CN112512767B - 用于陶瓷产品的整体装饰的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷产品的整体装饰的方法，该方法包括以下步骤：在支撑表面(2)上彼此叠置地铺设颗粒或粉末材料层(L)和装饰层(3)；将层(L)从支撑表面(2)转移到积聚带(T1)，该积聚带与支撑表面(2)连续并对准，该积聚带位于比支撑表面(2)低的高度处，其中，该积聚带(T1)以与支撑表面(2)的前进速度不同的速度前进移动，从而产生层(L)的厚度和纵向延伸的变化；压制该层(L)和该装饰层(3)。

Description

用于陶瓷产品的整体装饰的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于陶瓷产品的整体装饰(mass decoration)的装置和方法。
特别地，本发明涉及装饰瓷砖或彩色瓷砖的生产。
背景技术
在瓷砖的生产中，装饰只应用于瓷砖的表面部分，使用的是陶瓷油墨，通常用喷墨打印头以小料滴的形式转移。用本技术沉积的量不能使油墨，并因此不能复制图像，以转移到陶瓷产品的结构中；相反，装饰仅在非常有限厚度的瓷砖表面上存在。为了弥补这一缺点，一些技术使得能够借助于用于生产瓷砖本身的着色颗粒材料在瓷砖的整体范围内获得着色。以这种方式，有可能获得具有穿过瓷砖内部的彩色纹理的瓷砖。然而，这些技术既不能保证可重复性，也不能保证获得可与天然石材(如大理石)的杂色和随机内部结构相比的产品所需的精度。目前生产和销售的瓷砖具有整体着色，即延伸到瓷砖本身的整个厚度和整个体积的着色。
为了整体着色瓷砖的生产，目前已知使用颗粒或粉末材料；在生产过程中，它们通常呈雾化形式着色。雾化材料以层的形式铺设，随后根据已知的程序进行压制和烧制，以获得瓷砖。然后，瓷砖可经历进一步的着色或表面装饰步骤。
生产彩色雾化材料的过程基本上需要在已知类型的磨机内研磨原材料。这种磨机产生所谓的浆料，即在磨机自身内部混合并研磨的陶瓷材料的水悬浮液。必要的着色剂在被送入雾化器之前与浆料混合。本质上，将浆料送入雾化器的管道配备有着色剂供给装置。
雾化器因此供应有着色浆料。这意味着每次更换颜色时，均必须非常彻底地清洁整个雾化器，以避免可能导致获得的颜色偏离预期结果的污染。
此外，在离开雾化器时，必须将不同颜色的雾化材料彼此分开存储，通常每种均存储在其自己的专用料仓中。这导致占用大量空间来储存雾化材料，并使整个工厂的物流变得相当复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置和方法，其能够在瓷砖的厚度内进行装饰，即产生延伸穿过瓷砖的整个厚度和整个体积的装饰。
本发明提供的另一个优点是，它使得生产雾化材料的系统大大简化。
附图说明
从本发明的一个实施例的以下详细描述中，本发明的附加特征和优点将变得更加显而易见，在附图中以非限制性示例的方式示出了本发明，附图中：
-图1示出了根据本发明的装置的示意图；
-图2示意性地示出了通过应用该方法的可能实施例而获得的产品；
-图3示意性地示出了剖面II-II中的图2的产品；
-图4示出了根据本发明的方法的可能步骤中图1的放大图IV；
-图5示出了根据本发明的方法的实施例的示意性平面图。
具体实施方式
根据本发明的方法特别涉及瓷砖的生产。
该方法与其他步骤一起包括在基本水平的支撑表面(2)上铺设颗粒状粉末材料层(L)。该层(L)例如是雾化陶瓷材料层。层(L)可通过本领域技术人员已知类型的分配器装置(21)来铺设。例如，分配器(21)包括料斗或另一个设有下部开口的排放装置，颗粒或粉末材料可通过该开口沉积在下方的支撑表面(2)上。
提供马达装置以在支撑表面(2)和分配器装置(21)之间至少沿主方向(X)产生相对运动。这使得颗粒或粉末材料能够以层(L)的形式沉积。在本领域技术人员的掌握范围内的各种解决方案都是可能的。例如，能以滑动运动来致动支撑表面(2)或仅致动分配器(21)，或者也可以不同的速度来移动两者。可能的解决方案没有详细表示，因为它们是本领域技术人员已知的。在下面的描述中，将参考一种优选的解决方案，其中，支撑表面(2)可沿前进方向(X)移动。
根据本发明的方法包括在支撑表面(2)上彼此重叠地铺设颗粒或粉末材料层(L)和装饰层(3)。装饰层(3)可铺设在支撑表面(2)上，随后被层(L)覆盖，或者可在层(L)铺设之后将装饰层(3)施加在层(L)上在支撑表面(2)上。还可在支撑表面(2)上铺设下装饰层(3)，在下装饰层(3)上铺设层(L)，然后在层(L)上施加装饰层(3)。
在该方法的可能的实施例中，装饰层(3)是干燥的，即由颗粒或粉末材料制成。在这种情况下，装饰层(3)的施加借助于分配装置(4)进行，该分配装置构造成能够控制由颗粒或粉末材料形成的装饰层的沉积，例如雾化陶瓷材料或着色氧化物或陶瓷颜料。分配装置(4)可为数控类型的。公开EP1986830、EP2897773、EP2898374中描述了适于在层(L)上沉积装饰性颗粒或粉末层的分配装置的示例。
在该方法的另一个可能的实施例中，装饰层(3)是湿的，即它包括液体着色材料。在这种情况下，装饰层(3)可借助于数控分配装置(4)来施加。优选地，但非必须地，分配装置(4)被构造成能够在受控位置控制着色剂点状料滴的沉积。例如，分配装置(4)是按需滴落型的，诸如喷墨或阀喷射打印头。
在一个可能的实施例中，分配装置(4)包括一个或多个喷墨杆，每个喷墨杆被配置成施加单一颜色。
所指示的所有装置在本领域中是众所周知的，因此将不进一步详细描述。
液体着色材料例如包括具有陶瓷颜料的油墨或可溶性盐陶瓷油墨或陶瓷釉料，这在瓷砖装饰领域中是众所周知的。通过以液体形式施加装饰层(3)，可对层(L)进行着色或整体装饰。实际上，液体着色剂渗透并扩散到整个层(L)的厚度。
装饰层(3)的施加可通过在分配装置(4)和支撑表面(2)之间产生相对运动来实现。为此，可设置马达装置以使分配装置(4)相对于支撑表面(2)平移。与分配器装置(21)一样，在分配装置(4)的情况下，也可仅平移支撑表面(2)，仅平移分配装置(4)，或者将两个装置的平移结合起来。在一种可能的解决方案中，分配装置(4)可与分配器装置(21)成一体，并且可与分配器(21)一体地移动。
根据本发明的方法包括将层(L)从支撑表面(2)转移到积聚带(T1)的步骤，该积聚带与支撑表面(2)连续并对准，该积聚带位于比支撑表面(2)低的高度处。该积聚带(T1)以与支撑表面(2)的前进速度不同的速度前进移动，从而产生层(L)的厚度和纵向延伸的变化。
在所示的实施例中，积聚带(T1)是连续的并且与支撑表面(2)对准。本质上，积聚带(T1)位于比支撑表面(2)略低的高度处，并且具有位于支撑表面(2)的出口端下方的入口端，使得层(L)可通过经历小的向下下落而从支撑表面(2)传递到积聚带(T1)，如公开WO2017051275中所述。支撑表面(2)和积聚带(T1)的构造和相对位置使得层(L)能够以小的落差从支撑表面(2)通过到积聚带(T1)，这是特别有利的，因为它不会产生装饰层(3)的不受控制的变形，尽管在支撑表面(2)和积聚带(T1)的前进速度不同的情况下会产生均匀的修改。换句话说，换句话说，在支撑表面(2)和积聚带(T1)的前进速度相等的情况下，当装饰层(3)以小的落差从支撑表面(2)传递到积聚带(T1)时，装饰层(3)不会发生变形。
支撑表面(2)和积聚带(T1)均是水平的，在端部区域也是水平的，在端部区域中，支撑表面和积聚带部分重叠，并且层(L)从支撑表面通过到达积聚带。此外，层(L)从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道是直接的，具有小的落差，即不具有可能使装饰层(3)变形的连接滑槽或下降部分。
例如，通过使支撑表面(2)采用高于积聚带(T1)的速度，可增加转移到积聚带(T1)上的层(L)的厚度，从小于较大最终厚度(S2)的初始厚度(S1)开始，并明显减小纵向方向上的延伸，即沿平行于前进方向的方向测量的延伸(图4)。这是因为，从支撑表面(2)到达积聚带(T1)时，形成层(L)的材料随着其变慢而趋向于积聚，从而增加了沉积在积聚带(T1)上的层(L)的厚度，并因此减小了积聚带(T1)上的层(L)的长度。
此外，如果希望获得预定厚度的层以供给到压机，则可在支撑表面(2)上铺设厚度小于预定厚度的层(L)。积聚带(T1)上的层(L)的厚度可通过从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道增加到预定值，积聚带(T1)以比支撑表面(2)更低的前进速度移动。
支撑表面(2)上的层(L)的较小厚度使得装饰层(3)能够穿透层(L)本身的厚度的大部分，直到占据层(L)的整个厚度。例如，有可能产生装饰层(3)，该装饰层再现延伸穿过层(L)的整个厚度的纹理。层(L)的较小厚度可以随后通过积聚带(T1)的较慢速度来弥补，即增加到预定的程度。层(L)厚度的增加不会改变装饰层(3)相对于层(L)厚度的深度。换句话说，在积聚带(T1)上的层(L)以较低的前进速度通过之后，也维持装饰层(3)或其一部分延伸穿过传送表面(2)上的层(L)的整个厚度的状态。这使得在层(L)的最终厚度相对较高的情况下，也可以产生延伸穿过层(L)的整个厚度的装饰。
在支撑表面(2)和积聚带(T1)以相同的前进速度运动的情况下，层(L)在从一个到另一个的通道中不会改变其厚度。并且，显然地，在积聚带(T1)以比支撑表面(2)的前进速度更高的前进速度移动的情况下，层(L)将在从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道中减小其厚度。
如果支撑表面(2)和积聚带(T1)的前进速度不同，则装饰层(3)将在层(L)从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道中改变。换句话说，装饰层(3)具有在其铺设到支撑表面(2)上之后获得的初始构型，以及在从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道之后确定的最终构型。如果支撑表面(2)具有比积聚带(T1)更高的前进速度，则装饰层(3)将沿与前进方向平行的方向缩短。
因此，装饰层(3)被配置并施加有沿前进方向测量的初始纵向延伸，该初始纵向延伸不同于预期的最终纵向延伸，以便补偿由于支撑表面(2)和积聚带(T1)的不同前进速度而引起的层(L)的纵向延伸的变化。
换句话说，装饰层(3)借助于分配装置(4)进行铺设，这要考虑到将在层(L)从支撑表面(2)到积聚带(T1)的通道中确定的变化。例如，在传送表面(2)以比积聚带(T1)更高的速度前进的情况下，必须对装饰层(3)进行构造并施加沿前进方向测量的初始延伸量，即大于预期的最终延伸量。例如，在针对装饰层(3)预期的最终构型是圆形的情况下，装饰层(3)以初始椭圆形构型铺设在层(L)上，其中平行于层(L)前进方向的主要轴线的长度大于预期的最终圆形构型的直径(图5)。
装饰层(3)的构型适应支撑表面(2)和积聚带(T1)之间的速度差可通过控制分配装置(4)来实现。特别是在数控分配装置(4)的情况下，装饰层(3)的构型可通过带有处理算法的控制模块来适配，一旦为装饰层(3)预期的最终构型和支撑表面(2)和积聚带(T1)之间的速度差已知，该处理算法在支撑表面(2)上铺设的步骤期间修改装饰层(3)的初始纵向延伸，相对于预期的最终纵向延伸量，分别在支撑表面(2)的前进速度高于或低于积聚带(T1)的前进速度的情况下，增加或减少该最终纵向延伸量。
借助于分配装置(4)，装饰层(3)可被均匀地和不均匀地施加。均匀地施加它可在整个施加表面上获得均匀的颜色层。不均匀地施加装饰层(3)使得能够再现预先建立的图案或花纹，也可使用不同的颜色。
例如，通过使用干燥形式的陶瓷颜料或着色氧化物来施加装饰层(3)，可获得层(L)的整体着色。首先在支撑表面(2)上，然后在层(L)上均匀施加的干陶瓷着色剂均匀分布在层(L)的粒状材料周围，在该层的整个厚度上着色。在施加装饰层中的一个或多个之后，在将所述层(L)从支撑表面(2)转移到积聚带(T1)之后，层(L)经历压制步骤。继而在压制步骤之后是瓷砖生产过程的常规步骤，其包括例如将层(L)修整和/或分割成较小尺寸的部分以及烧制层(L)或由此获得的较小尺寸的部分的一个或多个步骤。
还可包括在压制之前控制和调节层(L)的水分的步骤。实际上，层(L)的水分影响可通过压制获得的压实程度，因此控制和调节水分可能是有利的。层(L)的水分的控制和调节可借助于特定的装置(5)例如干燥机来进行。
图1示意性地示出了用于实施根据本发明的方法的装置的可能实施例。
该装置包括支撑表面(2)，在该支撑表面上可铺设层(L)。在所示的实施例中，支撑表面(2)可沿前进方向(X)移动。例如，支撑表面(2)是本领域技术人员已知的马达驱动带的形式。
使用可移动的支撑表面(2)用于：致动相对于分配器(21)的运动，以用于散布层(L)；以及致动相对于分配装置(4)的运动，以用于施加装饰层(3)。在任何情况下，都可能为分配器(21)和/或分配装置(4)提供相应的马达装置，以实现相对于支撑表面(2)的平移。
支撑表面(2)还可用于将层(L)传送到压机(P)。
该装置还包括分配器(21)，配置为将层(L)沉积在支撑表面(2)上。如已提到的，分配器(21)是本领域技术人员已知的装置。例如，分配器(21)可包括料斗或设有下部开口的另一个排放装置，可通过可在打开位置和关闭位置之间移动的阻挡部来控制对下部开口的接近，在打开位置中，分配器允许颗粒或粉末材料向下排放，在关闭位置中，分配器阻挡颗粒或粉末材料，防止其排放。
分配装置(4)可设置在支撑表面(2)上方。如已指出的，分配装置(4)优选地是数控类型的。优选地，但非必须地，分配装置(4)被构造成使得能够在受控位置中控制点状颜料滴的沉积。例如，分配装置(4)是按需滴落型的，诸如喷墨或阀喷射打印头，其被配置为喷射着色剂滴。
上述类型的分配装置(4)提供的优点是可以精确控制转移到层(L)上的墨水或液体着色剂的量，作为均匀的层或整个区域或作为图形装饰。例如，每平方米待着色或待装饰的层(L)的表面积，转移的着色剂的重量可从最小50克到最大1500克。实际上，可数字地控制可沉积在层(L)上的着色剂的量。众所周知，这些印刷装置能够分配许多不同的颜色。所指示的所有装置在本领域中是众所周知的，因此将不作进一步详细描述。还可使用两个或更多个上述类型的分配装置(4)。
根据本发明的装置还可设有加热装置(6)，该加热装置被配置为在施加装饰层(3)之后加热层(L)。在一个可能的实施例中，加热装置(6)可设置在支撑表面(2)的上方，靠近分配装置(4)，例如在分配器(21)和分配装置(4)之间，或者在分配装置(4)的下游。也可在分配装置(4)的两侧设置两个加热装置(6)。加热装置(6)被配置为执行加热层(L)的步骤，该步骤旨在均匀地干燥装饰粉末的整个层(L)。如已指出的，加热装置(6)可包括一个或多个红外灯。
如已指出的，使用与支撑表面(2)不同的积聚带(T1)能够独立于支撑表面(2)的前进速度来调节前进速度。这使得可通过将层(L)从支撑表面(2)转移到积聚带(T1)来调节和/或改变层(L)的厚度。积聚带(T1)的马达装置包括例如扭矩马达，其具有非常均匀的旋转并且能够精确地控制速度。
积聚带(T1)还可具有竖直平移的可能性，以便能够调节支撑表面(2)和积聚带(T1)之间的跳跃高度。改变支撑表面(2)和积聚带(T1)之间的跳跃高度使得改变层(L)的厚度成为可能，并且因此限定了用于控制厚度以及前进速度之间的差异的另一个参数。
积聚带(T1)和支撑表面(2)的前进速度之间的差可设定为包括在1比2和1比200之间的比率。例如，为了在积聚带(T1)上获得30毫米厚的层(L)，积聚带(T1)与支撑表面(2)之间的速度比设定为1至10，使得3毫米厚的层(L)将沉积在支撑表面(2)上。作为进一步的示例，支撑表面(2)的速度可设定为0.8m/s，而积聚带(T1)的速度可设定为0.025m/s。实际上，如果希望在压制之前在积聚带(T1)上获得给定厚度的层(L)，并且支撑表面(2)和积聚带(T1)之间的速度差是已知的，则有必要借助分配器(21)设定要沉积在支撑表面(2)上的材料层(L)的厚度，使得一旦材料层被转移到积聚带(T1)，最终厚度将是期望的厚度。
与支撑表面(2)不同的积聚带(T1)的使用进一步使得用于铺设和装饰该层(L)的操作周期与压制该层(L)的周期脱离。实际上，当一个层(L)通过积聚带(T1)被供给到压机(P)时，后续的层(L)可以在支撑表面(2)上形成和装饰。
压制装置(P)，例如压机，位于分配装置的下游。例如，压制装置(P)是通过公开EP150048在本领域中已知的类型。压制装置包括传送带(T)，该传送带配备有独立于传送表面(2)和积聚带(T1)的马达装置的自身马达装置。
传送带(T)可沿前进方向(X)移动，以便将层(L)传送到压模(P1、P2)。压模沿传送带(T)设置，以便接收由传送带(T)向前输送的层(L)。传送带(T)和设置在传送带(T)上的层(L)均在压机(P)的两个模具之间传输，使得层(L)直接压在传送带(T)上。
积聚带(T1)介于支撑表面(2)和传送带(T)之间。类似地，传送带(T)的高度比积聚带(T1)的高度略低，并且具有位于积聚带(T1)的出口端下方的入口端，使得层(L)可从积聚带(T1)传递到传送带(T)，也经历向下的小的下落。积聚带(T1)和传送带(T)优选在层(L)的转移过程中以相同的速度前进，因此层(L)不会经历显著的变化。
根据本发明的装置可设有位于压机(P)上游的用于控制和调节层(L)的水分的装置(5)。所述装置(5)可为干燥器的形式。对层(L)的水分的控制和调节使得可改变通过压制获得的层(L)的密度。

Claims (14)

1.一种用于陶瓷产品的整体着色的方法，所述方法包括以下步骤：
在支撑表面(2)上彼此叠置地铺设颗粒或粉末材料层(L)和装饰层(3)；
将所述颗粒或粉末材料层(L)从所述支撑表面(2)转移到积聚带(T1)，所述积聚带与所述支撑表面(2)连续并对准，所述积聚带位于比所述支撑表面(2)低的高度处，其中，所述积聚带(T1)以与所述支撑表面(2)的前进速度不同的速度前进移动，从而产生所述颗粒或粉末材料层(L)的厚度和纵向延伸的变化；
压制所述颗粒或粉末材料层(L)和所述装饰层(3)；
其中，所述装饰层(3)配置并施加有沿前进方向测量的初始纵向延伸，所述初始纵向延伸不同于预期的最终纵向延伸，以便补偿由于所述支撑表面(2)和所述积聚带(T1)的不同前进速度而引起的所述颗粒或粉末材料层(L)的所述纵向延伸的变化；
其中，所述支撑表面(2)和所述积聚带(T1)均是水平的，在端部区域也是水平的，在端部区域中，所述支撑表面和所述积聚带部分重叠，并且所述颗粒或粉末材料层(L)从所述支撑表面通过到达所述积聚带，所述颗粒或粉末材料层(L)从所述支撑表面(2)到所述积聚带(T1)的通道是直接的，具有小的落差，即不具有可能使所述装饰层(3)变形的连接滑槽或下降部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述颗粒或粉末材料层(L)被铺设在所述支撑表面(2)上，并且所述装饰层(3)被施加在所述颗粒或粉末材料层(L)上。
3.根据权利要求1所述的方法，包括在所述支撑表面(2)上施加下装饰层的步骤，其中，所述颗粒或粉末材料层(L)铺设在所述下装饰层上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装饰层(3)的施加借助于数控分配装置(4)来进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述装饰层(3)施加到所述颗粒或粉末材料层(L)上的步骤借助于分配装置(4)并通过在所述分配装置(4)和所述支撑表面(2)之间产生相对运动来执行。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述分配装置(4)和所述支撑表面(2)之间的相对运动借助于所述支撑表面(2)的前进来产生。
7.根据权利要求1所述的方法，包括在压制步骤之前控制和调节所述颗粒或粉末材料层(L)的水分的步骤。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括在压制步骤之后烧制所述颗粒或粉末材料层(L)的步骤。
9.一种用于陶瓷产品的整体装饰的装饰装置，包括：支撑表面(2)；分配器(21)，配置为在所述支撑表面(2)上沉积颗粒或粉末材料层(L)；压制装置(P)，配置为压制所述颗粒或粉末材料层(L)；其特征在于，所述装饰装置包括：分配装置(4)，配置为在所述支撑表面(2)上和/或所述颗粒或粉末材料层(L)上施加颗粒材料或粉末材料的装饰层(3)；积聚带(T1)，所述积聚带与所述支撑表面(2)连续并对准，所述积聚带位于比所述支撑表面(2)低的高度处，其中，所述支撑表面(2)和所述积聚带(T1)设置有独立的马达装置；用于所述分配装置(4)的控制模块，所述控制模块设置有处理算法，所述处理算法配置为相对于预期的最终纵向延伸来改变所述装饰层(3)的初始纵向延伸，以便补偿所述支撑表面(2)和所述积聚带(T1)之间的前进速度的差；其中，所述支撑表面(2)和所述积聚带(T1)均是水平的，在端部区域也是水平的，在端部区域中，所述支撑表面和所述积聚带部分重叠，并且所述颗粒或粉末材料层(L)从所述支撑表面通过到达所述积聚带，所述颗粒或粉末材料层(L)从所述支撑表面(2)到所述积聚带(T1)的通道是直接的，具有小的落差，即不具有可能使所述装饰层(3)变形的连接滑槽或下降部分。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述分配装置(4)是数控的。
11.根据权利要求9所述的装置，包括用于在所述支撑表面(2)和所述分配装置(4)之间至少沿主方向(X)产生相对运动的马达装置。
12.根据权利要求9所述的装置，包括用于在所述支撑表面(2)和所述分配器(21)之间至少沿主方向(X)产生相对运动的马达装置。
13.根据权利要求9所述的装置，包括用于控制和调节所述颗粒或粉末材料层(L)的水分的控制和调节装置(5)。
14.根据权利要求9所述的装置，其中：所述压制装置包括传送带(T)；
所述积聚带(T1)介于所述支撑表面(2)和所述传送带(T)之间；所述传送带(T)位于比所述积聚带(T1)略低的高度处，并且所述传送带具有位于所述积聚带(T1)的出口端下方的入口端，使得所述颗粒或粉末材料层(L)能通过经历小的向下下落而从所述积聚带(T1)传递到所述传送带(T)。
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