PT86741B - Elemento ceramico nao vidrado condutor electrico em forma de placa - Google Patents

Description

A presente invenção refere-se a um elemento cerâmico não vidrado condutor eléctrico, em forma de placa, para a cobertura de paredes e tectos, constituído por uma mistura moldada e cozida de matérias primas cerâmicas usuais e pelo menos um óxido metálico condutor ou semicondutor.

Os corpos cerâmicos condutores eléctricos em forma de placa podem associar-se vários num revestimento em revestimentos de paredes e revestimentos de pavimentos ficando então em ligação de condução eléctrica com um elemento inferior da construção que escoa a electricidade e que deve prever-se por baixo do revestimento. Tais construções de paredes e de pavimentos são apropriados por exemplo para salas de operações, laboratórios, espaços industriais sujeitos ao perigo de incêndios, tais como oficinas de envernizamento, fábricas

D. D. 1 de vernizes, pavilhões de armazéns de produtos químicos facilmente inflamáveis, tais como solventes e similares, etc.. Há actualmente uma necessidade de tais placas de cerâmica também para áreas onde se pretender evitar uma descarga eléctrica sensível em pessoas, por exemplo em salas de escritórios onde estejam montados computadores e aparelhos eléctricos ou electrónicos semelhantes, ou onde se fabricam componentes electrónicos, por exemplo pastilhas de microelectrónica. Nos revestimentos de pavimentos em salas de operações exige-se que seja garantido o escoamento permanente da electricidade estática, ao mesmo tempo que se impeça que se verifique uma passagem de corrente com uma intensidade perigosa quando se verificar um contacto do corpo humano com peças condutoras da electricidade com isolamento defeituoso. Também aqui tais elementos cerâmicos condutores da electricidade em forma de placa podem ser usados como componentes de revestimento de pavimentos. Se for necessário satisfazer os requisitos postos, então tais revestimentos tem de apresentar uma resistência eléctrica 4 6 da ordem de grandeza de 10 a 10 ohm.

Tais revestimentos construídos com elementos cerâmicos em forma de placa apresentam vantagens em comparação com os revestimentos de PVC e outros materiais sintéticos, visto que aqueles apresentam uma resistência insuficiente aos solventes orgânicos e a outros produtos químicos usados para limpeza e desinfecção. Além disso, é necessário usar para tais revestimentos dos pavimentos, para a sua ligação com a construção inferior que escoa a electricidade,colas orgânicas condutoras da electricidade, cuja condutividade não tem valores estáveis em grandes intervalos de tempo.

No caso de revestimentos com tapetes de fibras de material sintético acresce ainda a conhecida carga automática com electricidade estática, que se procura evitar por meio do entretecimento ou introdução por qualquer outro processo de fios ou tecido metálico condutores da electricidade, um procedimento que é caro e não conduz também a resultaι -*

os satisfatórios.

Em primeiro lugar tentou-se prever nos elementos cerâmicos em forma de placa para o fabrico de tais revestimentos condutores uma camada condutora da electricidade na face da placa que fica ã vista. Em Baukeramik 8/84, pagina 96, descreve-se um ladrilho condutor cinzento-azulado, no formato 15 x 15 cm, feito de material cerâmico e que apresenta um revestimento condutor da electricidade estendido por cima das arestas laterais, de modo que o escoamento da electricidade só pode fazer-se através do meterial da junta encostado às arestas de tais placas, o qual tem de ser feito de uma matéria prima tornada condutora da electricidade. Como um tal material da junta tem a tendência para se contrair, existe o perigo de se perder pelo menos parcialmente o contacto eléctrico com as arestas do ladrilho. Além disso, esse material das juntas é removido pelas lavagens frequentes, o que pode eventualmente diminuir a superfície de contacto. Desse modo, não só varia a resistência de fugas da corrente como também é afectada a capacidade de carga mecânica do revestimanto de placas. Além disso, quando se verificar a contracção ou a danificação do material das juntas entre as arestas das placas aparecem entre as arestas das placas e o material das juntas pequeníssimos espaços, que podem preencher-se com germes, o que é absolutamente inaceitável por exemplo numa sala de operações. Finalmente, as placas conhecidas são de formato relativamente pequeno, de modo que não satisfazem à norma de resistência de contacto no local de montagem exigida na norma de ensaio (Especificação 0100/5.73 parãg. 24 da VDE).

Na patente europeia 86 109 754,1 concedida à Requerente, descreve-se um aperfeiçoamento. A partir desta patente é conhecido um elemento cerâmico em forma de placa dotada numa face â vista com um vidrado superficial que, quando do assentamento do elemento cerâmico em forma de placa com vários desses elementos formando uma camada de revestimento de uma parede ou de um pavimento, fica em ligação com elemento de

construção inferior condutor da electricidade que deve ser previsto por baixo da referida camada. O assentamento de tais placas, por exemplo para formar um revestimento de um pavimento é pois completamente independente do material das juntas, de modo que pode escolher-se o material das juntas orientado completamente para satisfazer os requisitos desse material relativamente à sua resistência ao atrito, à sua elasticidade, em especial a sua elasticidade duradoura e as suas características higiénicas e torna-se possível revestir com um material bom condutor da electricidade pelo menos uma parte da face do elemento de cerâmico em forma de placa oposta ã face que fica â vista, ficando o referido material em ligação eléctrica com o vidrado da superfície superior.

Para nos tornarmos independentes da condução da electricidade através do material das juntas passou-se também já a usar ladrilhos para pavimentos, fabricados pela cozedura de misturas modeladas de grés ou barro de oleiro e óxido de ferro numa atmosfera usual na cozedura dos ladrilhos para pavimentos. A patente DE-B-17 71 361 descreve um processo para a fabricação de tais ladrilhos para pavimentos semicondutores da electricidade. É claro que devido à mistura de óxido de ferro ao material cerâmico se obtém uma superfície do material cerâmico não vidrado de côr escura.

De acordo com a patente DE-B-12 78 321, utilizam-se para a fabricação de ladrilhos cerâmicos semicondutores da electricidade para pavimentos misturas que, mediante a adição de outros óxidos, tais como ZnO, CuO, CoO, PbO, Sb£Cj, SnO , BaO, CaO, iígO, entre outros, isoladamente ou misturados, e em quantidades de 0,5 a 7% relativamente à peça cozida, provocam uma nova queda da resistência específica e permitem alterações da côr desde o vermelho ao preto. Estes ladrilhos são prensados a partir do material original, limitando-se portanto as suas dimensões a, por exemplo, 5x5 cm, como resulta de uma indicação contida na patente DE-B-12 13 336.

Desta patente De-B 12 13 336 retira o especealista além disso um processo para a fabricação de ladrilhos semicondutores eléctricos, de acordo com o qual se mistura ã massa cerâmica granulada para ladrilhos semicondutores eléctricos, de acordo com o qual se mistura à massa cerâmica granulada para ladrilhos de pavimento do tipo convencional, na relação ponderai de 4:1 a 12:1, com uma massa cerâmica contendo e outros óxidos metálicos que, no estado de cozida, dá um corpo cerâmico condutor da electricidade, se prensam os o ladrilhos e se cozem â temperatura de 1200 a 1250 C em fornos industriais numa atmosfera oxidante.

Também neste processo, portanto,as placas são prensadas a partir de massa inicial seca, o que limita consideravelmente o formato das placas definitivo.

Devido ã exigência absoluta ligada à condução do corpo de uma absorção de menos de 1% de água para evitar uma capacidade de escoamento da electricidade variável devido a um teor variável de humidade dos ladrilhos, atribuível a uma determinada porosidade e a um teor de humidade diferente nesta devido ao fornecimento variável de humidade, por exemplo pela limpeza do pavimento, há que contar nas soluções propostas atrás mencionadas com uma tão elevada fracção de óxidos metálicos com problemas de contracção e de abertura de fendas particularmente importantes durante o fabrico. Devido ao efeito que imediatamente produziria no aumento correspondente da resistência eléctrica, não pode fazer-se uma redução da percentagem de óxido de ferro.

A tentativa de introduzir outros condutores eléctricos metálicos na massa cerâmica, visto que com eles seriam de esperar outros efeitos de côr, fracassa pela fracção demasiado elevada da parte condutora no volume total, visto que para a derivação da electricidade através do corpo cerâmico o contacto das partículas individuais entre si representa um pressuposto essencial e os pós ou granulados metálicos con dutores da electricidade usuais têm a configuração esférica. Com tais condutores, que apresentam uma condutividade eléctrica má, agudiza-se o problema das quantidades para a obtenção de uma condutividade suficientemente grande. Para os que apresentam uma boa condutividade eléctrica, resulta o mesmo proble ma na obtenção de uma condutividade como tal, pois esta já não se mantém suficientemente baixa para garantir uma resistência de contacto no local de montagem suficientemente pequena. Naquelas tentativas de solucionar o problema há que acrescentar a incapacidade de dominar, em termos técnicos e económicos, os processos de sinterização e da contracção de tais massas.

É aqui que insere a presente invenção que tem por objecto proporcionar um elemento cerâmico, denso, não vidrado e em forma de placa que faz a derivação de tensões eléctricas aplicadas na sua face à vista directamente através da cerâmica, portanto não através das juntas, para um elemento de construção inferior condutora da electricidade prevista por baixo do revestimento formado por tais elementos, tendo a resistência de um tal revestimento um valor entre 10 e 10 ohm, tendo a aparência exterior do elemento uma côr clara e podendo o elemento ser fabricado num formato múltiplo do formato 5x5 cm.

Segundo a presente invenção,o problema resolve-se utilizando numa mistura cerâmica normal que, para as temperaturas de cozedura normais tende para uma absorção nula de água, óxidos com cristais com a configuração de filamentos emaranhados (Whisker), isto é, com um coeficiente de esbel20 _a peso, de __ «sendo 40 > n >

dos cristais.

tez elevado de 1 > 10,estando estes óxidos globalmente tes em percentagens, em primento e d o diâmetro presen1 o com

Devido ã forma em agulha presente das partícu las condutoras, expressas pela relação , por um lado, e pela sua própria condutividade eléctrica, por outro lado, a resistência de fuga a obter é determinada, para um corpo dado em forma de placa com uma dimensão determinada, pela percentagem

> ·* }

Numa variante desta solução do problema que é o objecto da presente invenção podem introduzir em vez de óxidos metálicos condutores com um coeficiente de esbeltez elevado os óxidos também com dimensões análogas ãs das fibras de cerâmica ou de vidro, que se misturam ao material cerâmico original. *

Mediante esta escolha orientada de partículas condutoras da electricidade diminiu-se a percentagem em peso da substância condutora de modo tal que se consegue uma reprodutibilidade exacta da resistência eléctrica pretendida, visto que alterações mesmo insignificantes da fracção de tais óxidos ou portadores de óxidos têm efeitos consideráveis no valor da resistência. Pelo contrário, no caso da configuração bastante esférica dos óxidos metálicos até agora usados, uma tal influência so pode ser detectada a partir de uma percentagem muito elevada da substância condutora, de cerca de 25%, e então também com uma maior amplitude de variação. Por meio da forma em agulha das partículas condutoras da electricidade garante-se, em consequência da distribuição estática dada, uma condução eléctrica de forma suficiente. As pequenas quantidades dos ingredientes resultantes dá de novo realce â côr do corpo cerâmico básico, de modo que podem obter-se revestimentos não vidrados condutores com mais diversas nuances de côr.

Como as pequenas quantidades das partículas condutoras da electricidade só de maneira insignificante influenciam as características de deformação e de contracção da massa cerâmica, tais corpos cerâmicos em forma de placa podem ser fabricados com os processos usuais de modelação e de cozedura, isto é, por processos de prensagem nas dimensões nesse caso possíveis de um múltiplo de 5 x 5 cm.

Como a condução eléctrica se faz manifestamente através do corpo da cerâmica para o elemento de construção inferior é inútil a condução através do material condutor

- 7 J. Λ

das juntas, podendo mesmo as juntas serem feitas como se exige por questões de resistência ao atrito e do ponto de vista da limpeza e higiene.

desenho anexo mostra uma vista de lado de um elemento cerâmico (1) em forma de placa,podendo ver-se claramente na parte cortada os cristais (2) com elevado coeficien te de esbeltez, formando pontes ou também fibras correspondentes de componentes contaminantes. A contaminação das fibras faz-se convenientemente de modo tal que as fibras são revestidas com os óxidos metálicos ou os óxidos são já incluídos na fusão das fibras.

Exemplo de realização

59% Argila

25% Feldspato

15% Quartzo

5% í-íistura condutora de compostos de Fe, Zn, Sn, Sb, em proporções ponderais de 6:1:1:1.

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES

   -la. -

   Elemento cerâmico não vidrado, condutor da electricidade em forma de placa para revestimentos de paredes e de pavimentos constituído a partir de uma mistura de matérias primas cerâmicas usuais e pelo menos um óxido metálico condutor ou semicondutor, moldada e cozida, caracterizado por compreender óxidos metálicos com cristais com a configuração de filamentos emaranhados (Whiskers), isto é, com um coeficiente de esbeltez elevado -^-.^10, sendo a quantidade destes óxidos 20/n %, em peso, com

   40 > η > 1 e sendo _1 o comprimento e d o diâmetro dos cristais.

   - 2a. Elemento cerâmico não vidrado, condutor eléctrico em forma de placa, constituído a partir de uma mistura de materiais cerâmicos usuais e pelo menos um óxido metálico condutor ou semicondutor, moldada e cozida, caracterizado por os óxidos serem incluídos como contaminação nas fibras cerâmicas ou fibras de vidro, que são misturadas na mistura cerâmica numa quantidade de 20/n %, em peso, com

   40 > η > 1 e apresentam um coeficiente de esbeltez de » 1° sendo 1^ o comprimento e d o diâmetro das fibras de vidro.

   A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado na República Federal Alemã em 10 de Fevereiro de 1987, sob o nr. P 37 04 097.9.