IT201600071139A1 - Procedimento per l’ottenimento di lastre ceramiche smaltate di rivestimento aventi grandi dimensioni e ridotto spessore - Google Patents

Description

“PROCEDIMENTO PER L’OTTENIMENTO DI LASTRE CERAMICHE SMALTATE DI

RIVESTIMENTO AVENTI GRANDI DIMENSIONI E RIDOTTO SPESSORE”

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE

[001] La presente invenzione riguarda un procedimento per l’ottenimento di elementi piani ceramici smaltati aventi grandi dimensioni e spessore ridotto, quali lastre adatte ad essere vantaggiosamente impiegate sia tal quali, sia anche per ricavare piastrelle di dimensioni minori e forma differente, per rivestire superfici, quali ad esempio pavimentazioni e pareti, sia interne che esterne.

TECNICA DI BASE DELL’INVENZIONE

[002] Negli ultimi anni, il campo dell’industria ceramica si è evoluto per incontrare le esigenze di mercato, proponendo lastre ceramiche di rivestimento di dimensioni sempre maggiori, riducendo al contempo gli spessori delle stesse per renderle sufficientemente leggere per il trasporto e la posa; ad oggi sono infatti in produzione lastre ceramiche smaltate aventi estensione superficiale anche oltre 3m<2>e spessore circa compreso tra 3 e 6 mm.

[003] Lastre di tali dimensioni consentono infatti di poter rivestire superfici assai estese, quali ad esempio facciate di edifici, limitando il numero di fughe necessarie tra un elemento e l’altro, conferendo quindi un aspetto estetico di uniformità e minimalismo assai apprezzato.

[004] Dette lastre possono eventualmente presentare superfici smaltate, cioè decorate superficialmente grazie all’applicazione di appositi smalti ceramici, ossia composizioni adatte a sviluppare, generalmente a caldo, una superficie vetrosa, ottenendo colorazioni o effetti estetici desiderati.

[005] Il metodo tradizionale per l’ottenimento di piastrelle smaltate convenzionali, aventi quindi uno spessore superiore a 6 – 7 mm e dimensioni contenute, ossia sostanzialmente inferiori a 3m<2>, in gergo denominato “bicottura”, consiste nel preparare un supporto di materiale argilloso, sottoporlo poi ad una prima cottura, ad una temperatura compresa tra circa 1150 – 1200°C, tale da provocarne la greificazione, realizzando un manufatto ceramico greificato chiamato “biscotto”; tale manufatto viene successivamente smaltato con idonei smalti ceramici e sottoposto ad un’ulteriore cottura, ad una temperatura prossima a quella di greificazione, al fine di ottenere la vetrificazione dello smalto superficiale. Infatti, gli smalti ceramici generalmente utilizzati hanno una temperatura di vetrificazione di poco inferiore a quella di greificazione del supporto argilloso.

[006] Tuttavia, tale procedimento è fortemente sconsigliato per la realizzazione di lastre smaltate di grandi dimensioni e spessore ridotto, in quanto durante la fase di seconda cottura si osservano frequentemente tensioni tra il sottostante supporto e lo smalto, che possono comportare deformazioni, compromettendo quindi la planarità della lastra finale, o addirittura fratture, rendendo di fatto inutilizzabile la lastra.

[007] Per i motivi sopra esposti, le lastre di grandi dimensioni e ridotto spessore attualmente in commercio vengono ottenute con un procedimento noto come “monocottura”, nel quale si effettua, in un’unica operazione, sia la cottura dell’impasto argilloso preformato costituente il corpo della lastra, sia anche la smaltatura superficiale.

[008] In altre parole, la lastra di materiale argilloso crudo viene decorata superficialmente mediante l’applicazione di opportuni smalti, e successivamente cotta in un unico ciclo, nel quale vengono raggiunte temperature di circa 1150 – 1200°C, tali da provocare al contempo la cottura dell’impasto argilloso, ossia la sua greificazione, e la vetrificazione dello smalto superficiale. Anche in questo caso, chiaramente, gli smalti utilizzati hanno una temperatura di vetrificazione sostanzialmente pari a quella di greificazione del supporto argilloso.

[009] Infine, un altro procedimento noto prevede che lastre crude vengano sottoposte ad un’unica cottura, alla temperatura di greificazione, e successivamente decorate con appositi colori a freddo, senza quindi necessitare di ulteriori fasi di cottura; con tale sistema tuttavia, la decorazione superficiale risulta piuttosto delicata e assolutamente non resistente all’usura, rendendo pertanto tali lastre inadatte all’impiego come rivestimento per pavimentazioni.

[0010] Per quanto riguarda invece la tipologia di decorazione, negli ultimi anni grandi sforzi sono stati profusi dai produttori per l’ottenimento di lastre smaltate ricreanti in superficie l’aspetto di materiali naturali, quali ad esempio marmo, pietra, granito, legno, ecc.

[0011] A tal scopo, per l’applicazione dello smalto sulla superficie delle lastre sono attualmente in uso sistemi di stampa digitale, che prevedono l’impiego di una o più teste di stampa, adatte ad erogare in maniera diretta sulla superficie della lastra appositi inchiostri pigmentati in forma di piccole gocce, e atti a realizzare in modo continuativo sull’intera superficie della lastra una pluralità di identiche unità grafiche elementari, ossia pixel, la cui distribuzione permette di ricreare forme e figure complesse.

[0012] Tali sistemi di stampa utilizzano un metodo di colore in quadricromia, o eventualmente esacromia, caricando sulle teste di stampa inchiostri aventi quattro o sei colorazioni convenzionali che, se mescolati in percentuali differenti, consentono di ottenere diverse tonalità e sfumature.

[0013] Mentre per la creazione di decorazioni superficiali ricreanti l’effetto di materiali naturali tali sistemi di stampa funzionano in maniera piuttosto soddisfacente, lo stesso non si può dire per la realizzazione di lastre aventi una colorazione superficiale uniforme, ossia “a tinta unita”

[0014] Infatti, come è noto ad un esperto del settore, l’ottenimento di una lastra smaltata in modo omogeneo e con una colorazione uniforme richiede l’utilizzo di una ingente quantità di inchiostro, che non è erogabile con un sistema di stampa digitale; inoltre, poiché si utilizza un metodo in quadricromia, il medesimo colore potrebbe risultare lievemente diverso da lastra a lastra, rendendo quindi inaccettabile l’effetto finale. Inoltre, determinati colori, quali ad esempio il verde, risultano assai difficoltosi da ottenere.

[0015] Per la creazione di decorazioni in rilievo, ad esempio per ottenere una lastra smaltata ricreante in superficie la venatura del legno, attualmente si procede predisponendo opportuni stampi sagomati sulla superficie del supporto argilloso ancora crudo, in modo tale da imprimere su di essa la decorazione a rilievo desiderata prima procedere con la cottura e la smaltatura.

[0016] Tuttavia, tale sistema risulta poco flessibile in quanto è necessario realizzare e tenere a magazzino una pluralità di stampi, ciascuno riportante una specifica decorazione a rilievo, con conseguente incremento dei costi.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

[0017] Compito principale di quanto forma oggetto della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti dell’arte nota, proponendo un procedimento per l’ottenimento di lastre di rivestimento ceramiche smaltate aventi grandi dimensioni e spessore ridotto che consenta di mantenerne la planarità ed eviti la formazione di fratture.

[0018] Nell’ambito del compito sopra esposto, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un procedimento per la realizzazione di lastre di rivestimento ceramiche che possano essere decorate superficialmente secondo le richieste dell’utente, eventualmente anche realizzando colorazioni “a tinta unita”.

[0019] Ulteriore scopo che l’invenzione si prefigge è quello di ottenere un procedimento che sia semplice da realizzare, versatile ed affidabile, e che non necessiti di particolari strumentazioni o attrezzature, risultando quindi facilmente industrializzabile.

[0020] Il compito e gli scopi sopra indicati, ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un procedimento come definito alla rivendicazione 1; ulteriori caratteristiche sono definite nelle successive rivendicazioni dipendenti.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

[0021] Un procedimento secondo la presente invenzione è atto a consentire la realizzazione di lastre piane di materiale ceramico greificato superficialmente smaltate, aventi grandi dimensioni, ossia area superficiale anche oltre 3m<2>, e spessore ridotto, preferibilmente circa compreso tra 3 e 6 mm, adatte ad essere impiegate per il rivestimento di pavimentazioni o pareti, sia tal quali che ridotte in elementi aventi dimensioni inferiori.

[0022] Un procedimento secondo la presente invenzione è particolarmente vantaggioso per l’ottenimento di lastre smaltate con un’unica colorazione, che risulti omogenea su tutta l’estensione della medesima lastra e uniforme per tutte le lastre ottenute attraverso tale procedimento. Tuttavia, come spiegato oltre con maggior dettaglio, con un procedimento secondo la presente invenzione è possibile ottenere pure lastre smaltate dotate di decorazioni superficiali ricreanti figure complesse, tramature o decori in rilievo.

[0023] Una prima fase a) del procedimento secondo la presente invenzione consiste nel predisporre un supporto lastriforme greificato avente dimensioni e spessore desiderati.

[0024] Preferibilmente, tale supporto lastriforme viene ottenuto versando un opportuno impasto formato da componenti essenzialmente argillose all’interno di un apposito e convenzionale stampo, sottoponendolo poi ad una pressatura mediante idonee presse da ceramica.

[0025] Una volta realizzato il supporto crudo, questo viene sottoposto ad un primo trattamento termico, o prima cottura, ad una temperatura T1 sostanzialmente pari alla temperatura di greificazione TG del materiale argilloso di cui è formato il supporto, essenzialmente compresa tra circa 1150°C e 1200°C per ottenerne la greificazione.

[0026] Mentre è importante che tra la fase di formatura a pressione del supporto crudo e la fase di prima cottura dello stesso, quest’ultimo non compia lunghi percorsi, a causa della sua fragilità causata allo spessore ridotto, il supporto greificato ha infatti una sufficiente resistenza per poter essere avviato, mediante convenzionali linee di lavorazione, alle successive fasi operative, in particolare alla successiva fase b) di smaltatura superficiale.

[0027] Eventualmente, se necessario, prima della fase b) di smaltatura tale supporto greificato può essere sottoposto ad una fase di taglio, nella quale esso viene opportunamente tagliato, preferibilmente mediante l’impiego di teste di taglio in diamante, secondo geometrie e dimensioni più opportune, in base alle specifiche esigenze di utilizzo.

[0028] Inoltre, nel caso in cui si desideri conferire una maggiore resistenza alle lastre di rivestimento ottenute al termine del procedimento, in particolare quando le stesse saranno impiegate tal quali, presentando quindi dimensioni rilevanti, può risultare vantaggiosa l’applicazione, sulla superficie del supporto opposta a quella che sarà poi sottoposta a smaltatura in detta fase b), di una struttura reticolata di rinforzo.

[0029] Secondo una caratteristica peculiare della presente invenzione, almeno una porzione superficiale del supporto piano greificato ottenuto in detta fase a) viene sottoposto ad una fase b) di smaltatura, nella quale si utilizzano smalti, ossia sostanze in forma liquida o in pasta o in polvere, aventi una composizione atta a sviluppare, ad una determinata temperatura, una superficie vetrosa.

[0030] In particolare, secondo una caratteristica vantaggiosa della presente invenzione, gli smalti applicati nella fase di smaltatura b) di un procedimento secondo la presente invenzione sono scelti tra quelli con base fusibile e pigmenti metallici presentanti una temperatura di vetrificazione TV inferiore a quella di greificazione TG del supporto, e preferibilmente compresa tra circa 600°C e circa 830°C.

[0031] Successivamente all’applicazione di detto smalto su almeno una porzione superficiale di detto supporto piano greificato, esso viene sottoposto ad una fase c) di trattamento termico, o cottura, atto ad ottenere la vetrificazione dello smalto posto sulla sua superficie.

[0032] La temperatura di cottura T2 raggiunta in detta fase c) è essenzialmente pari, o almeno prossima, alla temperatura di vetrificazione TV dello smalto ed è quindi circa compresa tra 600°C e 830°C, in base alle dimensioni del supporto e al tipo di smalto utilizzato.

[0033] Vantaggiosamente, tale temperatura T2 è infatti sufficiente ad ottenere la vetrificazione dello smalto applicato senza tuttavia alterare il supporto, in quanto già greificato, e comunque avente una temperatura di cottura assai più elevata. In questo modo, vantaggiosamente, non si creano tensioni tra i due materiali, e di conseguenza non si verificano fratture né deformazioni della lastra, che rimane quindi perfettamente piana nonostante le sue dimensioni rilevanti.

[0034] Preferibilmente, tale fase c) viene condotta attraverso adeguati forni monostrato a rulli, avendo cura di mantenere quanto più costante possibile la temperatura.

[0035] Detta fase b) di smaltatura può essere condotta con varie tecniche, note e convenzionali, scelte in base al tipo di decorazione che si desidera ottenere sulla lastra. Ad esempio, per ottenere una lastra decorata con una singola colorazione “a tinta unita” che risulti uniforme ed omogenea, è particolarmente vantaggioso l’impiego di una tecnica di stampa serigrafica; in tal caso quindi, gli smalti utilizzati saranno preferibilmente in pasta.

[0036] Le diverse colorazioni che si intendono impiegare nella decorazione della lastra non presenti in commercio vengono quindi eventualmente preparate mescolando opportune quantità di smalti di colori diversi, fino ad ottenere quella desiderata.

[0037] La tecnica di stampa serigrafica prevede inizialmente la preparazione di un apposito telaio, formato sostanzialmente da una cornice esterna metallica, sulla quale vengono applicati e tensionati fili serigrafici in modo tale da formare un tessuto a maglia larga.

[0038] Tale telaio viene quindi posizionato in corrispondenza della porzione di superficie del supporto greificato che si desidera decorare, mantenendolo più o meno sollevato rispetto alla stessa in base alla quantità di pasta colorante che si intende depositare.

[0039] Lo smalto in pasta viene quindi versato sul tessuto del telaio serigrafico e distribuito con una racla, sulla porzione di superficie della lastra che si desidera decorare; così facendo, è possibile applicare lo smalto in pasta in modo assai uniforme e preciso e nella giusta quantità sulla superficie che si desidera smaltare.

[0040] Invece, nel caso in cui si desideri ottenere con la tecnica di stampa serigrafica una particolare decorazione ricreante figure o tramature più o meno complesse, è necessario occludere selettivamente le maglie del tessuto del telaio serigrafico nelle zone in cui non si desidera il passaggio dello smalto di un certo colore, lasciando invece permeare lo stesso nelle zone definenti la decorazione desiderata.

[0041] Per fare ciò, si applica in modo opportuno una fotoemulsione idrosolubile che successivamente viene fatta essiccare; si crea poi un film per serigrafia riportante il positivo dell’eventuale decorazione su uno sfondo sostanzialmente nero ad elevata densità, e lo si pone a stretto contatto con detta emulsione, in corrispondenza del lato destinato ad andare in contatto con la superficie della lastra da decorare, esponendola poi ai raggi ultra violetti.

[0042] Questi provocano l'indurimento della sottostante emulsione esclusivamente nelle aree libere definite dal film; le porzioni di film realizzate in nero ad elevata densità impediscono invece il passaggio dei raggi ultravioletti, impedendo quindi l'indurimento della emulsione sottostante che rimane quindi idrosolubile.

[0043] Un successivo lavaggio del tessuto ha l’effetto di asportare la emulsione non indurita, rivelando le aree aperte del tessuto serigrafico, che consentono quindi il passaggio dello smalto in pasta verso la sottostante superficie da decorare.

[0044] La tecnica di stampa serigrafica consente inoltre di ottenere decorazioni smaltate in rilievo, senza tuttavia necessitare la realizzazione di rilievi o incisioni ottenibili con stampi nel materiale formante il supporto; infatti, agendo sulla quantità di emulsione applicata sul tessuto e sulla distanza tra telaio e superficie da decorare, è possibile definire aree in cui può essere applicata una maggior quantità di smalto in pasta rispetto ad aree circostanti, creando quindi decorazioni in rilevo rispetto al fondo.

[0045] Vantaggiosamente, la fase b) di smaltatura può essere svolta anche mediante stampa a spruzzo; in tal caso, lo smalto sarà preferibilmente in forma di inchiostro liquido, o in alternativa a secco con smalti in polvere.

[0046] Eventualmente, gli smalti possono anche essere applicati sulla superficie del supporto greificato mediante una o più tecniche tra quelle sopra descritte, in base allo specifico effetto che si desidera ottenere.

[0047] Infine, nel caso in cui le lastre ottenute mediante un procedimento secondo la presente invenzione siano destinate a formare il rivestimento di una pavimentazione, è possibile addizionare agli smalti utilizzati, siano essi in forma liquida, in polvere o in pasta, una determinata quantità di polvere di corindone, adatta a conferire alla superficie smaltata della lastra una spiccata resistenza all’usura.

[0048] Riassumendo, secondo la presente invenzione un procedimento per l’ottenimento di una lastra di rivestimento smaltata avente grandi dimensioni e ridotto spessore, adatta a fungere da rivestimento superficiale per pavimentazioni o pareti, comprende le seguenti fasi:

a) predisporre un supporto piano ceramico greificato avente dimensioni e spessore desiderati, detto supporto essendo preferibilmente stato precedentemente sottoposto ad una fase di trattamento termico ad una temperatura (T1) pari alla temperatura di greificazione (TG) del materiale, preferibilmente compresa tra 1150°C e 1200°C;

b) applicare su almeno una porzione superficiale di detto supporto greificato uno smalto con base fusibile e pigmenti metallici avente temperatura di vetrificazione (TV) inferiore alla temperatura di greificazione (TG) del materiale formante il supporto greificato, e preferibilmente compresa tra 600°C e 830°C;

c) sottoporre il manufatto ottenuto alla fase b) ad un trattamento termico condotto ad una temperatura di cottura (T2) sostanzialmente pari o prossima alla temperatura di vetrificazione (TV) dello smalto, e dunque preferibilmente compresa tra 600°C e 830°C, per ottenere una lastra ceramica smaltata.

[0049] Vantaggiosamente, l’applicazione dello smalto di cui alla fase b) del procedimento può essere condotta mediante una tecnica di stampa serigrafica, e/o eventualmente con stampa a spruzzo.

[0050] Da quanto precede, risulta evidente come la presente invenzione consegua il compito e gli scopi previsti. Si è infatti ideato un procedimento di ottenimento di lastre di rivestimento ceramiche e smaltate, aventi grandi dimensioni e ridotto spessore che, grazie all’applicazione di una idonea tipologia di smalto, in particolare avente una temperatura di vetrificazione compresa tra 600 e 830°C, e alla successiva cottura ad una temperatura assai inferiore a quella di greificazione del materiale formante il supporto ed essenzialmente pari a quella di vetrificazione dello smalto applicato, consente di mantenere la planarità delle lastre, evitando inoltre la formazione di fratture che ne comprometterebbero l’utilizzo.

[0051] Vantaggiosamente, un procedimento secondo la presente invenzione consente di ottenere lastre di rivestimento ceramiche smaltate decorate superficialmente secondo le richieste dell’utente, eventualmente anche realizzando in modo semplice qualsiasi colorazione “a tinta unita” perfettamente uniforme ed omogenea.

[0052] Inoltre, come risulterà evidente ad un esperto del settore, un procedimento secondo la presente invenzione è assai versatile ed al contempo affidabile, non necessitando di particolari strumentazioni o attrezzature, risultando dunque facilmente industrializzabile.

[0053] Naturalmente la presente invenzione è suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciò uscire dall’ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

[0054] Inoltre i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonché le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i più idonei a seconda delle specifiche esigenze.

Claims (1)

1. Caso B16-239 IT Rivendicazioni del brevetto per 5. Procedimento secondo