ITRE970085A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF COLORED POL VERE MATERIALS FOR THE MANUFACTURE OF TILES AND COLORED MATERIALS COSI OTT - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo: "METODO E ATTREZZATURA PER LA PREPARAZIONE DI MATERIALI COLORATI IN POLVERE PER LA FABBRICAZIONE DI PIASTRELLE, E MATERIALI COLORATI COSI' OTTENUTI", of the Italian Patent for Industrial Invention entitled: "METHOD AND EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF COLORED POWDER MATERIALS FOR THE MANUFACTURE OF TILES, AND COLORED MATERIALS SO OBTAINED",
Il presente trovato si riferisce, in modo del tutto generale, alla fabbricazione delle piastrelle ceramiche, e, più in particolare, esso attiene alla preparazione di materiali in polvere costituenti il prodotto di base o partenza per ottenere le dette piastrelle. The present invention relates, in a wholly general way, to the manufacture of ceramic tiles, and, more particularly, it concerns the preparation of powdered materials constituting the basic or starting product for obtaining said tiles.
In modo più specifico il trovato concerne un metodo, e i relativi mezzi di attuazione, per la preparazione di materiali colorati in polvere impiegati nella fabbricazione di piastrelle di gres porcellanato fine, piastrelle da monocottura, ed altre simili piastrelle. More specifically, the invention relates to a method, and the relative actuation means, for the preparation of colored powder materials used in the manufacture of fine porcelain stoneware tiles, single-fired tiles, and other similar tiles.
Come è noto, i detti prodotti di base o di partenza consistono in masse di granelli di dimensioni pressoché regolari, ed aventi una specifica colorazione, in guisa che impiegando granelli di un solo tipo si ottengono piastrelle monocromatiche, ed impiegando granelli di tipi diversi, variamente distribuiti, si" ottengono piastrelle a più colori . As is known, said basic or starting products consist of masses of grains of almost regular size, and having a specific coloring, so that by using grains of only one type, monochromatic tiles are obtained, and by using grains of different types, variously distributed, you "get multi-colored tiles.
Secondo la tecnica attuale i detti granelli vengono ottenuti sostanzialmente come viene detto qui appresso. According to the current technique, said grains are obtained substantially as described hereinafter.
Preparazione di una soluzione concentrata contenente pigmenti, impasto ceramico e flocculante, Preparation of a concentrated solution containing pigments, ceramic body and flocculant,
- macinazione di detta soluzione concentrata con una serie di mulini discontinui a sfere, in guisa da ottenere una sospensione usualmente denominata barbottina colorata concentrata, - grinding of said concentrated solution with a series of discontinuous ball mills, in order to obtain a suspension usually called concentrated colored slip,
trasferimento mediante pompe della barbottina colorata concentrata entro una serie di vasche di stoccaggio dotate di agitatore atto a mantenere in sospensione la barbottina, - prelievo della barbottina colorata concentrata da dette vasche, e sua iniezione a pressione, in quantità prefissata, entro il condotto che immette la barbottina neutra, o di base, in un dispositivo atomizzatore, o, in alternativa, - immissione della barbottina colorata concentrata entro una vasca, dove tramite un agitatore viene omogeneamente miscelata con barbottina neutra, e successiva atomizzazione della barbottina colorata, e transfer by means of pumps of the concentrated colored slip into a series of storage tanks equipped with an agitator designed to keep the slip in suspension, - withdrawal of the concentrated colored slip from said tanks, and its injection under pressure, in a predetermined quantity, into the duct that enters the neutral or basic slip in an atomizing device, or, alternatively, - introduction of the concentrated colored slip into a tank, where it is homogeneously mixed with a neutral slip by means of a stirrer, and subsequent atomisation of the colored slip, and
- stoccaggio del materiale atomizzato che, come spiegato, risulta colorato in tutta la massa. - storage of the atomised material which, as explained, is colored throughout the mass.
Il largo impiego di simili tecniche note, che definiremo a umido, ha posto in rilievo diversi inconvenienti, quali: eccessiva complessità degli impianti, con conseguenti problemi vuoi di controllo e manutenzione, vuoi di regolazione, vuoi di affidabilità, The wide use of similar known techniques, which we will define wet, has highlighted various drawbacks, such as: excessive complexity of the systems, with consequent problems, either in control and maintenance, either in regulation or in reliability,
- eccessivo ingombro degli stessi, - excessive encumbrance of the same,
- necessità di mantenere a magazzino rilevanti quantità di prodotto atomizzato per ogni singolo colore, - need to keep large quantities of atomised product in stock for each individual color,
- necessità di effettuare il lavaggio della corrispondente parte di impianto ogni volta che si vuole ottenere un atomizzato di colore diverso, e - need to wash the corresponding part of the system every time you want to obtain an atomised product of a different color, e
costi di esercizio relativamente alti, dovuti sia all'ammortamento del prezzo di acquisto dell'impianto, sia al consumo di energia. relatively high operating costs, due both to the depreciation of the purchase price of the plant and to energy consumption.
Inoltre il . costo finale del materiale atomizzato risulta relativamente alto per il fatto che la colorazione di tutta la massa dei granelli comporta uno spreco di pigmenti e coloranti il cui costo è di gran lunga superiore a quello degli altri materiali componenti le barbottine colorate concentrate . Furthermore the. final cost of the atomized material is relatively high due to the fact that the coloring of the whole mass of the grains involves a waste of pigments and dyes whose cost is much higher than that of the other materials making up the concentrated colored slips.
Lo scopo principale del presente trovato è quello di ovviare a quanto su esposto grazie al sistema di lavorazione indicato nelle rivendicazioni da 1 a 4, e ai relativi mezzi di attuazione secondo le rivendicazioni da 5 a 12, grazie ai quali vengono ottenuti i materiali individuati nelle rivendicazioni da 13 a 19. The main object of the present invention is to obviate the foregoing thanks to the processing system indicated in claims 1 to 4, and to the relative actuation means according to claims 5 to 12, thanks to which the materials identified in the claims 13 to 19.
In particolare, secondo il sistema o metodo proposto i materiali conformi al trovato vengono ottenuti con una tecnica che definiremo a secco, o sostanzialmente a secco, come risulterà evidente qui appresso. In particular, according to the proposed system or method, the materials according to the invention are obtained with a technique which we will define as dry, or substantially dry, as will be evident hereinafter.
In senso del tutto generale, il metodo conforme al trovato prevede di rendere disponibile una massa di materiale neutro in polvere, vale a dire costituita da granelli ottenuti mediante una usuale operazione di atomizzazione o granulazione in guisa da ottenere grani di dimensioni dell'ordine di 1 mm a partire da una barbottina non contenente pigmenti ed altre sostanze coloranti, e di rimescolare i detti granelli con una quantità dosata di particelle colorate fini aventi una dimensione molto inferiore a quella di detti granelli, e ciò fintantoché la superficie esterna di questi ultimi risulta completamente ricoperta con uno strato continuo di dette particelle fini. Secondo una preferita modalità del metodo proposto, il detto rimescolamento viene effettuato completamente a secco, e la sua durata viene protratta fintantoché le dette particelle fini vengono ricevute, o meglio incassate, nello strato superficiale dei granuli, ai quali viene così conferita la colorazione delle particelle stesse. In a completely general sense, the method according to the invention provides for making available a mass of neutral material in powder form, i.e. consisting of grains obtained by means of a usual atomization or granulation operation in order to obtain grains with dimensions of the order of 1 mm starting from a slip not containing pigments and other coloring substances, and to remix said grains with a metered quantity of fine colored particles having a dimension much smaller than that of said grains, and this as long as the external surface of the latter is completely covered with a continuous layer of said fine particles. According to a preferred modality of the proposed method, the said mixing is carried out completely dry, and its duration is extended as long as the said fine particles are received, or rather embedded, in the surface layer of the granules, to which the coloring of the particles is thus conferred. same.
Conformemente a detta preferita modalità di attuazione le particelle fini hanno, a titolo indicativo, una dimensione che va da 2 a 300 micron. According to said preferred method of implementation, the fine particles have, by way of example, a size ranging from 2 to 300 microns.
Il tempo di rimescolamento dipenderà ovviamente dai parametri della lavorazione scelta, come, ad esempio, tipo e velocità operativa del macchinario utilizzato, dimensione dei granelli e delle particelle, temperatura di lavoro. The mixing time will obviously depend on the parameters of the chosen processing, such as, for example, type and operating speed of the machinery used, size of grains and particles, working temperature.
Secondo un' altra modalità del metodo proposto, il rimescolamento viene effettuato sostanzialmente a secco, e prevede di addizionare ai granelli e alle particelle fini una sostanza fluida avente funzione di legante, vale a dire atta a far aderire le particelle fini colorate sia tra loro che alla superficie esterna dei granelli. According to another modality of the proposed method, the mixing is carried out substantially dry, and involves adding to the grains and fine particles a fluid substance which acts as a binder, that is to say, capable of making the colored fine particles adhere both to each other and to the fine particles. to the external surface of the grains.
In questo modo si ottengono dei granuli colorati che comprendono ognuno un guscio di particelle fini che avvolge un granello neutro di partenza. In this way colored granules are obtained which each comprise a shell of fine particles which surrounds a neutral starting grain.
Conformemente a detta altra modalità le particelle fini presentano, a titolo indicativo, dimensioni comprese tra 125 e 1000 micron. According to this other method, the fine particles have, as an indication, dimensions of between 125 and 1000 microns.
Il tempo di ricoprimento sarà inferiore a quello che si ha secondo la prima modalità su richiamata. The overlap time will be less than that which occurs according to the first method referred to above.
E la zona interna o attiva del corrispondente macchinario sarà superficialmente trattata, o rivestita, in modo che la sostanza legante non aderisca ad essa. And the internal or active zone of the corresponding machinery will be superficially treated, or coated, so that the binding substance does not adhere to it.
Secondo il trovato come sostanza legante viene preferibilmente usata acqua. According to the invention, water is preferably used as a binding substance.
Grazie alla tecnica su richiamata vengono conseguiti gli scopi tutti del trovato per il fatto che: Thanks to the aforementioned technique, all the objects of the invention are achieved due to the fact that:
la relativa attrezzatura consiste in un gruppo rimescolatore corredato di mezzi per l'immissione di detti granelli e di dette particelle fini, nonché di mezzi per l'allontanamento dei granuli colorati in superficie, quindi è poco complesso, agevole da controllare, regolare e sottoporre a manutenzione, ed anche particolarmente affidabile, the relative equipment consists of a remixing unit equipped with means for introducing said grains and said fine particles, as well as means for removing the colored granules on the surface, therefore it is not very complex, easy to control, adjust and subject to maintenance, and also particularly reliable,
- il suo ingombro si riduce a poca cosa se confrontato con quello dell'impiantistica impiegata secondo la tecnica ad umido di cui nelle premesse, - its footprint is reduced to little if compared with that of the systems used according to the wet technique referred to in the premises,
- il materiale colorato non necessita di essere stoccato in quantità rilevanti, per il fatto che esso può essere preparato praticamente al momento, secondo necessità, a monte delle linee di produzione, e - the colored material does not need to be stored in significant quantities, due to the fact that it can be prepared practically on the spot, as needed, upstream of the production lines, and
i costì di esercìzio sono corrispondentemente relativamente bassi, anche in considerazione del fatto che non occorre effettuare operazioni di pulitura o lavaggio allorché si passa da un colore ad un altro. the operating costs are correspondingly relatively low, also in consideration of the fact that it is not necessary to carry out cleaning or washing operations when passing from one color to another.
Inoltre il materiale colorato in polvere ottenuto secondo l'invenzione presenta un costo contenuto in quanto il materiale più pregiato, vale a dire il colore, costituisce solo una piccola parte del corpo del granulo finale. Furthermore, the colored powder material obtained according to the invention has a low cost since the most valuable material, that is to say the color, constitutes only a small part of the body of the final granule.
Da ultimo si precisa che con i materiali conformi al trovato si ottengono piastrelle, ad esempio di gres porcellanato fine, le cui caratteristiche sono dello stesso tipo di quelle che caratterizzano le piastrelle formate con i materiali atomizzati preparati secondo la tecnica nota. Lastly, it should be noted that with the materials according to the invention, tiles are obtained, for example of fine porcelain stoneware, whose characteristics are of the same type as those that characterize tiles formed with atomised materials prepared according to the known technique.
Per meglio chiarire le fasi operative del metodo proposto, qui di seguito viene fatto riferimento alla allegata tavola disegni la cui FIG. 1 mostra una particolare e preferita attrezzatura di rimescolamento. To better clarify the operating steps of the proposed method, hereinafter reference is made to the attached drawing table, whose FIG. 1 shows a particular and preferred mixing equipment.
Da detta FIG. 1 si rileva una incastellatura 1 che presenta tre piattaforme poste a quote diverse, ed individuate con i riferimenti 2, 3 e 4 a partire da quella inferiore. From said FIG. 1 shows a frame 1 which has three platforms placed at different heights, and identified with the references 2, 3 and 4 starting from the lower one.
La piattaforma 4 superiore sostiene una pluralità ordinata di serbatoi (non mostrati) che sono preposti al contenimento di pigmenti ceramici colorati aventi colorazioni differenti, ed in forma di particelle fini allo stato secco o asciutto; quella intermedia 3 sostiene una tramoggia 5 che può essere collegata a discrezione con i detti sovrastanti serbatoi tramite un adatto condotto a tenuta, come una proboscide flessibile saliente; e quella inferiore 2 sostiene un rimescolatore 6. The upper platform 4 supports an ordered plurality of tanks (not shown) which are designed to contain colored ceramic pigments having different colors, and in the form of fine particles in the dry or dry state; the intermediate one 3 supports a hopper 5 which can be connected at discretion with said overlying tanks by means of a suitable sealed duct, such as a rising flexible trunk; and the lower one 2 supports a scrambler 6.
Quest'ultimo comprende un tamburo 7 girevole ad asse orizzontale che è supportato da rulli 9, e che è posto in rotazione, preferibilmente con moto continuo, da un gruppo 8 motoriduttore con variatore incorporato. Il detto tamburo 7 presenta una bocca di carico 10 stazionaria, ed una bocca di scarico fuori asse dalla quale si diparte un corpo 11 tubolare il cui sviluppo longitudinale ha una configurazione spezzata . The latter comprises a rotating drum 7 with a horizontal axis which is supported by rollers 9 and which is rotated, preferably with continuous motion, by a gearmotor unit 8 with incorporated variator. Said drum 7 has a stationary loading mouth 10, and an off-axis unloading mouth from which a tubular body 11 departs, the longitudinal extension of which has a broken configuration.
Nella detta bocca 10 di carico confluiscono un nastro 12 motorizzato a scorrimento continuo la cui estremità a monte è collegata ad un usuale atomizzatore o granulatore ceramico, ed un condotto 13 che è collegato alla sovrastante tramoggia 5 con interposizione di un estrattore dosatore 14 munito di bilancia programmabile. In said loading mouth 10 a motorized belt 12 with continuous sliding flow, the upstream end of which is connected to a usual atomizer or ceramic granulator, and a duct 13 which is connected to the overlying hopper 5 with the interposition of a dosing extractor 14 equipped with a balance programmable.
Il detto nastro 12 rende disponibile una quantità costante, per unità di tempo, di un materiale ceramico atomizzato o granulato con umidità dal 4 al 6%, di tipo neutro, vale a dire non contenente pigmenti o materie coloranti, e il detto estrattore dosatore 14 rende disponibile, nella stessa unità di tempo, una quantità di pigmento che ha la desiderata colorazione, e che è rapportata alla quantità dì materiale atomizzato o granulato introdotto nel tamburo 7. Said belt 12 makes available a constant quantity, per unit of time, of an atomized or granulated ceramic material with humidity from 4 to 6%, of a neutral type, i.e. not containing pigments or coloring materials, and said dosing extractor 14 makes available, in the same unit of time, a quantity of pigment which has the desired color, and which is related to the quantity of atomized or granulated material introduced into the drum 7.
Il detto materiale atomizzato o granulato è in forma di granelli aventi statisticamente la stessa dimensione, che è tipicamente dell'ordine di 1 mm, ed il detto pigmento è in forma di particelle fini secche, anch'esse di dimensione statisticamente uguale, che è compresa tra 2 e 1000 micron. L'ordine di grandezza delle dimensioni di dette particelle fini varia in funzione delle modalità di attuazione del metodo come si dirà più avanti. The said atomized or granulated material is in the form of grains having statistically the same size, which is typically of the order of 1 mm, and the said pigment is in the form of dry fine particles, also of statistically equal size, which is included between 2 and 1000 microns. The order of magnitude of the dimensions of said fine particles varies according to the method of implementation of the method, as will be explained later on.
L'impianto, o attrezzatura, è completato da una camera 15 stazionaria di raccolta del materiale colorato in uscita dal detto corpo 11, il quale ruota solidalmente al tamburo 7, e da un nastro 16 di allontanamento, a funzionamento continuo, di detto materiale colorato. The plant, or equipment, is completed by a stationary chamber 15 for collecting the colored material coming out of said body 11, which rotates integrally with the drum 7, and by a belt 16 for moving away, in continuous operation, of said colored material .
La camera 15 è corredata di un aspiratore (non mostrato) di recupero e ricircolo delle particelle fini in esubero, e di allontanamento di quelle sospese nell'aria. Inoltre tra il nastro 16 e la camera 15 è interposto un cofano 17 atto a guidare il materiale in caduta, e lo stesso nastro 16 fa capo ad una batteria di sili (non illustrati) per lo stoccaggio dei materiali in polvere aventi colorazioni diverse . The chamber 15 is equipped with an aspirator (not shown) for the recovery and recirculation of the excess fine particles, and for the removal of those suspended in the air. Furthermore, between the belt 16 and the chamber 15 a hood 17 is interposed which is suitable for guiding the falling material, and the same belt 16 is connected to a battery of silos (not shown) for the storage of powdered materials having different colors.
Secondo una prima modalità del metodo in oggetto, le dette particelle fini di pigmento restano incastonate a secco sullo strato superficiale dei granelli di materiale ceramico neutro, e detta fase di incastonamento procede fintantoché i detti granelli sono completamente ricoperti dal pigmento. Con granelli neutri di partenza aventi un diametro dell'ordine di 1 mm come detto, si ottengono i risultati ricercati impiegando delle particelle fini di pigmento aventi dimensioni comprese tra 2 e 300 micron. According to a first modality of the method in question, the said fine pigment particles remain dry-set on the surface layer of the grains of neutral ceramic material, and said setting step continues as long as the said grains are completely covered by the pigment. With starting neutral grains having a diameter of the order of 1 mm as said, the desired results are obtained by using fine pigment particles having dimensions between 2 and 300 microns.
Secondo un'altra modalità, ai detti granelli e alle dette particelle viene addizionata una sostanza legante la cui funzione è quella di far aderire le dette particelle fini di pigmento sia tra loro che sulla superficie esterna dei granelli, in guisa che all'uscita dall'impianto questi ultimi risultano avvolti da un sottile guscio colorato. According to another method, a binding substance is added to said grains and particles, the function of which is to make said fine pigment particles adhere both to each other and to the external surface of the grains, so that at the exit from the the latter are wrapped in a thin colored shell.
Per una siffatta lavorazione quale sostanza legante si è dimostrata conveniente l'acqua. For such processing, water has proved to be suitable as a binding substance.
In questo caso le particelle fini di pigmento hanno dimensioni comprese tra 125 e 1000 micron. In this case the fine pigment particles have dimensions between 125 and 1000 microns.
L'impianto in tal caso comprende un serbatoio, con relativo dosatore regolabile, per il contenimento e l'alimentazione di detta acqua. In this case, the plant comprises a tank, with relative adjustable doser, for containing and feeding said water.
Inoltre, i detti tamburo 7 e corpo 11 sono preferibilmente rivestiti di un materiale antiaderenza, e alla camera di raccolta 15 sono associati mezzi riscaldanti, come una soffiante ad aria calda, per allontanare l'acqua in esubero. S'intende che l'invenzione non è limitata a quanto illustrato e descritto, ma la stessa ricomprende tutti i perfezionamenti e le varianti attuate nel contesto delle rivendicazioni che seguono. Furthermore, said drum 7 and body 11 are preferably coated with a non-stick material, and heating means, such as a hot air blower, are associated with the collection chamber 15 to remove excess water. It is understood that the invention is not limited to what is illustrated and described, but it includes all the improvements and variants implemented in the context of the following claims.
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