ITMO20080098A1

ITMO20080098A1 - Dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici tramite fotoelettrografia indiretta e impianto comprendente detto dispositivo.

Info

Publication number: ITMO20080098A1
Authority: IT
Inventors: Franco Stefani
Original assignee: System Spa
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-04
Also published as: WO2009122311A1

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: DISPOSITIVO PER LA DECORAZIONE DI PRODOTTI CERAMICI TRAMITE FOTOELETTROGRAFIA INDIRETTA E IMPIANTO COMPRENDENTE DETTO DISPOSITIVO.

Oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici, e in particolare di piastrelle, tramite fotoelettrografia indiretta. Forma altresì oggetto dell'invenzione un impianto per la decorazione di prodotti ceramici comprendente il suddetto dispositivo.

Nella produzione ceramica industriale, la fase della decorazione del prodotto consiste nell'applicazione di smalti ceramici colorati sulla superficie di quest'ultimo col fine prevalente di realizzare motivi ornamentali. Per rispondere ad esigenze di flessibilità produttiva proprie al mercato della ceramica, ai metodi di decorazione delle piastrelle tradizionalmente impiegati si sono recentemente affiancate tecniche che sfruttano processi di fotoelettrografia indiretta.

La fotoelettrografia permette infatti un'efficace riproduzione su piastrella di motivi grafici agevolmente variabili senza necessità di portare la macchina di stampa in modalità fuori linea. Un processo di decorazione di piastrella tramite fotoelettrografia indiretta si basa sull'impiego di un cilindro fotorecettore realizzato in materiale fotoconduttivo. Il cilindro, caricato elettrostaticamente, viene esposto ad ima proiezione luminosa deH'immagine da riprodurre; si genera così sulla superficie fotorecettrice un'immagine latente sotto forma di potenziale elettrico. Al disopra del cilindro viene quindi distribuito un toner costituito da pigmenti ceramici a secco, che aderisce alla superficie carica riproducendo l'immagine latente precedentemente definita. Un elemento di trasferimento costituito da un rullo o da un nastro scorrevole provvede infine a trasferire i pigmenti ceramici dal cilindro al supporto definitivo, costituito dalla piastrella ceramica. Il trasferimento dei pigmenti dal cilindro all'elemento di trasferimento e da quest'ultimo al prodotto ceramico avviene grazie ad elettrodi di trasferimento disposti in modo da creare differenze di potenziale adeguate fra i supporti.

Un problema del sistema sopra descritto riguarda la qualità del trasferimento delle polveri ceramiche al prodotto da decorare. A causa di irregolarità superficiali che possono presentarsi sia sui supporti intermedi che sulla faccia da decorare della piastrella, infatti, può capitare che il contatto fra gli elementi non sia sempre ottimale, influendo negativamente sulla qualità della decorazione ottenuta dal processo.

Scopo del presente trovato è quello di fornire un dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici tramite fotoelettrografia indiretta ed un impianto per la decorazione di prodotti ceramici comprendente tale dispositivo che consentano un miglior trasferimento dell'immagine fino al supporto ceramico finale rispetto ai dispositivi dello stesso tipo ad oggi noti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata, a titolo esemplificativo, ma non limitativo, nelle allegate figure in cui:

la figura 1 mostra una schematica sezione mediana di un dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici tramite fotoelettrografia indiretta secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra una schematica sezione mediana di un impianto per la decorazione di prodotti ceramici tramite fotoelettrografia indiretta secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle citate figure, identifichiamo con 1 un dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici 100 tramite fotoelettrografia indiretta secondo la presente invenzione, preferibilmente da impiegarsi per la decorazione a secco di piastrelle ceramiche. Il dispositivo è rappresentato nella sua normale configurazione operativa. Le relazioni posizionali fra elementi del dispositivo 1 di seguito descritte in termini di altezza relativa (ad esempio tramite l’uso delle parole 'inferiore' o 'superiore') sono da interpretarsi sempre con riferimento a tale configurazione operativa.

Il dispositivo 1 per la decorazione di prodotti ceramici 100 tramite fotoelettrografia indiretta comprendente: un cilindro fotorecettore 2, girevole intorno al proprio asse e fotoconduttivo almeno in corrispondenza di una sua superficie attiva 2a; mezzi di caricamento 3 associati al cilindro fotorecettore 2 per indurre una carica elettrostatica sulla superficie attiva 2a di questo; mezzi di esposizione 4, associati anch'essi al cilindro fotorecettore 2, per definire un'immagine latente sotto forma di potenziale elettrico sulla superficie attiva 2a caricata elettrostaticamente; mezzi di sviluppo 5, sempre associati al cilindro fotorecettore 2, per distribuire polveri ceramiche con carica opposta a quella della superficie attiva 2a al disopra di essa in corrispondenza deirimmagine latente; un cilindro di trasferimento 6, girevole intorno al proprio asse, comprendente uno strato elastico periferico 6b tangenzialmente a contatto in corrispondenza di una prima area di trasferimento 10a con il cilindro fotorecettore 2 e predisposto per ricevere le polveri ceramiche su di esso distribuite e depositarle, per contatto diretto o senza contatto in corrispondenza di una seconda area di trasferimento 10b, su prodotti ceramici 100 da decorare. Il dispositivo 1 comprende inoltre un nastro trasportatore 8 predisposto per la movimentazione di prodotti ceramici 100 lungo un percorso nel quale detti prodotti ceramici 100 vengono a contatto con lo strato elastico periferico 6b del cilindro di trasferimento 6 in corrispondenza della seconda area di trasferimento 10b ed almeno un supporto 8a conduttivo di detto nastro trasportatore 8. Il dispositivo descritto comprende un primo ed un secondo elettrodo di trasferimento, predisposti per promuovere il passaggio delle polveri ceramiche dal cilindro fotorecettore 2 al cilindro di trasferimento 6 e da questo al prodotto ceramico da decorare 100. Gli elettrodi sono opportunamente caricati in modo da determinare differenze di potenziale in corrispondenza delle aree di trasferimento 10a e 10b tali da promuovere la migrazione fra supporti delle polveri ceramiche elettrostaticamente cariche. In particolare, il primo elettrodo di trasferimento risulta costituito da una prima racla di trasferimento 7a disposta internamente al cilindro di trasferimento 6 a contatto con la superficie interna dello strato elastico periferico 6b; il secondo elettrodo di trasferimento è analogamente costituito da una seconda racla di trasferimento 7b disposta internamente al medesimo cilindro di trasferimento 6, sempre a contatto con la superficie interna dello strato elastico periferico 6b ma in corrispondenza della seconda area di trasferimento 10b.

L'utilizzo delle racle di trasferimento 7a e 7b in combinazione con la presenza dello strato elastico periferico 6b raggiunge il suddetto scopo del presente trovato. Le racle infatti, oltre a svolgere la funzione precipua di elettrodi di trasferimento delle polveri ceramiche, mantengono lo strato elastico periferico 6b aderente al cilindro fotorecettore 2 in corrispondenza della prima area di trasferimento 10a e alla piastrella (o altro prodotto ceramico 100) da decorare in corrispondenza della seconda area di trasferimento 10b.

Lo strato elastico periferico 6b è sostenuto da una struttura di supporto del cilindro di trasferimento 6; tale struttura di supporto comprende vantaggiosamente due anelli rigidi laterali di sostegno. Il cilindro fotorecettore 2 presenta invece, come detto, almeno una porzione fotoconduttiva esterna, comprendente una struttura interna di alluminio ed una parte esterna in materiale fotoconduttivo che può essere silicio amorfo o OPC . Tale porzione fotoconduttiva deve essere collegata ad un circuito di dispersione per soddisfare le esigenze funzionali del dispositivo. Il dispositivo 1 comprende, come già detto, un nastro trasportatore 8 e almeno un supporto 8a conduttivo di tale nastro trasportatore 8. Il supporto conduttivo 8a, collegato ad un circuito di dispersione della carica, è necessario per stabilire una differenza di potenziale rispetto alla seconda racla di trasferimento 7b che promuova la migrazione delle polveri ceramiche sul prodotto ceramico da decorare. La racla di trasferimento 7b inoltre preme in direzione del riscontro fisso definito dal supporto 8a, garantendo una buona aderenza dello strato elastico 6b al prodotto ceramico 100 da decorare.

La più ovvia e vantaggiosa delle soluzioni costruttive prevede, come illustrato nelle figure allegate, il transito lungo un piano orizzontale delle piastrelle (prodotti ceramici 100) al disotto del cilindro di trasferimento 6. Conseguentemente, il nastro trasportatore 8 risulta essere orizzontale e disposto al disotto del cilindro di trasferimento 6. Il cilindro fotorecettore 2 è invece preferibilmente disposto al disopra del cilindro di trasferimento 6, determinando uno sviluppo preferibilmente verticale, visibile nelle allegate figure, del dispositivo 1 in oggetto. La prima e la seconda area di trasferimento 10a, 10b risultano essere diametralmente opposte rispetto al cilindro di trasferimento 6. I mezzi di caricamento 3 del dispositivo 1 secondo l'invenzione comprendono preferibilmente un dispositivo di carica Coratron 3 a disposto perifericamente al cilindro fotorecettore 2. Il dispositivo di carica Coratron 3 a si sviluppa assialmente in prossimità della superficie attiva 2a del cilindro fotorecettore 2; in condizioni operative, il moto rotatorio del cilindro promuove lo scorrimento della superficie attiva 2a al disotto del dispositivo di carica Coratron 3 a. Esso per effetto corona carica elettrostaticamente la superficie attiva 2a, con polarità positiva nella realizzazione illustrata nelle figure allegate.

I mezzi di esposizione 4 comprendono una barra LED di scrittura 4a disposta perifericamente al cilindro fotorecettore 2. Tale barra 4a si sviluppa assialmente in prossimità del cilindro fotorecettore 2, in modo analogo al dispositivo di carica sopra descritto. La barra 4 è disposta nei pressi della circonferenza esterna del cilindro fotorecettore 2; la superfìcie attiva 2a, in condizioni operative, scorre al disotto di essa dopo aver attraversato la stazione di caricamento costituita dal dispositivo di carica Coratron 3 a. La barra LED di scrittura 4a definisce, tramite il processo di scrittura sotto descritto, un'immagine latente sotto forma di potenziale elettrico sulla superficie attiva 2a caricata elettrostaticamente. Il processo di scrittura si basa sulle proprietà fotoconduttive del materiale che costituisce la superficie attiva; laddove i fasci luminosi generati dalla barra LED di scrittura 4 incidono su di esso, infatti, il materiale diventa conduttivo e in tali punti la carica precedentemente indotta si disperde attraverso il circuito di dispersione sopra definito. Le immagini latenti definite dalla barra di scrittura sono preferibilmente inviate per mezzo di appositi sistemi di comunicazione elettronica a partire da un elaboratore di tipo noto.

I mezzi di sviluppo 5 comprendono: un rullo di sviluppo 5 a tangenzialmente a contatto con il cilindro fotorecettore 2 per la deposizione di polveri ceramiche su quest'ultimo; un serbatoio 5d per polveri ceramiche; un agitatore 5c operante all'interno di detto serbatoio; un rullo di alimentazione 5b tangenzialmente a contatto con il rullo di sviluppo 5 a per il trasferimento delle polveri ceramiche dal serbatoio 5d a quest'ultimo; mezzi di alimentazione elettrica 5e, mezzi a racla 5f associati ai rulli di sviluppo e alimentazione 5 a, 5b per caricare elettrostaticamente le polveri ceramiche da depositare sul cilindro fotorecettore 2 con carica di polarità opposta alla carica indotta sulla superficie attiva 2a di questo. Evidentemente, il rullo di sviluppo 5a è disposto a contatto con il cilindro fotorecettore 2 in una posizione tale per cui, in condizioni operative, la superficie attiva 2a venga ricoperta di polvere ceramica in seguito alla definizione su di essa deirimmagine latente. In questo modo, le polveri opportunamente caricate (con carica negativa nella fattispecie) si dispongono sulla superficie attiva 2a in corrispondenza dei punti a potenziale non nullo che definiscono rimmagine latente.

I mezzi di alimentazione elettrica 5e e i mezzi a racla 5f predisposti per l'induzione di carica elettrostatica sulle polveri ceramiche da depositare comprendono almeno un generatore di tensione ausiliario 5 e e almeno una racla ausiliaria 5f a contatto con la superficie laterale del rullo di sviluppo 5 a. Un polo di detto generatore di tensione ausiliario è collegato ai rulli di sviluppo e di alimentazione 5 a, 5b e alla racla ausiliaria 5f. L'altro polo è collegato ad un dispersore di terra. Nella forma realizzativa illustrata, i generatori di tensione ausiliari 5 e sono due, uno dei quali collegato alla racla ausiliaria 5f e al rullo di alimentazione 5b, l'altro collegato al solo rullo di sviluppo 5 a. Il dispositivo 1 per la decorazione di prodotti ceramici 100 qui descritto comprende una prima racla di pulizia 9a disposta a contatto con la superficie attiva 2a del cilindro fotorecettore 2 e predisposta per eliminare i residui di toner ceramico non trasferiti al cilindro di trasferimento 6 in corrispondenza della prima area di trasferimento 10a ed una seconda lama di pulizia 9b a contatto con la superficie laterale del cilindro di trasferimento 6 e predisposta per eliminare i residui di toner ceramico non trasferiti al prodotto ceramico 100 da decorare in corrispondenza della seconda area di trasferimento 10b. Tali racle di pulizia 9a, 9b sono evidentemente disposte in modo da venire a contatto con le superfici dei cilindri 2, 6 in seguito all'awenuto trasferimento delle polveri da questi, ovvero, in relazione al moto rotatorio dei cilindri in condizioni operative, rispettivamente a valle della prima e della seconda area di trasferimento 10a, 10b. Il dispositivo 1 comprende anche almeno un dispositivo di azzeramento carica 9c disposto perifericamente al cilindro fotorecettore 2 per eliminare i residui di carica elettrostatica su di esso dopo il trasferimento di toner ceramico al cilindro di trasferimento 6. Tale dispositivo di azzeramento carica 9c è preferibilmente disposto immediatamente a valle lungo la circonferenza del cilindro fotorecettore 2 rispetto alla prima racla di pulizia 9a.

II dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende un circuito elettrico, il quale comprende a sua volta un primo generatore di tensione principale 6c, del quale il polo di segno concorde alla carica elettrostatica indotta sulla superficie attiva 2a del cilindro fotorecettore 2 (polo positivo nell'applicazione raffigurata) è collegato alla prima racla di trasferimento 7a, ed un secondo generatore di tensione principale 6d, del quale il polo di segno discorde alla carica elettrostatica indotta sulla superficie attiva 2a del cilindro fotorecettore 2 (polo negativo nella fattispecie) è collegato alla seconda racla di trasferimento 7a. I poli non collegati alle racle sono connessi allo stesso dispersore di terra dei generatori di tensione ausiliari 5e.

Le racle di trasferimento 7a e 7b assolvono anche e contemporaneamente alla importante funzione meccanica di operare meccanicamente sullo strato elastico periferico 6b del cilindro di trasferimento 6 sia per mantenerlo correttamente posizionato, da un lato, a contatto o ad una prestabilita distanza rispetto alla superficie attiva 2a del cilindro fotorecettore 2 sia, dall'altro, per mantenerlo correttamente posizionato o ad una prestabilita distanza dalla superficie della sottostante piastrella 100 oppure a diretto contatto con la superficie della stessa al fine di consentirne l'adattamento alle possibili imperfezioni presenti. Questa combinazione di funzioni delle racle di trasferimento 7a e 7b, è caratteristica del trovato, ed è determinante per il conseguimento di un risultato corretto e qualitativamente costante del trasferimento del toner ceramico sulle piastrelle 100.

Il dispositivo 1 per la decorazione di prodotti ceramici 100 sopra descritto consente la deposizione sulla piastrella ceramica di toner ceramico di un unico tipo, ed è quindi particolarmente adatto all'ottenimento di motivi monocromatici. D'altronde, oggetto della presente invenzione è anche un impianto 20 per la decorazione di prodotti ceramici adatto all'ottenimento di motivi policromi. Tale impianto 20 comprende una pluralità di dispositivi 1 secondo l'invenzione disposti in serie fra loro, ogni dispositivo 1 essendo predisposto per depositare toner ceramico di diverso colore al fine di ottenere una decorazione finale policroma.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la decorazione di prodotti ceramici (100) tramite fotoelettrografia indiretta comprendente: un cilindro fotorecettore (2), girevole intorno al proprio asse e fotoconduttivo almeno in corrispondenza di una sua superficie attiva (2a) laterale; mezzi di caricamento (3) associati al cilindro fotorecettore (2) per indurre una carica elettrostatica sulla superficie attiva (2a) di questo; mezzi di esposizione (4), associati anch'essi al cilindro fotorecettore (2), per definire un'immagine latente sotto forma di potenziale elettrico sulla superficie attiva (2a) caricata elettrostaticamente; mezzi di sviluppo (5), sempre associati al cilindro fotorecettore (2), per distribuire toner ceramico con carica opposta a quella della superficie attiva (2a) al disopra di essa in corrispondenza dell'immagine latente; un cilindro di trasferimento (6), girevole intorno al proprio asse, comprendente uno strato elastico periferico (6b) tangenzialmente a contatto in corrispondenza di una prima area di trasferimento (IOa) con il cilindro fotorecettore (2) e predisposto per ricevere il toner ceramico su di esso distribuito e depositarlo, per contatto diretto in corrispondenza di una seconda area di trasferimento (10b), su prodotti ceramici (100) da decorare; un nastro trasportatore (8) predisposto per la movimentazione di prodotti ceramici (100) lungo un percorso nel quale detti prodotti ceramici (100) vengono a contatto con lo strato elastico periferico (6b) del cilindro di trasferimento (6) in corrispondenza della seconda area di trasferimento (10b) ed almeno un supporto (8a) conduttivo di detto nastro trasportatore (8); caratterizzato dal fatto che comprende un primo elettrodo di trasferimento, costituito da una prima racla di trasferimento (7a) disposta internamente al cilindro di trasferimento (6) a contatto con la superficie interna dello strato elastico periferico (6b) in corrispondenza della prima area di trasferimento (10a) ed un secondo elettrodo di trasferimento, costituito da una seconda racla di trasferimento (7b) disposta internamente al cilindro di trasferimento (6) a contatto con la superficie interna dello strato elastico periferico (6b) in corrispondenza della seconda area di trasferimento ( 1 Ob) .
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la porzione fotoconduttiva del cilindro fotorecettore (2) comprende una struttura interna di alluminio ed una parte esterna in materiale fotoconduttivo che può essere silicio amorfo o OPC.
3) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il supporto (8a) conduttivo del nastro trasportatore (8) è collegato ad un circuito di dispersione della carica per stabilire una differenza di potenziale rispetto alla seconda racla di trasferimento (7b) che promuova la migrazione delle polveri ceramiche sul prodotto ceramico da decorare.
4) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di caricamento (3) comprendono un dispositivo di carica Coratron (3 a) disposto perifericamente al cilindro fotorecettore (2).
5) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di esposizione (4) comprendono una barra LED di scrittura (4a) disposta perifericamente al cilindro fotorecettore (2).
6) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di sviluppo (5) comprendono: un rullo di sviluppo (5 a) tangenzialmente a contatto con il cilindro fotorecettore (2) per la deposizione di toner ceramico su quest'ultimo; un serbatoio (5d) per polveri ceramiche; un agitatore (5c) operante alfintemo di detto serbatoio; un rullo di alimentazione (5b) tangenzialmente a contatto con il rullo di sviluppo (5 a) per il trasferimento delle toner ceramico dal serbatoio (5d) a quest'ultimo; mezzi di alimentazione elettrica (5 e) e mezzi a racla 5f associati ai rulli di sviluppo e alimentazione 5 a, 5b per caricare elettrostaticamente le polveri ceramiche da depositare sul cilindro fotorecettore (2) con carica di polarità opposta alla carica indotta sulla superficie attiva (2a) di questo.
7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi di alimentazione elettrica comprendono, in combinazione, almeno un generatore di tensione ausiliario (5 e) e almeno una racla ausiliaria (5f) a contatto con la superficie laterale del rullo di sviluppo (5 a); un polo di detto generatore di tensione ausiliario essendo collegato ai rulli di sviluppo e di alimentazione (5a, 5b) e alla racla ausiliaria (5f).
8) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende: una prima racla di pulizia (9a) disposta a contatto con la superficie attiva (2a) del cilindro fotorecettore (2) e predisposta per eliminare i residui di polvere ceramica non trasferiti al cilindro di trasferimento (6) in corrispondenza della prima area di trasferimento (IOa); una seconda lama di pulizia (9b) a contatto con la superficie laterale del cilindro di trasferimento (6) e predisposta per eliminare i residui di toner ceramico non trasferiti al prodotto ceramico (100) da decorare in corrispondenza della seconda area di trasferimento (IOa); almeno un dispositivo di azzeramento carica (9c) disposto perifericamente al cilindro fotorecettore (2) per eliminare i residui di carica elettrostatica su di esso dopo il trasferimento di toner ceramico al cilindro di trasferimento (6).
9) Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un circuito elettrico comprendente un primo generatore di tensione principale (6c), del quale il polo di segno concorde alla carica elettrostatica indotta sulla superficie attiva (2a) del cilindro fotorecettore (2) è collegato alla prima racla di trasferimento (7a) ed un secondo generatore di tensione principale (6d), del quale il polo di segno discorde alla carica elettrostatica indotta sulla superficie attiva (2a) del cilindro fotorecettore (2) è collegato alla seconda racla di trasferimento (7b).
10) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette racle di trasferimento (7a) e (7b) sono atte ad assolvere anche alla funzione di operare meccanicamente sullo strato elastico periferico (6b) del cilindro di trasferimento (6) per mantenerlo correttamente posizionato, da un lato, a contatto o ad una prestabilita distanza rispetto alla superficie attiva (2a) del cilindro fotorecettore (2) e, dall'altro, a contatto o ad una prestabilita distanza rispetto alla superficie della sottostante piastrella (100).
11) Impianto per la decorazione di prodotti ceramici comprendente una pluralità di dispositivi (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti disposti in serie fra loro, ogni dispositivo (1) essendo predisposto per depositare toner ceramico di diverso colore al fine di ottenere una decorazione finale policroma.