Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas durante su fabricación y composiciones de recubrimiento empleadas en el mismo.

La presente invención se refiere a un procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas durante su fabricación y a composiciones empleadas en el mismo con el fin de disminuir emisiones de compuestos ácidos, preferiblemente de flúor, azufre y cloro, durante la etapa de cocción de las piezas. Dicho procedimiento comprende preparar y aplicar una composición en forma de recubrimiento sobre la superficie de la pieza, con anterioridad a la etapa de cocción, que es capaz de retener los compuestos ácidos que se emiten durante dicha etapa.Las composiciones de recubrimiento objeto de la presente invención comprenden: (a) al menos una materia prima o compuesto que aporte al menos un elemento seleccionado del grupo compuesto por calcio, bario, estroncio y aluminio y cualquier combinación de los mismos, y opcionalmente (b) al menos una sustancia ligante que confiera consistencia al recubrimiento y adhesión a la superficie de las piezas. La presente invención tiene aplicación en el sector cerámico, para la disminución de las emisiones de compuestos ácidos durante la cocción de baldosas y tejas cerámicas

Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas durante su fabricación y composiciones de recubrimiento empleadas en el mismo.

Sector de la técnica

La invención se encuadra dentro del campo técnico de los procedimientos, métodos y productos destinados a la fabricación de baldosas y tejas cerámicas, concretamente a los destinados a la reducción de las emisiones de compuestos ácidos emitidos durante la etapa de cocción de baldosas y tejas cerámicas. Más concretamente, en lo que se refiere a las emisiones de compuestos gaseosos de flúor, cloro y azufre.

Estado de la técnica

Bajo el término baldosas cerámicas se incluyen aquellas piezas constituidas por un soporte cerámico, de naturaleza arcillosa, recubiertas o no de un esmalte de naturaleza inorgánica u orgánica, que se utilizan como recubrimiento de superficies tales como suelos, paredes y fachadas, independientemente de sus dimensiones, formas, características técnicas y decorativas.

Bajo el término tejas cerámicas se incluyen aquellas piezas constituidas por un soporte cerámico, de naturaleza arcillosa, recubiertas o no de un esmalte o engobe de naturaleza inorgánica u orgánica, que se utilizan normalmente para impermeabilizar o como recubrimiento decorativo en tejados de edificios, independientemente de sus dimensiones, formas, características técnicas y decorativas.

El proceso de fabricación de estos productos cerámicos comprende generalmente las siguientes etapas: preparación de las composiciones de soporte (y esmaltes en productos esmaltados), conformado de la pieza, secado, esmaltado/decoración (en productos esmaltados) y cocción.

Desde el punto de vista de las emisiones contaminantes de compuestos ácidos, la cocción es indudablemente la fase más compleja y relevante por la cantidad y variedad de contaminantes presentes.

Las emisiones gaseosas asociadas a la cocción de baldosas y tejas cerámicas constan, además de los gases que se originan en la combustión, de componentes que se volatilizan con el calentamiento de la pieza que se está cociendo. Estas emisiones contienen componentes gaseosos ácidos cuya cantidad depende, entre otros factores, de su concentración en las materias primas, del ciclo de cocción utilizado, de la temperatura máxima alcanzada y del tipo de producto fabricado.

Estas emisiones están normalmente reguladas directa (normativa sobre emisiones industriales) o indirectamente (normativa sobre calidad de aire), por lo que las empresas deben cumplir unos niveles de emisión inferiores a los valores límite establecidos por la legislación que les sea aplicable.

Actualmente, la solución que se adopta para reducir las emisiones de compuestos ácidos que se emiten durante la cocción de las baldosas y tejas cerámicas hasta los límites legales es la implantación de sistemas de depuración de las corrientes gaseosas emitidas a la atmósfera (soluciones end-of-pipe).

De entre los sistemas de depuración existentes, los más utilizados son los que se basan en poner en contacto los gases con algún reactante o mezclas de ellos (los más utilizados son Ca(OH)₂, CaCO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃) de forma que por reacción con los compuestos ácidos gaseosos se forme un sólido que puede ser retenido directamente en el sistema donde se produce la reacción química (torres de relleno o de lecho), o bien es separado de la corriente gaseosa por un sistema convencional de depuración de sólidos (filtro de mangas, filtro rígido o precipitador electrostático).

Existen soluciones alternativas también basadas en la depuración de la corriente gaseosa emitida en los hornos, como la depuración vía húmeda de los gases en la que los compuestos ácidos se eliminan por absorción.

Los principales inconvenientes de estos sistemas son sus elevados costes tanto de instalación como de mantenimiento, y la generación de residuos sólidos contaminados que deben gestionarse adecuadamente.

Un procedimiento alternativo a la instalación de sistemas de depuración de gases se basa en la modificación de los hornos industriales para favorecer la adsorción de los gases contaminantes durante la fase de precalentamiento. Este método está basado en la existencia de fenómenos de adsorción con y sin reacción química de los compuestos ácidos de flúor y azufre durante el precalentamiento por parte de las piezas, debido a que los gases circulan en contracorriente respecto a éstas.

En la bibliografía científica se describen procedimientos basados en la adición de ciertos aditivos, habitualmente CaCO₃, a la mezcla de materias primas, para de este modo retener los compuestos ácidos en el propio producto cerámico en forma de CaF₂, CaSO₄, etc. Este procedimiento se ha empleado en la fabricación de tejas y ladrillos, aunque puede modificar algunas de sus propiedades finales como son la porosidad, color y resistencia mecánica. Asimismo, según se indica en la literatura científica este método deja de ser efectivo a temperaturas superiores a 1000ºC, a la cual se cuecen las baldosas cerámicas (1100ºC-1220ºC).

En cuanto a los sistemas patentados basados en la fijación de los contaminantes en el propio producto, únicamente se tiene constancia de la solicitud de patente internacional WO9712842, en la que se describe un método para reducir las emisiones de fluoruros producidas durante la cocción de ladrillos, consistente en adicionar hidroxiapatito u otros materiales apatiticos o fosfáticos a la mezcla de materias utilizadas en la fabricación de ladrillos.

No se tiene, por tanto, conocimiento de la existencia de un procedimiento de reducción de emisiones de compuestos ácidos durante el proceso de fabricación de baldosas y tejas cerámicas como el aquí descrito, basado en la aplicación de capas superficiales de recubrimiento sobre dichos productos cerámicos.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas durante su fabricación, y a las composiciones de recubrimiento empleadas en dicho procedimiento para disminuir la emisión de compuestos ácidos que tiene lugar durante la etapa de cocción.

El primer objeto de la invención es proporcionar composiciones de recubrimiento superficial de baldosas y tejas cerámicas capaces de retener los compuestos ácidos, preferiblemente de flúor, azufre y cloro, que se emiten durante la cocción.

El segundo objeto de la invención es el procedimiento a emplear para la preparación y utilización de las citadas composiciones, que comprende una etapa de aplicación de las mismas en forma de recubrimiento sobre la superficie de las baldosas y tejas cerámicas después de su conformado y antes de la etapa de cocción.

Las composiciones de recubrimiento superficial de baldosas y tejas cerámicas objeto de la presente invención se caracterizan porque comprenden al menos un compuesto que comprende y aporta al menos un elemento seleccionado del grupo compuesto por calcio, bario, estroncio y aluminio y cualquier combinación de los mismos, y sin que necesariamente estén todos presentes. De esta forma, dicho compuesto o compuestos, bien sean de Ca, Ba, Sr, Al o cualquier combinación de los mismos, pueden desde aparecer en pequeñas cantidades hasta constituir el 100% de la formulación del recubrimiento, encontrándose preferiblemente entre 1% y 100%, incluidos ambos límites. Se ha probado que cuanto mayor es dicho porcentaje, más eficaz es el recubrimiento en la retención de gases ácidos producidos durante la etapa de cocción.

Cuando el al menos un compuesto es de Ca, preferentemente se encuentra en la formulación en un porcentaje comprendido entre 60%-100% del total de la formulación, y más preferiblemente entre 80%-100%. También preferentemente, cuando el al menos un compuesto es de Ba, se encuentra en la formulación en un porcentaje comprendido entre 20%-80% del total de la formulación, más preferiblemente entre 40%-60%; mientras que cuando es de Sr, preferentemente se encuentra en la formulación en un porcentaje comprendido entre 10%-100% del total de la formulación, más preferiblemente entre 30%-90%. También preferentemente, cuando el al menos un compuesto es de Al, se encuentra en la formulación en un porcentaje comprendido entre 10%-100% del total de la formulación, más preferiblemente entre 40%-80%.

Preferiblemente, el compuesto o compuestos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas durante su fabricación, comprendiendo dicha fabricación al menos una etapa de conformado y una etapa de cocción, caracterizado porque el procedimiento se realiza entre ambas etapas y comprende al menos:

2. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas a) y b) de preparación y aplicación de la composición en forma de recubrimiento sobre las baldosas y tejas cerámicas comprenden las siguientes subetapas:

3. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la suspensión que se obtiene en la etapa a.1) presenta un contenido de sólidos comprendido entre 20% y 80%, incluidos ambos límites.

4. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque en la etapa a.1) o en la etapa a.2) se adiciona además al menos un compuesto ligante a la composición.

5. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el compuesto ligante se adiciona en un porcentaje en peso del total de formulación igual o inferior al 10%.

6. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas 7 cerámicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque en la etapa a.1) o en la etapa a. 2) se adiciona además al menos un aditivo.

7. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el al menos un aditivo es seleccionado del grupo compuesto por floculantes, desfloculantes, dispersantes y espesantes y cualquier combinación de los mismos.

8. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque la composición de recubrimiento se aplica con un espesor comprendido entre 10 μm y 400 μm.

9. Procedimiento para recubrir baldosas y tejas cerámicas de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la composición de recubrimiento se aplica con un espesor comprendido entre 3 0 y 200 μm.

10. Composición de recubrimiento superficial de baldosas y tejas cerámicas para disminuir la emisión de compuestos ácidos durante la cocción de las mismas en un procedimiento como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizado porque dicha composición de recubrimiento comprende:

un compuesto de calcio, en un porcentaje comprendido entre 60% y 100% en peso del total de la formulación de recubrimiento, y

un compuesto o compuestos que comprenden un elemento seleccionado del grupo compuesto por bario, estroncio, aluminio y diferentes combinaciones de los mismos.

11. Composición de recubrimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque los compuestos están en forma de óxido, hidróxido, sulfato, nitrato, carbonato o fosfato, o cualquier combinación de los mismos.

12. Composición de recubrimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque dicha composición comprende al menos un compuesto que ejerce funciones de ligante.

13. Composición de recubrimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el compuesto ligante se adiciona en un porcentaje en peso del total de formulación igual o inferior al 10%.