阅读说明：本技术 用于陶瓷制品的表面装饰的方法和机器 (Method and machine for the surface decoration of ceramic products ) 是由 斯特凡诺·斯卡尔多维 克拉迪奥·里奇 安德里亚·布雷夏尼 于 2018-05-16 设计创作，主要内容包括：用于基础制品(3)的表面装饰的方法和机器(2),所述基础制品包括陶瓷材料并具有表面(4)；印刷组件(16)将粘合材料(17)以数字方式并选择性地施加到表面(4)的限定区域(18)上；处理组件(20)将粉末材料(21)以数字方式并选择性地沉积在限定区域(18)中；并且布置在基础制品(3)上的过量的粉末材料(21)被移除。(Method and machine (2) for surface decoration of a base article (3) comprising a ceramic material and having a surface (4); a printing assembly (16) digitally and selectively applies an adhesive material (17) onto defined areas (18) of the surface (4); a processing assembly (20) digitally and selectively depositing powder material (21) in the defined area (18); and the excess powder material (21) arranged on the base product (3) is removed.)

用于陶瓷制品的表面装饰的方法和机器

优先权要求

本申请要求2017年5月16日提交的意大利专利申请No.102017000053047的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于包括陶瓷材料的基础制品的表面装饰的方法和机器。此外，本发明涉及一种用于制造陶瓷制品的方法和系统。

背景技术

在制造用于基础制品的表面装饰的陶瓷制品(具体地，板坯；更具体地，瓷砖)的领域中的机器是已知的。

详细地，已知一种机器，该机器包括印刷组件，该印刷组件适于将粘合材料选择性地施加在制品的表面的限定区域中，以便在制品本身上产生一种图案。该机器还设有沉积装置，该沉积装置将粉末材料沉积在整个表面上。沉积在限定区域中的粉末材料保持附着到粘合材料，其中布置在所述表面的其它区域中的粉末材料被移除。

这种类型的机器具有若干缺点，包括以下缺点。

粉末材料的使用过多。这可能会导致材料的显著浪费或需要复杂和昂贵的技术措施来大量再循环材料。再循环系统容易磨损。

粉末材料的回收也会由于胶的痕迹引起粒度变化或可能成簇。

不同材料的组合的使用仅可能通过在生产线上安装各种机器来实现。

此外，利用这些类型的机器，获得不同颜色的差别(例如，灰度)实际上是不可能的，或者尽管可以仍然是极其复杂和昂贵的。

还已知一种用于表面装饰的机器，该机器包括处理组件，该处理组件将粉末材料直接(在没有预先施加胶水的情况下)沉积到制品的表面的限定区域上，以便在制品本身上产生一种图案

然而，这些机器也不是没有缺点，包括以下缺点。不幸的是，目前可用的处理组件不能产生具有特别高分辨率的图案。此外，所获得的图案是不精确的，并且相对于期望的图案存在缺陷和不一致性。

EP2892657描述了一种用粒状材料对产品进行数字装饰的方法和机器。

本发明的目的是提供一种用于包括陶瓷材料的基础制品的表面装饰的方法和机器，以及一种用于生产陶瓷制品的方法和设备，其允许至少部分地克服现有技术的缺点，并且其既便宜又易于制造。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于包括陶瓷材料的基础制品的表面装饰的方法和机器，以及一种根据以下独立权利要求中所述的并优选地根据直接或间接从属于所述独立权利要求的任一项权利要求中所述的用于制造陶瓷制品的设备。

附图说明

下面参考附图描述本发明，其中附图示出了一些非限制性实施例，其中：

图1是根据本发明的设备的示意性侧视图；

图2是图1中的设备的细节的示意性立体图；

图3是图2中的细节的侧视截面图；

图4至图7是图1中的设备的一部分的连续操作步骤的示意性侧视图；

图8至图11是图4至图7中所示的一部分的不同实施例的连续操作步骤的示意性侧视图；

图12a)-d)是基础制品在图4-7中所示的各个步骤期间的侧视图；

图13a)-d)分别是图12a)-d)中所示的基础制品的平面图；以及

图14是图4至图7中的设备的一部分的不同实施例的示意性侧视图。

具体实施方式

用于生产陶瓷产品T的设备在图1中整体上由附图标记1表示。特别地，陶瓷产品T是板坯(更准确地说是瓷砖)。

设备1包括：用于基础制品3的表面装饰的机器2，所述基础制品3包括陶瓷材料并具有至少一个表面4；压实机器5，所述压实机器5用于将包括陶瓷粉末的粉末材料CP压实，以便获得压实粉末层KP；以及输送组件6，所述输送组件6适于(以基本连续的方式)将粉末材料CP沿着给定路径P从入口站7供给到压实机器5，并将压实粉末层KP从压实机器5供给到装饰机器2(并供给到出口站8)。特别地，压实机器5和机器2沿入口站7与出口站8之间的路径P布置。更具体地，机器2布置在压实机器5的下游。

特别地，基础制品3包括压实粉末层KP的(至少)一部分。

根据一些非限制性实施例，设备1包括至少一个切割组件9，该至少一个切割组件9用于横向地切割压实粉末层KP，以便获得具有压实粉末层KP的一部分的基础制品3。特别地，切割组件9沿着路径P布置(更具体地，位于压实机器5的下游和机器2的上游)。有利地，但不是必须地，输送组件6适于将压实粉末层KP供给到切割组件9，并将基础制品3(通过机器2)输送到切割组件9的下游。

根据一些非限制性实施例，设备1还包括干燥器10，所述干燥器10沿路径P布置在压实机器5的下游(更具体地说，在切割组件9的下游)和机器2的上游。

根据一些非限制性实施例，设备1还包括烧制窑11，所述烧制窑11用于烧结基础制品3(烧结压实粉末层KP)以便获得陶瓷产品T。特别地，烧制窑11沿着给定路径P布置在机器2的下游(以及移除站15的下游，下面将进一步详细描述所述移除站15)。

根据一些非限制性实施例和非图示的实施例，设备1不包括压实机器5和切割组件9，而是包括用于瓷砖的(已知类型的)传统压制机器。通常，这种压制机器设有竖直轴线液压压制装置，所述竖直轴线液压压制装置适于将陶瓷材料压制成粉末以便直接获得被压制材料的单个板坯(该单个板坯不需要切割)。

机器2包括输送装置12(该输送装置12具体是输送组件6的一部分)，用于沿着给定路径P输送(通过基本连续的运动)基础制品3通过施加站13和工作站14(所述工作站14布置在施加站13的下游)。根据一些实施例，输送装置12还适于输送基础制品3通过移除站15(具体地，所述移除站15沿着路径P布置在工作站14的下游)。

机器2还包括印刷组件16，该印刷组件16布置在施加站13中并适于将粘合材料17(例如，参见图5、图9、图12和图13)(以数字方式)施加到表面4。特别地，印刷组件16适于将粘合材料17选择性地至少施加在表面4的限定区域18中，以使得表面4的至少另一区域19(特别地，不同于限定区域18)被保留没有粘合材料17。

机器2还包括处理组件20，所述处理组件20布置在工作站14中并且适于将粉末材料21(特别地，位于粘合材料17上)选择性地(以数字方式)沉积在表面4的限定区域18中，以便不覆盖表面4的另一区域19的至少一部分。

粘合材料17(粘合材料17特别地不必是粘性的并且用于帮助将粉末材料21的至少一部分保持在基础制品3上)和粉末材料21同时存在于表面4上的事实使得可以降低粉末材料21在基础制品3上移动的风险。当粉末材料21沉积在已经存在于表面4上的粘合材料17上时，该优点特别明显。

根据一些非限制性实施例(参见图1-11)，机器2包括移除装置22，所述移除装置22布置在移除站15中并适于移除存在于基础制品3上的过量粉末材料21(换句话讲，未结合到粘合材料的粉末材料)。

特别地，粉末材料包括陶瓷材料(更精确地，由陶瓷材料组成)。

根据一些非限制性实施例，粉末材料包括尺寸范围为50μm至500μm(更精确地为100μm至500μm)的颗粒(更具体地，由所述颗粒组成)。

通过使用具有尺寸(直径)递减的孔的筛子的连续筛分获得颗粒的尺寸。不允许颗粒通过的第一筛子的孔的直径表示颗粒的尺寸(或更确切地是直径)。

通过连续筛分进行的测量被执行，直到颗粒的尺寸(或者更确切地说，直径)和筛子的孔允许(特别地，到最小为0.05mm)。

有利地，但不是必须地，印刷组件16包括至少一个喷墨头(喷墨-本身是已知的并且未示出)，该喷墨头适于朝向表面4喷射一个或多个粘合材料射流。例如，印刷组件16如专利申请EP703863中描述。特别地，在一些特定情况下，该喷墨头是压电喷墨头；例如DimatixStarFire^TMSG1024(由制造)或1003 GS40。

有利地但不是必须地，移除装置22包括抽吸单元22’，所述抽吸单元22’用于抽吸过量的(换句话说，没有通过粘合材料17结合到表面4的)粉末材料21。更准确地说，抽吸单元22’被构造成使得在使用中，粉末材料21通过向上抽吸被移除。特别地，抽吸单元22’包括面向下的抽吸嘴。

抽吸允许(例如，相对于吹)降低粉末材料21到达表面4的非期望区域的风险。

根据一些非限制性实施例(参见图8至图11)，处理组件20包括沉积装置23和至少一个沉积装置24。特别地，沉积装置23适于将第一类型的粉末材料21(这种类型的粉末材料在图8至图11中用小尺寸点表示)(选择性地)沉积在限定区域18的第一部分中；沉积装置24适于将第二类型的粉末材料(第二类型的粉末材料不同于第一类型的粉末材料，并且在图8-11中用比第一类型的点大的点表示)沉积在限定区域18的第二部分中，所述第二部分不同于限定区域18的第一部分。

更准确地说，在一些情况下，沉积装置23适于将第一类型的粉末材料21选择性地沉积在限定区域18的第一部分中而不是沉积在限定区域18的第二部分中；第二沉积装置24适于将第二类型的粉末材料21选择性地沉积在限定区域18的第二部分中而不是沉积在第一部分中。

特别地，第一类型和第二类型的粉末材料21在其机械特性/物理特性和/或颜色方面彼此不同。

根据具体的非限制性实施例(如图2和图3中所示的实施例)，处理组件20(更准确地说，每个沉积装置23和24)具有前表面33，粉末材料21在该前表面中被排出。

在实施例中，如图8-11中所示，沉积装置23和24的前表面33面向彼此(在相反的方向上)。这样，减少了粉末材料21的两次施加之间的时间

根据图14中所示的实施例，沉积装置23和24的前表面33面向相同的方向(具体地，在前进方向A上)。

通过具有两个(或更多个)沉积装置23和24，可以以相对简单的方式在表面4上获得两种(或更多种)类型的粉末材料21的组合。这样，可以产生特殊的美学效果，例如不同颜色和/或不同深浅(例如不同灰度差)的组合。

在这点上，注意，可选地或除了上述之外，第一类型和第二类型的粉末材料21可以沉积在限定区域18的相同部分中(以变化的量的方式)。这样，例如，可以获得不同颜色的深浅。

根据一些非限制性实施例和非图示实施例，移除装置22包括布置在沉积装置23和24之间的另一抽吸单元。

根据一些非限制性实施例和非图示实施例，机器2在前进方向A上并沿着路径P依次包括印刷组件16(设有施加装置30)、处理组件20(设有沉积装置23)、移除装置22、另一印刷组件(与印刷组件16基本相同)、另一处理组件(与处理组件20基本相同)、和另一移除装置(与移除装置22基本相同)。

有利地但不是必须地，机器2还包括控制单元25(在图4中被示出)，控制单元25适于控制印刷组件16(数字方式)，以使得印刷组件16本身施加粘合材料17以便再现限定在表面4上的图案。控制单元25适于控制处理组件20(数字方式)，以使得处理组件20本身沉积粉末材料21以便再现限定在表面4本身上的另一图案。

特别地，所述图案和所述另一图案被存储在所述控制单元中。

有利地但不是必须地(例如，如图13c)和图12c)中所示)，所述图案和所述另一图案一致。在这些情况下，粉末材料21在表面4上的分布可能看起来大于粘合材料17在表面4上的分布，这是因为处理组件20比印刷组件16更不精确，并且在使用中，有利地，粉末材料21以相对于所需的量稍微地过量的量被沉积(以便降低其中粉末材料21是有益的区域被保留没有期望量的区域的风险)。

特别地，输送装置12适于在前进方向A上输送基础制品3通过工作站14。

根据一些非限制性实施例(图2和图3)，处理组件20(更准确地，每个沉积装置23和24)包括：至少一个容器26(具体地，料斗)，该至少一个容器26适于容纳粉末材料21并且具有出口嘴27，出口嘴27的纵向延伸横向于(具体地，垂直于)前进方向A；多个分配构件28(指状件)(图2和图3中仅示出了其中一个)，该多个分配构件28沿着出口嘴27串联布置(以便关闭出口嘴27本身)；以及多个致动器29，所述致动器中的每一个都适于使相应的分配构件28(独立于其它分配构件13)在关闭位置与打开位置之间移动，其中在所述关闭位置中，相应的分配构件28阻挡粉末材料21穿过出口嘴27的布置有所述相应的分配构件的区域，在所述打开位置中，相应的分配构件28允许粉末材料21穿过出口嘴27的布置有所述相应的分配构件的区域。

根据一些非限制性实施例，处理组件20如专利申请WO2009118611(由同一申请人提出)和/或专利IT1314623中所述。

根据一些非限制性实施例(图8-11)，印刷组件16包括至少两个施加装置30，该至少两个施加装置30彼此独立，并且所述至少两个施加装置30中的每一个都适于将粘合材料17的一个或多个射流喷射到所述表面4上。特别地，每个施加装置30都至少包括相应的喷墨头。

两个施加装置30的存在允许基础制品3的移动沿着路径P加速，并因此增加机器2(和/或设备1)的生产率/效率。

在图8-11中所示的实施例中，施加装置30布置在沉积装置23和24的上游。根据一些非限制性实施例和非示出实施例，两个施加装置30中的一个布置在沉积装置23和24之间，并且将上面沉积有第二类型的粉末材料21的粘合材料17施加到表面4上。

根据一些非限制性实施例(例如，图1中所示的实施例)，切割组件9包括：切割刀片31，切割刀片31适于与压实陶瓷粉末层KP接触以切割该压实陶瓷粉末层KP；和处理单元(本身已知并且未示出)，所述处理单元用于使切割刀片31沿横向轨迹(更准确地说，是对角线)移动到方向A。以这种方式，可以在基本制品3上设置基本垂直于方向A的端部边缘，同时使压实陶瓷粉末层KP以连续移动的方式前进。

有利地，但不是必须地，切割组件9还包括两个另外的刀片32，所述两个另外的刀片32布置在路径P的相反侧，并且适于切割压实陶瓷粉末层KP，并且限定基础制品3的侧边缘，该侧边缘基本上垂直于端部边缘(并且基本上平行于方向A)。在一些特定的情况下，切割组件9类似于在公开号为EP1415780的专利申请中描述的切割组件。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于包括陶瓷材料并且至少具有表面4的基础制品3的表面装饰的方法。

有利地但不是必须地，该方法由上述机器2实施。

该方法包括：输送步骤，在该输送步骤期间，基础制品3沿着给定路径P被输送通过施加站13和工作站14(所述工作站布置在施加站的下游)；施加步骤，在该施加步骤期间，布置在施加站13中的印刷组件16将粘合材料17(数字方式)施加到表面4；沉积步骤(所述沉积步骤至少部分地在施加步骤之后)，在该沉积步骤期间，布置在工作站14中的处理组件20(具体地，如上文所限定的)将(沉积到粘合材料17上的)粉末材料21(数字方式)选择性地沉积在表面4的限定区域18中，从而不会覆盖表面4本身的另一区域19(所述另一区域19不同于限定区域18)的至少一部分。

特别地，在输送步骤期间，输送装置12(特别地，如上文所限定的)沿着给定路径P输送基础制品3通过施加站13、工作站14和移除站15。

有利地，但不是必须地，在沉积步骤期间，处理组件20沉积相对于有效需要的量稍微过量的粉末材料21。

根据一些非限制性实施例，粘合材料(特别地，所述粘合材料不必是粘性的，并且用于帮助将粉末材料21的至少一部分保持在基础制品3上)包括含有乙二醇(诸如DEG或PEG)、酯(例如脂肪酸酯)、乙酸酯(例如乙酸甲酯或乙酸乙酯)、乙酸乙烯酯、多元醇(诸如聚乙烯醇)等的混合物(更精确地，由所述混合物组成)。

另外或可选地，根据一些非限制性实施例，粘合材料选自由以下所述构成的组：基本上稳定的材料(特别地，组合物)，该基本上稳定的材料在与空气接触时和在至少15℃至60℃之间的温度下不会显著改变其特性；热塑性材料(特别地，组合物)，该热塑性材料(特别地，组合物)在室温下可***；组合物，该组合物具有可被基础制品3吸收的至少一种组分；可固化材料(组合物)，该可固化材料(组合物)适于在与硬化剂(存在于粉末材料21中)接触时***；及其组合。特别地，粘合材料选自由以下所述构成的组：热塑性材料(特别地，组合物)、可固化材料及其组合。

特别地，粘合材料(更准确地说，基本上稳定的材料)是例如不会显著蒸发的(在被施加到基础制品3之后-在施加步骤与沉积步骤之间)。

如果粘合材料包括(特别是)可固化组合物，则粉末材料21包括用于可固化组合物的硬化剂(例如，过氧化物)。

有利地，但不是必须地，粘合材料适于通过喷墨头(压电)被施加。

有利地，但不是必须地，粘合材料特别地包括基本上稳定的材料(特别是组合物)。

根据一些有利的非限制性实施例，粘合材料(更准确地，基本上稳定的材料)被基础制品3部分地吸收(在施加步骤与沉积步骤之间)。

根据一些非限制性实施例，粘合材料包括，特别是，热塑性材料(特别地，组合物)。

根据一些非限制性实施例，粘合材料包括，特别是，具有可被基础制品3吸收的至少一种组分的组合物。

根据一些非限制性实施例，粘合材料包括，特别是，可固化材料(组合物)。

根据具体的非限制性实施例，基本上稳定的材料包括石蜡油或酯化油和被研磨并分散在这些油中的无机瓷釉(特别地，所述石蜡油或酯化油和所述无机瓷釉组成)。例如，基本上稳定的材料是的SDS VIK M6。

根据具体的非限制性实施例，热塑性材料是热熔型材料，并且特别地包括(特别是)EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、石蜡和苯乙烯低聚物的混合物(Bergeron，V，Bonn，D.，Martin，J.Y.和Vovelle，L.的Controlling droplet deposition with polymer additives，Nature，405，第772页-第775页(2000)；Le，H.P的Progress and Trends in Ink-jetPrinting Technology，J.Image Sci.Tech.，42，第49页-第62页(1998)；Verschueren，M.的A Diffuse-Interface Model for Structure Development in Flow，Ph.D.thesis，Eindhoven University of Technology，the Netherlands(1999))。

根据具体的非限制性实施例，具有至少一种可吸收组分的组合物包括(特别是)聚乙烯醇(例如的)和/或乙酸乙烯酯(例如的LP BX860)的水溶液或醇溶液。

根据具体的非限制性实施例，可固化组合物包括(尤其是)至少一种不饱和树脂(更准确地说，不饱和树脂的混合物)。特别地，不饱和树脂是聚酯树脂(具有丙烯酸基)。在一些非限制性情况下，不饱和树脂包括苯乙烯基。所述可固化组合物可以是EasyComposites^TM(Easy Composites Ltd，Unit 39Park Hall Business Village，Longton，Stoke on Trent.ST3 5XA；Web.www.easycomposites.co.uk.)的水透明聚酯浇铸树脂(Water Clear Polyester Casting Resin)。

根据一些非限制性实施例和非图示实施例，在施加步骤期间，印刷组件16将粘合材料17施加在整个表面4上。

有利地，但不是必须地，在施加步骤期间，印刷组件16将粘合材料17选择性地施加在表面4的限定区域18中，以使得表面4的至少另一区域19保留没有粘合材料17。

特别地，在输送步骤期间，基础制品3沿着给定路径P被输送通过移除站15(布置在工作站的下游)。更具体地说，该方法还包括移除步骤(该移除步骤至少部分地在沉积步骤之后)，在所述移除步骤期间，在移除站15中移除布置在基础制品3上的过量的(换句话说，未结合到粘合材料的)粉末材料21。

有利地，但不是必须地，在沉积步骤期间，处理组件20将第一类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域18的第一部分中，并且将第二类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域18的(至少部分地)不同于限定区域18本身的第一部分的第二部分中。

根据一些非限制性实施例，处理组件20将第一类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域18的第一部分中，而不是沉积在限定区域18的第二部分中；处理组件20将第二类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域21的第二部分中，而不是沉积在第一部分中。

根据一些非限制性实施例，处理组件20将第一类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域18的至少第一部分中；处理组件20将第二类型的粉末材料21(选择性地)沉积在限定区域18的至少第一部分中。在这些情况下，特别地，包括要沉积的一定量的第一类型的粉末材料21，该一定量的第一类型的粉末材料不足以覆盖限定区域18的整个第一部分。更准确地说，第二类型的粉末材料21粘附到第一类型的粉末材料21的量不足的粘合材料17。这样，例如，可以获得不同深浅的颜色和/或特殊的美学效果。

特别地，粉末材料包括陶瓷材料(由陶瓷材料组成)。

在一些情况下，粉末材料包括具有从50μm至500μm的尺寸范围的颗粒(更特别地，由所述颗粒组成)。

根据一些非限制性实施例，在施加步骤期间，印刷组件16通过喷射粘合材料17本身的至少一股射流来施加粘合材料17。特别地，印刷组件16包括喷墨头，该喷墨头朝向表面4喷射粘合材料17的一股或多股射流。

有利地，但不是必须地，在移除步骤期间，过量的(未结合到粘合材料的)粉末材料21通过抽吸被移除。

根据一些非限制性实施例，在施加步骤期间，印刷组件16将粘合材料17以数字方式施加到表面上(具体地，所述印刷组件被以数字方式控制)，以便(通过控制单元25)在表面4上再现限定的图案；在沉积步骤期间，处理组件20以数字方式沉积粉末材料21(具体地，所述处理组件被以数字方式控制)，以便(通过控制单元25)在表面上再现另一限定图案。

在一些情况下，所述图案和所述另一图案一致。

在图12和图13中以示例的方式具体参照在基础制品3上执行的处理示出了上述方法。更准确地，图12a)和图13a)示出了仍待处理的基础制品3；图12b)和图13b)示出了(在施加步骤之后)上面已经施加有粘合材料17的基础制品3；图12c)和图13c)示出了(在沉积步骤之后)上面已经施加有粉末材料21的基础制品3(可以观察到粉末材料21与粘合材料17略微地重叠)；以及图12d)和图13d)示出了(在移除步骤之后)已被移除过量粉末材料21的基础制品3。

本发明的目的相对于现有技术提供了多个优点。其中包括：减少粉末材料的浪费和/或待回收利用的量；降低改变粒度的风险；以简单的方式获得具有不同颜色和/或深浅的图案的可能性；以相对不复杂的方式获得具有良好清晰度的质量图案的可能性。

除非另有明确说明，否则在本文件中引用的参考文献(文章、书籍、专利申请等)的内容被整体引用。特别地，所述参考文献在此引入作为参考。