PT703863E

PT703863E - Processo de realizacao de motivos em objectos especialmente em materiais ceramicos

Info

Publication number: PT703863E
Application number: PT94917717T
Authority: PT
Inventors: Benoit Brault
Original assignee: Benoit Brault
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 2000-09-29
Also published as: FR2705924A1; EP0703863A1; DE69423890T2; DE69423890D1; FR2705924B1; EP0703863B1; WO1994029115A1; ES2147233T3

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE REALIZAÇÃO DE MOTIVOS EM OBJECTOS, ESPECIALMENTE EM MATERIAIS CERÂMICOS" [0001] A presente invenção refere-se a um processo de realização de motivos em objectos, especialmente do tipo silicatos.

[0002] É conhecida a realização por decalcomania cerâmica de motivos ou decorações em suportes cerâmicos. É deste modo que a patente francesa n° FR 2697465 descreve um processo que recorre à impressão térmica de uma imagem num substrato de transferência por meio de uma ou mais fitas pigmentadas, à transposição por decalcomania desta imagem do substrato de transferência para o suporte de silicato, e a uma operação de recozimento do suporte de silicato assim revestido com a imagem final.

[0003] Contudo, a transferência de uma imagem por decalcomania deverá ser feita sobre um esmalte cozido visto que um esmalte cru seria demasiadamente friável. É necessário efectuar de seguida um recozimento do objecto revestido com a imagem afim de fixar definitivamente no objecto os pigmentos cerâmicos de que é constituída a decalcomania.

[0004] Este processo de impressão é dificilmente compatível com a produção em grande série de certos objectos de tipo silicato ou metálicos tais como, por exemplo, os utensílios de cozinha, devido à necessidade de uma operação de recozimento após transferência da decalcomania. De facto, uma tal operação 1 suplementar necessitaria de investimentos importantes para adaptar as cadeias de fabrico, afectaria de forma sensível os custos de fabrico bem como os ritmos de produção. Mais ainda, a automatização a ritmo elevado da transferência das decalcomanias para os objectos de superfície expansível ou oblíqua é difícil de ser efectuada.

[0005] É igualmente conhecido, especialmente pelo pedido de patente japonesa n° 64-105647 depositada a 25 de Abril de 1989, formar um motivo num objecto em material cerâmico por projecção de uma composição pigmentada no objecto por meio de uma impressora do tipo jacto de tinta. Tendo em conta a tecnologia actual das impressoras por jacto de tinta, um tal processo permite realizar motivos com uma alta resolução, quer em esmaltes crus e cozidos ou sob esmalte.

[0006] Todavia, a realização de motivos em cor apresentando uma grande resistência às agressões mecânicas, químicas ou outras impõe a utilização de composições pigmentadas para materiais cerâmicos, a saber composições constituídas pela associação de um pigmento mineral (tal como um óxido e/ou um sal de metal) a uma frita de silicato compatível com o suporte. Ora, a granulometria de tais composições, geralmente na ordem de 5 a 20 micrómetros, é demasiadamente grande face aos bicos das cabeças de impressão a jacto de tinta. Existe portanto um risco muito importante de obstrução dos bicos, a menos que se aumente o seu diâmetro em detrimento da definição do motivo que será realizado. Mais ainda, estas composições pigmentadas para materiais cerâmicos são muito abrasivas e são susceptíveis de danificar muito rapidamente os bicos da cabeça de impressão.

[0007] A patente europeia n° EP-A-0414363 e a patente Alemã n° DE-A-3740149 descrevem, por seu lado, a utilização de um dispositivo de jacto de tinta para projectar num substrato um 2 ^ L-Cj . ^ motivo adesivo sobre o qual se faz aderir de seguida uma composição metálica pulverulenta que se funde por aquecimento para formar um motivo, tal como um circuito, condutor de electricidade.

[0008] É enfim conhecido pelo livro "Das grosse bunte

Bastelbuch" de Margot Hellmiss e Robert Erker, edições Loewe, Fevereiro de 1993, um método de decoração de objectos por um motivo a cores que consiste em (1) aplicar cola à parte do objecto antes de ser colorido com uma primeira cor, (2) polvilhar a parte a que se aplicou cola com areia colorida da referida primeira cor, (3) eliminar o excesso de areia colorida, (4) repetir esta série de operações (1) a (3) com uma ou mais areias de cores diferentes. Os grãos de arroz, lentilhas ou feijões podem também ser colados nas partes a que se aplicou cola e, finalmente, o motivo final é fixo por secagem da cola.

[0009] A invenção pretende fornecer um processo de realização de motivos em objectos que permite libertar-se das limitações dos processos de impressão conhecidos oferecendo a possibilidade de realizar com uma alta resolução os motivos mono ou policromáticos em numerosos tipos de suportes tais como os suportes de silicato, metálicos, em matéria plástica, em vidro, etc.

[0010] Os motivos realizados podem ser motivos decorativos, em especial policromáticos, ou motivos de marcação ou de identificação, por exemplo, os códigos de barras. A realização de motivos condutores de electricidade tais como circuitos eléctricos está fora do âmbito da invenção. 3

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[0011] Desta forma, a invenção tem por objecto um processo de realização de um motivo de alta resolução num objecto, que compreende as seguintes fases: a) projecção num objecto por meio de uma cabeça de impressão do tipo jacto de tinta de goticulas de uma cola repartidas de acordo com um motivo determinado, b) pulverização ou polvilhação de uma composição pulverulenta, pelo menos sobre uma parte do referido objecto que apresenta o referido motivo, c) tratamento da superfície do referido objecto para eliminar a composição depositada nas zonas desprovidas de cola, e d) fixação definitiva no referido objecto da composição aderente de acordo com o referido motivo, caracterizado por o referido objecto ser feito de uma matéria de silicato, e por se realizar o motivo policromático com fins decorativos, de marcação ou de identificação repetindo as fases a) , b) e c) para cada uma das cores do motivo até se obter o motivo policromático utilizando de cada vez, como composição pulverulenta, uma composição que compreende uma mistura de pigmento mineral e de uma frita de silicato compatível com a matéria de silicato do objecto, isenta de partículas condutoras de electricidade, da cor desejada, e por a fase (d) de fixação das composições pigmentadas depositadas consistir num cozimento a uma temperatura compreendida entre 500 e 1300°C.

[0012] A projecção das goticulas de cola no objecto é assegurada por meio de uma cabeça de impressão do tipo jacto de tinta na qual a tinta é substituída por uma cola ou composição adesiva de fluidez adequada. Este processo permite libertar-se completamente da granulometria da composição pigmentada utilizada, podendo assim esta granulometria ser optimizada em função, em especial, da natureza do suporte, do efeito estético 4

t procurado e da resistência do motivo às diversas agressões. De acordo com a natureza do suporte ao qual é aplicado o motivo, isto é, do objecto ou da sua superfície, o tratamento de fixação definitiva poderá consistir por exemplo no depósito de uma ou mais camadas de verniz, num tratamento térmico de superfície ou num cozimento do objecto. 0 processo da invenção pode ser realizado em cerâmicas cruas, consistindo então o tratamento de fixação definitiva no cozimento final do objecto revestido com o motivo. Por fim, devido ao comando da cabeça da impressão que projecta as gotí cuias de cola por um computador tal como é clássico para as impressoras a jacto de tinta, os motivos podem ser facilmente realizados em superfícies planas, expansíveis ou oblíquas, enquanto que numa linha de fabrico os motivos podem ser modificados de um objecto para outro.

[0013] Para os efeitos da invenção o termo "cola" designa todas as substâncias capazes de manter em posição a composição pigmentada depositada após a sua aplicação até à sua fixação definitiva. A cola pode ser, assim, não apenas uma composição adesiva no sentido usual do termo, mas também pode ser outras substâncias tais como ligantes, compostos intermediários, etc. capazes de assegurar a manutenção temporária previamente citada.

[0014] Outras características e vantagens da invenção ressaltarão da descrição que se segue feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: a figura 1 ilustra uma fase de projecção de gotículas de cola de acordo com um motivo determinado no objecto; a figura 2 ilustra a fase de pulverização ou polvilhação da composição pigmentada no objecto revestido de gotículas de cola na fase ilustrada pela figura 1, e 5

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LCi a figura 3 ilustra a fase de tratamento da superfície do objecto para eliminar a composição pigmentada nas zonas desprovidas de cola.

[0015] Referindo as figuras, um objecto 1 tal como um ladrilho ou suporte cerâmico é apresentado a um posto de aplicação de cola que compreende uma cabeça de impressão 2 provida.de uma ou mais fiadas de bicos 3 destinadas a projectar no suporte 1 as gotículas de cola repartidas de acordo com um motivo determinado 4.

[0016] A cabeça 2 recorre à técnica clássica das impressoras a jacto de tinta do tipo de funcionamento contínuo ou do tipo de funcionamento por pedido. Tais impressoras estão disponíveis no comércio, por exemplo, através da empresa Hewlett-Packard.

[0017] A cola utilizada deverá ser suficientemente fluída para permitir a projecção das gotículas com dimensões apropriadas. Esta cola deverá ter um poder de aderência suficientemente forte para reter as partículas da composição pigmentada aquando do tratamento ulterior de eliminação desta composição fora das zonas com cola. Exemplos de tipos de colas convenientes para a realização do processo tendo em conta os diferentes intervenientes presentes serão a seguir dados na descrição.

[0018] Na fase ilustrada pela figura 1, o objecto 1 é imobilizado e os deslocamentos da cabeça 2 por cima do objecto 1, bem como a projecção das gotículas de cola pelos bicos 3, são comandados de forma convencional por um computador 5 programado para formar o motivo desejado no objecto 1. 6 [0019] Uma vez realizado o motivo em gotículas de cola sobre o suporte 1, este é deslocado para um segundo posto onde uma composição pigmentada 6 é pulverizada ou polvilhada sobre o objecto 1, por exemplo por agitação de um peneiro 7 contendo a composição como representado na figura 2. Para facilitar o depósito da composição pigmentada sobre o objecto 1, este pode ser carregado electrostaticamente de forma a atrair a composição.

[0020] Quando a cola 4 estiver suficientemente seca, o objecto 1 é submetido, tal como representado na figura 3, a um tratamento que visa eliminar a composição pigmentada da superfície do objecto fora das zonas onde esta composição adere ao objecto de acordo com o motivo formado pelas gotículas de cola. Este tratamento pode consistir, quer numa escovagem por meio de uma escova 8, quer por uma aspiração designada pela referência 9 associada ou não a uma sopragem (não representada) da superfície do objecto, quer ainda por uma combinação destes diferentes meios. Por exemplo, se o objecto 1 estiver revestido por um esmalte cru e for por consequência poroso, é efectuada de preferência uma sopragem da superfície do objecto combinada com uma aspiração destinada a recolher as partículas da composição pigmentada provocadas pela sopragem.

[0021] Após a fase de projecção das gotículas e antes da fase de pulverização ou polvilhação ou ainda após a fase de pulverização e antes da eliminação da composição pigmentada excedentária, pode ser desejável ou necessário submeter a cola, de acordo com a natureza desta, a uma fase de tratamento intermédio que visa reforçar ou desenvolver as propriedades adesivas da cola ou ainda aumentar a sua viscosidade afim de reduzir, por exemplo, os riscos de escorrimento. Este tratamento pode consistir, por exemplo, numa secagem parcial ou total da cola por aquecimento, por exemplo, por passagem por um 7 Γ

forno ou exposição a um radiação infravermelha, ou ainda por uma exposição a uma radiação ultravioleta ou a um feixe de electrões que visa efectuar um endurecimento pelo menos parcial da cola ou o desenvolvimento das suas propriedades adesivas, como será evidente para o especialista.

[0022] 0 objecto pode igualmente ser submetido de forma facultativa a uma operação de laminagem antes ou depois do tratamento de eliminação da figura 3 afim de uniformizar a camada de composição pigmentada aderente às partes com cola do objecto.

[0023] Por fim, o objecto revestido pela composição pigmentada distribuída de acordo com o motivo determinado pelos pontos de cola é submetido a um tratamento de fixação definitiva que pode revestir diferentes formas de acordo com a natureza do material de que é constituído o objecto 1.

[0024] Se o objecto for do tipo silicato, por exemplo, uma cerâmica, uma chapa esmaltada, um vidro, o tratamento consistirá num cozimento do objecto a uma temperatura que pode estar compreendida entre cerca de 500 e 1300°C de acordo com o material utilizado. Este tratamento térmico terá por efeito volatilizar a cola e assegurar, por fusão da frita contida na composição pigmentada, uma boa resistência do motivo pigmentado às agressões mecânicas, químicas ou outras.

[0025] Se o objecto for de matéria plástica, o tratamento de fixação poderá consistir por exemplo num envernizamento de tipo mono ou de multi-camadas ou num tratamento térmico de superfície. 8 v t [0026] No caso de um objecto de madeira, o tratamento de fixação consistirá, de preferência, num envernizamento de tipo mono ou de multi-camadas.

[0027] Por fim, se se tratar de um objecto metálico, o tratamento de fixação poderá ser do tipo térmico ou poderá' consistir num envernizamento do tipo mono ou de multi-camadas se o metal de que ele é feito não puder suportar um tratamento térmico.

[0028] Se o motivo que deva ser realizado no objecto 1 for policromático, as fases de aplicação de cola, de pulverização ou polvilhação da composição pigmentada, e de eliminação da composição pigmentada excedentária, e se necessário, as fases complementares de secagem assistida e de laminagem, serão repetidas no objecto para cada uma das cores em que seja conveniente efectuar a impressão por meio de uma composição pigmentada adequada.

[0029] Neste caso, o tratamento de fixação definitiva é de preferência efectuado após aplicação de cola de todas as composições pigmentadas destinadas a formar o motivo. Todavia, numa realização alternativa, o tratamento de fixação definitiva pode ser efectuado no fim de cada fase de depósito de uma cor, em especial no caso do envernizamento de um objecto de madeira em matéria plástica afim de obter um melhor estado de superfície, uma maior resistência às agressões do produto acabado, e evitar uma contaminação possível entre as cores depositadas sucessivamente.

[0030] Poderão ser utilizadas como colas para a realização do processo acima descrito, citando-se a título ilustrativo e não limitativo, as colas à base de amido, as colas à base de 9 f~ U. ^ polímeros acrílicos, as colas cianoacrílicas, as soluções de substâncias intermediárias, as soluções aquosas de um silicato de Na ou de K, etc.

[0031] De forma vantajosa, a fórmula da cola utilizada apresenta uma viscosidade de 4 a 30 mPa.s e uma tensão superficial de 2 a 6 x 10~4 N/cm.

[0032] São abaixo indicados três exemplos de fórmulas de colas, em percentagem em peso: 1) Metiletilcetona 50 Meio N° 81 W 1290 (vendido por Johnson Matthey) 50 2) Cola de cianoacrilato Loctite 406 (vendida pela empresa Loctite Co.) 40 Butirolactona 50 Metiletilcetona 5 água 5 3) Solução de silicato de sódio (disponível no mercado pela empresa de produtos químicos (CIRON) 50 Água 50 4) Meio N° 81 W 464 (vendido por Johnson Matthey) 100 [0033] A composição pigmentada compreende de preferência um pigmento mineral (tal como um óxido e um sal de metal) associado a uma frita de silicato compatível com o suporte do motivo. Esta composição pigmentada é isenta de partículas condutoras de electricidade, tais como as partículas metálicas ou de carbono, de forma a não possibilitar, após cozimento ou outra fixação, um motivo condutor de electricidade. Estas composições pigmentadas são bem conhecidas na técnica e não necessitam de ser descritas na presente invenção. Os exemplos 10 de pós pigmentados adequados disponíveis no comércio são os pós especiais para a litografia em esmalte, da série 18, vendidos pela Sociedade Johnson Matthey. Estes pós são adequados para realizar os motivos na maior parte dos suportes.

[0034] Na hipótese em que a impressão deva ser realizada num material de grande porosidade, este poderá ser revestido, previamente à primeira ou a cada fase de projecção de cola, por uma película em matéria plástica tal como uma película de polietileno, de poliéster, etc. que será volatilizada aquando do cozimento do objecto. Numa forma de realização alternativa, pode-se aplicar, pelo menos sobre a parte do objecto destinado a receber o motivo, uma camada primária de cola ou de outro revestimento que fechará a porosidade após absorção pelo substrato e sobre a qual se irá realizar a primeira projecção de cola. A aplicação da camada primária pode ser efectuada com a ajuda de uma cabeça de impressão do tipo jacto de tinta ou por qualquer outro meio, por exemplo, por pulverização, pincelagem ou embebimento, etc.

Lisboa, 4 de Julho de 2000.

Ò AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

Γ

REIVINDICAÇÕES 1. Processo de realização de um motivo de alta resolução num objecto, que compreende as seguintes fases: a) projecção num objecto (1) por meio de uma cabeça de impressão (2) do tipo jacto de tinta de goticulas de uma cola repartida de acordo com um motivo determinado (4). b) pulverização ou polvilhação de uma composição pulverulenta (6), pelo menos sobre uma parte do referido objecto que apresenta o referido motivo, c) tratamento da superfície do referido objecto para eliminar a composição depositada nas zonas desprovidas de cola, e d) fixação definitiva no referido objecto da composição aderente de acordo com o referido motivo, caracterizado por o referido objecto ser feito de uma matéria de silicato, por se realizar um motivo policromático com fins decorativos, de marcação ou de identificação repetindo as fases a) , b) e c) para cada uma das cores do motivo até se obter o motivo policromático utilizando de cada vez, como composição pulverulenta (6), uma composição que compreende uma mistura de pigmento mineral e de uma frita de silicato compatível com a matéria de silicato do objecto, isenta de partículas condutoras de electricidade, da cor desejada, e por a fase (d) de fixação das composições pigmentadas depositadas consistir num cozimento a uma temperatura compreendida entre 500 e 1300°C. 1
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado . por o motivo policromático ser um motivo decorativo.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por se efectuar a referida projecção de goticulas de cola por deslocação relativa do referido objecto (1) e da referida cabeça de impressão (2) provida de bicos (3) de projecção das referidas goticulas.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o referido tratamento compreender uma operação de aspiração.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o referido tratamento compreender uma operação de escovagem.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, após a fase de projecção das goticulas e antes da fase de pulverização ou de polvilhação, ou ainda após a fase de pulverização e antes da eliminação da composição pigmentada excedentária, se submeter a cola a uma fase de tratamento intermédia.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, após a referida fase de pulverização ou de polvilhação, se submeter o referido objecto a uma fase uniformização por laminagem da referida composição pigmentada colada.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, previamente à referida fase de projecção da cola, se revestir pelo menos a referida parte do referido objecto com uma película de matéria plástica. 2
9. Processo de acordo com a reivindicação 1 para a realização de um motivo num objecto poroso, caracterizado por, previamente à fase (a), se proceder à aplicação de uma camada primária de cola ou, de outro revestimento visando fechar a porosidade do objecto, pelo menos sobre a parte deste último destinada a receber o motivo.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o referido objecto ser um artigo em material cerâmico. Lisboa, 4 de Julho de 2000. O AGENTE OFtCIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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