TITULO DE LA INVENCIÓN
FORMULACIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE EFECTOS METÁLICOS EN BALDOSAS CERÁMICAS Y SUS APLICACIONES. CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se encuadra dentro del sector de la industria cerámica y en particular de las baldosas cerámicas dotadas de efectos metálicos.
Más específicamente la presente invención proporciona una nueva formulación para la obtención de efectos metálicos sobre baldosas cerámicas así como un procedimiento para la utilización de dicha formulación con vistas a conseguir los efectos deseados. ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR A LA INVENCIÓN
Dentro del sector cerámico uno de los aspec- tos más valorados por el consumidor, es la presencia de efectos metálicos sobre las baldosas cerámicas, lo que les da un importante valor añadido como elementos decorativos.
En la actualidad, la producción de este tipo de efectos se realiza habitualmente, a partir de prepara- dos que son combinaciones de metales nobles de estructura y composición variada. Normalmente, la mayoría de estos preparados son una combinación de metales nobles con azufre y sustancias orgánicas, por ejemplo, soluciones óleo- sulfídico-resinosas. Entre estos productos, se utilizan principalmente los preparados brillantes de oro, plata y/o platino en forma de lacas o pastas o bien de productos en polvo, capaces todos ellos de bruñir la superficie de la baldosa cerámica aportándole un efecto metálico.
Estos preparados a base de metales nobles y azufre, aparte de tener un coste muy elevado, presentan problemas de toxicidad, algunos de ellos por si mismos como los derivados de plata y otros porque frecuentemente se encuentran contaminados con mercurio.
El procedimiento de utilización de este tipo de preparados implica la aplicación del mismo sobre el
azulejo ya terminado y la cocción, de nuevo, del conjunto a baja temperatura, lo que se conoce con el nombre de técnica del tercer fuego, y requiere de otro horno especial en el que realizar esta última cocción. También es posible la utilización de hornos cerámicos con atmósfera reductora (método tradicional) pero los efectos deseados no son tan buenos, existiendo una gran inestabilidad en los resultados conseguidos, al tiempo que se producen emisiones gaseosas contaminantes procedentes del proceso de reducción.
De acuerdo con lo anterior, es evidente para un experto común en el sector, que las técnicas decorativas empleadas actualmente para la obtención de efectos metálicos sobre las baldosas cerámicas tienen serios inconvenientes que pueden resumirse en los siguientes puntos :
- Elevado coste de las mismas debido, por una parte, a las materias primas utilizadas (metales nobles tales como oro, plata o platino); y por otra parte, dado que estos metales no pueden someterse a un ciclo de cocción de temperaturas elevadas, necesario para la obtención de baldosas cerámicas por monococción, a la necesidad para la obtención del efecto final deseado, de una cocción suplementaria bien sea en atmósferas reducto- ras o a menores temperaturas, lo que conlleva a un coste de fabricación adicional.
- Gran impacto medioambiental tanto en la manipulación de los productos como en los residuos generados en el proceso de obtención de los mismos .
- Bajas características técnicas de este tipo de productos, los cuales no dan buenos resultados frente al cumplimiento de la norma
europea EN-122 de resistencia química de baldosas cerámicas esmaltadas .
- Falta de estabilidad en cuanto a aspecto y coloración de las baldosas cerámicas con efectos metalizados obtenidos con este tipo de productos .
Por lo tanto, sería muy deseable poder conseguir unos productos de partida y unas técnicas de aplicación de los mismos a las baldosas cerámicas, que superarán los inconvenientes señalados anteriormente.
El solicitante ha encaminado sus esfuerzos investigadores en esta línea y ha conseguido una nueva formulación aplicable a baldosas cerámicas por monococ- ción, que además de superar dichos inconvenientes aporta importantes ventajas adicionales en el sector.
Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una nueva formulación destinada a proporcionar efectos metálicos en baldosas cerámicas fabricadas por monococción. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para empleo de dicha formulación para la obtención de baldosas cerámicas por mono- cocción con efectos metálicos.
Otro objeto de la presente invención son las baldosas cerámicas con efectos metálicos obtenidos a partir de dichas formulaciones empleando el procedimiento de monococción de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una nueva formulación para la obtención de efectos metálicos en baldosas cerámicas, al procedimiento de utilización de dicha formulación para obtener dichos efectos y a las baldosas obtenidas por el mismo.
Más específicamente, la presente invención se refiere a una formulación para la obtención de efectos
metálicos, similares o superiores, a los conseguidos con los preparados a base de metales nobles en cuanto a brillo, coloración e intensidad, durabilidad y estabilidad del efecto metálico sobre la baldosa cerámica. La formulación es aplicable en general a baldosas cerámicas para pavimentos y revestimientos cerámicos .
La formulación, exenta de metales nobles, está constituida a base de óxidos de silicio, aluminio, hierro y fósforo y puede contener, opcionalmente, óxidos de calcio, magnesio, sodio y potasio.
Esta formulación es un preparado para la decoración de baldosas cerámicas que, una vez aplicado sobre un soporte o baldosa cerámica, y cocido en un horno industrial, con el ciclo convencional de monococción de este tipo de baldosas cerámicas, da lugar a efectos similares o superiores a los que producen las formulaciones a base de metales nobles, tanto en el aspecto metálico como en coloraciones, brillo y reflejos metálicos. Los óxidos constituyentes de la formulación de la invención, como es bien sabido, están clasificados como productos carentes de toxicidad y peligrosidad.
De entre los óxidos mencionados anteriormente, son "básicos o sustanciales" los óxidos de silicio, aluminio, hierro y fósforo. Por su parte los óxidos de calcio, magnesio, sodio o potasio son opcionales, pudien- do considerarse como "excipientes o no sustanciales", aunque debe dejarse bien claro que su presencia puede aportar ciertas propiedades deseables a la formulación final, tales como fundencia, aunque no son imprescindibles para la obtención del efecto metálico deseado.
En la siguiente Tabla 1, se indican las proporciones (porcentajes en peso sobre peso de producto final) de cada uno de dichos óxidos, que constituyen la formulación de la invención.
TABLA 1
Si02 30-55 %
A1203 7-21 %
Fe203 10-30 % P205 7-27 %
CaO 0-7 %
MgO 0-6 %
Na20 0-8 %
K20 0-8 % La formulación de la invención, constituida por esta mezcla de óxidos, puede adoptar diferentes formas bien conocidas en el sector cerámico, por ejemplo: frita, granula o pelets, esmalte, micronizada, solución para serigrafía, etc. En cualquiera de las formas de presenta- ción, el proceso de obtención del efecto metálico implica la aplicación de la formulación sobre la baldosa a decorar y el cocido del conjunto en un horno industrial convencional para monococción.
Más concretamente, en el caso de que la formulación de la invención adopte la forma de frita, se lleva a cabo primeramente el mezclado de dichos óxidos mediante fusión de los mismos a alta temperatura, posteriormente se mezcla la frita con agua y se homogeneiza para obtener una suspensión. La suspensión así obtenida se aplica sobre el soporte o baldosa cerámica mediante cualquier técnica de aplicación convencional y finalmente se cuece en un horno industrial siguiendo el ciclo de cocción habitual en el sector cerámico (esto es, 1100- 1250°C durante 40-90 minutos) de la baldosa cerámica por monococción, tanto en pavimento como en revestimiento.
En el caso de que la formulación de la invención adopte la forma de granula o pelets, éstos se obtienen mediante tratamiento por vía seca de la citada frita. La granula o pelets así obtenida se aplica direc- ta ente sobre la baldosa cerámica en forma de granulos.
Seguidamente se somete al conjunto al ciclo térmico de cocción de la baldosa cerámica, en las citadas condiciones de monococción.
En el caso de que la formulación de la invención adopte la forma de esmalte, el mezclado de los óxidos de partida se realiza a temperatura ambiente en medio acuoso, con posterior homogeneización y aplicación de la suspensión sobre el soporte o baldosa, mediante cualquier técnica de esmaltado de baldosas cerámicas como campana, discos o aerógrafo. Seguidamente se aplica el ciclo térmico de cocción a la baldosa provista del esmalte .
En el caso de que la formulación de la invención sea una serigrafía, el esmalte obtenido por mezcla en medio acuoso a temperatura ambiente y posterior homogeneización se seca y se microniza. Seguidamente, se mezcla el producto micronizado así obtenido con un vehículo serigráfico de tipo poliglicol y se aplica sobre la baldosa cerámica con la ayuda de las pertinentes pantallas serigráficas . Finalmente se somete la baldosa cerámica serigrafiada al ciclo térmico de cocción.
Muchas son las innovaciones y ventajas que aportan las formulaciones de la invención en comparación con los decorados realizados mediante adición de metales nobles y la utilización de técnicas de reducción o cocción específica a menor temperatura. Entre estas ventajas cabe citar:
- Menor coste de las materias primas utilizadas en su fabricación y por tanto mayor competitividad de los productos obtenidos.
- Elevadas características técnicas de los productos cerámicos obtenidos en cumplimiento con la normativa vigente y con las exigencias del mercado. - Menor impacto medioambiental de las formula-
ciones y sistema de decoración de la invención en cuanto a toxicidad de los mismos y de los residuos que pueden generar.
- Adaptabilidad de la línea de productos presentada a la mayoría de las tecnologías actuales de fabricación de baldosas, sin necesidad de incorporación de máquinas especiales para conseguir los efectos deseados . - Gran estabilidad y versatilidad de productos.
- Amplia gama de productos adaptables a las diferentes técnicas de decoración utilizadas actualmente por la industria cerámica de producción de pavimentos y revestimientos, tales como esmaltado (en sus diferentes modalidades: campana, disco o pistola), seri- grafiado, aplicaciones en seco, etc. MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ilustra adicional- mente mediante los siguientes Ejemplos, los cuales no deben considerarse como una limitación o restricción del alcance de la misma. EJEMPLO 1
Se mezclaron con 90 g de agua los siguientes óxidos en las proporciones indicadas (porcentaje en peso con respecto a la mezcla total de óxidos):
Si02 39,41 %
A1203 12,56 %
Fe203 14,74 % P205 20,93 %
CaO 5,16 %
Na20 6,42 %
K20 0,72 %
La suspensión acuosa obtenida se homogeneizó por molturación. Se aplicaron 6 g de la suspensión resul-
tante, mediante la técnica de aplicación a pistola o técnica de aerógrafo, sobre una baldosa cerámica de gres porcelánico de 15x15 cm, quedando sobre ella una cantidad de 1,3 g de sólido por cada 100 cm2. Se dejó secar la baldosa y una vez seca se sometió a un ciclo de cocción en horno industrial a 1200°C durante 80 minutos.
EJEMPLO 2
Se mezclaron con 90 g de agua los siguientes óxidos en las proporciones indicadas (porcentaje en peso con respecto a la mezcla total de óxidos):
Si02 37,40 %
A1203 12,23 %
Fe203 18,78 % P205 19,24 %
CaO 5,15 %
Na20 6,42 %
K20 0,72 %
La suspensión acuosa obtenida se homogeneizó por molturación. Posteriormente se secó la mezcla a 115°C.
Una vez seca se micronizó. Se pesaron 50 g de micronizado y se adicionaron 40 g de vehículo serigráfico (poliglicol) .
Tras homogeneizar la mezcla, se aplicó sobre una pantalla plana de serigrafía de 48 hilos. Se dejó secar la baldosa serigrafiada y se sometió a un ciclo de cocción en horno industrial a 1180°C durante 65 minutos .
EJEMPLO 3
Se mezclaron entre sí los siguientes óxidos en los porcentajes en peso que se indican sobre el peso total de los mismos:
Si02 38,28 %
A1203 12,59 %
Fe203 14,74 %
P205 20,94 % CaO 5,06 %
Na20 0,59 %
K20 7,73 %
Esta mezcla se introdujo en un horno de fusión y se mantuvo durante 45 minutos a 1450°C. Posteriormente se enfrió el fundido resultante (frita) a temperatura ambiente y se secó por un método convencional, por ejemplo, en una estufa de laboratorio a 100-110°C, o mediante una lámpara de secado. La mezcla seca se granillo (peletizó) con la ayuda de una batería de tamices, tomando diferentes fracciones de la muestra granulada de tamaño comprendido entre 0,1 y lmm. Después se aplicó la granula así obtenida sobre una baldosa cerámica utilizando como agente adherente cola de granulas.
Se dejó secar la baldosa y se sometió a un ciclo de cocción en horno industrial a 1200°C durante 80 minutos .
Las baldosas cerámicas obtenidas en estos tres aspectos presentaron, por comparación visual, similar brillo, reflejo y coloración que el de las baldosas tratadas con metales obtenidos por la técnica del tercer fuego o cualquier otro método de la técnica anterior.