IT9022535A1 - ''microgranuli di vetrinatura, processo per la preparazione di microgranuli di vetrinatura, scorrevoli e bagnabili, nonche' __loro impiego e materiali ceramici vetrinati a secco'' - Google Patents
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Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo
"Microgranuli di vetrinatura processo per la preparazione di microgranuli di vetrinatura, scorrevoli e bagnabili, nonché' loro impiego e materiali ceramici vetrinati a secco
DESCRIZIONE
L’invenzione riguarda microgranuli di vetrina nonché' un processo per la produzione di microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili per materiali ceramici vetrinati a secco, il loro impiego, nonché' un processo per la produzione di prodotti ceramici con superfici vetrinate lisce e senza struttura con l’impiego dei microgranuli di vetrina scorrevoli e bagnabili.
Dalla letteratura e' nota e usuale, in modo generale, l’applicazione a umido di vetrine su substrati ceramici. L’impiego di sospensioni acquose di vetrinatura e* tuttavia problematico per diversi motivi:
1. ioni solubili in acqua, per esempio ioni borato, vengono estratti per dissoluzione dalle fritte di vetrinatura e portano all’inquinamento delle acque dì scarico. La separazione degli ioni borato mediante scambio ionico e* molto costosa .
2. I fanghi di vetrina che si presentano nel trattamento delle acque di scarico possono venire nuovamente impiegati solo limitatamente a motivo dell’oscillazione della loro composizione e a motivo degli ausialiari dì vetrinatura in essi contenuti.
3. La tecnologia della cottura sì espande sempre di piu' in piastrelle ceramiche del tipo terraglia e semiterraglia (semigres). L’applicazione ad umido della vetrinatura su piastrelle non precotte porta ad un rigonfiamento unilaterale della terracotta ed a una deformazione dei pròdotti sagomati. Questo problema sarà' sempre piu' difficile da controllare in piastrelle a strato sottile.
4. La perdita di vetrina, nell'applicazione ad umido, rappresenta un considerevole fattore di costo nella fabbricazione delle piastrelle.
Nella tradizionale applicazione ad umido, i componenti della vetrina vengono macinati a dare una sospensione acquosa e, mediante un adatto procedimento di applicazione, per esempio attraverso una campana, una centrifuga a piatti per vetrinatura o un apparecchio di spruzzatura automatico, vengono ripartiti in modo uniforme sulla superficie del substrato. L’acqua contenuta nell’impasto umido di vetrinatura viene rimossa per aspirazione attraverso il substrato ancora poroso. In questo modo si perviene ad una superficie liscia dello strato di vetrinatura. Contemporaneamente, componenti della vetrina vengono introdotti superficialmente nei pori del substrato per aspirazione capillare. Questi rappresentano dei punti di ancoraggio per la vetrina che fonde nella successiva cottura su substrato. Essi impediscono che la vetrinatura, nonostante la sua elevata tensione superficiale e a all’interfaccia, confluisca in forma di isole. Si perviene cosi' alla -Formazione della desiderata superficie piana di vetrina.
Per aggirare gli svantaggi citati del procedimento di applicazione ad umido della vetrina, sono stati sviluppati diversi processi.
Vetrine per pressatura si ottengono granulando una polvere di vetrinatura a dare granuli da circa 0,5 - 2 mm e, dopo riempimento dello stampo di pressatura con granulato di massa, introducendola, come secondo strato, nello stampo di pressatura, attraverso una saracinesca di riempimento aggiuntivo. Granulato della massa e di vetrinatura vengono pressati insieme e successivamente vengono cotti .
Spesso vetrinature definite come "vetrine granitiche" si formano spargendo granulati grossolani di massa fusa di fritta o granulati di vetrina su piastrelle a cui e' stato preventivamente applicato un ingobbio o una prevetrinatura a umido e spesso rivestendole ancora con una seconda vetrinatura a umido e cuocendole.
Le vetrinature ottenute per pressatura e le “vetrinature granitiche" hanno in comune il fatto che con esse si ottengono solo degli effetti di struttura grossolana del tutto determinati, prestabiliti dalla granulometria relativamente grossolana dei granulati e, nel caso delle vetrinature ottenute per pressatura, dalla reciproca penetrazione, che spesso si osserva in questo procedimento, di granulati della massa e della vetrinatura. Le "vetrine granitiche" sono sempre piu' o meno disuniformi in superficie (a rilievo). Lo spessore degli strati di vetrinatura in ambedue i procedimenti supera di regola notevolmente gli spessori dello strato di vetrinatura che sono usuali nella applicazione ad umido.
Superfici piane di vetrina con strati dello spessore da 200 a 300 wm non in se' strutturati o eventualmente finemente strutturati che rappresentano il caso normale soprattutto nel campo dei prodotti delle piastrelle per pareti, non e' possibile ottenerle in questo modo.
Il compito era pertanto di mettere a disposizione vetrinature o rispettivamente granuli per vetrinatura che, nella applicazione a secco della vetrinatura, non si demiscelino e già' ad uno spessore dello strato di 200 - 300 itm diano una superficie della vetrinatura liscia (brillante o opaca) e non strutturata al momento della cottura.
Un ulteriore compito era di mettere a disposizione un procedimento per la produzione di granuli di vetrinatura di questo tipo, nonché' un processo per la produzione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenziaImente piastrelle, con l’impiego di granuli di vetrinatura.
Questi problemi hanno potuti venire risolti con i granuli di vetrinatura conformi all’invenzione, con il procedimento conforme all’invenzione per la preparazione di granuli di vetrinatura, nonché' con il procedimento conforme all’invenzione per la produzione di materiali ceramici vetrinati a secco con superfici di vetrina liscia con l’impiego dei granuli di vetrinatura.
Oggetto dell’invenzione sono microgranuli di vetrina nei limiti del possibile di forma sferica, bagnabili e scorrevoli, con un diametro delle particelle di granulato da 30 a 100 μm, dove eventualmente particelle inferiori a 30 μm nonché' particelle superiori a 100 μm sono separate, che contengono un legante organico e/o inorganica, come per esempio vetro potassico liquido, sol di silice, sol di cellulosa, carbossimetilcellulosa e/o amido, in una quantità' fino al 10% in peso.
Un ulteriore oggetto dell'invenzione e ' un rocesso per la produzione di microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili per materiali ceramici vetrinati a secco, in particolare piastrelle, caratterizzato dal fatto che la vetrinatura viene macinata, a secco o a umido, a granulometrie con un diametro del granulo di 0,1 - 50 μm, viene miscelata con uno o piu' leganti organici e/o inorganici, come per esempio vetro potassico liquido, sol di silice, sol di Al2O3cellulosa, carbossimetilcellulosa e/o amido, in una quantità fino al 10V. in peso, eventualmente con l’aggiunta di acqua, la sospensione di vetrina cosi* ottenuta, eventualmente dopo preventivo riscaldamento a 80°C, viene successivamente spruzzata in una torre di spruzzatura a dare granuli di vetrina scorrevoli, nei limiti del possibile di forma sferica, con un diametro delle particelle di granulato di 30 -100 μm ed eventualmente le particelle fini inferiori a 30 μm nonché’ le particelle grossolane superiori a 100 μm di diametro delle particelle vengono separate.
Un ulteriore oggetto dell’invenzione e* un processo per la produzione dì microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili per materiali ceramici vetrinati a secco caratterizzato dal fatto che la vetrina viene macinata a secco a granulometrie con un diametro del granulo di 0,1 - 50
um, viene miscelata con uno o piu' leganti organici e/o inorganici, come per esempio vetro potassico liquido, sol di silice, sol di Al2O3cellulosa carbossimetilcellulosa e/o amido, in una quantità fino al 10% in peso, con l’aggiunta di dal 15 al 25% in peso di acqua, in un granulatore di miscelazione viene granulata, eventualmente con riscaldamento a 90’C, a dare granuli di vetrina quanto piu* possibile di forma sferica con un diametro delle particelle di granulato di 30 - 100 μm ed eventualmente le particelle fini inferiori a 30 μm nonché le particelle grossolane superiori a 100 μm di diametro delle particelle vengono separate.
Un ulteriore oggetto dell’invenzione e* l’impiego dei microgranuli di vetrina scorrevoli e bagnabili conforme all'invenzione per la produzione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con superfici quanto piu* possibile liscie.
Un ulteriore oggetto dell'invenzione e* un processa per la preparazione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con i microgranuli dì vetrina scorrevoli e bagnabili conformi all’invenzione, caratterizzato dal fatto che per prima cosa si applica una soluzione collante acquosa, che agisce da strato adesivo, a base di un legante organico e/o inorganico, come per esempio carbossimeti lcelluiosa o sol di silice, sulla formella, dopo di ciò' vengono applicati a secco e in modo uniforme i microgranuli di vetrina conformi all’invenzione e la formella cosi' rivestita viene essiccata e cotta.
Preferenzialmente il processa viene eseguito applicando i microgranuli di vetrina conformi all'invenzione con una pistola di spruzzatura con o senza applicazione di un campo elettrico, in modo uniforme .
Per l’ottenimento di una superficie piana e liscia della vetrinatura e di una bagnatura completa del substrato alla fusione della vetrinatura, e' importante che i microgranuli di vetrina presentino un diametro medio minore di 100 um. Una ripartizione di grandezza delle particelle stretta e contemporaneamente una forma delle particelle approssimativamente sferica costituiscono un vantaggio.
I leganti impiegati conformemente all’invenzione presentano, rispetto ad altri leganti, il vantaggio che non lasciano componenti estranei alla vetrina, come per esempio residui di idrocarburi, non generano bolle e rendono i microgranuli di vetrina sufficientemente resistenti alla abrasione.
L’adesivo impiegato nella produzione dei materiali ceramici vetrinati a secco può' essere per esempio una soluzione collante costituita da una soluzione acquosa di carbossimetilcelluiosa, da una soluzione di sol di silice o da una soluzione di sol di silice - vetro liquido. Nel caso in cui il materiale da costruzione debba venire rivestito con un ingobbio prima della applicazione della vetrina, anche l’impasto umido di ingobbio può venire regolato mediante l’aggiunta per esempio di carbossimetilcelluiosa in modo tale che esso serva contemporaneamente da adesivo per i microgranuli di vetrina.
I microgranuli di vetrina nel procedimento conforme all’invenzione vengono applicati in modo tale che sia garantita una ripartizione omogenea dei granuli sulla superficie da rivestire. Conformemente all’invenzione si e' dimostrata particolarmente valida l’applicazione con pistole, come vengono impiegate per il rivestimento a polvere in campo elettrostatico, per esempio nella industria delle vernici. Il materiale che cade fuori viene riciclato nel processo. Le piastrelle rivestite possono successivamente venire cotte.
Si e' visto che l'applicazione dei microgranuli di vetrina senza l’applicazione di un campo elettrostatico ad alta tensione tra la pistola ed i materiali ceramici da rivestire fornisce già' delle superfici vetrinate liscie, esenti da struttura dopo la cottura. Le superfici ottenute applicando una tensione elevata tra 10 e 30 KV sono tuttavia ancora piu* liscie e lo strato di vetrinatura contiene meno bolle.
L’invenzione sara ' illustrata con maggior precisione in base agli esempi che seguono.
Esempio 1
Una vetrina della composizione seguente
nella quale le fritte A e B rappresentano fritte trasparenti con il 7 e rispettivamente il 5% in peso di PbO, e' stata macinata ad umido, successivamente e' stata essiccata e disaggregata. La vetrina e' stata poi portata in sospensione con l'aggiunta del 6% in peso di amido di frumento e del 160% in pesa di acqua (ambedue riferiti al 1007. in peso di materiale secco pesato della vetrina), la sospensione, per la gelificazione dell’amido, e’ stata riscaldata brevemente a 80“C e successivamente e' stata spruzzata in una torre di spruzzatura con piatti di spruzzatura a dare microgranuli aventi un diametro medio del granulato di circa 60 μm.
Su -Formelle del -Formato 20 x 20 cm di una massa di terracotta industriale che serve alla produzione di piastrelle di terracotta sono stati per una cosa applicati 5g/dm2 (a umido) di un ingobbio della seguente composizione
a umido. Successivamente sono stati applicati 4 g/dm3 di una soluzione all’1,5%. di carbossimeti1-celluiosa. Nello strato ancora umido sono stati poi applicati, con una pistola per l’applicazione di polveri, 6 g/dm= di granuli costituiti dalla vetrina sopra descritta. Le piastrelle sono state cotte a 1160"C in un forno a rulli con un tempo totale di cottura di 45 minuti. La superficie cosi' vetrinata corrisponde nel suo aspetto e nelle sue caratteristiche d’uso alla superficie ottenuta con una vetrina corrispondente applicata ad umido.
Esempio 2
Una vetrina della stessa composizione dell’esempio 1 e' stata macinata a secco, procedimento nel quale la vetrina, 15 minuti prima del termine della macinazione, e' stata addizionata del 5% in peso di amido di frumento. La granulatura e* stata effettuata con l’aggiunta del 21% in peso di acqua e con riscaldamento a 90°C in un granulatore miscelatore. Successivamente il granulato di vetrinatura e" stato essiccato a 120°C in un tamburo di essiccazione e disaggregato. In questa operazione il materiale in polvere inferiore a circa 30 μm e' stato separato. La separazione di quantità scarse di granulato maggiore di 100 μm ancora presenti e* stata effettuata mediante classificazione al vaglia.
Con la frazione di microgranulato 30 - 100 μm si e' proceduto per il resto come nell'esempio 1. La qualità' della superficie vetrinata ottenuta corrispondeva a quella ottenuta nell’esempio 1. Esempio 3
Microgranuli di vetrina preparati seconda il procedimento descritto negli esempi 1 e 2 sono stati applicati in uno strato di spessore corrispondente a 6 g/dm2 con una pistola per l’applicazione di polveri, dove, tra la pistola e la piastrella da rivestire era applicato un campo elettrico ad alta tensione di 15 KV. La superficie vetrinata ottenuta dopo la cottura era ancora leggermente piu' liscia e soprattutto conteneva meno bolle rispetto alle superfici di vetrinatura ottenute mediante l’applicazione a secco senza campo elettrostatico.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Microgranuli di vetrinatura di forma sferica, scorrevoli e bagnabili, caratterizzati dal fatto che i granuli presentano un diametro delle particelle di granulato da 30 a 100 μm, dove eventualmente particelle inferiori a 30 μm nonché' particelle superiori a 100 μm sono separate, e contengono un legante organico e/o inorganico, come per esempio vetro potassico liquido, sol di si lice, sol di AI1O3, cellulosa, carbossimetilcellulosa e/o amido, in una quantità' fino al 10% in peso.
- 2. Processo per la produzione di microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili per materiali ceramici vetrinati a secco, in particolare piastrelle, caratterizzato dal fatto che la vetrinatura viene macinata, a secco o a umido, a granulometrie con un diametro del granulo dì 0,1 - 50 μm, viene miscelata con uno o piu' leganti organici e/o inorganici, come per esempio vetro potassico liquido, sol di silice, sol di Al2O3 cellulosa, carbossimeti Icelluiosa e/o amido, in una quantità' fino al 107. in peso, eventualmente con l’aggiunta di acqua, la sospensione di vetrina cosi' ottenuta, eventualmente dopo preventivo riscaldamento a 80°C, viene successivamente spruzzata in una torre di spruzzatura a dare granuli di vetrina scorrevoli, nei limiti del possibile di forma sferica, con un diametro delle particelle di granulato di 30 -100 μm ed eventualmente le particelle fini inferiori a 30 μm nonché’ le particelle grossolane superiori a 100 μm di diametro delle particelle vengono separate.
- 3. Processo per la produzione di microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili per materiali ceramici vetrinati a secco caratterizzato dal -Fatto che la vetrina viene macinata a secco a granulometrie con un diametro del granulo di 0,1 -50 μm, viene miscelata con uno o piu' leganti organici e/o inorganici, come per esempio vetro potassica liquido, sol di silice, sol di Al2O3 cellulosa, carbossimetilcellulosa e/o amido, in una quantità' fino al 10% in peso, con l'aggiunta di dal 15 al 25% in peso di acqua, in un granulatore di miscelazione viene granulata, eventualmente con riscaldamento a 90°C, a dare granuli di vetrina quanto piu' possibile di forma sferica con un diametro delle particelle di granulato di 30 - 100 μm ed eventualmente le particelle fini inferiori a 30 μm nonché le particelle grossolane superiori a 100 μm di diametro delle particelle vengono separate.
- 4. Impiego dei microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili conformi alla rivendicazione 1 per la preparazione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con superfici quanta piu ' possibile liscie.
- 5. Processo per la produzione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con microgranuli di vetrinatura scorrevoli e bagnabili conformi alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che per prima cosa si applica una soluzione collante acquosa, che agisce da strato adesivo, a base di un legante organico e/o inorganico, come per esempio carbossimetilcellulosa o sol di silice, sulla formella, dopo di ciò ' vengono applicati a secco e in modo uniforme i microgranuli di vetrina conformi all’invenzione e la formella cosi’ rivestita viene essiccata e cotta.
- 6. Processo secondo la rivendicazione 5 per la preparazione di materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con microgranuli di vetrina scorrevoli e bagnabili conformi alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i microgranuli di vetrina conformi alla rivendicazione 1 vengono applicati a secco con la pistola di spruzzatura con o senza l’applicazione d un campo elettrico, in modo uniforme.
- 7. Materiali ceramici vetrinati a secco, preferenzialmente piastrelle, con superfici della vetrinatura lisce e senza struttura, prodotti secando un processa conforme alle rivendicazioni 5 6.
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