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DE1646585A1 - Verfahren zur Herstellung von zur Verarbeitung keramischer Massen dienenden Formen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von zur Verarbeitung keramischer Massen dienenden Formen

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DE1646585A1
DE1646585A1 DE19671646585 DE1646585A DE1646585A1 DE 1646585 A1 DE1646585 A1 DE 1646585A1 DE 19671646585 DE19671646585 DE 19671646585 DE 1646585 A DE1646585 A DE 1646585A DE 1646585 A1 DE1646585 A1 DE 1646585A1
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Description

8500 NÜRNBERG, den 19. Juli 1967 PATENTANWÄLTE Königstraße 1 (Museumsbrücke)
DR. MAX SCHNEIDER
DR. ALFRED EITEL ERNST CZOWALLA
DIPL. ING. - DIPL LDW.
NÜRNBERG
Fernspredi-Sammel-Nr. 20 39 31 Bankkonten: Deutsche Bank A.G. Nürnberg und Hypobank Nürnberg
Postscheck - Konto: Amt NOrnberg Nr. 38305 Drahtanschrift: Norispalent
Mess.Nr. 21 170/Pf
CM. Hutschenreuther Zahnfabrik Zweigniederlassung der
CM. Hutsohenreilther Porzellan AG·., Arzberg (Bayern)
"Verfahren zur Herstellung von zur Verarbeitung keramischer Massen dienenden Formen"
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formen für die keramische Industrie, also Formen zur Verarbeitung keramischer Massen. Eb kommen Gieß-, Preß- und Drehformen in Betracht.
Für solche Formen werden heute Gipsformen verwendet, deren Vorteile auf der Wirkung des im abgebundenen Gips vorliegenden Porensystems beruhen.
Bedingt durch die schlechten Festigkeitseigenschaften des Gipses und auch durch seine geringe Wärmebeständigkeit haben diese Formen naturgemäß nur eine verhältnismäßig kurze Gebrauchedauer.
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Deshalb hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Haltbarkeit dieser Formen zu verbessern.
So ist z.B. ein Verfahren bekannt, die Festigkeit des Gipses durch eine Vakuumentlüftung der gießfähigen Gipsmasse zu steigern. Die Gebrauchsdauer von Gipsdrehformen konnte durch Anwendung dieser Vakuumentlüftung erhöht werden.
Es ist des weiteren bekannt, daß die Festigkeit des Gipses durch Zusätze von Cellulosederivaten, Siliconverbindungen, Polyviny!alkoholen und Acrylharzlösungen verbessert werden kann. Wegen ihres leimartigen Charakters jedoch beeinflussen die genannten festigkeitsverbessernden Produkte das Porensystem des Gipses nachteilig.
Es treten sowohl bei der Herstellung als auch bei der praktischen Verwendung dieser Formen Schwierigkeiten auf.
Der Einsatz der genannten festigkeitsverbessernden Stoffe war aus diesem Grunde bisher nur in Ausnahmefällen möglich.
Es sind ferner Verfahren bekannt geworden, bei denen auf den Werkstoff Gips verzichtet wird. Bei diesen Verfahren kommen anorganische Füllstoffe und organische
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Bindemittel zum Einsatz, wobei als Füllstoffe in der Hauptsache Quarzmehle und als Bindemittel Epoxyd- oder Polyesterharze verwendet wurden. Ein solches Verfahren behandelt die DAS 1 241 751.
Weil bei diesen Verfahren der Aufbau eines offenen Porensystems jedoch nur dann ermöglicht wird, wenn die zwischen den einzelnen Füllstoffkörnchen vorliegenden Hohlräume nur zu einem ganz geringen Teil mit Bindemitteln ausge- g füllt werden, war auch diesen Entwicklungen hinsichtlich der Verbesserung der Festigkeit kein besonderer Erfolg beschieden.
Hinzu kommt, daß das Verfahren, da es einen zweimaligen Erwärmungsvorgang mit zwischenzeitlicher Abkühlung erfordert, unwirtschaftlich und zeitraubend ist, weshalb ein praktischer Einsatz dieser Formen bisher nicht erfolgt ist.
Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einem Verfahren zur Herstellung von Preß-, Gieß- und Drehformen zur Verarbeitung keramischer Massen. Die Formen sind dabei entgegen der heute üblichen Praxis nicht auf der Rohstoffbasis Grips aufgebaut. Es soll jedoch die Wirkungsweise dieser Formen auf einem Porensystem beruhen, das dem des Gipses gleichwertig ist.
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Außer clam sielt die ^rfindmig darauf ab3 die Festigkeit, mithin die G- e "b rau ons dauer der !Formen erheblich, zu steigern,
Die nach der Erfindung hergestellten Formen erlauben dabei gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik Abformungsvorgänge, die zahlenmäßig die heute üblichen 'Werte mindestens um das Hundertfache übertreffen.
Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß zur Herstellung der Formen eine Kombination aus anorganischen Füllstoffen mit einer bestimmten Gruppe von Kunstharzen Verwendung findet. Als Füllstoffe im Sinne der Erfindung eignen sich dabei alle Substanzen, die gegenüber dem Gips eine wesentlich höhere Festigkeit aufzuweisen haben und die in Korngrößen zwischen DIN 70 und DIN 10, d.h. zwischen 0,09 und 0,6.mm hergestellt v/erden können. Für die Praxis findet vorzugsweise - insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen - in der Hauptsache Quarzsand Verwendung. Als Bindemittel im Sinne' der Erfindung sind alle Kunstharze geeignet, deren Verfestigung durch einen HärtungsVorgang unter Abspaltung einer bei der Verfestigungstemperatur gasförmigen Phase erfolgt.
Es liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß der für die Funktion der Formen notwendige offene Porenraum
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SAD ORiG-IiKVf,
durch die beim Härtungsvorgang entweichenden gasförmigen Stoffe, bei denen es sich in der Regel um Wasserdampf und/oder Formaldehyd und/oder Ammoniak handelt, gebildet wird.
Dabei werden vorzugsweise als organische Bindemittel durch eine Polykondensation härtbare Kunstharze, wie Phenol-, Melamin- und Harnstoffharze, verarbeitet.
Es bringt demnach die Erfindung nicht nur den Fortschritt einer wesentlichen Steigerung der Festigkeitseigenschaften und damit verbunden auch eine starke Erhöhung der Standzeiten im Vergleich zu den derzeitig bekannten Formen, sondern auch den Vorteil, daß gleichzeitig ein ausreichendes Porensystem gewährleistet ist.
Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß der Anteil der organischen Bindemittel in den zur Anwendung kommenden Masse-Versätzen zwischen 5 und 50 #, vorzugsweise zwi- " sehen 5 und 25 fo beträgt, daß diese Bindemittel in flüssiger und/oder pulverförmiger Form vorliegen und daß die Härtung dieser Bindemittel durch eine Heißhärtung, durch eine Kalthärtung, unter Druck und drucklos erfolgen kann.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden, ohne daß sie darauf beschränkt werden soll, folgende Beispiele angegeben:
12/02Sf
Beispiel 1
900 Teile Quarzsand DIN 20 - 40
70 Teile flüssiges Phenol-Resol-Harz 140 Teile festes Phenolharz auf der Basis Novolak-Hexamethylentetramin.
Die genannten Produkte werden innig miteinander vermischt, in einer hydraulischen Presse unter leichtem Druck verformt und einer Heißhärtung unterworfen.
Beispiel 2
900 Teile Quarzsand DIlI 20-40
70 Teile flüssiges Phenol-Resol-Harz 140 Teile modifiziertes Milaminharz.
Der Versatz wird nach dem Vermischen der Bestandteile granuliert, in einer hydraulischen Presse unter leichtem Druck verformt und heiß gehärtet.
Beispiel 3
850 Teile Quarzsand DIN 20 - 60 200 Teile Resorcin-Formaldehyd-Harz 20 Teile Aldehyd-Härter.
Der Versatz wird nach dem Vermischen der Bestandteile granuliert und anschließend unter mäßigem Druck in der hydraulischen Presse verformt. Bei diesem Beispiel liegt eine Kalthärtung vor, die durch den zusätzlichen Einsatz eines Beschleunigers schon nach 30 Minuten beendet sein kann, ohne denselben jedoch über etwa 12 Stunden verläuft.
Durch Veränderungen der Korngröße der Füllstoffe sowie durch einen unterschiedlichen Druckaufbau beim Verpressen
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BAD
der IfesseTsrsätse ist es möglic!is einen zusätzlichen Einfluß auf die Porenausbildungen in den herzustellenden Formen aussuüben, so daß entsprechend, den Anforderungen der Praxis für Gießformen das Porensystem vergrößert und für Preßformen verkleinert werden kann«
Zusammenfassend ergibt sich, daß gemäß der Erfindung mit Masseversätzen entsprechend den angeführten Beispielen: bei Preßformen eine Erhöhung der Standzeit gegenüber den bisher verwendeten Gipsformen durch Verbesserung der Festigkeits- und Abrasionseigenschaften erzielt wird; bei keramischen Drehformen darüber hinaus die gute Wärmebeständigkeit bei erhöhten Temperaturen den Einsatz einer Schnelltrocknung erlaubt, der in der Praxis zum einen zu einer wesentlichen Verkürzung des Trocknungsvorganges der keramischen Rohlinge führt und zum andern eine starke Verringerung des benötigten lOrmenparkes ermöglicht; bei keramischen Gießformen der zusätzliche Vorteil eintritt, daß bedingt durch ihre absolute Wasserbeständigkeit eine Heißwasserbehandlung zwecks Entfernung der porenverstopfenden, aus der keramischen Masse stammenden Eiektrolytzusätze möglich ist. Während die bisher verwendeten Gips-Gießformen nach 50 bis 100 Abformungen aufgrund der Elektrolytansammlung im Porenraum und der daraus resultierenden Ausblühungen verworfen v/erden mußten, gestatten die erfindungsgemäß hergestellten
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BAD ORlGJNAi
Gießformen durch die vorbezeichnete Heißwasserbeständigkeit einen nahezu unbegrenzten Einsatz.
Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt ist'. Es kann z.B. anstelle von Quarzsand gegebenenfalls Feldspat und/oder Aluminiumoxyd verarbeitet werden.
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Claims (10)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von zur Verarbeitung
keramischer Massen dienenden Formen unter Verwendung anorganischer Füllstoffe, z.B. Quarzmehl und organischer Bindemittel,.z.B. Kunstharze, dadurch gekennzeichnet, daß anorganische, eine höhere Festigkeit als Gips aufweisende, in Korngrößen zwischen 0,09 und 0,6 mm herstellbare Füllstoffe in Mischung mit während des Härtungsvorgangs bei der Verfestigungstemperatur Gase abspaltenden Kunstharzen unter leichtem Druck zu den Formen-Körpern verformt und dann gehärtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganische Füllstoffe Quarzsand und/oder
Feldspat und/oder Aluminiumoxyd verarbeitet werden. "
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Bindemittel durch eine Polykondensation härtbare Kunstharze, wie Phenol-, Melamin- und Harnstoffharze, verarbeitet werden.
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4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3,' dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der organischen Bindemittel in den zur Anwendung kommenden Masseversätzen zwischen 5 und 50 fo, vorzugsweise zwischen 5 und 25 beträgt, daß diese Bindemittel in flüssiger und/oder pulverförmiger ΙΌrm vorliegen und daß die Härtung dieser Bindemittel durch eine Heißhärtung erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der organischen Bindemittel in den zur Anwendung kommenden Masseversätzen zwischen 5 und 50 io, vorzugsweise zwischen 5 und 25 beträgt, daß diese Bindemittel in flüssiger und/oder pulverförmiger Form vorliegen und daß die Härtung dieser Bindemittel durch eine Kalthärtung erfolgt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der organischen Bindemittel in den zur Anwendung kommenden Masseversätzen zwischen 5 und 50 io, vorzugsweise zwischen 5 und 25 ί° beträgt, daß diese Bindemittel in flüssiger und/oder pulverförmiger Form vorliegen und daß die Härtung dieser Bindemittel unter Druck erfolgt.
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7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der organischen Bindemittel in den zur Anwendung kommenden Masseversätzen zwischen 5 und 50 °/o, vorzugsweise zwischen 5 und 25 $ "beträgt, daß diese Bindemittel in flüssiger und/oder pulverförmiger Form vorliegen und daß die Härtung dieser Bindemittel drucklos erfolgt.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 Ms 4, dadurhh gekennzeichnet, daß 900 Teile Quarzsand DIN 20 - 40, 70 Teile flüssiges Phenol-Resol-Harz, 140 Teile festes Phenolharz auf der Basis ETovolak-Hexamethylentetramin innig miteinander vermischt, unter leichtem Druck verformt und dann einer Heißhärtung unterworfen werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 "bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß 900 Teile Quarzsand DIN 20 - 40, 70 Teile flüssiges Phenol-Resol-Harz, 140 Teile modifiziertes Melaminharz miteinander vermischt, dann granuliert und anschließend unter leichtem Druck verformt und heiß gehärtet werden.
10.Verfahren nach Ansprüchen 1 "bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß 850 Teile Quarzsand DIN 20 - 60,
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200 Teile Resorcin-Formaldehyd-Harz, 20 Teile Aldehyd-Härter nach dem Vermischen granuliert, unter leichtem Druck verformt und kalt gehärtet werden.
N.
11· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, da.: dem Versatz vor dem Vorformen ein Beschleuniger zugefügt wird.
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