MÉTODO Y EQUIPO PARA DECORAR PIEZAS CERÁMICAS Y PRODUCTO OBTENIDO OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en un método y equipo para decorar piezas cerámicas y producto obtenido.
Se trata de fabricar un tipo de piezas cerámicas con un coste relativamente bajo en relación con otras piezas y procesos convencionales que son mucho más costosos, a la vez que se obtiene un producto de mayor calidad en la invención que nos ocupa.
Inicialmente, las piezas cerámicas durante la etapa de prensado de la tierra (materiales o componentes del bizcocho de la piezas a obtener) dentro de un molde se realizan unas hendiduras en la cara vista de tales piezas, hendiduras que después se rellenan de un material decorativo, tal como granula o similar, que incluye en su composición una cola seca que mejora su adherencia.
Al final del proceso, después de introducir las piezas cerámicas dentro de un horno y posterior rectificado de la cara vista, ésta presentará una superficie totalmente plana y enrasada.
El nuevo método nos permite realizar sobre el fondo de las hendiduras en el proceso de prensado unos resaltes o costillas que serán visibles siempre y cuando la granula de relleno de tales hendiduras sea de material transparente, de manera que la incorporación de tales costillas o resaltes sobre el interior de las hendiduras constituyen unos elementos nuevos de gran originalidad y estéticamente muy llamativos y decorativos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad existen distintos tipos de piezas cerámicas para revestimiento y pavimentación que poseen distintos tipos de decoración en sus caras vistas, realizadas a través de procesos y métodos de serigrafiado, entre otros.
En .algunos casos, las caras vistas de las piezas cerámicas se recubren de barnices y después se introducen dentro de un horno como una etapa final del proceso. En otros casos, como por ejemplo en las piezas cerámicas tipo gres porcelánico, en una de las etapas del proceso se realizan sobre la cara vista unas hendiduras, que se rellenarán después de un producto líquido (esmaltes coloreados o no) que rebosarán o será preciso extender por toda la superficie de la cara vista de la pieza cerámica. Después, esta pieza se introducirá dentro de un horno y más tarde se realizará un rectificado en toda la superficie de esa cara vista a fin de intentar conseguir una uniformidad y planidad en esa cara vista, ya que las áreas donde se encuentran las hendiduras normalmente se producen contracciones del material dando como resultado unos bajo-relieves los cuales es preciso enrasar con el resto de la superficie.
Este rectificado en toda esa superficie de la cara vista de la pieza cerámica supone un elevado coste debido al desgaste de los elementos abrasivos, así como al tiempo empleado en tal operación de pulido.
Al final, además, el producto obtenido, aunque pudiera resultar de gran atractivo estético será excesivamente costoso y posiblemente poco rentable. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
A fin de lograr los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un método y dispositivo para decorar piezas cerámicas y producto obtenido. En una primera etapa se realiza el prensado de los materiales componentes de un bizcocho componente a su vez de la pieza cerámica propiamente dicha.
En este prensado, un plato inferior comprende una cavidad correspondiente con el bizcocho, mientras que un
plato superior presiona sobre los materiales alojados en tal cavidad para compactar y formar el bizcocho inicial.
La primera característica de la invención se centra en unas hendiduras que se realizan en esta primera etapa de prensado sobre la cara de arriba del bizcocho que será después la cara vista de la pieza cerámica.
Para ello, el plato superior posee unos relieves o salientes, de manera que al presionar sobre el material del bizcocho se obtendrán las hendiduras comple- mentarías sobre tal bizcocho.
Durante esta operación de prensado y debido a los relieves o salientes del plato superior de la prensa, rebosará parte del material del bizcocho hacia arriba, quedando las hendiduras bordeadas por unas pequeñas elevaciones perimetrales a modo de cerco o marco sobreelevado con respecto a la superficie de la cara superior del bizcocho .
Estas hendiduras pueden tener cualquier forma y también una superficie formada por varias caras dispuestas en distintos planos.
También cabe la posibilidad de que las hendiduras incluyan resaltes, nervios, costillas, u otras pequeñas áreas en bajo-relieve. Estos elementos podrán constituir al final una decoración más llamativa aún si cabe .
En una etapa posterior y de forma automática se traslada el bizcocho hasta un lecho de rodillos que forma parte de una máquina que se encarga de rellenar de granula exclusivamente las hendiduras del bizcocho, todas de un mismo color o varios.
Para ello, la máquina incluye una tolva superior con varios departamentos a lo largo de la máquina, de manera que el bizcocho se colocará por debajo de una pantalla que posee unas escotaduras enfrentadas con las
hendiduras del bizcocho, presentando éstas y aquellas exactamente la misma forma.
La tolva posee un mecanismo vibrador que facilita la salida del material por unas bocas inferiores, y cuya salida del material se regula a través de una o varias tajaderas o puertas.
Una vez que se han llenado las hendiduras o huecos del bizcocho, éste pasa a una parte posterior de la máquina donde aparte del lecho de rodillos, existen otros rodillos superiores que presionan sobre la granula para proporcionar un prensado y compactado de dicha granula.
La presión ejercida por dichos rodillos prensores proporciona un efecto de compactado que eliminan los espacios vacíos dentro de las hendiduras de tales bizcochos.
En las distintas fórmulas de granula que podemos utilizar se ha establecido al menos un 3% de cola seca, ya que todas estas funciones se realizan a menos de 70°, temperatura suficiente para que este producto quede fijado en las hendiduras por la acción de dicha cola y pueda ser transportado por máquinas de carga y descarga sin problemas de caídas.
La granulometría de la granula, así como el tamaño de la cola seca se sitúa entre un valor mínimo de 5 mieras y valor máximo de 1000 mieras.
En una etapa posterior el bizcocho se extrae de la máquina para introducirse dentro de un horno donde la mezcla de granula y cola seca se disolverá a un estado líquido reduciéndose algo su volumen, aunque siempre su nivel superior superará la superficie de la cara vista de la pieza cerámica.
Finalmente se someterá a la pieza cerámica obtenida en el horno en estado bruto a un proceso de rectificado que afectará solamente a las áreas resaltadas correspondientes con las hendiduras ocupadas por la mezcla
de relleno, de manera que en un escaso espacio de tiempo toda esa superficie de la cara vista quedará enrasada a un mismo nivel .
Cuando las hendiduras incluyan costillas, resaltes o pequeñas áreas en bajo-relieve, la granilla será de un material transparente a fin de que se vean esos elementos decorativos añadidos .
Todo el proceso es automático, comenzando con la fase inicial del prensado, siguiendo las fases de la máquina, fases de horneado y fase final de pulido o rectificado.
Entre la prensa y la máquina de relleno y prensado de la mezcla de granilla y cola se ha dispuesto un acumulador o estación de apilamiento a fin de poder apilar varias piezas cuando se produce alguna interrupción, relantización o aceleración de alguna de las partes del conjunto del equipo.
De esta manera no se interrumpirá el conjunto del proceso automático. Para recuperar la producción perdida durante esas interrupciones se podrán acelerar las fases de la máquina y etapas posteriores .
Dado que la máquina de relleno y prensado de granilla y cola seca puede recoger tres piezas o más para decorar siempre en el mismo orden de dibujo nos es imprescindible recoger el paquete de piezas de una prensada que se transportan por la línea y devolverlo a la misma, con el mismo orden, de manera que así no se cambian los diseños que teníamos en cada pieza (ya que pueden ser distintos) con el programa normal.
Siguiendo con las carencias de maquinaria que existe en este momento con la decoración tradicional de serigrafía, que la misma máquina pinta varios dibujos con la misma operación, nos encontramos que esta máquina de la invención cambiándole un elemento apropiado para esta
necesidad conseguimos anular esta carencia con resultados muy buenos .
Se puede adaptar la máquina eliminando la tolva y rodillos prensores a un sistema tradicional de serigrafía pero con diferentes direcciones, aunque esto no es el objeto de la patente que nos ocupa.
Se prevé por otro lado la posibilidad de pintar las superficies laterales de los rehundidos para lograr un efecto cromático en función del lado de incidencia visual . Esta operación se efectuaría antes de hacer pasar el bizcocho a la máquina de relleno y prensado de la granilla y cola y sólo opcionalmente .
Por otro lado, cabe señalar que manteniendo la granulometría de la cola y granilla entre los valores indicados anteriormente, obtendremos un producto de gran calidad con un acabado perfecto. A este respecto es importante indicar que si no se cumple con los valores de granulometría indicados, los motivos decorativos de las piezas cerámicas pueden deformarse produciéndose unos bajo- relieves que afean y deterioran notablemente tales motivos decorativos que después serían visibles.
A continuación para facilitar un mejor comprensión de la memoria descriptiva se acompañan unas figuras que representan el objeto de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Muestra una vista donde se muestra una pieza cerámica en una fase inicial del método de la invención. Se observa esencialmente una hendidura con un reborde resaltado perimetral obtenido en la fase inicial de prensado de un bizcocho a partir del cual se obtendrá la pieza cerámica.
Figura 2.- Muestra una vista de la hendidura rellena de un material que rebosa ligeramente por encima del reborde resaltado perimetral .
Figura 3.- Muestra una vista similar a la anterior donde el material de relleno está enrasado con el borde libre del reborde perimetral resaltado de la hendidura. Figura 4.- Muestra una vista en perspectiva de una máquina de relleno y prensado de granilla de los huecos o hendiduras de los bizcochos realizados en la fase inicial de prensado .
Figura 5.- Muestra una vista en planta de la máquina .
Figura 6A-D.- Muestra distintas disposiciones de piezas que se pueden decorar en la máquina de relleno y prensado .
Figura 7.- Muestra una vista de una decoración añadida a las hendiduras mediante un mecanismo de aerógrafo o similar.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
A continuación se describe un ejemplo de realización de la invención atendiendo a la numeración adoptada en las figuras.
En una etapa inicial de prensado el material o materiales componentes del bizcocho inicial 1 y posterior pieza cerámica a obtener 2, se presiona sobre tal bizcocho 1 alojado en una cavidad de un plato interior 3 de la prensa mediante un plato superior 4. Este, a su vez realiza en esta operación de prensado, unas hendiduras 5 sobre tal bizcocho inicial 1 gracias a unos salientes, resaltes o elementos macho 6 que incorpora tal plato superior 4 , de manera que en esta operación de prensado emerge hacia arriba un pequeño reborde o tabique perimetral sobreelevado 7 que bordea esos rehundidos 5 como consecuencia de la presión ejercida de los elementos macho 6 sobre el bizcocho 1.
Los rehundidos 5, como es evidente, quedarán establecidos sobre la cara vista de la pieza o bizcocho.
Aproximadamente, las hendiduras 5 poseen una profundidad de 2,2 mm, mientras que los rebordes sobreelevados 7 que rebosan hacia arriba poseen una altura aproximada de 1 mm. Las hendiduras 5 pueden incorporar costillas 8, salientes, áreas en bajo-relieve o cualquier otro elemento decorativo, así como una superficie redondeada o una superficie formada por varias caras en distintos planos, todo ello dependiendo de la configuración de los elementos macho 6 solidarios del plato superior 4 de la prensa.
En una etapa posterior, los bizcochos 1 obtenidos en la prensa pasan a una estación intermedia de apilado 9 y de aquí a un lecho de rodillos 10 que forman parte de una máquina 11 de relleno y prensado de granilla 15 que se verterá sobre los rehundidos o hendiduras 5 de los bizcochos 1.
Estos bizcochos 1 obtenidos en la primera fase de prensado también podrían pasar directamente a la citada máquina 11. Como es un proceso automático, la estación de apilado 9 viene muy bien para cuando exista alguna descompensación o interrupción en alguno de los mecanismos y dispositivos, ya sea en la prensa, máquina o cualquier otro. La máquina 11 comprende además una pantalla horizontal 12 dispuesta por encima del lecho de rodillos 10 y la cual incorpora unas escotaduras 13 que se corresponden exactamente con las hendiduras 5 de los bizcochos 1, de manera que cuando estas hendiduras y escotaduras 13 se encuentran enfrentadas, desde una tolva superior 14 desplazable longitudinalmente caerá por gravedad una mezcla 15 compuesta de granilla y cola seca para rellenar las hendiduras 5 de los bizcochos 1. La pantalla 12 puede desplazarse en dirección vertical a fin de regular su aproximación a los bizcochos 1, dependiendo por ejemplo de su espesor.
La tolva 14 puede incluir un sólo departamento o varios a fin de poder verter la granilla 15 de distintos colores en las hendiduras 5. La salida del material de la tolva 14 se regulará mediante una o varias tajaderas 16. La tolva 14 incluye un mecanismo vibrador 17 que facilita la salida del material, a la vez que se encuentra acoplada a unos pequeños soportes 18 acoplados a su vez en unas guías longitudinales 19 con interposición de unos elementos amortiguadores de goma 20 para absorber las vibraciones de la tolva 14 producidas por el citado mecanismo vibrador 17.
El desplazamiento de la tolva 14 para hacer coincidir sus bocas de salida con las hendiduras 5 de los bizcochos 1 para verter la mezcla 15 de granilla y cola seca, se realiza tal desplazamiento a través de un elemento motor 21 asociado a una cadena, correa 22 o similar, que está enganchada a la tolva por sus extremos y relacionada con un piñón 23 encastrado en el eje de tal elemento motor
21. Una vez que se han llenado las hendiduras o huecos 5 del bizcocho 1 éste pasa a una parte posterior de la máquina donde aparte del lecho de rodillos 10, existen dos rodillos superiores, uno anterior 24 y otro posterior 25, los cuales presionan sobre la mezcla 15 para su prensado y compactado, quedando enrasada tal mezcla 15 de granilla y cola seca aproximadamente con el borde libre de los tabiques sobreelevados 7 que rodean a las distintas hendiduras 5.
La granulometría de la granilla y cola seca estarán situadas entre unos valores mínimos de 5 mieras y un valor máximo de 1000 mieras. De esta manera el compactado sin espacios vacíos de la mezcla 15 dentro de los rehundidos se verá notablemente incrementado, como también se verá incrementada la calidad de los motivos decorativos sin que se produzcan deformaciones en tales motivos decorativos.
Para obtener un mejor resultado aún si cabe, el primer rodillo prensor 24 gira a la misma velocidad que los rodillos 10 que sirven de lecho y asiento al bizcocho 1, mientras que el otro rodillo parejo prensor 25 girará a una menor velocidad, aproximadamente un 10% menos de velocidad de giro .
La presión ejercida por estos dos rodillos prensores 24 y 25, esencialmente el segundo, proporcionan un efecto de compactado sin espacios vacíos en la mezcla 15 de granilla y cola seca dentro de las hendiduras 5 de los bizcochos 1.
En una etapa posterior, el bizcocho 1 se extrae de la máquina 11 para introducirse dentro de un horno donde la mezcla de granilla y cola seca se disolverá a un estado líquido reduciéndose algo su volumen, aunque siempre su nivel libre superará la superficie de la cara vista de la pieza cerámica 2 ya formada, donde la mezcla de relleno 15 quedará integrada en tal pieza cerámica en bruto 2.
Finalmente, se someterá la pieza cerámica 2 a un proceso de rectificado que afectará solamente a las áreas resaltadas correspondientes con las hendiduras 5 rellenas de la mezcla 15 de las granulas y cola seca solidificadas, de manera que al cabo de un escaso espacio de tiempo toda la superficie de la cara vista quedará enrasada a un mismo nivel.
En el caso que el diseño no exija tener un ancho de hendidura de más de 5 mm de ancho, el mismo plato de la prensa realizará una costilla intermedia quedando decorativa en el producto y así conseguir la medida que se quiera sin problemas de contracciones y acoplamientos, de manera que el largo puede ser el que se quiera.
Se ha previsto la posibilidad de incorporar uno o varios aerógrafos 26 para pintar las superficies laterales de los rehundidos 5 a fin de lograr un efecto cromático en función del lado de incidencia visual.
Esta operación se efectuará antes de hacer pasar el bizcocho por debajo de la tolva para el relleno de sus hendiduras .
Opcionalmente, la masa de relleno podría estar constituida por un material líquido o pastoso, con lo que se podría prescindir de los rodillos prensores 24 y 25.