ITMO20120224A1 - Macchina decoratrice a trasferimento utilizzante materiale in polvere o granuli - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“Macchina decoratrice a trasferimento utilizzante materiale in polvere o granuli.â€
Forma oggetto della presente invenzione una macchina decoratrice a trasferimento utilizzante materiale in polvere o granuli.
In particolare, ma in modo non esclusivo, essa trova applicazione per la decorazione di manufatti ceramici come le piastrelle ceramiche.
Sono noti sistemi di decorazione in cui à ̈ previsto preformare su un nastro, o una superficie, di trasferimento un'immagine costituita da liquido eiettato da apparati a getto di inchiostro o inkjet, fare aderire a questa immagine il materiale decoratore in forma di polvere o granuli (da cui la denominazione di decorazione “a secco†) e trasferire poi la decorazione così ottenuta sulla superficie ricevente dell’oggetto da decorare.
Rispetto alle tradizionali tecnologie ink-jet, siffatti sistemi presentano il vantaggio non indifferente di eliminare ogni pericolo di possibili intasamenti e usure dei delicati apparati inkjet poiché il materiale decoratore non passa attraverso l’apparato inkjet che si limita ad operare con semplici liquidi privi di sospensioni solide anche se fini.
Peraltro in questo modo possono essere utilizzati materiali decoratori granulari o in forma di polveri, con un’amplissima gamma di scelta di materiali e di risultati estetici.
In particolare il trovato si inquadra in quella categoria di tecnologie di decorazione o stampa a trasferimento, già precedentemente identificate come del tipo “a secco†, nelle quali per realizzare l’adesione dei materiali decoratori granulari o in forma di polveri al supporto di trasferimento- dove viene formata l’immagine da trasferire e dal quale di tale immagine viene successivamente operato il trasferimento sulla superficie ricevente dell’oggetto da decorare – non vengono in nessun modo impiegate tecniche elettrostatiche o elettrografiche. Queste tecniche elettrostatiche, ben note per numerosi tipi di applicazioni, richiedono normalmente un particolare trattamento del materiale decoratore in forma di polvere o granuli e l’aggiunta di speciali componenti nella maggior parte dei casi dotati di non trascurabili caratteristiche inquinanti.
Nei sistemi non utilizzanti tecniche elettrostatiche o elettrografiche il trasferimento del decoro dalla superficie di trasferimento alla superficie ricevente dell’oggetto da decorare rappresenta sicuramente un momento assai delicato dal quale dipende in gran parte la bontà del risultato finale con riferimento alla fedeltà e alla precisione della riproduzione.
Esempi di tali sistemi di trasferimento sono descritti in IT1314624, WO2005025828, WO2007096746.
Uno dei modi per trasferire la decorazione alla superficie ricevente dell’oggetto da decorare, consiste nel mettere in rapida vibrazione il tratto di nastro affacciato alla superficie ricevente.
A questo scopo, IT1314624 prevede di agire con un attuatore piezoelettrico vibrante, in contatto sulla parete del nastro di trasferimento opposta a quella sulla quale à ̈ riportato il decoro da trasferire.
Un tale sistema richiede un apparato costoso, ingombrante e di notevole consumo energetico. Inoltre, non permette un efficiente trasferimento dell’energia al nastro, se non mantenendo una notevole pressione nella zona di contatto, provocando con ciò la rapida usura del nastro e, in molti casi la sua precoce rottura.
In WO2005025828, per il distacco della decorazione dalla superficie di trasferimento à ̈ previsto l’impiego di una lama raschiante, in questo caso si riscontrano numerosi inconvenienti dovuti all’usura delle zone in contatto, imbrattamenti della lama raschiante ed imprecisione dell’immagine.
In WO2007096746, per il distacco della decorazione dalla superficie di trasferimento à ̈ previsto l’impiego di un rapido riscaldamento localizzato in prossimità della zona di trasferimento. Anche con questo sistema à ̈ richiesta una notevole energia poiché la superficie di trasferimento ad ogni rotazione à ̈ soggetta al ciclo di riscaldamento e raffreddamento, e ciò impone anche limiti di velocità operativa. Sussistono inoltre limiti nella resistenza termica e meccanica dei materiali costituenti la superficie di trasferimento.
Un inconveniente comune a questi sistemi di distacco à ̈ l’imprecisione dell’immagine a causa del fatto che le traiettorie percorse dalle varie particelle iniziano da punti diversi e si sviluppano anche in direzioni diverse essendo la velocità iniziale di caduta variabile da particella a particella. Questo inconveniente à ̈ soprattutto fastidioso nel caso in cui si voglia mantenere la velocità della superficie di trasferimento più alta rispetto alla velocità della superficie ricevente, al fine di poter applicare quantitativi maggiori di materiale decoratore. Scopo dell’invenzione à ̈ quello di ovviare alle manchevolezze a agli inconvenienti della tecnica nota lamentati mediante una macchina secondo quanto di seguito descritto e rivendicato.
L'invenzione riguarda anche un metodo per trasferire un’immagine ad una superficie ricevente che comprende le seguenti fasi:
formare un’immagine sul lato esterno di una superficie di trasferimento o nastro mobile;
muovere la superficie di trasferimento o nastro mobile con il suo lato interno in appoggio su un supporto verso una zona di distacco dalla superficie o nastro di trasferimento immediatamente a valle del detto supporto in modo da ottenere il distacco progressivo della immagine lungo una linea dove terminano l’appoggio e il contatto con detto supporto.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata di alcune forme preferite, ma non esclusive del trovato stesso, illustrate a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:
-la figura 1 ne rappresenta una schematica vista frontale di insieme in elevazione verticale;
-la figura 2 , mostra, in scala ingrandita, una vista parzialmente sezionata di una parte di figura 1;
-la figura 3 mostra la stessa vista rappresentata in figura 2 riferita ad una seconda forma di realizzazione;
-la figura 4 mostra la stessa vista rappresentata nelle figure 2 e 3 riferita ad una ulteriore forma di realizzazione;
-la figura 5 Ã ̈ una vista in prospettiva di un particolare di figura 4;
-le figure 6, 7 e 8 sono viste come quelle delle figure 2 e 3 che rappresentano ulteriori tre diverse forme di realizzazione.
Con riferimento alle menzionate figure, con 1 Ã ̈ complessivamente indicata una macchina decoratrice a trasferimento utilizzante materiale in polvere o granuli che comprende :
- un piano mobile di appoggio 10 sul quale vengono traslati gli oggetti da decorare secondo una direzione prestabilita;
- un dispositivo per l’applicazione di un decoro operante al di sopra del piano mobile di appoggio 10 e dotato di un nastro di trasferimento 3 mobile, costituito da un film tubolare, il quale à ̈ chiuso ad anello e teso tra rulli di movimentazione 2, 20 ad assi reciprocamente paralleli, ed ha la funzione di ricevere un decoro realizzato con materiale in polvere o granuli 9 e di trasferirlo poi su oggetti da decorare.
Detto dispositivo comprende a sua volta una prima unità 100 atta a comporre un decoro sul nastro di trasferimento 3 mobile e una seconda unità 200 atta ad operare il trasferimento del detto decoro dal nastro di trasferimento 3 mobile su almeno un oggetto da decorare. Il nastro di trasferimento 3, mobile, à ̈ comandato a muoversi con un verso concorde con quello del piano mobile di appoggio 10.
La composizione del decoro da trasferire viene realizzata sulla superficie esterna del nastro di trasferimento 3 in corrispondenza di un suo primo tratto verticale discendente e di un successivo tratto inclinato 6.
A ridosso del primo tratto verticale à ̈ posto un apparato a getto d’inchiostro o inkjet 4 atto a formare un’immagine 5 sulla superficie esterna del nastro di trasferimento 3 medesimo.
In corrispondenza del successivo tratto inclinato 6, con leggera interferenza sul film, costituente il nastro di trasferimento 3, à ̈ disposto un rotore 7 che à ̈ mantenuto ricoperto da uno strato 8 di materiale in polvere o granuli 9. Per decorare il tratto 6, lo strato 8 rimane aderente all’immagine 5 precedentemente formata sulla superficie esterna del nastro di trasferimento 3.
Nella seconda unità 200 à ̈ individuabile un tratto, collocato inferiormente, del nastro di trasferimento 3 che presenta il proprio lato esterno rivolto verso il basso ed affacciato, ad una distanza prestabilita, ad una superficie da decorare 11 di un oggetto giacente sul piano mobile di appoggio 10. A questo riguardo và precisato che lo steso piano mobile di appoggio 10 può essere utilizzato come superficie per accogliere un decoro che deve poi essere trasferito ad ulteriori oggetto da decorare. In questo caso il nastro di appoggio 10 verrebbe utilizzato come ulteriore nastro di trasferimento.
Appositi mezzi operano in corrispondenza del detto tratto sul lato interno del nastro di trasferimento 3 per dirigere verso detto lato interno getti di gas. In particolare si tratta di getti di aria disposti secondo una schiera trasversale alla superficie di trasferimento o nastro mobile 3. I getti sono prodotti da ugelli 13 disposti a schiera lungo una direzione trasversale rispetto alla direzione di avanzamento Y della superficie di trasferimento o nastro mobile 3 e sono singolarmente orientati con i propri assi X con inclinazione diversa da zero rispetto alla direzione del moto di avanzamento del nastro di trasferimento 3. Come già indicato, essi sono indirizzati direttamente verso il lato interno del nastro di trasferimento 3.
Le velocità dei getti inoltre presentano componenti parallele ma con senso contrario rispetto alla velocità del moto di avanzamento del tratto del nastro di trasferimento 3.
L’angolo di incidenza W della direzione dei getti rispetto alla direzione della velocità del detto tratto del nastro di trasferimento à ̈ preferibilmente compresa tra 15° e 45°.
Preferibilmente gli ugelli 13, dai quali vengono emessi i getti d’aria, sono ricavati in una parete di un profilato tubolare 12.
Con particolare riferimento alla figura 2, gli ugelli 13 sono fori ricavati in un profilato 12 tubolare a sezione rettangolare.
Questa schiera di ugelli 13 Ã ̈ dislocata in una posizione prossima allo spigolo inferiore del profilato 12.
Il profilato à ̈ chiuso ed à ̈ dotato di una camera interna 14 mantenuta in pressione da mezzi non illustrati.
Dalla schiera di ugelli 13 esce un flusso turbolento di aria che ha come conseguenza quella di porre in vibrazione il tratto di nastro di trasferimento 3 compreso tra i due rulli 2, 20 inferiori. Il materiale in polvere o granuli 9 aderente sul nastro di trasferimento o film 3 nel tratto inclinato, Ã ̈ indotto a distaccarsi non appena il nastro di trasferimento o film 3 supera il limite di tangenza, indicato con la generatrice Z sul rullo 2 inferiore.
Il materiale in polvere o granuli 9 al momento del distacco parte con una velocità di caduta in verticale prossima a zero e percorre una traiettoria parabolica 15 sostanzialmente identica per tutte le particelle. In questo modo, oltre ad avere una estrema precisione di posizionamento delle particelle, sono prevenute anche le imprecisioni causate dagli spostamenti per l’alta velocità di impatto sulla superficie ricevente 11. Infatti, in pratica si à ̈ riscontrato che non si percepiscono differenze sostanziali fra un’immagine formata su una superficie 11 non adesiva e la stessa immagine formata su superficie 11 adesiva.
Un’ulteriore vantaggio si evidenzia quando si lavora con la velocità di avanzamento del nastro di trasferimento 3 più alta rispetto a quella della superficie ricevente 11, come illustrato in figura 3. Anche con rapporti di velocità 5:1 (ad es. nastro di trasferimento o film 3 a 30 m/min; superficie ricevente 11 a 6 m/min) si ha un’ottima nitidezza, con immagini che assumono un concreto aspetto di bassorilievo poiché lo spessore di polveri o granuli 9 che si depositano sulla superficie ricevente 11 sarà 5 volte superiore allo strato presente sul nastro di trasferimento 3.
Per avere la massima precisione à ̈ conveniente che le ampiezze di oscillazione del film, costituente il nastro di trasferimento 3, siano contenute al massimo, mantenendo però alta l’accelerazione in modo che, per forza d’inerzia, il materiale si possa ben distaccare. Ciò può essere ottenuto con: l’alleggerimento del film costituente il nastro di trasferimento 3, l’aumento della tensione, la riduzione della lunghezza del tratto oscillante. A questo scopo, come illustrato nelle Figure 3 e 4 la riduzione del tratto oscillante K à ̈ ottenuta facendo scivolare la superficie interna del film costituente il nastro di trasferimento 3 su un riscontro, che, nel caso specifico, à ̈ costituito dallo spigolo S inferiore del profilato 12.
Questi accorgimenti, oltre che aumentare la precisione della traiettoria 15 lungo il percorso di caduta, rendono ancora più ridotta la zona di partenza di queste traiettorie, in conseguenza della più alta frequenza di oscillazione.
Nella realizzazione di figura 4 il detto tratto di nastro di trasferimento 3 Ã ̈ teso tra una superficie curva 16 di un riscontro fisso 17 e lo spigolo S di un profilato tubolare 12.
Gli ugelli 13 sono ricavati in prossimità dello spigolo S del detto profilato tubolare 12 che à ̈ alimentato con aria compressa.
Lo spigolo S à ̈ tangente al nastro di trasferimento 3 e individua una porzione di tratto del nastro di trasferimento 3 contrassegnata con K che cosi risulta assai ridotta e può pertanto più efficacemente vibrare a frequenza più alta e con minore ampiezza.
Sempre nella forma di realizzazione illustrata in figura 4, é individuata una linea di distacco, costituita dalla generatrice Z, dove terminano l’appoggio e il contatto sul supporto 17 del nastro di trasferimento 3 e dove avviene il distacco controllato del materiale in polvere o granuli 9 aderente all’immagine 5 creata sulla superficie esterna del nastro di trasferimento 3 nella prima unità 100.
Anche in questo caso l’azione dei getti di aria emessi dagli ugelli 13 disposti a schiera à ̈ essenzialmente quella di generare una situazione di moto turbolento il cui effetto à ̈ quello di indurre una vibrazione sul relativo tratto di nastro di trasferimento 3, che à ̈ costituito da un sottile film, costringendo il materiale decoratore in polvere o granuli 9 a distaccarsi dal nastro di trasferimento o film 3 e a depositarsi sulla superficie ricevente 11.
Infatti la vibrazione indotta sul tratto di nastro di trasferimento 3 interessato à ̈ sufficiente a provocare il distacco da esso del materiale in polvere o granulare 9.
Inoltre il distacco avviene in modo “controllato†perché avviene in corrispondenza della generatrice (la linea Z per il risconto 17) della superficie curva cioà ̈ in corrispondenza dell’inizio del distacco del nastro di trasferimento 3.
La versione con riscontro 17 di Figura 4 permette inoltre di poter applicare la massima turbolenza proprio in prossimità della linea di distacco Z. Questo effetto può essere ulteriormente incrementato nel caso (non illustrato)in cui si posizionino gli ugelli 13 immediatamente a valle del riscontro 17 con un orientamento X ortogonale rispetto al nastro di trasferimento 3.
In corrispondenza di tale generatrice Z il moto del nastro di trasferimento 3 à ̈ sostanzialmente in direzione orizzontale sicché il materiale in polvere o granulare 9 inizia il suo distacco con una velocità di caduta verticale prossima a zero e inizia percorrere una traiettoria parabolica 15.
La pressione indotta dagli eiettori e la vibrazione del nastro di trasferimento 3 possono creare un certo abbassamento del film, costituente il nastro di trasferimento 3, nella zona intermedia ai rulli 2, 20. E’ pertanto vantaggioso, per evitare interferenze in questa zona intermedia, che il rullo 20 a valle sia più sollevato rispetto al rullo 2 a monte di una certa misura D.
Come illustrato in Figura 6, il profilato tubolare 18 ha sezione a forma di triangolo isoscele ed i fori sono ricavati nello spigolo più acuto in direzione perpendicolare al lato più corto. In questo modo à ̈ reso possibile il massimo avvicinamento del getto di aria alla linea di distacco Z in modo da ottenere maggior efficienza.
In Figura 7, il profilato tubolare 18 ha sezione triangolare come quello di Figura 6, ed ha la schiera di fori ricavati in prossimità del vertice più acuto sulla parete inferiore, con direzione X dei getti rivolti verso il basso perpendicolarmente al nastro di trasferimento 3. La parete inferiore del tubolare 18 ha una protuberanza 19 con funzione di riscontro per il nastro di trasferimento 3 in modo da ridurre la lunghezza J del tratto vibrante. Nello spessore della protuberanza 19 sono presenti dei fori passanti 21 atti a permettere il passaggio dell'aria eiettata dagli ugelli 13.
Gli ugelli 13 possono essere delle dimensioni più varie, a seconda del loro interasse, della pressione di lavoro, del tipo di film costituetente il nastro di trasferimento 3, della velocità di lavoro, della natura del materiale decoratore ed altro ancora.
A titolo di esempio, ottimi risultati sono stati ottenuti con:
-film costituetente il nastro di trasferimento 3 di polietilene a bassa densità , elettricamente conduttivo, spessore 0,05 mm, lunghezza tratto oscillante 30 mm, velocità di avanzamento 10 m/min;
- profilato 12 di dimensioni esterne 15x15 mm, spessore pareti 1,5 mm, fori 13 di diametro 0,35 mm, interasse T fra fori di 7,5 mm, pressione interna di lavoro 1,1 bar, angolo W di incidenza 20°, direzione sulla linea di tangenza Z, distanza ugello/linea di tangenza Z uguale a 20mm;
- materiale decoratore della ditta Vetriceramici di Casola Valsenio (RA), tipo: ASS 106/P153, con particelle di diametro da 0,045 mm a 0,150 mm.
In una diversa versione dell'invenzione, come illustrato in Figura 8, la vibrazione à ̈ trasmessa al nastro di trasferimento 3 mediante un attuatore costituito da un altoparlante 22 accoppiato ad un convogliatore 23 di onde soniche/ultrasoniche atto a concentrare l'energia lungo la linea di distacco Z.
In una ulteriore versione non rappresentata, una serie di altoparlanti 22 in schiera sono affacciati con le loro membrane a breve distanza dal nastro di trasferimento 3, riuscendo in questo modo a trasmettere la vibrazione al nastro di trasferimento 3 in modo efficace. Un vantaggio di questo sistema di vibrazione acustica risiede nel fatto che non si creano correnti di aria.
In una ulteriore versione non illustrata, la turbolenza per indurre vibrazione sul nastro di trasferimento 3 à ̈ ottenuta con mezzi di ventilazione costituiti ad esempio da piccole ventole assiali brushless schierate in prossimità della parete interna del nastro di trasferimento 3. Queste ventole possono essere eventualmente isolate all'interno di una camera chiusa, una cui parete sarà sostanzialmente definita dal nastro di trasferimento 3, evitando in questo modo la fuoriuscita di correnti di aria.
Claims (17)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina decoratrice (1) a trasferimento utilizzante materiale in polvere o granuli (9) comprendente: - un piano di appoggio (10) mobile in una direzione prestabilita; - un dispositivo per l’applicazione di un decoro operante al di sopra del detto piano di appoggio (10) e dotato di un nastro di trasferimento (3) mobile, il quale à ̈ chiuso ad anello tra rulli di movimentazione (2, 20), ed ha la funzione di ricevere un decoro realizzato con materiale in polvere o granuli (9) e di trasferirlo verso detto piano di appoggio (10); detto dispositivo comprendendo una prima unità (100) atta a comporre un detto decoro sul nastro di trasferimento (3) e una seconda unità (200) atta ad operare il trasferimento del detto decoro dal nastro di trasferimento (3), detto nastro di trasferimento (3) mobile essendo comandato a muoversi in una direzione di avanzamento (Y), caratterizzato per il fatto che detta seconda unità (200) comprende un tratto (K) inferiore del detto nastro di trasferimento (3) che presenta il proprio lato esterno rivolto verso il basso ed affacciato a detto piano di appoggio mobile (10); detto tratto (K) essendo teso tra un primo riscontro (17, 2) disposto a monte ed un secondo riscontro (S, 19, 20) disposto a valle; essendo previsti mezzi attuatori (12, 13, 14, 18, 22, 23) operanti sul lato interno del detto tratto (K) atti a muovere rapidamente il gas presente a ridosso del detto tratto (K) e trasmettere attraverso il detto gas una vibrazione al detto tratto (K).
- 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi attuatori (12, 13, 14, 18, 22, 23) sono getti di gas disposti secondo una schiera trasversale alla superficie di trasferimento del detto nastro mobile (3) ed atti a generare una situazione di moto turbolento.
- 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti getti sono prodotti da ugelli (13) disposti a schiera lungo una direzione trasversale rispetto alla direzione di avanzamento (Y) del nastro di trasferimento (3) mobile e sono singolarmente orientati con i propri assi (X) verso detto lato interno del detto tratto (K).
- 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti getti sono indirizzati verso la linea (Z) dove termina il contatto tra detto riscontro (2, 17) e detto tratto (K).
- 5. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti getti sono indirizzati ortogonalmente contro il lato interno del detto tratto (K).
- 6. Macchina decoratrice secondo le rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzata da ciò che detti ugelli (13) sono ricavati in una parete di un profilato (12) tubolare.
- 7. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 6, caratterizzata da ciò che detti ugelli (13) sono ricavati in prossimità di uno spigolo (S) del detto profilato (12) tubolare.
- 8. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che il detto primo risconto à ̈ costituito da un riscontro fisso (17) dotato di una superficie curva di scorrimento sulla quale à ̈ previsto che scorra la superficie di trasferimento del nastro mobile (3); detta superficie curva di scorrimento essendo delimitata da una linea di distacco che individua la linea (Z) dove terminano l’appoggio e il contatto sul supporto (17) del nastro di trasferimento (3.)
- 9. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che il detto primo riscontro à ̈ costituito da un detto rullo di movimentazione e riscontro (2).
- 10. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che il detto secondo riscontro à ̈ costituito da un detto rullo di movimentazione (20).
- 11. Macchina decoratrice secondo le rivendicazioni 6, 7, 9, e 10, caratterizzata per il fatto che detto profilato tubolare (18) ha gli ugelli disposti lungo uno spigolo acuto, il quale à ̈ inserito nello spazio cuneiforme definito dalla superficie del detto rullo di movimentazione e riscontro (2) e dalla superficie interna del detto tratto (K).
- 12. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 6, caratterizzata per il fatto che detto secondo riscontro (S, 19) Ã ̈ integrato in detto profilato tubolare (18).
- 13. Macchina decoratrice secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata per il fatto che detti mezzi attuatori comprendono generatori (22) di onde soniche e/o ultrasoniche.
- 14. Macchina decoratrice secondo la rivendicazione 13, caratterizzata per il fatto che detti mezzi attuatori comprendono convogliatori (23) di onde soniche e/o ultrasoniche.
- 15. Macchina decoratrice secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata per il fatto che detti mezzi attuatori comprendono mezzi di ventilazione.
- 16. Macchina decoratrice secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata per il fatto che detto gas à ̈ aria.
- 17. Metodo per trasferire un’immagine ad una superficie ricevente (11) comprendente le seguenti fasi: formare detta immagine sulla superficie esterna di un nastro di trasferimento (3) mobile; muovere il nastro di trasferimento (3) con la sua superficie interna in appoggio ad un riscontro (2, 17) verso una zona di distacco del detto nastro di trasferimento (3) presente a valle del detto riscontro (2, 17) in modo da ottenere il distacco progressivo della detta immagine lungo la linea (Z) dove termina il detto appoggio su detto riscontro (2, 17).
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