PT85772B - Metodo para a fabricacao de um azulejo ceramico cru em material argiloso, e azulejo obtido por esse metodo - Google Patents

Description

ESTE MÉTODO

Já se sabe que a fabricaçao, numa escala industrial, de azulejos cerâmicos vitrificados ou esmaltados é realizada de acordo com dois métodos diferentes.

O primeiro método proporciona a formaçao do azulejo cru que é sucessivamente seco e cozido; deste modo obtém-se o artigo fabricado sob o nome de biscuit ou porcelana fina.

Sobre o biscuit é aplicada uma camada de uma composição conhecida pelos entendidos na matéria sob o nome de frita, à qual foram acrescentados aditivos ou pigmentos apropriados; a combinação assim obtida é submetida sucessivamente a uma cozedura repetida que tem a finalidade de provocar modificações estruturais na frita, na dependência, evidentemente, da natureza das substâncias que formam a frita, o que cau sa uma fusão destas substâncias, ou então uma fusão parcial das mesmas de acordo com o processo bem conhecido de sinterizaçao da fase líquida; a consequência final do processo assim descrito é a formaçao da camada vitrificada sobre a face superior do azulejo.

Em conclusão, aplica-se duas vezes uma cozedura, primeiramente do azulejo cru (ou suporte) e sucessivamente da frita, ocasionando o nome de cozedura dupla que geralmente é usado para indicar o

método aoui descrito.

segundo método proporciona s. cozedura do azulejo e da frita numa única fase de operaçao, dando origem ao nome cozedura única para este método.

Durante a cozedura do azulejo, sao segregadas grandes quan tidades de gás (por exemplo: dióxido de carbono) que se escapam para o ambiente (que consiste no próprio forno) saindo da superfície do azulejo, e em particular através da camada sobreposta de frita; a passagem de_s tes gases através da frita é possível enquanto esta última é permeável, isto é, antes do amolecimento da frita. A camada vitrificada ou esmaltada, obtida pela cozedura da frita, é usualmente impermeável.

Sabe-se que a frita para o azulejo vitrificado e incolor é obtida misturando e moendo conjuntamente algumas substâncias ácidas (silício, boro, fósforo, etc.) com algumas substâncias básicas (compostos de sódio, de potássio, de cálcio, de chumbo, etc.).

Estas substâncias sao aquecidas até ao ponto de fusão num cadinho, a seguir vertidas e arrefecidas no mesmo passo de trabalho, usu almente por imersão em água.

Por meio do arrefecimento atrás mencionado obtêm-se torroes de frita; a partir destes obtém-se, mediante moagem, a frita sob a forma de pó ou de grânulos.

No primeiro caso, a frita pulverizada, numa solução aquosa, com possíveis aditivos e agentes de espessamento, é aplicada no azulejo para vitrificar, ou esmaltar, durante vários dias, por exemplo por pulverização com uma pistola, por meio de uma escova, por aspersao, ou por meio de sistemas de serigrafia, etc.

No segundo caso, eventuais aditivos e pigmentos, os grânulos de frita, juntamente com sao aplicados nos azulejos num estado seco, por meio de colas apropriadas: esta aplicaçao é executada tanto

no método de cozedura única ou de cozedura dupla; no caso de cozedura única pode-se aplicar uma compressão adequada da frita.

âmbito da presente invenção é o sector técnico especial de vitrificaçao ou de esmaltagem do azulejo cerâmico por meio do uso de frita numa forma granular. A moagem dos torroes de frita, por meio da qual se obtêm os grânulos atrás mencionados, envolve também a. formaçao de pé; é portanto necessário utilizar uma instalaçao adequada pa.ra a. recuperação e a reciclagem do pá a fim de evitar desperdícios assim como níveis de poluição intoleráveis.

Esta última desvantagem mencionada, como consequência do facto de uma certa parte do pó muito fino ficar sempre suspensa no ar, significa a longo prazo para os trabalhadores do sector o aparecimento de doenças profissionais.

Além disso, é de salientar que o equipamento usado para.

a moagem é submetido a um grande desgaste que é acentuado pela, dureza dos torroes de frita, exigindo trabalhos contínuos de conservação assim como a substituição do próprio equipamento.

Os grânulos atrás mencionados sao diferentes nas suas for mas e dimensões, tornando assim necessário executar uma selecç?.o, por meio de peneiraçao, para seleccionar os grânulos cujas dimensões esta.0 compreendidas entre dois valores limites, um valor mínimo e um valor máximo (exemplo: observando-se uma razao pré-determinada entre estes dois valore s).

Os grânulos, mesmo depois da sua classificaçao, têm uma forma extremamente irregular, sendo cada grânulo diferente de qualquer outro, o que significa muitas desvantagens enunciadas como se segue:

A classificaçao atrás mencionada nao exclui, de facto, a presença de grânulos do chamado tipo com forma de agulha; existe portanto a possibilidade de um destes últimos grânulos mencionados se sali

entar para fora ds periferia, do azulejo sobre o qual uma camada de foi aplicada.

Com o movimento do azulejo, a parte de um grânulo em forma de agulha que se sa.lienta para fora da. periferia deste azulejo pode ser interceptada, causando a rotaçao do grânulo em causa (e provavelmente a sua queda para fora do azulejo) em torno de um eixo vertical; isto provoca, a remoção de uma pa.rte da frita que é arrancada pela rctaçao do grânulo, tendo como resultado a formaçao de um azulejo imperfeito que deve ser rejeitado.

A desvantagem atrás descrita apresenta-se tanto no método de cozedura única como na cozedura dupla.

Ko caso de uma cozedura única há por vezes a possibilidade de uma. aplicaçao no azulejo de uma camada de uma mistura de frita, porcelana, alumina, hidróxido de zircónio (conhecido como engóbio) ari tes da aplicaçao da frita final, cLe modo a criar uma camada de isolamento químico entre o azulejo e a camada vitrificada; mesmo neste caso, a desvantagem atrás descrita pode apresentar-se devido â presença de grânulos em forma de agulha.

Com os grânulos atrás descritos é praticamete impossível ®liminar o pó mencionado anteriormente; de facto, uma percentagem deste pó, mesmo numa parte pequena, fica presa entre os meandros dos grânulos e tende a espalhar-se dentro do forno, sujando o próprio forno assim como o equipamento (exemplo: as linhas de avanço) existente dentro do forno, como é bem conhecido dos entendidos na matéria; isto obriga a paragens frequentes deste equipamento para os trabalhos necessários de limpeza, com um aumento consequente dos custos da manutenção.

A.lém disso, o pó deposita-se na abóbada do forno e tende, devido a acçao do calor, a derreter, gotejando sobre os azulejos subjacentes e, assim, causando a rejeição dos mesmos.

- 5 Finalmente, a presença deste pó significa, mesmo para os operários situados nas zonas onde a frita é utilizada, o perigo de doenças profissionais.

No método da cozedura única, como já foi mencionado antes, há uma segregação de gás durante a cozedura do azulejo, e este gás escapa-se para o ambiente através da camada de frita; a permeabilidade desta camada nao é uniforme como consequência do facto de os grânulos se rem diferentes uns dos outros quanto à forma e ao tamanho.

Visto a frita, durante o seu processo de vitrificaçao, se tornar impermeável pelo motivo atrás descrito, a passagem entre a fase de permeabilidade e a de impermeabilidade efectua-se numa maneira diferente de área em área, (por exemplo os grânulos em forma de agulha, o pó e os grânulos pequenos sao sinterizados conjuntamente e/ou derretem num tempo antes da fus?.o dos grânulos restantes) o que pode provocar a oclusão de quantidades diferentes de bolhas de gás no revestimento do azulejo, ou ainda a oclusão de bolhas em algumas áreas e uma desgasificaçao completa das restantes áreas; em ambos os casos o revestimento do azulejo tem um aspecto relativamente esponjoso que é diferente de área pa ra área, com todas as desvantagens que sao bem conhecidas dos entendidos na matéria.

A fusão diferenciada dos grânulos pode causar, quando se usam fritas diferentes, a formaçao de fases sólidas (as chamadas composiçoes nao fundidas) que flutuam sobre a. frita e, uma. vez completa a vi trificaçao, podem ser distinguidas pela formaçao de manchas que, de um ponto de vista estético, desvalorizam o azulejo.

Esta granulometria nao constante da frita é certamente desvantajosa para a aplicaçao da frita no azulejo cozido (cozedura dupla) ou no azulejo cru (cozedura única); isto é devido ao facto de a camada de frita que coincide com a face subjacente do azulejo ser extremamente irregular de área para área.

0 nivelamento da camada de frita, a fim de tornar a es-

pessura da própria camada constante, nao pode ser proposto visto que os bordos irregulares dos grânulos seriam removidos pelo equipamento usado para este nivelamento, com a consequência de uma, formaçao de um revesti mento todas indesejável e inaceitável. Deste modo, sendo impossível um nivela desta natureza, a espessura da camada de frita nao é uniforme, com as desvantagens consequentes.

As substâncias utilizadas para efectuar uma vitrificaçao incolor já foram mencionadas atrás;

a fim de efectuar uma vitrificaçao colorida é necessário, por exemplo, da composição da frita) corantes de óxidos metálicos (por exemplo: óxido de ferro, cobalto, manganês, óxido de níquel, etc.) enquanto para, os esmaltes opalizantes há a possibilidade de acrescentar, por exemplo, substâncias tais como bióxido de estanho, zircónio, fluorite, fluoaluminato de sódio, fosfato ósseo; a fim de se obter efeitos especiais é necessário acrescentar aditivos particulares tendo uma base de boro, titânio, etc.

De acordo com uma técnica conhecida, os pigmentos (isto é, os óxidos atrás mencionados) e os aditivos sa_o prepa.rados sob uma forma pulverulenta e aplicados, na forma de um véu delgado, sobre os grânulos de frita nos quais sao cementados, num processo quente ou frio, por meio de colas adequadas.

A aplicaçao do véu atrás mencionado (pigmentos e aditivos) é influenciada negativamente pelos meandros e pelas partículas salientes da camada de frita, assim como pelo pó preso entre os ditos meandros, e por consequência a espessura do véu nao é de modo nenhum uniforme, o que constitui uma desvantagem para os resultados que se desejam obter.

Já se conhece a técnica de produzir decorações no azulejo por meio de grânulos sobre a camada de frita; o efeito estético, que se

- 7 obtém depois de terminada a vitrificaçao, depende da forma do grânulo, visto que um grânulo em forma de agulha e um grânulo com uma forma diferente, de qualquer modo com uma forma irregular, causam respectivamente efeitos estéticos diferentes: de facto, os grânulos em forma de agu-

lha tornam o contorno dos desenhos menos nítido.

Os écrans usados para alguns tipos de decorações (exemplo: processos de serigrafia) sao submetidos a um elevado grau de desgaste, devido á acçao abrasiva exercida nestes écrans pelas pontas salientes dos grânulos, o que - considerando-se o custo dos próprios écrans que nao é baixo - prejudica o custo unitário do azulejo.

Os orgaos usados para a. distribuição dos grânulos de frita devem ser submetidos a trabalhos constantes de conservação como conse quência do desgaste dos mesmos que é acentuado pelas pontas salientes pre sentes nos ditos grânulos.

De acordo com uma outra técnica já conhecida, os pigmentos e aditivos atrás menciona.cLos, numa forma pulverulenta, sao misturados com a frita sob a forma de um pó; a mistura atrás mencionada de pós é então sucessivamente fixada, por meio de colas adequadas, produzindo elemeri tos granulares numa forma extremamente irregular, e apresentando também cratera : como resultado, surgem as desvantagens atrás mencionadas. Além disso, os elementos mencionados anteriormente, durante a sua manipulaçao, tendem a segregar pó como consequência da. fractura inevitável de alguns destes elementos; trata-se, de facto, de misturas de elementos pulverulentos que nao sao com.pletamen.te aglomerados.

objecto da presente invenção é proporcionar um método para a fabricaçao de um azulejo cerâmico vitrificado ou esmaltado, pelo que se obtém uma aplicaçao óptima da frita no azulejo cru (cozedura úni. ca) ou cozido (cozedura dupla), uma permeabilidade uniforme da camada de frita antes da vitrificaçao desta última, e finalmente uma. aplicaçao

- 8 óptima dos pigmentos e aditivos na forma pulverulenta, env·

nulos da própria frita. 0 método proposto proporciona a utilização de fri^ ta consistindo em grânulos monolíticos de uma forma esferoidal.

No caso da cozedura única, a frita é aplicada numa face do azulejo cru, seco ou nao. No caso da cozedura dupla, a frita é colocada na face do azulejo já cozido.

Em ambos os casos, há a possibilidade da fabricaçao precedente de um azulejo cerâmico cru em material argiloso.

Mais precisamente, no caso da cozedura única o método in clui, com □ azulejo cru nao seco: a aplicaçso de uma camada de frita consistindo em grânulos monolíticos de forma esferoidal, na face do azulejo; a introdução num forno do azulejo, a cozedura e o arrefecimento dos referidos azulejo e frita e a cozedura desta última determinando a formaçao do revestimento cozido ou esmaltado do azulejo.

No caso da aplicaçao da frita num azulejo cru já seco, executa-se no forno apenas a cozedura do azulejo e da frita, e o arrefecimento sucessivo dos mesmos.

Em ambas as referidas duas formas de execução da colocaçao da. camada de frita, a combinação de azulejo com a frita pode, antes da sua. introdução no forno, uma maneira vantajosa e, ser comprimida por cima do azulejo subjacente de além disso, antes da aplicaçao da frita sobre o azulejo, uma. camada leve chamada engóbio pode ser aplicada ao .azulejo, a fim de isolar quimicamente o azulejo da frita, como já foi mencionado na explicação introdutória prévia.

método executado no caso da cozedura dupla compreende:

a colocaçao de uma camada de frita, consistindo em grânulos monolíticos de forma esferoidal, numa das faces do azulejo cozido previamente; a introdução num forno do azulejo cozido, juntamente com a sua camada de frita, para a cozedura e o arrefecimento sucessivo desta última, determinan- 9 do a cozedura da frita a formaçao do revestimento vitrificado ou esmal-

tado do azulejo.

A utilização de grânulos monolíticos de forma esferoidal nao implica o desenvolvimento de pó quando da aplicaçao da frita; isto elimina o perigo de doenças profissionais pars os operários que trabalham no sector em causa, reduz grandemente os custos de conservação relativamente à limpeza do equipamento do forno (de facto, este equipamento já nao é sujo pelo pó tal como acontece no caso da tecnologia conheci, da) com um efeito positivo na produtividade das linhas de avanço do próprio forno (visto que estas linhas já nao devem ser paradas para fins de limpeza do pó), elimina o risco de azulejos rejeitados devido ao gotejamento da frita que cai do tecto do forno, visto que este tecto já nao é sujo por pó e, finalmente, a face subjacente da camada de frita, visto que consiste num grande número de grânulos esferoidais, é extremamente regular, o que facilita a aderência da frita à face do azulejo subjacente: assegurando deste modo uma acçao óptima da cola usada, para fixar os grânulos na referida face do azulejo subjacente.

Também a face superior da camada de frita é extremamente uniforme, o que, juntamente com a ausência de pó, facilita a distribuição na. referida face de possíveis pigmentos e aditivos numa forma pulverulenta e/ou de grânulos esferoidais decorativos: por consequência há menor formaçao de manchas nas decorações e os contornos destas mesmas sao mais nítidos.

Os dispositivos usados para a distribuição dos grânulos monolíticos de forma esferoidal praticamente nao sao submetidos a desgaste, apenas num grau muito ligeiro.

uso de grânulos monolíticos de forma esferoidal nao cau sa rejeições de azulejos como consequência da intercepçao dos próprios grânulos impedindo-os de tocarem em certas zonas do forno; na verdade, os ditos grânulos, graças à sua forma particular, nao podem salientar

-se dos contornos do azulejo.

Deve ser salientado que as vantagens atrás descritas podem ser obtidas tanto como cozedura única como com cozedura dupla.

Como já foi mencionado na parte introdutória da presente memória descritiva, no caso da cozedura única do biscuit do azulejo, há um desenvolvimento de gás que passa através da camada de frita enquan to esta camada é permeável.

Com a utilização de grânulos monolíticos de forma esferoi dal, a permeabilidade da camada de frita é uniforme em qualquer zona de uma secção transversal horizontal da própria, camada; na verdade, entre os grânulos esferoidais formam-se meandros e, além disso, a tensão supe_r ficial tende a manter, durante a cozedura, a forma esferoidal típica dos referidos grânulos, havendo uma tendência para manter a camada de frita permeável durante o maior intervalo de tempo possível com um efeito positivo na desgasificaçao do corpo do azulejo.

estado atrás descrito significa uma fusão muito mais re guiar dos grânulos esferoidais o que é extremamente positivo no caso de se usar misturas diferentes de frita; de facto, a formaçao dos chamados grânulos nao fundidos, mencionada na parte introdutória desta memória descritiva, é muito escassa, e praticamente nula.

Obviamente, a permeabilidade diminui até ficar totalmente anulada com a vitrificaçao progressiva, sem que isto signifique o desenvolvimento, pelos motivos atrás mencionados, da descontinuidade do valor da permeabilidade naquela secção: as vantagens sao evidentes para os entendidos na matéria.

Os pigmentos e os aditivos podem ser englobados nos grânulos monolíticos esferoidais; neste caso é necessário que os pigmentos e os aditivos sejam misturados com as substâncias básicas e ácidas jun11 tamente com as quais sao fundidos no cadinho a fim de se obter os grânu los atrás mencionados.

A uniformidade extrema com que os pigmentos e os aditivos sao distribuídos na face superior da camada de frita, no caso da aplicaçao de pigmentos e aditivos numa forma pulverulenta sobre os grânulos, torna possível a obtenção de um revestimento que apresenta uma tonalidade constante.

Os grânulos decorativos monolíticos de forma esferoidal, dispostos sobre a camada de frita, produzem os efeitos estéticos fixados previamente, visto que sao semelhantes, ou seja. esferoidais, à forma dos mesmos grânulos; os écrans usados nos processos deserigrafia nao sao submetidos a um desgaste particular, visto que a superfície dos grânulos é contínua e de nenhum modo é abrasiva; a utilização destes grânulos decorativos nao conduz ao espalhamento de pó no ambiente, nem há azulejos re*** jeitados visto que os grânulos nao podem aderir aos elementos de guia ade. quados, existentes dentro do forno.

A optimizaçao da adesao entre o azulejo e a frita, da distribuição de pigmentos e aditivos sobre os grânulos, da segregação de gás desenvolvido pelo corpo do azulejo (somente no caso de cozedura única), sao os muitos factores positivos que cooperam entre si para produzir a realizaçao de um revestimento excelente.

Além disso, o método proposto nao significa o espalhamento de pó no ambiente do trabalho, e há portanto uma ausência de doenças profissionais, um efeito positivo no custo de manutenção como consequên cia da diminuição dos trabalhos de limpeza do forno e do equipamento relevante, um efeito positivo na produtividade das linhas de trabalho do forno, uma ausência de azulejos rejeitados graças à eliminação de gotejamento de frita que cai do tecto do forno; o mesmo método nao envolve o apanhamento dos grânulos das guias de trabalho existentes no interior

-, do forno, com a vantagem consequente já mencionada, causando uma limitação do desgaste do equipamento para a aplicaçao da frita assim como dos grânulos decorativos contidos nesta última: neste último caso mencionado obtém-se uma definição excelente das figuras ornamentais, em comparaçao com as deficiências de nitidez que sao o resultado da técnica, conhecida.

Pretende-se que a descrição atrás dada o seja a título de exemplo nao limitativo, e portanto quaisquer variações nas fases que definem o método (por exemplo os grânulos monolíticos esferoidais podem ter dimensões diferentes considerando uma razao fixada previamente entre as .) dimensões máximas e mínimas que sao toleradas) devem ser consideradas como formando uma parte do âmbito da invenção, de acordo com as reivindicações anexas.

Claims (8)

1,- Método para a fabricação de um azulejo vitrifiçado ou esmaltado, incluindo a fabricação de um azulejo cerâmico cru em material argiloso, caracterizado por incluir: a aplicação de uma camada de frita, consistindo em grânulos monolíticos com uma forma esferoidal, numa face do azulejo; a introdução num forno do azulejo, com uma camada relevante de frita, para a secagem, a cozedura e o arrefecimento deste azulejo e frita, determinando a cozedura da última a formação do revestimento vitrificado ou o revestimento esmaltado do azulejo.

2. - Método para a fabricação de um azulejo cerâmico vitrificado, ou um azulejo cerâmico esmaltado, incluindo a fabricação de um azulejo cerâmico cru em material argiloso que ê sucessivamente seco, caracterizado por incluir: a aplicação de uma camada de frita, consistindo em grânulos monolíticos com uma forma esferoidal, numa face do azulejo jã seco, a introdução num forno do azulejo com a sua relativa camada de frita, para a cozedura e o arrefecimento do azulejo e da frita referidos, determinando a cozedura desta frita a formação do revestimento vitrificado ou esmaltado do azulejo.

3. - Método para a fabricação de um azulejo vitrificado ou cerâmico, incluindo a fabricação - de um azulejo cerâmico cru con sistindo em material argiloso, a introdução deste mesmo azulejo num forno para a sua secagem, cozedura e arrefecimento, caracterizado por incluir: a aplicação de uma camada de frita, consistindo em grânulos monolíticos com uma forma esferoidal, numa face dos azulejos cozidos; a introdução num forno do azulejo cozido com a rela-14- tiva frita, para a sua cozedura e o arrefecimento sucessivo desta última, determinando a cozedura da frita a formação do revestimento vitrifiçado ou esmaltado do azulejo.

4. - Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte rizado por se colocar no azulejo, antes da aplicação da camada de frita, uma camada de engobe.

5. - Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a camada de frita, antes da introdução do conjunto de azulejo com frita no forno, ser submetida a uma acção de compressão .

6. - Método de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, sobre a camada de frita consistindo em grânulos monolíticos com uma forma esferoidal, serem distribuídos aditivos e/ou pigmentos numa forma pulverizada assim como grânulos esferoidais decorativos.

7. - Método de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os referidos grânulos monolíticos com a forma esferoidal conterem pigmentos e aditivos.

8. - Azulejo cerâmico vitrifiçado ou azulejo cerâmico esmaltado, obtido pelo método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores.