I Sanitari

1. I Sanitari

2. Definizione • Le norme UNI 4542 prevedono la classificazione degli apparecchi igienico sanitari secondo • Il materiale di ceramica usato, • La funzione d'uso • Caratteristiche costruttive. • Gli apparecchi igienico sanitari sono distinti fra loro per la funzione d'uso che li caratterizza e che ne condiziona lo sviluppo delle forme. • Vasi Bidè Lavatoio • Lavabo Cassetta • Colonna Piatto doccia • Lavello Orinatoio D.Fortuna “Tecnologia ceramica: I Sanitari”, Faenza editrice

3. I materiali • Normalmente i sanitari sono fabbricati con uno dei seguenti tre materiali: • porcellana sanitaria o vitreous-china • gres fine porcellanato o fine fire-clay • gres porcellanato o fire-clay • Sono caratterizzati da proprietà tecnologiche diverse fra loro e ciò giustitica la diversa utilizzazione che ne viene fatta. • Produzione di apparecchi igienico sanitari come piatti doccia o lavelli sono normalmente utilizzati materiali come il gres fine porcellanato o il gres porcellanato.

4. I materiali • Porcellana sanitaria o vitreous-china • Argilla ball clays 20 – 28% • Caolino 25 – 35% • Quarzo 17 – 30% • Feldspato 15 – 23% • Rottame macinato 3 – 9% • Minore costo • Riduzione del tempo di formatura dello spessore • Ridurre il coetticiente di dilatazione termica ed effetto della trasformazione quarzo beta-quarzo alfa (riduzione tempo del ciclo) • Smaltato a crudo, con smalto bianco o colorato • Opacizzato con silicato di zirconio (ZrSiO4) e/ o ossido di stagno(SnO) • Dopo la cottura la massa ceramica si presenta bianca compatta ed ha assorbimento d'acqua non maggiore dello 0,5%

5. I materiali • Porcellana sanitaria o vitreous-china • Basso valore d'assorbimento d'acqua • Elevata resistenza meccanica • Ottimo grado di coesione impasto-smalto • Maggiore garanzia di igienicità e di durata • Elevato ritiro • Alto livello di greificazione • Pregiudicano l'uso nella fabbricazione di manufatti di grandi dimensioni, a causa delle notevoli deformazioni che si riscontrerebbero in quest'ultimi dopo la cottura

6. I materiali • Gres fine porcellanato o fine fire-clay • Argilla o caolino cotto (chamotte) 40 - 45% • Caolino 10 - 30% • Argilla ball clay 20 - 30% • Quarzo 0 -12% • Feldspati e fondenti 0 - 7% • Rivestito a crudo con smalto, (o ingobbio più smalto bianco o colorato) Opacizzato con silicato di zirconio o ossido di stagno • Dopo cottura la massa si presenta a grana media fine avente assorbimento di acqua non maggiore del 9%.

7. I materiali • Gres porcellanato o fire-clay • Argilla o caolino cotto (chamotte) 40 - 45% • Caolino 10 - 30% • Argilla ball clay 20 - 30% • Quarzo 0 -12% • Feldspati e fondenti 0 - 7% • Rivestito a crudo con smalto, (o ingobbio più smalto bianco o colorato) Opacizzato con silicato di zirconio o ossido di stagno • Dopo cottura la massa si presenta a grana media fine avente assorbimento di acqua non maggiore del 13%.

8. I materiali G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

9. I materiali • Le argille utilizzate nell'industria degli apparecchi igienico sanitari almeno in Europa sono quasi esclusivamente del tipo balI clay • Caolinite 40 - 95% • Quarzo 1 - 40% • Miche • Feldspati 3 - 40%

10. Il ciclo a) Dosaggio materie prime: può essere eseguito manualmente ed automaticamente ed a peso o a volume. b) Scioglitura di prima e seconda fase oppure macinazione ad umido c) Setacciatura e deferrizzazione d) Formatura per colaggio

11. Il ciclo e) Essiccamento in essiccatoi rapidi  f) L'applicazione del marchio ed il decoro a gran fuoco, come pure la decorazione a piccolo fuoco, non sempre sono delle operazioni che sono costitutive del ciclo produttivo e possono non essere eseguite. Anche la ricottura non è una fase necessaria del ciclo di lavorazione, soprattutto quando non è richiesta una qualità molto elevata del prodotto finito.

12. Il ciclo g) La principale variante, nel caso di produzione di gres porcellanato, è rappresentata dalla presenza della fase dell'ingobbiatura inserita fra il collaudo e la smaltatura. L'ingobbio viene normalmente steso sulla superficie del pezzo nel caso si produca gres porcellanato, tale pratica è invece meno frequente nel caso in cui i sanitari siano prodotti in gres porcellanato fine

13. Il ciclo I semilavorati sono stoccati per avere una maggiore elasticità del ciclo Costi maggiori di gestione Maggiore quantità di scarti Nelle nuove tecnologie di produzione gli stoccaggi di semilavorati sono ridotti a quantitativi minimi Durata del ciclo viene drasticamente diminuita

14. Preparazione dell’Impasto Scioglitura Le argille sono disperse in acqua, mediante turbodissolutore, in presenza di deflocculante fino a raggiungere una densità di circa 1500-1550 g/l La quantità di deflocculante da usare varia generalmente dallo 0,1 allo 0,5% sul peso secco dell'impasto 120-180 rpm 2-16 m3 G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

15. Preparazione dell’Impasto Alla barbottina delle argille sono aggiunti sotto agitazione le quantità dosate dei caolini fino a raggiungere una densità di circa 1700 g/l; per favorire la dispersione si aggiungono ulteriori quantità di acqua e di deflocculante Alla barbottina delle materie plastiche sono aggiunti sotto agitazione gli inerti e i fondenti, predosati, fino a rag­giungere la densità di lavoro cioè quella usata nel colaggio (circa 1800 -1810 g/l); anche in questo caso per favorire la dispersione sono aggiunti acqua e deflocculante Deferizzazione magnetica e setacciatura di controllo su setaccio di 1000-1050 maglie/cm2 G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

16. Preparazione dell’Impasto Stoccaggio della barbottina Lo stoccaggio viene fatto in delle grandi cisterne in cemento interrate o in acciaio inox, dotate di un organo di agitazione lento (9-12 giri/min), del tipo a pale o a rastrello che serve ad impedire la sedimentazione soprattutto delle particelle non plastiche e a migliorare l'omogeneità della barbottina. La stagionatura comporta una variazione delle proprietà reologiche: in particolare si ha un leggero aumento di fluidità della barbottina mentre la tissotropia diminuisce. Eliminazione delle bolle di aria Una barbottina dopo 5-6 giorni d'invecchiamento non può più essere colata senza correggerla con aggiunte di slip nuovo.

17. Modello D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

18. Modello Dai disegni si passa alla realizzazione manuale del modello che è una riproduzione in gesso in scala 1:1, aumentata del ritiro totale, del pezzo finito che si vuole produrre. Con il primo stampo viene prodotto uno, o più pezzi Se il pezzo presenta delle anomalie imputabili alla modellazione si procede alla modifica del modello, alla fabbricazione del nuovo primo stampo ed all'operazione di verifica. Questo processo di correzione per approssimazioni successive, che può essere molto lungo e per forme molto nuove e complesse si può ripetere anche 6-7 volte D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

19. Modello Tecniche CAD/CAE e con la tecnica CAM che prevede la realizzazione del modello D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

20. Modello D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

21. Modello • Gli stampi vengono prodotti • In gesso [Solfato di calcio semiidrato (CaSO4·1/2 H2O)] • Tempi di colaggio maggiori (1-2 colaggi/gg) • Durate dello stampo inferiori • In resina • Tempi di colaggio minori (20 colaggi/turno) • Durate dello stampo maggiori (migliaia di colaggi) D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

22. Modello • Una diminuzione del rapporto gesso/acqua porta a uno stampo • + Porosità • Densità • Proprietà meccaniche D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

23. Formatura • L'operazione di formatura degli articoli igienico-sanitari, siano essi in porcellana sanitaria che in gres, viene eseguita esclusivamente per colaggio • Forme complesse D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

24. Formatura a spessore libero o a vuoto a spessore obbligato D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

25. Formatura A spessore libero o a vuoto G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

26. Formatura In realtà nella pratica industriale quasi tutti i pezzi foggiati sono interessati da un colaggio misto, parte a spessore libero, parte a spessore obbligato. Nel primo caso l'eccesso di barbottina viene drenato dallo stampo e può essere riutilizzata. Le proprietà reologiche della barbottina all'atto dello svuotamento condizionano enormemente la qualità del pezzo colato soprattutto quanto a: - presenza di sgocciolature o di accumuli di barbottina semiliquida non drenata - creazione di disomogeneità di spessore e/o di umidità nel corpo ceramico. Nel caso di colaggio a spessore obbligato lo strato solido d'impasto si forma contemporaneamente sulle 2 facce dello stampo; non ci sarà quindi drenaggio di barbottina. D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

27. Formatura E' quindi necessario che gli spessori liberi e quelli obbligati siano "compatibili" fra loro per evitare difetti di essiccamento e/o di cottura. Lo spessore obbligato è caratterizzato da una distribuzione dell'umidità molto diversa da quella riscontrabile in uno strato formato a spessore libero. D. Fortuna,” Tecnologia ceramica: i sanitari”, Faenza editrice

28. Formatura In tempi passati per il colaggio si faceva esclusivamente uso di stampi in gesso ("colaggio tradizionale“) Più recentemente l'utilizzazione di gessi speciali e resine microporose ha reso possibile la fabbricazione di stampi ad alta resistenza meccanica che permettono l'esecuzione del colaggio in pressione (media o alta) Pressioni medie 0,4 – 0,7 MPa Pressioni alte 1,2 – 1,5 MPa Valori più alti generano problemi nella tenuta degli stampi stessi

29. Formatura Colaggio tradizionale Stampi in gesso poroso Stampi asciutti e di grosso spessore Con sospensioni molto viscose il colaggio può essere facilitato da un innalzamento di temperatura

30. FormaturaEffetto della temperatura e della pressione G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

31. Formatura Colaggio sotto pressione La barbottina viene immessa sotto pressione nelle cavità dello stampo La pressione accelera il rassodamento dell'impasto Filtrazione da parte del materiale poroso dello stampo prima e dello spessore di materiale formatosi poi Richiesta di una elevata resistenza meccanica degli stampi Per le medie pressioni si usano stampi di gesso opportunamente rinforzati o stampi in resina microporosa Per le pressioni alte è necessario usare stampi in resina microporosa

32. FormaturaEffetto della pressione G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: le tipologie”, Faenza editrice

33. Formatura Colaggio sotto pressione Gli stampi in resina possono essere riutilizzati per più di 10.000 volte e assicurano una riproduzione del prototipo così fedele da richiedere pochi e limitati interventi di rifinitura. Nella produzione in serie gli stampi sono raggruppati e serrati gli uni contro gli altri in una struttura simile ad una filtropressa che sopporta meglio le notevoli pressioni applicate. Tutto il processo di colaggio sotto pressione può essere automatizzato al massimo e integrarsi molto bene con le fasi, già automatizzate da tempo, a valle del reparto di foggiatura.

34. Formatura Vantaggi Riduzione dei tempi occorrenti per la formazione di uno spessore Maggiore densità e uniformità e quindi con maggior resistenza meccanica a crudo Minore contenuto di acqua nei manufatti e quindi riduzione dei tempi di essiccamento e dell'energia impiegata; Riduzione del ritiro sia in essiccamento che in cottura, con conseguente minor rischio di deformazioni e rotture; Riduzione del lavoro di finitura e spugnatura; Possibilità di eseguire più colaggi nell'arco della stessa giornata Riduzione della manodopera e degli spazi occupati dai macchinari; Miglioramento delle condizioni di lavoro non essendo necessarie particolari condizioni termo-igrometriche nell'ambiente.

35. Formatura Svantaggi Maggiore investimento per l’impianto Maggiore costo degli stampi

36. Formatura

37. Formatura

38. FormaturaEffetto del tempo G.P.Emiliani, F.Corbara,” Tecnologia ceramica: la lavorazione”, Faenza editrice

39. FormaturaEffetto della granulometria Spessore in mm % particelle < 1mm D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

40. FormaturaEffetto della composizione: la chamotte D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

41. FormaturaEffetto della composizione: il caolino D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

42. FormaturaEffetto della reologia : la viscosità D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

43. FormaturaEffetto della reologia : la tissotropia D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

44. FormaturaEffetto della reologia : la tissotropia D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

45. FormaturaEffetto della reologia : la tissotropia D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

46. FormaturaEffetto della reologia : la tissotropia Resistenza meccanica Tissotropia D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

47. FormaturaEffetto della pressione D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

48. FormaturaEffetto della pressione D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

49. FormaturaEffetto della pressione D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice

50. Formatura • Basso contenuto di acqua • Densità non inferiore a 1650 g/litro • La formazione dello spessore di pasta prima che lo stampo, impregnatosi di acqua, saturi le proprie capacità di assorbimento (nel colaggio a pressione normale), o perché la formatura avvenga in tempi relativamente brevi (nel colaggio sotto pressione) • Bassa viscosità per riempire le cavità dello stampo o per defluire rapidamente dallo stesso nella fase di svuotamento in modo da non produrre sovraspessori • Aggiunta alla barbottina, in fase di preparazione, di deflocculanti (carbonati e i silicati sodici o miscele di entrambi, vari preparati commerciali a base di sostanze organiche come poliacrilati e gli umati) • Costruzione di una curva di deflocculazione D.Fortuna,” Tecnologia ceramica: I sanitari”, Faenza editrice