Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine tonartige Zusammensetzung zur Gestaltung von Edelmetallen, welche als Ausgangsmaterialien zur Herstellung geformter Edelmetallgegenstände mit ausgeprägten Elementen der Handwerkskunst wie Edelmetalljuwelen, Gegenständen der bildenden Kunst und dekorativen Elementen verwendet werden kann und welche unter minimaler Schrumpfung gesintert werden kann und auf ein Verfahren zur Herstellung von Edelmetallsintern.
Beschreibung des Standes der Technik
[0002] Die Herstellung geformter Gegenstände aus Edelmetallen, welche ausgeprägte Elemente der Handwerkskunst aufweisen, wird in der Praxis unter Verwendung einer Tonzusammensetzung, welche das Edelmetall in Pulverform und ein organisches Bindemittel als Grundbestandteile aufwies, Formung der Tonzusammensetzung in eine vorbestimmte Form,
Trocknung der Tonzusammensetzung und Sintern des getrockneten Gegenstandes, was zur Entfernung der Bindemittelzusammensetzung durch Zersetzung, Verdampfung oder Verbrennung und Induktion der Kohäsion benachbarter Teilchen des pulverförmigen Edelmetalls führt, durchgeführt.
[0003] Aus dem oben erwähnten herkömmlichen Produkt ist eine Tonzusammensetzung zur Formung von Edelmetallen bekannt, welche ein pulverförmiges Edelmetall mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 30 Microm umfasst und als Hauptbestandteil Teilchen mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 Microm und einen organischen Binder, der aus 0.02 bis 3 Gewichts-% Stärke und 0.02 bis 3 Gewichts-% wasserlöslichem Zelluloseharz besteht, enthält.
[0004] Eine Studie, welche ein Sintern bei tiefen Temperaturen unter Verwendung von pulverförmigen Edelmetallen erhärtet hat, ist z.B.
in JP-A-2002-241 802 offenbart.
[0005] Die oben beschriebene herkömmliche Tonzusammensetzung zur Formung von Edelmetallen hat zwar zu einer befriedigenden Härte und einer eingeschränkten Schrumpfung beim Sintern in einem Temperaturbereich vom Schmelzpunkt des Edelmetalls bis zu einer Temperatur, die 250 deg. C unterhalb des Schmelzpunktes liegt, geführt, aber diese Tonzusammensetzung ist nicht in der Lage, eine vollständig zufriedenstellende Härte zu erreichen, wenn die Temperatur des Sinterns unter dem oben angegebenen Bereich liegt. Wenn ein Elektroofen verwendet wird, der die Temperatur der Tonzusammensetzung auf der geforderten hohen Temperatur halten kann, ist es möglich, einen Sinter zu erhalten, der vollständig zufriedenstellende Härte aufweist. Ein Elektroofen mit einer solchen Leistung ist jedoch sehr teuer.
Im Gegensatz dazu ist ein Elektroofen für den Haushalt klein und einfach und wohl meistens nicht in der Lage, die geforderte Hitze und die Temperaturkontrolle zu erreichen. Dadurch ist es unmöglich gewesen, das Innere des Ofens auf der hohen Temperatur zu halten oder die Temperatur genau zu kontrollieren.
Daher gelingt es zurzeit nicht, einen Sinter mit vollständig befriedigender Stärke herzustellen.
[0006] Damit die Tonzusammensetzung zur Formung von Edelmetallen einen Sinter mit vollständig zufriedenstellender Stärke herstellen kann, ist es notwendig, den Temperaturbereich des Sinterns zu verbreitern.
[0007] Bis anhin war bekannt, dass dieser Temperaturbereich durch Verwendung einer Vielzahl von Pulvern, die Teilchen mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, ausgeweitet werden kann wie für die Tonzusammensetzung, die in der oben genannten JP-A 2002-24 102 offenbart ist, gefunden wurde.
[0008] Die Tonzusammensetzung dieser Publikation führt unausweichlich zu einer Verstärkung der durch das Sintern verursachten Schrumpfung (Schrumpfung von ungefähr 12 bis 20%).
Daher wurde es während der Gestaltung der Form notwendig, die Grösse der Form mittels Abschätzung der nach dem Sintern erhaltenen Grösse zu erhöhen, um dadurch die zu erwartende Schrumpfung zu erlauben. Insbesondere wenn ein Gegenstand, der Keramik und verschiedene dekorative Metallteile kombiniert, herzustellen ist, kann eine übermässige Schätzung der Schrumpfung möglicherweise dazu führen, dass sich die dekorativen Teile lösen und vor dem Sintern von der Tonerde abfallen.
Im Gegensatz dazu kann eine zu kleine Schätzung der Schrumpfung dazu führen, dass die zu erzielende Form nicht erreicht wird und anstelle eine verzerrte Form erhalten wird und schlussendlich die Schönheit der Form zerstört wird, da die Tonerde, die den dekorativen Teilen benachbart ist, bei einer grossen Schrumpfung deformiert.
[0009] Aufgabe dieser Erfindung ist es, die oben erwähnten Probleme zu eliminieren und eine Tonzusammensetzung zur Formung von Edelmetallen, welche in einem breiten Temperaturbereich effizient sintert und bei der das Sintern nur zu einer kleinen Schrumpfung führt, zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
[0010] Die Tonzusammensetzung der Erfindung zur Formung von Edelmetallen wird gebildet durch eine geknetete Mischung eines gemischten Edelmetallpulvers,
welches als Hauptbestandteile 30 bis 70 Gewichts-% eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse im Bereich von 2.2 bis 3.0 Microm und 70 bis 30 Gewichts-% eines Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse im Bereich von 5 bis 20 Microm und eine wässrige Lösung eines organischen Bindemittels aufweist. Der Begriff "Gewichts-%", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf die Gewichtsprozente im gemischten Edelmetallpulver und der Begriff "wt-%" auf die Gewichtsprozente in der Tonzusammensetzung zur Formung von Edelmetallen.
[0011] Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Edelmetallsinters zur Verfügung.
Dieses Verfahren umfasst die folgende Schritte:
[0012] Formung einer Tonzusammensetzung für die Gestaltung eines Edelmetalls wie oben erwähnt in eine gewünschte Form, was zu einer gestalteten Tonform führt, Trocknung der gestalteten Tonform und Sintern der getrockneten Tonform bei einer Temperatur in einem Bereich vom Schmelzpunkt des gemischten Pulvers bis zu einer Temperatur, die 360 deg. C unterhalb des Schmelzpunkts liegt, für einen Zeitraum von 5 Minuten.
[0013] Durch Mischen einer Vielzahl Edelmetallpulver, welche wie oben beschrieben unterschiedliche durchschnittliche Teilchengrössen aufweisen, ist es möglich, einen Sinter mit hoher Dichte und einem kleineren Schrumpfungsgrad zu erhalten, selbst wenn die Sintertemperatur 360 deg.
C unter dem Schmelzpunkt des Edelmetalls liegt, weil die kleinen Teilchen sich zwischen die grossen Teilchen mischen und den Leerraum füllen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
[0014] Das gemischte Edelmetallpulver, welches in dieser Erfindung verwendet wird, umfasst mindestens ein Mitglied, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus reinen Edelmetallpulvern wie Gold, Platin, Palladium und Silber, und Legierungspulvern, welche solche Elemente als Hauptbestandteil aufweisen, und ist eine Mischung, welche aus 30 bis 70 wt-% eines Pulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 2.2 bis 3.0 Microm und der Rest von einem Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 20 Microm gebildet wird.
[0015] Es wurde gefunden, dass durch Kombination einer Vielzahl von Pulvern,
welche wie oben beschrieben unterschiedliche Teilchendurchmesser aufweisen, und die daraus resultierende Tonzusammensetzung bei einer relativ tiefen Temperatur gebrannt werden kann, dass die kleinen Teilchen (nachstehend als "feine Teilchen" bezeichnet) sich zwischen die grossen Teilchen (nachstehend als "riesige Teilchen" bezeichnet) mischen können und dadurch die feinen Teilchen die Räume zwischen den riesigen Teilchen füllen. Der erhaltene Edelmetallsinter weist eine hohe Dichte auf und zeigt nur eine geringe Schrumpfung. Insbesondere durch Spezifikation des durchschnittlichen Teilchendurchmessers und des Gehalts an feinen Teilchen und an riesigen Teilchen ist die erhaltene Tonzusammensetzung in der Lage, in einem Bereich vom Schmelzpunkt bis zu einer Temperatur, die 360 deg.
C unter dem Schmelzpunkt liegt, effizient zu sintern, und die durch das Sintern verursachte Schrumpfung auf unter 10% (in der Länge) zu senken, ohne zu brechen, und dennoch biegbar zu bleiben.
[0016] Die in dieser Erfindung zu verwendenden feinen Teilchen weisen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 2.2 bis 3.0 Microm wie oben beschrieben auf. Falls feine Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser, der unterhalb von 2.2 Microm liegt, verwendet werden, wird die Gesamtoberfläche der feinen Teilchen übermässig erhöht und die Menge an organischem Bindemittel, die benötigt wird, um die Oberfläche abzudecken, nimmt proportional zu und induziert eine übermässig grosse Schrumpfung.
Bei einer erhöhten Schrumpfung ist es notwendig, die Grösse der zu erzielenden Form mittels Schätzung der Grösse der Form nach dem Sintern zu erhöhen, was eine vorhersehbare Schrumpfung wie oben beschrieben erlaubt. Falls ein Produkt, welches z.B. Keramik mit verschiedenen dekorativen Metallteilen kombiniert, hergestellt werden soll, ist es möglich, dass das erhaltene Produkt nicht die gewünschte Form aufweist, sondern aufgrund der Möglichkeit, dass die dekorativen Teile vom Ton abfallen und vor der Feuerung runterrollen, eine krumme Form, wenn die Schätzung der Schrumpfung übermässig gross ist oder die Tonteile, an welchen die dekorativen Teile angebracht sind, aufgrund einer grossen Schrumpfung derart hervorragen, dass die Form verzerrt wird, wenn die Schätzung der Schrumpfung zu klein ist.
Weiter ist es nicht unwahrscheinlich, dass das erhaltene Produkt nicht die beabsichtigte Form hat, welche bei der Gestaltung der Form beabsichtigt war. Dieses Ungeschick führt z.B. zur Zerstörung der Schönheit eines Abgusses. Wenn feine Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser grösser 3 Microm verwendet werden, ist die erhaltene Tonzusammensetzung nicht mehr in der Lage, einen Sinter zu ergeben mit einer hohen Dichte, da der Grössenunterschied zwischen den feinen Teilchen und den riesigen Teilchen zu gering ist, so dass das Sintern bei der oben genannten tiefen Temperatur unwirksam ist.
[0017] Falls der Anteil der feinen Teilchen, welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 2.2 bis 3.0 Microm aufweisen, unterhalb von 30 Gewichts-% liegt, wird der erhaltene Sinter nicht mehr in der Lage sein, eine hohe Dichte zu erlangen,
da das Sintern bei der oben genannten tiefen Temperatur nicht mehr bewirkt wird. Nur das Sintern bei einer hohen Temperatur führt unfehlbar zu einem Sinter mit einer geringen Schrumpfung und einer hohen Stärke. Falls der Anteil 70 Gewichts-% übersteigt, wird die oben genannte Kombination mit dekorativen Teilen schwierig sein und das Endresultat des Produkts wird sich vom Bild, das während des Prozesses der Formgestaltung beabsichtigt war, unterscheiden, da der Schrumpfungsgrad 10% übersteigt. Das Sintern bei einer hohen Temperatur erhöht die Schrumpfung.
[0018] Die riesigen Edelmetallteilchen, die in der Erfindung verwendet werden, weisen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 20 Microm wie oben beschrieben auf.
Wenn riesige Teilchen, die einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser aufweisen, der unterhalb von 5 Microm liegt, verwendet werden, wird ein Sintern bei einer tiefen Temperatur nicht mehr erzielt, da die Grössenunterschiede zwischen den riesigen Teilchen und den feinen Teilchen zu klein sind. Wenn riesige Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser, der grösser als 20 Microm ist, verwendet werden, wird die Dichte des erhaltenen Sinters teilweise heterogen.
Der Anteil riesiger Teilchen mit einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 5 bis 20 Microm fällt in einen ungefähren Bereich von 70 bis 30 Gewichts-%, welcher abhängig ist vom oben erwähnten Anteil der feinen Teilchen.
[0019] Falls feine Teilchen mit einen durchschnittlichen Durchmesser, der nicht grösser als 2 Microm ist, wie in der oben erwähnten Publikation verwendet werden, wird die durch die Sinterung verursachte Schrumpfung wie oben erwähnt übermässig gross (Schrumpfung von ungefähr 12% bis 20%).
Wenn die Schrumpfung gross ist, wird das Endresultat des Produkts sich natürlich vom Bild, welches bei der Gestaltung der Form beabsichtigt war, unterscheiden und bei einem Produkt, welches dekorative Teile aufweist, werden sich die dekorativen Teile von dem Tonteil trennen und herunterrollen oder der Tonteil wird verzerrt.
[0020] Die Erfindung der oben genannten Publikation umfasst eine Ausführungsform, welche riesige Teilchen mit einem übermässig grossen Durchmesser verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird die Dichte des Produkts teilweise heterogen. Die Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, in welcher die Teilchendurchmesser der feinen Teilchen und der riesigen Teilchen nahe beieinanderliegen.
Bei dieser Ausführungsform wird kein Sintern bei einer tiefen Temperatur erzielt und der erhaltene Sinter wird keine hohe Dichte aufweisen.
[0021] Die Teilchen des oben erwähnten Edelmetallpulvers sind nicht auf eine bestimmte Gestalt wie Kugeln, Aggregate und Tränen beschränkt. Ein Pulver hoher Dichte mit einem geringen prozentualen Anteil Leerräume ist bevorzugt. Wenn z.B. ein Pulver, welches mittels des Nassverfahrens hergestellt wird, verwendet wird, weist dieses eine grosse Zahl innerer Leerräume auf, so dass beim Sintern der Tonzusammensetzung die Teilchen aufgrund der Oberflächenspannung thermisch zu Kugeln fusionieren und die darin enthaltenen Leerräume eine höhere Dichte erlangen, da sie sich mit geschmolzenem Metall füllen.
Das sichtbare Volumen des Pulvers nimmt ab und der Schrumpfungsgrad nimmt zu.
[0022] Gemischte Edelmetallpulver, welche einen Anteil im Bereich von 75 bis 99 wt-% aufweisen, wenn sie mit einem organischen Bindemittel und Wasser gemischt und geknetet werden, um eine Tonzusammensetzung zu ergeben, sind bevorzugt. Falls die Menge des gemischten Edelmetallpulvers unter 75 wt-% liegt, ist die erhaltene Tonzusammensetzung zu weich, um einfach gehandhabt zu werden, da die Mengen des organischen Binders und des Wassers proportional zunehmen.
Wenn die Menge 99 wt-% übersteigt, weist die erhaltene Tonzusammensetzung nur eine geringe Gestaltungsfähigkeit auf und es wird schwierig, deren Form zu erhalten.
[0023] Das in dieser Erfindung zu verwendende organische Bindemittel enthält bevorzugt Stärke und wasserlösliches Zelluloseharz wie oben gezeigt.
[0024] Stärke kommt in zwei Arten vor, d.h. beta -Stärke, welche keine Löslichkeit in kaltem Wasser zeigt, keine Viskosität besitzt und nicht leicht verdaulich ist oder nicht leicht enzymatisch abbaubar ist, und alpha -Stärke, welche selbst in kaltem Wasser löslich ist. Wenn die im Allgemeinen in kaltem Wasser unlösliche beta -Stärke in der Anwesenheit von Wasser erwärmt wird, beginnen deren Teilchen zu schwellen, erlangen Viskosität und nehmen schlussendlich eine einheitliche, durchsichtige oder lichtdurchlässige zähflüssige Form an.
Dieser Zustand stellt die sogenannte alpha -Transformation dar. Das Resultat dieser Transformation ist die alpha -Stärke. Diese alpha -Stärke ist sehr schnell entwässert und getrocknet und die erhaltene trockene Masse wird pulverisiert, um alpha -Stärke zu erhalten. Diese löst sich schnell in kaltem Wasser und führt zu einer zähflüssigen Flüssigkeit. Die beiden Arten der Stärke können in dieser Erfindung verwendet werden.
[0025] Die Stärke erhöht die Trockenstärke einer geformten Tonform, wenn die Form getrocknet ist. Wenn das organische Bindemittel nur Stärke verwendet, erleidet der Ton einen Spalt in der Textur, während der Ton geformt wird, und die Tonzusammensetzung neigt dazu, an der Hand zu kleben. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass die Stärke in Verbindung mit einem wasserlöslichen Zelluloseharz verwendet wird.
Falls der Gehalt an Stärke weniger als 0.02 wt-% beträgt, führt dieser Mangel zu einer ungenügenden Stärke, wenn der Ton getrocknet ist, und zu einer gestalteten Form, die beim Lösen von der Form leicht bricht. Wenn der Gehalt 3 wt-% übersteigt, führt dies zu einem elastischen Ton, welcher nicht leicht zu einer gewünschten Gestalt geformt werden kann und welcher Spalten in der Textur erleidet. Es trägt auch zum Schrumpfungsgrad bei.
[0026] Wenn das wasserlösliche Zelluloseharz in einem Anteil von weniger als 0.02 wt-% vorhanden ist, führt dieser Mangel dazu, dass die Spaltenbildung der Textur und das An-den-Händen-Kleben des Tons nicht ausreichend verhindert wird. Wenn der Anteil 3 wt-% übersteigt, führt dies zu einem Ton, der leicht an den Händen klebt und einem Ton mit einem erhöhten Schrumpfungsgrad.
Als konkrete Beispiele von wasserlöslichen Zelluloseharzen diese Qualität, welche sich für den Gebrauch hierin eignen, seien Methylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Hydroxypropylzellulose, Hydroxypropylmethylzelluose etc. erwähnt. Das Harz wird in wassergelöster Form verwendet.
[0027] Der Gehalt des organischen Bindemittels, welches Stärke und wasserlösliches Zelluloseharz enthält, ist bevorzugt im Bereich von 0.1 bis 4 wt-%. Falls der Gehalt an organischem Bindemittel weniger als 0.1 wt-% beträgt, führt dies zu einem Ton mit ungenügenden Gestaltungseingenschaften und einem Ton, welcher Schwierigkeiten hat, die Form zu halten. Dies führt weiter zu Unannehmlichkeiten wie Verringerung der Stärke des Tons nach dem Formungs- und Trocknungsschritt.
Umgekehrt führt ein Gehalt des organischen Binders über 4 wt-% zu einem Ton, welcher einer verstärkten Schrumpfung unterliegt und vermehrt an den Händen kleben bleibt. Wenn der Ton dieses Zustands geformt ist, wird er keine perfekte plastische Deformierbarkeit aufweisen, Elastizität zeigen, und es ist schwierig, diesen in die gewünschte Form zu bringen.
[0028] Es wird erwartet, dass Wasser in einer genügenden Menge zugegeben wird. Falls die Menge übermässig klein ist, wird der Ton übermässig hart. Falls die Menge übermässig gross ist, wird der Ton zu weich, um leicht gehandhabt zu werden, und der Ton klebt an den Händen.
Wenn der Ton getrocknet wird, nimmt das Volumen proportional zum Wasserverlust ab und induziert eine zusätzliche Schrumpfung nach dem Sinterschritt.
[0029] Als ein Beispiel für die Herstellung einer Tonzusammensetzung dieser Erfindung zur Formung von Edelmetallen unter Verwendung der oben genannten Komponenten kann zuerst eine wässrige Lösung eines organischen Bindemittels hergestellt werden, indem pulverförmige Zellulose und pulverförmige Stärke mit verschiedenen Löslichkeitseigenschaften ausgiebig gemischt werden, das Pulver in warmes Wasser gegeben wird, die resultierende Mischung erhitzt und dispergiert wird, was zuerst zum Auflösen der beta -Stärke führt, und danach wird die heisse Mischung abgekühlt, um die Zellulose ebenfalls zu lösen.
Gegebenenfalls kann die Tonzusammensetzung hergestellt werden, indem das Pulver in kaltem Wasser dispergiert wird, um die Zellulose zu lösen und danach die kalte Mischung erhitzt wird, um die beta -Stärke zu lösen. Nachher kann eine tonartige Substanz durch kräftiges Mischen der wässrigen Lösung des organischen Binders, der wie oben beschrieben hergestellt wird, mit einem Edelmetallpulver in einem vorgeschriebenen Verhältnis und durch kräftiges Kneten erhalten werden.
[0030] Die dadurch erhaltene tonartige Substanz wird in eine gewünschte Form gestaltet und dann gesintert. Das Sintern wird bei einer Temperatur im Bereich vom Schmelzpunkt des Edelmetalls bis zu einer Temperatur, die 360 deg. C unter dem Schmelzpunkt liegt, für eine Zeit von 5 bis 30 Minuten durchgeführt.
Wenn die Zeit länger als 30 Minuten ist, übersteigt die Schrumpfung 10%, was nicht wünschenswert ist.
[0031] Gemäss der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, ermöglicht die Verwendung von riesigen Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5 bis 20 Microm und feinen Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2.2 bis 3.0 Microm in einem vorbestimmten Verhältnis und die Durchführung des Sinterns für 5 Minuten bei einer Temperatur, die 360 deg. C unter dem Schmelzpunkt der Mischung liegt, die Herstellung von Edelmetallsintern mit einem Schrumpfungsgrad von nicht mehr als 10% mit guter Reproduzierbarkeit.
[0032] Unten folgen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
[0033] Die Bewertungen, die in den Tabellen 1 bis 6 dargestellt sind, sind Resultate eines Tests für Biegungsstärke.
In diesem Test gibt es zwei Stufen, d.h. das Zeichen "0" zeigt an, dass die relevanten Teststücke gebogen wurden und unter den Bedingungen von nicht mehr als 10% Schrumpfung und einer Biegungstärke von nicht weniger als 10 kgf/mm<2> nicht brachen. Das Zeichen "X" zeigt an, dass die relevanten Teststücke unter den Bedingungen von nicht weniger als 10% Schrumpfung oder einer Biegungsstärke von nicht mehr als 10 kgf/mm<2> gebrochen wurden.
Beispiel 1.
[0034] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 92 wt-% eines gemischten Silberpulvers bestehend aus 50 Gewichts-% (46 wt-%) Silberpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 Microm und 50 Gewichts-% (46wt-%) eines Silberpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.7 wt-% Stärke, 0.8 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt. Methylzellulose (hergestellt durch Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd. und verkauft unter der Markenbezeichnung "Methiose SM8000") wurde als Zellulose verwendet und beta -Kartoffelstärke (hergestellt durch Nichiden Kagaku K.K. und verkauft unter der Markenbezeichnung "DELICA M-9") wurde als Stärke verwendet.
Tabelle 1
[0035]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsmass (%)<sep>Biegungsstärke (kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>590 deg. C & 5 Min<sep>5.9<sep>9.87<sep>Brechen<sep>X
<tb>590 deg. C & 30 Min<sep>6.0<sep>9.91<sep>Brechen<sep>X
<tb>600 deg. C & 5 Min<sep>6.7<sep>12.57<sep>Biegen<sep>O
<tb>600 deg. C & 30 Min<sep>7.8<sep>33.81<sep>Biegen<sep>O
<tb>650 deg. C & 5 Min<sep>7.9<sep>31.21<sep>Biegen<sep>O
<tb>650 deg. C & 30 Min<sep>8.2<sep>37.16<sep>Biegen<sep>O
<tb>850 deg. C & 5 Min<sep>9.5<sep>38.74<sep>Biegen<sep>O
[0036] Die Resultate zeigen, dass die Teststücke, bei welchen die Testbedingungen 590 deg. C und 5 Minuten und 590 deg. C und 30 Minuten verwendet wurden, eine ungenügende Stärke aufweisen und brechen.
[0037] Die Teststücke der anderen Testbedingungen zeigten einen Schrumpfungsgrad von nicht mehr als 10% und erdulden Biegung und brechen nicht.
Vergleichsbeispiel 1:
[0038] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 92 wt-% eines gemischten Silberpulvers bestehend aus 81.5 Gewichts-% (75 wt-%) Silberpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 Microm und 18.5 Gewichts-% (17 wt-%) eines Silberpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.7 wt-% Stärke, 0.8 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt.
Tabelle 2
[0039]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsgrad (%)<sep>Biegungsstärke (kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>590 deg. C & 5 Min<sep>8.5<sep>9.43<sep>Brechen<sep>X
<tb>590 deg. C & 30 Min<sep>9.7<sep>9.68<sep>Brechen<sep>X
<tb>600 deg. C & 5 Min<sep>11.5<sep>24.32<sep>Biegen<sep>X
<tb>600 deg. C & 30 Min<sep>12.4<sep>37.67<sep>Biegen<sep>X
[0040] Die Resultate zeigen, dass der Schrumpfungsgrad bei den Bedingungen 600 deg. C und 5 Minuten 10% überstieg.
Vergleichsbeispiel 2
[0041] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 92 wt-% eines gemischten Silberpulvers bestehend aus 32.6 Gewichts-% (30 wt-%) Silberpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1.5 Microm und 67.4 Gewichts-% (62 wt-%) eines Silberpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.7 wt-% Stärke, 0.8 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt.
Tabelle 3
[0042]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsgrad (%)<sep>Biegungsstärke (kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>590 deg. C & 5 Min<sep>8.3<sep>9.13<sep>Brechen<sep>X
<tb>590 deg. C & 30 Min<sep>9.2<sep>9.53<sep>Brechen<sep>X
<tb>600 deg. C & 5 Min<sep>11.8<sep>24.32<sep>Biegen<sep>X
<tb>600 deg. C & 30 Min<sep>13.1<sep>38.74<sep>Biegen<sep>X
[0043] Die Resultate zeigen, dass der Schrumpfungsgrad unter den Bedingungen 600 deg. C und 5 Minuten 10% übersteigt.
Beispiel 2
[0044] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 94 wt-% eines gemischten Goldpulvers bestehend aus 50 Gewichts-% (47 wt-%) Goldpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 Microm und 50 Gewichts-% (47 wt-%) eines Goldpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.5 wt-% Stärke, 0.6 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt.
Tabelle 4
[0045]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsmass(%)<sep>Biegungsstärke (kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>690 deg. C & 5 Min<sep>5.9<sep>7.98<sep>Brechen<sep>X
<tb>690 deg. C & 30 Min<sep>5.9<sep>8.12<sep>Brechen<sep>X
<tb>700 deg. C & 5 Min<sep>6.7<sep>10.88<sep>Biegen<sep>0
<tb>700 deg. C & 30 Min<sep>7.8<sep>24.74<sep>Biegen<sep>0
<tb>750 deg. C & 5 Min<sep>7.9<sep>28.86<sep>Biegen<sep>0
[0046] Die Resultate zeigen, dass die Teststücke, bei welchen die Testbedingungen 690 deg. C und 5 Minuten und 690 deg. C und 30 Minuten verwendet wurden, wegen ungenügender Stärke brechen.
[0047] Die anderen Teststücke zeigten einen Schrumpfungsgrad von nicht mehr als 10% und brechen nicht.
Vergleichsbeispiel 3
[0048] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 94 wt% eines gemischten Goldpulvers bestehend aus 79.8 Gewichts-% (75 wt-%) Goldpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 Microm und 20.2 Gewichts-% (19 wt-%) eines Goldpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.5 wt-% Stärke, 0.6 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt.
Tabelle 5
[0049]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsgrad (%)<sep>Biegungsstärke
(kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>690 deg. C & 5 Min<sep>9.3<sep>8.43<sep>Brechen<sep>X
<tb>690 deg. C & 30 Min<sep>9.7<sep>9.68<sep>Brechen<sep>X
<tb>700 deg. C & 5 Min<sep>11.2<sep>22.12<sep>Biegen<sep>X
<tb>700 deg. C & 30 Min<sep>13.2<sep>28.47<sep>Biegen<sep>X
[0050] Die Resultate zeigen, dass der Schrumpfungsgrad unter den Bedingungen 700 deg. C und 5 Minuten 10% übersteigt.
Vergleichsbeispiel 4
[0051] Eine Tonmischung wurde durch Mischen von 94 wt-% eines gemischten Goldpulvers bestehend aus 31.9 Gewichts-% (30 wt-%) Goldpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1.5 Microm und 68.1 Gewichts-% (64 wt-%) eines Goldpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 Microm mit einem wasserlöslichen Bindemittel bestehend aus 0.5 wt-% Stärke, 0.6 wt-% Zellulose und Wasser auf 100% hergestellt.
Diese Tonzusammensetzung wurde geschmolzen, um Teststücke mit den Massen 50 mm Länge X 10 mm Breite X 1.5 mm Dicke zu formen und die Teststücke wurden unter folgenden Bedingungen gebrannt.
Tabelle 6
[0052]
<tb>Brennbedingungen<sep>Schrumpfungsgrad (%)<sep>Biegungsstärke (kgf/mm<2>)<sep>Brechen/Biegen<sep>Bewertung
<tb>690 deg. C & 5 Min<sep>8.5<sep>7.86<sep>Brechen<sep>X
<tb>690 deg. C & 30 Min<sep>9.1<sep>8.89<sep>Brechen<sep>X
<tb>700 deg. C & 5 Min<sep>10.8<sep>24.61<sep>Biegen<sep>X
<tb>700 deg. C & 30 Min<sep>12.3<sep>26.84<sep>Biegen<sep>X
[0053] Die Resultate zeigen, dass der Schrumpfungsgrad unter den Bedingungen 700 deg. C und 5 Minuten 10% übersteigt.
[0054] Die vorliegende Erfindung wurde oben mit Bezug auf die Beispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt und kann modifiziert werden, ohne von der in den Ansprüchen beschriebenen Erfindungsidee abzuweichen.
[0055] Wie oben beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung eine Tonmischung zur Formung von Edelmetallen zur Verfügung und ein Verfahren zur Herstellung eines Edelmetallsinters. Der Sinter kann bei einer Temperatur, die 360 deg. unter dem Schmelzpunkt des Edelmetallpulvers liegt, hergestellt werden und der dadurch erhaltene Sinter weist eine hohe Dichte und geringe Schrumpfung auf.
Eine Verbreiterung des Sintertemperaturbereichs ermöglicht es, dass das Sintern unter Verwendung eines einfachen Sinterofens und billigen Geräten durchgeführt werden kann, ohne dass ein genaues Temperaturerhöhungsprofilmanagement erforderlich ist. Das Sintern im tiefen Temperaturbereich führt zu einer Energiekostenreduktion.