ES2713776A1 - Metodo y sistema de produccion de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas - Google Patents

Metodo y sistema de produccion de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un método y un sistema para la producción de tableros, losas o planchas de piedra artificial, con efecto de vetas anchas, los cuales comprenden partículas inorgánicas de diferentes tamaños y aglomerantes endurecidos, y que simulan el aspecto que presentan algunas piedras naturales, así como a los tableros, losas o planchas de piedra artificial obtenidos mediante dicho método y sistema.

Description

DESCRIPCION
Metodo y sistema de production de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas.
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un metodo y un sistema para la production de tableros, losas o planchas de piedra artificial, con efecto de vetas anchas, los cuales comprenden partlculas inorganicas de diferentes tamanos y aglomerantes endurecidos, y que simulan el aspecto que presentan algunas piedras naturales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En construccion y decoracion, es habitual el uso de tableros de piedra natural, tales como por ejemplo tableros de marmol, granito, esteatita o travertinos, debido a sus cualidades tanto esteticas como de gran resistencia.
No obstante, la piedra natural puede ser una materia prima cara y costosa, por las dificultades en su extraction o elaboration, y ciertos tipos tienen una disponibilidad limitada; ademas, tiene limitaciones en cuanto a su colorido, el cual se reduce a los que se encuentran en la naturaleza, y en cuanto a la reducida constancia de los patrones de color, ya que estos se generan de manera aleatoria en la naturaleza. Asimismo, la piedra natural presenta limitaciones en prestaciones como su baja resistencia a la abrasion o a ataques qulmicos (ej. acidos), o su elevada manchabilidad.
Para dar respuesta a esta problematica, es habitual la fabrication industrial de tableros de piedra artificial, los cuales imitan la estetica de los tableros de piedra artificial. En general se obtienen mediante la mezcla de partlculas inorganicas, normalmente de origen lapldeo, de diferentes tamanos, mezcladas con aglutinantes que se pueden endurecer mediante diferentes metodos; dependiendo del aglutinante utilizado, puede ser necesaria la adicion de catalizadores o acelerantes para lograr el endurecimiento, es el caso por ejemplo de determinadas resinas. A dichas mezclas se les pueden anadir tambien aditivos tales como colorantes, en funcion de la estetica final deseada. La proportion en peso de aglutinante en la mezcla suele ser de 5-15 %, y de partlculas inorganicas de 70-95 % con respecto a la mezcla total; debido a estos rangos de composition, la mezcla de partlculas inorganicas y aglutinante antes del endurecimiento adquiere una textura similar a arena humeda, con cierta pegajosidad y con alta tendencia a formar agregados y a apelmazarse. Despues del mezclado y homogeneizacion, la mezcla de particulas y aglutinante liquido (no endurecido) es transportada desde las mezcladoras hasta un distribuidor, el cual descarga la mezcla sobre un molde rectangular. El molde se forma en su base y su tapa por laminas de papel Kraft o elastomero, mientras que los laterales del molde suelen ser un marco de metal o elastomero. Una vez la cantidad de mezcla deseada se ha depositado sobre la base y dentro del marco del molde, la masa se cubre con una tapa (lamina de papel o elastomero) y se transporta a una estacion de prensado a vado con vibracion (vibrocompresion al vado), para compactar y extraer el maximo aire posible de la mezcla, la cual a continuacion se somete al tratamiento que sea necesario para endurecer el aglutinante y obtener un tablero de piedra artificial con suficiente dureza. Por ejemplo, en el caso de que el aglutinante sea una resina, la mezcla compactada es llevada a un horno de curado, donde la resina se endurece a una temperatura que suele variar entre 70-120 °C, normalmente con asistencia del catalizador anadido inicialmente a la mezcla. Despues del curado, la masa endurecida se enfria, se corta y calibra a las dimensiones requeridas, y se pule por al menos una de sus dos superficies mas grandes (normalmente la superficie superior).
No obstante, estos tableros de piedra artificial tienen el inconveniente de que esteticamente puede apreciarse la diferencia con los tableros de piedra natural, resultando con un aspecto artificial. Esto se debe principalmente a que las particulas inorganicas, aun teniendo diferente colorido, se distribuyen de manera mas o menos regular por todo el material, faltando el veteado tipico de materiales tales como por ejemplo el marmol (calacatta, marquina, estatuario), algunos tipos de granito, la esteatita o los travertinos.
Con el objeto de imitar estos patrones de color que se encuentran en las piedras naturales, se han desarrollado diferentes tecnicas de decoracion de los tableros de piedra artificial. Tales tecnicas incluyen la aplicacion de pigmentos o colorantes, solidos o liquidos, en diferentes etapas del proceso, bien en la resina liquida, superficialmente en la capa de mezcla sin endurecer, o en el interior de esa mezcla. Las tecnicas usadas son diversas, e incluyen por ejemplo la proyeccion de pigmento sobre la masa sin curar, en el distribuidor o ya depositada en el molde (ver, por ejemplo, EP1905749 B1 y US20040032044 A1), o la combinacion de estratos de mezclas que incluyen diferente composicion y/o colorantes (ver, por ejemplo, US9186819 B1 o EP2944443 A1).
La creacion de efectos en este tipo de materiales simulando vetas anchas irregulares, particularmente vetas con regiones de una anchura superior a un centimetro de espesor en el producto acabado, y que se extienden a todo el espesor del tablero, del tipo que se encuentran en marmoles naturales, sigue siendo, sin embargo, una tarea dificultosa y costosa. Los metodos en este sentido descritos en el estado de la tecnica requieren trabajar con al menos dos plantillas diferentes, los cuales presentan zonas huecas y ramas o islas entre esas zonas (ver, por ejemplo, WO2016123433 A1 y EP3095768 A1). Ademas de dos plantillas, tambien son necesarios dos distribuidores, y se han de posicionar y retirar de forma sincronizada todos los elementos, lo cual requiere una alta inversion y un gran espacio en las llneas de produccion. La primera plantilla se usa para formar una serie de cavidades o zanjas en una primera mezcla descargada por un distribuidor sobre esa plantilla. Asl, los huecos de la primera plantilla son rellenados por la primera mezcla, y se generan cavidades en correspondencia con las ramas o islas en esa plantilla. Las cavidades o zanjas creadas en la primera mezcla se rellenan despues con una segunda mezcla, de diferente composition y/o coloration, descargada por un segundo distribuidor y a traves de una segunda plantilla. Por ejemplo, en WO2016123433 A1, esta etapa de rellenado de las cavidades se lleva a cabo con una segunda plantilla complementaria con la primera, que dispone de islas en las posiciones donde la primera plantilla disponla de huecos, tapando en estas zonas la primera mezcla, tanto en su superficie superior como lateral, y de huecos donde la primera plantilla disponla de islas, de manera que se puedan rellenar los huecos con la segunda mezcla. Una vez las cavidades han sido rellenadas, se retira la segunda plantilla y la combination de primera y segunda mezclas se cubre con la tapa del molde y se prosigue con las etapas usuales de compactacion, endurecimiento y acabado. Por su parte, en EP3095768A1, la etapa de rellenado de las cavidades se lleva a cabo con una segunda plantilla, en este caso una plantilla plana, que dispone de material en las posiciones donde la primera plantilla disponla de huecos, tapando en estas zonas la superficie de la primera mezcla, y de huecos, coincidentes con las islas de la primera plantilla, de manera que se puedan rellenar los huecos con la segunda mezcla. En ambos casos, la segunda mezcla se distribuye en todo el ancho y largo de la primera plantilla, por lo que solo una parte de la mezcla entra en los huecos presentes en las plantillas, quedando el resto de la mezcla sobre las partes solidas de las plantillas; este material excedente tiene que ser limpiado, generando importantes mermas, o se corre el riesgo de que termine cayendo aleatoriamente sobre zonas de la primera mezcla, contaminandola y creando defectos en los artlculos producidos. Ademas, al descargar la segunda mezcla a traves de la segunda plantilla, en el momento de retirar la segunda plantilla, la primera y segunda mezcla de partlculas inorganicas y aglomerante se entremezclan en los bordes de las cavidades, llevando a una baja definition de las vetas obtenidas, es decir, quedando los bordes de la veta poco definidos, difuminados.
El documento EP3095768A1 describe adicionalmente la formation de vetas finas, aplicando un material de impregnation sobre pequenas cavidades (profundidad 3/10 -4/10 del espesor total de la piedra artificial) creadas con anterioridad en la superficie de la mezcla de partlculas inorganicas y resina, correspondientes a vetas finas, mediante un brazo automatizado provisto con una cabeza de proyeccion en uno de sus extremos. La mezcla de impregnation, para poder ser proyectada sobre las cavidades, debe consistir en un fluido endurecible, el cual no debe comprender ningun tipo de partlculas molidas, o como mucho puede comprender partlculas micronizadas, con un tamano de grano entre 0.1 - 750 micrometros, y nunca mas de 750 micrometros. Despues de que las pequenas cavidades han sido impregnadas, estas se colapsan y cierran, por ejemplo, pasando un rodillo sobre la superficie. Despues de este procedimiento, se procede de la manera habitual para endurecer el aglutinante y obtener un tablero de piedra artificial, solo con vetas finas, o con vetas finas y anchas, donde las vetas anchas se han producido segun lo descrito en el parrafo anterior.
De acuerdo con lo anterior, los metodos del estado de la tecnica para obtener tableros de piedra artificial presentan diversos inconvenientes que interesa solventar, tales como el coste de production por la maquinaria implicada, o los defectos que presenta en muchos casos el material obtenido, debido a la poca definition de las vetas obtenidas, o debido a la contamination de la primera mezcla por las porciones de la segunda mezcla indeseablemente caldas sobre la misma.
Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar un metodo alternativo que permita la obtencion de tableros de piedra artificial de manera eficiente con efecto de vetas anchas, con menores mermas y mejor calidad del producto final, y en general, que no adolezca de los problemas de los metodos conocidos hasta ahora.
RESUMEN DE LA INVENCION
La presente invencion solventa los inconvenientes de los metodos del estado de la tecnica, proporcionando un metodo para la production de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas, particularmente vetas anchas, los cuales comprenden partlculas inorganicas de diferentes tamanos y un aglomerante endurecido, y que simulan el aspecto que presentan algunas piedras naturales, as! como un sistema de rellenado de cavidades que es adecuado y que permite llevar a cabo dicho metodo.
El metodo y el sistema de rellenado dentro del ambito de la invencion son particularmente adecuados para producir vetas anchas, con regiones de la veta con una anchura de al menos 0.5 cm, o al menos 1 cm, en el producto obtenido despues de las etapas de compactado y endurecido.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, esta se refiere por lo tanto a un metodo de fabrication de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas, preferiblemente vetas anchas; dicho metodo comprende las siguientes etapas:
a) sobre una superficie se posiciona una plantilla, la cual comprende huecos e islas, preferiblemente irregulares, donde las islas se corresponden con al menos una veta del artlculo a fabricar;
b) se descarga una primera mezcla, la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, sobre la plantilla, mediante un primer dispositivo distribuidor, de modo que dicha primera mezcla repose sobre la superficie y rellene al menos parte de los huecos de la plantilla;
c) se retira la plantilla, obteniendo una capa de la primera mezcla con cavidades en dicha capa, definidas por las posiciones de las islas de la plantilla;
d) se descarga una segunda mezcla, la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla al menos parte de las cavidades en la capa de primera mezcla;
e) se compacta la capa resultante de la combination de primera y segunda mezclas, preferiblemente por vibration y/o compresion y/o vaclo, y se lleva a cabo un procedimiento de endurecimiento, para obtener el tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas, preferiblemente vetas anchas;
donde en la etapa d) se descarga dicha segunda mezcla de manera localizada sobre las cavidades en la capa de la primera mezcla, mediante un segundo dispositivo distribuidor, el cual comprende un colector, cuya apertura inferior tiene, en al menos una direction, una anchura menor o igual que la anchura maxima de las cavidades, desplazandose dicho segundo dispositivo a lo largo de las cavidades, rellenando al menos parte de dichas cavidades con la segunda mezcla.
En la etapa b) del metodo, la primera mezcla se descarga rellenando al menos parte de los huecos de la plantilla, preferiblemente al menos el 30 %, o al menos el 40 %, o al menos el 50 % del volumen total de huecos en esa plantilla.
En la etapa d) del metodo, la segunda mezcla rellena al menos parte de las cavidades en la capa de primera mezcla, preferiblemente al menos el 50 %, o al menos el 65 %, o al menos el 80 % del volumen de todas las cavidades en dicha capa de primera mezcla. Preferiblemente, cada una de las cavidades presentes en la capa de primera mezcla es rellenada, al menos al 50 %, o al menos el 80 % de su volumen, con la segunda mezcla.
Otro aspecto de la presente invencion se refiere a tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas, los cuales se han obtenido mediante el metodo descrito anteriormente. En otro aspecto, la invencion se refiere al uso de los tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas obtenidos, como material de construccion o decoracion, para la fabricacion de encimeras, fregaderos, platos de ducha, cubiertas de paredes o suelos, escaleras u otros.
Ademas, segun un aspecto adicional, la presente invencion se refiere a un sistema adecuado para fabricar un tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas anchas, el cual rellena, con una mezcla de relleno, que puede comprender partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido, cavidades, preferiblemente irregulares, presentes en una primera capa de sustrato, sistema que comprende un dispositivo distribuidor montado en un dispositivo robotico, caracterizado porque el dispositivo distribuidor comprende:
i. una tolva para almacenar la mezcla de relleno, donde la tolva dispone de una apertura superior y otra inferior,
ii. una cinta transportadora localizada bajo la apertura inferior de la tolva, y iii. un colector, con una apertura superior y otra inferior, el cual recoge la mezcla de relleno descargada desde la cinta transportadora y la deposita en las cavidades a rellenar del sustrato. El colector tiene preferiblemente una apertura inferior con una anchura menor o igual, en al menos una direccion, que la anchura maxima de las cavidades a rellenar.
Aunque el sistema de relleno de cavidades en un sustrato, de acuerdo con este aspecto de la invencion, es particularmente adecuado para la produccion de tableros de piedra artificial compuestos por partlculas inorganicas y aglutinante endurecido, su uso no esta limitado a esta aplicacion, y este sistema tambien podrla ser usado en procesos de produccion de otros materiales, tales como materiales ceramicos, donde se generen cavidades en un sustrato y se deseen rellenar de manera localizada con una mezcla de relleno con tendencia a agregarse.
Los terminos relativos de posicion, tales como superior, inferior, encima, debajo, etc. usados durante la description se refieren a la posicion en altura relativa al suelo o a la superficie sobre la cual estara instalada la llnea de produccion que lleve a cabo el metodo de la invencion o que comprenda el sistema o dispositivo de la invencion. Del mismo modo, los terminos vertical u horizontal se refieren a las direcciones como son entendidas de manera natural, es decir, horizontal es la direccion esencialmente paralela al plano del suelo, y vertical es la direccion perpendicular a ese plano.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
En lo siguiente se describen las figuras y sus elementos; dichas figuras son ilustrativas con el fin de facilitar la comprension de la invencion, no obstante, en ningun caso deben ser interpretadas de un modo limitativo para el alcance de la invencion.
FIG. 1- Vista explosionada en perspectiva de los elementos del metodo de la invencion, con la plantilla (2) elevada sobre la superficie (1): superficie (1) con papel Kraft opcional, plantilla (2), marco (21) opcional comprendido en la plantilla (2), islas (22) de la plantilla (2) y huecos (23) de la plantilla (2).
FIG. 2- Vista montada en perspectiva de los elementos del metodo de la invencion, correspondiente a la etapa a), con la plantilla (2) posicionada sobre la superficie (1) y en contacto con esta: superficie (1) con papel Kraft opcional, plantilla (2) con marco (21) opcional, islas (22) de la plantilla (2) y huecos (23) de la plantilla (2)
FIG. 3- Vista montada en perspectiva de los elementos del metodo de la invencion, correspondiente a la etapa b), donde los huecos (23) de la plantilla (2) posicionada sobre la superficie (1) han sido parcialmente rellenados con la primera mezcla (3) desde un primer distribuidor (no mostrado): superficie (1) con papel Kraft opcional, plantilla (2) con marco (21) opcional, islas (22) de la plantilla (2), huecos (23) de la plantilla (2) y primera mezcla (3) (zonas punteadas muestran los huecos ya rellenados con la primera mezcla (3))
FIG. 4- Vista montada en perspectiva de los elementos del metodo de la invencion: superficie (1) con papel Kraft opcional, plantilla (2) con marco (21) opcional, islas (22) de la plantilla (2), y huecos (23) de la plantilla (2) ya rellenados con la primera mezcla (3) (zonas punteadas), con perspectiva explosionada del compactador (4) con forma complementaria con la forma de plantilla (3), empleado en la etapa opcional b1) de pre-compactado.
FIG. 5- Vista en perspectiva de los elementos del metodo de la invencion, en la etapa c) correspondiente a la retirada de las islas (22) de la plantilla (2), una vez rellenados los huecos (23) de la plantilla (2) con la primera mezcla (3) (zonas con punteado mas intenso). Pueden observarse las cavidades (5) dejadas al retirar las islas (22) de la plantilla (2) y en correspondencia con estas (zonas con punteado menos intenso)
FIG. 6- Vista detallada correspondiente a la etapa d) del metodo de la invention, del rellenado de las cavidades (5) con la segunda mezcla (7), mediante el desplazamiento del colector (6) a lo largo de las cavidades (5); la segunda mezcla (7) es introducida por la apertura superior (61) del colector (6) y cae a traves de la apertura inferior (62) del colector (6) en el interior de las cavidades (5).
FIG. 7.- Vista detallada del sistema de relleno segun una realization posible de la invencion, montado en un dispositivo robotico (no mostrado); rellenando las cavidades (5) con la segunda mezcla (7) o mezcla de relleno; la segunda mezcla (7) o mezcla de relleno se introduce en la tolva (8) a traves de su apertura superior (81), esta cae sobre una cinta transportadora (9), la cual descarga la segunda mezcla (7) en el colector (6) que va descargando de manera localizada en las cavidades (5) la segunda mezcla (7). Como resultado se obtiene una capa de material combination de primera y segunda mezclas.
FIG. 8 y 9.- Vista detallada de los elementos de una posible realizacion del sistema segun un aspecto de la invencion, adaptado para ser montado en un dispositivo robotico (no mostrado): tolva (8), apertura superior (81) de la tolva (8), cinta transportadora (9), colector (6), apertura superior del colector (61) y apertura inferior (62) del colector (6).
FIG. 10.- Proyecciones de posibles formas de la apertura inferior (62) del colector (6) sobre el plano perpendicular a la direction de descarga (direction vertical), para ilustrar el significado de la anchura menor (d) y la anchura mayor (D). La forma no se limita necesariamente a lo indicado en las figuras 10A y 10B.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Durante esta description, y para facilitar la compresion de la invencion, se hara referencia a los elementos numerados en las Figuras 1-10, a modo ilustrativo, sin intencion de que esto pueda suponer alguna limitacion o restriccion al ambito cubierto por las reivindicaciones ni a su alcance.
La presente invencion se refiere a un metodo y un sistema para la production de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas, particularmente vetas anchas, los cuales comprenden partlculas inorganicas de diferentes tamanos y un aglomerante endurecido, y que simulan el aspecto que presentan algunas piedras naturales.
Un primer aspecto de la invencion se refiere a un metodo de fabrication de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas; dicho metodo comprende las siguientes etapas:
a) sobre una superficie (1) se posiciona una plantilla (2), la cual comprende huecos (23) e islas (22), preferiblemente irregulares, las cuales se corresponden con al menos una veta del artlculo a fabricar;
b) se descarga una primera mezcla (3), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, sobre la plantilla (2), mediante un primer dispositivo distribuidor, de modo que dicha primera mezcla (3) repose sobre la superficie (1) y rellene al menos parte de los huecos (23) de la plantilla (2);
c) se retira la plantilla (2), obteniendo una capa de la primera mezcla (3) con cavidades (5) en dicha capa, definidas por las posiciones de las islas (22) de la plantilla (2);
d) se descarga una segunda mezcla (7), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla (7) al menos parte de las cavidades (5) en la capa de primera mezcla (3);
e) se compacta la capa resultante de la combination de primera y segunda mezclas, preferiblemente por vibration y/o compresion y/o vaclo, y se lleva a cabo un procedimiento de endurecimiento, para obtener el tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas, preferiblemente vetas anchas;
donde en la etapa d) se descarga dicha segunda mezcla (7) de manera localizada sobre las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3), mediante un segundo dispositivo distribuidor, el cual comprende un colector (6), cuya apertura inferior (62) tiene, en al menos una direction, una anchura (d) menor o igual que la anchura maxima de las cavidades (5), desplazandose dicho segundo dispositivo a lo largo de al menos parte de las cavidades (5), rellenando al menos parcialmente dichas cavidades (5) con la segunda mezcla (7).
En una realization particular del metodo, y como puede apreciarse en las Figuras 1-5, la plantilla (2) comprende un marco (21) que cerca las islas (22) y los huecos (23), de un tamano correspondiente al tablero, losa o plancha de piedra artificial a fabricar, o superior. Alternativamente, o adicionalmente, el marco (21) puede ser un elemento separado del resto la plantilla, que se posicione sobre o se retire de la superficie (1) antes, despues o a la vez que el resto de la plantilla.
El metodo anterior permite obtener tableros, losas o planchas de piedra artificial, con efecto de vetas anchas rellenas con una segunda mezcla (7) diferente a la primera mezcla (3) que define el sustrato del tablero, losa o plancha, vetas que se extienden a lo largo de buena parte de la longitud y/o anchura del artlculo obtenido, y preferiblemente a traves de todo o la mayor parte del espesor del artlculo, por ejemplo mas del 50 % del espesor, con una buena definicion en sus bordes.
Tanto la primera mezcla (3) como la segunda mezcla (7) comprenden partlculas inorganicas; dichas partlculas inorganicas pueden proceder de materiales naturales o artificiales, y se pueden obtener por ejemplo mediante trituracion y/o molienda, para obtener diferentes tamanos de grano. Hoy en dla, las partlculas inorganicas se pueden adquirir tambien de empresas especializadas que las comercializan ya secas y fraccionadas segun su granulometrla. Las partlculas inorganicas se pueden obtener a partir de, por ejemplo, pero no limitado a, materiales tales como marmol, dolomita, cuarzo (tanto opaco como claro), sllice, vidrio, cristobalita, granito, porfidos, cuarcitas, arenas sillceas, albita, basalto, ceramica, etc. En una misma mezcla se puede emplear partlculas inorganicas procedentes de un unico material, o una mezcla de partlculas de varias procedencias. De acuerdo con una realization particular, las partlculas inorganicas comprenden partlculas de cuarzo, o en la mezcla se incorporan partlculas de cuarzo. Las partlculas inorganicas tendran una distribution granulometrica, es decir, tendran un tamano de partlcula que se encuentra en un intervalo. Las partlculas inorganicas comprendidas en el artlculo de piedra artificial se pueden clasificar respecto a su granulometria en “agregados” o “micronizados” (polvos). Los agregados son la portion con mayor tamano de partlcula, usualmente mayor de 0.5 mm y que puede llegar a varios millmetros. Los micronizados estan a su vez compuestos por partlculas finamente divididas, con un tamano de partlcula que puede ir desde 1 nanometro y hasta 750 micrometros. La granulometrla de ambas primera y segunda mezclas puede ser semejante o distinta, y el tamano de partlcula se encontrara generalmente en un rango de 1 nanometro hasta 20 mm, preferiblemente en un rango de 0,1 micrometro a 10 mm. De acuerdo con otras realizaciones particulares, el tamano de partlcula se encontrara en un rango de 0,2 a 5 mm, o de 0,3 a 3 mm. Ambas primera y segunda mezclas incorporan preferiblemente una combination de partlculas inorganicas que combinan agregados y micronizados. Las partlculas inorganicas supondran, en general, entre un 70 y un 95% en peso de la respectiva mezcla, preferiblemente entre un 85 y un 95%; los porcentajes, tamanos y procedencia pueden ser semejantes o diferentes entre una mezcla y otra.
La distribucion de tamanos de las partlculas inorganicas comprendidas en la primera (3) o segunda (7) mezcla se puede determinar por metodos usuales en el campo de la invencion. Por ejemplo, esta distribucion de tamano de partlcula se puede determinar de acuerdo con la ASTM C136-14 y la ASTM C117-17.
Las mezclas, tanto la primera como la segunda, comprenden asimismo al menos un aglutinante no endurecido, que es endurecible (o curable), en una cantidad de entre 5 y 30 % en peso, preferiblemente 5 a 15 % en peso, de aglutinante con respecto al total de la mezcla; dicho aglutinante (tambien llamado ligante) servira para lograr una cohesion y adherencia irreversible entre las partlculas inorganicas de la mezcla, y proporcionando finalmente un tablero, losa o plancha endurecido. Dicho aglutinante puede ser cualquier aglutinante que despues de ser endurecido, finalmente proporcione una dureza suficiente al tablero, losa o plancha obtenido, logrando una cohesion y adherencia entre las partlculas inorganicas suficiente. Son numerosos los aglutinantes conocidos en el estado de le tecnica, se puede por ejemplo emplear cualquiera de ellos. Son especialmente adecuados para la presente invencion las resinas organicas, tales como las resinas poliester, pero otro tipo de aglutinantes se pueden tambien aplicar, tales como por ejemplo aglutinantes inorganicos como el cemento, por ejemplo el cemento portland. Por ejemplo, la resina que se puede emplear en el marco de la presente invencion puede ser una resina de termocurado, es decir, que se cura, se endurece, por medio de accion de calor, por ejemplo un tratamiento entre 70 y 120°C. Algunos ejemplos de resinas de termocurado son, pero no se limitan a, una resina de poliester insaturado, una resina de metacrilato, una resina epoxi, resinas vinllicas, etc. Habitualmente para lograr el curado de este tipo de resinas en un tiempo practicable es necesaria la adicion de un catalizador y/o acelerante adecuado, normalmente en una proporcion entre 0.1 - 5 % en peso respecto al peso del aglutinante, que se incorporara a la mezcla correspondiente en una etapa de mezclado, previa a la fabrication de los tableros, losas o planchas de piedra artificial. El aglutinante empleado en cualquiera de las mezclas puede ser diferente o igual entre si. Preferiblemente tendrla una composition similar en la primera y segunda mezcla, con el fin de impedir incompatibilidades y optimizar la adhesion entre los materiales, a lo largo de todo el tablero, losa o plancha.
En cualquiera de las mezclas se pueden anadir otros aditivos. El tipo de aditivo mas habitual sera el uso de colorantes, normalmente oxidos metalicos, para proporcionar al tablero, losa o plancha final la coloration deseada. Puede ser una mezcla de colorantes o tratarse de uno solo. La cantidad empleada de colorante dependera en funcion del colorante empleado y de la intensidad de colorido deseada en el producto final, pero en general se encontrara entre 0.1 - 10 %, preferiblemente entre 1 - 5 % en peso del peso del aglutinante. Se puede emplear colorante en ambas mezclas, o bien solamente en una de ellas. En caso de emplear colorante en ambas mezclas, es decir, la primera y segunda mezclas, el colorante o mezcla de colorantes, o bien su concentration, sera distinto entre una mezcla y la otra, para lograr un contraste suficiente entre las vetas anchas y el material base de la piedra artificial.
Tambien se pueden anadir otros aditivos en cualquiera de las mezclas, tales como acelerantes del curado o promotores de adhesion entre el relleno y la resina (por ejemplo pero no limitado a, silanos). Este tipo de aditivos y su proportion usada son conocidos del estado de la tecnica, y cualquiera de ellos puede ser incorporado en la presente invencion.
La superficie (1), sobre la que se posiciona la plantilla (2), se trata preferiblemente de una superficie horizontal, que normalmente formara parte de la llnea de production industrial de los tableros, losas o planchas. Esta superficie (1), junto con la plantilla (2) y el marco (21) opcionalmente comprendido en la plantilla (como un solo cuerpo y/o como elemento separado del resto de la misma), forman un molde que contiene la primera mezcla (3) descargada por el primer distribuidor. La superficie (1), de manera ventajosa, comprende en la parte que entrara en contacto con la primera y/o segunda mezcla, una lamina de papel Kraft o de elastomero, por ejemplo un elastomero de EPDM, silicona o neopreno. Este papel Kraft o elastomero se puede usar como soporte temporal para avanzar la mezcla depositada sobre el a etapas posteriores del proceso productivo, acompanando a la mezcla durante la compactacion y el endurecimiento. Una vez el tablero, losa o plancha se ha endurecido, la lamina de papel o elastomero se retira despegandolo o mediante calibrado y pulido.
Esta previsto en la invention que la plantilla (2) se pueda conformar a partir de varios elementos separados, que se posicionen sobre la superficie (1) simultaneamente o separadamente. Tal y como se ha indicado, la plantilla (2) utilizada, segun una realization particular, comprendera (como un unico cuerpo o como elemento separado del resto de la plantilla) un marco (21) que tendra, como mlnimo, la forma y tamano del tablero o losa que se pretende obtener. El marco (21) tendra preferiblemente paredes verticales para alojar la primera mezcla (3) sobre la superficie (1), a modo de molde. En general, la longitud y anchura del marco (21) seran algo mayores que las del tablero, losa o plancha a fabricar, para compensar la contraction que se produce durante el las etapas de compactado y endurecimiento, y para permitir un cortado mas exacto de la pieza final, asl como para permitir el calibrado y pulido final, que mejorara las cualidades y el aspecto estetico final del tablero o losa obtenido. En numerosas ocasiones, pero no necesariamente, se tratara de un marco (21) de forma rectangular, con una altura total suficiente para que aloje el material suficiente para obtener, tras el compactado de las mezclas y su endurecimiento, un tablero, losa o plancha del grosor deseado o mayor. Tal y como indicado, de acuerdo con realizaciones particulares, el marco (21) puede formarse, alternativamente o adicionalmente, por un elemento separado flsicamente del resto de la plantilla, que se puede posicionar sobre la superficie antes, despues o a la vez que el resto de la plantilla. De hecho, esta realization es preferida.
Tanto la plantilla (2) como el marco (21) opcionalmente comprendido en esta (como un unico cuerpo o como elemento separado del resto de la plantilla), estaran fabricados en un material suficientemente resistente al ataque de los componentes de la composicion de cualquiera de las 2 mezclas empleadas (principalmente vapores de estireno si se usa una resina de poliester), preferiblemente acero inoxidable o poliamida, o estaran recubiertos con materiales resistentes a dichas mezclas, por ejemplo con papel Kraft o un elastomero, de manera similar al soporte temporal preferiblemente comprendido en la superficie (1).
La plantilla (2) esta disenada en correspondencia con la forma y el tamano del tablero, losa o plancha de piedra artificial a producir. Normalmente, esta plantilla (2) comprendera un marco (21) de paredes verticales, donde se encuentran alojados los huecos (23) e islas (22). La plantilla (2), y el marco (21) opcionalmente comprendido en ella, tendra usualmente una forma rectangular, favorablemente con una longitud de al menos 2 metros, preferiblemente al menos 2.5 metros y una anchura de al menos 0.8 metros, preferiblemente al menos 1 metro. Las paredes verticales del marco (21) tendran preferiblemente una altura total adecuada para alojar la cantidad y el volumen de primera mezcla (3) necesario para obtener el espesor deseado del artlculo de piedra artificial despues de su compresion, endurecimiento y acabado. El espesor total del marco (21) es al menos 5 cm, preferiblemente esta entre 5 y 30 cm. Las islas (22) (o ramas) presentes en la plantilla (2) tienen preferiblemente una forma irregular y aparentemente aleatoria, que trata de simular la forma de las vetas encontradas en las piedras naturales. Estas islas (22) varlan por tanto frecuentemente en sus dimensiones a lo largo de su extension y a lo largo de su espesor, pueden estar aisladas entre si, o enlazadas entre si, simulando la naturaleza de las vetas encontradas en las piedras naturales. La altura de dichas islas (22) (o ramas) sera preferiblemente igual o mayor a la altura de las paredes verticales del marco (21).
Para descargar la primera mezcla (3) sobre la superficie (1) con la plantilla (2) posicionada sobre la misma, dicha primera mezcla (3) se transporta desde una mezcladora, a traves de cintas transportadoras, hacia un distribuidor, que por motivos de claridad y para diferenciarlo del dispositivo distribuidor del sistema de llenado de las cavidades (5) (segundo dispositivo distribuidor), se denomina aqul primer dispositivo distribuidor; dicho primer dispositivo distribuidor descarga de manera homogenea la primera mezcla (3) sobre la plantilla (2) posicionada sobre la superficie (1). La primera mezcla (3) cae desde el primer dispositivo distribuidor en los huecos (23) dejados por la plantilla (2), reposando sobre la superficie (1), y rellenando al menos parcialmente los huecos (23), hasta alcanzar el espesor deseado. En la Figura 3 se muestra la situacion donde aproximadamente la mitad de la plantilla (2) se ha rellenado con la primera mezcla (3). Preferiblemente, el nivel de llenado de todos los huecos (23) es similar y homogeneo. Esta descarga con el primer dispositivo distribuidor se realiza de manera convencional, con control de la cantidad de primera mezcla (3) descargada, y mediante tecnicas ampliamente conocidas en la tecnica para este tipo de materiales y procedimientos. Tras esta etapa, la primera mezcla (3) queda retenida dentro de los huecos (23) de la plantilla (2), entre las islas (22) (o ramas) y el marco (21) de la plantilla (2), y depositada sobre la superficie (1).
A continuation, y como se muestra en la Figura 5, se retira la plantilla (2) de su position sobre la superficie (1), preferiblemente mediante elevation, quedando sobre esa superficie (1) una capa de la primera mezcla (3), con cavidades (5) (o huecos) donde estaban posicionadas las islas (22) (o ramas) de la plantilla (2). Debido al contenido de aglutinante de la primera mezcla (3), la misma tiene cierta coherencia y pegajosidad, lo que hace que las cavidades (5) no se cierren al retirar la plantilla (2).
Entonces se avanza a la etapa de relleno de las cavidades (5), donde se procede a descargar una segunda mezcla (7), la cual comprende tambien partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla (7) al menos parte de las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3). Como se muestra en la Figura 6, esta descarga se lleva a cabo de manera localizada sobre las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3), mediante un segundo dispositivo distribuidor, el cual comprende un colector (6), cuya apertura inferior (62) tiene, en al menos una direction, una anchura (d) menor o igual que la anchura maxima de las cavidades (5); dicho segundo dispositivo distribuidor se desplaza a lo largo de al menos parte de las cavidades (5), preferiblemente a lo largo de todas las cavidades (5), rellenando al menos parcialmente, preferiblemente al menos al 50%, dichas cavidades (5) con la segunda mezcla (7). De esta manera la descarga de la segunda mezcla (7) se produce directamente en el interior de las cavidades (5), sin mermas de material y apenas contamination de las partes de primera mezcla (3). Como la descarga de segunda mezcla (7) es localizada en las cavidades (5), se puede conseguir que la descarga de segunda mezcla (7) se produzca desde una distancia pequena, es decir, muy cerca de la cavidad (5), y de este modo obtenerse ademas, en la piedra artificial finalmente producida, una mayor definition de las vetas, ya que no se produce tanta dispersion de la segunda mezcla (7) en las paredes de las cavidades (5) por la descarga desde mayor altura.
Con la caracterlstica de que la anchura (d) de la apertura inferior (62) del colector (6) sea menor o igual, en alguna direction, que la anchura maxima de las cavidades (5) se consigue el efecto que la practica totalidad de la mezcla descargada caiga en las cavidades (5).
Por "anchura” (d) de la apertura inferior (62) del colector (6) se entiende su acepcion mas comun, es decir, la distancia menor a traves del centro geometrico entre dos puntos opuestos en la parte interior esa apertura (62), distancia medida en la proyeccion bidimensional en un plano perpendicular a la direccion de descarga a traves de esa apertura (62). Asl, por ejemplo, si la apertura (62) esta configurada como un rectangulo, y la mezcla se descarga verticalmente a traves de ella, la anchura menor (d) de la apertura (62) sera la longitud del lado menor del rectangulo formado por la proyeccion de la apertura sobre un plano horizontal. En otro ejemplo, si la apertura (62) esta configurada inclinada (no horizontal) y como una elipse, por la que se descarga verticalmente la mezcla, la anchura menor (d) de la apertura sera el diametro menor de la elipse formada por la proyeccion de la apertura (62) sobre un plano horizontal. De modo preferido, la anchura menor (d) de la apertura inferior (62) del colector (6) sera menor o igual a 100 mm, o esta comprendida en un rango desde 20 - 80 mm, y mas preferiblemente entre 30 - 70 mm. En la Figura 10 se muestra, como ejemplo, a modo ilustrativo, proyecciones en un plano horizontal (XY) de opciones para la apertura inferior (62) del colector (6) mostrado en las Figuras 6-8, mostrando una anchura menor (d) y una anchura mayor (D).
La anchura de las cavidades (5) se entiende como la distancia entre dos puntos enfrentados (opuestos en una direccion perpendicular a la direccion que sigue la cavidad (5) situados en las paredes que forman las cavidades (5) obtenidas en la capa de la primera mezcla (3) al retirar la plantilla (2). La anchura maxima se refiere a la maxima distancia entre dos pares de esos puntos enfrentados, considerando todas las regiones de todas las cavidades (5) producidas por esa plantilla (2). La anchura maxima de las cavidades (5), de modo preferido, sera mayor que 10 mm, o entre 10 -200 mm, y mas preferiblemente entre 20 - 150 mm.
De acuerdo con una realization preferida, el segundo dispositivo distribuidor esta montado en un dispositivo robotico que desplaza dicho segundo dispositivo distribuidor a lo largo de las cavidades (5), preferiblemente de forma selectiva, y descarga diferentes cantidades de la segunda mezcla (7) en diferentes regiones de las cavidades (5), de acuerdo con la anchura de dichas cavidades (5) en esas regiones. Las diferentes cantidades descargadas de la segunda mezcla (7) se controlan mediante la velocidad de descarga del segundo dispositivo distribuidor en la respectiva region de las cavidades que se esta procediendo a rellenar, o mediante la velocidad de desplazamiento del dispositivo robotico, en dependencia de la respectiva region de las cavidades que se esta procediendo a rellenar. Asl, el dispositivo robotico puede estar programado para que siga las formas irregulares y aparentemente aleatorias de las cavidades (5) creadas por las islas (22) de la plantilla (2) en la capa de primera mezcla (3), posicionando el segundo dispositivo distribuidor de modo que descargue la segunda mezcla (7) mayoritariamente dentro de las cavidades (5). De acuerdo con una realizacion preferida de la invention, el sistema de llenado esta disenado y adaptado para descargar diferentes cantidades de la segunda mezcla (7) en diferentes regiones de las cavidades (5). A la vez que el dispositivo robotico desplaza el segundo dispositivo distribuidor a lo largo de las cavidades (5), el dispositivo distribuidor descarga diferentes cantidades de segunda mezcla (7) en diferentes regiones de las cavidades (5). En otras palabras, la cantidad de segunda mezcla (7) descargada se puede ajustar al volumen a rellenar que la cavidad (5) tiene en la region especifica siendo rellenada, region donde el dispositivo robotico posiciona al dispositivo distribuidor. De manera preferible, existe una vinculacion entre el dispositivo robotico y el dispositivo distribuidor, que permite la sincronizacion entre ellos, de manera que la cantidad descargada de segunda mezcla (7) sobre las cavidades (5) varle segun la posicion del dispositivo robotico, en dependencia de la anchura de la cavidad (5) en dicha position. Esta vinculacion se puede realizar a traves de un sistema informatico, a traves de instrucciones dadas por ejemplo por programacion.
Como se puede apreciar en las Figuras 7-9, dicho segundo dispositivo distribuidor para relleno de las cavidades (5) puede comprender, de manera preferida, una cinta transportadora (9) para la segunda mezcla (7), por encima del colector (6). Esta cinta transportadora (9) puede ser, por ejemplo, una cinta "sin fin”, la cual se desplaza haciendo un recorrido cerrado sobre el exterior de dos o mas cilindros, teniendo un recorrido de ida por la parte superior y de retorno por la parte inferior. La segunda mezcla (7) se deposita sobre la cinta (9), y se desplaza simultaneamente con esta, y al llegar a la parte donde la cinta gira para retornar, es descargada a traves de la apertura superior (61) del colector (6), el cual dirige la segunda mezcla (7) hacia las cavidades (5), a traves de su apertura inferior (62).
En una realization particular, la velocidad de la cinta transportadora (9) se mantiene constante, produciendo por tanto una velocidad de descarga de la segunda mezcla (7) constante, mientras que la velocidad de movimiento del dispositivo robotico a lo largo de las cavidades (5) se varla, produciendo variaciones en la cantidad descargada en diferentes regiones de las cavidades (5): menor cantidad donde el movimiento del dispositivo robotico es mas rapido, y mayor cantidad donde el movimiento es mas lento. Alternativamente, la velocidad del movimiento del dispositivo robotico se puede mantener constante a lo largo de las cavidades (5), mientras la velocidad de la cinta transportadora (9) se varla a lo largo del desplazamiento sobre las diferentes regiones de las cavidades (5). En este caso la cantidad descargada de segunda mezcla (7) en una region de las cavidades (5) sera mayor, cuanto mayor sea la velocidad de la cinta transportadora (9).
La velocidad de la cinta transportadora (9), la velocidad del dispositivo robotico, y la posicion del dispositivo robotico preferiblemente son controlados mediante un sistema de procesamiento informatico, y las instrucciones preferiblemente dadas a traves de programacion.
La realizacion preferida de la invention donde el dispositivo de distribution de la segunda mezcla (7) comprende una cinta transportadora (9), elimina las limitaciones que presentan otros sistemas de proyeccion de materiales conocidos, en cuanto a la fluidez requerida de la mezcla usada para rellenar. Asl, cuando el dispositivo de distribuidor se basa en el empleo de una cinta transportadora (9), se pueden emplear, como segunda mezcla (7), mezclas compuestas de agregados de aglutinante con relleno inorganico con alto contenido de partlculas de granulometrla > 0.75 mm; de esta manera, se pueden emplear estas mezclas para rellenar las cavidades (5) que definiran vetas anchas, sin problemas de que el distribuidor se obstruya o las mezclas no se puedan proyectar, como es el caso, por ejemplo, del sistema descrito en EP3095768A1 para la obtencion de vetas finas en piedra artificial. Asl, en una realizacion particular de la invencion, la segunda mezcla (7) descargada en la etapa e) comprende al menos 50%, preferiblemente al menos 65%, y mas preferiblemente entre 70 - 95 % en peso de la mezcla total de partlculas inorganicas con una granulometrla superior a 0.75 mm.
El metodo, en realizaciones previstas de la invention, preve que el dispositivo robotico porte el segundo dispositivo de distribution a una position de recarga, donde la cantidad descargada de segunda mezcla (7) se repone desde la correspondiente mezcladora, transportada mediante una cinta. El dispositivo distribuidor, segun una realization particular, comprende un sensor de nivel de llenado, el cual indica cuando es necesario que el dispositivo robotico proceda a la posicion de recarga.
De acuerdo con una realizacion particular, despues de la etapa b) de descarga y antes de la etapa c) de retirada de la plantilla (2), se lleva a cabo una etapa b1) de precompactado; en dicha etapa se procede a compactar el contenido de los huecos (23) dejados por la plantilla (2), es decir, los huecos (23) en que se encuentra la primera mezcla (3), mediante un compactador (4), el cual comprende preferiblemente una plancha complementaria con la plantilla (2), la cual presiona la capa de la primera mezcla (3) contra la superficie (1). Como se puede apreciar en la Figura 4, con plancha complementaria con la plantilla (2) se quiere indicar que se trata de una plancha con partes solidas y huecos entre ellas, de manera complementaria a la plantilla (2) utilizada, es decir, dispone de partes solidas donde la plantilla presenta huecos (23), y dispone de huecos donde la plantilla (2) presenta islas (22) (o ramas), presionando unicamente las zonas que contienen primera mezcla (3). El compactador (4) ejercera una presion sobre la primera mezcla (3) suficiente como para alcanzar el nivel deseado de compactacion de esa primera mezcla (3). La presion ejercida por el compactador (4) sera de al menos 0.5 kPa, preferiblemente al menos 1 kPa, y mas preferiblemente entre 1.5 - 3.0 kPa.
Al aplicar presion sobre la primera mezcla (3), los agregados que la componen se compactan contra la superficie (1) y contra las islas (22) en la plantilla (2), eliminando parte del aire comprendido entre ellos, y generando cavidades (5) con paredes mas compactas y estables cuando se retira la plantilla (2). Este efecto reduce la posibilidad de que los componentes de la primera mezcla (3) y la segunda mezcla (7) se entremezclen en las pareces de las cavidades (5), durante la etapa de relleno de las cavidades (5).
Alternativamente, o de forma adicional a la etapa b1) de pre-compactado, se puede llevar a cabo tambien una etapa adicional c1) de perfilado, despues de la etapa c) de retirada de la plantilla (2) y antes de la etapa d) de descarga de la segunda mezcla (7); en esta etapa se aplica una mezcla perfiladora, la cual comprende aglutinante (o resina) no endurecido, sobre las paredes de las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3). El aglutinante o mezcla de aglutinantes que contiene esta mezcla puede ser igual o diferente al aglutinante o aglutinantes empleados en las primera (3) y segunda (7) mezclas. Segun una realizacion particular, la mezcla perfiladora puede contener unicamente resina organica o resinas organicas. Segun otra realizacion puede contener adicionalmente un colorante o pigmento o mezcla de colorantes y/o pigmentos; este pigmento, colorante o sus mezclas puede ser iguales al colorante utilizado en una de las dos mezclas, primera (3) o segunda mezcla (7), o bien ser diferente. Preferiblemente se tratara de un pigmento o colorante oscuro. Esta mezcla perfiladora logra una definicion aun mayor de la veta en la piedra artificial, ya que una vez aplicada, sirve como capa de separacion entre la primera mezcla (3) y la segunda mezcla (7) durante el rellenado de las cavidades (5). En caso de tratarse de un pigmento oscuro, el efecto de veta ancha generado sera aun mas realista, es decir, mas similar a la apariencia que tienen las vetas en las piedras naturales. La mezcla perfiladora puede contener asimismo partlculas inorganicas de pequeno tamano, por ejemplo del tipo micronizado de cuarzo o de sllice, u otros aditivos tales como catalizadores, promotores de adhesion, etc. La mezcla perfiladora se aplica o proyecta sobre la superficie de las paredes de las cavidades (5) obtenidas en la capa de la primera mezcla (3). La mezcla perfiladora, por ejemplo, se puede proyectar mediante un cabezal atomizador situado en el extremo de un brazo robotico, el cual se mueve a lo largo de las cavidades (5).
De manera sorprendente, ademas de los efectos esteticos, mediante la realizacion de esta mezcla perfiladora, despues del endurecimiento de la mezcla de aglutinante aplicada, la mezcla perfiladora mejora la definicion de las vetas y refuerza la resistencia mecanica de la union entre la mezcla sustrato (o primera mezcla (3)) y la mezcla de relleno (segunda mezcla (7)), reduciendo la fragilidad de las piedras artificiales obtenidas en la interfase entre las dos mezclas. Tal y como se ha indicado anteriormente, la etapa de perfilado se puede llevar a cabo tras rellenar los huecos (23) de la plantilla (2) y retirar la misma, pero antes de rellenar con la segunda mezcla (7) las cavidades (5) dejadas por la plantilla (2) en la primera mezcla (3), o bien despues de rellenar los huecos (23) de la plantilla (2) y pre-compactar la primera mezcla (3) con el compactador (4), pero antes de rellenar con la segunda mezcla (7) las cavidades (5) dejadas por la plantilla (2) en la primera mezcla (3).
Las islas (22) de la plantilla (2) tendran una longitud, una anchura y una altura. Estas islas (22), de acuerdo con una realizacion particular, y tal como se muestra en las figuras 1-5, estaran configuradas, al menos parcialmente, con una forma que evite que la primera mezcla (3) se acumule sobre ellas durante la descarga en la etapa b). Existen diferentes formas posibles de llegar a esta configuration.
Asl, segun realizaciones particulares, las islas (22) de la plantilla (2) estan configuradas, al menos parcialmente, en su parte superior (que recibe la descarga de primera mezcla (3)) en forma de cresta o disponen de una protection superior en forma de cresta. Esta realization es precisamente la mostrada en las Figuras 1-5. De este modo, el material de primera mezcla (3) descargado resbala por los laterales de la cresta y cae en los huecos (23) de la plantilla (2), sin quedar retenido sobre las islas (22).
Alternativamente o adicionalmente, las paredes de las islas (22) pueden estar, al menos en parte, configuradas con una forma inclinada (no vertical), de manera que las islas (22) tienen una anchura mayor en la parte mas cercana a la superficie (1) que en la parte superior de la plantilla (2). De esta manera el material descargado resbala por esa pendiente y/o cresta hacia los huecos (23), y no se queda acumulado sobre las islas (22) (o ramas).
La capa resultante de la combination de la primera (3) y segunda (7) mezclas se somete entonces a la etapa e), donde se compacta. Diferentes formas de compactacion son posibles. Preferiblemente, esta compactacion se realiza a traves de una prensa, y mas preferiblemente en combinacion con vibration, a traves del proceso conocido como vibro-compresion. Adicionalmente o alternativamente a la vibrocompresion, la compactacion se puede hacer con extraction del aire contenido en la capa, por medio de aplicacion de vaclo. La vibro-compactacion al vaclo, adecuada para la presente invention, es un metodo ampliamente conocido en la tecnica y usado frecuentemente para la fabrication de artlculos de materiales aglomerados de partlculas inorganicas o ceramicos. En este proceso de vibro-compactacion al vaclo, la capa resultante de la combinacion de la primera (3) y segunda (7) mezclas se introduce en una camara sellada formada por el punzon y la superficie de una prensa. Durante el prensado, la camara sellada se evacua mientras dispositivos vibratorios someten a la mezcla a una intensa vibracion.
Despues de la compactacion, se procede al endurecimiento del aglutinante en la capa compactada. Para esto, en los casos en los que el aglutinante se trata de una resina organica, esta capa se introduce en un horno a una temperatura suficientemente elevada para producir su curado en un tiempo razonable. Para las resinas organicas catalizadas de poliester insaturado, usualmente empleadas, la temperatura estara en el rango 80 - 110 °C y los tiempos de residencia seran de entre 15 - 60 minutos. Para aglutinantes inorganicos, del tipo cemento hidraulico, tambien se preve que el curado se pueda llevar a cabo a temperatura ambiente durante un plazo de uno a varios dlas.
Los tableros, losas o planchas obtenidas se pueden cortar y/o calibrar a las dimensiones finales deseadas, y se pueden pulir en una o ambas caras mayores, dependiendo de la aplicacion que se le quiera dar.
La presente invencion tambien se refiere a cualquier tablero, losa o plancha obtenidos mediante el procedimiento anteriormente detallado, y a su uso como material de construccion o decoracion.
De acuerdo con aspectos adicionales, la presente description tambien se refiere a un metodo de fabrication de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas, preferiblemente vetas anchas, el cual comprende las siguientes etapas:
a) sobre una superficie (1) se posiciona una plantilla (2), la cual comprende huecos (23) e islas (22), preferiblemente irregulares, las cuales se corresponden con al menos una veta del artlculo a fabricar;
b) se descarga una primera mezcla (3), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, sobre la plantilla (2), mediante un primer dispositivo distribuidor, de modo que dicha primera mezcla (3) repose sobre la superficie (1) y rellene los huecos (23) de la plantilla (2);
c) se retira la plantilla (2), obteniendo una capa de la primera mezcla (3) con cavidades (5) en dicha capa, definidas por las posiciones de las islas (22) de la plantilla (2);
d) se descarga una segunda mezcla (7), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla (7) al menos parte de las cavidades (5) en la capa de primera mezcla (3);
e) se compacta la capa resultante de la combinacion de primera (3) y segunda (7) mezclas, preferiblemente por vibration y/o compresion y/o vaclo, y se lleva a cabo un procedimiento de endurecimiento, para obtener el tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas anchas;
caracterizado porque comprende, adicionalmente, una o ambas de las siguientes etapas:
b1) etapa de pre-compactado, despues de la etapa c) de descarga y antes de la etapa d) de retirada de la plantilla (2), en la cual se compacta el contenido de los huecos (23) dejados por la plantilla (2) mediante un compactador (4), el cual preferiblemente comprende una plancha complementaria con la plantilla (2), que presiona la capa de la primera mezcla (3) contra la superficie (1); y/o
c1) etapa de perfilado, despues de la etapa d) de retirada de la plantilla (2) y antes de la etapa e) de descarga de la segunda mezcla (7), en la cual se aplica una mezcla perfiladora que comprende aglutinante no endurecido, sobre las paredes de las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3).
Para las etapas a), b), b1), c), c1), d), y e), en particular las etapas b1) y c1), son aplicables todas las caracterlsticas, definiciones y realizaciones particulares o preferidas descritas anteriormente en la presente descripcion.
De acuerdo con otro aspecto adicional, la presente descripcion tambien se refiere a un metodo de fabrication de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas anchas, el cual comprende las siguientes etapas:
a) se posiciona una plantilla (2) sobre una superficie (1), plantilla (2) que comprende huecos (23) e islas (22), preferiblemente irregulares, las cuales se corresponden con al menos una veta del artlculo a fabricar;
b) se descarga una primera mezcla (3), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, sobre la plantilla (2), mediante un primer dispositivo distribuidor, de modo que dicha primera mezcla (3) repose sobre la superficie (1) y rellene los huecos (23) de la plantilla (2);
c) se retira la plantilla (2), obteniendo una capa de la primera mezcla (3) con cavidades (5) en dicha capa, definidas por las posiciones de las islas (22) de la plantilla (2);
d) se descarga una segunda mezcla (7), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla (7) al menos parte de las cavidades (5) en la capa de primera mezcla (3);
e) se compacta la capa resultante de la combinacion de primera (3) y segunda (7) mezclas, preferiblemente por vibration y/o compresion y/o vaclo, y se lleva a cabo un procedimiento de endurecimiento, para obtener el tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas anchas;
caracterizado porque las islas (22) estan, al menos en parte, configuradas con una forma que evite que la primera mezcla (3) se acumule sobre ellas durante la descarga en la etapa b). Preferiblemente, las islas (22) estaran configuradas en su parte superior con una forma de cresta o una forma inclinada, de manera que las islas (22) tienen una anchura mayor en la parte mas cercana a la superficie (1) que en la parte superior de la plantilla (2).
Para las etapas a), b), c), d), y e) son aplicables todas las caracterlsticas, definiciones y realizaciones particulares o preferidas descritas anteriormente en la presente descripcion. Es posible, adicionalmente, llevar a cabo una o ambas etapas b1) y c1) referidas anteriormente. Todas las caracterlsticas, definiciones y realizaciones particulares o preferidas descritas anteriormente en la presente descripcion para dichas etapas b1) y c1) son aplicables tambien aqul.
La presente invencion tambien se refiere a cualquier tablero, losa o plancha obtenida mediante cualquiera de los metodos descritos en la presente descripcion, en cualquiera de las modalidades descritas, y a su uso como material de construccion o decoracion.
Segun otro aspecto adicional, la presente invencion se refiere a un sistema o dispositivo adecuado para fabricar un tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas anchas, el cual rellena, con una mezcla de relleno que puede comprender partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido, cavidades irregulares, presentes en una primera capa de sustrato, sistema que comprende un dispositivo distribuidor montado en un dispositivo robotico, caracterizado porque el dispositivo distribuidor comprende:
i. una tolva (8) para almacenar la mezcla de relleno (7), la cual dispone de una apertura superior (81) y otra inferior (82),
ii. una cinta transportadora (9) localizada bajo la apertura inferior (82) de la tolva (8), y
iii. un colector (6), con una apertura superior (61) y otra inferior (62), el cual recoge la mezcla de relleno (7) descargada desde la cinta transportadora (9) y lo deposita en las cavidades (5) a rellenar del sustrato (3), teniendo preferiblemente la apertura inferior (62), en al menos una direccion, una anchura (d) menor o igual que la anchura maxima de las cavidades (5) a rellenar.
El sistema o dispositivo abarcado por el ambito la invencion es particularmente adecuado en los casos en los que la mezcla de relleno (7) comprenda al menos 50%, o al menos 65%, o en el rango de 70 - 95 % en peso de la mezcla total de partlculas inorganicas con una granulometrla superior a 0.75 mm
Segun una realizacion particular, el dispositivo distribuidor y el dispositivo robotico estan vinculados, preferiblemente mediante un sistema informatico.
Preferiblemente, dicho sistema informatico sirve para controlar la cantidad de mezcla de relleno (7) depositada en las distintas regiones de cavidades (5), en dependencia de la anchura en esas diferentes regiones de las cavidades (5) a rellenar.
El sistema de la invencion permite usar mezclas de relleno (5) con partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido, donde esas partlculas tienen un tamano de partlcula grande (i.e. mayores de 0.75 mm), mezclas que tienen alta pegajosidad y una gran tendencia a formar agregados y a apelmazarse. La descarga del material de relleno puede ser controlada y se produce de manera homogenea, sin producirse bloqueos o descargas irregulares.
Este sistema o dispositivo es ademas capaz de descargar de manera localizada una mezcla de relleno (7) sobre cavidades (5) en la capa de un sustrato (3), directamente en el interior de las cavidades (5), sin mermas de material y apenas contamination de las partes del sustrato (3), pudiendo obtenerse, en la piedra artificial resultante, una mayor definicion de las vetas.
El dispositivo distribuidor montado en un dispositivo robotico se puede desplazar, gracias al dispositivo robotico, selectivamente a lo largo de las cavidades (5) del sustrato (3), y descarga diferentes cantidades de la mezcla de relleno (5) (por ejemplo de partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) en diferentes regiones de las cavidades (5), de acuerdo con la anchura y forma de dichas cavidades (5). Las diferentes cantidades descargadas de la mezcla de relleno (7) se controlan por medio de la velocidad de descarga de material del dispositivo distribuidor en la respectiva zona de las cavidades (5) que se esta procediendo a rellenar, o mediante la velocidad de desplazamiento del dispositivo robotico, en dependencia de la respectiva zona de las cavidades (5) que se esta procediendo a rellenar. El dispositivo robotico puede ser un brazo robotico antropomorfico o un robot de coordenadas cartesianas, y estar programado para que siga selectivamente las formas irregulares y aparentemente aleatorias de las cavidades (5) en la capa de sustrato (3), posicionando el dispositivo distribuidor de modo que descargue la mezcla de relleno (7) mayoritariamente dentro de las cavidades (5).
De acuerdo con una realization preferida de la invention, el sistema de llenado de cavidades (5) esta disenado y adaptado para descargar diferentes cantidades de la mezcla de relleno (7) (por ejemplo de partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) en diferentes regiones de las cavidades (5). A la vez que el dispositivo robotico desplaza el dispositivo distribuidor a lo largo de las cavidades (5), el dispositivo distribuidor descarga diferentes cantidades de mezcla de relleno (7) en diferentes regiones de las cavidades (5). En otras palabras, la cantidad de mezcla de relleno (7) descargada se puede ajustar al volumen a rellenar que la cavidad (5) tiene en la region especifica siendo rellenada, region donde el dispositivo robotico posiciona al dispositivo distribuidor. De manera preferible, existe una vinculacion entre el dispositivo robotico y el dispositivo distribuidor, que permite la sincronizacion entre ellos, de manera que la cantidad descargada de mezcla de relleno (7) sobre las cavidades (5) varle segun la position del dispositivo robotico, en dependencia de la anchura de la cavidad (5) en dicha posicion. Esta vinculacion y sincronizacion se puede realizar a traves de un sistema informatico, y las instrucciones pueden ser dadas a traves de programacion.
La cinta transportadora (9) para la mezcla de relleno (7) (por ejemplo partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) del segundo dispositivo distribuidor, localizada por encima del colector (6) y debajo de la tolva (8), puede ser, por ejemplo, una cinta "sin fin”, la cual se desplaza haciendo un recorrido cerrado sobre el exterior de dos o mas cilindros, teniendo por ejemplo un recorrido de ida por la parte superior y de retorno por la parte inferior. La mezcla de relleno (7) se deposita sobre la cinta (9), y se desplaza simultaneamente con esta, y al llegar a la parte donde la cinta gira para retornar, es descargada a traves de la apertura superior (61) del colector (6), el cual dirige la mezcla de relleno (7) hacia las cavidades (5) a traves de su apertura inferior (62).
En una realization particular, la velocidad de la cinta transportadora (9) del segundo dispositivo distribuidor se mantiene constante, produciendo por tanto una velocidad de descarga de la mezcla de relleno (7) (partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) constante, mientras que la velocidad de movimiento del dispositivo robotico se varla a lo largo de las cavidades (5), produciendo variaciones en la cantidad descargada en diferentes regiones de las cavidades (5): menor cantidad donde el movimiento del dispositivo robotico es mas rapido, y mayor cantidad donde el movimiento es mas lento. Alternativamente, la velocidad del movimiento del dispositivo robotico se puede mantener constante a lo largo de las cavidades (5), mientras la velocidad de la cinta transportadora (9) se varla a lo largo del desplazamiento sobre las diferentes regiones de las cavidades (5). En este caso, la cantidad descargada de mezcla de relleno (7) (partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) en una region de las cavidades (5) sera mayor, cuanto mayor sea la velocidad de la cinta transportadora (9).
La velocidad de la cinta transportadora (9) del segundo dispositivo distribuidor, la velocidad del dispositivo robotico, y la posicion del dispositivo robotico preferiblemente son controlados y/o sincronizados mediante un sistema de procesamiento informatico, y las instrucciones preferiblemente dadas a traves de programacion.
Este dispositivo o sistema que comprende una cinta transportadora (9) en el segundo dispositivo distribuidor elimina las limitaciones que presentan otros sistemas de proyeccion de materiales conocidos (ver, por ejemplo, EP3095768A1), en cuanto a la fluidez requerida de la mezcla usada para rellenar. Asl, cuando el segundo dispositivo distribuidor se basa en el empleo de una cinta transportadora (9), se pueden emplear, como mezcla de relleno (7), mezclas compuestas de agregados de resina no curada, llquida, con un relleno inorganico con alto contenido, por ejemplo mas del 50 % en peso, o mas del 60 % en peso, o entre el 70-95 % en peso sobre la mezcla total, de partlculas de granulometrla > 0.75 mm; de esta manera, se pueden emplear estas mezclas problematicas para rellenar de manera homogenea, controlada y reproducible, los huecos que definiran vetas anchas, sin problemas de que el distribuidor se obstruya o las mezclas no se puedan proyectar, como es el caso, por ejemplo, del sistema descrito en EP3095768A1 para la obtencion de vetas finas en piedra artificial.
En realizaciones previstas de la invencion, se preve que el dispositivo robotico porte el segundo dispositivo de distribution a una position de recarga, donde la cantidad descargada de mezcla de relleno (7) (partlculas inorganicas y aglutinante no endurecido) se repone en la tolva (8) desde la correspondiente mezcladora, mezcla que es transportada mediante una cinta. El dispositivo o sistema, segun otra realization particular, compatible con las anteriores realizaciones, comprende un sensor de nivel de llenado de la tolva (8), el cual indica cuando es necesario que el dispositivo distribuidor proceda a la posicion de recarga.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Metodo de fabrication de tableros, losas o planchas de piedra artificial con efecto de vetas, el cual comprende las siguientes etapas:
a) sobre una superficie (1) se posiciona una plantilla (2), la cual comprende huecos (23) e islas (22), donde las islas (22) se corresponden con al menos una veta del artlculo a fabricar;
b) se descarga una primera mezcla (3), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, sobre la plantilla (2), mediante un primer dispositivo distribuidor, de modo que dicha primera mezcla (3) repose sobre la superficie (1) y rellene al menos parte de los huecos (23) de la plantilla (2); c) se retira la plantilla (2), obteniendo una capa de la primera mezcla (3) con cavidades (5) en dicha capa, definidas por las posiciones de las islas (22) de la plantilla (2);
d) se descarga una segunda mezcla (7), la cual comprende partlculas inorganicas y un aglutinante no endurecido, para rellenar con dicha segunda mezcla (7) al menos parte de las cavidades (5) en la capa de primera mezcla (3);
e) se compacta la capa resultante de la combination de primera y segunda mezclas, y se lleva a cabo un procedimiento de endurecimiento, para obtener el tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas;
caracterizado porque en la etapa d) se descarga dicha segunda mezcla (7) de manera localizada sobre las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3), mediante un segundo dispositivo distribuidor, el cual comprende un colector (6), cuya apertura inferior (62) tiene, en al menos una direction, una anchura (d) menor o igual que la anchura maxima de las cavidades (5), desplazandose dicho segundo dispositivo a lo largo de al menos parte de las cavidades (5), rellenando al menos parcialmente dichas cavidades (5) con la segunda mezcla (7).
2. Metodo de fabrication de acuerdo con la revindication 1, caracterizado porque el segundo dispositivo distribuidor descarga diferentes cantidades de la segunda mezcla (7) en diferentes regiones de las cavidades (5).
3. Metodo de fabrication de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo dispositivo distribuidor esta montado en un dispositivo robotico que lo desplaza a lo largo de al menos parte de las cavidades (5).
4. Metodo de fabrication de acuerdo con la revindication 3, caracterizado porque las cantidades de segunda mezcla (7) descargada por parte del segundo dispositivo distribuidor en diferentes regiones de las cavidades (5) se controla por medio de la velocidad de descarga del material por el segundo dispositivo distribuidor o por la velocidad de desplazamiento del dispositivo robotico.
5. Metodo de fabricacion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo dispositivo distribuidor comprende una cinta transportadora (9) para la segunda mezcla (7).
6. Metodo de fabrication de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda mezcla (7) comprende al menos 50 % en peso de la mezcla total de partlculas inorganicas con una granulometrla superior a 0.75 mm.
7. Metodo de fabrication segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, despues de la etapa b) de descarga y antes de la etapa c) de retirada de la plantilla (2), se lleva a cabo una etapa b1) de pre-compactado, en la cual se compacta la primera mezcla (3) descargada en los huecos (23) comprendidos en la plantilla (2).
8. Metodo de fabrication de acuerdo con la revindication 7, caracterizado porque la pre-compactacion se realiza mediante un compactador (4), el cual comprende una plancha complementaria con la plantilla (2) que presiona la capa de la primera mezcla (3) en los huecos (23) de la plantilla (2) contra la superficie (1).
9. Metodo de fabrication segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, despues de la etapa c) de retirada de la plantilla (2) y antes de la etapa d) de descarga de la segunda mezcla (7), se lleva a cabo una etapa c1) de perfilado, en la cual se aplica una mezcla perfiladora que comprende aglutinante no endurecido, y opcionalmente un pigmento, sobre las paredes de las cavidades (5) en la capa de la primera mezcla (3).
10. Metodo de fabrication segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las islas (22) de la plantilla (2) estan configuradas, en su parte que recibe la descarga de primera mezcla (3), con una forma que evite que la primera mezcla (3) se acumule sobre ellas durante la descarga en la etapa b).
11. Un tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas, caracterizado porque se ha obtenido mediante el metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Uso del tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas segun la reivindicacion 11, como material de construccion o decoracion.
13. Un sistema para fabricar un tablero, losa o plancha de piedra artificial con efecto de vetas, particularmente vetas anchas, el cual rellena, con una mezcla de relleno, cavidades irregulares presentes en una primera capa de sustrato, sistema que comprende un dispositivo distribuidor montado en un dispositivo robotico, caracterizado porque el dispositivo distribuidor comprende:
i. una tolva (8) para almacenar la mezcla de relleno (7), la cual dispone de una apertura superior (81) y otra inferior (82),
ii. una cinta transportadora (9) localizada bajo la apertura inferior (82) de la tolva (8), y
iii. un colector (6), con una apertura superior (61) y otra inferior (62), el cual recoge la mezcla de relleno (7) descargada desde la cinta transportadora (9) y la deposita en las cavidades (5) a rellenar del sustrato (3).
14. El sistema segun la revindication 13, caracterizado porque la apertura inferior (62) del colector (6) tiene una anchura (d) menor o igual, en al menos una direccion, que la anchura maxima de las cavidades (5) a rellenar.
15. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 13-14, caracterizado porque el dispositivo distribuidor y el dispositivo robotico estan vinculados mediante un sistema informatico.
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