IT202100006611A1

IT202100006611A1 - Nuova piastrella antiscivolo

Info

Publication number: IT202100006611A1
Application number: IT102021000006611A
Authority: IT
Inventors: Claudio Lucchese
Original assignee: Florim Ceramiche Spa Societa’ Benefit Abbreviabile In Florim S P A Sb
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-09-19

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

?Nuova piastrella antiscivolo?

CAMPO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un processo per la preparazione di un manufatto ceramico con resistenza allo scivolamento. L?invenzione si riferisce ad un manufatto ceramico con resistenza allo scivolamento e all?uso di detto manufatto per la preparazione di un rivestimento o di una pavimentazione con resistenza allo scivolamento.

STATO DELL?ARTE

La resistenza allo scivolamento delle superfici ? una delle caratteristiche fondamentali in fase di progettazione, realizzazione e manutenzione di pavimentazioni pedonabili.

I materiali per progettare una pavimentazione devono essere scelti tenendo in considerazione l?ambiente di destinazione, il rischio associato alle particolari condizioni di utilizzo, i requisiti previsti dalle leggi vigenti e le normative applicate nel paese di installazione. Inoltre, si deve tener presente che numerosi sono i fattori che influenzano il moto relativo tra due superfici a contatto, per esempio tra la pavimentazione e una suola di una scarpa o tra la pavimentazione e la pianta del piede non calzato.

La vasta gamma di formati e spessori delle piastrelle ceramiche favorisce il loro uso anche in ambienti esterni, e le diverse finiture superficiali le rendono idonee a molteplici applicazioni: dai bordi delle piscine ai camminamenti per il giardino, permettendo una continuit? stilistica tra ambienti indoor e outdoor.

La normativa distingue la scivolosit? delle superfici calpestabili per le zone ove si cammini con piedi calzati (definita della normativa DIN 51130), e per quelle a calpestio a piedi nudi (definita dalla normativa tedesca DIN 51097).

In base alla destinazione d?uso dell?ambiente in cui deve essere inserita la pavimentazione, la norma stabilisce la resistenza allo scivolamento tramite il coefficiente di attrito R, i cui valori vanno dal 9 al 13 (secondo la normativa DIN 51130) e determinano le propriet? antiscivolo delle piastrelle. Un valore R10 indica piastrelle con una resistenza allo scivolamento media. Pertanto, tali piastrelle risultano adatte ed indicate per pavimentazioni di servizi igienici, docce e spogliatoi, nonch? garage e locali cantina.

Per gli ambienti in presenza d?acqua, dove sia prevista la deambulazione a piedi scalzi, il pavimento deve rispondere a prestazioni che si possono misurare in base alla normativa DIN 51097, e si classificano nei gruppi di valutazione A, B, C secondo un valore crescente:

A ? spogliatoi; zone di accesso a piedi nudi; etc.

B ? docce; bordi di piscine; etc.

C ? bordi di piscine in pendenza; scale immerse; etc.

In Inghilterra (secondo la normativa BS 7976) il metodo di prova ? il pendolo (PTV). Il tacco di una scarpa, simulato utilizzando una gomma standardizzata, oscilla meccanicamente su una determinata area di pavimentazione, bagnata con acqua, in modo controllato. Se l?oscillazione produce un angolo di attrito cursore-piastrella bagnata > 36, il pericolo di scivolosit? viene classificato BASSO (PTV LOW).

Tutte queste normative si basano su principi fisici diversi tra loro e fino ad oggi non ? stato possibile trovare una corrispondenza biunivoca tra i risultati ottenuti. In pratica, nulla garantisce che un materiale con un buon valore di R10, secondo la norma DIN 51130, abbia anche buone prestazioni secondo la norma DIN 51097 e soprattutto secondo la normativa BS 7976. La mancanza di questa correlazione automatica ha ostacolato la sempre pi? incalzante richiesta del mercato di ottenere una superficie R10 gradevole al tatto, quindi adatta ad un utilizzo anche residenziale/commerciale, ma allo stesso tempo molto resistente allo scivolamento in condizioni bagnate, pertanto con una CLASSE A+B (DIN 51097) e PTV LOW (BS 7976), caratteristiche tipiche di superfici pi? ruvide.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

Un primo aspetto della presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di un manufatto ceramico con resistenza allo scivolamento. Detto processo comprende le fasi di:

a) mettere a disposizione un manufatto ceramico avente almeno una superficie;

b) rivestire detta almeno una superficie, parzialmente o totalmente, con uno smalto; e

c) cuocere il manufatto ceramico rivestito.

Un secondo aspetto della presente invenzione riguarda un manufatto ceramico avente resistenza allo scivolamento, in cui detto manufatto comprende almeno una superficie rivestita, totalmente o parzialmente, con uno smalto.

Un terzo aspetto della presente invenzione si riferisce all?uso del manufatto sopra descritto per la preparazione di un rivestimento di una parete o di una pavimentazione con propriet? di resistenza allo scivolo.

DEFINIZIONI

Nel contesto della presente invenzione, per ?materiale ceramico? si intende un materiale inorganico, non metallico, comprendente argille, feldspati, (di sodio, di potassio o entrambi), sabbia silicea, ossidi di ferro, allumina e quarzo. Esempi di materiale ceramico sono la terracotta, il gr?s e la porcellana.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Un primo aspetto della presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di un manufatto ceramico con resistenza allo scivolamento comprendente le fasi di:

a) mettere a disposizione un manufatto ceramico avente almeno una superficie;

b) rivestire detta almeno una superficie, totalmente o parzialmente, con uno smalto; e

c) cuocere il manufatto ceramico rivestito.

Preferibilmente, detto smalto comprende una miscela di ossidi comprendente SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O, SrO e ZnO. In una forma di realizzazione, detti ossidi sono sottoforma di polvere ed hanno una granulometria compresa tra 0,1 e 150 ?m, preferibilmente tra 0,5 e 120 ?m.

Preferibilmente, almeno il 30% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 50 ?m, pi? preferibilmente almeno il 30% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 45 ?m, ancor pi? preferibilmente, almeno il 40% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 45 ?m.

In una forma di realizzazione, una percentuale compresa tra il 20 ed il 40% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 50 ?m, preferibilmente inferiore a 45 ?m. Preferibilmente, una percentuale compresa tra il 25 ed il 45% di detta polvere ha una granulometria compresa tra 80 e 40 ?m, preferibilmente compresa tra 75 e 45 ?m.

In una forma di attuazione, almeno il 20% di detta polvere, preferibilmente una percentuale compresa tra il 20 ed il 40% di detta polvere ha una granulometria compresa tra 70 e 110 ?m, preferibilmente compresa tra 75 e 100 ?m. Preferibilmente, una percentuale compresa tra 3 ed 8% di detta polvere, pi? preferibilmente compresa tra 3 e 5% ha una granulometria superiore a 100 ?m.

In una forma di realizzazione, lo smalto comprende; SiO2 in una concentrazione peso/peso (p/p) compresa tra 40 e 55% p/p, preferibilmente tra 45 e 50%; Al2O3 in una concentrazione compresa tra 12 e 25% p/p, preferibilmente tra 14 e 20% p/p; CaO in una concentrazione compresa tra 8 e 15% p/p, preferibilmente tra 10 e 13% p/p; Na2O in una concentrazione compresa tra 1 e 5% p/p, preferibilmente tra 2 e 3,5% p/p; K2O in una concentrazione compresa tra 0,5 e 5% p/p, preferibilmente tra 1,5 e 3%; SrO in una concentrazione compresa tra 0,5 e 4% p/p, preferibilmente tra 1 e 2,5% p/p; e ZnO in una concentrazione compresa tra 4 e 9% p/p, preferibilmente tra 6 e 7,5% p/p.

In una forma di realizzazione, lo smalto sottoforma di polvere, prima di essere applicato sull?almeno una superficie del manufatto, viene disperso in una miscela di polimeri di origine naturale e acqua al fine di ottenere una dispersione dalla consistenza viscosa, ovvero una barbottina, preferibilmente una barbottina vetrosa.

Preferibilmente, detto smalto viene applicato tramite spruzzatura, pi? preferibilmente lo smalto viene applicato tramite nebulizzazione.

Preferibilmente, il manufatto ceramico della fase a) viene preparato e messo a disposizione secondo uno o pi? processi noti al tecnico esperto del settore. In una forma di realizzazione, il processo per la preparazione del manufatto ceramico prevede l?ottenimento di un impasto di materie prime, quali per esempio argille, caolini e feldspati. Le materie prime vengono preferibilmente miscelate, opzionalmente macinate, ed infine atomizzate. L?atomizzazione permette l?evaporazione dell?acqua producendo una polvere finissima e omogenea, pronta per essere pressata.

La polvere ottenuta dall?atomizzazione viene sottoposta ad almeno un passaggio per ottenere un manufatto ceramico della forma e della dimensione desirata. Preferibilmente, detto almeno un passaggio ? una pressatura o una laminazione idraulica. Preferibilmente, dopo la pressatura o laminazione, il manufatto ottenuto viene essiccato utilizzando metodi noti al tecnico del settore. Per esempio, l?essicazione avviene in un forno o in un essiccatore tramite l?insufflazione di aria calda, preferibilmente con una temperatura superiore ai 200?C.

In una forma di realizzazione, prima dell?applicazione dello smalto, il manufatto ceramico ? sottoposto ad ulteriori passaggi per ottenere la colorazione e/o la decorazione di detta almeno una superficie del manufatto. Le tecniche per la colorazione e/o la decorazione dell?almeno una superficie del manufatto sono per esempio l?aggiunta di scaglie e/o di grani dello stesso o di un materiale diverso da quelli utilizzati per la preparazione dell?impasto, o l?ingobbiatura, ovvero l?aggiunta di un sottile strato di argilla su detta almeno una superficie del manufatto. Il processo secondo la presente invenzione non prevede alcuna limitazione alla colorazione e/o decorazione dell?almeno una superficie del manufatto. Preferibilmente, lo smalto ? trasparente se il manufatto ceramico ? sottoposto ad ulteriori passaggi per ottenere la colorazione e/o la decorazione di detta almeno una superficie.

Nella fase c), il manufatto ceramico viene cotto secondo le tecniche ed i metodi noti all?esperto del settore. Preferibilmente, il manufatto ceramico viene cotto ad una temperatura compresa tra 900 e 1300?C. In una forma di realizzazione, la cottura del manufatto ceramico avviene in un forno con rulli continui sui quali il manufatto scorre.

Preferibilmente, lungo il percorso all?interno del forno, il manufatto ceramico viene riscaldato fino alla temperatura massima di cottura, ovvero tra 900 e 1300?C, quindi, viene progressivamente raffreddato.

Durante la cottura, lo smalto si fonde e, durante il raffreddamento, si solidifica formando un vetro che conferisce all?almeno una superficie del manufatto particolari caratteristiche estetiche, come lucentezza e colore, e tecniche come impermeabilit? e durezza. Inoltre, durante la cottura, grazie alla particolare granulometria e combinazione di ossidi, la fusione dello smalto conferisce all?almeno una superficie una texture, ovvero una struttura superficiale, con propriet? di resistenza allo scivolamento e, allo stesso tempo, morbida e gradevole al tatto, quindi calpestabile anche a piede nudo.

La Richiedente ha sorprendentemente scoperto che l?applicazione dello smalto secondo la presente invenzione permette di ottenere una superficie antiscivolo altamente performante, calpestabile sia a piedi nudi che calzati, sia in condizioni asciutte che bagnate, che mantiene per? una texture morbida e gradevole al tatto come da richiesta del mercato. Infatti, lo smalto conferisce all?almeno una superficie propriet? di resistenza allo scivolamento, grazie alla granulometria dello smalto ed alla combinazione degli ossidi che la Richiedente ha selezionato dopo numerose prove. In altre parole, il manufatto ceramico ottenuto con il processo della presente invenzione, per esempio una piastrella, pu? essere utilizzato per ottenere un pavimento calpestabile o un rivestimento con elevate propriet? di resistenza allo scivolo sia in un ambiente interno, quindi calpestabile anche a piede nudo, ovvero senza calzature, che in un ambiente esterno, quindi calpestabile con piede calzato. Infatti, come mostrato nell?esempio, il manufatto ceramico ottenuto con il processo sopra dettagliatamente descritto, ha superato sia il test previsto dalla normativa DIN 51130, che classifica la scivolosit? delle superfici calpestabili per le zone ove si cammini con piedi calzati, sia il test previsto dalla normativa tedesca DIN 51097, che classifica la scivolosit? delle superfici a calpestio a piedi nudi. Infine, il manufatto ottenuto con il processo sopra descritto, ha superato anche il test previsto dalla normativa BS 7976, che classifica la scivolosit? delle superfici bagnate a calpestio con piedi calzati.

Un secondo aspetto della presente invenzione riguarda un manufatto ceramico avente resistenza allo scivolamento, in cui detto manufatto comprende almeno una superficie rivestita, totalmente o parzialmente, con uno smalto. Preferibilmente, lo smalto ? applicato secondo il processo sopra dettagliatamente descritto. In particolare, lo smalto comprende una miscela di ossidi come sopra dettagliatamente descritta. Inoltre, la miscela di ossidi ? preferibilmente sottoforma di polvere ed ha una granulometria come sopra dettagliatamene descritta.

In una forma di attuazione, detto smalto conferisce all?almeno una superficie del manufatto propriet? di resistenza allo scivolamento che sono classificate come A+B secondo la normativa DIN 51097:1992 ed ?R10? secondo la normativa DIN 51130:2014.

Preferibilmente, detto smalto conferisce all?almeno una superfice del manufatto propriet? di resistenza allo scivolamento anche classificate come ?PT LOW? secondo la normatia BS 7976-2:2002.

In una forma di realizzazione detto manufatto ceramico ? scelto tra: una piastrella, preferibilmente una piastrella per uso in un ambiente interno o in un ambiente esterno, una lastra, piatto doccia, una vasca da bagno. Preferibilmente, detto manufatto ceramico ? una piastrella o una lastra. La Richiedente ha infatti trovato che, rivestendo totalmente o parzialmente almeno una superficie di un manufatto con lo smalto sopra descritto, si ottiene una superfice con una resistenza allo scivolamento adatta sia per l?utilizzo con piede calzato che nudo. Infatti, grazie alla sua particolare granulometria e composizione chimica, lo smalto durante la cottura fonde e, raffreddandosi, crea un vetro con una texture morbida, ovvero gradevole al tatto, che rendono il manufatto adatto ad un uso in un ambiente interno. Inoltre, la superfice del manufatto ha caratteristiche di resistenza allo scivolamento che la rendono utilizzabile anche in pavimentazioni a calpestio con piede calzato, come in un ambiente esterno.

Un terzo aspetto della presente invenzione si riferisce all?uso del manufatto sopra dettagliatamente descritto per la preparazione di un rivestimento o di una pavimentazione con propriet? di resistenza allo scivolo.

Il manufatto della presente invenzione ha infatti una grande capacit? di resistenza allo scivolo e pu? essere utilizzato per la preparazione di un rivestimento antiscivolo per ambienti interni, come per esempio per un bagno o per una cucina, oppure per un ambiente esterno. Inoltre, il manufatto pu? essere utilizzato per la preparazione di una pavimentazione antiscivolo sia per un ambiente interno che per un ambiente esterno. Il manufatto ceramico della presente invenzione, per esempio una piastrella, pu? essere posato in molteplici unit? per ottenere un pavimento calpestabile o un rivestimento di una parete con elevate propriet? di resistenza allo scivolo sia in un ambiente interno, quindi calpestabile anche a piede nudo, ovvero senza calzature, oppure in un ambiente esterno, quindi calpestabile con piedi calzati.

ESEMPIO

Per lo svolgimento dei seguenti test sono state utilizzate piastrelle in ceramica con una superficie rivestita con lo smalto come descritto nella presente invenzione. La superficie rivestita con lo smalto ? stata testata nelle prove qui di seguito descritte.

Test per la determinazione della propriet? antiscivolo in aree bagnate, con piede non calzato, su piano inclinato (normativa DIN 51097:1992)

Il test conforme alla normativa DIN 51097:1992 serviva come prova di idoneit? per la determinazione e la valutazione della propriet? antisdrucciolo della piastrella, per il suo impiego in aree bagnate di transito a piedi nudi. La propriet? antisdrucciolo ? la capacit? di un rivestimento per pavimento di contrapporsi allo scivolamento.

Modalit? di svolgimento del test

Il collaudatore ha percorso in posizione eretta ed in entrambi i sensi la superfice della piastrella rivestita con lo smalto. L?inclinazione della piastrella aveva un angolo di inclinazione iniziale pari a 0? rispetto ad un piano orizzontale, fino al raggiungimento di un angolo di inclinazione tale da rendere insicuro il movimento della persona. L'angolo d'inclinazione ? stato determinato sulla superficie rivestita con lo smalto continuamente bagnato d'acqua contenente un agente imbibente. L'angolo d'inclinazione ? servito per valutare la propriet? antisdrucciolo.

Risultati

Il manufatto della presente invenzione ha raggiunto un angolo di inclinazione pari a 22?, alla piastrella ? stato quindi assegnato il grado A+B di resistenza allo scivolamento.

Determinazione della resistenza allo scivolamento delle superfici pedonali (normativa BS 7976-2:2002 A1:2013)

Modalit? di svolgimento del test

Per lo svolgimento del test, il tacco di una scarpa in gomma ? stato fatto oscillare sulla superficie della piastrella rivestita con lo smalto secondo la presente invenzione. La superficie della piastrella ? stata bagnata con acqua in modo controllato.

Per ottenere una classificazione di rischio BASSO di pericolo di scivolamento (PT LOW), l?oscillazione deve produrre un angolo di attrito tacco-piastrella bagnata > 36.

Risultati

Tipo di gomma utilizzata: 4S

Temperatura di prova: 21?C

Valore medio asciutto: 65.

Valore medio baganato: 52.

Tipo di gomma utilizzata: TRL

Temperatura di prova: 21?C

Valore medio asciutto: 91.

Valore medio baganato: 55.

La piastrella ? stata classificata con pericolo di scivolosit? BASSA (PT LOW).

Determinazione delle propriet? antiscivolo, in ambienti di lavoro con pericolosit? di scivolamento. Metodo della camminata e test con rampa (Normativa DIN 51130:2014)

Il test conforme alla normativa DIN 51130:2014 ? servito per il rilevamento e la valutazione delle propriet? antisdrucciolo della piastrella rivestita con lo smalto, il suo relativo uso nei locali di lavoro e nelle aree operative ad elevato rischio di scivolamento.

Modalit? svolgimento test

Il test prevedeva un piano inclinato percorso dai soggetti, la cui superficie del manufatto rivestita con lo smalto ? stata preventivamente unto con olio avente viscosit? SAE 10 W 30.

Durante l'esecuzione ? stato determinato se la superficie rivestita con lo smalto era idonea per la posa in specifici ambienti di lavoro. Il grado medio di inclinazione corrispondente alla sensazione di insicurezza dell'operatore che deambula sul piano, definisce la classificazione del materiale in uno dei cinque gruppi che servono come parametro per stabilire il grado di efficacia antisdrucciolo.

Risultati

Angolo di scivolamento: 12,9?.

La piastrella ? stata classificata come R10.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Un processo per la preparazione di un manufatto ceramico con resistenza allo scivolamento comprendente le fasi di:

a) mettere a disposizione un manufatto ceramico avente almeno una superficie;

c) cuocere il manufatto ceramico rivestito,

dove lo smalto comprende una miscela di ossidi comprendente SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O, SrO e ZnO, detti ossidi essendo sottoforma di polvere avente una granulometria compresa tra 0,1 e 150 ?m, preferibilmente tra 0,5 e 120 ?m, in cui almeno il 30% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 50 ?m.

2. Il processo secondo la rivendicazione 1, in cui almeno il 30% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 45 ?m.

3. Il processo secondo la rivendicazione 2, in cui almeno il 40% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 45 ?m.

4. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui una percentuale compresa tra il 20 ed il 40% di detta polvere ha una granulometria inferiore a 50 ?m, preferibilmente inferiore a 45 ?m.

5. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui una percentuale compresa tra il 25 ed il 45% di detta polvere ha una granulometria compresa tra 80 e 40 ?m, preferibilmente compresa tra 75 e 45 ?m.

6. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui almeno il 20% di detta polvere, preferibilmente una percentuale compresa tra il 20 ed il 40% di detta polvere ha una granulometria compresa tra 70 e 110 ?m, preferibilmente compresa tra 75 e 100 ?m.

7. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui una percentuale compresa tra 3 ed 8% di detta polvere, preferibilmente compresa tra 3 e 5% ha una granulometria superiore a 100 ?m.

8. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, dove lo smalto comprende: SiO2 in una concentrazione peso/peso (p/p) compresa tra 40 e 55%, Al2O3 in una concentrazione compresa tra 12 e 25% p/p, CaO in una concentrazione compresa tra 8 e 15% p/p, Na2O in una concentrazione compresa tra 1 e 5% p/p, K2O in una concentrazione compresa tra 0,5 e 5% p/p, SrO in una concentrazione compresa tra 0,5 e 4% p/p, e ZnO in una concentrazione compresa tra 4 e 9% p/p.

9. Il processo secondo la rivendicazione 8, dove lo smalto comprende: SiO2 in una concentrazione peso/peso (p/p) compresa tra 45 e 50%; Al2O3 in una concentrazione compresa tra 14 e 20% p/p; CaO in una concentrazione compresa tra 10 e 13% p/p; Na2O in una concentrazione compresa tra 2 e 3,5% p/p; K2O in una concentrazione compresa tra 1,5 e 3%; SrO in una concentrazione compresa tra 1 e 2,5% p/p; e ZnO in una concentrazione compresa tra 6 e 7,5% p/p.

10. Un manufatto ceramico avente resistenza allo scivolamento, in cui detto manufatto comprende almeno una superficie rivestita, totalmente o parzialmente, con uno smalto applicato secondo il processo di una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, in cui detto smalto conferisce all?almeno una superficie propriet? di resistenza allo scivolamento classificate A+B secondo la normativa DIN 51097:1992 ed ?R10? secondo la normativa DIN 51130:2014.

11. Il manufatto secondo la rivendicazione 10, dove dette propriet? di resistenza allo scivolamento sono anche classificazione ?PT LOW? secondo la normativa BS 7976-2:2002.

12. Il manufatto secondo la rivendicazione 10 o 11, dove detto manufatto ceramico ? scelto tra: una piastrella, preferibilmente una piastrella per uso in un ambiente interno o in un ambiente esterno, una lastra, un piatto doccia, una vasca da bagno, preferibilmente, detto manufatto ceramico ? una piastrella o una lastra.

13. Uso del manufatto ceramico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-12, per la preparazione di un rivestimento o di una pavimentazione con resistenza allo scivolamento.