ITBO20090587A1 - Lastra particolarmente per rivestimento di superfici e relativo processo di realizzazione. - Google Patents

Description

Titolo: LASTRA PARTICOLARMENTE PER RIVESTIMENTO DI SUPERFICI E RELATIVO PROCESSO DI REALIZZAZIONE

Il presente trovato ha come oggetto una lastra particolarmente per rivestimento di superfici e relativo processo di realizzazione.

La lastra secondo il trovato sarà del tipo di una piastrella e/o di una mattonella di tipo perfezionato ed ottimizzato al fine di superarne alcuni inconvenienti e difetti.

Nel settore delle lavorazioni ceramiche è noto ricorrere a materie prime povere (generalmente argille) per realizzare i supporti delle piastrelle ceramiche.

Questi supporti, generalmente porosi, presentano spessori variabili tra gli 8 ed i 15 mm (anche 20 mm in rari casi).

I processi fondamentali per la realizzazione delle piastrelle ceramiche sono due: la monocottura e la doppia cottura.

Con la monocottura la materia prima è generalmente approntata lavorando sulla materia prima umida. Vi è una sola fase di cottura, dopo che il pezzo è stato essiccato e smaltato. Durante questa cottura singola avvengono anche i processi di sinterizzazione e stabilizzazione dello smalto.

Nella doppia cottura la preparazione della materia prima segue quasi sempre un processo a secco. Vi sono due fasi di cottura. Nella prima avviene la sinterizzazione del supporto. Segue la cottura dello smalto.

Il ciclo produttivo industriale è composto da varie fasi che prevedono la preparazione delle materie prime, la formatura del supporto, l'essiccamento, la smaltatura e la cottura.

Il prodotto finito, sia nel caso in cui sia ottenuto attraverso un ciclo di monocottura sia che sia realizzato con una doppia cottura, presenta una certa porosità.

Ne consegue che queste tipologie di supporti (in seguito all'uso e con il passare del tempo) tendono a degradare: ad esempio l'assorbimento di sostanze dall'ambiente può determinare la formazione di macchie e/o la modifica della colorazione.

Lo spessore elevato delle piastrelle tradizionali è un problema rilevate in fase di trasporto in quanto determina un forte incremento degli ingombri e del peso. Gli elevati costi di trasporto incide quindi anche sul costo del prodotto, così come incide la necessità di avere magazzini ampi per lo stoccaggio dei prodotti (molto voluminosi).

L'invecchiamento del prodotto, in riferimento alle condizioni di utilizzo, quando cioè è installato su una parete e/o su un pavimento, richiede una periodica sostituzione.

La sostituzione del rivestimento di una superficie consiste nella preventiva asportazione del vecchio rivestimento (opere murarie di demolizione) e la successiva deposizione del nuovo rivestimento.

E' evidente che la demolizione costituisce un grave disagio per chi debba utilizzare gli ambienti in quanto determina la diffusione di polveri anche negli ambienti attigui, la necessità di smaltire le macerie, ed il sostenimento del costo orario degli artigiani preposti.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo una lastra particolarmente per rivestimento di superfici che determini minime condizioni di disagio nell'ipotesi di sostituzione del rivestimento di un ambiente.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre una lastra particolarmente per rivestimento di superfici che presenti minimi costi di trasporto e stoccaggio. Un altro scopo del trovato è quello di proporre una lastra particolarmente per rivestimento di superfici che sia poco soggetta ai fenomeni di invecchiamento, degrado della colorazione, insorgenza di macchie tipici delle piastrelle ceramiche di tipo noto.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una lastra particolarmente per rivestimento di superfici di costi contenuti e ottenibile attraverso un processo di realizzazione relativamente semplice e di sicura applicazione. Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da una lastra particolarmente per rivestimento di superfici del tipo comprendente un supporto di base provvisto di uno strato superficiale smaltato, caratterizzata dal fatto che il principale costituente del detto supporto di base è allumina, Al2O3 e detto strato superficiale smaltato comprende ossidi metallici coloranti.

Tale compito e tali scopo sono altresì raggiunti grazie ad un processo Processo di realizzazione di una lastra particolarmente per rivestimento di superfici che consiste nel

realizzare una pasta costituita principalmente da polvere di allumina, Al2O3, miscelata con un solvente;

colare detta pasta su un nastro trasportatore a costituire almeno un elemento laminare; sottoporre detto elemento laminare ad essiccazione;

sottoporre detto elemento laminare a cottura, entro opportuni ambienti a temperatura controllata e compresa tra 1200 e 2050° C, per un tempo determinato in funzione della temperatura stessa; tagliare detto elemento laminare cotto per la realizzazione di rispettivi supporti di base; realizzare uno smalto costituito da ossidi coloranti, presenti in elevata concentrazione, ed almeno un solvente;

deporre uno strato di smalto su una superficie di ciascun supporto di base, mentre detto supporto è collocato in un ambiente riscaldato ad una temperatura superiore alla temperatura ambiente ed inferiore a 500° C;

mantenere detto supporto smaltato in detto ambiente riscaldato fino alla completa evaporazione del solvente con conseguente fissaggio della parte vetrosa degli ossidi coloranti alla superficie del supporto di base; sottoporre a cottura il supporto smaltato in un forno con temperatura compresa tra 700° C e 1500° C per l'ottenimento di una lastra per rivestimento.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della lastra particolarmente per rivestimento di superfici e del relativo processo di realizzazione secondo il trovato, illustrati a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: la fig.1 rappresenta, in vista frontale, una lastra secondo il trovato;

la fig.2 rappresenta, in vista laterale, una lastra secondo il trovato;

la fig.3 rappresenta, in vista schematica, una fase del procedimento realizzativo di una lastra secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 una lastra 1 particolarmente per rivestimento di superfici.

La lastra 1 è del tipo di una piastrella ceramica di rivestimento comprendente un supporto di base 2 provvisto di uno strato superficiale smaltato 3. In particolare il principale costituente del supporto di base è allumina, Al2O3.

L' ossido di alluminio (o allumína) è l'ossido ceramico dell'alluminio caratterizzato da formula chimica Al2O3.

Tale materiale sebbene si presenti piuttosto fragile presenta caratteristiche interessanti che lo hanno reso molto utilizzato nell'industria. In particolare si tratta di un materiale particolarmente adatto come catalizzatore in molte reazioni chimiche, contestualmente la sua conducibilità termica ne esalta la propensione a quest'ultima applicazione. E' un isolante elettrico.

Da un punto di vista generale, tale ossido costituisce la base di alcuni minerali come rubino e zaffiro, che si differenziano a seconda delle impurezze metalliche presenti nel reticolo cristallino.

A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco.

La forma stabile di Al2O3, α -allumína, è un materiale durissimo e refrattario. Nella forma minerale è nota come corindone e, fra le pietre preziose, come zaffiro.

L'allumína si caratterizza per una buona stabilità termica, una buona resistenza alla corrosione sia in ambienti acidi che in ambienti alcalini, presenta ottime proprietà dielettriche (può essere utilizzato come isolante elettrico), ha un elevata durezza (una durezza di Vickers di 18000 Mpa), ha un'ottima resistenza all'usura, ha un'elevata area superficiale interna dovuta alla micro e nano porosità interna, e presenta infine una eccellente biocompatibilità (adatta per applicazioni biomedicali in quanto non presenta il fenomeno del rigetto quando è a contatto con i tessuti viventi).

Lo strato superficiale smaltato 3 è realizzato con opportuni ossidi metallici coloranti.

Dal punto di vista realizzativo è opportuno segnalare che il supporto di base 2 comprende allumina, Al2O3, in percentuali comprese tra l'80% ed il 100%. In particolare si segnala l'ottenimento di ottimi risultati tecnicorealizzativi con supporti 2 costituiti da allumina purissima, quindi presente nel supporto 2 in percentuali superiori al 95%, e, in certi casi anche superiori al 99%.

Il supporto di base 2, secondo una famiglia di soluzioni realizzative particolarmente interessanti da un punto di vista pratico ed applicativo, ha uno spessore minimo dell'ordine di 0,1 mm.

In particolare, all'interno della famiglia di soluzioni realizzative di cui sopra, si segnalano le ottime proprietà e l'ottimale stabilità di supporti di base 2 che presentano uno spessore di circa 1 mm.

Lo spessore complessivo della lastra 1, tenuto conto del minimo spessore dello strato superficiale smaltato 3, sarà preferibilmente dell'ordine di 1 mm, anche se non si esclude di realizzare lastre 1 con spessori inferiori (dell'ordine di decimi di millimetro) o superiore, per particolari applicazioni specifiche.

L'ottenimento di una lastra 1 è possibile in seguito all'applicazione di un processo produttivo che consiste in una sequenza di fasi consecutive.

Una prima fase A prevede la realizzazione di una pasta costituita principalmente da polvere di allumina, Al2O3, miscelata con un solvente.

La polvere di allumina è ottenuta per macinatura, e/o altro procedimento equivalente, di corindone e presenta una frazione granulometrica compresa tra 1 e 10 µ (milionesimi di millimetro). In particolare si segnala l'ottenimento di ottimi risultati realizzativi con frazioni granulometriche dell'ordine di 3-5 µ.

In una seconda fase B è necessario colare la pasta su un nastro trasportatore a costituire almeno un elemento laminare: la forma e le caratteristiche dimensionali di questo elemento laminare non saranno importanti, ciò che dovrà essere precisamente verificato e mantenuto entro opportuni range è solamente lo spessore dello stesso.

La terza fase C del processo consiste nella sottoposizione dell'elemento laminare ad essiccazione.

Una volta essiccato, in una successiva fase D, occorre sottoporre l'elemento laminare a cottura, entro opportuni ambienti a temperatura controllata e compresa tra 1200 e 2050° C, per un tempo determinato in funzione della temperatura stessa. La cottura dell'elemento laminare è effettuata preferibilmente con una temperatura dell'ordine dei 1750° C.

La fase E prevede il taglio dell'elemento laminare cotto per la realizzazione di rispettivi supporti di base 2 (secondo le misure di interesse applicativo).

Il taglio dell'elemento laminare cotto, per la realizzazione di rispettivi supporti di base 2, è preferibilmente effettuata per mezzo di un apparato laser; non si esclude l'adozione di altre metodologie di taglio.

Si segnala la possibilità di realizzare supporti 2 di qualsiasi forma e con dimensioni variabili in funzione delle necessità applicative. Ovviamente, da un punto di vista pratico, saranno preferite le stesse misure standard adottate per le piastrelle commerciali al fine di non richiedere modifiche o variazioni dell'approccio dello standard operativo degli installatori, dei magazzini di stoccaggio e del trasporto.

La successiva fase F consiste nel realizzare uno smalto costituito da ossidi coloranti, presenti in elevata concentrazione, ed almeno un solvente.

La fase G prevede la deposizione di uno strato di smalto 3 su una superficie di ciascun supporto di base 2, mentre tale supporto 2 è collocato in un ambiente riscaldato (fornendo energia termica 4) ad una temperatura superiore alla temperatura ambiente ed inferiore a 500° C. La deposizione dello smalto è effettuata per mezzo di opportuni ugelli erogatori 5.

Si adotteranno principalmente ossidi metallici a forte concentrazione, questo permetterà di realizzare superfici ceramiche molto coprenti, pur realizzando strati 3 di spessore minimo, quindi minime quantità di smalto deposto. La forte concentrazione del colorante è quindi fondamentale per l'applicazione specifica secondo il trovato. La deposizione dello strato di smalto 3 è effettuata preferibilmente in un ambiente con temperatura dell'ordine dei 100° C.

Una fase H richiederà di mantenere il supporto 2 smaltato nell'ambiente riscaldato fino alla completa evaporazione del solvente con conseguente fissaggio della parte vetrosa degli ossidi coloranti alla superficie del supporto di base 2. Sarà quindi necessario, in una fase I, sottoporre a cottura il supporto 2 smaltato in un forno con temperatura compresa tra 700° C e 1500° C per l'ottenimento di una lastra per rivestimento 1.

La cottura del supporto 2 smaltato per l'ottenimento di una lastra 1 per rivestimento è effettuata in un forno con temperatura preferibilmente dell'ordine di 1080° C.

E' opportuno specificare che il solvente utilizzato per la realizzazione della pasta ed il solvente utilizzato per la realizzazione dello smalto è preferibilmente acqua.

Vantaggiosamente le lastre 1 secondo il trovato presentano spessore minimo, dell'ordine di un millimetro, e quindi è possibile, in caso di sostituzione del rivestimento di un ambiente, deporre tali lastre 1 sulle piastrelle precedentemente installate senza dover ricorrere a lavori edili di demolizione.

Le piastrelle precedentemente installate presentano comunque un livello di porosità idoneo all'attecchimento dei tradizionali collanti per piastrelle e quindi è possibile deporre e fissare su una superficie già rivestita un ulteriore strato di lastre 1.

Il vantaggio è che il successivo rivestimento con le lastre 1 non determina alcuna riduzione delle dimensioni dell'ambiente in quanto il loro spessore è dell'ordine di un millimetro e, visto il loro peso molto basso, anche lo spessore di collante necessario a mantenerle solidali alla superficie di installazione è minimo.

Positivamente le lastre 1 secondo il trovato presentano minimi costi di trasporto e stoccaggio: in uno stesso spazio possono essere immagazzinate molte più lastre 1 che non piastrelle tradizionali (che hanno uno spessore 10 volte superiore) ed anche il trasporto è meno oneroso in quanto con un medesimo mezzo di trasporto possono essere trasportate quantità enormemente superiori (fino a 10 volte) di lastre 1 rispetto alle tradizionali piastrelle ceramiche.

Utilmente le lastre 1 sono poco soggette ai fenomeni di invecchiamento, degrado della colorazione, insorgenza di macchie tipici delle piastrelle ceramiche di tipo noto. Questo in particolare in quanto l'allumina non è porosa ed è inattaccabile da aggressivi acidi ed alcalini.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (12)

1.Lastra particolarmente per rivestimento di superfici del tipo comprendente un supporto di base (2) provvisto di uno strato superficiale smaltato (3), caratterizzata dal fatto che il principale costituente del detto supporto di base (2) è allumina, Al2O3 e detto strato superficiale smaltato (3) comprende ossidi metallici coloranti.

2.Lastra, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto supporto di base (2) comprende allumina in percentuali comprese tra l'80% ed il 100%.

3.Lastra, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto supporto di base (2) ha uno spessore minimo dell'ordine di 0,1 mm.

4.Lastra, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto supporto di base (2) ha preferibilmente uno spessore di circa 1 mm.

5.Lastra, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che presenta uno spessore complessivo minimo di pochi decimi di millimetro e, preferibilmente, uno spessore di circa 1 mm.

6.Processo di realizzazione di una lastra particolarmente per rivestimento di superfici che consiste nel realizzare una pasta costituita principalmente da polvere di allumina, Al2O3, miscelata con un solvente; colare detta pasta su un nastro trasportatore a costituire almeno un elemento laminare; sottoporre detto elemento laminare ad essiccazione; sottoporre detto elemento laminare a cottura, entro opportuni ambienti a temperatura controllata e compresa tra 1200 e 2050° C, per un tempo determinato in funzione della temperatura stessa; tagliare detto elemento laminare cotto per la realizzazione di rispettivi supporti di base (2); realizzare uno smalto costituito da ossidi coloranti, presenti in elevata concentrazione, ed almeno un solvente; deporre uno strato di smalto (3) su una superficie di ciascun supporto di base (2), mentre detto supporto (2) è collocato in un ambiente riscaldato ad una temperatura superiore alla temperatura ambiente ed inferiore a 500° C; mantenere detto supporto (2) smaltato in detto ambiente riscaldato fino alla completa evaporazione del solvente con conseguente fissaggio della parte vetrosa degli ossidi coloranti alla superficie del supporto di base (2); sottoporre a cottura il supporto (2) smaltato in un forno con temperatura compresa tra 700° C e 1500° C per l'ottenimento di una lastra (1) per rivestimento.

7.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta polvere di allumina è ottenuta per macinatura, e/o altro procedimento equivalente, di corindone e presenta una frazione granulometrica compresa tra 1 e 10 µ.

8.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la cottura del detto elemento laminare è effettuata con una temperatura dell'ordine dei 1750° C.

9.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il taglio del detto elemento laminare cotto, per la realizzazione di rispettivi supporti di base (2), è effettuata per mezzo di un apparato laser.

10.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto solvente utilizzato per la realizzazione della detta pasta e detto solvente utilizzato per la realizzazione del detto smalto è acqua.

11.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la deposizione del detto strato di smalto (3) è effettuata in un ambiente con temperatura dell'ordine dei 100° C.

12.Processo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la cottura del supporto (2) smaltato per l'ottenimento di una lastra (1) per rivestimento è effettuata in un forno con temperatura dell'ordine di 1080° C.