere; ii) compattare detto primo strato (11) con una forza di compattazione ottenendo in detto stampo/matrice (10) un primo strato (11) compattato e coeso; iii) applicare su detto primo strato (11) compattato e coeso un secondo strato (14) di materiale di decoro in polvere, caratterizzato dal fatto che dopo detto applicare à ̈ previsto: iv) premere porzioni (114) di detto secondo strato (14) con mezzi di pressione (15) che hanno una superficie di pressione (15A) comprendente una matrice di decoro (15B) in alto/basso rilievo, ottenendo porzioni (114) di detto secondo strato (14) di decoro premute in detto primo strato (11) per una profondità prestabilita (S3); v)asportare da detto primo strato (11) compattato e coeso porzioni (214) di detto secondo strato (14) di decoro esterne a dette porzioni premute (114) in detto primo strato (11). 2)Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto asportare comprende aspirare. 3)Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto asportare comprende rasare. 4)Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta matrice di decoro (15B) ha altezza (HI) maggiore di detta profondità prestabilita (S3). 5) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le fasi da iii) a v) sono ripetibili ciclicamente per la applicazione di ulteriori strati (18) di materiale di decoro in polvere almeno su detto primo strato (11). 6) Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui dopo detto asportare à ̈ previsto applicare una pressatura finale con una forza maggiore di detta forza di compattazione. 7) Apparato di decoro per decorare piastrellele lastre ceramiche (P) comprendente: - mezzi a stampo/matrice cavi (10); - mezzi di caricamento (1) per caricare un primo strato (11) di materiale ceramico in polvere in detti mezzi a stampo/matrice cavi (10); - un gruppo di compattazione (12) ad una pressione ridotta di compattazione di detto primo strato (11) in detti mezzi a stampo/matrice cavi (10); - secondi mezzi dì caricamento (3) per caricare almeno un secondo strato (14) dì materiale ceramico di decoro in polvere su detto primo strato (11); - un gruppo di pressione (4) di almeno detti primo strato (11) e secondo strato (14) ad una pressione elevata maggiore di detta pressione di compattazione, caratterizzato dal fatto che comprende: - mezzi di decoro (15) dotati di matrici (15B) in rilievo, sistemati a valle di detti secondi mezzi di caricamento (3) e predisposti per spingere con dette matrici (15B) corrispondenti porzioni (114) di detto secondo strato (14) all'interno di detto primo strato {11) per una profondità prestabilita (S3); - mezzi di rimozione (13) di porzioni (214) di detto secondo strato (14) esterne a dette corrispondenti porzioni (114). 8) Apparato secondo la rivendicazione 7, in cui detto primo strato (11) di materiale ceramico comprende un primo materiale ceramico di base in polvere per formare il corpo di una piastrella/lastra (P) e detto secondo materiale ceramico comprende un secondo strato (14) di materiale ceramico in polvere per formare un decoro con contorni definiti. 9)Apparato secondo la rivendicazione 7 oppure 8, in cui dette matrici (15B) in rilievo presentano una altezza (HI) leggermente maggiore di uno spessore (S2) di detto secondo strato (14) di materiale ceramico in polvere di decoro. 10) Apparato secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi a stampo comprendono una pluralità di stampi/matrici (10) agganciati in successione tra loro ottenendo una fila di stampi/matrici (10) ciascuno dei quali à ̈ allineabile passo-passo contemporaneamente agli altri rispettivamente a detti primi mezzi di caricamento (1), a detto gruppo di compattazione (12), a detti secondi mezzi di caricamento (3), a detti mezzi di decoro (15), a detto gruppo di pressione (4).