ITGE20080103A1

ITGE20080103A1 - TILES, OR SIMILAR COVER MATERIALS PROVIDED WITH METALLIC COVERING, AND SYSTEM FOR INSTALLATION.

Info

Publication number: ITGE20080103A1
Application number: IT000103A
Authority: IT
Inventors: Francesco Masinelli
Original assignee: Nantech S R L
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-13

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Piastrelle o simili materiali da rivestimento, provviste di ricopertura metallica, e sistema per la posa in opera”, appartenente alla ditta NANTECH DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled: "Tiles or similar covering materials, provided with metal covering, and installation system", belonging to the NANTECH company

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda gli elementi di rivestimento per l’ edilizia, quali piastrelle o simili, ed in particolare riguarda piastrelle provviste di una ricopertura metallica; l’invenzione riguarda inoltre il sistema per la posa in opera di tali piastrelle. The present invention relates to cladding elements for building, such as tiles or the like, and in particular it relates to tiles provided with a metal covering; the invention also relates to the system for laying these tiles.

Le piastrelle, ed in generale i materiali da rivestimento sia da interni che da esterni, sono normalmente realizzate, in particolare i rivestimenti da interni, con la faccia a vista lavorata con smalti, pigmentazioni ed altri tipi di ricoperture che possono avere una valenza estetica o pratica. The tiles, and in general the covering materials both for interiors and exteriors, are normally made, in particular interior coverings, with the exposed face worked with enamels, pigmentations and other types of coatings that may have an aesthetic value or practice.

Normalmente le piastrelle possono essere realizzate in materiale ceramico, in gres, in vetro o materiali analoghi, in vetroresina, vinile, gomma, possono essere utilizzate anche piastrelle di materiale naturale quali marmo, granito, pietre etc, composti a base cementizia o chimica miscelati a materiali naturali sminuzzati con varia granulometria; esistono ad oggi numerosi sistemi per il trattamento superficiale di tali materiali, ed un particolare interesse è rivolto al rivestimento effettuato con materiali metallici. Il problema principale in questo tipo di trattamenti è l’individuazione di un sistema che permetta la deposizione di uno strato sottile ma continuo e compatto di materiale metallico, che risulti solidamente ancorato al supporto. Normally the tiles can be made of ceramic material, stoneware, glass or similar materials, fiberglass, vinyl, rubber, natural material tiles such as marble, granite, stones, etc., cement or chemical based compounds mixed with shredded natural materials with various granulometry; to date there are numerous systems for the surface treatment of these materials, and a particular interest is aimed at the coating carried out with metallic materials. The main problem in this type of treatments is the identification of a system that allows the deposition of a thin but continuous and compact layer of metal material, which is solidly anchored to the support.

Un primo scopo della presente invenzione è quindi fornire piastrelle o simili materiali da rivestimento ricoperte di materiale metallico. Un ulteriore scopo è un metodo per il trattamento di dette piastrelle o simili, in modo da ottenere una ricopertura uniforme (o discontinua in caso di utilizzo di opportune mascherature) e dalle caratteristiche costanti. A first object of the present invention is therefore to provide tiles or similar covering materials coated with metallic material. A further object is a method for treating said tiles or the like, so as to obtain a uniform covering (or discontinuous in case of use of suitable masks) and with constant characteristics.

Le piastrelle così ottenute permettono importanti applicazioni, in particolare per il rivestimento di ambienti in cui va evitato l’accumulo di cariche e le interferenze elettromagnetiche. Conseguentemente, un altro scopo della presente invenzione è fornire delle piastrelle rivestite in materiale metallico in modo che possano essere realizzati rivestimenti dotati della necessaria continuità elettrica. Al contempo, è risultato necessario predisporre uno o più sistemi per la posa in opera di dette piastrelle. The tiles thus obtained allow important applications, in particular for the coating of environments in which the accumulation of charges and electromagnetic interference must be avoided. Consequently, another object of the present invention is to provide tiles coated with metallic material so that coatings with the necessary electrical continuity can be made. At the same time, it was necessary to prepare one or more systems for the installation of said tiles.

Nella domanda di brevetto GE2005 A000003 depositata dalla medesima richiedente è descritto un apparato per la deposizione di rivestimenti nanometrici uniformi che utilizza principalmente la tecnologia di magnetron sputtering, ossia un sistema di deposizione in grado di rispettare in modo decisamente efficace il supporto destinato al rivestimento. In patent application GE2005 A000003 filed by the same applicant, an apparatus for the deposition of uniform nanometric coatings is described which mainly uses the magnetron sputtering technology, i.e. a deposition system capable of respecting the substrate intended for the coating in a decidedly effective way.

Oggetto della presente invenzione è pertanto un elemento da rivestimento edile, quale una piastrella o simili, detto elemento di rivestimento edile essendo ricoperto, su di almeno una faccia di uno strato, continuo o discontinuo, di materiale di spessore preferibilmente estremamente ridotto, realizzato per deposizione mediante sputtering di un materiale metallico. The object of the present invention is therefore a building cladding element, such as a tile or the like, said building cladding element being covered, on at least one face with a continuous or discontinuous layer, with preferably extremely reduced thickness material, made by deposition by sputtering a metallic material.

Le piastrelle così ottenute presentano una solidità del materiale metallico sul substrato che ben difficilmente sarebbe ottenibile con i sistemi attualmente in uso, quali ad esempio verniciatura o galvanoplastica, specialmente per gli spessori ridotti realizzabili. Inoltre, questo tipo di soluzione consente, proprio in ragione degli spessori assai ridotti che possono essere deposti, di realizzare decorazioni (mediante la sovrapposizione al substrato di apposite mascherature) o ricopertura completa della superficie con metalli nobili a costi estremamente contenuti. The tiles thus obtained have a solidity of the metallic material on the substrate which would be difficult to obtain with the systems currently in use, such as for example painting or electroplating, especially due to the reduced thicknesses that can be achieved. Moreover, this type of solution allows, precisely because of the very reduced thicknesses that can be deposited, to create decorations (by overlapping the substrate with special masks) or complete covering of the surface with noble metals at extremely low costs.

In una forma esecutiva, lo strato di materiale metallico è deposto anche sulle pareti laterali contigue alla detta faccia ricoperta. Di preferenza, la ricopertura è realizzata anche su almeno parte della faccia opposta a quella completamente ricoperta. In one embodiment, the layer of metallic material is also deposited on the side walls contiguous to said covered face. Preferably, the covering is also made on at least part of the face opposite to the completely covered one.

Un altro oggetto della presente invenzione è un metodo per il trattamento di ricopertura di piastrelle o simili, comprendente una fase di preparazione, in cui l’articolo destinato al trattamento viene pulito per rimuovere eventuali inquinanti che potrebbero nuocere al processo di ricopertura; per eliminare tali inquinanti è possibile pulire le superfici con acetone o alcol isopropilico. Può anche venire effettuato un lavaggio completo della piastrella in vasche ad ultrasuoni con acqua e detergenti e successivo risciacquo in acqua distillata. In questo caso però sarà necessario un successivo trattamento termico per eliminare l’umidità assorbita dal supporto durante il lavaggio. Tale trattamento può avvenire sia a pressione ambiente (T> 100°) sia in fase di prevuoto (con un miglioramento dei tempi di essiccazione). E’ possibile inoltre, prima della deposizione, un ulteriore pulizia mediante plasma di argon e ossigeno (generato da una sorgente di ioni posta in camera di deposizione) che permette di rimuovere eventuali residui organici rimasti dalle precedenti fasi di pulizia ed inoltre di attivare le superfici migliorando l’aderenza con il materiale metallico. Another object of the present invention is a method for the treatment of covering tiles or the like, comprising a preparation phase, in which the article intended for treatment is cleaned to remove any pollutants that could harm the covering process; to eliminate these pollutants it is possible to clean the surfaces with acetone or isopropyl alcohol. It is also possible to carry out a complete washing of the tile in ultrasonic tanks with water and detergents and subsequent rinsing in distilled water. In this case, however, a subsequent heat treatment will be required to eliminate the moisture absorbed by the substrate during washing. This treatment can take place both at ambient pressure (T> 100 °) and in the pre-vacuum phase (with an improvement in drying times). It is also possible, before the deposition, a further cleaning by means of argon and oxygen plasma (generated by an ion source placed in the deposition chamber) which allows to remove any organic residues remaining from the previous cleaning phases and also to activate the surfaces improving the adhesion with the metallic material.

Sono di preferenza utilizzati tutti i materiali metallici non magnetici, in particolare: rame, ottone, acciaio inossidabile, alluminio, titanio, argento, oro; alcuni materiali metallici tuttavia sono soggetti alla naturale ossidazione (in particolare argento, rame ed ottone) quindi può rendersi necessaria un’ulteriore fase di protezione tramite verniciatura, rivestimento con layer a base silicea tramite sputtering reattivo, o successive fasi di smaltatura ed eventuale ricottura. Inoltre introducendo gas reattivi (ossigeno o azoto) in maniera “libera” o attraverso sorgente di ioni, è possibile ottenere deposizioni reattive di ossidi o nitruri ad esempio con alluminio e titanio. All non-magnetic metallic materials are preferably used, in particular: copper, brass, stainless steel, aluminum, titanium, silver, gold; some metal materials, however, are subject to natural oxidation (in particular silver, copper and brass) so an additional protection phase may be required by painting, coating with a silica-based layer by reactive sputtering, or subsequent enamelling and eventual annealing phases. Furthermore, by introducing reactive gases (oxygen or nitrogen) in a "free" way or through a source of ions, it is possible to obtain reactive depositions of oxides or nitrides, for example with aluminum and titanium.

I materiali metallici più indicati per la protezione sono acciaio inossidabile e titanio, per quanto riguarda la conducibilità sarebbero da preferire quelli con maggiore conducibilità elettrica quindi rame, alluminio, ottone, tuttavia bisogna tenere in considerazione i problemi legati all’ossidazione degli stessi: si può però ricorrere a wafer di più materiali metallici: ad esempio piastrella con una strato di maggiore spessore di alluminio ed uno strato di minore spessore di acciaio inossidabile o titanio a protezione superficiale. The most suitable metal materials for protection are stainless steel and titanium, as far as conductivity is concerned, those with higher electrical conductivity should be preferred, therefore copper, aluminum, brass, however, the problems related to their oxidation must be taken into consideration: it is possible however, resort to wafers made of several metallic materials: for example a tile with a thicker layer of aluminum and a thinner layer of stainless steel or titanium for surface protection.

Lo spessore del rivestimento viene di preferenza realizzato in un intervallo compreso tra i 20 ed i 700 nm; un rivestimento di uno spessore inferiore ai 20 nm è sostanzialmente trasparente, e quindi non è in grado di esplicare con efficacia la sua funzione, mentre un rivestimento di spessore superiore a 700 nm presenta dei tempi di deposizione tali da affliggere negativamente tutta l’economia del processo. In particolare, un rivestimento avente uno spessore compreso tra i 100 ed i 400 nm, e preferibilmente nell’ordine dei 200-300 nm è quello in grado di ottenere i migliori risultati dal punto di vista dell’efficacia protettiva, e che può essere realizzato ai costi più contenuti ed in tempi più rapidi. The thickness of the coating is preferably realized in a range comprised between 20 and 700 nm; a coating with a thickness of less than 20 nm is substantially transparent, and therefore is not able to perform its function effectively, while a coating with a thickness greater than 700 nm has deposition times such as to negatively affect the entire economy of the process. In particular, a coating having a thickness between 100 and 400 nm, and preferably in the order of 200-300 nm, is the one capable of obtaining the best results from the point of view of protective efficacy, and which can be made at lower costs and faster times.

Un altro oggetto della presente invenzione è un sistema di posa in opera dei detti elementi di rivestimento, che prevede il posizionamento dei medesimi sulla superficie da rivestire in modo tale da conseguire una continuità elettrica; tale continuità è ottenuta mediante l’uso di malte, cementi, o prodotti analoghi provvisti di capacità conduttive, ovvero tramite l’apposizione sulla superficie da rivestire di supporti conduttivi destinati ad essere collegati con i detti elementi di rivestimento. Another object of the present invention is a system for laying said cladding elements, which provides for their positioning on the surface to be coated in such a way as to achieve electrical continuity; this continuity is achieved through the use of mortars, cements, or similar products with conductive capabilities, or by affixing conductive supports to the surface to be coated to be connected with said coating elements.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione di alcune forme esecutive della presente invenzione, rese, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle tavole di disegni allegati, in cui: Further advantages and characteristics of the present invention will become evident from the following description of some embodiments of the present invention, rendered, by way of non-limiting example, with reference to the tables of the attached drawings, in which:

la figura 1 illustra una prima forma esecutiva di un rivestimento eseguito con gli elementi di rivestimento della presente invenzione; Figure 1 illustrates a first embodiment of a coating performed with the coating elements of the present invention;

la figura 2 illustra una seconda forma esecutiva di un rivestimento eseguito con gli elementi di rivestimento della presente invenzione; e Figure 2 illustrates a second embodiment of a coating performed with the coating elements of the present invention; And

la figura 3 illustra una terza forma esecutiva di un rivestimento eseguito con gli elementi di rivestimento della presente invenzione. Figure 3 illustrates a third embodiment of a coating performed with the coating elements of the present invention.

In figura 1 è illustrato un rivestimento eseguito con gli elementi di rivestimento secondo la presente invenzione; con 1 è indicato un elemento di rivestimento, in questo caso una piastrella, provvista di una ricopertura 201 in materiale metallico sulla faccia a vista 101 , nonché di una analoga ricopertura 21 1 , continua rispetto alla ricopertura 101 , sulla parete laterale 1 1 1. Tra le due pareti laterali è depositato un cemento conduttivo 301 , che garantisce in questo modo la continuità elettrica del rivestimento. Figure 1 illustrates a coating performed with the coating elements according to the present invention; 1 indicates a covering element, in this case a tile, provided with a covering 201 in metal material on the visible face 101, as well as with a similar covering 21 1, continuous with respect to the covering 101, on the side wall 11 1. A conductive cement 301 is deposited between the two side walls, which thus guarantees the electrical continuity of the coating.

Nella figura 2 è illustrata una seconda forma esecutiva di rivestimento eseguito con gli elementi di rivestimento secondo la presente invenzione. In questo caso la piastrella 2 presenta la ricopertura in materiale metallico 202 sulla faccia a vista 102, la ricopertura 212 sulla parete laterale 1 12 e una ricopertura parziale 222 sulla faccia 122 opposta a quella a vista. La continuità elettrica in questo caso è garantita dalla striscia 302 metallica provvista di un collante 312 conduttivo; nella fuga tra le due piastrelle adiacenti può essere collocata una malta non conduttiva, come pure materiale cementizio conduttivo. Figure 2 illustrates a second embodiment of coating performed with the coating elements according to the present invention. In this case the tile 2 has the covering in metal material 202 on the visible face 102, the covering 212 on the side wall 12 and a partial covering 222 on the face 122 opposite to the visible one. The electrical continuity in this case is ensured by the metal strip 302 provided with a conductive glue 312; a non-conductive mortar, as well as conductive cementitious material, can be placed in the joint between the two adjacent tiles.

In figura 3 è illustrata un’altra forma esecutiva di rivestimento eseguito su di una superficie con la formazione di una camera d’aria tra rivestimento e superficie stessa. La piastrella 3 presenta in questo caso sulla faccia esposta 103 la ricopertura 203 in materiale metallico; nella piastrella 3 sono praticati i fori 213 in cui sono inseriti i mezzi di fissaggio 303 provvisti di una estremità filettata 313. L’estremità filettata 313 si accoppia con il foro filettato 413 formato sul profilato metallico 403, formato sostanzialmente a C, che supporta le piastrelle 3. Figure 3 shows another embodiment of coating performed on a surface with the formation of an air chamber between the coating and the surface itself. In this case the tile 3 has on the exposed face 103 the covering 203 made of metal material; holes 213 are made in the tile 3 in which the fixing means 303 are inserted, provided with a threaded end 313. The threaded end 313 is coupled with the threaded hole 413 formed on the metal profile 403, substantially C-shaped, which supports the tiles 3.

Il sistema di installazione e l’utilizzazione degli elementi di rivestimento secondo la presente invenzione appariranno evidenti da quanto segue. Come già detto in precedenza, la ricopertura in materiale metallico fornisce alle piastrelle, ed in generale agli elementi utilizzati nel rivestimento per l’edilizia, una maggiore resistenza agli agenti esterni ed all’usura atmosferica, oltre ad una migliore lavabilità. Inoltre, un notevole vantaggio, sottolineato nell’ambito della presente invenzione, risiede nella possibilità di ottenere ambienti elettromagneticamente schermati, come ad esempio sale operatorie o simili. The installation system and use of the cladding elements according to the present invention will appear evident from the following. As already mentioned above, the covering in metal material provides the tiles, and in general the elements used in the building covering, greater resistance to external agents and atmospheric wear, as well as better washability. Furthermore, a significant advantage, underlined in the context of the present invention, lies in the possibility of obtaining electromagnetically shielded environments, such as operating theaters or the like.

Naturalmente, in questi casi risulta necessario fornire una opportuna continuità elettrica al rivestimento, ottenibile ad esempio nei modi illustrati nelle forme esecutive rappresentate nelle figure da 1 a 3. Nei diversi casi va tenuto conto del tipo di applicazione per la quale il rivestimento viene utilizzato, cosa che influenza naturalmente anche il tipo di materiale metallico che andrà utilizzato. Naturally, in these cases it is necessary to provide a suitable electrical continuity to the coating, obtainable for example in the ways illustrated in the embodiments represented in Figures 1 to 3. In the various cases, the type of application for which the coating is used must be taken into account, which naturally also influences the type of metal material that will be used.

Gli spessori di ricopertura che vengono realizzati devono necessariamente tenere conto del fatto che una ricopertura troppo elevata in spessore può creare degli stress superficiali che possono creare delle fratture sullo strato di ricopertura stesso, compromettendo quindi l’aderenza del medesimo al substrato. In particolare, per le applicazioni relative alle forme esecutive illustrate e descritte, un rivestimento avente uno spessore compreso tra i 100 ed i 400 nm, e preferibilmente nell’ordine dei 200-300 nm è quello in grado di ottenere i migliori risultati dal punto di vista dell’efficacia protettiva, e che può essere realizzato ai costi più contenuti ed in tempi più rapidi. The covering thicknesses that are made must necessarily take into account the fact that a covering that is too high in thickness can create surface stresses that can create fractures on the covering layer itself, thus compromising its adherence to the substrate. In particular, for the applications relating to the embodiments illustrated and described, a coating having a thickness between 100 and 400 nm, and preferably in the order of 200-300 nm, is the one capable of obtaining the best results from the point of in view of the protective efficacy, and which can be achieved at the lowest costs and in the shortest time.

Chiaramente, le piastrelle realizzate secondo la presente invenzione presentano in ogni caso, indipendentemente dalla continuità o discontinuità dello strato metallico deposto, una maggiore solidità del materiale metallico sul substrato rispetto ai sistemi di metallizzazione noti allo stato della tecnica. Il trattamento tramite magnetron sputtering permette infatti di ottenere deposizioni nell’ordine di poche decine di nanometri con una eccellente solidità; questo aspetto permette quindi l’utilizzazione, soprattutto dal punto di vista decorativo, di metalli nobili a costi decisamente accessibili. Clearly, the tiles made according to the present invention have in any case, regardless of the continuity or discontinuity of the deposited metallic layer, a greater solidity of the metallic material on the substrate with respect to the metallization systems known in the state of the art. The treatment by magnetron sputtering allows to obtain depositions in the order of a few tens of nanometers with excellent solidity; this aspect therefore allows the use, especially from a decorative point of view, of noble metals at very affordable costs.

Claims

CLAIMS 1. Building cladding element, such as a tile or the like, said building cladding element being covered, on at least one face with a layer of material, continuous or discontinuous, preferably of extremely reduced thickness, made by deposition by sputtering of a material metallic.

2. Building cladding element, according to claim 1, in which the layer of metallic material is continuous and is also deposited on the side walls contiguous to said covered face.

3. Element according to claim 2, in which the covering is also made on at least part of the face opposite to the completely covered one.

4. Element according to any one of claims 1 to 3, wherein said metallic material is a non-magnetic metallic material.

5. Element according to claim 4, wherein said metallic material is selected from the group comprising copper, brass, stainless steel, aluminum, titanium, silver, gold.

6. Element according to claim 5, wherein the metallic material is selected from stainless steel and titanium.

7. Element according to claim 5, wherein said metallic material is selected from copper, aluminum and brass.

8. Element according to any one of claims 4 to 7, wherein said element is covered with a plurality of metallic materials, subsequently layered.

9. Element according to any one of claims 1 to 8, wherein the thickness of the coating is preferably made in a range comprised between 20 and 700 nm.

10. Element according to claim 9, wherein the thickness of the coating is preferably made in a range of between 100 and 400 nm.

11. Installation system of building cladding elements made according to any one of the preceding claims from 2 to 10, characterized in that it provides for their positioning on the surface to be covered in such a way as to achieve electrical continuity.

12. System according to claim 11, in which this continuity is obtained through the use of mortars, cements, or similar products with conductive capabilities.

13. System according to claim 11, in which this continuity is obtained by affixing to the surface to be coated of conductive supports intended to be connected with said coating elements.