View
0
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
PLASTIFICANTI – TENACIZZANTI
PER IMPASTI CERAMICISTATO DELL’ARTE E SVILUPPI FUTURI
PLASTIFICANTI – TENACIZZANTI
PER IMPASTI CERAMICISTATO DELL’ARTE E SVILUPPI FUTURI
Paolo Prampolini
Sassuolo, 18 Febbraio 2016
18/02/2016 2
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIAdditivazione con LEGANTI di impasti ceramici,
come incrementare, e perché, la resistenzameccanica in crudo dei manufatti ceramici,
�piastrelle o lastre di grandi dimensioni,�stoviglieria,�sanitari e ceramiche tecniche.
� Sperimentazioni in Italia e all’estero dell’ultimo anno,� Possibili sviluppi nell’immediato futuro.
18/02/2016 3
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTILe tecniche industriali di formatura dei pezzi ceramici si raggruppano in alcune categorie, in gran parte note da tempo, altre di concezione più recente:
>Pressatura a semisecco unidirezionale, >”unidirezionale non convenzionale” ( senza stampo o per calandratura ), >Pressatura isostatica, >Colaggio tradizionale in forme di gesso, >Colaggio a pressione in forme di resina, >Trafilatura>Jiggering e jollyng
18/02/2016 4
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTICaratteristiche comuni.
>Fase in cui il manufatto contiene una certa quantità di acqua ( almeno 5 – 6 % ), >Necessaria, >Fragilità in verde, a volte non sufficientemente compatibile con le dimensioni e la complessità dell’oggetto o con le successive operazioni di movimentazione.>Fase successiva di essiccamento irrobustisce il pezzo, incrementando il MOR anche di 3 – 4 volte il valore iniziale e regolando la porosità superficiale in relazione alle applicazioni successive di smaltatura e decorazione.
18/02/2016 5
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPossibilità di incremento del MOR essiccato attraverso l’introduzione di leganti temporanei non presenta sostanziali novità rispetto al passato.
>Uso di polimeri organici filmogeni di varia natura, di origine naturale,
> Amidi, Zuccheri, Cellulose, Ligninsolfonati, …o sintetica,�Polimeri Vinilici, Acrilici, Naftalensolfonati, …
>Incremento MOR essiccato fino ad oltre il 100% del valore iniziale
6
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
0
5
10
15
20
25
30
35
STD E/50 0,5% E/50 1% E/50 1,5%
1,43,6 4,3 4,2
2,2
14
20,2
31,1
Kg
/cm
2Resistenza Meccanica in Crudo
CRV CRS
18/02/2016 7
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
0
10
20
30
40
50
STD A/5 0,5% A/5 0,75% A/5 1% A/7 0,5% A/7 0,75% A/7 1%
22,6
29
35,9
45,8
27
33,6
42,7
Kg
/cm
2
Resistenza Meccanica in Essiccato
18/02/2016 8
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
Resistenza meccanica in essiccato
SOL 5
A/5
A/7
0
10
20
30
40
50
60
70
STD 0,1 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2
23,9 26,1 2729,3
34,336,7
50,152,9
23,9 25,230,4
38,741,2
49,352,2
61,1
23,9 24,730
40,545,9
51,1
57,7
68,1
Kg
/cm
2
18/02/2016 9
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIProcessi e meccanismi noti e collaudati,Senza particolari limiti tecnologici.>Limiti industriali di natura economica>Difficoltà di combustione completa delle sostanzeorganiche durante il ciclo di cottura.>Incompatibilità fra la velocità del ciclo in fase dipreriscaldo e la velocità di decomposizione delle SOporta al fenomeno del “cuore nero”.Alcuni dei leganti più comuni possono aumentare iltenore di Zolfo>Differenziazione fra le Sostanze Organiche,sempre presenti, apportate dalle MP,veramente determinanti, e quelle introdotte
dall’additivazione.
18/02/2016 10
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
Presenza di situazioni limite in cui già lo standard iniziale appare compromesso. Qualunque apporto evidenzia maggiormente il problema.Se le condizioni sono tali per cui il sistema tollera il moderato aumento di SO per aggiunta dei leganti senza manifestare difficoltà,
>Possibilità di raggiungere resistenze in essiccato abbondantemente sufficienti alle necessità operative, appare alla portata di una NORMALE ADDITIVAZIONE CON TENACIZZANTI
18/02/2016 11
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIProdotti combinati ad effetto Deflocculante/Tenacizzante
Concetto generale:>Più un sistema è polifunzionale, più il sistema diventa rigido ed invariante, ma semplice da utilizzare ( potendo variare solo la % totale dell’additivo ). >Maggiore è la scomposizione nelle varie funzionalità, maggiore è la conoscenza, maggiore è la complessità di gestioneAttenta valutazione assieme all’utente.Non esistono metodi in assoluto miglioriEsistono soluzioni intermedie di compromesso
VERSATILITA’ – COMPLESSITA’RIGIDITA’ – SEMPLICITA’
18/02/2016 12
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
Perché è UTILE, se non indispensabile, avere un MOR essiccato più alto? > per realizzare pezzi più grandi, o di forma più complessa,> pezzi più sottili, > per potere usare Materie Prime meno pregiate, meno care ( e meno plastiche ), Problema della resistenza in verde. > Potere pressare di meno gli alti spessori al fine di degasare meglio in cottura, Problema della fragilità in verde.
18/02/2016 13
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI E MOR VERDE. Discorso più complesso: la maggior parte dei leganti agiscono quando l’acqua è evaporata, NON FUNZIONANO in presenza di % d’acqua anche piccole. Che fare? >Meccanismi smectiti inibite. >Polimeri Organici ad alto PM in emulsione acquosa.>Fase iniziale: emulsione acquosa di monomeri acrilici e metacrilici idrofobici, >goccioline, all’interno delle quali avviene la polimerizzazione radicalica fino ad esaurimento dei monomeri, >emulsione diretta di polimeri acrilici, in cui il >polimero ad alto PM solido, raggomitolato all’interno di una gocciolina tenuta in equilibrio da tensioattivi.
18/02/2016 14
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTISi possono introdurre polimeri insolubili ad alto PM senza influenzare la viscosità della sospensione. L’equilibrio è metastabile. Stress meccanici e termici ( evaporazione dell’acqua ), polimero adsorbito sulle particelle solide, >Distruzione>Diffusione e coalescenza >Formazione di un corpo unico, >Deposizione di un film sulla particella >Posizioni preferenziali >Coating particella
Rumpf e Onoda:
18/02/2016 15
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPerché incrementare la resistenza in verde?Stesse motivazioni che portano alla necessità diaumentare la resistenza in essiccato,tecniche ed economiche, con l’aggiunta diMaggiori difficoltà collegate ai valori assolutinotevolmente più bassi,Incrementi che si ottengono, mediamente inferiori,Scarsa disponibilità di leganti specifici, che non sianoargille plastiche.Linee completamente digitalizzate, a partire dallaformatura di grandi lastre tagliate o rifilate a crudo,varie fasi di smaltatura digitale, decorazione digitale edapplicazioni a secco digitali.
18/02/2016 16
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPosizionamento dell’essiccatoio appena dopo la pressa, MOTIVAZIONI: >movimentazione “energica”, >trasporto su cinghie, >decorazioni serigrafiche e rotocalco a contatto,>applicazioni di engobbi e smalti all’acqua ( riduzione MOR essicc di un 10% ognuna )>Spostamento di questa parte dell’impianto a fine linea, in posizione di pre forno.VANTAGGI: >smaltatura/decorazione digitale a bassa temperatura>Possibilità di sistemi applicativi a minore contenuto di SO altobollenti
18/02/2016 17
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTINotevole variazione delle condizioni chimico –fisiche superficiali, soprattutto POROSITA’ in crudo ed ASSORBIMENTO.
Si ipotizza che non dovrebbero essere problemi insormontabili, dato che si producono attualmente grandi lastre TRAFILATE che seguono questo schema. Il cambio di superficie richiederebbe alcuni adattamenti. In ogni caso una MAGGIOR RESISTENZA IN VERDE dovrebbe aiutare il conseguimento dei risultati attesi.
18/02/2016 18
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIProdotti in grado di Influenzare POSITIVAMENTE sia il MOR verde che il MOR essiccato, cercando di riprodurre l’effetto globale dell’aggiunta di sistemi argillosi molto plastici, >Dosaggi molto bassi ( < 1% )>Senza effetti indesiderati, >Forma fisica ( liquido pompabile stabile nel tempo ) da essere facilmente dosabile in ogni momento ed in diverse posizioni dell’impianto, da scegliere opportunamente. Il risultato è stato il sistema TENAGREEN, di cui portiamo all’attenzione uno dei principali CASEHISTORY industriali, dopo più di un anno di
additivazione su tutta la produzione
18/02/2016 19
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
OBBIETTIVO >Riduzione dei costi di produzione, attraverso una >Riformulazione dell’impasto ottenuta riducendo la % di argilla plastica, >Ripristino delle precedenti condizioni di resistenza in crudo ( MOR verde + MOR essiccato ) con >Addizione del plastificante – tenacizzante TENAGREEN.
Tipologia Impasto: Gres Porcellanato, smaltato, ma anche tecnico in piccola %.
PRODUZIONE (m2) ca 3M FORMATI (cm) 30X60 60X60 45X90 60X120SPESSORE (mm ) 9 – 10 CICLI COTTURA da 1215°C/46min a 1220°C/54min
18/02/2016 20
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIComposizione:
IMP STD IMP MODARG PLASTICA 24% 8%ALTRE ARG 16% 31%TOT ARG 40% 39%FOND + INERTI 60% 61%
TENAGREEN 0% 0.60%
DENSITA’ (g/l) 1750 1810DELTA % H2O 0 - 3.5 MOR VERDE (KG/cm2) 8.2 9.1MOR ESSICC (KG/cm2) 35 – 37 36 – 39
18/02/2016 21
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIRISPARMIO COSTO FORMULA COMPRENSIVO DEL COSTO DEL TENAGREEN: 2 €/TON
RISPARMIO CONSUMO GAS METANO: 10 – 15 % , corrispondente a – 3.5% acqua evaporata
NOTA: Non si sono modificati tipo e % d’uso del deflocculante, quindi i costi relativi sono rimasti gli stessi, privilegiando la maggior efficienza dell’impianto ed il minor consumo di gas.Questi dati confermano sostanzialmente quanto previsto da un gran numero di test di laboratorio ed altre prove industriali effettuate in questo periodo di
tempo.
18/02/2016 22
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTITENAGREEN su impasti rossi, Alte % di Fe e Ti , alte % di argille ( 60 – 100% ) . GRES ROSSO da pavimento MONOPOROSA ROSSA da rivestimento macinati ad umido. TECNOLOGIA PREVALENTE in Spagna, Nord Africa dal Marocco all’Egitto, Medio Oriente e Penisola Arabica.MOTIVAZIONI: >Abbondanza di cave locali e prodotto a basso costo. >NON problemi di plasticità, >Difficoltà di fluidificazione, e con altissime % di deflocculante >Problemi di cuore nero dovuto all’elevato contenuto di
SO delle argille più plastiche.
18/02/2016 23
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIOBBIETTIVO: Verifica se la sostituzione parziale di argille plastiche cariche di SO con altre meno plastiche e meno difficili da fluidificare, accompagnata da aggiunte di TENAGREEN, potesse non tanto influenzare il costo dell’impasto, comunque limitato, quanto consentire condizioni di lavoro in macinazione e in cottura più idonee, con risparmi di acqua (importantissima in paesi aridi ), gas ed aumento della velocità dei cicli, senza cuore nero.
18/02/2016 24
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTITENAGREEN formatura per colaggio sanitari. Tendenza: produrre pezzi sempre più grandi, consolle da bagno e piatti doccia, diffusione sempre maggiore della tecnologia di colaggioad alta pressione, Prodotti in grado di incrementare la velocità di formazione dello spessore ( casting rate ), collegata con un moderato e controllato aumento di tissotropia e flocculazione. Riduzione dei tempi del ciclo di colaggio, e la resistenzameccanica in crudo per contrastare il fenomeno dei difetti di crepa.Alcune prove di laboratorio, effettuando aggiunte di TENAGREEN ad una barbottina di impasto per sanitari
18/02/2016 25
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
18/02/2016 26
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTISTOVIGLIERIA, ( India )
Colaggio, oppure Jiggering e Jollyng. Addizione 0.25% di TENAGREEN , Miglioramento nella plasticità e lavorabilità, con calo dell’incidenza di pezzi crepati o rotti.
JIGGERING AND JOLLYING
a) Template. b) Clay. c) Mold. d) Wheel
18/02/2016 27
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
TENAGREEN INORGANICO, con un contenuto in SO sul tq inferiore al 4% , confrontato al 40 – 50% di un tenacizzante tradizionale, ed al 10 - 15% del TENAGREENTENAGREEN SEMISINTETICI , contenenti una parte di polimeri sintetici dotati di una particolare proprietà plastificante e di uno spettro di azione più ampio
TENAGREEN SUPERPLASTIFICANTI, contenenti polimeri acrilici in emulsione, che presentano un interessante effetto sinergico con la frazione inorganica, ed una maggiore facilità di decomposizione
nei cicli rapidi di cottura.
18/02/2016 28
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
TENAGREEN SEMISINTETICI Case History industrialeOBBIETTIVO: conseguire, senza modifiche all’impasto, maggiore resistenza in verde ed in essiccato per affrontare grandissimi formatiRisultati medi dopo alcuni mesi di produzione ( gres porcellanato ) e circa 500.000m2
STD MOD
TENAGREEN (%) 0 0,6
MOR VERDE (Kg/cm2) 7,9 9,0
MOR ESS (Kg/cm2) 34 40
18/02/2016 29
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
4,28
4,51
4,88
5,96
5,54
6,49
7,27
5,95
6,71
7,52
Kg
/cm
2
MOR in Verde
0,5
%
1,0
%
0,2
5%
0,5
%
1,0
%
0,2
5%
0,5
%
1,0
%
0,2
5%
Tenagreen INORG
COMBINAZIO
COP ACR BASSA
std
18/02/2016 30
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTI
15
20
25
30
35
40
20,85
24,01
29,29
37,34
25,64
31,33
37,56
28,47
33,39
39,86
Kg
/cm
2MOR in Essiccato
0,2
5%
0,5
%
1,0
%
0,2
5%
0,5
%
1,0
%
0,2
5%
0,5
%
1,0
%
COP ACR BASSA
TENAGREEN
COMBINAZIONE
std
18/02/2016 31
TENAGREENTENAGREEN
TENAGREEN è una esclusiva LAMBERTI
(domanda di brevetto è stata depositata)
GRAZIE A TUTTIGRAZIE A TUTTI
18/02/2016 33
PLASTIFICANTI - TENACIZZANTIPLASTIFICANTI - TENACIZZANTIa
Recommended