ITMO20010089A1 - APPARATUS AND METHOD FOR THE PREPARATION OF POWDER DYES - Google Patents
APPARATUS AND METHOD FOR THE PREPARATION OF POWDER DYES Download PDFInfo
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Description
Descrizione di invenzione industrial Description of industrial invention
Apparato e metodo per la preparazione Apparatus and method for the preparation
di coloranti in polvere of powder dyes
L' invenzione concerne un apparato ed un metodo per la preparazione di coloranti in polvere; l'invenzione concerne inoltre un apparato ed un metodo per la produzione di materiale ceramico colorato con i summenzionati coloranti in polvere. The invention relates to an apparatus and a method for the preparation of powder dyes; the invention furthermore relates to an apparatus and a method for the production of ceramic material colored with the aforementioned powder dyes.
Per la preparazione di coloranti in polvere, particolarmente coloranti per l'industria ceramica, è noto ottenere per reazione chimica ad elevate temperature una pluralità di colori base aventi prefissate proprietà cromatiche e particolare struttura cristallina. Tali colori base vengono macinati per ottenere polveri le cui particele individuino prefissate distribuzioni granulometriche. Per l'ottenimento di coloranti aventi tonalità differenti da quelle dei colori base è noto miscelare tali colori base secondo prefissate ricette fino all'ottenimento di una miscela provvista delle caratteristiche cromatiche desiderate. For the preparation of powder dyes, particularly dyes for the ceramic industry, it is known to obtain by chemical reaction at high temperatures a plurality of basic colors having predetermined chromatic properties and particular crystalline structure. These basic colors are ground to obtain powders whose particles identify predetermined particle size distributions. In order to obtain dyes having shades different from those of the basic colors, it is known to mix these basic colors according to predetermined recipes until obtaining a mixture having the desired chromatic characteristics.
Lo stato della tecnica comprende miscelatori dotati di una camera di contenimento che viene alimentata con prefissate quantità di colori base e viene azionata a rotazione per consentire un'adeguata miscelazione delle polveri che costituiscono tali colori base. The state of the art comprises mixers equipped with a containment chamber which is fed with predetermined quantities of basic colors and is rotated to allow adequate mixing of the powders which constitute these basic colors.
I miscelatori noti possono funzionare in modo discontinuo, omogeneizzando quantità discrete di miscele di colori base che vengono scaricate dalla camera di contenimento al termine delle operazioni di miscelazione . Known mixers can operate discontinuously, homogenizing discrete quantities of basic color mixtures which are discharged from the containment chamber at the end of the mixing operations.
I miscelatori noti possono altresì funzionare in continuo, i colori base essendo alimentati tramite un'apertura di ingresso ed il colorante in polvere essendo prelevato da un'opportuna apertura di uscita. I miscelatori noti possono essere alimentati manualmente da operatori, oppure comprendere dispositivi di trasferimento dei colori base e dei coloranti, tali dispositivi essendo provvisti, ad esempio, di nastri di trasporto e pesatura. Known mixers can also operate continuously, the basic colors being fed through an inlet opening and the powder dye being taken from a suitable outlet opening. Known mixers can be fed manually by operators, or comprise devices for transferring the basic colors and dyes, such devices being provided, for example, with transport and weighing belts.
Un difetto dei suddetti apparati consiste nel fatto che i coloranti da essi prodotti possono presentare problemi di non perfetta omogeneizzazione dei colori base e, conseguentemente, si possono riscontrare difetti nei manufatti trattati con tali coloranti. Per la preparazione di materiale ceramico colorato, in particolare materiale solido sfuso, sono noti apparati comprendenti mezzi di contenimento disposti per contenere coloranti in forma polverulenta, mezzi mescolatori disposti per mescolare detti coloranti ad un materiale ceramico sfuso per colorarlo e mezzi di trasferimento interposti tra i mezzi di contenimento ed i mezzi mescolatori e disposti per prelevare un colorante da uno dei mezzi di contenimento e trasferirlo all'interno dei mezzi mescolatori. A defect of the aforesaid apparatuses consists in the fact that the dyes produced therefrom may present problems of imperfect homogenization of the basic colors and, consequently, defects may be found in the manufactured articles treated with such dyes. For the preparation of colored ceramic material, in particular loose solid material, apparatuses are known comprising containment means arranged to contain dyes in powder form, mixing means arranged to mix said dyes with a loose ceramic material to color it and transfer means interposed between the containment means and the mixing means are arranged to take a colorant from one of the containment means and transfer it inside the mixing means.
Ai mezzi di trasferimento, possono essere associati mezzi di misurazione disposti per misurare il peso, o il volume, del colorante prelevato il quale deve essere miscelato ad una corrispondente prefissata quantità di materiale ceramico. Measuring means can be associated with the transfer means and are arranged to measure the weight, or volume, of the dye taken which must be mixed with a corresponding predetermined quantity of ceramic material.
Un difetto dei suddetti apparati consiste nel fatto che è necessario prevedere, negli stabilimenti produttivi, una pluralità di mezzi dì contenimento, ad esempio una batteria di sili,,ciascun silo essendo disposto per ricevere un particolare colorante. Ciò, evidentemente, fa sì che l'acquisto ed l'installazione dei sili necessiti di investimenti di notevole entità. A defect of the aforesaid apparatuses consists in the fact that it is necessary to provide, in the production plants, a plurality of containment means, for example a battery of silos, each silo being arranged to receive a particular dye. This obviously means that the purchase and installation of silos requires considerable investments.
Per l'ottenimento di polveri di una particolare tonalità è necessario utilizzare un colorante appositamente preparato tramite miscelazione di colori base. Pertanto, i produttori di materiali ceramici colorati devono approvvigionarsi del colorante necessario da fornitori che abbiano provveduto a prepararlo con le modalità precedentemente illustrate. To obtain powders of a particular shade it is necessary to use a dye specially prepared by mixing basic colors. Therefore, producers of colored ceramic materials must obtain the necessary dye from suppliers who have prepared it in the manner described above.
Gli apparati noti presentano un ulteriore inconveniente legato a problemi logistici connessi alla gestione di approvvigionamento e stoccaggio di materie prime, in quanto i produttori di manufatti ceramici sono costretti a dotarsi di scorte di ciascuno dei coloranti normalmente impiegati nel ciclo produttivo. The known apparatuses have a further drawback linked to logistic problems connected to the management of the supply and storage of raw materials, since the producers of ceramic articles are forced to have stocks of each of the dyes normally used in the production cycle.
I suddetti produttori, inoltre, risultano fortemente dipendenti dai fabbricanti, o fornitori, di coloranti, i quali devono mettere a punto un prodotto avente le caratteristiche cromatiche desiderate, ed essere in grado di rispettare i tempi di consegna e gli standard qualitativi, per evitare di pregiudicare, in modo talvolta irreparabile, gli standard di produzione prefìssati. Furthermore, the aforementioned producers are strongly dependent on the manufacturers, or suppliers, of dyes, who must develop a product with the desired chromatic characteristics, and be able to comply with delivery times and quality standards, to avoid prejudice, sometimes irreparably, the pre-established production standards.
Gli apparati noti presentano un ulteriore difetto che consiste in una scarsa flessibilità produttiva, tali apparati essendo progettati e realizzati in modo da poter produrre una quantità oraria di polveri colorate ricompresa in un intervallo piuttosto ristretto. Qualora tali apparati debbano fornire portate non comprese nel suddetto, intervallo, sono necessari onerosi interventi di adattamento consistenti, ad esempio, nella sostituzione di coclee dosatrici e dei relativi motori di azionamento. The known apparatuses have a further drawback which consists in a scarce production flexibility, these apparatuses being designed and manufactured in such a way as to be able to produce an hourly quantity of colored powders falling within a rather narrow interval. If these apparatuses have to supply capacities not included in the aforesaid range, onerous adaptation interventions are necessary, consisting, for example, in the replacement of metering augers and the relative drive motors.
Per la produzione di materiale ceramico colorato è noto inoltre un sistema cosiddetto "ad umido" secondo il quale è previsto macinare in acqua materie prime ceramiche opportunamente dosate per ottenere una sospensione che viene successivamente introdotta in un atomizzatore per ottenere il suddetto materiale ceramico. A tale sospensione sono addizionati uno o più coloranti preventivamente diluiti in acqua per dare luogo ad un prodotto concentrato avente elevato potere colorante. For the production of colored ceramic material, a so-called "wet" system is also known according to which it is foreseen to grind ceramic raw materials suitably dosed in water to obtain a suspension which is subsequently introduced into an atomizer to obtain the aforementioned ceramic material. One or more dyes previously diluted in water are added to this suspension to give rise to a concentrated product having a high coloring power.
I coloranti vengono diluiti in acqua tramite una fase di macinazione realizzata introducendo tali coloranti in un mulino a microsfere ed addizionando il prodotto concentrato così ottenuto, solitamente denominato "sciroppo", alla sospensione di materie prime ceramiche . The dyes are diluted in water by means of a grinding phase carried out by introducing these dyes into a microspheres mill and adding the concentrated product thus obtained, usually called "syrup", to the suspension of ceramic raw materials.
In alternativa, qualora le materie prime ceramiche vengano macinate in modo discontinuo, i coloranti possono essere aggiunti direttamente durante la macinazione . Alternatively, if the ceramic raw materials are ground discontinuously, the dyes can be added directly during the grinding.
Un difetto di tale sistema consiste nel fatto che i produttori di materiale ceramico colorato devono dotarsi di impianti provvisti di una pluralità di vasche disposte per contenere le sospensioni ceramiche a cui siano stati addizionati sciroppi di vari colori, prima delle operazioni di atomizzazione. Inoltre, i vari dispositivi costituenti gli apparati produttivi quali, ad esempio, le summenzionate vasche, i mulini a microsfere e l'atomizzatore medesimo devono essere sottoposti a lunghe ed onerose fasi di lavaggio quando è necessario eseguire un cambio di produzione per passare dall'ottenimento di polveri di un certo colore all'ottenimento di polveri di un colore differente. A defect of this system consists in the fact that the producers of colored ceramic material must equip themselves with systems provided with a plurality of tanks arranged to contain the ceramic suspensions to which syrups of various colors have been added, before the atomization operations. Furthermore, the various devices constituting the production apparatuses such as, for example, the aforementioned tanks, the microspheres mills and the atomizer itself must be subjected to long and costly washing phases when it is necessary to perform a change of production to pass from obtaining of powders of a certain color to obtain powders of a different color.
Un ulteriore difetto di tale sistema consiste nel fatto che i produttori di materiale ceramico colorato devono approvvigionarsi di una pluralità di coloranti il che rende la gestione delle scorte piuttosto complicata e richiede onerose operazioni di preparazione e stoccaggio dei suddetti sciroppi, questi ultimi dovendo infatti essere mantenuti in agitazione per evitare sedimentazione dei coloranti. Uno scopo dell'invenzione è di migliorare i sistemi per la preparazione di coloranti in polvere noti. A further flaw of this system consists in the fact that the producers of colored ceramic material must procure a plurality of dyes which makes inventory management rather complicated and requires expensive preparation and storage operations of the aforementioned syrups, the latter having to be kept under agitation to avoid sedimentation of dyes. An object of the invention is to improve the systems for the preparation of known powder dyes.
Un altro scopo è di migliorare i sistemi per la colorazione di polveri ceramiche. Another object is to improve the systems for coloring ceramic powders.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è di ottenere un sistema che consenta di produrre coloranti in polvere di buona qualità in modo versatile e piuttosto economico . A further object of the invention is to obtain a system which allows to produce powder dyes of good quality in a versatile and rather economical way.
Uno scopo ancora ulteriore dell'invenzione è di ottenere un apparato per la produzione polveri ceramiche colorate che consenta di rendere disponibili polveri colorate appartenenti ad una vasta gamma cromatica limitando sensibilmente i costi di installazione e di gestione dell'apparato medesimo . A still further object of the invention is to obtain an apparatus for the production of colored ceramic powders which allows colored powders belonging to a wide chromatic range to be made available, significantly limiting the installation and management costs of the apparatus itself.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è di ottenere un apparato per la produzione polveri ceramiche colorate dotato di elevata flessibilità di funzionamento, in particolare un apparato in cui la quantità di materiale prodotto per unità di tempo possa essere variata con semplicità per essere adeguata alle esigenze di un impianto produttivo in cui tale apparato è installato. A further object of the invention is to obtain an apparatus for the production of colored ceramic powders with high operating flexibility, in particular an apparatus in which the quantity of material produced per unit of time can be easily varied to be adapted to the requirements of a production plant in which this equipment is installed.
Ancora un ulteriore scopo dell'invenzione è di ottenere un metodo di produzione di polveri ceramiche colorate che consenta di semplificare sensibilmente la gestione delle scorte di coloranti. A still further object of the invention is to obtain a method of producing colored ceramic powders which allows to considerably simplify the management of the dye stocks.
In un primo aspetto dell'invenzione, è previsto un apparato per la produzione di coloranti in polvere, comprendente mezzi di contenimento disposti per contenere colori di base in polvere e mezzi miscelatori disposti per miscelare detti colori di base in polvere, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di preparazione collocati a monte di detti mezzi miscelatori e disposti per trattare detti colori di base in polvere prima che essi vengano introdotti in detti mezzi miscelatori. In una versione preferita, i mezzi di preparazione comprendono mezzi microdosatori provvisti di mezzi dispersori disposti per disperdere i colori di base rompendo eventuali grumi da essi formati, mezzi diffusori disposti per massimizzare la superficie attiva delle particelle dei colori di base e mezzi pesatori disposti per pesare i colori di base. In a first aspect of the invention, an apparatus is provided for the production of powder dyes, comprising containing means arranged to contain powdered basic colors and mixing means arranged to mix said powdered basic colors, characterized in that it comprises moreover preparation means located upstream of said mixing means and arranged to treat said basic colors in powder before they are introduced into said mixing means. In a preferred version, the preparation means comprise microdosing means provided with dispersing means arranged to disperse the base colors by breaking up any lumps formed therefrom, diffusing means arranged to maximize the active surface of the particles of the base colors and weighing means arranged to weigh the basic colors.
In un'altra versione preferita, i mezzi di preparazione comprendono mezzi di trasferimento sui quali i colori di base vengono disposti in modo da formare strati sovrapposti per alimentare i mezzi miscelatori ottimizzando così le successive operazioni di miscelazione. In another preferred version, the preparation means comprise transfer means on which the base colors are arranged so as to form superimposed layers to feed the mixing means, thus optimizing the subsequent mixing operations.
Vantaggiosamente, i mezzi di contenimento comprendono un esiguo numero di contenitori contenenti colori di base prestabiliti, ad esempio i colori fondamentali ed il colore nero, un'ampia gamma di tonalità essendo ottenibile miscelando in opportune proporzioni i summenzionati colori di base. Advantageously, the containment means comprise a small number of containers containing predetermined basic colors, for example the basic colors and the black color, a wide range of shades being obtainable by mixing the aforementioned basic colors in suitable proportions.
Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere un apparato che consenta di produrre coloranti in polvere di buona qualità in modo semplice e piuttosto economico. In particolare possono essere preparati coloranti aventi tonalità cromatiche appartenenti ad un'ampia gamma a partire da un limitato numero di colori di base. I mezzi di preparazione, infatti, trattano i colori base così da predisporli in modo ottimale alla successiva miscelazione, il che consente di eliminare i difetti tipici delle miscele ottenute con gli apparati dello stato della tecnica. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain an apparatus which allows to produce powdered dyes of good quality in a simple and rather economical way. In particular, dyes having chromatic shades belonging to a wide range starting from a limited number of basic colors can be prepared. The preparation means, in fact, treat the basic colors so as to prepare them in an optimal way for the subsequent mixing, which allows to eliminate the typical defects of the mixtures obtained with the state-of-the-art apparatuses.
In un secondo aspetto dell'invenzione, è previsto un metodo per la produzione di coloranti in polvere, comprendente immagazzinare colori di base in polvere in mezzi di contenimento, miscelare detti colori di base in polvere per ottenere detti coloranti in polvere, caratterizzato dal fatto che prima di detto miscelare è previsto trattare detti colori di base in polvere. In a second aspect of the invention, a method for the production of powder dyes is provided, comprising storing powdered basic colors in containment means, mixing said powdered basic colors to obtain said powdered dyes, characterized in that before said mixing it is envisaged to treat said base colors in powder form.
In una versione preferita, detto trattare comprende agitare i colori di base rompendo eventuali grumi da essi formati, disperdere i colori di base allontanandone reciprocamente le particelle per massimizzarne la superficie attiva e pesare i suddetti colori di base. In a preferred version, said treatment comprises agitating the base colors breaking any lumps formed therefrom, dispersing the base colors by moving the particles away from each other to maximize their active surface and weighing the aforementioned base colors.
In un'altra versione preferita, detto trattare comprende disporre i colori di base su mezzi di trasferimento in modo da formare strati sovrapposti di prefissato spessore. In another preferred version, said treatment comprises arranging the basic colors on transfer means so as to form superimposed layers of predetermined thickness.
Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere un metodo che consenta di produrre coloranti in polvere appartenenti ad un'ampia gamma di tonalità in modo relativamente semplice ed economico. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain a method which allows to produce powder dyes belonging to a wide range of shades in a relatively simple and economical way.
In un terzo aspetto dell'invenzione è previsto un apparato per colorare materiale ceramico, comprendente mezzi mescolatori disposti per mescolare mezzi coloranti in polvere a detto materiale ceramico per colorarlo, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre, a monte di detti mezzi mescolatori, mezzi miscelatori disposti per miscelare colori di base in polvere per ottenere detti mezzi coloranti. In a third aspect of the invention, an apparatus for coloring ceramic material is provided, comprising mixing means arranged for mixing powder coloring means with said ceramic material to color it, characterized in that it also comprises, upstream of said mixing means, mixing means arranged for mixing powdered basic colors to obtain said coloring means.
In una versione preferita, l'apparato comprende inoltre, a monte di detti mezzi miscelatori, mezzi di preparazione disposti per trattare detti colori di base in polvere prima che essi vengano introdotti in detti mezzi miscelatori. In a preferred embodiment, the apparatus further comprises, upstream of said mixing means, preparation means arranged to treat said basic colors in powder before they are introduced into said mixing means.
In un'altra versione preferita, 1 mezzi di preparazione comprendono mezzi microdosatori provvisti di mezzi dispersori disposti per disperdere i colori di base rompendo eventuali grumi da essi formati, mezzi diffusori disposti per massimizzare la superficie attiva delle particelle dei colori di base e mezzi pesatori disposti per pesare i colori di base. In another preferred version, the preparation means comprise microdosing means provided with dispersing means arranged to disperse the base colors by breaking up any lumps formed therefrom, diffusing means arranged to maximize the active surface of the particles of the base colors and weighing means arranged to weight the basic colors.
In un'ulteriore versione preferita, i mezzi di preparazione comprendono mezzi di trasferimento sui quali i colori di base vengono disposti in modo da formare strati sovrapposti per alimentare i mezzi miscelatori così ottimizzando le operazioni di miscelazione . In a further preferred version, the preparation means comprise transfer means on which the base colors are arranged so as to form superimposed layers to feed the mixing means, thus optimizing the mixing operations.
In un quarto aspetto dell'invenzione, è previsto un metodo per colorare materiale ceramico sfuso, comprendente mescolare mezzi coloranti in polvere a detto materiale ceramico per colorarlo, caratterizzato dal fatto che prima di detto mescolare è previsto miscelare colori di base in polvere per ottenere detti mezzi coloranti. In a fourth aspect of the invention, a method is provided for coloring loose ceramic material, comprising mixing powder coloring means with said ceramic material to color it, characterized in that before said mixing it is foreseen to mix powder base colors to obtain said coloring means.
In una versione preferita, prima di detto miscelare è previsto trattare detti colori di base in polvere. In a preferred version, before said mixing it is envisaged to treat said base colors in powder.
In un'altra versione preferita, detto trattare comprende agitare i colori di base rompendo eventuali grumi da essi formati, disperdere le particelle dei colori di base per massimizzarne la superficie attiva e pesare i suddetti colori di base. In another preferred embodiment, said treatment comprises agitating the base colors breaking any lumps formed therefrom, dispersing the particles of the base colors to maximize their active surface and weighing the aforesaid base colors.
In un'ulteriore versione preferita, detto trattare comprende disporre i colori di base su mezzi di trasferimento in modo da formare strati sovrapposti di prefissato spessore. In a further preferred version, said treatment comprises arranging the basic colors on transfer means so as to form superimposed layers of predetermined thickness.
Grazie a questi aspetti dell'invenzione, è possibile ottenere un sistema per la colorazione di materiale ceramico sfuso che consenta di ottenere prodotti appartenenti ad una vasta gamma di tonalità, previo ottenimento di mezzi coloranti a partire dalla miscelazione di un limitato numero di colori di base. In tal modo, è possibile ridurre sensibilmente i costi, particolarmente inerenti all'installazione di voluminosi mezzi di contenimento. E' possibile inoltre realizzare una gestione degli acquisti più razionale ed economica, in quanto vengono conservate a magazzino scorte di una limitata tipologia di colori di base. Thanks to these aspects of the invention, it is possible to obtain a system for coloring loose ceramic material which allows to obtain products belonging to a wide range of shades, after obtaining coloring means starting from the mixing of a limited number of basic colors. . In this way, it is possible to significantly reduce costs, particularly inherent in the installation of voluminous containment means. It is also possible to carry out a more rational and economical management of purchases, as stocks of a limited type of basic colors are kept in the warehouse.
In un quinto aspetto dell'invenzione, è previsto un metodo per la produzione di coloranti in polvere, comprendente erogare portate di colori di base in polvere per realizzare una prestabilita ricetta, miscelare detti colori di base in polvere per ottenere detti coloranti in polvere, caratterizzato dal fatto che prima di detto miscelare è previsto controllare dette portate verificando che ciascuna di esse corrisponda ad un valore prefissato e nel caso in cui almeno una di tali portate non corrisponda a detto valore prefissato variare le rimanenti portate in modo che detta ricetta non risulti alterata. In a fifth aspect of the invention, a method for the production of powder dyes is provided, comprising delivering flow rates of powdered basic colors to achieve a predetermined recipe, mixing said powdered basic colors to obtain said powdered dyes, characterized from the fact that before said mixing it is foreseen to check said flow rates, verifying that each of them corresponds to a predetermined value and in the event that at least one of these flow rates does not correspond to said predetermined value, vary the remaining flow rates so that said recipe is not altered .
L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: The invention can be better understood and implemented with reference to the attached drawings, which illustrate an exemplary and non-limiting embodiment thereof, in which:
Figura 1 è una vista in elevazione laterale di un apparato secondo l'invenzione; Figure 1 is a side elevation view of an apparatus according to the invention;
Figura 2 è una vista frontale dell'apparato di Figura 1; Figure 2 is a front view of the apparatus of Figure 1;
Figura 3 è una vista frontale schematica dei mezzi microdosatori e dei mezzi di trasferimento dell'apparato di Figura 1; Figure 3 is a schematic front view of the microdosing means and of the transfer means of the apparatus of Figure 1;
Figura 4 è una sezione presa lungo un piano verticale dei mezzi diffusori dell'apparato di Figura 1; Figure 4 is a section taken along a vertical plane of the diffuser means of the apparatus of Figure 1;
Figura 5 è una vista laterale dei mezzi diffusori dell'apparato di Figura 1 e dei mezzi di prelievo ad essi associati; Figure 5 is a side view of the diffuser means of the apparatus of Figure 1 and of the withdrawal means associated therewith;
Figura 6 è una vista in pianta dei mezzi diffusori e dei mezzi di prelievo di Figura 5. Figure 6 is a plan view of the diffuser means and the withdrawal means of Figure 5.
Con riferimento alle Figure 1 e 2, è mostrato un apparato 1 comprendente mezzi di contenimento 2 provvisti di una pluralità di sili 3 disposti per immagazzinare colori 4 (Figura 3), i suddetti sili 3 contenendo colori 4 di base, o fondamentali. With reference to Figures 1 and 2, an apparatus 1 is shown comprising containment means 2 provided with a plurality of silos 3 arranged to store colors 4 (Figure 3), the aforementioned silos 3 containing basic or fundamental colors 4.
I sili 3 sono previsti in numero piuttosto ridotto, ad esempio 4, e sono disposti per ricevere i colori primari, ossia il rosso, il giallo ed il blu, ed il colore nero. The silos 3 are provided in a rather reduced number, for example 4, and are arranged to receive the primary colors, that is red, yellow and blue, and the black color.
L'apparato 1 comprende inoltre mezzi miscelatori 5 disposti per miscelare i colori 4 per ottenere coloranti in polvere. A monte dei mezzi miscelatori 5 sono previsti mezzi di preparazione 6 dei colori 4 che verranno descritti più dettagliatamente nel seguito. The apparatus 1 further comprises mixing means 5 arranged for mixing the colors 4 to obtain powder dyes. Upstream of the mixing means 5 there are means 6 for preparing the colors 4 which will be described in more detail below.
I sili 3 sono supportati ad un telaio di sostegno 7 risultando ad esso fissati, ovvero mobili su guide, o binari, in esso ricavati. The silos 3 are supported on a support frame 7 resulting fixed to it, or movable on guides, or rails, formed therein.
I sili 3 sono inferiormente dotati di bocche di scarico 8 che versano i colori 4 in sottostanti tramogge 9, alle quali sono associati mezzi estrattori 10 comprendenti una prima coclea 11 disposta per prelevare i colori 4 e trasferirli a detti mezzi di preparazione 6. I mezzi di preparazione 6 comprendono una pluralità di mezzi microdosatori 12 ciascuno di detti mezzi microdosatori 12 essendo associato ad un rispettivo silo 3. The silos 3 are equipped at the bottom with discharge mouths 8 which pour the colors 4 into underlying hoppers 9, to which extraction means 10 are associated comprising a first screw 11 arranged to pick up the colors 4 and transfer them to said preparation means 6. The means preparation 6 comprise a plurality of microdosing means 12 each of said microdosing means 12 being associated with a respective silo 3.
Ognuno dei mezzi microdosatori 12 comprende mezzi dispersori 13 dotati di mezzi a vano 14 internamente ai quali sono inseriti mezzi ad aspo motorizzato disposti per rimescolare il colore 4 introdotto dalla prima coclea 11 per contrastare la tendenza all'impaccamento delle polveri che costituiscono il colore 4. Each of the microdosing means 12 comprises dispersing means 13 equipped with compartment means 14 inside which motorized reel means are inserted, arranged to mix the color 4 introduced by the first auger 11 to counteract the tendency to pack the powders which make up the color 4.
I mezzi microdosatori 12 comprendono inoltre mezzi di prelievo 15 dotati di una seconda coclea 15a atta a prelevare il colore 4 per trasferirlo a mezzi diffusori 16 di cui i mezzi microdosatori 12 sono dotati. The microdosing means 12 further comprise picking up means 15 equipped with a second auger 15a adapted to pick up the color 4 to transfer it to diffusing means 16 with which the microdosing means 12 are equipped.
I mezzi microdosatori 12 sono inoltre provvisti di mezzi pesatori 17 comprendenti mezzi a bilancia 18 atti a controllare le quantità di colore 4 che vengono inserite nei, e prelevate dai, mezzi a vano 14, per evitare eventuali errori di dosaggio. The microdosing means 12 are also provided with weighing means 17 comprising balance means 18 adapted to check the quantities of color 4 which are inserted into and removed from the compartment means 14, to avoid possible dosage errors.
Tali mezzi pesatori 17 si rendono convenienti in quanto detta prima coclea 11 e detta seconda coclea 15a effettuano un dosaggio volumetrico dei colori 4 e sono quindi soggetti ad imprecisioni, seppure di lieve entità, che in mancanza di un più accurato controllo potrebbero generare indesiderate variazioni di tonalità dei coloranti ottenuti al termine delle successive operazioni di miscelazione ed omogeneizzazione dei colori 4. These weighing means 17 are convenient in that said first auger 11 and said second auger 15a perform a volumetric dosage of the colors 4 and are therefore subject to inaccuracies, albeit of slight entity, which in the absence of a more accurate control could generate undesirable variations in color. shades of the dyes obtained at the end of the subsequent operations of mixing and homogenizing the colors 4.
Come mostrato in Figura 4, i mezzi diffusori 16 comprendono mezzi a camera 113 internamente ai quali è prevista una girante 32, azionata a rotazione attorno ad un asse Y da rispettivi mezzi motori, che tende a separare le particelle dei colori 4 le une dalla altre per massimizzarne la superficie attiva. La girante 32 comprende un disco 33 dal quale si dipartono assialmente primi mezzi a piolo 34 radialmente esterni e secondi mezzi a piolo 35 radialmente interni. Tra i primi mezzi a piolo 34 ed i secondi mezzi a piolo 35 sono interposti terzi mezzi a piolo 36 solidali ad una parete di estremità 40 dei mezzi a camera 113 e disposti in modo tale da formare con i primi mezzi a piolo 34 ed i secondi mezzi a piolo 35 una doppia gabbia 37 che delimita un percorso tortuoso per i colori 4. As shown in Figure 4, the diffuser means 16 comprise chamber means 113 inside which an impeller 32 is provided, driven in rotation around an axis Y by respective motor means, which tends to separate the particles of the colors 4 from each other. to maximize the active surface. The impeller 32 comprises a disc 33 from which first radially external pin means 34 and second radially internal pin means 35 radiate axially. Between the first pin means 34 and the second pin means 35 there are interposed third pin means 36 integral with an end wall 40 of the chamber means 113 and arranged in such a way as to form with the first pin means 34 and the second rung means 35 a double cage 37 which delimits a winding path for the colors 4.
Avanzando in direzione centrifuga lungo il summenzionato percorso tortuoso, vantaggiosamente individuante uno sviluppo a labirinto, i colori 4 interagiscono con i componenti che costituiscono i mezzi diffusori 16 disperdendosi in particelle di limitate dimensioni. By advancing in a centrifugal direction along the aforementioned tortuous path, advantageously identifying a labyrinth development, the colors 4 interact with the components that make up the diffuser means 16 dispersing themselves in particles of limited size.
I mezzi a camera 113 sono provvisti di una zona di ingresso 38 attraverso la quale le particelle sono introdotte all'interno della summenzionata doppia gabbia 37, ed una zona di uscita 39 che consente l'espulsione delle particelle. The chamber means 113 are provided with an inlet area 38 through which the particles are introduced into the aforementioned double cage 37, and an outlet area 39 which allows the expulsion of the particles.
Come sopra illustrato, il disco 33 viene azionato a rotazione ad elevata velocità, preferibilmente compresa tra i 2000 ed i 3000 giri al minuto, il che consente di ottimizzare la dispersione e la separazione dei colori 4. As illustrated above, the disc 33 is rotated at high speed, preferably between 2000 and 3000 revolutions per minute, which allows to optimize the dispersion and separation of the colors 4.
In alternativa, la girante 32 può essere conformata in modo da costituire un corpo tubolare formato da una rete provvista di maglie di prefissata dimensione. Il colore 4 viene introdotto all'interno del corpo tubolare il quale risulta azionato a rotazione. Alternatively, the impeller 32 can be shaped in such a way as to constitute a tubular body formed by a net provided with meshes of predetermined size. The color 4 is introduced inside the tubular body which is rotationally driven.
A causa della forza centrifuga il colore 4 viene indotto ad interagire con la superficie laterale dell'elemento tubolare e passando attraverso le maglie si disperde in una pluralità di particelle fini. Due to the centrifugal force, the color 4 is induced to interact with the lateral surface of the tubular element and, passing through the meshes, it is dispersed in a plurality of fine particles.
Ciascuno di detti mezzi diffusori 16 provvede inoltre a rimescolare il colore 4 per frantumare grumi da esso eventualmente costituiti e successivamente distribuisce il suddetto colore 4 su mezzi di raccolta 20 tramite mezzi a tubo 21. Each of said diffuser means 16 further mixes the color 4 in order to break up lumps possibly formed therefrom and subsequently distributes the aforementioned color 4 on collection means 20 by means of tube means 21.
Come evidenziato nella Figura 3, i mezzi di raccolta 20 comprendono mezzi a nastro 22 motorizzati e mobili inferiormente a ciascuno di detti mezzi diffusori 16. I mezzi diffusori 16, pertanto, provvedono a depositare sui mezzi a nastro 22 strati di colore 4 con le modalità nel seguito descritte. As shown in Figure 3, the collection means 20 comprise belt means 22 motorized and movable below each of said diffuser means 16. The diffuser means 16, therefore, deposit on the belt means 22 layers of color 4 in the manner described below.
Mentre i mezzi a nastro 22 traslano nel senso indicato dalla freccia F, un primo diffusore 16a di detti mezzi diffusori 16 deposita su di essi, tramite un'apertura di erogazione 24a, un primo strato 23a di un primo colore 4a, tale strato corrispondendo ad una desiderata quantità di detto primo colore 4a ed avendo uno spessore indicato con S. While the ribbon means 22 translate in the direction indicated by the arrow F, a first diffuser 16a of said diffuser means 16 deposits on them, through a dispensing opening 24a, a first layer 23a of a first color 4a, this layer corresponding to a desired quantity of said first color 4a and having a thickness indicated by S.
Successivamente, un secondo diffusore 16b di detti mezzi diffusori 16 deposita un secondo strato 23b di un secondo colore 4b, detto secondo strato 23b sovrapponendosi a detto primo strato 23a ed avendo uno spessore SI proporzionale alla quantità del secondo colore 4b che deve essere dosata. Subsequently, a second diffuser 16b of said diffuser means 16 deposits a second layer 23b of a second color 4b, said second layer 23b overlapping said first layer 23a and having a thickness S1 proportional to the quantity of the second color 4b to be dosed.
Ancora successivamente, un terzo diffusore 16c di detti mezzi diffusori 16 deposita un terzo strato 23c, avente uno spessore S2, di un terzo colore 4c, detto terzo colore 4c sovrapponendosi a detto primo strato 23a e a detto secondo strato 23b. Still subsequently, a third diffuser 16c of said diffuser means 16 deposits a third layer 23c, having a thickness S2, of a third color 4c, said third color 4c overlapping said first layer 23a and said second layer 23b.
Il primo diffusore 16a, il secondo diffusore 16b ed il terzo diffusore 16c sono controllati elettronicamente in modo da erogare il primo colore 4a, il secondo colore 4b ed il terzo colore 4c così da realizzare la predetta sovrapposizione la quale favorisce la successiva fase di omogeneizzazione. The first diffuser 16a, the second diffuser 16b and the third diffuser 16c are electronically controlled so as to deliver the first color 4a, the second color 4b and the third color 4c so as to achieve the aforementioned overlap which favors the subsequent homogenization phase.
Tale stratificazione è in pratica ottenuta facendo sì che il secondo diffusore 16b inizi ad erogare il secondo colore 4b soltanto quando il primo strato 23a è giunto in corrispondenza di un'apertura di erogazione 24b in esso ricavata. This stratification is practically obtained by causing the second diffuser 16b to start dispensing the second color 4b only when the first layer 23a has reached a dispensing opening 24b formed therein.
Il terzo diffusore 16c opera in modo analogo a quanto sopra descritto depositando il terzo strato 23c, attraverso una relativa apertura di erogazione 24c, superiormente al primo strato 23a ed al secondo strato 23b precedentemente distribuiti. The third diffuser 16c operates in a similar way to that described above by depositing the third layer 23c, through a relative delivery opening 24c, above the first layer 23a and the second layer 23b previously distributed.
Successivamente, i mezzi a nastro 22 introducono i colori 4 all'interno dei mezzi mescolatori 5 i quali sono provvisti di mezzi omogeneizzatori 25, sostanzialmente analoghi nella struttura e nel funzionamento ai mezzi microdosatori 12 sopra descrìtti Subsequently, the ribbon means 22 introduce the colors 4 inside the mixing means 5 which are provided with homogenizing means 25, substantially similar in structure and operation to the microdosing means 12 described above.
I mezzi omogeneizzatori 25 comprendono ulteriori mezzi dispersori 31 provvisti di ulteriori mezzi a vano 126 internamente ai quali sono disposti ulteriori mezzi ad aspo disposti per omogeneizzare il primo colore 4a, il secondo colore 4b ed il terzo colore 4c per ottenere coloranti in polvere idonei ad essere addizionati ad un materiale per colorarlo. The homogenizing means 25 comprise further dispersing means 31 provided with further compartment means 126 inside which further reel means are arranged to homogenize the first color 4a, the second color 4b and the third color 4c to obtain powder dyes suitable for being added to a material to color it.
In tal modo possono essere ottenuti coloranti appartenenti ad un ampia gamma cromatica a partire da un esiguo numero di colori 4 tra loro miscelati secondo opportune ricette. In this way dyes belonging to a wide chromatic range can be obtained starting from a small number of colors 4 mixed together according to suitable recipes.
Tali ricette possono essere memorizzate in un dispositivo elettronico di comando e controllo che provvede a comandare e controllare l'erogazione da parte dei mezzi diffusori 16 dei colori 4 e la loro deposizione sui mezzi a nastro 22 per formare i suddetti strati. These recipes can be stored in an electronic command and control device which commands and controls the dispensing by the diffuser means 16 of the colors 4 and their deposition on the belt means 22 to form the aforementioned layers.
Ai mezzi omogeneizzatori 25 sono associati ulteriori mezzi di prelievo 26 provvisti di una terza coclea 26a che preleva i coloranti ottenuti e li avvia verso ulteriori mezzi diffusori 27. Associated with the homogenizing means 25 are further withdrawal means 26 provided with a third auger 26a which picks up the dyes obtained and sends them towards further diffuser means 27.
Gli ulteriori mezzi diffusori 27 distribuiscono i coloranti su un nastro 28 sul quale è stata precedentemente depositata una prefissata quantità del suddetto materiale sfuso da colorare. The further diffuser means 27 distribute the dyes on a belt 28 on which a predetermined quantity of the aforesaid bulk material to be colored has previously been deposited.
Per garantire una corretta e costante erogazione di coloranti sul nastro 28 i mezzi omogeneizzatori 25 sono provvisti di ulteriori mezzi a pesatori 29. To ensure a correct and constant dispensing of dyes on the belt 28, the homogenizing means 25 are provided with further weighing means 29.
A ciascuno dei mezzi diffusori 16 sono associati mezzi collettori 30 che collegano un'apertura di erogazione di ciascun diffusore 16a, 16b, 16c con il nastro 28, pertanto, i mezzi collettori 30 fungono da by-pass per i colori 4, prelevando i colori 4 prima che essi siano introdotti all'interno dei mezzi omogeneizzatori 25: in tal modo, qualora uno dei colori 4 debba essere utilizzato allo stato puro, ossia senza essere precedentemente miscelato ad altri colori 4, esso risulta immediatamente disponibile. L'apparato 1 può costituire un gruppo di testa per un dispositivo idoneo a colorare materiale ceramico sfuso per ottenere manufatti ceramici. To each of the diffuser means 16 there are associated collector means 30 which connect a dispensing opening of each diffuser 16a, 16b, 16c with the ribbon 28, therefore, the collector means 30 act as a by-pass for the colors 4, picking up the colors 4 before they are introduced into the homogenizing means 25: in this way, if one of the colors 4 is to be used in its pure state, ie without being previously mixed with other colors 4, it is immediately available. The apparatus 1 can constitute a head assembly for a device suitable for coloring loose ceramic material to obtain ceramic articles.
In tal caso, a valle dei mezzi miscelatori 5, sono previsti mezzi mescolatori, alimentati dal nastro 28, i quali portano il materiale ceramico ad interagire con il colorante ottenuto dalla miscela dei colori 4a, 4b e 4c, consentendo di ottenere polveri ceramiche di tonalità desiderate. In this case, downstream of the mixing means 5, mixing means are provided, fed by the belt 28, which cause the ceramic material to interact with the dye obtained from the mixture of the colors 4a, 4b and 4c, allowing to obtain ceramic powders of shades you want.
Tale apparato, pertanto, consente di ottenere materiale ceramico colorato che, all'uscita dai mezzi mescolatori, risulti idoneo ad alimentare un dispositivo formatore di manufatti, ad esempio una pressa ceramica. Ciò semplifica notevolmente gli impianti e la gestione delle scorte in quanto è possibile notevolmente ridurre, se non eliminare, i mezzi di stoccaggio del materiale ceramico colorato. Grazie all'invenzione, è possibile, infatti, colorare in modo semplice e con elevata riproducibilità della tonalità, soltanto le quantità di materiale ceramico necessario per la fabbricazione di un determinato prodotto; tale materiale ceramico colorato, poi, può essere inviato direttamente ad una pressa semplificando notevolmente le fasi del ciclo produttivo. This apparatus, therefore, allows to obtain colored ceramic material which, on leaving the mixing means, is suitable for feeding a device for forming articles, for example a ceramic press. This considerably simplifies systems and inventory management as it is possible to considerably reduce, if not eliminate, the means of storing colored ceramic material. Thanks to the invention, it is possible, in fact, to color in a simple way and with a high reproducibility of the shade, only the quantities of ceramic material necessary for the manufacture of a specific product; this colored ceramic material can then be sent directly to a press, considerably simplifying the phases of the production cycle.
In alternativa, l'apparato 1 può costituire un gruppo di testa per un dispositivo idoneo a colorare materiale ceramico umido, quale ad esempio una sospensione acquosa di materie prime ceramiche macinate, per ottenere manufatti ceramici. Alternatively, the apparatus 1 can constitute a head assembly for a device suitable for coloring wet ceramic material, such as for example an aqueous suspension of ground ceramic raw materials, to obtain ceramic articles.
In tal caso, a valle dei mezzi miscelatori 5, sono previsti mezzi mescolatori comprendenti mezzi a vasca disposti per ricevere la suddetta sospensione, solitamente indicata come "barbottina", tali mezzi a vasca essendo provvisti di opportuni dispositivi agitatori disposti per impedire la decantazione di particelle delle summenzionate materie prime macinate e contemporaneamente favorire l'intima miscelazione di coloranti e barbottina. In this case, downstream of the mixing means 5, mixing means are provided comprising tank means arranged to receive the aforementioned suspension, usually referred to as "slip", said tank means being provided with suitable agitator devices arranged to prevent the decantation of particles of the aforementioned ground raw materials and at the same time favoring the intimate mixing of dyes and slip.
Il nastro 28, pertanto, versa il colorante ottenuto dalla miscela dei colori 4a, 4b e 4c, all'interno dei mezzi a vasca consentendo di ottenere barbottine di varie tonalità. The tape 28, therefore, pours the dye obtained from the mixture of the colors 4a, 4b and 4c, inside the tank means, allowing slips of various shades to be obtained.
A valle dei mezzi mescolatori sono previsti mezzi atomizzatori di tipo noto disposti per atomizzare le barbottine per ottenere il materiale ceramico colorato. Downstream of the mixing means there are atomizing means of a known type arranged to atomise the slips to obtain the colored ceramic material.
Tale apparato, pertanto, consente di ottenere materiale ceramico colorato avente una tonalità cromatica desiderata in modo semplice e piuttosto economico. This apparatus, therefore, allows to obtain colored ceramic material having a desired chromatic tone in a simple and rather economical way.
Grazie a tale apparato, infatti, è possibile sostanzialmente eliminare le fasi di preparazione degli sciroppi colorati. Thanks to this apparatus, in fact, it is possible to substantially eliminate the preparation phases of colored syrups.
E' possibile inoltre notevolmente semplificare gli impianti di produzione non risultando necessari mulini a microsfere per la macinazione dei coloranti e vasche di stoccaggio per il contenimento degli sciroppi. It is also possible to considerably simplify the production plants, as there is no need for microspheres mills for grinding the dyes and storage tanks for containing syrups.
Con riferimento alle Figure 5 e 6, sono mostrati in maggiore dettaglio i mezzi di prelievo 15 nei quali la seconda coclea 15a è azionata da mezzi di azionamento 41 vantaggiosamente comprendenti un motore passo-passo, oppure un motore brushless, oppure un motore in corrente continua. With reference to Figures 5 and 6, the withdrawal means 15 are shown in greater detail in which the second auger 15a is operated by drive means 41 advantageously comprising a stepping motor, or a brushless motor, or a direct current motor. .
Regolando la velocità di rotazione dei mezzi di azionamento 41 è possibile effettuare un dosaggio fine dei colori 4 consentendone l'estrazione controllata dai mezzi a vano 14. By adjusting the rotation speed of the actuation means 41 it is possible to perform a fine dosage of the colors 4, allowing their controlled extraction from the compartment means 14.
Poiché i mezzi di azionamento 41 possono essere posti in rotazione con una velocità appartenete ad un range molto esteso, usualmente da circa 1 giro al minuto a circa 3000 giri al minuto, è possibile variare la portata dei colori 4 in un ampio intervallo, consentendo all'apparato 1 di produrre un quantità regolabile di materiale ceramico colorato per unità di tempo, in particolare la quantità di materiale ceramico colorato per unità di tempo sarà sostanzialmente quella di volta in volta richiesta dalle esigenze produttive dell'impianto in cui l'apparato 1 risulta installato. Since the actuation means 41 can be set in rotation with a speed belonging to a very wide range, usually from about 1 revolution per minute to about 3000 revolutions per minute, it is possible to vary the range of the colors 4 in a wide range, allowing the apparatus 1 to produce an adjustable quantity of colored ceramic material per unit of time, in particular the quantity of colored ceramic material per unit of time will substantially be that required from time to time by the production requirements of the plant in which the apparatus 1 is installed.
Motori del tipo passo-passo, brushless, o in corrente continua possono essere vantaggiosamente utilizzati, con le stesse modalità e con analoghi risultati, anche nei mezzi estrattori 10 per l'azionamento della prima coclea 11, oppure negli ulteriori mezzi di prelievo 26 per l'azionamento della terza coclea 26a. L'apparato 1 è provvisto inoltre di un dispositivo elettronico di supervisione e gestione idoneo a controllare in primo luogo i mezzi pesatori 17 per verificare che le quantità di colori 4 erogate corrispondano a quelle desiderate, in secondo luogo i mezzi di prelievo 15, ed in particolare i mezzi di azionamento 41 ad essi associati, in terzo luogo i mezzi diffusori 16. Motors of the stepper, brushless, or direct current type can be advantageously used, with the same methods and with similar results, also in the extractor means 10 for driving the first screw 11, or in the additional pick-up means 26 for the actuation of the third auger 26a. The apparatus 1 is also provided with an electronic supervision and management device suitable for controlling in the first place the weighing means 17 to verify that the quantities of colors 4 dispensed correspond to those desired, secondly the withdrawal means 15, and in in particular the actuation means 41 associated with them, thirdly the diffuser means 16.
In quest'ultimo caso il dispositivo elettronico di supervisione e gestione agisce sugli inverter dei mezzi motori 14 dei mezzi diffusori 16 per variare la velocità di rotazione della girante 32, variando di conseguenza le quantità di colori 4 da essi erogati. Nel funzionamento, il dispositivo elettronico di supervisione e gestione viene impostato stabilendo una prefissata ricetta, costituita dalla percentuali dei vari colori 4 che devono essere erogati, e una prestabilita portata di materiale che l'apparato 1 deve complessivamente erogare, in seguito alla omogeneizzazione dei colori 4 tra loro per l'ottenimento di una miscela, o alla dispersione di tale miscela in un materiale ceramico neutro per l'ottenimento di un materiale ceramico colorato. In the latter case, the electronic supervision and management device acts on the inverters of the motor means 14 of the diffuser means 16 to vary the speed of rotation of the impeller 32, consequently varying the quantities of colors 4 delivered by them. In operation, the electronic supervision and management device is set by establishing a predetermined recipe, consisting of the percentages of the various colors 4 that must be dispensed, and a predetermined flow rate of material that the apparatus 1 must deliver as a whole, following the homogenization of the colors. 4 with each other to obtain a mixture, or to the dispersion of this mixture in a neutral ceramic material to obtain a colored ceramic material.
Il dispositivo elettronico di supervisione e gestione, pertanto rileva la conformità alla ricetta preimpostata delle quantità dei singoli colori 4. The electronic supervision and management device therefore detects compliance with the preset recipe of the quantities of the individual colors 4.
Poiché taluni colori 4, a causa della loro natura fisico-chimica, non possono essere dosati in grandi quantità per unità di tempo, la portata complessiva dell'apparato 1 viene ridotta e le quantità degli altri colori 4 sono variate in modo tale da non modificare le proporzioni relative. Since some colors 4, due to their physicochemical nature, cannot be dosed in large quantities per unit of time, the overall range of the apparatus 1 is reduced and the quantities of the other colors 4 are varied in such a way as not to modify relative proportions.
Per fare ciò, il dispositivo elettronico di supervisione e gestione interviene sui mezzi dispersori 13 e sui mezzi diffusori 16. To do this, the electronic supervision and management device intervenes on the dispersing means 13 and on the diffusing means 16.
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