DE20109492U1 - Ceramic molding - Google Patents
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Description
Beschreibung G 01 049Description G 01 049
Die Neuerung bezieht sich auf ein keramisches Formteil auf Basis von natürlichen Gesteinsarten.The innovation relates to a ceramic molded part based on natural stone types.
Es ist bekannt, Formkörper durch Sintern herzustellen, wobei pulverförmige oder feinkörnige Stoffe auf so hohe Temperaturen erhitzt werden, daß durch Grenzflächenreaktion die einzelnen Körner des Ausgangsgutes miteinander verschweißt werden. Der Brennvorgang bei der Herstellung von Keramik oder von Klinkern durchläuft ebenfalls einen Sintervorgang, wobei das Brennen von keramischen Werkstoffen überwiegend bei Temperaturen über 10000C erfolgt, nämlich Ziegel zwischen 900 bis 1.1000C, Steinzeug bei 1.200 bis 1.3000C und Hartporzellan über 1.3000C.It is known to produce molded bodies by sintering, whereby powdered or fine-grained materials are heated to such high temperatures that the individual grains of the starting material are welded together by interfacial reactions. The firing process in the production of ceramics or clinker also goes through a sintering process, whereby the firing of ceramic materials takes place predominantly at temperatures above 1000 0 C, namely bricks between 900 and 1100 0 C, stoneware at 1200 to 1300 0 C and hard porcelain above 1300 0 C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche und energiesparende Herstellung von Formkörpern auf Basis natürlicher Gesteine mit Dekoreffekt zu schaffen, wobei die Formkörper Frostsicherheit und Abriebfestigkeit auch für Anwendungen im Außeneinsatz aufweisen sollen, wie beispielsweise Grabsteine oder Garten- und Zierkeramiken. Hierbei ist es auch ein Anliegen der Erfindung, Formteile zu schaffen, die den Eindruck natürlicher Gesteine vermitteln.The invention is based on the object of creating an economical and energy-saving production of molded bodies based on natural stones with a decorative effect, whereby the molded bodies should also be frost-proof and abrasion-resistant for outdoor applications, such as gravestones or garden and decorative ceramics. It is also an aim of the invention to create molded parts that give the impression of natural stones.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Formteil gelöst, das aus einer Mischung enthaltend 45 bis 78 Gew.-% natürlicher Gesteine in Kornform, wobei mindestens 50 Gew.-% der Gesteine eine Körnung kleiner 200 //mAccording to the invention, this object is achieved with a molded part which consists of a mixture containing 45 to 78% by weight of natural rocks in grain form, wherein at least 50% by weight of the rocks have a grain size of less than 200 //m
• * · 4• * · 4
aufweisen, 21 bis 45 Gew.-% gemahlene Fritte auf Basis von Glas mit einer Körnung kleiner 1OO//m , 1 bis 10 Gew.-% Additive unter Zusatz von Wasser durch Sintern bei Temperaturen unter 90O0C ohne Druck oder bei sehr geringem Druck keramisch hergestellt ist.
521 to 45 wt.% ground frit based on glass with a grain size of less than 1OO//m, 1 to 10 wt.% additives with the addition of water, is ceramically produced by sintering at temperatures below 90O 0 C without pressure or under very low pressure.
5
Erfindungswesentlich ist einerseits die keramische Mischung aus natürlichen Gesteinen in Kornform und gemahlener Fritte auf Glasbasis, insbesondere feingemahlene Fritte, die unter geringen Zusätzen von Additiven wie Bindemitteln und von Wasser zu einer homogenen pastösen Mischung verarbeitet wird, welche in eine Form einbringbar ist oder ohne Form geformt wird und die anschließend bei relativ niedrigen Temperaturen unter 9000C, vorzugsweise unter 850 bzw. unter 800 0C drucklos oder bei Anwendung von nur sehr geringen Drücken gesintert wird. Überraschend gelingt es, aus der vorgenannten Mischung bei den angewendeten Verfahrensparametern massive und dichte Formkörper hoher Schlag- und Kantenfestigkeit zu schaffen, die zudem Frostsicherheit bieten und eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen. Die so hergestellten Formkörper werden oberflächlich angeschliffen und poliert, wodurch das Dekor der natürlichen Gesteine in Kornform sichtbar wird. Es ist auch möglich, die Oberfläche anders zu behandeln, z.B. durch Sandstrahlen, um eine rauhe naturbelassene Oberfläche zu erhalten.The invention is based on the ceramic mixture of natural stones in grain form and ground glass-based frit, in particular finely ground frit, which is processed with small amounts of additives such as binding agents and water to form a homogeneous pasty mixture which can be placed in a mold or formed without a mold and which is then sintered at relatively low temperatures below 900 ° C, preferably below 850 or below 800 ° C, without pressure or with the application of very low pressures. Surprisingly, it is possible to create solid and dense molded bodies with high impact and edge strength from the aforementioned mixture using the process parameters used, which also offer frost protection and have a high abrasion resistance. The molded bodies produced in this way are ground and polished on the surface, whereby the decoration of the natural stones in grain form becomes visible. It is also possible to treat the surface differently, e.g. by sandblasting, in order to obtain a rough, natural surface.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäß keramisch hergestellten Formteile sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar. Advantageous embodiments of the molded parts produced from ceramics according to the invention can be taken from the characterizing features of the subclaims.
Als natürliche Gesteine werden insbesondere harte Gesteine und auch dekorative Gesteine eingesetzt, wie Gneis, Granodiorit, Quarzit, Quarz, Biotit, Granit, Basalte, Granatsande, Turmalinsande, Topassande, Glimmer, Feldspate, Lavagesteine einzeln oder in Mischungen zweier oder mehrerer der vorgenannten oder auch weiterer natürlicher Gesteine.Natural rocks used are particularly hard rocks and also decorative rocks, such as gneiss, granodiorite, quartzite, quartz, biotite, granite, basalts, garnet sands, tourmaline sands, topaz sands, mica, feldspars, lava rocks individually or in mixtures of two or more of the aforementioned or other natural rocks.
Die natürlichen Gesteine sollten eine Kornverteilung von sehr fein, d.h. von unter 100 //m bis über 1 mm aufweisen, wobei auch Korngrößen bis über 5 mm möglich sind, je nach gewünschtem dekorativen Effekt. Bevorzugt ist der Anteil an natürlichen Gesteinen mit einer Kornform größer 200 &mgr;&pgr;\ mit Korngrößen bis zu 5 mm vertreten. Der Anteil an natürlichem Gestein mit einer Korngröße von 2 oder mehr mm sollte an dem Gesamtanteil von natürlichem Gestein bis zu maximal 15 Gew.-% betragen. Um eine hohe Dichte und Festigkeit zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß bis zu 70 Gew.-% der natürlichen Gesteine eine Kornform kleiner 200 //m aufweisen. Der Anteil an natürlichen Gesteinen mit einer Korngröße kleiner 100 //m sollte bevorzugt bis maximal 40 Gew.-% der Gesamtmenge an natürlichen Gesteinen betragen.The natural rocks should have a very fine grain distribution, i.e. from under 100 //m to over 1 mm, although grain sizes of up to over 5 mm are also possible, depending on the desired decorative effect. The proportion of natural rocks with a grain shape greater than 200 μπι with grain sizes of up to 5 mm is preferred. The proportion of natural rocks with a grain size of 2 mm or more should make up a maximum of 15 wt.% of the total natural rock. In order to achieve high density and strength, it is proposed that up to 70 wt.% of the natural rocks have a grain shape smaller than 200 //m. The proportion of natural rocks with a grain size smaller than 100 //m should preferably be a maximum of 40 wt.% of the total natural rocks.
Als Bindemittel oder Stellmittel werden Additive wie Leim, ggf. Wachs, Paraffine und/oder Bentone vorgeschlagen.
15Additives such as glue, possibly wax, paraffins and/or bentones are suggested as binding agents or setting agents.
15
Die keramisch hergestellten Formteile können für den Außeneinsatz als Grabstein, Garten- und Zierkeramik, wie Springbrunnen, Gefäßkeramik, wie Übertöpfe, Figurenkeramik, Baukeramik oder Fassadenplatte ausgebildet werden.The ceramically manufactured molded parts can be designed for outdoor use as gravestones, garden and ornamental ceramics, such as fountains, vessel ceramics, such as planters, figurine ceramics, building ceramics or facade panels.
Die keramisch hergestellten Formteile gemäß der Neuerung sind jedoch auch für den Inneneinsatz beispielsweise als Arbeitsplatten für Küchen oder dekorative Wandverkleidungen einsetzbar.However, the ceramic molded parts according to the innovation can also be used indoors, for example as worktops for kitchens or decorative wall cladding.
Ein wesentliches Merkmal der neuerungsgemäß keramisch hergestellten Formteile ist der Erhalt der Gesteinsform bzw. des Steincharakters der natürlichen Gesteine in Kornform, da durch die schonende Verfahrenstechnik bei niedrigen Brenntemperaturen und ohne Druck bzw. nur geringen Drücken das Material, d.h. die Körner lediglich oberflächlich angeschmolzen werden und auf diese Weise der Steincharakter erhalten bleibt. Ein für den Außeneinsatz geeigneter Formkörper, beispielsweise Grabstein mit dekorativem Steincharakter in der Oberfläche kann beispielsweise aus einer Mischung von 50 Gewichtsteilen handelsüblicher Glasfritte mit einer Körnung kleiner 65 //m, 50 GewichtsteilenA key feature of the new ceramic molded parts is the preservation of the stone shape or the stone character of the natural stone in grain form, as the gentle process technology at low firing temperatures and without pressure or only low pressures means that the material, i.e. the grains, are only melted on the surface and in this way the stone character is preserved. A molded body suitable for outdoor use, for example a gravestone with a decorative stone character in the surface, can be made from a mixture of 50 parts by weight of commercially available glass frit with a grain size of less than 65 //m, 50 parts by weight
Gneis in Körnungen zwischen 0,2 bis 5 mm, 40 Gewichtsteilen Gneis mit einer Körnung kleiner 200 &mgr; und weiteren 40 Gewichtsteilen Gneis mit einer Körnung kleiner 100 &mgr;, 4 Gewichtsteilen Leim und 2 Gewischtsteilen Bentone hergestellt werden. Die vorgenannten Mischungsbestandteile werden unter Zusatz von Wasser, etwa 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmischung, zu einer homogenen pastösen Masse gemischt, die danach entlüftet und verdichtet wird, beispielsweise mittels eines Rüttlers oder mittels Vakuum. Die Masse wird dann in eine Form, beispielsweise Stahlform gegossen. Diese Form wird anschließend während einer Aufheizzeit von beispielsweise 8 Stunden auf eine Temperatur von 8000C hochgefahren, auf dieser Temperatur ca. 1 Stunde gehalten und danach wieder abgekühlt. Der Brenn- und Sintervorgang erfolgt bei Atmosphärendruck. Der erhaltene keramisch hergestellte Formkörper wird anschließend oberflächlich angeschliffen und poliert. Er hat eine hohe Dichte, ist frostsicher, weist Steincharakter auf, ist abriebfest und weist auch nur eine sehr geringe Wasseraufnahme auf.Gneiss with grain sizes between 0.2 and 5 mm, 40 parts by weight of gneiss with a grain size of less than 200 μm and a further 40 parts by weight of gneiss with a grain size of less than 100 μm, 4 parts by weight of glue and 2 parts by weight of bentone. The aforementioned mixture components are mixed with the addition of water, around 50% by weight based on the total mixture, to form a homogeneous paste-like mass, which is then de-aerated and compacted, for example using a vibrator or a vacuum. The mass is then poured into a mold, for example a steel mold. This mold is then heated up to a temperature of 800 0 C over a heating time of, for example, 8 hours, kept at this temperature for approx. 1 hour and then cooled again. The firing and sintering process takes place at atmospheric pressure. The resulting ceramic molded body is then ground and polished on the surface. It has a high density, is frost-proof, has a stone character, is abrasion-resistant and also has very low water absorption.
Formkörper gemäß der Neuerung sind energiesparend herstellbar in einer Natursteinoptik. Moulded bodies according to the innovation can be produced in an energy-saving manner in a natural stone look.
Ein dichter und witterungsbeständiger Formkörper, beispielsweise für eine Gartenkeramik wie Springbrunnengefäß kann beispielsweise aus einer Mischung von 27,4 Gew.-Teilen Fritte mit einer Körnung kleiner 65 &mgr;&pgr;\; 5,5 Gew.-Teilen Gneis einer Körnung 2 bis 5 mm, 5,5 Gew.-Teile Gneis einer Körnung 1 bis 3 mm, 5,5 Gew.-Teilen Gneis einer Körnung 1 bis 2 mm, 5,5 Gew.-Teilen Gneis einer Körnung 0,5 bis 1 mm, 5,5 Gew.-Teile Gneis einer Körnung 0,2 bis 0,6 mm, 22,0 Gew.-Teilen Gneis einer Körnung kleiner 200 &mgr;&ngr;&eegr;, 22,0 Gew.-Teilen Gneis einer Körnung kleiner 100/vm sowie 0,55 Gew.-Teilen Bentone und 0,55 Gew.-Teile Leim unter Zusatz von ca. 50 Gew.-Teilen Wasser, wie im vorangehenden Beispiel beschrieben, hergestellt werden.A dense and weather-resistant molded body, for example for a garden ceramic such as a fountain vessel, can be made from a mixture of 27.4 parts by weight of frit with a grain size of less than 65 μια. 5.5 parts by weight of gneiss with a grain size of 2 to 5 mm, 5.5 parts by weight of gneiss with a grain size of 1 to 3 mm, 5.5 parts by weight of gneiss with a grain size of 1 to 2 mm, 5.5 parts by weight of gneiss with a grain size of 0.5 to 1 mm, 5.5 parts by weight of gneiss with a grain size of 0.2 to 0.6 mm, 22.0 parts by weight of gneiss with a grain size of less than 200 μm, 22.0 parts by weight of gneiss with a grain size of less than 100/vm as well as 0.55 parts by weight of bentone and 0.55 parts by weight of glue with the addition of approx. 50 parts by weight of water, as described in the previous example.
Claims (12)
45 bis 78 Gew.-% natürlicher Gesteine in Kornform, wobei mindestens 50 Gew.-% der Gesteine eine Körnung kleiner 200 µm aufweisen
21 bis 45 Gew.-% gemahlene Fritte auf Basis von Glas mit einer Körnung kleiner 100 um
1 bis 10 Gew.-% Additive
unter Zusatz von Wasser durch Sintern bei Temperaturen unter 900°C ohne Druck oder bei sehr geringem Druck hergestellte Formteile. 1. Ceramic made from a mixture containing
45 to 78 wt.% of natural rocks in grain form, with at least 50 wt.% of the rocks having a grain size of less than 200 µm
21 to 45 wt.% ground glass-based frit with a grain size of less than 100 µm
1 to 10 wt.% additives
Moulded parts produced by sintering at temperatures below 900°C without pressure or at very low pressure with the addition of water.
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