ITMO20000258A1 - Metodo e dispositivo di decorazione - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo:

"METODO E DISPOSITIVO DI DECORAZIONE" a nome:

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un metodo e al relativo dispositivo per apporre materiale in polvere o granulare ad una superficie, in particolare per realizzare decorazioni su piastrelle ceramiche, secondo disegno dilettamente controllato da computer.

Sono noti sistemi di stampa ink-jet i quali sono costituiti da raggruppamenti allineati di piccoli ugelli eiettori che proiettano sulla superficie da stampare piccole gocce di inchiostro. Esistono diversi sistemi realizzativi di tali testine ink-jet basati su principi diversi quali ad esempio: elettromeccanici, a vibrazione piezoelettrica, sistemi termici dove l'inchiostro è iniettato per l'espansione dovuta alla formazione di bolle, ed altri ancora.

Tali sistemi trovano un grosso limite di applicazione nel fatto che possono trattare solo inchiostri allo stato liquido o allo stato di sospensione estremamente fine e fluida, poiché l'uso di materiali solidi in sospensione provoca notevoli problemi di usura, decantazioni e intasamenti.

Nel brevetto di invenzione italiano N° 1.294.915 è descritta un'apparecchiatura per la distribuzione di quantità dosate di materiali in forma granulare e/o polverulenta. Essa comprende una tramoggia sul fondo della quale sono allineati una pluralità di aperture che normalmente sono chiuse ciascuna da una relativa lamella elastica. Tutte le lamelle sono singolarmente comandate elettromagneticamente da computer per aprile le aperture e fare defluire a gravità la polvere contenuta nella tramoggia.

Con un tale sistema non è tuttavia possibile ottenere una buona definizione di immagine poiché le aperture non possono essere troppo piccole altrimenti è impedito l'efflusso della polvere, inoltre possono essere utilizzate solo polveri molto scorrevoli e di una dimensione compatibile con la dimensione delle aperture. La definizione risulta poi molto degradata poiché la polvere è mossa in modo lento e precario per effetto della sola forza di gravità ed anche perché nel momento dell'impatto con la superficie da decorare le polveri tendono a spandersi ed a spostarsi sulla superficie stessa.

Sono numerosi i settori dell'industria in cui vi è l’esigenza di poter decorare o stampare con materiali in polvere e con controllo computerizzato dell’immagine. Uno dei settori dove tale esigenza è particolarmente sentita è l'industria delle piastrelle ceramiche.

L'invenzione ha lo scopo di risolvere i problemi dello stato della tecnica, riuscire cioè a disporre su ima superficie sostanze decoratrici in forma di polvere, secondo disegno di buona definizione controllato direttamente da computer, senza problemi di intasamenti e/o usure, senza utilizzo di matrici di stampa precostruite e pertanto con la possibilità di modificare in tempo reale il disegno del decoro, senza contatto con la superficie da decorare e con buon fissaggio delle sostanze decoratrici sulla detta superficie, potendo far susseguire diverse applicazioni di polveri sulla stessa superficie anche in tempi e spazi ristretti. Questi ed altri scopi sono raggiunti da un metodo per apporre materiale in polvere ad una superficie, caratterizzato da ciò, che è previsto:

- formare un flusso di liquido;

- associare porzioni di detto materiale in polvere a detto flusso di liquido; - muovere verso la detta superficie il detto flusso di liquido congiuntamente alle dette porzioni.

In un diverso aspetto dell'invenzione è previsto un dispositivo per apporre materiale in polvere ad una superficie, caratterizzato da ciò, che comprende mezzi eiettori di liquido e mezzi convogliatori atti ad associare porzioni di dette polveri a detto liquido eiettato.

L'invenzione sarà meglio compresa dalla descrizione di alcune forme di realizzazione illustrate a titolo indicativo e non limitativo nelle unite tavole di disegni in cui:

Figura 1 è una vista laterale schematica del dispositivo secondo l'invenzione, in una prima versione.

Figura 2 è una vista laterale schematica del dispositivo secondo l'invenzione, in una diversa versione raffigurante un diverso sistema per convogliare le polveri verso le gocce di liquido.

Figura 3 è una vista laterale schematica del dispositivo secondo l'invenzione, in una terza diversa versione raffigurante un ulteriore sistema per convogliale le polveri verso le gocce di liquido.

Figura 4 è vista laterale schematica ingrandita di un particolare del dispositivo di Figura 3.

Figura 5 è una vista laterale schematica del dispositivo secondo l'invenzione, in una quarta diversa versione raffigurante un ulteriore sistema per convogliare le polveri verso le gocce di liquido.

Figura 6 è una vista laterale schematica del dispositivo secondo l'invenzione, in una quinta diversa versione raffigurante un ulteriore sistema per convogliale le polveri verso le gocce di liquido.

Con riferimento alla Figura 1 il materiale in polvere 1 è in caduta libera per forza di gravità in forma di un sottile velo 2 sviluppato in un piano trasversale rispetto alla direzione A di avanzamento della superficie 3. Detto velo 2, che defluisce da mezzi noti non rappresentati, incontra nel suo percorso di caduta un setto deflettore 4 che dirige il velo 2 sul ramo superiore 5 di un nastro convogliatore ad anello chiuso disposto in prossimità della superficie 3 e dotato di moto trasversale rispetto alla direzione A. Nel disegno è rappresentato anche il ramo inferiore 6 del detto nastro. Parallelamente al velo 2 è disposta una testina eiettrice 7 formata da una fitta schiera di ugelli che si sviluppano per tutta l'estensione del velo 2.

Detta testina 7, su comando di mezzi computerizzati non rappresentati, proietta piccole gocce 8 di liquido in una direzione che attraversa verso il basso il detto velo 2.

Le gocce 8 sono dotate di velocità sensibilmente superiore alla velocità di caduta della polvere 1, anche la loro massa è sensibilmente superiore alla massa delle singole particelle di polvere 1. Dette gocce 8 riescono pertanto ad attraversare il velo 2 inglobando numerose particelle di polvere 1 subendo peraltro solo un modesto rallentamento ed un leggero cambiamento di direzione.

Le gocce 8 unitamente al materiale il polvere 1 ad esse associato formano gocce "cariche" 9 di polvere 1 che si dirigono con precisione sulla superficie 3 e su essa rimangono ferme secondo il disegno 10 programmato senza subire sgraditi spostamenti o spargimenti.

AG/?/£ La polvere 1 non inglobata nelle gocce 8 prosegue invece la caduta verso il deflettore 4 ed il nastra 5 per essere riportata in circolazione.

Per minimizzare il rallentamento ed il cambiamento di direzione delle gocce 8 durante la fase di attraversamento del velo 2, come illustrato in Figura 1 può essere vantaggioso l'utilizzo di mezzi elettrostatici: le gocce 8 sono eiettate in uscita dalla testina 7 con carica elettrostatica positiva la quale permane anche dopo l'inglobamento della polvere 1, pertanto, con Tausilio di elettrodi 11, 12 le gocce 8, 9 possono essere accelerate e deviate oltre il setto deviatore 4.

In Figura 2 è illustrato un diverso modo di convogliare le polveri 1 verso le gocce 8: in questo caso le polveri 1 sono tenute in sospensione in una corrente di aria e convogliate per mezzo di un condotto 13 dotato di bocca a fessura sfociante in prossimità di una corrispondente bocca aspirante 14. La corrente di aria con in sospensione la polvere 1 si sviluppa in direzione orizzontale mentre le gocce 8 sono proiettate in direzione verticale (o direzione obliqua). Come nel caso precedente la separazione delle gocce cariche 9 dal flusso di polveri 1 può essere favorita da mezzi elettrostatici 15.

Nell'esempio delle Figure 3 e 4 le polveri 1 sono convogliate verso la testina 7 mediante mezzi a nastro 16 al quale esse aderiscono per effetto elettrostatico procurato da appositi mezzi 17. In prossimità della testina 7 le particelle di polvere 1 sono forzate a distaccarsi momentaneamente dal nastro 16 per effetto di adeguati mezzi soffianti 18, le particelle così distaccate possono essere perciò inglobate nelle gocce 8 oppure ritornare per effetto elettrostatico sulla superficie del nastro 16 e ripetere il ciclo.

I mezzi soffianti 18 possono essere sostituiti da altri idonei sistemi, ovvero possono anche essere omessi, in questo caso le gocce dovranno percorre una traiettoria tangente lo strato di polveri 1. Un vantaggio della versione descritta nelle Figure 3 e 4 risiede nella semplicità costruttiva e di funzionamento, poiché il nastro 16 funge sia da mezzo adduttore della polvere 1 sia da mezzo di recupero della polvere 1 stessa.

Tale nastro 16 potrà peraltro essere sostituito da un rullo.

In Figura 5 le polveri 1 con carica elettrostatica positiva sono convogliate mediante un nastro 19 in prossimità della testina 7 dove a breve distanza è presente la parte terminale di un secondo nastro 20 dotato di superficie con carica elettrostatica negativa e dove pertanto le polveri 1 sono attirate.

Ovviamente le polarità possono anche essere invertite.

Nell'esempio di Figura 6 le polveri 1 sono convogliate con un nastro 19 e sono recuperate con una bocca aspirante 14.

Dipendentemente dalla definizione desiderata od altre necessità, le gocce 8 possono avere le più varie dimensioni e/o velocità di proiezione.

Così ad esempio nel caso sia necessaria una notevole definizione con basso spessore di polveri 1 applicate, le gocce 8 potranno anche essere di diametro inferiore a 0,04 mm e gli orifizi eiettori disposti in schiera in numero anche superiore a dieci ogni millimetro lineare.

La testina 7 sarà costruita secondo i criteri noti della tecnologia ink-jet e sarà fatta funzionare con acqua distillata, altri liquidi o soluzioni liquide idonee, ad esempio contenenti tensioattivi atti a diminuirne la tensione superficiale.

Qualora sia necessaria l'applicazione di una notevole quantità di polveri 1, le gocce potranno essere anche di diametro superiore ad un millimetro adottando ad esempio testine ink-jet a comando elettromeccanico.

In tutti gli esempi descritti l'inglobamento della polvere 1 nelle gocce 8 può essere favorito se le gocce sono dotate di carica elettrostatica contraria a quella della polvere 1.

La velocità di eiezione delle gocce potrà essere di qualche decimetro al secondo fino anche a dieci metri al secondo ed oltre, in relazione alla distanza di lavoro della testina 7 dalle polveri 1 e dalla superficie 3.

Le dimensioni delle particelle di polveri 1 saranno adeguatamente proporzionate alle dimensioni delle gocce 8 e saranno vantaggiosamente costituite da agglomerati di forma pseudo-sferica ottenuti per atomizzazione e di gamma granulometrica abbastanza uniforme.

In una versione dell'invenzione non rappresentata, le gocce 9 con le polveri 1 conglobate sono applicate alla superficie 3 unitamente alle polveri 1 in eccesso non conglobate nelle gocce 9 e dette polveri 1 in eccesso sono poi successivamente asportate dalla superficie 3 ad esempio per aspirazione.

Un vantaggio di tale versione consiste nel fatto che possono essere adottate particelle di polveri 1 anche sensibilmente più grandi della dimensione delle gocce 8 poiché non è necessario che avvenga la separazione delle due parti di polveri 1 durante il tragitto di avvicinamento alla superficie 3.

In quest'ultima versione è garantita l'adesione delle gocce "cariche" 9 alla superficie 3 anche se questa è porosa e con un certo potere assorbente; ciò risulta vantaggioso rispetto al caso in cui sia previsto applicare sulla superficie 3 dapprima le gocce 8 di solo liquido con funzione adesiva per le polveri 1 applicate successivamente, poiché se la superficie 3 è assorbente, quando sono applicate le polveri 1 le gocce 8 sono già state assorbite dalla superficie 3 e non possono pertanto svolgere la loro funzione adesiva.

Il liquido proiettato dalla testina 7 potrà anche essere costituito, se necessario, da un flusso continuo non suddiviso in gocce 8 come invece illustrato in tutti gli esempi.

La superficie 3 potrà essere la superficie da decorale ma potrà anche eventualmente essere la superficie di un mezzo utilizzato per il trasferimento del decoro ad altra superficie.

Inoltre la superficie 3 potrà essere la superficie libera di altra polvere incoerente, potrà essere orientata in qualsiasi direzione ed infine potrà essere fissa essendo in questo caso mobile il dispositivo.

Più dispositivi potranno essere disposti in serie sulla superficie 3, ciascuno funzionante con polveri 1 di diverso colore per ottenere i più svariati effetti cromatici.

Claims (39)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per apporre materiale in polvere (1) ad una superficie (3), caratterizzato da ciò, che è previsto: - formare un flusso di liquido (8); - associare porzioni di detto materiale in polvere (1) a detto flusso di liquido (8); - muovere verso la detta superficie (3) il detto flusso di liquido (8) congiuntamente alle dette porzioni.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò, che detto formare comprende eiettare detto liquido in forma di gocce (8).
3. 3. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che detto formare comprende eiettare detto liquido (8) da eiettori (7) disposti in schiera e controllati da mezzi computerizzati.
4. 4. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che detto flusso di liquido (8) è diretto verso la detta superficie (3).
5. 5. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che detto associare comprende fare interferire il detto flusso di liquido (8) con un flusso (2) di dette polveri (1).
6. 6. Metodo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che il detto flusso (2) di dette polveri (1) è sviluppato in una direzione di avvicinamento trasversale rispetto al detto flusso di liquido (8).
7. 7. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che comprende inoltre allontanare, dalle dette porzioni di detto materiale in polvere (1) associato, l'eccesso di materiale in polvere (1) non associato.
8. 8. Metodo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che detto allontanare avviene durante il detto muovere verso la detta superficie (3)
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 7, cara tterizzato da ciò, che detto allontanare avviene dopo che dette porzioni di detto materiale in polvere (1) associato e detto eccesso di materiale in polvere (1) non associato hanno raggiunto detta superficie (3).
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato da ciò, che relativamente al piano in cui è sviluppato detto flusso di liquido (8), il detto allontanare avviene dal lato opposto a quello in cui avviene il detto avvicinamento trasversale.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato da ciò, che relativamente al piano in cui è sviluppato detto flusso di liquido (8), il detto allontanare avviene dal medesimo lato in cui avviene il detto avvicinamento trasversale.
12. 12. Metodo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che il detto allontanare ed il detto avvicinamento trasversale avvengono per mezzo del medesimo mezzo di trasporto (16).
13. 13. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che il detto associare comprende l'impiego di forze elettrostatiche.
14. 14. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 7 a 13, caratterizzato da ciò, che il detto allontanare comprende l'impiego di forze elettrostatiche.
15. 15. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che comprende utilizzare detta superficie (3) come superficie di trasferimento per apporre dette polveri (1) ad un'altra superficie.
16. 16. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da ciò, che è utilizzato per la decorazione di piastrelle ceramiche.
17. 17. Dispositivo per apporre materiale in polvere (1) ad una superficie (3), caratterizzato da ciò, che comprende mezzi eiettori (7) di liquido (8) e mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) atti ad associare porzioni (9) di dette polveri (1) a detto liquido (8) eiettato.
18. 18. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che detti mezzi eiettori (7) sono disposti allineati in schiera.
19. 19. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 17 o 18, caratterizzato da ciò, che detti mezzi eiettori (7) sono comandati da mezzi computerizzati.
20. 20. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 19, caratterizzato da ciò, che detti mezzi eiettori (7) sono atti ad eiettare il detto liquido in forma di gocce (8).
21. 21. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 20, caratterizzato da ciò, che detti mezzi eiettori (7) sono orientati verso la detta superficie (3).
22. 22. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 21, caratteri zzato da ciò, che comprende inoltre mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) atti al recupero dell'eccesso di detto materiale in polvere (1) non associato.
23. 23. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 22, caratterizzato da ciò, che detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) comprendono mezzi (11, 12, 15, 16, 17) atti ad esercitare forze elettrostatiche.
24. 24. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 23, caratterizzato da J3⁄4 9fl ciò, che detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) comprendono primi mezzi a nastro (16, 19).
25. 25. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 24, caratterizzato da ciò, che detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) comprendono mezzi soffianti (18). &>WM· '3⁄4
26. 26. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 25, caratterizzato da ciò, che detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) comprendono condotti (13) atti a trasportare le dette polveri (1) in sospensione gassosa.
27. 27. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 26, caratterizzato da ciò, che detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) comprendono mezzi deviatori (4) a scivolo.
28. 28. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 27, caratterizzato da ciò, che detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) comprendono secondi mezzi a nastro (5, 6, 16, 20).
29. 29. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato da ciò, che detti mezzi a nastro (5, 6) sono mobili in una direzione trasversale rispetto alla direzione (A) di movimento della detta superficie (3).
30. 30. Dispositivo secondo la rivendicazione 28, caratterizzato da ciò, che detti mezzi a nastro (16, 20) sono mobili almeno in un tratto in una dilezione parallela rispetto alla direzione (A) di movimento della detta superficie (3).
31. 31. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 30, caratterizzato da ciò, che detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) comprendono condotti di aspirazione (14).
32. 32. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 31, caratterizzato da ciò, che detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) sono cooperanti con mezzi elettrostatici (16, 20) atti ad esercitare attrazione sulle dette polveri (1)·
33. 33. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 32, caratterizzato da ciò, che, relativamente al piano in cui si trova il detto liquido (8) eiettato, detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) sono disposti nel lato opposto rispeto al lato dove sono disposti i detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19).
34. 34. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 32, caratterizzato da ciò, che, relativamente al piano in cui si trova il deto liquido (8) eietato, detti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) e detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) sono disposti nel medesimo lato.
35. 35. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che deti mezzi trasportatori (4, 5, 6, 14, 16, 20) e detti mezzi convogliatori (11, 12, 13, 15, 16, 18, 19) costituiscono un unico mezzo integrato (16).
36. 36. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, caraterizzato da ciò, che deto mezzo integrato (16) è un nastro avvolto ad anello (16).
37. 37. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato da ciò, che deto mezzo integrato (16) è un rullo.
38. 38. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 37, caratterizzato da ciò, che è utilizzato per la decorazione di piastrelle ceramiche.
39. 39. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 17 a 38, caratterizzato da ciò, che dette polveri (1) sono agglomerati pseudo- sferici ottenuti per atomizzazione.