Verfahren zur Herstellung -von Rörpern durch Trockenpressen. Bei der Herstellung von Körpern aus iiiiiieralisehen Grundstoff6n, insbesondere bei der Formgebung von Körpern, die aus kera- n inischen und Kunstmassen bestehen, ergibt sich die Schwierigkeit, dass sich manche mineralischen Grundstoffe durch blosses Troekenpressen nicht in haltbare Form brin- "f#n lassen.
Um die Formgebung bei Kör pern. die aus solchen Massen bestellen, trotz- (lein zu ei-möglichen, war man oft gezwungen, zu dem Nasspressverfahren überzugehen, das aber wieder andere Nachteile, beispielsweise verhältnismässig grosse Schwindung beim Brand, für die Herstellung von Körpern aus I#eramischen und Kunstmassen mit sieh brachte.
Erfindungsgemäss werden diese 'Nachteile dadurch vermieden, dass solche mi neralischen Grundstoffe, die an sich nicht <B>1</B> roehen pressbar sind, in Gegenwart fein ver teilter, trocken pressbarer Stoffe der Trocken pressung unterworfen und anschliessend durch eine Reaktion der mineralischen Grundsto,ffe verfestigt werden.
Es wurde gefunden, dass gewisse organi- selie Verbindungen, zum Beispiel Schwer- metallseifen und andere Verbindungen von Metallen mit organischen Körpern, die Ei genschaft haben, sich durch Pressen in Stahl matrizen zu festen, scharikantigen Gegen ständen verformen zu lassen. Diese Eigen schaft bleibt auch erhalten, wenn die Stoffe in- verhältnismässig geringen Mengen audern, für sich nicht auf diese Weise verpressbaren Stoffen beigeinischt werden.
So kann man zum Beispiel Porzellanmassen durch geringe Zusätze der harzartigen Stoffe trocken ver- pressbar machen. Bisher konnte man beispiels weise elektrotechnische Installationsartikel nur nach dem Nasspressverfahren, das heisst mit<B>01</B> und Wasser angemacht, aus Porzel lanmasse verpressen. Trocken liessen sich höchstens nur einfache Gegenstände, wie Platten ete., nicht aber kompliziertere Ar tikel herstellen.
Ein Beispiel, wie im einzelnen vorzu gehen ist, sei angeführt: <B>95</B> Teile rohe, nicht gebrannte Porzellan masse werden zu einer feinen Aufschläm- mung in Wasser verteilt. Hierzu rührt man dann fünf Teile in Wasser gelösten Alumi- niumehlorides und vermischt dieses gut mit dem Porzellanschlicker. Dann setzt man so viel einer hochmolekularen organischen Säure, deren Aluminiumsalz in Wasser un löslich ist, hinzu, dass das Aluminium<B>voll-</B> ständig ausfällt. Das unlösliche Salz der organischen Säure schlägt sich auf den Teil chen der Porzellanmasse nieder, sich mit ihnen innig mischend und sie umhüllend.
Dann entwässert man die Masse, etwa in Filterpressen, und trochnet sie anschliessend vollständig. Die Masse wird dann gepulvert und wird nun durch Trockenpressung ver formt. Durch den Zusatz der harzähnliehen Stoffe bekommen die Teilchen der Masse un ter Wirkung des Druckes erhebliche Kuhä,- sionskrä.ffe zueinander, während die<B>Adhä-</B> sion an die Stahlmatrize nur gering ist,<B>so</B> dass der Formling nicht an der Matrize klebt.
Während Porzellan noch plastische Be standteile enthält, die eine Verformbarkeit in feuchtem Zustande erlauben, können auch von Kaolin, Ton, Speckstein usw. völlig freie Massen so verpressbar gemacht werden. Man kann auf diese Art Stoffe verformen, denen ohne den Zusatz überhaupt keine Verform- barkeit zukommt.
Ein Vorteil bei der Trockenpressung ist die geringe Schwindung beim Sintern durch das Brennen. Diese geringe Schwindung kann bei Gegenwart der obgenannten harz ähnlichen Stoffe vor allem nocli dadurch er reicht werden, dass die harzähnlichen Stoffe nur teilweise verbrennen, da sie einen anor ganischen, nicht verbrennbaren Bestandteil enthalten, so dass keine so grossen Hohlräume zwischen den Teilen der plastisch gemacht-en Masse entstehen, die durch Schwinden beim Sintern ausgefüllt werden müssen und ent sprechend grosse Schwindungen verursachen.
Wenn die so vorgeformteii Gegenstände durch Brennen zum Sintern gebracht werden, so reagiert der unverbrennbare Teil des harz ähnlichen Stoffes mit den Bestandteilen der Masse. Das in oben angeführtem Beispiel er wähnte Aluminiumsalz einer hochmolekula ren organischen Säure ergibt beispielsweise beim Brennen des Geoenstandes zunächst Aluminiumoxyd<B>(A1.0.),</B> das mit der Kiesel saure der Porzellanmasse Aluminiumsilikat bildet. ein Stoff, der an und für sieh auch im gebrannten Porzellan enthalten ist. Es ent steht also aus dem anorganischen Teil des harzähnlichen Stoffes eine der Zusammen setzung der Masse entsprechende Verbindung Ein weiteres Beispiel ist die Herstellung von Gegenständen aus reinem Aluminium oxyd.
Hierfür werdenetwa <B>95</B> Teile feinge mahlenes Aluminiumoxyd in Wasser aufge schlämmt, hierzu fünf Teile in Wasser ge löstes Aluminiumehlorid hinzugemischt, und dann wieder mit der wässerigen Lösung einer hochmolekularen organischen Säure das Alii- minium ausgefällt. Nach Entwässern, Trock nen und Pulvern der Masse können Gegen stände durch Trockenpressung hergestellt werden. Beim nachfolgenden Brand entsteht a,us dem Plastizierungsmittel nur Alumi niumoxyd, also der Bestandteil, der schon zu <B>95</B> % in der Masse vorhanden war.
Es ge lingt- so, aus<B>an</B> und für sich vollständig unverformbarem Aluminiumoxyd Gegen stände anzufertigen.
Ein weiteres Beispiel für die Anwendung des Verfahrens ist die Herstellung von Ge genständen aus stark basischen Massen, wie zum Beispiel aus magnesiareichen Materia lien, Sollen Gegenstände aus Magnesia, hoch- magnesiahaltige Fritten usw., die für sieh unplastisch sind, an gefertigt werden,<B>so</B> ver setzt man beispielsweise<B>95%</B> dieser Stoffe in der oben angegebenen Weise mit 5/'0 Aluminiumseife.
_Die so trocken pressbar ge machten Materialien werden in der üblichen Weise verarbeitet und gebrannt, wobei die Seife verbrennt und die Tonerde unter Bil- clung von Magnesium-Aluminaten mit den tD Bestandteilen der keramischen Masse rea- gi gert. In entsprechender Weise kann man bei Verwendung von Chromseife Magnesia- Chromate in den fertigen
Produkten erhalten. Eine weitere Anwendungsform ist das Nastisehmachen eines Mineralgemisches, das ;itis Kalk, Kieselsäure, Feldspat und Blei oxyd besteht, etwa in der Zusammensetzung von kerarnischen Schmelzglasuren. Wird ein solches Mineralgeinisch in der beschriebenen #Veise plastisch gemacht und verformt, so kann man dieses bei niederen Temperaturen etwa -unter<B>1000'</B> zu einem festen dichten ofler auch porösen keramischen Körper zu- saininensintern.
Statt dass man den durch das beschriebene Verfahren plastisch gemachten und verform ten Gegenständen durch einen Brand die ge nügende Festigkeit verleiht, kann man die plastisch zu machende Masse auch so wählen, dass sie hydraulische Eigenschaften hat und <B>-</B> auf CT 'rund einer derartigen chemischen Re- aktion zu einem festen Körper erhärtet.
Zu (liesem Zweck nimmt man statt der in obigen Beispielen angeführten Porzellanmasse oder des Aluminiumoxydes etwa Gips, Kitte oder Zemente und schlägt auf diesen den harz- filmlichen Stoff nieder.
Nach Vorstehendem wird durch einen liarzä,hnlichen Stoff teils organischer, teils -i nor, ganischer Natur den verschiedensten Haterialien Verformbarkeit verlieh-en. Erfin dungsgemäss ergibt aber auch die Kombina tion eines keramischen, fest oder dicht sin- l(-rnden Mineralgemisehes mit an und für ,ich bekannten plastischen Stoffen,
wie Ga- l;ilith, Kunstharz und andern erhebliche Fortschritte. Aus solchen Stoffen kann man Geo-enstände formen, die zur Materialerspar nis mit, beliebigen Füllstoffen versetzt wer- den. Dieser Füllstoff soll die Eigenschaften eines keramischen Körpers haben. Man macht diesen an -und für sieh niciit trocken ver formbaren keramischen Körper durch Zu sätze der bekannten plastischen Masse trok- ken verpressbar und formt Gegenstände dar- aus.
Dann unterzieht man diese einem Brand, wobei der plastische Stoff verschwin det und nur der Gegenstand aus dem kera- misch-en Mineralgemisch übrig bleibt, das dann die für ihn typische Sinterung erhält.
Bisher war es nur bei keramischen Mas sen, die vorzugsweise aus Steatit bestanden, möglich, geformte Gegenstände durch Trok- kenpressen herzustellen. Durch die Erfill- dung ist es möglich, diese vorteilhafte Art der Verformung den allerverschiedensten Stoffen zu verleihen.
Statt dass man das Niederschlagen des harzähnlichen Stoffes in einer wässerigen Lösung vornimmt kann man nafürlich die plastisch zu machende Masse auch in einem andern Verteilungsmittel verteilen, in dem dann die Ausgangsstoffe für die Anferti gung des harzähnlichen Körpers löslich, der harzahnliche Körper aber unlöslich sein müssen.
Weiter ist es möglich, die Mischung statt durch Fällen des harzähnlichen Stof- ès in wässeri-#er Suspension auch dadurch vorzunehmen, dass man den harzähnlichen Körper für sich anfertigt und ihn ausschliess lich durch trockenes oder nasses Mischen bezw. Vermahlen mit der plastisch zu ma chenden Masse zusammenbringt.
Process for the production of bodies by dry pressing. In the manufacture of bodies from all kinds of raw materials, especially in the shaping of bodies made of ceramic and synthetic materials, the difficulty arises that some mineral raw materials cannot be brought into a durable form by simply drying them .
To the shape of body. who order from such masses, in spite of being unable to do so, one was often forced to switch to the wet pressing process, but this again had other disadvantages, for example relatively large shrinkage during firing, for the production of bodies from ceramic and synthetic masses see brought.
According to the invention, these disadvantages are avoided by subjecting those mineral base materials, which per se are not raw pressable, to dry pressing in the presence of finely divided, dry pressable substances and then subjecting them to a reaction of the mineral Basic materials are solidified.
It has been found that certain organic compounds, for example heavy metal soaps and other compounds of metals with organic bodies, have the property of being deformed into solid, sharp-edged objects by pressing them in steel matrices. This property is also retained if the substances are added in relatively small quantities, if substances that cannot be pressed in this way are mixed in.
For example, porcelain masses can be made dry pressable by adding a small amount of resinous substances. So far, for example, electrotechnical installation items could only be pressed from porcelain using the wet pressing process, i.e. mixed with <B> 01 </B> and water. At most, only simple objects, such as plates, could be made dry, but not more complicated ones.
An example of how to proceed in detail is given: <B> 95 </B> parts of raw, unfired porcelain paste are distributed in water to form a fine slurry. For this purpose, five parts of aluminum chloride dissolved in water are stirred and mixed well with the porcelain slip. Then enough of a high molecular weight organic acid, the aluminum salt of which is insoluble in water, is added that the aluminum <B> completely </B> precipitates out. The insoluble salt of the organic acid is deposited on the particles of the porcelain mass, intimately mixing with them and enveloping them.
The mass is then dewatered, for example in filter presses, and then dried completely. The mass is then powdered and is now deformed by dry pressing. Through the addition of the resin-like substances, the particles of the mass, under the effect of the pressure, get considerable cohesive forces to one another, while the <B> adhesion </B> to the steel die is only slight, <B> so </ B> that the molding does not stick to the die.
While porcelain still contains plastic components that allow it to be deformed when it is moist, kaolin, clay, soapstone, etc. can also be used to make completely free masses. In this way, materials can be deformed which, without the addition, cannot be deformed at all.
One advantage of dry pressing is the low shrinkage during sintering due to firing. In the presence of the above-mentioned resin-like substances, this low shrinkage can above all be achieved by the fact that the resin-like substances only partially burn because they contain an inorganic, non-combustible component, so that there are no large voids between the parts of the plastic -en arise mass that must be filled by shrinkage during sintering and accordingly cause large shrinkage.
When the thus preformed objects are sintered by firing, the incombustible part of the resin-like substance reacts with the constituents of the mass. The aluminum salt of a high-molecular organic acid mentioned in the above example initially results in aluminum oxide (A1.0.), Which forms aluminum silicate with the silicic acid of the porcelain mass, for example when the Geoenstand is fired. a substance that in and of itself is also contained in fired porcelain. The inorganic part of the resin-like substance creates a compound that corresponds to the composition of the compound. Another example is the manufacture of objects from pure aluminum oxide.
For this purpose, about 95 parts of finely ground aluminum oxide are suspended in water, five parts of aluminum chloride dissolved in water are added, and the aluminum is then precipitated again with the aqueous solution of a high molecular weight organic acid. After dewatering, drying and powdering the mass, objects can be produced by dry pressing. In the subsequent fire, the plasticizing agent only produces aluminum oxide, i.e. the component that was <B> 95 </B>% in the mass.
In this way, it is possible to manufacture objects from <B> an </B> and individually completely non-deformable aluminum oxide.
Another example of the application of the method is the production of objects from strongly basic masses, such as from materials rich in magnesia, Should objects be made from magnesia, frits with a high magnesia content, etc. that are not plastic to themselves, < B> so </B>, for example, <B> 95% </B> of these substances are set in the above-mentioned manner with 5/0 aluminum soap.
_The materials made dry pressable in this way are processed and fired in the usual way, with the soap burning and the alumina reacting with the tD constituents of the ceramic mass to form magnesium aluminates. Correspondingly, when using chrome soap, magnesia chromates can be added to the finished products
Products received. Another form of application is the nastisemaking of a mineral mixture consisting of lime, silica, feldspar and lead oxide, for example in the composition of ceramic enamel glazes. If such a mineral aggregate is made plastic and deformed in the described way, it can be sintered internally at low temperatures, for example below <B> 1000 '</B>, to form a solid, dense or porous ceramic body.
Instead of giving the objects plasticized and deformed by the method described, sufficient strength by fire, the mass to be plasticized can also be selected so that it has hydraulic properties and <B> - </B> on CT 'hardened to a solid body around such a chemical reaction.
For this purpose, instead of the porcelain mass or aluminum oxide given in the above examples, plaster of paris, putty or cement is used and the resinous material is deposited on it.
According to the foregoing, a wide variety of materials are given deformability by means of a translucent, similar substance, partly organic, partly -i nor, ganic in nature. According to the invention, however, the combination of a ceramic, solid or dense sin- l (-rnding mineral mixture with plastic substances known to me,
like galilith, synthetic resin, and other considerable advances. Geo-structures can be formed from such materials, which can be mixed with any filler to save material. This filler should have the properties of a ceramic body. This ceramic body, which cannot be deformed dry, is made dry pressable by adding the known plastic mass and objects are formed from it.
Then they are subjected to a fire, whereby the plastic material disappears and only the object from the ceramic-en mineral mixture remains, which then receives the sintering that is typical for it.
So far it has only been possible to manufacture shaped objects by dry pressing with ceramic masses, which preferably consisted of steatite. The invention makes it possible to impart this advantageous type of deformation to the most varied of substances.
Instead of precipitating the resin-like substance in an aqueous solution, the mass to be made plastic can of course also be distributed in another distribution medium in which the starting materials for the manufacture of the resin-like body must be soluble, but the resin-like body must be insoluble.
It is also possible, instead of precipitating the resin-like substance in aqueous suspension, to make the resin-like body and mix it exclusively by dry or wet mixing. Grinding brings together with the mass to be made plastic.