TITULO DE LA INVENCIÓN UN PROCEDIMIENTO DE DECORACIÓN DE BALDOSAS CERÁMICAS, COMPOSICIONES EMPLEADAS EN EL MISMO Y BALDOSAS CERÁMICAS OBTENIDAS. CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se encuadra dentro del campo técnico de la fabricación de baldosas cerámicas. Más concretamente, la presente invención se refiere al procedimiento y a las composiciones empleadas en la decoración de las baldosas después de su fabricación. ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR A LA INVENCIÓN El proceso de fabricación de las baldosas cerámicas puede incluir sucesivas cocciones a elevadas temperaturas que consolidan permanentemente las tintas y recubrimien- tos aplicados sobre su superficie, mediante la formación de un vidrio. La aplicación de las tintas y recubrimientos se realiza por muy diversos procedimientos, entre los que pueden incluirse la serigrafia, el huecograbado, la flexografia, la pulverización, la cortina, el pincelado, etc. La composición de las tintas y recubrimientos utilizados incluye los pigmentos adecuados para alcanzar las características cromáticas deseadas y el material vitri- ficable que permite su consolidación al ser sometido a la cocción. Frecuentemente, con el fin de obtener baldosas decoradas con mayor riqueza cromática, se aplican nuevas tintas sobre la baldosa, recociéndose nuevamente a una temperatura ligeramente menor. Esta sucesión de cocciones es energéticamente cara, tanto en el coste de operación como en la inversión necesaria. Además, al seguir requiriéndo- se elevadas temperaturas de cocción, no pueden utilizarse numerosos pigmentos, por lo que las posibilidades decorativas están limitadas. En la fabricación de baldosas cerámicas, se utilizan
composiciones curables por una radiación (ES 2 147 066 Al) , como ligante temporal para acelerar el proceso de fabricación y mejorar la calidad del producto, ya que la baldosa es posteriormente sometida a una cocción a eleva- das temperaturas. En la actualidad, no se tiene conocimiento de la existencia de un proceso de decoración de baldosas como el descrito en esta solicitud de patente. Igualmente, tampoco se tiene conocimiento de la existencia de tintas y recubrimientos que, habiendo sido formulados para ser aplicados sobre cerámica, adquieran sus propiedades finales al ser sometidos a una radiación. Por otra parte, aunque existen numerosas composiciones desarrolladas para vidrio (US6323255, US5656336, US6350792, US4889901, US4956198) , ninguna de ellas está desarrollada específicamente para baldosas cerámicas, por lo que sus propiedades no son adecuadas para la presente aplicación. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención, tal y como se indica en su enunciado, se refiere a un procedimiento de decoración de baldosas cerámicas, a las composiciones empleadas en el mismo y a las baldosas cerámicas obtenidas. Más específicamente la presente invención se refiere a baldosas cerámicas decoradas con tintas y recubrimientos curables por una radiación, al proceso de aplicación y consolidación de dichos materiales, y a las composiciones empleadas en el mismo. Bajo el término "baldosas cerámicas" se incluyen aquellas piezas que, fabricadas en cerámica, se utilizan para recubrir suelos y paredes, independientemente de su forma, tamaño o de que estén recubiertas de un esmalte de naturaleza ayoritariamente vitrea. El proceso decorativo consta de una primera etapa de aplicación de la tinta o recubrimiento. El procedimiento puede ser cualquiera de los existentes en la industria
(serigrafia, huecograbado, flexografia, cortina, pulverización, tampografia, pintado manual, etc.). La baldosa debe estar limpia y seca. El proceso decorativo consta de una segunda etapa, cuyo objetivo es la consolidación de la tinta o recubrimiento sobre la baldosa, que consiste en la aplicación de una radiación ultravioleta de la intensidad adecuada para que el sistema reticule completamente. Las dos etapas anteriores pueden repetirse sucesiva- mente, si se desea utilizar varias tintas o recubrimientos, hasta un máximo de 10 veces. Previamente al proceso de decoración anterior, es posible someter la baldosa a diversos procesos que hacen máxima la adhesión entre el substrato y las capas de tin- ta o recubrimiento que se depositan sobre ella y que, como consecuencia, permiten mejorar las propiedades de los recubrimientos . Entre estos procesos previos, una primera alternativa es someter la baldosa a un proceso de arenado. En és- te, se aumenta la rugosidad de la superficie de la baldosa y se generan nuevas superficies, con lo que se optimiza tanto el anclaje mecánico como el químico. Una segunda alternativa es someter la baldosa a un proceso térmico, en el que la superficie de la baldosa alcance temperaturas elevadas. Esta temperatura tiene que ser suficientemente elevada como para deshidratar la superficie de la baldosa y eliminar residuos orgánicos. Preferentemente, es adecuado un tratamiento térmico en el que la superficie de la baldosa supere una temperatura de 100°C. En este caso no se altera físicamente la superficie de la baldosa, por lo que únicamente se potencia el enlace químico. Aunque este proceso mejora menos la adhesión que el anterior, tiene la ventaja de no alterar físicamente la superficie de la baldosa. Una tercera alternativa es la aplicación directa de
un promotor de la adhesión, como es un silano, lo que garantiza su máxima concentración sobre la superficie de la baldosa. Preferentemente, dicho silano es un compuesto capaz de crear enlaces Si-O-Si sobre la superficie de la baldosa cerámica. Este tercer proceso, puede utilizarse de forma aislada o en combinación con cualquiera de los dos anteriores . Las composiciones utilizadas pueden emplear tanto un sistema de reticulación por radicales libres como un sis- tema catiónico. A su vez, pueden estar cargadas con un material inorgánico incoloro, que mejore las propiedades mecánicas y/o químicas del recubrimiento, y/o con un pigmento, que le confiera sus características cromáticas. Las composiciones basadas en un mecanismo de polime- rización por radicales libres comprenden los siguientes materiales : - Oligómero: 20-90% - Monó ero: 20-90% - Fotoiniciador: 0,5-4% - Promotor adhesión: 0-4% - Aditivos: 0-3% El oligómero utilizado es uno o varios .compuestos orgánicos pertenecientes a cualquiera de las siguientes familias: epoxi, poliester, poliuretanos, acrilico o que incluya los correspondientes grupos funcionales además del grupo funcional reactivo a la radiación, que podrá ser la función acrilato, metacrilato o vinilo. Más concretamente, el prepoli ero estará seleccionado entre un poliester diacrilato, un poliester triacrilato, un po- liester dimetacrilato, un poliester trimetacrilato, un polieter diacrilato, un polieter triacrilato, un polieter dimetacrilato, un polieter trimetacrilato, un poliester- polieter diacrilato, un poliester-polieter triacrilato, un poliester-polieter dimetacrilato, un poliester- polieter trimetacrilato, un poliuretano alifático, un po-
liuretano diacrilato, un poliuretano triacrilato, un po- liuretano dimetacrilato, un poliuretano trimetacrilato, un poliester-poliuretano diacrilato, un poliester- poliuretano triacrilato, un poliester-poliuretano dimeta- crilato, un poliester-poliuretano trimetacrilato, un acrilico diacrilato, un acrilico dimetacrilato, un acri- lico triacrilato, un acrilico trimetacrilato. El monómero es uno o varios compuestos orgánicos que contengan grupos mono- o poli-funcionales reactivos del tipo acrilato o metacrilato. El fotoiniciador estará compuesto de cualquier sustancia capaz de generar radicales libres con la energía adecuada para iniciar la reacción cuando es sometida a la radiación ultravioleta. Preferentemente, dicho sistema iniciador está constituido por: (i) un derivado de una tioxantona de sustitución, (ii) un derivado aminico, (iii) derivado de la acetofenona, combinados en cualquier proporción y sin que necesaria- mente estén los tres presentes. La mezcla fotoiniciadora a utilizar dependerá fundamentalmente de que se trate de un recubrimiento transparente o del tipo de pigmento utilizado . El promotor de la adhesión es compuesto orgánico, que contiene al menos un grupo silanol, capaz de formar enlaces Si-O-Si con la superficie vitrea sobre la que se pone en contacto. En el caso de aplicaciones múltiples, este compuesto únicamente es necesario en la aplicación de tinta o recubrimiento inferior, en contacto con la baldosa cerámica. Los aditivos empleados son aquellos materiales que, utilizados en proporciones individuales de 0-1% pero inferiores al 1%, no intervienen activamente en el proceso de reticulación. Entre estos aditivos, están incluidos los estabilizantes frente al envejecimiento y frente al
efecto de la luz solar, los modificadores reológicos y de la tensión superficial, los modificadores de la viscosidad, el mojado o la eliminación de burbujas, dispersantes, agentes mojantes o desfloculantes, etc.. Las composiciones basadas en un mecanismo de reticulación catiónica, comprenden los siguientes materiales: - Oligómero: 60-90% - Poliol: 0-40% - Fotoiniciador: 1-4% - Promotor adhesión: 0-4% - Aditivos: 0-3% El oligómero es cualquier tipo de resina, que contenga grupos epoxi o vinilo reactivos. Entre los tipos de resina epoxi utilizables en estas composiciones, están las resinas epoxi cicloalifáticas, los éteres de glicidi- lo y los aceites epoxidados. Por otra parte, también son utilizables los éteres de vinilo y las resinas de éter de vinilo de tipo uretano. El poliol, que proporciona tenacidad y flexibilidad a las composiciones curadas, es uno o varios polioles se- leccionables entre un poliol de poliester, un poliol de policaprolactona, un poliol de un poliéter, un poliol de poliacrilato, un poliol de polivinilo, un poliol de poli- carbonato y similares. El fotoiniciador es uno o varios compuestos, capaces de iniciar la reacción al ser sometida a una radiación ultravioleta, como son las sales de diazonio, sales de halonio, sales de sulfonio, sales de triarilselenonio, sales de sulfoxonio o algunos complejos organometálicos. El promotor de la adhesión es compuesto orgánico, que contiene al menos un grupo silanol, capaz de formar enlaces Si-O-Si con la superficie vitrea sobre la que se pone en contacto. En el caso de aplicaciones múltiples, este compuesto únicamente es necesario en la aplicación de tinta o recubrimiento inferior, en contacto con la
baldosa cerámica. Como se ha indicado anteriormente, es posible la incorporación de un material inorgánico (0-50%) que actúa como carga y que aumenta considerablemente las propieda- des mecánicas. Si este material es de tamaño de partícula elevado, la transparencia del recubrimiento se ve gravemente afectada; sin embargo, si se utiliza un material de tamaño de partícula suficientemente pequeño, se puede obtener un recubrimiento transparente con unas propiedades mecánicas óptimas. Por otra parte, estas composiciones pueden mezclarse con cualquier tipo de pigmento (0-50%) para obtener las características cromáticas buscadas. La incorporación del pigmento afectará fundamentalmente al tipo de fotoinicia- dores utilizado, entre los descritos anteriormente. MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, los cuales no son limitativos de su alcance. En dichos ejemplos, los materiales y ensayos utilizados han sido los siguientes: Materiales utilizados - PU-2. Es un uretano alifático acrilado, con una funcionalidad media de 2 y con un peso molecular medio de 450. - PU-6. Es una mezcla de un uretano alifático acrilado, con una funcionalidad media de 6 y con un peso molecular medio de 800, y pentaeritritol tri/tetra- crilado. - DPGDA. Dipropilenglicoldiacrilato. - Resina catiónica . Carboxilato de 3, 4-epoxiciclohe- xilmetil-3, 4-epoxiciclohexano. - Poliol . Poliol de policaprolactona, con un peso molecular medio de 500. - Irgacure 250. Suministrador Ciba SC. - Irgacure 184. Suministrador Ciba SC. Hidroxici-
clohexil-fenil-cetona. (α-hidroxicetona) . - Irgacυre 907. Suministrador Ciba SC. 2-metil-l- (4- metiltiofenil) -2-morfolinopropan-l-ona. (α-aminoce- tona) . - Irgacure 819. Suministrador Ciba SC. Fenil- bis (2, 4, 6-trimetilbenzoil) -óxido de fosfina. (Bis Acil Fosfina (BAPO) ) . - Silano . Gamma-aminopropiltrimetoxisilano. - UVA. Suministrador Ciba SC. Tinuvin 400. Liquido absorbente de radiación UV derivado de la hidroxife- niltriazina. - HALS. Suministrador Ciba SC. Tinuvin 292. Derivado aminico secuestrante de radicales libres. - Dispersante . Disperbyk-164.Disolución de un copo- limero de alto peso molecular. - Desaireante . BYK-141. - Adi ti vo de superfi ci e . BYK-UV 3500. - Sílice col oidal (SC) . Sílice coloidal hidrofóbico con un tamaño medio de 12 nm. - Pigmento de bronce (PB) . Tamaño medio de partícula 6,5 μm. - Pigmento perlado (PP) . Pigmento de mica recubierta de dióxido de titanio. Tamaño medio de partícula 21 μm. Ensayos - Viscosidad. La viscosidad de las tintas y recubrimientos se determinó mediante un reómetro a un gradiente de velocidad de 100 1/s. - Adhesión . Este test se realizó de acuerdo con ASTM D 3359. - Curado superficial . Mediante un bastoncillo con una bola de algodón, se presiona ligeramente sobre la superficie del recubrimiento. El despegado libre de la bola, sin ningún tipo de marcado de la super- ficie, indica un curado superficial adecuado.
- Curado profundo . Este curado se ha comprobado apoyando el dedo pulgar sobre el recubrimiento, y girándolo 90° mientras que se realiza una presión moderada. Cualquier alteración apreciable del recubri- miento, indica que el curado no se ha producido en toda la sección del recubrimiento. Ejemplos 1-5 Las composiciones descritas en los ejemplos siguientes se han aplicado sobre baldosas cerámicas esmaltadas, sometidas a un tratamiento térmico superficial previo. La realización de un arenado previo, en lugar del tratamiento térmico, constituye una garantía máxima de la adherencia con el substrato, lo que permitirla mejorar todavía más las propiedades del recubrimiento respecto a las que se muestran. La aplicación directa del recubrimiento sobre una superficie limpia y seca, pero sin tratamiento previo, también ha resultado satisfactoria; sin embargo, el proceso es más sensible a la suciedad previa del substrato. La aplicación de las tintas se ha realizado por fle- xografia, por huecograbado y por serigrafia. Los recubrimientos se han aplicado por cortina. Después de aplicar las tintas y recubrimientos, se curaron por aplicación de una fuente de radiación UV, con una intensidad de 160 W/cm y a una velocidad de 15 m/min. La mezcla de oligómeros utilizada en los ejemplos 1- 4 consiste en dos poliuretanos alifáticos acrilatados de diferente peso molecular y con distinto número de funciones acrilato. Por otra parte, se ha utilizado un monómero difuncional (DPGDA) . Las proporciones de ambos oligómeros y del monómero se han seleccionado con el fin de optimizar las propiedades mecánicas y químicas del recubrimiento, asi como su viscosidad y su adhesión al substrato. El silano utilizado, ha proporcionado un adherencia al soporte aceptable, superior a la resistencia al rayado
del recubrimiento, por lo que no ha supuesto ningún problema. También es posible el uso de otros silanos, si se utilizan otras resinas en el recubrimiento. El sistema fotoiniciador ha proporcionado un buen curado, tanto superficial como profundo. En los ejemplos 1 y 2, correspondientes a recubrimientos transparentes, el sistema fotoiniciador ha sido una mezcla de α- hidroxicetona y α-aminocetona, mientras que en las tintas coloreadas se ha cambiado por una mezcla de ochidroxicetona y bis-acyl-fosfina (BAPO) , con el fin de obtener tanto un curado superficial como profundo. El ejemplo 5 muestra una composición de reticulación catiónica incluida entre las descritas previamente. Los ingredientes indicados en cada ejemplo se han preparado por agitación y se muestran en la siguiente tabla:
TABLA 1