ES2403536B2 - Colored fries with luster effect - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
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Abstract
Fritas coloreadas con efecto lustre.#La presente invención tiene por objeto una frita coloreada con efecto lustre iridiscente o de mineral ornamental, caracterizada porque comprende en su formulación al menos un lantánido seleccionado dentro del grupo formado por neodimio, cerio, praseodimio y erbio, combinado con:#- al menos un segundo lantánido diferente al primero seleccionado dentro del mismo grupo, o#- al menos un elemento de transición coloreado con al menos un compuesto que contiene un elemento seleccionado dentro del grupo formado por cromo, cobalto, níquel, manganeso y cobre.#Asimismo, otro objeto de la presente invención lo constituyen una granilla, un polvo, una barbotina y una dispersión de pigmentos cerámicos, como puede ser una tinta pigmentada, obtenibles a partir de la frita, así como el material coloreado a partir de cualquiera de estos productos. Se describe también el método de obtención de la frita, así como el uso de la misma para decoración de piezas seleccionadas dentro del grupo compuesto por piezas cerámicas, vítreas y/o metálicas.Frit colored with luster effect. # The present invention aims at a colored frit with iridescent luster or ornamental mineral effect, characterized in that it comprises in its formulation at least one lanthanide selected from the group consisting of neodymium, cerium, praseodymium and erbium, combined with: # - at least one second lanthanide different from the first selected within the same group, or # - at least one transition element colored with at least one compound containing an element selected within the group consisting of chromium, cobalt, nickel, manganese and copper. # Also, another object of the present invention is a granule, a powder, a slip and a dispersion of ceramic pigments, such as a pigmented ink, obtainable from the frit, as well as the colored material from of any of these products. The method of obtaining the frit is also described, as well as the use thereof for decorating selected pieces within the group consisting of ceramic, vitreous and / or metallic pieces.
Description
FRITAS COLOREADAS CON EFECTO LUSTRE COLORED FRIED WITH LIGHT EFFECT
Campo de la técnica Technical field
La presente invención pertenece al campo de la Industria química, mas concretamente al campo de la fabricación de lustres y más concretamente aún a la fabricación de materiales cerámicos y vitrocerámicos decorados con fritas que confieren un efecto lustre iridiscente a dichos materiales. The present invention belongs to the field of the chemical industry, more specifically to the field of luster manufacturing and more specifically to the manufacture of ceramic and glass-ceramic materials decorated with frits that confer an iridescent luster effect on said materials.
Estado de la técnica anterior a la invención State of the art prior to the invention
El efecto lustre es uno de los efectos ópticos que se suele producir, con fines decorativos, en la superficie de los recubrimientos vidriados de las baldosas cerámicas, que consiste en conferir a la superficie del vidriado un brillo metalizado que cambia ligeramente de tonalidad al modificarse el angula de incidencia de la luz, mediante la aplicación de una composición que le aporta dichas propiedades. The luster effect is one of the optical effects that is usually produced, for decorative purposes, on the surface of the glazed coatings of the ceramic tiles, which consists in giving the glazed surface a metallic luster that changes slightly in hue when modifying the angle of incidence of light, by applying a composition that provides these properties.
El efecto lustre se consigue nonnalmente aplicando dicha composición, que se conoce como frita, sobre el soporte a decorar. Se entiende por frita un material de naturaleza vítrea insoluble que se fonna por fusión a altas temperaturas de una composición constituida por sustancias inorgánicas. En el ámbito de la presente invención, se entiende por proceso de monococción a aquel que consiste en aplicar el esmalte sobre el soporte crudo, con la sucesiva cocción simultanea del soporte y el esmalte. Asimismo, se entiende por bicocción al proceso que consiste en la preparación del soporte sin esmaltar y cocido una primera vez (bizcocho), generalmente poroso, y la aplicación sobre éste del esmalte, de ordinario en fonna de polvo en suspensión acuosa, tras lo cual se vuelve a cocer el bizcocho esmaltado. Por último, se entiende por proceso de tercer fuego al que consiste en aplicar la decoración al azulejo ya esmaltado, después de ser decorado, mediante la serigrafia. El tercer fuego recibe este nombre debido a que su aplicación se realiza sobre el objeto ya vidriado y sometido a dos cocciones previas: la primera, llamada bizcodlo, hasta 9000 C; la segunda, tras la aplicación del vidriado, entre 1050-1201Y C. La tercera cocción se realiza después de la decoración, entre 750-800°C, en homos apropiados. The luster effect is achieved by applying said composition, known as fried, on the support to be decorated. Fried is understood as a material of insoluble glassy nature that melts by melting at high temperatures of a composition consisting of inorganic substances. Within the scope of the present invention, the monocoction process is understood as that which involves applying the enamel on the raw support, with the successive simultaneous cooking of the support and the enamel. Likewise, bicoction is understood as the process that consists of preparing the unglazed and cooked support for the first time (sponge cake), generally porous, and the application on it of the enamel, usually in a form of water suspension in aqueous suspension, after which the glazed cake is baked again. Finally, the third fire process is understood, which consists in applying the decoration to the already glazed tile, after being decorated, by means of screen printing. The third fire receives this name because its application is made on the object already glazed and subjected to two previous cooking: the first, called biscuit, up to 9000 C; the second, after the application of the glaze, between 1050-1201 and C. The third firing is done after decoration, between 750-800 ° C, in appropriate homos.
Se han identificado en el estudio del arte previo numerosos productos comerciales de este tipo, como son las mencionadas fritas, tintas inkjet, lustres metalizados mUltiruncionales, con efectos iridiscentes y con acabados dorados entre otros, siendo su composición química muy variable y diversa. Numerous commercial products of this type have been identified in the prior art study, such as the aforementioned frits, inkjet inks, multi-functional metallic lusters, with iridescent effects and with golden finishes among others, their chemical composition being very variable and diverse.
Algunos lustres metálicos se basan en metales nobles que requieren una cocción en tercer fuego generalmente limitada a temperaturas inferiores a 1.000°C. Los procedimientos de obtención de lustres basados en metales nobles son notablemente caros debido al precio elevado de dichos metales nobles y a la necesidad de un nuevo tratamiento a tercer fuego para su aplicación. Además, los lustres con aspecto metálico no constituyen una superficie vitrificada y asi sus propiedades técnicas no parecen del todo adecuadas al presentar facilidad al desgaste y baja resistencia a los agentes quimicos. Some metallic lustres are based on noble metals that require third-fire cooking generally limited to temperatures below 1,000 ° C. The procedures for obtaining lustres based on noble metals are remarkably expensive due to the high price of such noble metals and the need for a new third-fire treatment for their application. In addition, metallic-looking lustres do not constitute a vitrified surface and thus their technical properties do not seem entirely adequate as they present ease of wear and low resistance to chemical agents.
Se han descrito múltiples recetas artesanas que incluyen diferentes óxidos metálicos en la fonnulación, entre ellas el empleo de CuO en una composición de alto contenido en PbO. También se encuentran composiciones de fritas basadas en un alto contenido en Cu sin Pb, para materiales con acabados metalicos (Siligardi et al. (2009); Lead Free Cu-Containing Frit for Modern Metallic Glaze; J. Am. Ceram. Soc., 92 [11] 2784-2790). Otro procedimiento de obtención de esmaltes metalizados para aplicaciones industriales basados en CuO en esmaltes libres de plomo ha sido publicado recientemente (J. Am. Ceram. Soco 92 [11]2784-2790 (2009». Los esmaltes se obtienen por fritado de composiciones con un 26% en peso de CuO y un elevado porcentaje de fundentes, 5% peso de boro y 16% en peso de Na20. El resultado es un esmalte con un aspecto metalizado no homogéneo con zonas oscuras que no presentan efecto lustre. La superficie del esmalte presenta en la superficie cristalizaciones en el rango micrométrico de tridimita, Si02, Cu metalico y tenorita, CuO. Dichas cristalizaciones no son homogéneas y el aspecto del metalizado resulta difícil de contratar por la presencia de diferentes regiones en los azulejos. Multiple artisan recipes have been described that include different metal oxides in the phonulation, including the use of CuO in a high PbO composition. There are also fried compositions based on a high Cu content without Pb, for materials with metal finishes (Siligardi et al. (2009); Lead Free Cu-Containing Frit for Modern Metallic Glaze; J. Am. Ceram. Soc., 92 [11] 2784-2790). Another method of obtaining metallic enamels for industrial applications based on CuO in lead-free enamels has been published recently (J. Am. Ceram. Soco 92 [11] 2784-2790 (2009 ». Enamels are obtained by fritting compositions with 26% by weight of CuO and a high percentage of fluxes, 5% boron weight and 16% by weight of Na.20 The result is an enamel with a non-homogeneous metallic appearance with dark areas that do not have a luster effect. enamel has crystallizations on the surface in the micrometric range of tridymite, Si02, metallic Cu and tenorite, CuO. These crystallizations are not homogeneous and the appearance of the metallized is difficult to contract due to the presence of different regions in the tiles.
Por otra parte, algunos autores han analizado la preparación de composiciones con efecto lustre basadas en plata en ausencia de otros metales nobles (PTY 1306355 E), Yconcretamente de Pb y Cu (JP 55037418 A). Sin embargo, los costes de estos materiales son también elevados. On the other hand, some authors have analyzed the preparation of silver-based compositions with luster effect in the absence of other noble metals (PTY 1306355 E), and specifically Pb and Cu (JP 55037418 A). However, the costs of these materials are also high.
Otra alternativa artesanal para la obtención de esmaltes con aspecto metalizado es el empleo de esmaltes altamente fundentes basados en óxidos de hierro y comúnmente conocidos como esmaltes venturina. Este tipo de esmaltes son de aplicación a baja temperatura y su principal característica es la de tener en suspensión iridiscencias flotantes ocasionadas por las cristalizaciones de hematites. Los esmaltes venturina realzan las propiedades estéticas cuando se obtienen en atmósferas reductoras. Las limitaciones de la técnica para el desarrollo de esmaltes metalizados de cerámica industrial son obvias para un experto en la materia, siendo la reproducibilidad el factor más limitante. Another handmade alternative to obtain enamels with a metallic appearance is the use of highly melting enamels based on iron oxides and commonly known as venturine enamels. This type of enamels are of application at low temperature and its main characteristic is to have in suspension floating iridescences caused by the crystallizations of hematite. Venturin enamels enhance aesthetic properties when obtained in reducing atmospheres. The limitations of the technique for the development of industrial ceramic metallic enamels are obvious to one skilled in the art, with reproducibility being the most limiting factor.
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El desarrollo industrial de efectos metálicos en baldosas cerámicas ha sido propuesto a parlir de mezclas de óxidos esenciales como SiOz, Alz0 3, Fez03 y PzOs junto con cierlos óxidos opcionales, a saber: CaO, MgO, NazO y KzO (WO 2001f72651). Esta formulación se caracteriza por estar exenta de metales nobles, por aplicarse en baldosas cerámicas y cocer en un hamo de cocción industrial entre 1100-1250°C y por poseer un contenido elevado de Fez03 y PzOs, en el intervalo 10-30% y 7-27% en peso respectivamente. Una mejora de los procedimientos relacionados con las formulaciones para esmaltes metalizados y contenidos elevados de fosfatos consiste en el empleo de Fe304 como precursor, ya que amplía el rango de temperaturas para su empleo mediante la incorporación de fundentes como PbO y presenta ventajas para la eliminación de contaminantes de hierro. Asi, la solicitud ES 2301364 describe una formulaciÓn para la obtención de efectos metálicos que se basa en magnetita (Fe304) pero combinada con un óxido seleccionado entre A1203, P205, Si02, PbO y combinaciones de los mismos, de tal forma que las tonalidades de metalizado se obtienen a parlir de jugar con las proporciones de ferrita y PbO/P205. The industrial development of metallic effects in ceramic tiles has been proposed based on mixtures of essential oxides such as SiOz, Alz0 3, Fez03 and PzOs together with optional oxides, namely: CaO, MgO, NazO and KzO (WO 2001f72651). This formulation is characterized by being exempt from noble metals, by being applied in ceramic tiles and cooking in an industrial cooking hamo between 1100-1250 ° C and by having a high content of Fez03 and PzOs, in the range 10-30% and 7 -27% by weight respectively. An improvement of the procedures related to the formulations for metallic enamels and high phosphate contents consists in the use of Fe304 as a precursor, since it extends the temperature range for its use by incorporating fluxes such as PbO and presents advantages for the elimination of iron contaminants Thus, the application ES 2301364 describes a formulation for obtaining metallic effects that is based on magnetite (Fe304) but combined with an oxide selected from A1203, P205, Si02, PbO and combinations thereof, such that the shades of Metallic are obtained after playing with the proportions of ferrite and PbO / P205.
Las limitaciones de la técnica para los esmaltes de aspecto metalizado empleando composiciones con fosfatos y Óxidos de hierro son múltiples, ya que pueden presentar problemas de aplicación debido a las características reológicas de los materiales empleados que se traducen en falta de homogeneidad, aparición de defectos y baja estabilidad con la temperatura. Una simplificación de dichos problemas se produce cuando se realiza un proceso previo de sintesis de pigmentos basados en fosfatos de hierro con contenidos de Fe203 y P205, en el intervalo de 40-70% y 10-50% en peso respectivamente (ES 2246 166). Este procedimiento minimiza los problemas reológicos de las materias primas y de las fritas que contienen óxidos de hierro y fosfatos. El empleo de estos pigmentos es favorable para su aplicación y permite ampliar el uso de los mismos a temperaturas de hasta 1250°C, tal y como se requiere en la producción de porcelanas sanitarias. El proceso de obtener un pigmento supone por contra un aumento en los costes de producción ya que se trata de un proceso térmico adicional a una temperatura entre 400 y 1.200°C, no resolviéndose por el contrario el elevado precio de los precursores de los fosfatos. The limitations of the technique for metallic-looking enamels using compositions with phosphates and iron oxides are multiple, since they can present application problems due to the rheological characteristics of the materials used that result in lack of homogeneity, appearance of defects and Low temperature stability. A simplification of these problems occurs when a previous process of synthesis of pigments based on iron phosphates with Fe203 and P205 contents is performed, in the range of 40-70% and 10-50% by weight respectively (ES 2246 166) . This procedure minimizes the rheological problems of raw materials and frits that contain iron oxides and phosphates. The use of these pigments is favorable for their application and allows their use to be extended to temperatures up to 1250 ° C, as required in the production of sanitary ware. The process of obtaining a pigment implies an increase in production costs because it is an additional thermal process at a temperature between 400 and 1,200 ° C, but the high price of phosphate precursors is not resolved.
Otros procedimientos para desarrollar azulejos de aspecto metalizado brillante tratan de combinar arcillas con Óxidos metálicos al preparar composiciones con efecto lustre. Un ejemplO lo constituye la composición descrita en la solicitud de patente española ES 2382514 A1, que es empleada en solución acuosa para la formación del recubrimiento de cerámicas, apOrlando además un elevado carácter hidrófobo. Un segundo ejemplo es la formulación cerámica modificada de la solicitud de patente internacional W02005061402, que comprende formulaciones cerámicas convencionales constituidas por una matriz cerámica a base de una mezcla de óxidos en diferentes proporciones, que se han modificado por adición de metales mezclas de metales y aleaciones de metales inoxidables de puntos de fusión superior a 11000C y granulometrias inferiores a 100 micras. Un tercer procedimiento ha sido recientemente desarrollado (W02008l152174), basado en la incorporación de nanoparlículas metálicas dispersas y ancladas en nanofibras de arcilla tipo sepiolita. En dicho procedimiento se obtienen esmaltes cerámicos con brillo metálico a partir de particulas metálicas a aleaciones de tamaño micro/ nanométrico y/o por parliculas de distintos óxidos que presenten carácter metálico en el rango óptico (Fe304, Co304, NbO, TaO, Mn304, MoxOy y WxOy) a precursores que permitan obtener los óxidos conductores anteriores. Other procedures for developing bright metallic-looking tiles try to combine clays with metal oxides when preparing compositions with a luster effect. An example is the composition described in the Spanish patent application ES 2382514 A1, which is used in an aqueous solution for the formation of the ceramic coating, in addition to a high hydrophobic character. A second example is the modified ceramic formulation of the international patent application W02005061402, which comprises conventional ceramic formulations consisting of a ceramic matrix based on a mixture of oxides in different proportions, which have been modified by adding metal mixtures of metals and alloys of stainless metals with melting points greater than 11000C and granulometries less than 100 microns. A third procedure has been recently developed (W02008l152174), based on the incorporation of dispersed and anchored metal nanoparlicles in sepiolite clay nanofibers. In this procedure, ceramic glazes with metallic luster are obtained from metallic particles to alloys of micro / nanometric size and / or by particles of different oxides that have a metallic character in the optical range (Fe304, Co304, NbO, TaO, Mn304, MoxOy and WxOy) to precursors that allow obtaining the previous conductive oxides.
Otro procedimiento descrito en la solicitud de patente intemacional WO/ES2002/00079 permite obtener baldosas con un recubrimiento exterior metálico, aplicado directamente sobre el esmaltado de la cerámica, utilizando un evaporador de arco eléctrico que permite obtener una buena adhesión del sustrato formado, sin utilizar capas o aglomerantes intermedios. Con este procedimiento se pueden obtener baldosas que presentan una capa extema metálica, compuesta por uno de los siguientes elementos: Cromo, circonio, tántalo, titanio o nitruro o carbonitruro de los citados metales, y que dependiendo del material utilizado en el revestimiento, la baldosa presenta coloraciones como dorados, grises metálicos o violáceos metálicos. Another procedure described in the international patent application WO / ES2002 / 00079 allows to obtain tiles with a metallic outer coating, applied directly on the enamelling of the ceramic, using an electric arc evaporator that allows to obtain a good adhesion of the formed substrate, without using intermediate layers or binders. With this procedure you can obtain tiles that have an external metallic layer, composed of one of the following elements: Chrome, zirconium, tantalum, titanium or nitride or carbonitride of said metals, and that depending on the material used in the coating, the tile It has colorations such as gold, metallic gray or violet metal.
Se ha comprobado que la adición de óxidos de aluminio y de zirconio a estas composiciones de efecto lustre mejora la resistencia a la corrosión de los materiales sobre los que se aplican (IT 1169927 Bl. It has been found that the addition of aluminum and zirconium oxides to these gloss effect compositions improves the corrosion resistance of the materials on which they are applied (IT 1169927 Bl.
El Wolframio también ha sido empleado en composiciones de efecto lustre, como es la composición descrita en ES 2360781 A1. Este documento describe una composición base de óxidos, caracterizada porque tras su aplicación sobre un sustrato cerámico y posterior cocción del mismo se obtiene sobre la supenicie de la pieza formaciones cristalinas de Russellite, que confieren a la pieza cerámica un aspecto rico en matices cromáticos, irisado, metálico y lustre dependiendo de la cantidad y tamaño de cristales presentes. La estructura relevante es Bi2W06 y entre los óxidos se puede citar: óxido de silicio, óxido de boro, óxido de plomo, óxido de sodio, óxido de potasio, óxido de litio, óxido de cinc, óxido de bario, óxido de aluminio, óxido de calcio, óxido de magnesio, óxido de zirconio, óxido de cerio, óxido de estano, óxido de titanio u óxido de fósforo, entre otros. Tungsten has also been used in gloss effect compositions, such as the composition described in ES 2360781 A1. This document describes a base composition of oxides, characterized in that after its application on a ceramic substrate and subsequent firing it is obtained on the surface of the piece Russellite crystalline formations, which give the ceramic piece an appearance rich in chromatic nuances, iridescent , metallic and luster depending on the quantity and size of crystals present. The relevant structure is Bi2W06 and among the oxides can be mentioned: silicon oxide, boron oxide, lead oxide, sodium oxide, potassium oxide, lithium oxide, zinc oxide, barium oxide, aluminum oxide, oxide Calcium, magnesium oxide, zirconium oxide, cerium oxide, tin oxide, titanium oxide or phosphorus oxide, among others.
Otros pigmentos o materiales decorativos conocidos en el campo están basados en Cerio. ASi, se encuentra una frita con efecto lustre para cerámica vidriada descrita por Siligardi et al. (Ceria-containing Frit tor Luster in Modern Ceramic Glaze (2010); J. Am. Ceram. Soc., 93 [91 2545-2550), basada en Cerio y que se fabrica a alta temperatura, en la que el porcentaje de Ce se considera elevado (en torno al 8%). Otros pigmentos "nacarados" encontrados en el estado de la técnica están basados en mica y óxidos de Ti o Ce, como los empleados en la Other pigments or decorative materials known in the field are based on Cerium. Thus, there is a frit with luster effect for glazed ceramics described by Siligardi et al. (Ceria-containing Frit tor Luster in Modern Ceramic Glaze (2010); J. Am. Ceram. Soc., 93 [91 2545-2550), based on Cerium and manufactured at high temperature, in which the percentage of Ce It is considered high (around 8%). Other "pearly" pigments found in the state of the art are based on mica and oxides of Ti or Ce, such as those used in the
patente CA 1277456 C de MERCK PATENT CMBH en la que se aplica un tratamiento térmico de temperatura máxima de 800°C, o los descritos en la solicitud de patente JP 63176334 A (polvo de mica con dióxido de Ti o ferrita). Otras fritas similares con efecto dorado y plateado basadas en mica y titanio son analizadas por Cevalcante et al. (Ceramic application of mica liIania pearlescent pigments (2007); Oyes and Pigments 74, 1-8), Y empleadas para la fabricación de baldosas cerámicas mediante procedimiento de tercer fuego. Patent CA 1277456 C of MERCK PATENT CMBH in which a maximum temperature heat treatment of 800 ° C is applied, or those described in patent application JP 63176334 A (mica powder with Ti or ferrite dioxide). Other similar frits with gold and silver effect based on mica and titanium are analyzed by Cevalcante et al. (Ceramic application of mica liIania pearlescent pigments (2007); Oyes and Pigments 74, 1-8), and used for the manufacture of ceramic tiles by third fire procedure.
En el campo de los vidriados cerámicos también se han descrito algunos pigmentos, calcinados o no, basados en Praseodimio (CN101823902, GB1435234 A Y EP0905203 A1 ), aunque el uso de este elemento es importante sobre todo en la fabricación de piezoeléctricos, dieléctricos y elementos electrónicos. Otros pigmentos o agentes cromáticos de recubrimiento incorporan praseodimio y metales seleccionados entre plata y elementos del grupo de las tierras raras, aunque a diferencia de los demás materiales comentados parten de una base orgánica (resina orgánica de Pt, Pd, Au, Ag ... ). In the field of ceramic glazes some pigments, calcined or not, based on Praseodymium (CN101823902, GB1435234 AY EP0905203 A1) have also been described, although the use of this element is important especially in the manufacture of piezoelectric, dielectric and electronic elements . Other pigments or chromatic coating agents incorporate praseodymium and metals selected from silver and elements of the rare earth group, although unlike the other materials mentioned they start from an organic base (organic resin of Pt, Pd, Au, Ag ... ).
Los esmaltes metalizados brillantes conocidos están caracterizados por poseer una nanoestructura en su superficie que les permite tener una respuesta hidrófoba con ángulos de mojado para agua de 95° (Ba l. Soco Esp. Ceram. V. 48, 2, 95-98 (2009)). El procedimiento requiere que las nanopartículas metálicas soportadas asciendan hacia la superficie para formar una micro-nanoestructura similar a la del tipo Flor de Loto. Las limitaciones del procedimiento descrito vienen dadas porque requiere la adición de un agente reductor, por ejemplo polvo de carbón, necesaria para que se genere la atmósfera reductora local y transitoria durante el proceso de cocción que preserve las nanoparliculas metálicas. Otra de las limitaciones que presenta la técnica es la formación de defectos en superficie debido a crecimientos cristalinos de CuO de tamaño micrométrico que dan lugar a la formación de un velo característico que reduce el brillo y la respuesta hidrófoba. Dichos defectos presentan un estrecho margen de temperaturas en el que se pueden controlar, aspecto que requiere ajustar especificamente la composición para cada horno. El procesamiento de las nanoparticulas metálicas implica un elevado coste que en la práctica impide que este tipo de esmaltes metalizados brillantes sea competitivo en el mercado. Known bright metallic enamels are characterized by having a nanostructure on their surface that allows them to have a hydrophobic response with wetting angles for water of 95 ° (Ba l. Soco Esp. Ceram. V. 48, 2, 95-98 (2009 )). The procedure requires that the supported metal nanoparticles rise to the surface to form a microstructure similar to that of the Lotus Flower type. The limitations of the described process are given because it requires the addition of a reducing agent, for example carbon powder, necessary for the local and transient reducing atmosphere to be generated during the cooking process that preserves the metal nanoparlicules. Another of the limitations presented by the technique is the formation of surface defects due to crystalline growths of CuO of micrometric size that give rise to the formation of a characteristic veil that reduces brightness and hydrophobic response. These defects have a narrow temperature range in which they can be controlled, an aspect that requires specific adjustment of the composition for each oven. The processing of metal nanoparticles implies a high cost that in practice prevents this type of shiny metallic enamels from being competitive in the market.
Otros procedimientos para obtener superfiCies cerámicas con aspecto brillo metalizado han sido reivindicados recientemente por medio de la deposición en fase vapor para la obtención de azulejos cerámicos, pavimentos y revestimientos con aspecto metalizado (EP149B402). El aspecto metálico obtenido es consecuencia de un recubrimiento de una capa metálica de elementos como el cromo, zirconia, tántalo, titanio y nitruros o carburos de dichos elementos. El procedimiento implica un coste elevado dado que precisa de campanas de vacio para su aplicación sobre azulejos que han sido previamente producidos. Las limitaciones de la técnica además de sus costes elevados están basadas en la imposibilidad de obtener la decoración de las piezas más allá del recubrimiento metálico. Other procedures for obtaining ceramic surfaces with a metallic gloss appearance have recently been claimed by means of vapor deposition to obtain ceramic tiles, floor and wall tiles with metallic appearance (EP149B402). The metallic appearance obtained is a consequence of a coating of a metallic layer of elements such as chromium, zirconia, tantalum, titanium and nitrides or carbides of said elements. The procedure implies a high cost since it requires vacuum bells for its application on tiles that have been previously produced. The limitations of the technique in addition to its high costs are based on the impossibility of obtaining the decoration of the pieces beyond the metallic coating.
Otro procedimiento reciente para obtener superfiCies cerámicas con aspecto metalizado consiste en la incorporación de particulas de un tamaño menor a 100 ~m de metales o aleaciones de metales con puntos de fusión superiores a 11000C (EP1702896). El procedimiento referido presenta como principal limitación el requerimiento de pulir la superficie cerámica tras el proceso de cocción para obtener el aspecto metálico generado por las partículas metálicas pulidas. El procedimiento de pulido implica un coste elevado que generalmente es incluso superior al coste de producción del material base. Adicionalmente, la incorporación de particulas metálicas presenta problemas importantes de reologia que se traducen en una baja estabilidad y homogeneidad de las barbotinas de los esmaltes. Another recent procedure for obtaining ceramic surfaces with a metallic appearance consists in the incorporation of particles smaller than 100 µm of metals or metal alloys with melting points greater than 11000C (EP1702896). The aforementioned procedure has as a main limitation the requirement to polish the ceramic surface after the cooking process to obtain the metallic appearance generated by the polished metal particles. The polishing process implies a high cost that is generally even higher than the production cost of the base material. Additionally, the incorporation of metallic particles presents important rheology problems that result in low stability and homogeneity of the enamel slippers.
En definitiva, cabe indiciar que las fritas de aspecto metalizado en su conjunto presentan limitaciones debido a: In short, it should be noted that the metallic-looking frits as a whole have limitations due to:
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- elevado coste de las materias primas, principalmente de los precursores de los fosfatos; high cost of raw materials, mainly phosphate precursors;
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- La ausencia de brillo de las fritas basadas en fosfatos atribu ida a la presencia de cristales The absence of brightness of phosphate-based frits attributed to the presence of crystals
micrométricos en la superficie que producen reflexión difusa de la luz, aspecto por el que se micrometers on the surface that produce diffuse reflection of light, aspect by which
limita a superficies con texturas para obtener una sensación aparente de brillo; limited to surfaces with textures to obtain an apparent sensation of brightness;
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- La dificultad en el control de la formación de fases de fosfatos a alta temperatura; The difficulty in controlling the formation of phosphate phases at high temperature;
- --
- La elevada solubilidad de los vidrios de fosfatos en medio acuoso. The high solubility of phosphate glasses in aqueous medium.
Además, presentan las siguientes limitaciones: In addition, they have the following limitations:
- --
- coste elevado por el empleo de metales nobles aplicados mediante la técnica de tercer fuego; high cost for the use of noble metals applied by the third fire technique;
- --
- las composiciones con fosfatos y óxidos de hierro para esmaltes con aspecto metalizado Compositions with phosphates and iron oxides for enamels with metallic appearance
presentan además problemas de aplicación debido a las características reológicas de los they also have application problems due to the rheological characteristics of the
materiales empleados que se traduce en una falta de homogeneidad, aparición de defectos y materials used which results in a lack of homogeneity, appearance of defects and
baja estabilidad con la temperatura; low temperature stability;
- --
- empleo de CuO. La principal limitación técnica es que se obtiene una frita con un aspecto CuO employment. The main technical limitation is that a frit with an appearance is obtained
metalizado no homogéneo con zonas oscuras que no presentan efecto lustre, debido a la non-homogeneous metallized with dark areas that have no luster effect, due to the
formación de cristalizaciones no homogéneas. formation of non-homogeneous crystallizations.
- --
- empleo de nanopartículas metálicas dispersas y ancladas en nanofibras de sepiolita. La principal use of dispersed and anchored metal nanoparticles in sepiolite nanofibers. The main
limitación de esta técnica es que requiere un agente reductor, como polvo de carbón, para Limitation of this technique is that it requires a reducing agent, such as coal dust, to
generar la atmósfera reductora local y transitoria durante el proceso de cocción que preserve las generate the local and transient reducing atmosphere during the cooking process that preserves the
nanopartículas metálicas, así como la formación de defectos superficiales debido a crecimientos cristalinos de CuO de tamaño micrométrico que reduce el brillo. metal nanoparticles, as well as the formation of surface defects due to crystalline growths of CuO of micrometric size that reduces the brightness.
Segun lo anterior, se puede afirmar que no existen en el mercado fritas coloreadas con efecto lustre, como son por ejemplo dorados, para monococción y bicocción sin la necesidad de realizar inevitablemente una cocción de tercer fuego para su aplicación, y sin emplear metales nobles que encarecen considerablemente estos productos, ya que tienen un elevado precio. According to the above, it can be affirmed that there are no colored frits on the market with a luster effect, such as gold, for monocooking and bicoction without the need to inevitably carry out a third fire firing for its application, and without using noble metals that They make these products considerably more expensive, as they have a high price.
La principal novedad que presenta esta invención es el desarrollo de fritas coloreadas con efecto lustre, es decir, como puede ser con efectos dorados o de piedras omamentales, mediante el empleo de lantánidos dentro del grupo del neodimio, praseodimio y erbio o una combinación de lantánidos con elementos de transición coloreados con al menos un compuesto que contenga cromo, cobalto, níquel, molibdeno o cobre, que permitan desarrollar una frita aplicable en procesos de monococción y bicocción que den lugar a una superficie vitrificada, con unas características técnicas adecuadas, principalmente su resistencia al desgaste y a los ataques químicos, pero que no necesite un tercer fuego en su aplicación. Cabe destacar que en ninguno de los documentos encontrados se utilizan combinación de óxidos de elementos de transición coloreados con lantánidos o mezcla de lantánidos, para alcanzar efectos brillantes o iridiscentes. Estas fritas son de especial interés en el campo de la fabricación de piezas y materiales cerámicos. The main novelty presented by this invention is the development of colored frits with luster effect, that is, as it can be with golden effects or omamental stones, by using lanthanides within the neodymium, praseodymium and erbium group or a combination of lanthanides with transition elements colored with at least one compound containing chromium, cobalt, nickel, molybdenum or copper, which allow the development of a frit applicable in monocoction and bicoction processes that give rise to a vitrified surface, with adequate technical characteristics, mainly its resistance to wear and chemical attacks, but that does not require a third fire in its application. It should be noted that none of the documents found combine oxides of transition elements colored with lanthanides or mixture of lanthanides, to achieve bright or iridescent effects. These frits are of special interest in the field of the manufacture of ceramic pieces and materials.
Por otra parte, cabe indicar que en el sector de la fabricación de elementos cerámicos decorados, como por ejemplo baldosas, las técnicas de decoración por inyección de tinta son ampliamente conocidas, tal y como está descrito por ejemplo en la Patente ES 2131466 "Procedimiento automático de decoración de substratos cerámicos·, que describe de forma genérica el uso del sistema de inyección de tintas en cerámíca, aunque no hace referencia alguna al método de preparación de las tintas o su formulación. Ejemplos de estas tintas los podemos encontrar, por ejemplo, en la Patente ES 2289916 "Dispersión coloidal de pigmentos cerámicos·, que presenta de una forma muy general la fabricación de tintas para aplicación por inyección por dispersión y molturación, no contemplando ningun tipo de síntesis química o elemento que permita obtener colores más intensos y duraderos. On the other hand, it should be noted that in the sector of the manufacture of decorated ceramic elements, such as tiles, inkjet decorating techniques are widely known, as described for example in Patent ES 2131466 "Automatic procedure of decoration of ceramic substrates ·, which describes in a generic way the use of the system of injection of inks in ceramics, although it does not make any reference to the method of preparation of the inks or their formulation.Examples of these inks can be found, for example, in Patent ES 2289916 "Colloidal dispersion of ceramic pigments ·, which presents in a very general way the manufacture of inks for application by injection by dispersion and grinding, not contemplating any type of chemical synthesis or element that allows to obtain more intense and lasting colors .
Por otro lado, en la solicitud de patente ES 2373897 A1, se describe un procedimiento de producción de una suspensión metálica para impresión de elementos cerámicos utilizable para la decoración por inyección de dichos elementos cerámicos caracterizada por la incorporación de nano-partículas de metales nobles, preferentemente oro, plata, cobre o rutenio, en los disolventes que constituyen la base de la suspensión, lográndose la síntesis de las nano-partículas por reacciones de reducción in situ, usando los disolventes que constituyen la base de la suspensión como medio de reacción, de metales nobles con unos grupos protectores y un apropiado reductor-estabilizante. Dicho proceso de síntesis es aplicable tanto directamente sobre los disolventes base de las tintas, como sobre suspensiones de los mismos conteniendo partículas de pigmentos cerámicos. No obstante esta patente no contempla el uso de elementos de transición y utiliza metales preciosos de alto coste. On the other hand, in the patent application ES 2373897 A1, a method of producing a metal suspension for printing ceramic elements usable for the injection decoration of said ceramic elements characterized by the incorporation of nano-particles of noble metals is described, preferably gold, silver, copper or ruthenium, in the solvents that constitute the base of the suspension, the synthesis of the nano-particles being achieved by reduction reactions in situ, using the solvents that constitute the base of the suspension as a reaction medium, of noble metals with protective groups and an appropriate reducer-stabilizer. Said synthesis process is applicable both directly to the base solvents of the inks, and to suspensions thereof containing ceramic pigment particles. However, this patent does not contemplate the use of transition elements and uses precious metals of high cost.
Aunque existe una evolución en la calidad de las tintas empleadas, aun quedan muchos problemas por resolver, entre los que podemos citar, estabilidad de las suspensiones, granulometría de la fracción sólida, gama de colores e intensidad. Although there is an evolution in the quality of the inks used, there are still many problems to be solved, among which we can mention, stability of the suspensions, granulometry of the solid fraction, range of colors and intensity.
Una de las principales limitaciones de la técnica de decoración por inyección de tinta, aplicada a la fabricación de baldosas cerámicas, es la obtención de una buena gama cromática. En tal sentido se han realizado numerosos desarrollos, como podemos encontrar, por ejemplo, en la Patente ES 2209634 "Nueva tinta amarilla para la decoración de artículos de cerámíca y vidrio mediante tecnología Inkjet", que describe una tínta que emplea titanio coloidal para adicionarto a disoluciones de carboxilatos de metales, sales solubles, aunque esta tinta no contempla el uso de combinación de lantánidos o de estos con elementos de transición coloreados, objeto del presente estudio y no aporta un acabado lustre, solo tonalidad amarilla. One of the main limitations of the inkjet decoration technique, applied to the manufacture of ceramic tiles, is to obtain a good color range. In this regard, numerous developments have been made, as we can find, for example, in the ES Patent 2209634 "New yellow ink for the decoration of ceramic and glass articles by means of Inkjet technology", which describes a tint that uses colloidal titanium to add solutions of metal carboxylates, soluble salts, although this ink does not contemplate the use of combination of lanthanides or of these with colored transition elements, object of the present study and does not provide a luster finish, only yellow hue.
Existe una gran necesidad e interés en el sector de la fabricación de elementos cerámicos decorados por disponer de un conjunto de tintas que permita trabajar en cuatricromía, tal como se realiza en otros sectores industriales. Para poder disponer de esta cuatricromía ideal, una de las principales necesidades a resolver es la obtención de una tinta de color purpura intenso. There is a great need and interest in the sector of the manufacture of ceramic elements decorated by having a set of inks that allow work in four colors, as is done in other industrial sectors. In order to have this ideal four-color process, one of the main needs to be resolved is to obtain an intense purple ink.
Actualmente las tintas purpura empleadas están basadas en disoluciones de complejos de oro. Este tipo de tintas tienen serios inconvenientes de utilización debido a su impresión sobre los substratos cerámicos no coCidos. En efecto, el estado poroso de los substratos cerámicos, unido al proceso cerámico propio, humedad de las piezas tras el esmaltado, parámetros de secado, tiempo de espera antes de la cocción de las baldosas, etc. puede provocar defectos por migración de los complejos de oro, lo que provocaría cambios de tonalidad. Currently the purple inks used are based on solutions of gold complexes. These types of inks have serious drawbacks due to their printing on uncooked ceramic substrates. In fact, the porous state of the ceramic substrates, together with the ceramic process itself, humidity of the pieces after the enamelling, drying parameters, waiting time before firing the tiles, etc. it can cause defects by migration of the gold complexes, which would cause changes in hue.
Se conocen algunos intentos de utilizar partículas nanométricas, como encontramos descrito en la patente ES 2298503 "Colorantes cerámicos en forma de suspensiones nano-métricas·, que emplea oro y plata destinados a productos cerámicos por reacción en estado liquido, y para uso cerámico, aunque presenta el inconveniente de Some attempts to use nanometric particles are known, as we find described in patent ES 2298503 "Ceramic dyes in the form of nano-metric suspensions, which uses gold and silver for ceramic products by reaction in a liquid state, and for ceramic use, although It has the disadvantage of
que no están pensados para su uso como tintas de inyección, refiriéndose únicamente a uso cerámico en general, además de que no prevén la adición de elementos para su estabilización, con lo que la durabilidad y homogeneidad es previsible que no sea buena. Además, presentan el inconveniente de que emplea temperatura para obtener la reacción quimica, con el consiguiente encarecimiento del proceso y aumento de la complejidad de producción y de control de resultados. that are not intended for use as injection inks, referring only to ceramic use in general, in addition to not providing the addition of elements for stabilization, so that durability and homogeneity is expected to be not good. In addition, they have the disadvantage that it uses temperature to obtain the chemical reaction, with the consequent increase in the process and increase the complexity of production and control of results.
Las técnicas de aplicación de las materias primas empleadas para obtener efectos metalizados son muy costosas. Entre esas técnicas destacan las siguientes: The techniques for applying the raw materials used to obtain metallic effects are very expensive. These techniques include the following:
Deposición en fase vapor de un recubrimiento de una capa metálica de elementos como el cromo, zirconia, tántalo, titanio y nitruros. Este procedimiento implica un coste muy elevado dado que precisa de campanas de vacio para su aplicación en azulejos que han sido previamente producidos. Las limitaciones de la técnica además de sus costes elevados están basadas en la imposibilidad de obtener la decoración de las piezas más allá del recubrimiento metálico. Incorporación de partículas de metales o aleaciones de metales con un tamaño menor a 100 IJm. La principal limitación de esta técnica de aplicación es la necesidad de realizar un pulido posterior de la superficie cerámica tras el proceso de cocción para obtener el aspecto metálico. Además, la incorporación de partículas metálicas presenta problemas importantes de reología, baja estabilidad y homogeneidad de las barbotinas de los esmaltes . Vapor phase deposition of a coating of a metallic layer of elements such as chromium, zirconia, tantalum, titanium and nitrides. This procedure implies a very high cost since it requires vacuum bells for its application in tiles that have been previously produced. The limitations of the technique in addition to its high costs are based on the impossibility of obtaining the decoration of the pieces beyond the metallic coating. Incorporation of metal particles or metal alloys with a size smaller than 100 IJm. The main limitation of this application technique is the need to perform a subsequent polishing of the ceramic surface after the cooking process to obtain the metallic appearance. In addition, the incorporation of metallic particles presents important problems of rheology, low stability and homogeneity of the slippers of the enamels.
Para solventar la problemática existente en la actualidad y conseguir un efecto lustre (por ejemplo, dorados o de piedras ornamentales) se describe la presente invención, basada en el empleo de elementos mezclas de lantánidos y/o de transición coloreados fritados que presentan las siguientes ventajas: In order to solve the current problem and achieve a luster effect (for example, gold or ornamental stones), the present invention is described, based on the use of fused colored lanthanide and / or transition elements that have the following advantages :
- 1. one.
- reducción de costes. No se utilizan metales nobles. cost reduction. No noble metals are used.
- 2. 2.
- facilidad en el proceso de fabricación. La maquinaria y procedimientos para su aplicación son los empleados habitualmente en la industria cerámica para la decoración de piezas, no es necesario nueva maquinaria ni modificación alguna en los procesos. ease in the manufacturing process. The machinery and procedures for its application are commonly used in the ceramic industry for the decoration of parts, no new machinery or any modification in the processes is necessary.
- 3. 3.
- ahorro energético y de emisiones. Al no requerir una o más cocciones adicionales supone un importante ahorro energético frente a las producciones actuales. energy and emission savings. Not requiring one or more additional cooking means significant energy savings compared to current productions.
- 4. Four.
- mejora de propiedades técnicas del producto final. Si se utiliza sobre el esmalte adecuado, su comportamiento es superior a las aplicaciones PVD y de tercer fuego por ejemplo dorados, en concreto la resistencia al rayado, bases o a las manchas de yodo. improvement of technical properties of the final product. If used on the appropriate enamel, its behavior is superior to PVD and third-fire applications, for example, gilded, in particular scratch resistance, bases or iodine stains.
Descrípción de la inve nción Description of the invention
ES, por tanto, el objeto principal de esta invención una frita o una gama de fritas coloreadas con efecto lustre iridiscente o de mineral ornamental, caracterizadas por que comprenden en su formulación al menos un lantánido seleccionado dentro del grupo formado por neodimio, cerio, praseodimio y erbio, combinado con: Therefore, the main object of this invention is a frit or a range of colored frits with iridescent luster or ornamental mineral effect, characterized in that they comprise in its formulation at least one lanthanide selected from the group consisting of neodymium, cerium, praseodymium and erbium, combined with:
al menos un segundo lantánido diferente al primero seleccionado dentro del mismo grupo, o al menos un elemento de transición coloreado con al menos un compuesto que contenga un elemento seleccionado dentro del grupo formado por cromo, cobalto, niquel, manganeso y cobre. at least one second lanthanide different from the first selected within the same group, or at least one transition element colored with at least one compound containing an element selected within the group consisting of chromium, cobalt, nickel, manganese and copper.
Se ha comprobado que la frita descrita aporta un efecto lustre, como puede ser por ejemplo aunque no exclusivamente dorado o el color de piedras y minerales omamentales, a los productos sobre los que se aplica, como pueden ser materiales de tipo cerámico, vitrocerámico o metálico, teniendo una gran aplicación potencial en técnicas decorativas, como puede ser por ejemplo de baldosas, tejas, vajillería o sanitarios, entre otros materiales. Gracias al empleo de las combinaciones de lantánidos y de lantánidos con metales de transición coloreados como los descritos se alcanza la iridiscencia, el brillo y las tonalidades deseadas para el material en cuestión. It has been proven that the frit described provides a luster effect, such as, for example, although not exclusively gold or the color of stones and mineral minerals, to the products on which it is applied, such as ceramic, glass-ceramic or metallic materials. , having a great potential application in decorative techniques, such as tiles, tiles, cutlery or sanitary ware, among other materials. Thanks to the use of the combinations of lanthanides and lanthanides with colored transition metals such as those described, the iridescence, brightness and tones desired for the material in question are achieved.
La frita definida anteriormente tiene un gran valor en el campo de la técnica porque es más económica que las aplicaciones conocidas, y presenta una elevada resistencia a las manchas, ácidos láctico, citrico, clorhid rico, bases, sales de piscina y productos de limpieza tras formar una capa vítrea sobre el soporte decorado con las mismas. The frit defined above has a great value in the field of the art because it is cheaper than known applications, and has a high resistance to stains, lactic acid, citric acid, rich hydrochloride, bases, pool salts and cleaning products after form a vitreous layer on the support decorated with them.
Esta frita puede ser empleada en la fabricación de materiales decorados de tipo cerámico, vitrocerámico o metálicos mediante procesos de monococción o bicocción, con las ventajas derivadas: sin la necesidad de realizar inevitablemente una cocción de tercer fuego para su aplicación y sin emplear metales nobles que encarecen considerablemente estos productos, ya que tienen un elevado precio. This frit can be used in the manufacture of ceramic, vitroceramic or metallic decorated materials by means of monocoction or bicoction processes, with the derived advantages: without the need to inevitably carry out a third fire firing for its application and without using noble metals that They make these products considerably more expensive, as they have a high price.
En definitiva, la presente invención describe fritas que proporcionan efectos dorados o de piedras ornamentales a precio muy competitivo debido a que no requieren de técnicas costosas, como puede ser la tradicional técnica de tercer fuego empleado para alcanzar lustres a partir de metales nobles; y por otro lado, a que se emplean nuevas Ultimately, the present invention describes frits that provide gold or ornamental stone effects at a very competitive price because they do not require expensive techniques, such as the traditional third fire technique used to achieve luster from noble metals; and on the other hand, to which new ones are used
materias primas con un precio mucho más reducido en comparación con las materias primas empleadas en otras técnicas, como pueden ser metales nobles. raw materials with a much lower price compared to the raw materials used in other techniques, such as noble metals.
Los compuestos en los que preferiblemente aparecen estos elementos lantánidos y de transición son óxidos, que preferentemente son sus óxidos más estables, aunque también pueden emplearse otras sales como por ejemplo pueden ser los haluros, como cloruros o fluoruros, puesto que también son estables. The compounds in which these lanthanide and transition elements preferably appear are oxides, which are preferably their most stable oxides, although other salts such as halides, such as chlorides or fluorides, may also be used, since they are also stable.
Preferentemente, el compuesto o compuestos que comprenden los lantánidos están comprendidos en la formulación de la frita en un porcentaje comprendido entre 3% y 20% en peso del total de la composición incluidos ambos limites, estando comprendido más preferentemente entre 8%. y 15% Y siendo dicho porcentaje más preferentemente todavia del 12%. Preferably, the compound or compounds comprising the lanthanides are comprised in the formulation of the frit in a percentage comprised between 3% and 20% by weight of the total composition including both limits, being more preferably comprised between 8%. and 15% And said percentage being more preferably still 12%.
También preferentemente, el compuesto o compuestos que comprenden el elemento de transición coloreado son seleccionados dentro del grupo formado por óxido de cromo, óxido de cobalto, óxido de niquel, óxido de manganeso y óxido de cobre, pudiendo las fritas comprender cualquiera de las combinaciones de estos compuestos en porcentajes comprendidos entre 1% y 10% en peso del total de la formulación, incluidos ambos límites . Also preferably, the compound or compounds comprising the colored transition element are selected from the group consisting of chromium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, manganese oxide and copper oxide, the frits being able to comprise any of the combinations of these compounds in percentages comprised between 1% and 10% by weight of the total formulation, including both limits.
La frita puede comprender, además de los compuestos que contienen el elemento de transición coloreado y los que contienen los lantánidos, uno o más de los siguientes compuestos: carbonatos, cuarzo, dolomita, feldespatos, silicato de circonio, nitratos, caolines, boratos y otros óxidos de elementos que no son lantánidos. Estos compuestos son comúnmente empleados en el campo de la técnica. En este sentido, la frita puede comprender cualquier otro compuesto que se conoce para fabricar este tipo de productos, como pueden ser por ejemplo y no exclusivamente: ácido bórico, alúmina, bióxido de titanio, caolín, óxido de cal, carbonato de bario, carbonato de cal, carbonato de potasio, carbonato de litio, carbonato de sodio, cuarzo, dolomita, boratos alcalinos y alcalinotérreos, espodumeno, feldespato potásico, feldespato sódico, fosfato cálcico, silicato de zirconio, óxido de zinc, nitratos alcalinos y alcalinotérreos, entre otros. The frit may comprise, in addition to the compounds containing the colored transition element and those containing the lanthanides, one or more of the following compounds: carbonates, quartz, dolomite, feldspars, zirconium silicate, nitrates, kaolins, borates and others oxides of elements that are not lanthanides. These compounds are commonly used in the field of art. In this sense, the frit can comprise any other compound that is known to manufacture such products, such as, for example, and not exclusively: boric acid, alumina, titanium dioxide, kaolin, lime oxide, barium carbonate, carbonate of lime, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium carbonate, quartz, dolomite, alkali and alkaline earth borates, spodumene, potassium feldspar, sodium feldspar, calcium phosphate, zirconium silicate, zinc oxide, alkaline and alkaline earth nitrates, among others .
El efecto lustre iridiscente consegu ido a partir de la utilización de la combinación de lantánidos o la combinación de lantánidos con metales de transición coloreados en la frita pueden ser muy variados, pero preferentemente son efectos dorados y de aspecto de piedras y minerales omamentales tales como el cobre índigo (covellita). Se entiende por piedra omamental en el ámbito de la presente invención aquellas piedras que tras un proceso de elaboración son aptas para ser utilizadas como materiales de construcción y elementos de decoración conservando integramente sus características fisico-quimicas, composición y textura. The iridescent luster effect achieved from the use of the combination of lanthanides or the combination of lanthanides with colored transition metals in the frit can be very varied, but preferably they are golden and aspect effects of omamental stones and minerals such as Indigo copper (covellite). It is understood by omamental stone in the scope of the present invention those stones that after a process of elaboration are suitable to be used as construction materials and decoration elements while preserving their physical-chemical characteristics, composition and texture.
En una realización preferida, la frita coloreada con efecto lustre iridiscente presenta la siguiente formulación, en porcentaje en peso del total de composición: In a preferred embodiment, the colored frit with iridescent luster effect has the following formulation, as a percentage by weight of the total composition:
Carbonato bario: 1-2 % Carbonato cal: 2-3% Borato cálcico: 9-12"/" Cuarzo: 5-7% Dolomita: 5-6,00% Feldespato potásico: 33,00%-37% Feldespato sódico: 8,00%-9% Silicato de circonio: 6,0-8% Nitrato potásico bb: 0,50-2% Óxido de cerío:5-8% Óxido de cinc: 7-11 ,00% Óxido de praseodimio: 3-7% Barium carbonate: 1-2% Lime carbonate: 2-3% Calcium Borate: 9-12 "/" Quartz: 5-7% Dolomite: 5-6.00% Potassium Feldspar: 33.00% -37% Sodium Feldspar: 8.00% -9% Zirconium Silicate: 6.0-8% Potassium nitrate bb: 0.50-2% Cerium Oxide: 5-8% Zinc Oxide: 7-11.00% Praseodymium Oxide: 3-7%
Gracias a esta composición, la frita presenta un efecto brillante de color oro. La composición especificada presenta preferentemente el siguiente contenido en óxidos en su forma calcinada, en porcentaje en peso del total de óxidos contenidos en la formulación: Thanks to this composition, the frit has a bright gold effect. The specified composition preferably has the following content of oxides in its calcined form, in percentage by weight of the total of oxides contained in the formulation:
Óxido de aluminio: 7-9% Óxido de boro: 4-5% Óxido de bario: 0.5-2% Óxido de calcio: 5-7% Óxido de cerio: 5-8% Óxido de potasio:4-5% Óxido de magnesio: 1-2% Óxido de sodio: 1-2% Óxido de praseodimio:3-7% Óxido de silicio: 40-43% Óxido de cinc: 7-11 % Aluminum Oxide: 7-9% Boron Oxide: 4-5% Barium Oxide: 0.5-2% Calcium Oxide: 5-7% Cerium Oxide: 5-8% Potassium Oxide: 4-5% Magnesium Oxide: 1-2% Sodium Oxide: 1-2% Praseodymium Oxide: 3-7% Silicon Oxide: 40-43% Zinc Oxide: 7-11%
Óxido de circonio: 3-5% Zirconium Oxide: 3-5%
En otra realización preferida, la frita coloreada con efecto lustre iridiscente presenta la siguiente formulación, en porcentaje en peso del total de composición: In another preferred embodiment, the colored frit with iridescent luster effect has the following formulation, as a percentage by weight of the total composition:
Carbonato bario: 1-2%. Carbonato cal: 2-3,00% Borato cálcico: 9-1 2%. Cuarzo: 5-9% Dolomita: 5-6,00% Feldespato potásico: 34-37% Feldespato sódico: 9-10% Silicato de circonio: 6-8% Nitrato potásico bb: 0,50-2%. Óxido de cerio: 6-9% Óxido de cinc: 8-11,00% Óxido de cobalto: 1-4% Barium carbonate: 1-2%. Lime carbonate: 2-3.00% Calcium Borate: 9-1 2%. Quartz: 5-9% Dolomite: 5-6.00% Potassium Feldspar: 34-37% Sodium Feldspar: 9-10% Zirconium Silicate: 6-8% Potassium nitrate bb: 0.50-2%. Cerium Oxide: 6-9% Zinc Oxide: 8-11.00% Cobalt Oxide: 1-4%
Gracias a esta composición, la frita presenta un efecto cobre índigo. La composición especificada presenta el siguiente contenido en óxidos en su forma calcinada en porcentaje en peso del total de óxidos contenidos en la formulación: Thanks to this composition, the frit has an indigo copper effect. The specified composition has the following oxides content in its calcined form in percentage by weight of the total oxides contained in the formulation:
Óxido de aluminio: 7-9% Óxido de boro: 4-5% Óxido de bario: 0,5-2% Óxido de calcio: 5-7% Óxido de cerio: 5-8% Óxido de cobalto: 1-4% Óxido de potasio: 4-5% Óxido de magnesio: 1-2% Óxido de sodio: 1-2% Óxido de silicio: 42-45% Oxido de cinc 8-11 % Óxido de circonio: 4-6% Aluminum Oxide: 7-9% Boron Oxide: 4-5% Barium Oxide: 0.5-2% Calcium Oxide: 5-7% Cerium Oxide: 5-8% Cobalt Oxide: 1-4% Potassium Oxide: 4-5% Magnesium Oxide: 1-2% Sodium Oxide: 1-2% Silicon Oxide: 42-45% Zinc Oxide 8-11% Zirconium Oxide: 4-6%
La frita descrita se obtiene de manera preferida por mezcla y fusión de los componentes, por ejemplo en un horno industrial. En cualquiera de sus variantes, dicha frita puede presentarse para su transporte y comercialización en forma sólida o de dispersión coloidal. The described frit is preferably obtained by mixing and melting the components, for example in an industrial oven. In any of its variants, said frit can be presented for transport and commercialization in solid or colloidal dispersion form.
Como una forma de presentación preferida, la presente invención engloba una granilla constituida por la frita descrita, en cualquiera de sus variantes, que presenta un tamaño medio de partícula comprendido entre 100 y 700 micras, más preferentemente entre 100 y 500 micras, incluidos ambos limites. En este caso, la frita no se pulveriza sino que se rompe o tritura, por ejemplo mediante rodi llo. As a preferred form of presentation, the present invention encompasses a granule constituted by the frit described, in any of its variants, which has an average particle size between 100 and 700 microns, more preferably between 100 and 500 microns, including both limits . In this case, the frit is not pulverized but is broken or crushed, for example by rolling.
En otra forma de presentación, la frita puede mezclarse con uno o más suspensionantes tales como arcillas, caolines, bentonitas .. para dar lugar a una composición sólida. Más preferentemente, la composición sólida contiene una cantidad de frita comprendida entre 90% y 99,5% incluido ambos límites en porcentaje en peso del total de composíción. Una composíción concreta es: 93% frita y 7% caolín. La composición sólida puede obtenerse mediante mezcla de los componentes indicados en via seca. In another form of presentation, the frit may be mixed with one or more suspensions such as clays, kaolins, bentonites ... to give rise to a solid composition. More preferably, the solid composition contains a quantity of frit comprised between 90% and 99.5% including both limits in percentage by weight of the total composition. A specific composition is: 93% fried and 7% kaolin. The solid composition can be obtained by mixing the indicated components in a dry way.
En otra forma de presentación altemativa, la frita puede prepararse en forma de polvo, mezclándose con suspensionantes y molturándose hasta un tamaño medio de partícula comprendido entre 5 y 63 micras, estando dicho tamaño más preferentemente entre 20 y 63 micras y siendo más preferentemente todavía de 20 micras. En otra realización preferida, el polvo de frita puede presentar un tama~o comprendido entre 10 y 45 micras (concretamente, cuando se use para preparar barbotina). Si se prepara por vía seca, sólo se mezcla la frita con suspensionantes y fluidificantes y se moltura. Si se prepara por vía húmeda, se mezcla la frita con los suspensionantes y defloculantes en agua, molturándose todo, secándose a continuación y micronizándose hasta el tamaño de partícula indicado. In another form of alternative presentation, the frit can be prepared in powder form, mixed with suspensions and molded to an average particle size between 5 and 63 microns, said size being more preferably between 20 and 63 microns and being more preferably still of 20 microns In another preferred embodiment, the frit powder may have a size between 10 and 45 microns (specifically, when used to prepare slip). If it is prepared dry, only the frit is mixed with suspensions and fluidizers and ground. If prepared by a wet route, the frit is mixed with the suspensions and deflocculants in water, grinding everything, then drying and micronizing to the indicated particle size.
A partir de la composiCión SÓlida o del polvo descritos puede obtenerse una barbotína, que comprende did1a composición o dicho polvo en suspensión acuosa, en un tamaño de partícula comprendido entre 5 y 63 micras. Dicha barbotina puede presentar preferiblemente una proporción 90:10:35 de frita, suspensionantes (como caolines) y defloculantes yagua. Una composición concreta de la barbotina es: 93% frita Y 7% caolín hasta un 100% de mezcla, y ésta mezclada a su vez con 35% de agua del total de la barbotina. En una realización preferida, la barbotina puede obtenerse mediante mezcla de la composición sólida yagua; en este caso, la mezcla debe molturarse en húmedo para alcanzar el tamaño de partícula indicado. En otra realización preferida, From the Solid composition or powder described, a slip can be obtained, comprising the composition or said powder in aqueous suspension, in a particle size between 5 and 63 microns. Said slip may preferably have a 90:10:35 ratio of frit, suspensions (such as kaolins) and water deflocculants. A specific composition of the slip is: 93% fried and 7% kaolin up to 100% mix, and this in turn mixed with 35% water from the total slip. In a preferred embodiment, the slip can be obtained by mixing the solid composition and water; In this case, the mixture must be wet milled to reach the indicated particle size. In another preferred embodiment,
la barbotina puede prepararse a partir del polvo de frita. Como en este caso dicho polvo ya presenta las propiedades adecuadas, simplemente debe mezclarse con agua, "mojarse", sin molturación. Si la frita proviene de la composición sólida, preferiblemente presenta un tamaño medio de partícula comprendido entre 20 y 63 micras, mientras que si proviene del polvo presenta preferiblemente un tamaño medio de partícula comprendido entre 10 y 45 micras. The slip can be prepared from the fried powder. As in this case said powder already has the appropriate properties, it must simply be mixed with water, "wet", without grinding. If the frit comes from the solid composition, it preferably has an average particle size between 20 and 63 microns, while if it comes from the powder it preferably has an average particle size between 10 and 45 microns.
A partir de la frita objeto de protección también puede obtenerse una dispersión de pigmentos cerámicos para fabricar tintas ínk-jet. En el caso más preferído, dicha díspersión es una tinta pigmentada, que comprende dicha frita en una cantidad comprendida entre 25% y 80% incluidos ambos limites en peso del total de tinta, preferentemente 30% y 60%, junto con uno o más compuestos seleccionados dentro del grupo formado por humectantes, antiespumantes.. Y cualquier componente conocido en el campo para preparar tintas pigmentadas. Las tintas se suelen preparar molturando la frita junto con el vehículo en el que están suspensionadas y el resto de componentes, hasta alcanzar un tamaño de partícula inferior a 0,5 micras. En el caso de emplearse en algun momento cabezales de inkjet que trabajen con tintas de mayor tamaño de particula, pueden fabricarse dichas tintas más gruesas aplicando los conocimientos del estado de la técnica combinados con la presente memoria. En una realización preferida, se puede primero realizar una molturación de la frita sola, reduciendo su tamaño, para facilitar y abaratar el coste del proceso de molturación de todos los componentes para obtener la dispersión (tinta). A dispersion of ceramic pigments can also be obtained from the fried protective object to manufacture ink-jet inks. In the most preferred case, said dispersion is a pigmented ink, which comprises said frit in an amount comprised between 25% and 80% including both weight limits of the total ink, preferably 30% and 60%, together with one or more compounds. selected within the group consisting of humectants, defoamers .. And any component known in the field to prepare pigmented inks. The inks are usually prepared by grinding the frit together with the vehicle in which they are suspended and the rest of the components, until reaching a particle size of less than 0.5 microns. In the case of using inkjet heads that work with larger particle inks at some time, such thicker inks can be manufactured by applying the knowledge of the state of the art combined with the present specification. In a preferred embodiment, it is possible to first grind the frit alone, reducing its size, to facilitate and reduce the cost of the milling process of all the components to obtain the dispersion (ink).
También es objeto de protección un material de naturaleza cerámica, vítrea, vítrocerámica ylo metálica coloreado con efecto lustre iridiscente mediante la frita antes descrita, en cualquiera de sus variantes. Este material es preferentemente seleccionado dentro de un grupo de productos que comprende baldosas cerámicas, azulejos, vajilleria y sanitarios, entre los más destacados, que además de contener la frita pueden estar esmaltadas o no. A material of a ceramic, vitreous, vitroceramic and colored metallic nature with iridescent luster effect is also protected by the frit described above, in any of its variants. This material is preferably selected within a group of products comprising ceramic tiles, tiles, vajilleria and sanitary, among the most prominent, which in addition to containing the frit may be enameled or not.
Otro objeto de invención es un método para aplicar la frita coloreada con efecto lustre iridiscente a un soporte de naturaleza cerámica, vítrea '110 metálica, en cualquiera de sus variantes, caracterizado por que dicho método comprende la etapa de aplicar la frita sobre la superfiCie del soporte. Another object of the invention is a method to apply the colored frit with iridescent luster effect to a support of a ceramic, glassy '110 metallic nature, in any of its variants, characterized in that said method comprises the step of applying the frit on the surface of the support.
Preferentemente, el método es un proceso de fabricación del soporte mediante cocción. El proceso comprende en este caso aplicar la frita en forma de granilla, de barbotina, de polvo o de tinta pigmentada sobre el soporte, crudo o no, y posteriormente someter el conjunto a un proceso de cocción. El soporte puede o no tener una capa de esmalte crudo antes de aplicar la frita. La temperatura de cocción puede estar comprendida entre 1020"C y 12000 C y la cocción se puede realizar sobre un tiempo comprendido entre 30 minutos y 70 minutos, incluidos ambos límites. Preferably, the method is a manufacturing process of the support by cooking. The process includes in this case applying the frit in the form of granules, slips, powders or pigmented ink on the support, raw or not, and then subjecting the whole to a cooking process. The support may or may not have a layer of raw enamel before applying the frit. The cooking temperature can be between 1020 "C and 12000 C and cooking can take place over a time between 30 minutes and 70 minutes, including both limits.
Más preferiblemente, dicho método es del tipo seleccionado entre monococción o bicocción del soporte. En el caso de la monococción, tras aplicar la frita sobre la superficie de un soporte crudo se someten ambos al proceso de cocción. En este caso, la temperatura de cocción puede estar comprendida entre 1090°C y 1200°C, durante un tiempo comprendido entre 30 minutos y 70 minutos, incluidos ambos limites. More preferably, said method is of the type selected from monocoction or bicoction of the support. In the case of monocooking, after applying the frit on the surface of a raw support, both are subjected to the cooking process. In this case, the cooking temperature can be between 1090 ° C and 1200 ° C, for a time between 30 minutes and 70 minutes, including both limits.
En el caso preferido de la bicocción, el método comprende cocer una primera vez únicamente el soporte (conociéndose el producto resultante como bizcocho), para posteriormente aplicar la frita sobre el soporte cocido y volver a cocer el conjunto una segunda vez. En este caso, la temperatura de la primera etapa de cocción puede estar comprendida entre 11000 C y 11 10oC, durante un tiempo comprend ido entre 50 minutos y 55 minutos, incluidos ambos límites, y la temperatura de la segunda etapa de cocción puede estar comprendida entre 1020"C y 10900C, durante un tiempo comprendido entre 30 minutos y 40 minutos, incluidos ambos limites. In the preferred case of bicoction, the method comprises cooking the support only for the first time (the resulting product being known as cake), then applying the frit on the cooked support and re-cooking the whole a second time. In this case, the temperature of the first cooking stage can be between 11000 C and 11 10 ° C, for a time between 50 minutes and 55 minutes, including both limits, and the temperature of the second cooking stage can be comprised between 1020 "C and 10900C, for a time between 30 minutes and 40 minutes, including both limits.
En una realización preferida, la frita se aplica sobre la superficie del soporte en forma de capa o capas con un espesor de capa comprendido entre 20 micras y 1000 micras incluidos ambos límites, estando la frita en forma de gránulos que presentan un tamaño medio de partícula comprendido entre 20 micras y 700 micras, incluidos ambos limites, es decir, cuando está en forma de granilla, de barbotina, o de polvo. De acuerdo con los materiales descritos anteriormente, cuando la frita se aplica en forma de granilla la capa puede tener un espesor mínimo de 200, y podría ser de hasta 1000 micras, ya que el tamaño medio máximo de partícula puede ser de 700 micras de tal forma que podrían acumularse varios gránulos juntos. Cuando la frita se aplica en forma de polvo junto con vehículo (serigrafia) o con suspensionantes, defloculantes yagua (barbotina), el espesor de la capa puede estar comprendido entre 20 y 400 micras, incluidos ambos limites. In a preferred embodiment, the frit is applied on the surface of the support in the form of a layer or layers with a layer thickness between 20 microns and 1000 microns including both limits, the frit being in the form of granules having an average particle size between 20 microns and 700 microns, including both limits, that is, when it is in the form of granules, slips, or dust. According to the materials described above, when the frit is applied in the form of a granule the layer can have a minimum thickness of 200, and could be up to 1000 microns, since the maximum average particle size can be 700 microns of such so that several granules could accumulate together. When the frit is applied in powder form together with vehicle (silkscreen) or with suspension, deflocculants and water (slip), the thickness of the layer can be between 20 and 400 microns, including both limits.
Cuando la frita se presenta en forma de granilla, puede aplicarse preferentemente mediante deposición en capa directamente sobre la pieza a decorar, espolvoreándola sobre la superficie de la misma, o mediante pantalla plana. When the frit is presented in the form of a granule, it can preferably be applied by layer deposition directly on the piece to be decorated, sprinkling it on the surface thereof, or by means of a flat screen.
En cambio, si bien la barbotina se aplica mediante pulverización sobre la superficie de la pieza a decorar, ésta se realiza en vía humeda, ya que se encuentra en estado liquido. Otras formas de aplicación de la barbotina es la deposición en campana o en tilera. On the other hand, although the slip is applied by spraying on the surface of the piece to be decorated, it is done in a wet way, since it is in a liquid state. Other forms of application of the slip is the deposition in bell or tilera.
Cuando se presenta en forma de polvo, puede aplicarse mediante deposición en capa sobre el soporte a decorar mediante técnicas de serigrafia, junto con un vehiculo serigráfico, en pantalla, rotocolor o f1exografia, técnicas ampliamente conocidas en el campo de la serigrafia. When it is presented in powder form, it can be applied by layer deposition on the support to be decorated using screen printing techniques, together with a screen-printing vehicle, on screen, rotocolor or phylography, techniques widely known in the field of screen printing.
5 Cuando la frita se presenta en forma de tinta pigmentada, ésta se aplica por inyección. 5 When the frit comes in the form of pigmented ink, it is applied by injection.
Por último, se contempla en la presente memoria el uso de la frita descrita anteriormente en cualquiera de sus Finally, it is contemplated herein the use of the frit described above in any of its
formas, así como del polvo obtenible a partir de la misma, de la granilla, de la barbotina o de la dispersión de forms, as well as the powder obtainable therefrom, from the granule, from the slip or from the dispersion of
pigmentos cerámicos, especialmente de la tinta pigmentada, para la decoración de piezas cerámicas , vítreas y/o 10 metálicas. ceramic pigments, especially pigmented ink, for the decoration of ceramic, vitreous and / or metal parts.
Breve descripción de las Figuras Brief Description of the Figures
Figura 1: representa el patrón de difracción de rayos X de la muestra de baldosa cerámica con efecto lustre dorado del Ejemplo 1. Figure 1: Represents the X-ray diffraction pattern of the sample of ceramic tile with golden luster effect of Example 1.
Tubo: Cu 15 Voltaje: 40 kV Tube: Cu 15 Voltage: 40 kV
Intensidad: 45 mA Intensity: 45 mA
Monocromador: no Monochromator: no
Rendija de divergencia: 0,6 mm Divergence slit: 0.6 mm
Rend ija receptora: 0,6 mm 20 Constante de tiempo: 1 s Receiver Yield: 0.6 mm 20 Time constant: 1 s
Tamaño de paso: 0,0150 Step size: 0.0150
Desde 29= 20 o hasta 29= 90 o From 29 = 20 or up to 29 = 90 or
Los datos del patrón de difracción mostrados en la figura se recogen en la siguiente tabla: The diffraction pattern data shown in the figure are collected in the following table:
Tabla 1 Intensidad Table 1 Intensity
- 20(')
- diAl
- 20,84
- 4,260 0,06
- 21,57
- 4,119 1,29
- 22,61
- 3,932 0,53
- 25,50
- 3,492 0,52
- 26,66
- 3,342 0,73
- 27,00
- 3,301 0,65
- 27,73
- 3,216 0,84
- 28,34
- 3,148 0,83
- 28,66
- 3,114 2,17
- 28,99
- 3,079 10,1
- 29,89
- 2,986 0,75
- 31,43
- 2,843 2,53
- 31,76
- 2,814 0,76
- 32,59
- 2,745 1,95
- 33,54
- 2,669 100,0
- 33,82
- 2,647 9,21
- 35,57
- 2,521 0,30
- 39,41
- 2,284 0,33
- 42,40
- 2,129 0,04
- 43,28
- 2,088 0,10
- 43,93
- 2,059 0,25
- 46,13
- 1,965 0,28
- 47,50
- 1,912 0,27
- 48,25
- 1,884 2,76
- 48,80
- 1,864 0,39
- 49,95
- 1,824 0,38
- 50,74
- 1,797 0,40
- 51,46
- 1,774 0,35
- 52,39
- 1,745 0,10
- 53,32
- 1,716 0,04
- 57,15
- 1,610 1,24
- 57,27
- 1,607 1,50
- 59,30
- 1,557 0,14
- twenty(')
- diAl
- 20.84
- 4,260 0.06
- 21.57
- 4,119 1.29
- 22.61
- 3,932 0.53
- 25.50
- 3,492 0.52
- 26.66
- 3,342 0.73
- 27.00
- 3,301 0.65
- 27.73
- 3,216 0.84
- 28.34
- 3,148 0.83
- 28.66
- 3,114 2.17
- 28.99
- 3,079 10.1
- 29.89
- 2,986 0.75
- 31.43
- 2,843 2.53
- 31.76
- 2,814 0.76
- 32.59
- 2,745 1.95
- 33.54
- 2,669 100.0
- 33.82
- 2,647 9.21
- 35.57
- 2,521 0.30
- 39.41
- 2,284 0.33
- 42.40
- 2,129 0.04
- 43.28
- 2,088 0.10
- 43.93
- 2,059 0.25
- 46.13
- 1,965 0.28
- 47.50
- 1,912 0.27
- 48.25
- 1,884 2.76
- 48.80
- 1,864 0.39
- 49.95
- 1,824 0.38
- 50.74
- 1,797 0.40
- 51.46
- 1,774 0.35
- 52.39
- 1,745 0.10
- 53.32
- 1,716 0.04
- 57.15
- 1,610 1.24
- 57.27
- 1,607 1.50
- 59.30
- 1,557 0.14
Cristobalita; Willemita Cristobalita; Willemite
Dióxido de silicio Silicon dioxide
Dióxido de silicio; Willemita Silicon dioxide; Willemite
Cuarzo Quartz
Circ6n Circle
Silicato de calcio Calcium silicate
Silicato de calcio Calcium silicate
Cerianita ; Willem ita Cerianite; Willem ita
Dióxido de silicio; Óxido de circonio y cerio Silicon dioxide; Zirconium and Cerium Oxide
Óxido de Circonio-Ortorrómbico Zirconium-Orthorhombic Oxide
Óxido de circonio-Tetragonal; Silicato de calcio; Zirconium Tetragonal Oxide; Calcium silicate;
Wi llem ita Wi llem ita
Óxido de Circonio-Ortorrómbico Zirconium-Orthorhombic Oxide
Silicato de calcio Calcium silicate
Silicato de calcio; Óxido de circonio y cerio Calcium silicate; Zirconium and Cerium Oxide
Circ6n; Óxido de circonio y cerio; Willemita Circ6n; Zirconium oxide and cerium; Willemite
Cristobalita; Circón Cristobalita; Zircon
Cuarzo: Silicato de calcio Quartz: Calcium Silicate
Cuarzo; Óxido de Circonio-Ortorrómbico Quartz; Zirconium-Orthorhombic Oxide
Dióxido de silicio; Willemita Silicon dioxide; Willemite
Cristobalita; Circón; Willemita Cristobalita; Zircon; Willemite
Wi llem ita Wi llem ita
Silicato de calcio; Willemita Calcium silicate; Willemite
Óxido de circonio y cerio Zirconium and Cerium Oxide
Wi llem ita Wi llem ita
Dióxido de silicio; Óxido de Circonio-Ortorrómbico Silicon dioxide; Zirconium-Orthorhombic Oxide
Cuarzo; Óxido de Circonio-Ortorrómbico Quartz; Zirconium-Orthorhombic Oxide
Óxido de circonio y cerio Zirconium and Cerium Oxide
Óxido de circonio-Tetragonal; Dióxido de silicio; Circón; Zirconium Tetragonal Oxide; Silicon dioxide; Zircon;
Wi llem ita Wi llem ita
Circ6n; Óxido de Circonio-Ortorrómbico; Willemita Circ6n; Zirconium-Orthorhombic Oxide; Willemite
Cuarzo; Óxido de circon io y cerio Quartz; Zirconium oxide and cerium
Cuarzo; Willemila Quartz; Willemila
Cerianita; Dióxido de silicio; Óxido de CirconioCerianite; Silicon dioxide; Zirconium Oxide
- Ortorrómbico; Wll lemita Orthorhombic; Wll Lemita
- 60,08 60.08
- 1,538 0,31 Cuarzo; Dióxido de silicio; Óxido de circon io y cerio 1,538 0.31 Quartz; Silicon dioxide; Zirconium oxide and cerium
- 62,26 62.26
- 1,489 0,12 Óxido de circonio-Tetragonal; Oxido de Circonio-Ortorrómbico 1,489 0.12 Zirconium Tetragonal Oxide; Zirconium-Orthorhombic Oxide
- 63,30 63.30
- 1,467 0,09 Dióxido de silicio 1,467 0.09 Silicon dioxide
- 64,29 64.29
- 1,447 0,07 Wi llem ita 1,447 0.07 Wi llem ita
- 67,96 67.96
- 1,378 0,06 Cristobalita 1,378 0.06 Cristobalita
- 70,45 70.45
- 1,335 8,31 Dióxido de silicio 1,335 8.31 Silicon dioxide
- 72,94 72.94
- 1,295 0,08 Wi llem ita 1,295 0.08 Wi llem ita
- 74,37 74.37
- 1,274 0,06 Wi llem ita 1,274 0.06 Wi llem ita
- 75,80 75.80
- 1,253 0,05 Cuarzo; Willemita 1,253 0.05 Quartz; Willemite
- 77,24 77.24
- 1,234 0,09 Óxido de circonio-Tetragonal; Cerianita ; Dióxido de silicio; Willem ita 1,234 0.09 Zirconium Tetragonal Oxide; Cerianite; Silicon dioxide; Willem ita
- 78,06 78.06
- 1,223 0,37 Óxido de Circonio-Ortorrómbico; Óxido de circonio y cerio; Willemita 1,223 0.37 Zirconium-Orthorhombic Oxide; Zirconium oxide and cerium; Willemite
- 80,43 80.43
- 1,193 0,21 Cristobal ita; Circón; Wil lemita 1,193 0.21 Cristobal ita; Zircon; Wil Lemita
- 80,69 80.69
- 1,189 0,21 Cristobalita; Circón; Óxido de circon io y cerio; Willem ita 1,189 0.21 Cristobalita; Zircon; Zirconium and cerium oxide; Willem ita
- 82,70 82.70
- 1,165 0,02 Óxido de circonio-Tetragonal; Oxido de Circonio-Ortorrómbico; Wil lemita 1,165 0.02 Zirconium Tetragonal Oxide; Zirconium-Orthorhombic Oxide; Wil Lemita
- 84,28 84.28
- 1,148 0,03 Wi llem ita 1,148 0.03 Wi llem ita
- 86,24 86.24
- 1,126 0,01 Wi llem ita 1,126 0.01 Wi llem ita
Figura 2: Superficie del esmalte blanco (sin efecto lustre) visto con la señal de electrones retrodispersados del MES. Magnitud: 1000x Figure 2: White enamel surface (no luster effect) seen with the backscattered electron signal of the MES. Magnitude: 1000x
Figura 3: Análisis EDX global del esmalte blanco(sin efecto lustre) Figure 3: Global EDX analysis of white enamel (no luster effect)
5 Figura 4: Superficie con efecto dorado vista con la señal de electrones retrodispersados del MES. Magnitud: 1000x 5 Figure 4: Surface with golden effect seen with the backscattered electron signal of the MES. Magnitude: 1000x
Figura 5: Superficie con efecto dorado vista con la señal de electrones retrodispersados del MES. Magnitud: 10 4000x Figure 5: Surface with golden effect seen with the backscattered electron signal of the MES. Magnitude: 10 4000x
Figu ra 6: Superficie con efecto dorado vista con la señal de electrones retrodispersados del MES. Magnitud: 10000x Figure 6: Surface with golden effect seen with the backscattered electron signal of the MES. Magnitude: 10000x
15 Figura 7: Superficie con efecto dorado vísta con la señal de electrones retrodispersados del MES. Magnitud: 20000x 15 Figure 7: Surface with vivid gold effect with the backscattered electron signal of the MES. Magnitude: 20000x
Figura 8: Análisis EDX global de la superficie con efecto dorado Figure 8: Global EDX analysis of the surface with gold effect
20 Figura 9: Análisis EDX de los cristales blancos aciculares, identificados como S en la Figura 8. Presencia de Praseodimio y Cerio en diferente proporción que C 20 Figure 9: EDX analysis of white acicular crystals, identified as S in Figure 8. Presence of Praseodymium and Cerium in different proportions than C
Figu ra 10: Análisis EOX de las agrupaciones de pequeñas partículas esféricas, identificadas como C en la Figura 7. Presencia de Praseodimio y Cerio en diferente proporción que B Figure 10: EOX analysis of the clusters of small spherical particles, identified as C in Figure 7. Presence of Praseodymium and Cerium in different proportions than B
Figura 11: Análisis EDX de las partículas grandes, blancas y brillantes, identificadas como A en la Figura 7 Figure 11: EDX analysis of large, white and bright particles, identified as A in Figure 7
Figura 12: Distribución granulomélrica del polvo de la frita: Volumen (%) de particulas que componen la muestra del polvo de frita objeto de la invención en función del diámetro de partícula (IJm). Figure 12: Granulomeric distribution of the frit powder: Volume (%) of particles that make up the sample of the frit powder object of the invention as a function of the particle diameter (IJm).
Figura 13: Dilalometría de la frita coloreada con efecto lustre oro del Ejemplo 1 Figura 14: Espectofotometría del efecto lustre (colorimetría) 35 Ejemplos Ejemplo 1. Preparación de un producto cerámico con efecto lustre dorado mediante aplicación de las fritas descritas en la presente invención en forma de polvo 40 Se procedió a pesar y mezclar las diferentes materias primas, dosificándose en un horno de fusión de fritas a una temperatura de 1400 oC, tras el enfriamiento posterior se preparó un compuesto formado por la frita en un 94% y suspensionantes hasta completar el 100%. Figure 13: Dilalometry of the gold-colored colored frit of Example 1 Figure 14: Spectrophotometry of the luster effect (colorimetry) 35 Examples Example 1. Preparation of a ceramic product with a golden luster effect by applying the frits described in the present invention in powder form 40 The different raw materials were weighed and mixed, dosed in a fried melting furnace at a temperature of 1400 oC, after subsequent cooling, a compound formed by the frit was prepared in 94% and suspending until complete The 100%.
Se molturó dicho compuesto hasta un rechazo inferior al 1% a 44 micras y se utilizó bien seco o en una aplicación en forma de barbotina a densidades inferiores a 1.60 gr/ml sobre piezas cerámicas crudas con engobe y esmalte. Said compound was ground to a rejection of less than 1% at 44 microns and was used either dry or in a slip-shaped application at densities below 1.60 gr / ml on raw ceramic pieces with engobe and enamel.
Dichas piezas se cocieron en un homo monoestrato en una única cocción, tanto en ciclos de porosa, gres o porcelánico, obteniendo la superficie con el aspecto deseado. These pieces were cooked in a monolayer homo in a single firing, both in porous, stoneware or porcelain cycles, obtaining the surface with the desired appearance.
Ejemplo 2. Análisis de la baldosa cerámica esmaltada con efecto lustre oro (dorado) de acuerdo con la presente invención descrita en el Ejemplo 1. Example 2. Analysis of the enameled ceramic tile with gold (gold) luster effect in accordance with the present invention described in Example 1.
Identificación de estructuras cristalinas Crystal Structure Identification
Se analizó la identificación de fases cristalinas mediante difracción de Rayos X (DRX) de la superficie de la pieza . La identificación de estructuras cristalinas se realizó por difracción de rayos X de la muestra en superficie, usando un difractómetro BRUKER Theta-Theta modelo 08 Advance. The identification of crystalline phases was analyzed by X-ray diffraction (DRX) of the surface of the piece. The identification of crystalline structures was performed by X-ray diffraction of the surface sample, using a BRUKER Theta-Theta model 08 Advance diffractometer.
La técnica consiste en hacer incidir un haz de rayos X, de longitud de onda conocida, sobre una pieza. El haz de rayos se difracta y se refleja con ángulos característicos de los planos de los cristales, obteniéndose el correspondiente difractograma, a partir del cual se identifican las especies mineralógicas presentes utilizando las fichas suministradas por ellCDD para fases cristalinas puras. The technique consists in making an X-ray beam, of known wavelength, affect a piece. The beam of rays is diffracted and reflected with characteristic angles of the planes of the crystals, obtaining the corresponding diffractogram, from which the mineralogical species present are identified using the tabs supplied by the CDD for pure crystalline phases.
Microscopía electrónica de barridos Scanning Electron Microscopy
A partir de la muestra recibida se ha cortado una probeta que contenían tanto una zona con esmalte blanco como otra zona con la decoración superficial de aspecto dorado. From the sample received, a specimen has been cut that contained both an area with white enamel and another area with the gold-colored surface decoration.
Ambas zonas se han observado y fotografiado con la señal de electrones retrodispersados del microscopio electrónico de barrido de emísión de campo (FEG Quanta 200F ). La senal de electrones retrodispersados proporciona información sobre la topografia y composición. Es tanto más intensa cuanto mayor es el número atómico medio de la muestra, de manera que las zonas más claras contienen elementos más pesados (contraste de composición). Both zones have been observed and photographed with the backscattered electron signal of the field emision scanning electron microscope (FEG Quanta 200F). The backscattered electron signal provides information on topography and composition. It is all the more intense the higher the average atomic number of the sample, so that the lighter areas contain heavier elements (compositional contrast).
A continuación, las muestras se analizaron con un equipo de microanálisis por dispersión de energias de rayos X con detector de Si(Li) EDAX Genesis 7000 SUTW (super ultra thin window), conectado al microscopio electrónico de barrido (FEG Quanta 200F). Se trata de un análisis semicuantitativo, puesto que el volumen de interacción del haz de electrones con la muestra tiene una profundidad del orden o superior a 31Jm, y el detector recibe los rayos X caracteristicos de los elementos que están en el volumen de interacción. Además, hay que considerar que con este sistema de análisis se detectan los elementos de número atómico igualo mayor que 6 (desde el carbono). The samples were then analyzed with an X-ray energy dispersion microanalysis unit with Si (Li) EDAX Genesis 7000 SUTW (super ultra thin window) detector, connected to the scanning electron microscope (FEG Quanta 200F). This is a semi-quantitative analysis, since the interaction volume of the electron beam with the sample has a depth of the order or greater than 31Jm, and the detector receives the characteristic X-rays of the elements that are in the interaction volume. In addition, it must be considered that with this analysis system the elements of atomic number equal to or greater than 6 (from carbon) are detected.
Concretamente, del estudio realizado para determinar las fases cristalinas/cristales que caracterizan el efecto dorado en la superficie del soporte sobre el que se deposita la frita una vez cocido se desprende que aparecieron. además de fases minoritarias como son cerianita (Ce02), silicato de calcio (Ca2 Si04). óxido de zirconio (zrOz-Tetragonal), willemita (Zn2Si04), cristobalita (Si0 2), cuarzo (Si0 2). óxido de circonio (zrOzOrtorrómbico), circón (ZrSi0 4) y dióxido de silicio (Si02), fases mayoritarias con cristales de (Ce,Zr)02. Cuando se analizaron estos cristales mediante microscopia electrónica de barrido, se apreció que existen dos tipos de cristales ajenos al esmalte base, unos, muy pequeños «100nm) de aspecto tetragonal (partículas C) que son los más numerosos y que se aglomeraban cubriendo la mayor parte de la superfiCie del esmalte que presenta efecto y otros aciculares muy brillantes (partículas B), que se presentaron en menor número (Fig 5). Specifically, from the study carried out to determine the crystalline phases / crystals that characterize the golden effect on the surface of the support on which the frit is deposited once cooked it appears that they appeared. In addition to minor phases such as cerianite (Ce02), calcium silicate (Ca2 Si04). Zirconium oxide (zrOz-Tetragonal), willemite (Zn2Si04), cristobalite (Si0 2), quartz (Si0 2). Zirconium oxide (zrOzOrtorrómbico), zircon (ZrSi0 4) and silicon dioxide (Si02), major phases with crystals of (Ce, Zr) 02. When these crystals were analyzed by scanning electron microscopy, it was observed that there are two types of crystals outside the base enamel, some, very small «100nm) of tetragonal aspect (C particles) that are the most numerous and that agglomerate covering the largest part of the enamel surface that has an effect and other very bright acicular (B particles), which were presented in smaller numbers (Fig 5).
Tras ser analizada la composición de estos cristales mediante microscopía electrónica. se determinó que en el caso de las partículas B existía además una combinación de diferentes lantánidos, como Cerio y praseodimio (Fig. 7) al igual que en el caso de las partículas C (Fig. 10). siendo la proporción del praseodimio diferente en cada caso. After the composition of these crystals was analyzed by electron microscopy. it was determined that in the case of particles B there was also a combination of different lanthanides, such as Cerium and praseodymium (Fig. 7) as in the case of particles C (Fig. 10). the proportion of praseodymium being different in each case.
Se plantea en base a estos resultados que el efecto iridiscente que se consiguió al aplicar las fritas objeto de protección sobre soportes cerámicos, vítreos, vítrocerámicos ylo metálicos se debió a la aparición y disposición de estos sobre la superfiCie decorada. It is based on these results that the iridescent effect that was achieved by applying the frits object of protection on ceramic, vitreous, vitro-ceramic and metal supports was due to the appearance and disposition of these on the decorated surface.
En la Figura 1 se observa el difractograma obtenido de la muestra, en la que se ha etiquetado los picos de máxima intensidad de las estructuras cristalinas identificadas, así como otras reflexiones características de menor intensidad (se indica entre paréntesis la intensidad relativa de la fase pura). Se incluye el difractograma ampliado, las condiciones de ensayo y la tabla con la interpretación completa de las reflexiones del difractograma obtenido. Figure 1 shows the diffractogram obtained from the sample, in which the peaks of maximum intensity of the identified crystalline structures have been labeled, as well as other characteristic reflections of lower intensity (the relative intensity of the pure phase is indicated in brackets ). The expanded diffractogram, the test conditions and the table with the complete interpretation of the reflections of the obtained diffractogram are included.
Al proceder a la identificación de las estructuras cristalinas en la superfiCie de la muestra, se observó que atendiendo a la composición quimica de la muestra (Figura 8) se detenninó que la estructura mayoritaria era Upon identification of the crystalline structures on the surface of the sample, it was observed that according to the chemical composition of the sample (Figure 8) it was determined that the majority structure was
«Ce,Zr)0 2) aunque la relación de intensidades de esta fase determinada en la muestra no coincidia con el patrón de difracción proporcionado por la ICDD (/ntemational Center for Diffraction Data). «Ce, Zr) 0 2) although the ratio of intensities of this determined phase in the sample does not coincide with the diffraction pattern provided by the ICDD (/ ntemational Center for Diffraction Data).
No se descarta que en la estructura mayoritaria «Ce,Zr)02) puedan encontrarse sustituidos algunos cationes por Praseod imio. It is not ruled out that in the majority structure «Ce, Zr) 02) some cations may be substituted by Praseod imio.
A continuación se indican las estructuras cristalinas identificadas de la muestra: The crystal structures identified in the sample are indicated below:
Muestra 1: Pieza efecto dorado Sample 1: Gold effect piece
Fase mayoritaria: Majority phase:
- --
- (Ce,Zr)02 = Óxido de cerio y circón «Ce,Zr)02) Fases minoritarias y/o muy minoritarias: -Ce =Cerianita (Ce02) -CaSi = Silicato de calcio (Ca2Si04) -ZrO-Tet = Óxido de Circonio (Zr02-Tetragonal) -Will = Willemita (Zn2Si04) -Cris =Cristobalita (Si02) -Q = Cuarzo (Si02) -zrO-Ort =Óxido de circonio (ZrO:z-Ortorrómbico) -ZrSi =Circón (ZrSi04) -SiO = Dióxido de Silicio (Si02) (Ce, Zr) 02 = Cerium oxide and zircon «Ce, Zr) 02) Minority and / or very minor phases: -Ce = Cerianite (Ce02) -CaSi = Calcium silicate (Ca2Si04) -ZrO-Tet = Oxide of Zirconium (Zr02-Tetragonal) -Will = Willemite (Zn2Si04) -Cris = Cristobalite (Si02) -Q = Quartz (Si02) -zrO-Ort = Zirconium Oxide (ZrO: z-Orthorhombic) -ZrSi = Zircon (ZrSi04) - SiO = Silicon Dioxide (Si02)
Del estudio realizado mediante microscopia electrónica de barrido (MEB) se puede concluir que tanto las particulas señaladas como A, como las pequeñas particulas esféricas identificadas como C, en la Figura 7, presentaron una composición rica en circonio y cerio. Por otro lado, al comparar el análisis EDX de los cristales aciculares blancos (Figura 9) con el análisis EDX global de la superficie con efecto dorado (Figura 8) se apreció un incremento del piCO correspOndiente al praseodimio. From the study carried out by scanning electron microscopy (SEM), it can be concluded that both the indicated particles and A, as well as the small spherical particles identified as C, in Figure 7, presented a composition rich in zirconium and cerium. On the other hand, when comparing the EDX analysis of the white acicular crystals (Figure 9) with the global EDX analysis of the surface with golden effect (Figure 8), an increase in the piCO corresponding to praseodymium was observed.
En la Figura 2 se muestra el aspecto de la superficie con esmalte blanco (sin frita), vista con la señal de electrones retrodispersados del microscopio electrónico de barrido. Su análisis EDX global se presenta en la Figura 3, donde se han identificado los elementos que mayoritariamente lo componen; carbono, oxigeno, zinc, sodio, magnesio, potasio, calcio y bario. Figure 2 shows the appearance of the surface with white enamel (without frit), seen with the backscattered electron signal of the scanning electron microscope. Its global EDX analysis is presented in Figure 3, where the elements that mostly comprise it have been identified; carbon, oxygen, zinc, sodium, magnesium, potassium, calcium and barium.
Al analizar la superficie de la muestra en la zona con efecto dorado (Figura 8) destacó la aparición de los picos correspondientes al circonio, al cerio y al praseodimio si se compara con la composición del esmalte blanco, también determinada por EDX (Figura 3). When analyzing the surface of the sample in the area with golden effect (Figure 8), the appearance of the peaks corresponding to zirconium, cerium and praseodymium was highlighted when compared with the composition of white enamel, also determined by EDX (Figure 3) .
Posteriormente, se efectuaron micrografias, a distintos aumentos, de la superficie de aspecto dorado (Figura 7, Figura 4, Figura 5 y Figura 6). En la Figura 7 pueden distinguirse particulas grandes blancas y bríllantes (identificadas como A), cristales aciculares blancos (identificados como B) y agrupaciones de pequeñas particulas esféricas (identificadas como C). La composición de estas fases, determinada por EDX, se muestra en la Figura 11 y la Figura 10, respectivamente. Subsequently, micrographs were made, at different magnifications, of the golden aspect surface (Figure 7, Figure 4, Figure 5 and Figure 6). In Figure 7, large white and shiny particles (identified as A), white acicular crystals (identified as B) and clusters of small spherical particles (identified as C) can be distinguished. The composition of these phases, determined by EDX, is shown in Figure 11 and Figure 10, respectively.
Resistencia a las manchas Stain resistance
Este método consiste en la determinación de la resistencia a las manchas de la cara vista de las baldosas cerámicas. El fundamento de la resistencia a las manchas fue mantener la cara vista en contacto con diversas soluciones de ensayo durante un tiempo suficiente, sometiendo a continuación las superficies a métodos de limpieza definidos, y finalmente examinándolas para detectar cambios irreversibles de aspecto. Los resultados obtenidos para cromo, yodo y aceite de oliva son, de acuerdo con la Norma ISO 10545-14, Ycorresponden al mejor resultado posible: This method consists in the determination of the resistance to stains on the face of the ceramic tiles. The basis of stain resistance was to keep the face in contact with various test solutions for a sufficient time, then subjecting the surfaces to defined cleaning methods, and finally examining them to detect irreversible changes in appearance. The results obtained for chromium, iodine and olive oil are, according to ISO 10545-14, and correspond to the best possible result:
Cromo: tipo 5 Yodo: tipo 5 Aceite de oliva: tipo 5. Chrome: type 5 Iodine: type 5 Olive oil: type 5.
Distribuciones granulométricas mediante Difracción Láser Granulometric distributions using Laser Diffraction
Se utilizó para el control de la distribución granulométrica de los productos obtenidos, con un diámetro comprendido entre 0,04-2000 IJm, el analizador de tamaño de particulas LS Series Coulter via hUmeda. Se trata de un analizador de difracción de láser multifrecuencia totalmente automático. The LS Series Coulter particle size analyzer via hUmeda was used to control the particle size distribution of the products obtained, with a diameter between 0.04-2000 IJm. It is a fully automatic multifrequency laser diffraction analyzer.
El contaje de las particulas por dispersión láser se basó en un principio óptico segun el cual las particulas de pequeño tamaño que se encuentran en medio de un haz de luz la dispersan segun un patrón simétrico y caracteristico. La intensidad y el ángulo de la luz dispersada es, dentro de unos limites, proporcional al volumen The counting of the particles by laser dispersion was based on an optical principle according to which the small particles that are in the middle of a beam of light disperse it according to a symmetrical and characteristic pattern. The intensity and angle of the scattered light is, within limits, proportional to the volume
de la partícula síempre que ésta sea opaca (índice de refracción = 1). Por este motivo, el sistema de dispersión láser es muy utilizado en el análisis de particulas inorgánicas (sedimentos, lodos, contaminantes atmosféricos, ... ). Los sistemas basados en dispersión láser permiten conocer la distribución del tamaño de las partículas de la muestra, pero no su concentración. of the particle if it is opaque (refractive index = 1). For this reason, the laser dispersion system is widely used in the analysis of inorganic particles (sediments, sludges, air pollutants, ...). The systems based on laser dispersion allow to know the distribution of the particle size of the sample, but not its concentration.
El volumen en porcentaje de las particulas de frita segun su tamaño viene representado en la Figura 12, y corresponde a los siguientes valores: The volume in percentage of the frit particles according to their size is represented in Figure 12, and corresponds to the following values:
Diámetro de partícula (IJm) Volumen (%) 10 10 35.8 25 10.1 Particle diameter (IJm) Volume (%) 10 10 35.8 25 10.1
- 44 1.12 44 1.12
- 45 0.98 45 0.98
75 0.0 15 120 0.0 75 0.0 15 120 0.0
Abrasión superficial Surface abrasion
La determinación de la resistencia a la abrasión superficial en baldosas cerámicas se realizó mediante la The determination of surface abrasion resistance in ceramic tiles was carried out by means of
20 aplicación por rotación de una carga abrasiva sobre la supeliície, y la valoración del desgaste por comparación visual de las baldosas sometidas al ensayo con aquellas que no los son. Constituye el método más comun en la industria cerámica para determinar la resistencia a la abrasión superficial en baldosas cerámicas. El equipo utilizado fue un abrasimetro Gabbrielli W1 de 9 cabezales. 20 application by rotation of an abrasive load on the supeliície, and the assessment of wear by visual comparison of the tiles under test with those that are not. It is the most common method in the ceramic industry to determine the resistance to surface abrasion in ceramic tiles. The equipment used was a Gabbrielli W1 9-head abrasimeter.
25 Este ensayo se realiza sobre todo en piezas acabadas para dar una dasificación de su coeficiente de abrasión. La pieza cerámica tendrá un coeficiente u otro dependiendo del numero de vueltas que ha tenido que dar para abrasionar la pieza. Estos coeficientes se detallan en la siguiente tabla: 25 This test is performed mainly on finished parts to give a dasification of its abrasion coefficient. The ceramic piece will have a coefficient or another depending on the number of turns it has had to take to abrasive the piece. These coefficients are detailed in the following table:
Tabla 2 Table 2
- Numero de revoluciones Number of revolutions
- Coeficiente de abrasión Abrasion coefficient
- 100 revoluciones 100 revolutions
- PEl O Hair
- 150 revoluciones 150 revolutions
- PEI I PEI I
- 600 revoluciones 600 revolutions
- PEI II PEI II
- 700-1500 revoluciones 700-1500 revolutions
- PEI III PEI III
- 2100-6000 revoluciones 2100-6000 revolutions
- PEIIV PEIIV
- 12000 revoluciones 12000 revolutions
- PEIV PEIV
30 Los resultados obtenidos para la baldosa cerámica esmaltada con frita de acuerdo con la presente invención mostró una abrasión primaria que se clasifica como PEI 11, es decir que sufre pérdida de aspecto a 600 revoluciones. The results obtained for the ceramic tile enameled with frit according to the present invention showed a primary abrasion that is classified as PEI 11, that is to say it suffers loss of appearance at 600 revolutions.
35 Ataques quimicos 35 Chemical attacks
Se sometieron las probetas a la acción de soluciones de ensayo, y valoración visual del ataque tras un periodo de tiempo definido. Las soluciones de ensayo fueron: The specimens were subjected to the action of test solutions, and visual assessment of the attack after a defined period of time. The test solutions were:
40 • Acidos débiles y fuertes: 40 • Weak and strong acids:
- o Acido débil: HCI 3% (VN). o Weak acid: 3% HCI (VN).
- o Acidofuerte: HC118% (VN). o Acidofuerte: HC118% (VN).
• Otros ácidos: • Other acids:
- o Acido láctico 5% (vlv) 45 o Acido citrico (100g/1) o 5% lactic acid (vlv) 45 o Citric acid (100g / 1)
- • •
- Sales de piscina: Pool salts:
o Solución de hipoclorito sódico de 20 mg/L. o Sodium hypochlorite solution of 20 mg / L.
- • •
- Bases débiles y fuertes : Weak and strong bases:
- o hidróxido potásico (30g/l) 50 o hidróxido potásico (1009/1) or potassium hydroxide (30g / l) 50 or potassium hydroxide (1009/1)
• Productos de limpieza doméstica: • Household cleaning products:
o Solución de cloruro amónico de 100 giL. o 100 giL ammonium chloride solution.
Los resultados obtenidos son los siguientes: The results obtained are the following:
Tabla 3 Table 3
- Ensayo Test
- Efecto lustre oro ISFP4619101l Norma ISO Gold Luster Effect ISFP4619101l ISO standard
- Resistencia quimica: ACIDO LACTICO 5% (vlv) Chemical resistance: 5% LACTIC ACID (vlv)
- GHA EN ISO 10545-13 GHA EN ISO 10545-13
- Resistencia quimica: ACIDO CITRICO (100g~) Chemical resistance: CITRIC ACID (100g ~)
- GLA EN ISO 10545-13 GLA EN ISO 10545-13
- Productos de limpieza doméstica: CLORURO AMONICO (ioog~) Household cleaning products: AMMONIC CHLORIDE (ioog ~)
- GA EN ISO 10545-13 GA EN ISO 10545-13
- Resistencia química: ACIDO CLORHIDRICO 18% (vlv) ACIDO CLORHIDRICO 3% (vlvl Chemical resistance: 18% CHLORHYDRIC ACID (vlv) 3% CHLORHYDIC ACID (vlvl
- GHA GLA EN ISO 10545-13 GHA GLA EN ISO 10545-13
- Resistencia qu ímica : HIDROXIDO POTASIC~ ¡309~, \)HIDRÓXIDO POTÁSICO 100g11 Chemical resistance: POTASIC HYDROXIDE ~ ¡309 ~, \) POTASSIC HYDROXIDE 100g11
- GLA GHA EN ISO 10545-13 GLA GHA EN ISO 10545-13
- Sales para piscina: HIPOCLORITO SODICO (20m9~) Pool salts: SODIUM HYPOCLORITE (20m9 ~)
- GA EN ISO 10545-13 GA EN ISO 10545-13
Brilfometrías Brilfometries
La determinación de las unidades de bri llo (UB) en las superficies planas de las piezas, se realizó con un brillómetro estadistico Elcometer 406L. El medidor puede realizar el análisis estadistico de las lecturas de brillo The determination of the brightness units (UB) on the flat surfaces of the pieces was carried out with an Elcometer 406L statistical glossometer. The meter can perform the statistical analysis of brightness readings
10 almacenadas en su memoria. El Elcometer 406L contenia una fuente de luz LEO, un detector de luz y un sistema de incidencia. El detector de luz se fijó en un ángulo de incidencia de BOo y midió la luz reflejada por la muestra en una pequeña área. 10 stored in its memory. The Elcometer 406L contained a LEO light source, a light detector and an incident system. The light detector was set at an angle of incidence of BOo and measured the light reflected by the sample in a small area.
El análisis del brillo para el caso estudiado arrojó un valor de 193,5 US., siendo el valor para una cristalina 15 convencional de 95 US. The brightness analysis for the case studied showed a value of 193.5 US, being the value for a conventional crystalline 15 of 95 US.
Dureza al rayado de la superficie según Mohs Surface scratch hardness according to Mohs
Se realizó una prueba de determinación de la dureza al rayado de la superficie según Mohs sobre una pieza 20 acabada acoplada a un esmalte mate, siendo el resultado de 5 según la norma ISO UNE 67-101-92. A test for determining the surface scratch hardness according to Mohs was performed on a finished piece 20 coupled to a matte enamel, the result being 5 according to ISO UNE 67-101-92.
Dilatometrías Dilatometries
El equipo empleado en este trabajo fue un dilatómetro DIL 801L y contó con un tubo de cuarzo en donde se 25 colocó un sensor de longitud, la probeta y un termopar. La probeta tenia dimensiones especificas determinadas por el diseño del equipo. El resultado se muestra en la Figura 13. The equipment used in this work was a DIL 801L dilatometer and had a quartz tube where a length sensor, the specimen and a thermocouple were placed. The test tube had specific dimensions determined by the design of the equipment. The result is shown in Figure 13.
Colorimetrías Colorimetries
30 El sistema utilizado para la medida del color en el laboratorio fue el sistema CIE (Comossion Intermationale de r Edairage), mediante un colorimetro de sólidos. El Sistema elE se basa en las pautas fisicas de longitud de onda, pureza de excitación e intensidad luminosa, que representan variables especificas y universales. 30 The system used for color measurement in the laboratory was the CIE (Comossion Intermationale de r Edairage) system, using a solid colorimeter. The ELE System is based on the physical patterns of wavelength, excitation purity and light intensity, which represent specific and universal variables.
También llamado Sistema ICI, se basa en datos de medición con los cuales los colores pueden ser conseguidos Also called ICI System, it is based on measurement data with which colors can be achieved
35 mezclando las proporciones adecuadas de los tres colores primarios aditivos: rojo, verde y azul. Teniendo en cuenta este hecho, el sistema CIE traduce un color a los parámetros X, Y, Z. Dentro de este sistema CIE se trabaja con una transformación denominada sistema Hunter Lab, donde se tiene en cuenta además de estas coordenadas, reducidas a dos: (a,b), la claridad L que indica un porcentaje de saturación del color. 35 mixing the appropriate proportions of the three additive primary colors: red, green and blue. Taking into account this fact, the CIE system translates a color to the parameters X, Y, Z. Within this CIE system, a transformation called Hunter Lab system is used, which also takes into account these coordinates, reduced to two: (a, b), the clarity L indicating a percentage of color saturation.
40 Los resultados obtenidos para la frita coloreada de lustre oro se muestran en la Figura 14. 40 The results obtained for the gold-colored colored frit are shown in Figure 14.
Ejemplo 3. Análisis de una baldosa cerámica esmaltada con efecto lustre cobre indigo de acuerdo con la presente invención Example 3. Analysis of an enameled ceramic tile with indigo copper luster effect in accordance with the present invention
45 Tabla 4 45 Table 4
Cobre ¡ndi oCopper ¡ndi o
Ensa os Ess
Norma ISO ISO standard
Cromo: tipo 5Chrome: type 5
Determinación Resistencia a las Resistance Determination
Yodo: tipo 5 Iodine: type 5
EN ISO 10545-14 EN ISO 10545-14
manchas stains
A. Oliva: tipo 5 A. Olive: type 5
- Resistencia química" ACIDO LACTICO 5%, (~Iv) Resistencia química: ACIDO CITRICÓ ¡100gl1) Productos de limpieza doméstica: CLORURO AMONICÓ-¡100glÍ) Resistencia química : ACIDO CLORHIDRICO 18% (vlv) ACIDO CLORHIDRICO 3%" (~Ivl' Chemical resistance "5% LACTIC ACID, (~ Iv) Chemical resistance: CITRICÓ ACID! 100gl1) Household cleaning products: AMMONIC CHLORINE -100glÍ) Chemical resistance: 18% CHLORID HYDROGEN ACID (~ ivl)
- GHA GLA GA GHA GLA EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13 GHA GLA GA GHA GLA EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13 EN ISO 10545-13
- Sales para piscina: HIPOCLORITO SODICO /20ma/l) Swimming pool salts: HIPOCLORITO SODICO / 20ma / l)
- GA EN ISO 10545-13 GA EN ISO 10545-13
- Determinación de la dureza al rayado de la superficie seaun Mohs Determination of surface scratch hardness seaun Mohs
- 5 UNE 67-101-92 5 UNE 67-101-92
- ------------------------
- N" solicitud N "request
F.Efectiva F.OEPM 15/01 /2014 15/01/2014 F.Effective F.OEPM 01/15/2014 01/15/2014
Claims (19)
- 5. 5.
- Composición sólida según la reivindicación anterior, que presenta una cantidad de frita comprendida entre 90% y 99,5% incluido ambos limites en porcentaje en peso del total de composición. Solid composition according to the preceding claim, which has an amount of frit comprised between 90% and 99.5% including both limits in percentage by weight of the total composition.
- 6. 6.
- Un polvo obtenible a partir de la frita descrita según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que comprende dicha frita y al menos un suspensionante y presenta un tamano medio de partícula comprendido entre 5 micras y 63 micras incluidos ambos limites. A powder obtainable from the frit described according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said frit comprises at least one suspension and has an average particle size between 5 microns and 63 microns including both limits.
- 12. 12.
- la dispersión de pigmentos según la reivindicación anterior, que es una tinta pigmentada. the pigment dispersion according to the preceding claim, which is a pigmented ink.
- 13. 13.
- Un material de naturaleza cerémlca, vltrea, vltrocerimlca ylo metálica coloreado con efecto lustre A material of nature cerémlca, vltrea, vltrocerimlca and colored metallic with luster effect
- 21. twenty-one.
- El método según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20. donde la frita se aplica mediante espolvoreado en vla seca sobre la superficie del soporte o mediante pantalla plana cuando se presenta en forma de granilla. The method according to any one of claims 15 to 20. wherein the frit is applied by sprinkling it on a dry surface on the surface of the support or by flat screen when it is presented in the form of a granule.
- 22. 22
- El método según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, donde la frita se aplica mediante pulverización en vla húmeda, deposición en campana o deposición en fitera cuando se presenta en forma de barbotina. The method according to any one of claims 15 to 20, wherein the frit is applied by wet spray, bell deposition or phytase deposition when presented in the form of a slip.
Priority Applications (2)
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