Esmaltes y vehículos.

Vehículo para pigmentos cerámicos que comprende:

a. del 5 al 50% en peso de urea;

b. del 20 al 50% en peso de agua

;c. del 0 al 60% en peso de uno o más glicoles.

Esmaltes y vehículos

Campo de la invención La presente invención se refiere a vehículos de pigmentos cerámicos, a tintas cerámicas y a un método para decorar cuerpos cerámicos verdes o cocidos mediante el uso de dichas tintas.

Las tintas cerámicas de la invención consisten principalmente en pigmentos cerámicos dispersados en vehículos a base de agua y glicoles y que contienen urea.

Antecedentes de la técnica Los vehículos para pigmentos cerámicos (medios cerámicos) son fluidos que se usan en la preparación de tintas cerámicas para dispersar los pigmentos cerámicos, para regular su viscosidad, propiedades de flujo, y el comportamiento cohesivo de unión.

La mayoría de los productos manufacturados cerámicos tradicionales, tales como los azulejos y las baldosas, están fabricados de un cuerpo cerámico que confiere la forma y las propiedades mecánicas al objeto; el cuerpo cerámico tiene, en general, cierta porosidad y pobres cualidades estéticas.

Dicho cuerpo cerámico, que se define “verde” o, como alternativa, “cocido”, si se cuece previamente, se recubre normalmente, a continuación, con una capa cerámica, denominada esmalte cerámico; el esmalte cerámico se sinteriza completamente por cocción, de tal manera que gana cualidades estéticas superficiales adecuadas y, al mismo tiempo, se convierte en una barrera a prueba de fluidos; como una cuestión de hecho, después de la cocción, el esmalte cerámico tiene normalmente cero porosidad y es, en general, resistente a la abrasión y al ataque de agentes químicos tales como los ácidos, bases y colorantes.

El acabado estético del material cerámico puede completarse mediante una fase de decoración, es decir, mediante la aplicación de materiales cerámicos sinterizables y de diversos colores (pigmentos cerámicos) que se aplican de acuerdo con un dibujo preciso (decoración) .

La decoración puede aplicarse o sobre el cuerpo cerámico verde o cocido, en el que se ha colocado previamente el 35 esmalte, o, en las denominadas decoraciones de tercera cocción, después de la cocción sobre el esmalte.

El vehículo cerámico de la invención es adecuado para la decoración de cuerpos cerámicos verdes o cocidos en los que el esmalte se haya colocado previamente.

Las principales técnicas de impresión usadas en la decoración tanto del sustrato cerámico verde como cocido son la serigrafía plana, la serigrafía rotativa y la decoración mediante rodillo de silicona (esta última comprende la impresión mediante rodillo grabado con láser, o “impresión por rotograbado”, y la impresión mediante rodillo grabado en relieve, o “impresión de sellos de silicona”) ; la decoración mediante rodillo de silicona también se denomina rotograbado.

Todas estas técnicas de decoración requieren una serie de impresiones superpuestas, una para cada uno de los colores que componen el dibujo. Las tintas y vehículos cerámicos se formulan de acuerdo con el tipo de cuerpo cerámico al que se aplicarán (cerámica verde, cerámica cocida, esmalte sinterizado, vidrio, papel...) y de acuerdo con la técnica de aplicación (pincel, espátula, serigrafía, impresión por rotograbado...) .

En la preparación de tintas cerámicas para las decoraciones por serigrafía o rotograbado de cuerpos cerámicos verdes o cocidos, se usan, en general, vehículos basados en mezclas de agua y glicoles, y que contienen normalmente aditivos, tales como los modificadores reológicos, aglutinantes y plastificantes.

Es importante para el usuario final que el vehículo sea estable, que proporcione tintas cerámicas estables y que las decoraciones tengan una buena definición.

Los vehículos basados en agua y glicoles poseen estos requisitos, pero también adolecen de algunos inconvenientes.

En particular, algunos de los glicoles usados con mayor frecuencia, el etilenglicol y el dietilenglicol, se etiquetan como sustancias perjudiciales.

Además, los glicoles son productos industriales derivados del aceite mineral, y se conoce bien que el suministro de 65 petróleo en el mundo es limitado y el precio de los glicoles está sujeto a amplias fluctuaciones que en los últimos años se dirigen regularmente hacia un fuerte aumento.

Por lo tanto, sería ventajoso reducir la cantidad de glicoles en los vehículos cerámicos sin afectar adversamente a la estabilidad de las tintas cerámicas y a su rendimiento.

Descripción de la invención Ahora se ha descubierto que los vehículos cerámicos basados en agua y glicoles que contienen hasta el 40% en peso de urea proporcionan tintas que permiten la realización de decoraciones que tienen una definición comparable o mejorada con respecto a las tintas obtenidas usando vehículos equivalentes en los que la urea se sustituye por el mismo porcentaje en peso de glicoles; además, las tintas cerámicas que comprenden los vehículos cerámicos de la presente invención muestran un tiempo de secado que es adecuado para las técnicas de decoración mencionadas anteriormente.

La urea es un producto industrial no nocivo de bajo coste que se usa en gran medida en la agricultura e incluso en los productos para el cuidado personal, tales como los jabones, dentífricos y detergentes.

La urea se conoce como un agente de retención de agua y se usa como tal en el campo de la impresión textil; también se cita como humectante para tintas de impresión de chorro de tinta de base acuosa.

En el campo de la cerámica, los documentos US 2.617.740 y US 2.748.093 describen composiciones sólidas no acuosas que contienen pequeños porcentajes de urea que se usan para la serigrafía a una temperatura muy por encima de la temperatura ambiente.

De nuevo en el campo de la cerámica, el documento BR PI0503487 desvela una composición en polvo que consiste esencialmente en una especie de agente fundente, aglutinante, espesante y de alisamiento, que se describe como un compuesto químico basado en agentes tensioactivos no iónicos, antiespumantes, conservantes, y urea; no se dice nada sobre la cantidad de urea usada, o sobre la ventajas relacionadas con su uso.

Hasta donde el solicitante sabe, la urea no se ha descrito en la literatura como una sustancia que pueda sustituir de manera eficaz una parte notable de glicoles en los vehículos cerámicos basados en agua y glicoles.

Descripción detallada Por lo tanto, un objeto fundamental de la presente invención es un vehículo para pigmentos cerámicos que comprende:

a. del 5 al 50% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de urea;

b. del 20 al 50% en peso, y preferentemente del 30 al 50% en peso, de agua;

c. del 0 al 60% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de uno o más glicoles.

Un objeto adicional de la presente invención es una tinta cerámica útil para la decoración por serigrafía de cuerpos cerámicos verdes o cocidos que consisten en 30 a 70 partes en peso de pigmentos cerámicos y en 70 a 30 partes de un vehículo cerámico que comprende:

a. del 5 al 50% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de urea; 45 b. del 20 al 50% en peso, y preferentemente del 30 al 50% en peso, de agua;

c. del 0 al 60% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de uno o más glicoles.

De acuerdo con un aspecto adicional, la invención es un método para decorar cuerpos cerámicos verdes o cocidos, que comprende las etapas siguientes:

i. se prepara una tinta cerámica que consiste en el 30 al 70% en peso de pigmentos cerámicos y el 70 al 30% en peso de un vehículo cerámico que comprende:

a. del 5 al 50% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de urea; 55 b. del 20 al 50% en peso, y preferentemente del 30 al 50% en peso, de agua;

c. del 0 al 60% en peso, y preferentemente del 10 al 40% en peso, de uno o más glicoles.

ii. se dispersa un esmalte sobre la superficie del cuerpo cerámico verde o cocido;

iii. se crea la decoración por medio de serigrafía plana, o serigrafía rotativa, o rotograbado, usando una o más tintas de acuerdo con el punto i.;

iv. se cuece el sustrato obtenido a una temperatura comprendida entre 900 y 1250 °C durante 15-240 minutos.

Experimentalmente, se ha determinado que el uso de vehículos cerámicos que contienen urea también reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) durante la cocción del cuerpo cerámico (como se sabe bien, los óxidos de 65 nitrógeno se encuentran entre los principales contaminantes que se derivan de los procesos de combustión) .

Este fenómeno representa una ventaja significativa adicional de la presente invención.

La reducción de NOx se produce... [Seguir leyendo]

1. Vehículo para pigmentos cerámicos que comprende:

a. del 5 al 50% en peso de urea;

b. del 20 al 50% en peso de agua;

c. del 0 al 60% en peso de uno o más glicoles.

2. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: 10

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles.

3. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende hasta el 10% en peso de uno o más aditivos seleccionados a partir de conservantes, biocidas, antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y agentes de nivelación.

4. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 3, que consiste en: 20

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles;

d. del 0 al 10% en peso de uno o más aditivos seleccionados a partir de agentes conservantes, biocidas, 25 antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y de nivelación.

5. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende del 0, 1 al 10% en peso de uno o más modificadores reológicos.

6. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 4, que consiste en:

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles;

d. del 0 al 10% en peso de uno o más aditivos seleccionados a partir de agentes conservantes, biocidas, antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y de nivelación;

e. del 0, 1 al 10% en peso de uno o más modificadores reológicos.

7. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene una 40 viscosidad Haake de 30 a 1.000 mPa*s de 01, 1 a 1.000 s-1.

8. Vehículo para pigmentos cerámicos de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el modificador reológico es hidroxietilcelulosa, hidroxipropil guar o un espesante poliacrílico.

9. Tinta cerámica que consiste en el 30 al 70% en peso de pigmentos cerámicos y el 70 al 30% en peso del vehículo cerámico de acuerdo con la reivindicación 1.

10. Tinta cerámica de acuerdo con la reivindicación 9 en la que el vehículo comprende:

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles.

11. Tinta cerámica de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el vehículo comprende hasta el 10% en peso de 55 uno o más aditivos seleccionados a partir de agentes conservantes, biocidas, antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y de nivelación.

12. Tinta cerámica de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el vehículo consiste en:

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles;

d. del 0 al 10% en peso de uno o más aditivos seleccionados a partir de agentes conservantes, biocidas,

antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y de nivelación. 65

13. Tinta cerámica de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el vehículo comprende del 0, 1 al 10% en peso de uno o más modificadores reológicos.

14. Tinta cerámica de acuerdo con la reivindicación 13, en la que el vehículo consiste en: 5

a. del 10 al 40% en peso de urea;

b. del 30 al 50% en peso de agua;

c. del 10 al 40% en peso de uno o más glicoles;

d. del 0 al 10% en peso de uno o más aditivos seleccionados a partir de agentes conservantes, biocidas, 10 antiespumantes, dispersantes, aglutinantes y de nivelación;

e. del 0, 1 al 10% en peso de uno o más modificadores reológicos.

15. Método para decorar los cuerpos cerámicos verdes o cocidos, que comprende las etapas siguientes:

i. se prepara una tinta cerámica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 9 a 14;

ii. se dispersa un esmalte sobre la superficie del cuerpo cerámico verde o cocido;

iii. se crea la decoración por medio de serigrafía plana, o serigrafía rotativa, o rotograbado, usando una o más tintas de acuerdo con el punto i.;

iv. se cuece el sustrato obtenido a una temperatura comprendida entre 900 y 1250 °C durante 15-240 minutos.