ITMI20002335A1

ITMI20002335A1 - MANUFACTURES CONSTITUTED FROM STONE AGGLOMERATES MANUFACTURED FOR VIBRO-COMPRESSION CONTAINING TECHNOPOLYMERS ABLE TO IMPROVE THE CHARACTERIS

Info

Publication number: ITMI20002335A1
Application number: IT2000MI002335A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Godi; Pierpaolo Tassone
Original assignee: Quarella Spa
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-04-27
Also published as: EP1330419A2; AU2002218251A1; WO2002034689A3; WO2002034689A2; IT1319247B1

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: Description of the patent for industrial invention entitled:

“MANUFATTI COSTITUITI DA AGGLOMERATI LAPIDEI FABBRICATI PER VIBRO-COMPRESSIONE CONTENENTI TECNOPOLIMERI IN GRADO DI MIGLIORARNE LE CARATTERISTICHE TECNICHE ED ESTETICHE" "PRODUCTS MADE OF STONE AGGLOMERATES MANUFACTURED BY VIBRO-COMPRESSION CONTAINING TECHNOPOLYMERS ABLE TO IMPROVE THEIR TECHNICAL AND AESTHETIC CHARACTERISTICS"

La presente invenzione riguarda manufatti denominati agglomerati lapidei, fabbricati con la tecnologia nota di vibro-compressione sotto vuoto in forma di blocchi o lastre, destinati al settore edilizio per l’utilizzo come pavimenti e rivestimenti verticali, con migliorate caratteristiche tecniche ed estetiche. The present invention relates to artifacts called stone agglomerates, manufactured with the known technology of vibro-compression under vacuum in the form of blocks or slabs, intended for the construction sector for use as floors and vertical coverings, with improved technical and aesthetic characteristics.

Da molti secoli i materiali lapidei, come marmo, granito, o pietra in genere, vengono utilizzati in forma di piastrelle o lastre di dimensioni anche elevate per la pavimentazione ed il rivestimento verticale di edifici sia pubblici che privati: tale utilizzo è stato da sempre favorito dalle valenze decorative del materiale, unite a caratteristiche tecniche soprattutto di elevata durabilità nel tempo. For many centuries, stone materials, such as marble, granite, or stone in general, have been used in the form of tiles or slabs of even large dimensions for the flooring and vertical cladding of both public and private buildings: this use has always been favored. from the decorative values of the material, combined with technical characteristics above all of high durability over time.

Il ciclo di trasformazione dei materiali lapidei non è molto cambiato negli anni e sostanzialmente prevede le seguenti lavorazioni. The transformation cycle of stone materials has not changed much over the years and essentially involves the following processes.

I materiali lapidei vengono estratti sotto forma di blocchi dalle cave, ed i blocchi vengono successivamente sottoposti a numerose ed onerose operazioni di preparazione alla dimensione ed alle estetiche desiderate, che normalmente prevedono almeno le fasi di segagione dei blocchi in lastre, di lucidatura superficiale delle lastre e di taglio al formato utile. The stone materials are extracted in the form of blocks from the quarries, and the blocks are subsequently subjected to numerous and onerous preparation operations to the desired size and aesthetics, which normally include at least the phases of sawing the blocks into slabs, surface polishing of the slabs and cut to the useful size.

Tale tecnologia di lavorazione, nonostante la ricerca continua dell’ ottimizzazione, è tuttavia ancora condizionata da alcuni indubbi svantaggi che ne riducono la validità e la economicità. This processing technology, despite the continuous search for optimization, is however still conditioned by some undoubted disadvantages that reduce its validity and cost-effectiveness.

Il primo risiede nel fatto che già in fase di estrazione dei blocchi dalle cave una parte del materiale rimane inutilizzabile, e tale quantità diventa ancora maggiore in seguito alle successive lavorazioni, tanto è vero che tali sfridi arrivano ad una percentuale a volte superiore al 60%, pregiudicando così Γ economicità dell’ utilizzo delle pietre naturali ed aggravando un problema di impatto ambientale derivante dalla gestione di queste risulte. The first lies in the fact that already during the extraction of the blocks from the quarries a part of the material remains unusable, and this quantity becomes even greater following subsequent processing, so much so that such scraps sometimes reach a percentage higher than 60%. , thus compromising the cost-effectiveness of the use of natural stones and aggravating a problem of environmental impact deriving from the management of these results.

Il secondo è connesso con la disomogeneità di un materiale naturale, per cui spesso due blocchi estratti a poca distanza dalla stessa cava presentano differenze cromatiche tali da pregiudicarne l’impiego su grandi superfici e differenze tecniche, in particolare legate alla presenza di venature o fratture, che ne fanno aumentare ulteriormente lo scarto. The second is connected with the inhomogeneity of a natural material, so that often two blocks extracted a short distance from the same quarry have chromatic differences such as to compromise their use on large surfaces and technical differences, in particular linked to the presence of veins or fractures, which further increase the gap.

Il terzo dipende dal fatto che accanto alla indubbia valenza estetica del materiale naturale, che lo rende di pregio a seconda della reperibilità più o meno elevata, questo presenta dei limiti cromatici e tecnici dovuti alla richiesta sempre più ambiziosa di architetti e progettisti per la realizzazione di soluzioni innovative. The third depends on the fact that alongside the undoubted aesthetic value of the natural material, which makes it valuable depending on its more or less high availability, this presents chromatic and technical limits due to the increasingly ambitious request of architects and designers for the construction of innovative solutions.

La tecnologia di produrre industrialmente agglomerati lapidei utilizzando come materia prima gli sfridi di cava e sfruttando le proprietà leganti di resine sintetiche in grado di indurire con consistenza lapidea, legando indissolubilmente i granuli di marmo, granito o pietra, tra loro, rappresenta quindi un’innovazione del settore che negli ultimi trent’anni ha comportato lo sviluppo di materiali alternativi che spesso si fanno preferire a quelli naturali proprio per le loro qualità tecniche ed a volte estetiche. The technology of industrially producing stone agglomerates using quarry scraps as raw material and exploiting the binding properties of synthetic resins capable of hardening with stone consistency, indissolubly binding the marble, granite or stone granules together, therefore represents an innovation. of the sector which in the last thirty years has involved the development of alternative materials that are often preferred to natural ones because of their technical and sometimes aesthetic qualities.

Relativamente a questo ultimo aspetto, da sempre si è cercato di abbellire nelle composizioni a mosaico le lastre naturali con l’inserimento di frammenti colorati, a specchio, o di lucentezza tale da costituire uno stacco cromatico tra le piastrelle o le lastre di pietra naturale. Anche nei primitivi impasti agglomerati di argilla o calce la ricerca di variazioni cromatiche prevedeva l’inserimento di frammenti decorativi di varia natura. With regard to this last aspect, efforts have always been made to embellish natural slabs in mosaic compositions with the inclusion of colored, mirror, or shiny fragments such as to constitute a chromatic gap between the tiles or natural stone slabs. Even in the primitive agglomerated mixtures of clay or lime, the search for chromatic variations involved the insertion of decorative fragments of various kinds.

Tali frammenti, in genere costituiti da vetro, specchio, pietre naturali o madreperla, non sono oggi tuttavia in grado di soddisfare le esigenze estetiche richieste, ed inoltre possono comportare un indebolimento nella struttura del pavimento o del rivestimento per non avere determinate proprietà che li rendano particolarmente adatti all’impiego. These fragments, generally made up of glass, mirror, natural stone or mother of pearl, are not today however able to satisfy the required aesthetic needs, and moreover they can cause a weakening in the structure of the floor or covering in order not to have certain properties that make them particularly suitable for use.

Anche nella tècnologia degli agglomerati lapidei fabbricati industrialmente l’uso di tali frammenti decorativi poteva comportare limiti nell’estetica e di compatibilità con gli altri materiali, condizionandone quindi l’utilizzo; a titolo di esempio, l’uso di frammenti di vetro o di specchio nella fabbricazione di lastre o blocchi di granulati di marmo agglomerato legato con resina poliestere necessitava l’impiego di costosi additivi per assicurare il legame tra la resina ed il materiale vetroso, rendendo altrimenti il manufatto risultante di discutibili proprietà meccaniche, tali, in alcuni casi, da pregiudicarne l’impiego per determinate applicazioni. Even in the technology of industrially manufactured stone agglomerates, the use of these decorative fragments could lead to limits in aesthetics and compatibility with other materials, thus affecting their use; by way of example, the use of glass or mirror fragments in the manufacture of slabs or blocks of agglomerated marble bonded with polyester resin required the use of expensive additives to ensure the bond between the resin and the glassy material, making otherwise the resultant manufactured article of questionable mechanical properties, such, in some cases, as to jeopardize its use for certain applications.

Scopo della presente invenzione è pertanto la definizione di un nuovo tipo di frammento decorativo da inserire in un impasto adatto alla fabbricazione di agglomerati lapidei senza limitazioni di tipologia (ossia con qualunque tipo di materia prima e di legante utilizzati), che non necessita di alcun additivo promotore di adesione, che non presenta alcuna limitazione cromatica e che conferisce particolari proprietà tecniche al manufatto risultante. The purpose of the present invention is therefore the definition of a new type of decorative fragment to be inserted in a mixture suitable for the manufacture of stone agglomerates without type limitations (i.e. with any type of raw material and binder used), which does not require any additive. adhesion promoter, which has no chromatic limitation and which confers particular technical properties to the resulting product.

Tale obbiettivo viene raggiunto inserendo nell’impasto frammenti, ridotti alle dimensioni volute, di particolari tecnopolimeri di definite qualità tecniche ed estetiche quali ad esempio (a titolo non limitativo) Polimetilmetacrilato (PMMA) e Policarbonato (PC). This goal is achieved by inserting fragments, reduced to the desired size, of particular technopolymers with defined technical and aesthetic qualities such as (but not limited to) Polymethylmethacrylate (PMMA) and Polycarbonate (PC) into the mixture.

I frammenti sono ricavati da lastre o barre prodotte per colata o estrusione secondo le più moderne tecnologie di trasformazione delle materie plastiche, successivamente frantumati mediante un opportuno mulino alla pezzatura desiderata. The fragments are obtained from plates or bars produced by casting or extrusion according to the most modern technologies of transformation of plastic materials, subsequently crushed by means of a suitable mill to the desired size.

Di natura incolore e di eccezionale limpidezza, i tecnopolimeri sopra menzionati possono essere colorati in numerosissime tinte, prestandosi così, senza limitazioni, a tutti gli effetti di trasmissione e di diffusione della luce e del colore desiderati per ottenere i più svariati effetti estetici nell’agglomerato. Colorless in nature and exceptionally clear, the aforementioned technopolymers can be colored in numerous shades, thus lending themselves, without limitations, to all the desired effects of transmission and diffusion of light and color to obtain the most varied aesthetic effects in the agglomerate. .

Le caratteristiche estetiche peculiari di questi materiali sono pertanto l’elevatissima trasparenza, la possibilità di colorazione e la resistenza nel tempo agli agenti atmosferici, che li rendono adatti all’ impiego nella tecnologia in oggetto. The peculiar aesthetic characteristics of these materials are therefore the very high transparency, the possibility of coloring and resistance over time to atmospheric agents, which make them suitable for use in the technology in question.

Inoltre, la loro natura chimica li rende particolarmente adatti per legarsi indissolubilmente, durante il processo di reticolazione, con la resina poliestere insatura utilizzata quale legante nella fabbricazione degli agglomerati lapidei, senza l’ausilio di alcun promotore di adesione, come ad esempio dovrebbe invece avvenire nel caso si utilizzassero frammenti decorativi di vetro o specchio. Furthermore, their chemical nature makes them particularly suitable for indissolubly bonding, during the cross-linking process, with the unsaturated polyester resin used as a binder in the manufacture of stone agglomerates, without the aid of any adhesion promoter, as for example should occur. if decorative glass or mirror fragments are used.

Tuttavia i vantaggi derivanti dall’impiego di tecnopolimeri negli impasti adatti alla formatura di blocchi o lastre di agglomerati con la tecnologia di vibro-compressione sotto vuoto non si limitano al fattore estetico. However, the advantages deriving from the use of technopolymers in the mixtures suitable for forming blocks or slabs of agglomerates with the vacuum vibro-compression technology are not limited to the aesthetic factor.

Infatti, un materiale composito progettato industrialmente si caratterizza per la possibilità della predizione delle proprietà tecniche sulla base della scelta delle materie prime di partenza, e più in generale dei suoi componenti: è questa una chiave importante sia per la produzione del materiale con le caratteristiche più adatte all’ applicazione richiesta, sia per l’applicazione nei più svariati contesti. In fact, an industrially designed composite material is characterized by the possibility of predicting the technical properties on the basis of the choice of the starting raw materials, and more generally of its components: this is an important key both for the production of the material with the most suitable for the required application, both for application in the most varied contexts.

Caratteristica di questi materiali è infatti la possibilità di ottenere le proprietà più adatte alla risoluzione del problema tecnologico, come ad esempio le proprietà meccaniche ed in questo caso, più in particolare, quelle elastiche. Characteristic of these materials is in fact the possibility of obtaining the most suitable properties for solving the technological problem, such as the mechanical properties and in this case, more particularly, the elastic ones.

La possibilità di produrre un materiale con caratteristiche meccaniche elevate, quali ad esempio la resistenza alla flessione sotto carico, ma con proprietà elastiche adatte (derivanti in questo caso dal modulo di elasticità dei materiali componenti), rappresenta sicuramente un fattore di successo. The possibility of producing a material with high mechanical characteristics, such as resistance to bending under load, but with suitable elastic properties (deriving in this case from the modulus of elasticity of the component materials), certainly represents a success factor.

Nel caso dei materiali agglomerati, in genere, se non vi sono particolari interazioni tra i componenti, la soluzione consiste nel mediare in un certo modo le proprietà dei singoli granuli o fasi, utilizzando come pesi una funzione di distribuzione che nel caso di materiali con tessiture terrà conto della distribuzione delle orientazioni e nel caso dei compositi terrà conto pure delle frazioni volumetriche dei costituenti. In the case of agglomerated materials, in general, if there are no particular interactions between the components, the solution consists in mediating in a certain way the properties of the individual granules or phases, using a distribution function as weights that in the case of materials with textures it will take into account the distribution of orientations and in the case of composites it will also take into account the volumetric fractions of the constituents.

Dalla figura allegata si può evidenziare come il modello logaritmico fornisca uno strumento di previsione dei moduli elastici nei materiali agglomerati molto efficace, interpretando in modo soddisfacente i punti sperimentali (rappresentati dai valori identificati con il triangolo), comparato con formule di analoga semplicità come il modello parallelo ed il modello di Hirsh. From the attached figure it can be highlighted how the logarithmic model provides a very effective tool for predicting elastic modules in agglomerated materials, satisfactorily interpreting the experimental points (represented by the values identified with the triangle), compared with formulas of similar simplicity such as the model parallel and the Hirsh model.

Dal grafico si evince come la desiderata riduzione del modulo elastico nel composito (desiderata appunto per rendere il manufatto più adatto e durabile nel tempo a tutte le applicazioni per le quali viene destinato in edilizia) si ottiene praticamente in modo esclusivo mediante una variazione della percentuale in formula della fase legante (quella appunto a modulo elastico inferiore). The graph shows how the desired reduction of the elastic modulus in the composite (desired precisely to make the product more suitable and durable over time for all the applications for which it is intended in construction) is obtained practically exclusively by means of a variation of the percentage in formula of the binder phase (the one with a lower elastic modulus).

Nella tecnologia degli agglomerati lapidei fabbricati per vibrocompressione sotto vuoto, tuttavia, non essendo possibile questa variazione per ragioni di compatibilità con il processo di fabbricazione, viene proposto in alternativa un metodo per ridurre il modulo elastico del composito introducendo in formula materiali granulari a modulo elastico inferiore. In the technology of stone agglomerates manufactured by vibrocompression under vacuum, however, since this variation is not possible for reasons of compatibility with the manufacturing process, a method is proposed as an alternative to reduce the elastic modulus of the composite by introducing granular materials with a lower elastic modulus into the formula. .

L’impiego di tecnopolimeri a modulo elastico molto basso rispetto ai valori di modulo elastico della pietra naturale, consente di raggiungere appunto questo scopo, non esistendo in natura materiali granulari naturali con modulo elastico così basso come quello dei materiali termoplastici, quali appunto ad esempio il Polimetilmetacrilato ed il Policarbonato. The use of technopolymers with a very low modulus of elasticity compared to the elastic modulus values of natural stone, makes it possible to achieve precisely this purpose, since there are no natural granular materials with such low modulus of elasticity as that of thermoplastic materials, such as for example the Polymethylmethacrylate and Polycarbonate.

Tali materiali offrono infine il vantaggio di poter essere utilizzati (addizionati, miscelati, distribuiti nell’impasto e successivamente legati nella massa) come un qualunque materiale granulare, non comportando la necessità di alcuna modifica al convenzionale processo di fabbricazione degli agglomerati lapidei, ed apportando nel contempo un pregio estetico dato dalla loro natura di frammento decorativo. Finally, these materials offer the advantage of being able to be used (added, mixed, distributed in the mixture and subsequently bound in the mass) as any granular material, without requiring any modification to the conventional manufacturing process of stone agglomerates, and making at the same time an aesthetic value given by their nature as a decorative fragment.

Durante il processo di fabbricazione degli agglomerati i frammenti di Polimetilmetacrilato o in alternativa di Policarbonato possono venire convenientemente addizionati all’impasto durante le fasi di mescolazione primaria o secondaria, oppure possono essere aggiunti all’impasto anche successivamente, limitando ad esempio, se voluto, la distribuzione ad una sola parte dell’impasto. During the manufacturing process of the agglomerates, the fragments of Polymethylmethacrylate or alternatively of Polycarbonate can be conveniently added to the mixture during the primary or secondary mixing phases, or they can also be added to the mixture subsequently, limiting, for example, if desired, the distribution to only one part of the dough.

Sono particolarmente preferiti polimetilmetacrilati di densità compresa tra 1,1 e 1,2 gr/cm<2>, con trasmissione luminosa non inferiore a 80% e modulo elastico compreso tra 2500 e 3000 MPa, che sono tipicamente aggiunti all’impasto di materiale lapideo e resina in percentuali variabili dall’ 1 al 20% in volume circa, preferibilmente dal 2 al 5% circa. La forma e le dimensioni dei frammenti di tecnopolimeri possono variare entro ampi limiti, a seconda dell’effetto estetico che si vuole raggiungere. I frammenti dei tecnopolimeri potranno essere ad esempio in forma di scaglie, aghi, granuli, bastoncini, discoidi, etc. Le dimensioni saranno comprese tra pochi decimi di millimetro fino ad alcuni centimetri. Particularly preferred are polymethylmethacrylates with a density between 1.1 and 1.2 gr / cm <2>, with a light transmission of not less than 80% and an elastic modulus between 2500 and 3000 MPa, which are typically added to the mixture of stone material. and resin in percentages ranging from about 1 to 20% by volume, preferably from about 2 to 5%. The shape and size of the technopolymer fragments can vary within wide limits, depending on the aesthetic effect to be achieved. The fragments of the technopolymers can be, for example, in the form of flakes, needles, granules, sticks, discoids, etc. The dimensions will range from a few tenths of a millimeter up to a few centimeters.

Gli altri componenti dell’impasto, quali resina, sabbia, polveri, coloranti e simili possono essere di tipo convenzionale. The other components of the mixture, such as resin, sand, powders, dyes and the like can be of the conventional type.

I granulati di marmo e/o quarzo impiegabili secondo l’invenzione hanno tipicamente granulometrie comprese tra 0,4 e 4,0 mm. The marble and / or quartz granulates that can be used according to the invention typically have grain sizes between 0.4 and 4.0 mm.

I seguenti esempi illustrano l’invenzione in maggior dettaglio. The following examples illustrate the invention in greater detail.

Esempio 1 Example 1

Claims

CLAIMS 1. Stone agglomerates, obtainable by vacuum vibro-compression of resin mixtures and stone granulates, in which fragments of technopolymers are dispersed.

2. Agglomerates according to claim 1 wherein the technopolymers are polycarbonate and polymethylmethacrylates.

3. Agglomerates according to claim 2 wherein the technopolymers are polymethylmethacrylates.

4. Agglomerates according to claim 3 wherein the polymethylmethacrylates have a density between 1.1 and 1.2 gr / cm <2>, with a light transmission of not less than 80% and an elastic modulus of between 2500 and 3000 Mpa.

5. Agglomerates according to any one of claims 1 to 4 wherein the granulate is of marble or quartz.

6. Agglomerates according to any one of the preceding claims further containing sands and dyes.

7. Agglomerates according to any one of the preceding claims, in which the stone granular has a particle size of between 0.4 and 4.0 mm.