ITRE20090109A1 - Piastrella con sistema di posa integrato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione dal titolo:

“PIASTRELLA CON SISTEMA DI POSA INTEGRATO”

Il presente brevetto inerisce alle piastrelle ceramiche per pavimentazione e rivestimento in generale, ed in particolare alle caratteristiche delle stesse che ne consentono o facilitano la posa in opera.

E’ noto che la posa in opera delle piastrelle ceramiche avviene per interposizione tra le piastrelle e la superficie cui debbono essere applicate di colle o malte cementizie.

I sistemi di posa tradizionali vengono quindi comunemente definiti sistemi ad umido.

Per ovviare ai molti e comprensibili inconvenienti che sono insiti nella posa a umido delle piastrelle, sono stati recentemente introdotti sistemi di posa cosiddetti “a secco”.

Secondo questi sistemi la piastrella deve essere corredata da un telaio in materiale sintetico stabilmente fissato alla sua faccia posteriore, o faccia di posa, mediante opportuni adesivi.

Le piastrelle corredate del detto telaio possono essere poste in opera per semplice appoggio sul pavimento, in assenza di collanti, semplificando notevolmente il lavoro di cantiere a spese di una maggiore complicazione costruttiva.

Un tipico esempio di posa a secco è offerto dal brevetto US 7197855 (Della Pepa) che mostra un sistema di posa dove la piastrella (ceramica oppure in pietra naturale) è inserita in un telaio (in materiale plastico) precedentemente formato.

Il telaio dispone di opportuni sistemi di aggancio laterale che agevolano la posa e mantengono in posizione le piastrelle sulla loro superficie di appoggio.

La coesione tra piastrella e telaio plastico avviene mediante incollaggio.

Inoltre è possibile inserire guarnizioni flessibili per chiudere lo spazio tra una piastrella e le sue adiacenti (“fuga”).

L’incollaggio della piastrella con il telaio plastico è un problema tecnico di difficile soluzione.

Infatti una buona adesione del telaio alla piastrella ceramica si ottiene con colle ad elevata polarità, come resine poliuretaniche, epossidiche e poliestere.

Peraltro, l’adesione di queste colle con il telaio plastico è molto debole, causa la scarsa affinità chimica con i polimeri termoplastici generalmente usati (poliolefine e polistireni) per fabbricare il telaio.

Occorre pertanto dotare il telaio plastico di una serie di recessi e fori che vengono occupati dalla colla allo stato liquido, e che rendono disponibile un accoppiamento meccanico stabile una volta completata la polimerizzazione della colla.

Talvolta si ricorre all’utilizzo di due diversi tipi di colla, una a rapida presa per un posizionamento transitorio delle parti, in attesa che la colla termoindurente (a tempo di presa lungo) faccia effetto.

Si aggiunga che i telai plastici sono generalmente stampati per iniezione su convenzionali macchine per la lavorazione delle plastiche, e a causa della loro complicata forma, spesso presentano deformazioni che non agevolano la perfetta unione con la superficie della piastrella.

Come risultato, benché le piastrelle dotate sul retro di telaio plastico siano molto convenienti sotto il profilo della posa, esse presentano un costo molto elevato del prodotto finito, dovuto alla necessità di realizzare separatamente il telaio plastico e del processo di aggancio del telaio plastico alla piastrella; non è indifferente per il costo anche la sensibile percentuale di scarti di lavorazione durante l’incollaggio.

La presente invenzione si propone di rendere disponibile una piastrella ceramica da pavimento o rivestimento dotata di un telaio posteriore che ne faciliti la posa in opera, e che sia esente dai sopra lamentati inconvenienti.

Gli scopi del trovato vengono conseguiti da una piastrella che abbia le caratteristiche e che sia ricavata con il metodo e l’apparato definiti dalle rivendicazioni indipendenti.

Le rivendicazioni dipendenti ineriscono ad ulteriori caratteristiche utili a perfezionare e migliorare i risultati dell’invenzione.

In sostanza la invenzione propone l’utilizzo della tecnica nota come “sovra stampaggio” (overmoulding) impiegata per costruire pezzi in materiale plastico aventi uno o più inserti di materiale metallico.

Essa consiste nell’inserire all’interno dello stampo, prima della iniezione della materia plastica, la parte metallica e procedere successivamente alla iniezione plastica

Questa tecnica incontra i suoi limiti nel fatto che l’inserto deve essere quasi completamente inglobato nella materia plastica, che lo deve avvolgere pressoché completamente.

Infatti la adesione della materia plastica all’inserto non è sufficiente a trattenere quest’ultimo in posizione, ed è questa la ragione per cui la materia plastica deve creare intorno all’inserto una sorta di involucro dal quale l’inserto sporge senza possibilità di sfilarsi o separarsi.

La adozione della tecnica di sovra stampaggio è subordinata quindi a certe caratteristiche formali del prodotto finito che ne hanno sinora impedito la adozione nel campo delle piastrelle ceramiche.

Si è sorprendentemente scoperto che le resine termoplastiche, come ad esempio polistirene, polipropilene, polietilene, loro combinazioni e/o modificazioni aderiscono perfettamente e restano saldamente fissate, se applicate allo stato fluido, alle superfici delle piastrelle ceramiche grazie alla natura microporosa di queste ultime. Le resine suddette possono convenientemente essere modificate con gruppi chimici funzionali (come gruppi idrossilici, amminici, carbossilici, ecc.) che favoriscono l’adesione alla ceramica, e sono inoltre possibili aggiunte di inserti in elastomeri termoplastici (ottenute per costampaggio).

Quanto al metodo, il trovato prevede di predisporre una stampo metallico dotato di una cavità avente un volume superiore al volume della piastrella; posizionare in detta cavità la piastrella con almeno un lato distante da una parete della cavità; iniettare nella cavità, in corrispondenza di detto lato della piastrella distante dalla parete della cavità, un materiale polimerico fluido; raffreddare il materiale polimerico iniettato; ed estrarre la piastrella.

Per attuare il metodo, il trovato prevede un impianto comprendente uno stampo metallico avente una cavità di formatura; mezzi di sostegno di una piastrella ceramica all’interno della cavità, con almeno un lato della piastrella distanziato da una parete della cavità; mezzi per iniettare in detta cavità un materiale polimerico fluido, sfocianti in corrispondenza del lato della piastrella distanziato dalla parete della cavità.

In generale si può pensare all’iniezione contemporanea su più piastrelle, in uno stampo dotato di più cavità, o di una cavità specificamente conformata.

Il risultato del metodo, che pure si intende tutelare con la presente invenzione, è una piastrella per pavimento o rivestimento comprendente uno strato superiore in materiale ceramico ricavato da polvere ceramica pressata e cotta, e uno strato inferiore di materiale polimerico applicato allo strato superiore mediante un procedimento ad iniezione, nella quale i due strati aderiscono stabilmente ed intimamente in assenza di materiali collanti o leganti, grazie alla interazione che si verifica tra materiale polimerico fuso e le micro cavità della superficie ceramica.

I pregi e le caratteristiche funzionali e costruttive della invenzione appaiono evidenti dalla particolareggiata descrizione che segue, che con l’aiuto delle allegate tavole disegni ne illustra una preferita modalità di attuazione data a titolo di esempio non limitativo.

L’esempio illustrato si riferisce ad una piastrella avente un telaio posteriore, in forma di uno strato sagomato, che corrisponde in pianta alle dimensioni della piastrella.

Mediante semplici e comprensibili modifiche dello stampo, è’ tuttavia possibile creare il telaio posteriore con due lati sporgenti da due lati adiacenti della piastrella, e con gli altri due lati rientranti.

La Fig.1 mostra in vista laterale parzialmente sezionata lo schema di un apparato di iniezione adatto a realizzare il trovato, con lo stampo aperto.

La Fig.2 mostra lo schema di Fig.1 con lo stampo in posizione chiusa.

La Fig.3 mostra lo stampo a fine ciclo aperto per l’estrazione della piastrella.

La Fig.4 mostra la piastrella oggetto del trovato vista da sotto;

La Fig.5 mostra la sezione V-V di Fig.4.

Dalle suddette figure si rileva una macchina 1 per la iniezione della materia plastica, comprendente una traversa fissa 11 alla quale è fissato il punzone 31 dello stampo 3, nonché una traversa mobile 12 alla quale è fissata la parte femmina 32 dello stampo comprendente la cavità 33.

Nell’esempio illustrato il punzone presenta una base piana da cui si eleva una pluralità di tasselli 310, di forma regolare e di identica altezza, che sono regolarmente distribuiti sulla base del punzone.

I tasselli hanno una altezza compresa tra 0,15 e 0,25 lo spessore della piastrella.

Alla traversa fissa è fissato un normale estrusore 2 a coclea dotato dell’ugello 21 che è posto in comunicazione con il condotto 22 ricavato nel punzone 31 dello stampo e comunicante con la cavità 33 preferibilmente in posizione centrale.

Adatti mezzi usuali e non illustrati determinano il movimento di avvicinamento ed allontanamento delle due parti 31 e 33 dello stampo.

La cavità 33 presenta dimensioni in pianta uguali alle dimensioni trasversali della piastrella 4, e la dimensione ad esse ortogonale superiore allo spessore della piastrella,

Quando la piastrella 4 viene inserita nella cavità, essa la occupa completamente, e dopo la chiusura dello stampo resta libero uno spazio avente le stesse dimensioni trasversali della piastrella ed una profondità compresa tra un quarto ed un terzo dello spessore della piastrella.

La cavità ha quindi una profondità compresa tra 1,25 ed 1,33 volte lo spessore della piastrella.

Ad esempio per una piastrella avente uno spessore compreso tra 3 mm e 30 mm, preferibilmente tra 5 mm e 15 mm, lo spazio libero avrà una profondità compresa tra 1 mm e 10 mm, preferibilmente tra 2 mm e 5 mm.

Nell’esempio illustrato la piastrella ha dimensioni 330 mm x 330 mm x 8 mm, mentre la cavità dello stampo ha una profondità massima di 11 mm, ed i rilievi hanno una altezza di 9 mm.

Quelle sopra riportate sono le massime profondità della cavità, che in certe aree del punzone possono essere inferiori in presenta di rilievi del punzone stesso.

Sia il punzone che la parte femmina dello stampo comprendono condotti adatti alla circolazione di un fluido refrigerante

La piastrella 4 viene posizionata nella cavità, e lo stampo viene chiuso avvicinando il punzone alla parte femmina.

L’estrusore è atto a creare un flusso di materiale fluido scelto tra polistirene, polipropilene, polietilene, e loro copolimeri.

Il materiale fluido aderisce perfettamente alla superficie della piastrella con cui viene a contatto (Fig.2) e raffreddandosi crea un telaio avente le stesse dimensioni in pianta della piastrella, e presentante la superficie libera dotata di rilievi destinati a fungere da appoggio della piastrella sul piano di posa.

La successiva apertura dello stampo (Fig.3) consente di prelevare la piastrella (Fig.4 e Fig.5) dotata del rispettivo telaio posteriore come desiderato.

Sono previsti mezzi non illustrati per posizionare e mantenere la piastrella nella cavità dello stampo prima e durante la iniezione.

Nella più semplice forma di attuazione illustrata lo stampo è collocato con l’asse verticale e detti mezzi sono resi disponibili dalla forza di gravità.

In alternativa, su una pressa ad asse orizzontale, la piastrella può essere inserita nello stampo 32 da un braccio automatico (p.es robot antropomorfo) e ivi mantenuta mediante un’opportuna depressione applicata alla superficie retrostante.

Per evitare il rischio di rotture del materiale ceramico, causato dall’effetto della pressione di iniezione, la base della cavità è preferibilmente realizzata mediante un rivestimento in materiale cedevole, in grado di compensare gli errori di planarità della piastrella.

Detti errori, solitamente nell’ordine di circa 0,5 mm, se la piastrella è appoggiata ad un piano rigido (come nel caso degli stampi metallici) possono generare uno sforzo flessionale che in alcuni casi porta alla rottura della piastrella,.

Il materiale cedevole può essere costituito da uno strato di resina siliconica o poliuretanica, dello spessore variabile tra 2 e 10 mm, applicato sul fondo della cavità del tampone femmina 32.

La forma della superficie a contatto con la piastrella può essere opportunamente finemente corrugata, con piccoli rilievi e recessi che favoriscono la redistribuzione del carico sull’intera area, evitando pericolose concentrazioni.

Anche il prelievo del prodotto finito può essere affidato al braccio automatico (p.es robot antropomorfo), di cui ci si avvale anche per il caricamento della piastrella nella cavità dello stampo.

I mezzi di presa del braccio automatico possono essere mezzi, ad esempio di tipo pneumatico, ben noti ai tecnici del settore.

Si intende che l’invenzione non è limitata all’esempio sopra descritto,e che varianti e perfezionamenti potranno esservi apportati senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per fabbricare una piastrella per pavimento o rivestimento comprendente uno strato superiore in materiale ceramico ricavato da polvere ceramica pressata e cotta, e da uno strato inferiore di materiale polimerico caratterizzato dal comprendere le seguenti attività: - predisporre uno stampo metallico dotato di una cavità avente un volume superiore al volume dello strato superiore della piastrella; - posizionare in detto stampo lo strato superiore della piastrella con almeno un lato distante da almeno una parete della cavità; - iniettare nella cavità, in corrispondenza di detto lato distante dalla parete della cavità una resina termoplastica fluida; - raffreddare la resina termoplastica iniettata; ed - estrarre la piastrella.
2. 2. Metodo secondo la riv.1 caratterizzato dal fatto che la resina termoplastica è scelta tra le seguenti: polistirene, polipropilene, polietilene, loro combinazioni e/o modificazioni.
3. 3. Metodo secondo la riv.2 caratterizzato dal fatto che la resina termoplastica è modificata con gruppi chimici funzionali scelti tra i gruppi idrossilici, amminici, carbossilici, che favoriscono l’adesione alla ceramica.
4. 4. Metodo secondo la riv.2 caratterizzato dal fatto che la piastrella è mantenuta appoggiata alla parete della cavità mediante mezzi in depressione. 6. Apparato per applicare uno strato inferiore di materiale polimerico ad una piastrella ceramica ricavata per compattazione e cottura di una polvere ceramica, caratterizzato dal comprendere: - uno stampo metallico avente almeno una cavità di formatura adatta a ricevere una piastrella; - mezzi di ritegno della piastrella ceramica all’interno della cavità, con almeno un lato della piastrella distanziato da una parete della cavità; - mezzi per iniettare in detta cavità una resina termoplastica allo stato fluido, sfocianti in corrispondenza del lato della piastrella distanziato da una parete della cavità. 7. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che la base della cavità su cui appoggia la piastrella comprende uno strato di materiale cedevole. 8. Apparato secondo la riv.7 caratterizzato dal fatto che lo strato cedevole è uno strato di resina siliconica o poliuretanica, dello spessore variabile tra 2 e 10 mm. 9. Apparato secondo la riv.8 caratterizzato dal fatto che lo strato cedevole ha una superficie non perfettamente piana 10. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che la cavità ha una profondità compresa tra 1,25 ed 1,33 volte lo spessore della piastrella. 11. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che il punzone comprende dei tasselli di forma regolare e di identica altezza, che sono regolarmente distribuiti sulla base del punzone e sono atti ad inserirsi nella cavità. 12. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che i tasselli hanno una altezza compresa tra 0,15 e 0,25 lo spessore della piastrella. 13. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che i mezzi di ritegno della piastrella ceramica all’interno della cavità, con almeno un lato della piastrella distanziato da una parete della cavità, sono la forza di gravità. 14. Apparato secondo la riv.6 caratterizzato dal fatto che i mezzi di ritegno della piastrella ceramica all’interno della cavità sono mezzi in depressione agenti sulla faccia della piastrella appoggiata al fondo della cavità. 15. Piastrella per pavimento o rivestimento comprendente uno strato superiore in materiale ceramico ricavato da polvere ceramica pressata e cotta, e uno strato inferiore di resina termoplastica applicato allo strato superiore mediante un procedimento ad iniezione, nella quale i due strati aderiscono stabilmente ed intimamente in assenza di materiali collanti o leganti, grazie alla interazione che si verifica tra materiale polimerico fuso e le micro cavità della superficie ceramica. 16. Piastrella secondo la riv.15 caratterizzata dal fatto che il materiale dello strato in resina termoplastica comprende polistirene, polipropilene, polietilene, loro combinazioni e/o modificazioni. 17. Piastrella secondo la riv.15 caratterizzata dal fatto che il materiale dello strato in resina termoplastica comprende gruppi chimici funzionali, come gruppi idrossilici, amminici, carbossilici. 18. Piastrella secondo la riv.15 caratterizzata dal fatto che la faccia dello strato di resina termoplastica comprende dei rilievi complanari uniformemente distribuiti.