Verfahren zur Herstellung einer steinartigen entglasten Masse. Verfahren zur Herstellung von entglasten Porzellan- oder steinähnlichen Massen sind mehrfach bekannt geworden. Bei allen diesen Verfahren wird zuerst ein Glasformling d. h. also ein aus der amorphen Glassubstanz be stehender Körper hergestellt und dieser dann in einem weitern Arbeitsgang auf verschie dene Art nachträglich zur Entglasung ge bracht. Alle diese Verfahren sind kompliziert und bedingen kostspielige Spezialeinrichtungen, so dass sie sich schon aus diesen Gründen zu einer rationellen Fabrikation nicht eignen. Ausserdem sind nach diesen Verfahren nur einige wenige Artikel herstellbar.
Das den Gegenstand der vorliegenden Frfindung bildende Verfahren dagegen er möglicht die Herstellung einer steinartigen entglasten Masse in einem einzigen fortlau fenden Arbeitsgang. Gemäss der Erfindung wird zunächst eine Glasmasse geschmolzen, deren Gehalt an Kieselsäure so gewählt ist, dass sie an sich schon grosse Neigung zum Entglasen besitzt, und dann in diese durch geschmolzene Masse so viel mindestens einer schwer schmelzbaren, mineralischen Substanz hineingerührt,
dass die ganzeNasseim Schmelz ofen entglast und mindestens ein Teil der nachträglich eingerührten Substanz in der entglasten Masse ungeschmolzen bleibt.
Zum Schmelzen einer solchen kieselsäure- reichen, an sich zum Entglasen grosse Nei gung besitzenden Glasmasse kann man bei spielsweise ein Ausgangsgemisch von Sand, Flussspat, ' Feldspat und Kryolith oder ein Gemisch von Quarz, Flussspat und Pegmatit verwenden;
der Zusatz von Kryolith hat hauptsächlich den Zweck, ein ganz undurch sichtiges weisses, durchaus steinartigen End produkt zu erhalten, das gar kein glasähn liches Aussehen mehr besitzt. Ferner kann das Ausgangsgemisch noch als Flüssmittel Soda enthalten. Ausserdem kann man dem Gemisch noch ein oder mehrere Metalloxyde zusetzen, welche wie z. B. Chromoxyd oder Kupferoxyd die Eigenschaft haben, die ge schmolzene Masse zu färben.
Zum Schmelzen des Ausgangsgemisches kann man mit Vorteil einen Wanneofen verwenden, der als ge schlossener, mit wannenförmigem Schmelz herd. versehener Ofen ausgebildet ist, und dessen Herd an seiner Oberfläche vorn einer Teerölflamme bestrichen wird. An Stelle eines derartigen Ofens kann man auch einen für elektrischeHeizung,zweckmässig für elektrische Oberflächenheizung, eingerichteten Ofen be nützen.
Als schwer schmelzbare mineralische Sub stanz, die in die geschmolzene Masse einge rührt wird; kommt in erster Linie Quarzsand in Betracht. Man kann aber auch andere derartige Stoffe, wie z. B. natürliche oder künstliche kristallisierte Tonerde, ferner Mag nesia, Kieselgur oder ein Gemisch solcher Stoffe verwenden, uni der zu erzielenden ent- glasten Masse ausser dem steinartigen, ent- glasten Aussehen gewisse spezielle Eigen schaften, wie z. B. hohe Isolationswirkung gegen Wärme und Kälte, zu verleihen.
Eine chemische Umsetzung dieser Stoffe mit der geschmolzenen Masse findet praktisch genom men nicht statt. Vielmehr bleiben die ge nannten Stoffe ganz oder zum grössten Teil ungeschmolzen in der geschmolzenen Masse suspendiert, so dass diese also gewissermassen als Bindemittel für die zugesetzten Stoffe dient.
Die nach dem Einrühren der schwer schmelzbaren, mineralischen Substanz in den Schmelzfluss erhaltene entglaste Masse kann direkt zu Formlingen auf irgend eine der be kannten Weisen, z. B. durch Pressen, Giessen, Blasen, verarbeitet werden. Die Masse erstarrt zu einem homogenen, undurchsichtigen, stein artigen Körper von sehr grosser Härte, Bruch festigkeit, Isolierwirkung, und was besonders wichtig ist, von grosser Säure- und Alkali beständigkeit. Die Blasse ist besonders geeig net zur Herstellung von Wand- und Boden belagplatten, sowie von Isolatoren für elek trische Leitungen.
Es hat sich gezeigt, dass solche Belagplatten vor den bisher bekannten keramischen Platten nicht nur den Vorzug grösserer Billigkeit haben, sondern dass sie wesentlich härter sind, dass sich viel mannig- fachere und schöner wirkende Farbeneffekte damit erzielen lassen, dass infolge der Homo genität der Blasse die bei den keramischen Platten mit der Zeit stets in der Glasur auf tretenden Haarrisse nicht vorkommen können und dass sie endlich an der Unterlage wesent lich besser haften.
Versuche der Material- prüfungsanstalten der eidgen. techn. Hoch schule in Zürich, bezw. der schweiz. elektro- techn. Vereins in Zürich an Isolatoren aus der neuen Masse haben ergeben, dass ein der artiger Niederspannungsisolator gegenüber einem solchen von gleicher Grösse aus Por zellan die doppelte Bruchfestigkeit besitzt; die Isolierwirkung desselben hörte im Trok- kenen erst bei 38,000 Volt und unter Regen bei 16,000 Volt auf.
Ferner können aus der geschmolzenen, entglasten Masse auch Koch geschirre, sowie Gefässe hergestellt werden, die wegen der oben erwähnten Eigenschaften der Masse für die chemische Industrie sehr geeignet sind.
Beispiel In einem mit Teeröl-Oberflächenheizung versehenen, geschlossenen Wannenofen wird ein Gemisch vorn<B>100</B> Teilern Quarzsand, 20 Teilen Flussspat, 20 Teilen Feldspat und einigen Teilen Kryolith, dem als Flussmittel 30 Teile Soda beigemengt sind, geschmolzen und in den Schmelzfluss nochmals<B>100</B> Teile Quarzsand hineingerührt.
Andere Zusammen setzungen des Ausgangsgemisches sind zum Beispiel folgende: 100 Teile Sand, 10 Teile Flussspat,.40 Teile Pegmatit, 30 Teile Soda; 40 Teile Sand, 1b Teile Flussspat, 100 Teile Pegmatit, 15 Teile Soda; 100 Teile Sand, 8 Teile Kryolith, 60 Teile Pegmatit und 20 Teile Soda. Zu jedem dieser Ausgangsge mische gibt man, wenn es geschmolzen ist, 100 Teile mehr oder weniger schwer schmelz baren mineralischen Stoff.
Process for the production of a stone-like devitrified mass. Processes for producing devitrified porcelain or stone-like masses have become known several times. In all of these processes, a molded glass body d. H. In other words, a body made of the amorphous glass substance is produced and this is then subsequently brought to devitrification in a further process in various ways. All of these processes are complicated and require expensive special equipment, so that for these reasons alone they are not suitable for efficient production. In addition, only a few articles can be produced using this method.
The process forming the subject of the present invention, however, enables the production of a stone-like, devitrified mass in a single continuous operation. According to the invention, a glass mass is first melted, the silica content of which is selected in such a way that it already has a great tendency to devitrify, and then so much of at least one hard-to-melt mineral substance is stirred into this through the melted mass,
that all of the moisture in the melting furnace is devitrified and at least part of the substance subsequently stirred in remains unmelted in the devitrified mass.
To melt such a silicic acid-rich glass mass, which has a great inclination for devitrification, one can use, for example, a starting mixture of sand, fluorspar, feldspar and cryolite or a mixture of quartz, fluorspar and pegmatite;
The main purpose of adding cryolite is to obtain a completely opaque white, thoroughly stone-like end product that no longer has a glass-like appearance. The starting mixture can also contain soda as a liquid. In addition, one or more metal oxides can be added to the mixture. B. chromium oxide or copper oxide have the property to color the molten mass ge.
To melt the starting mixture, you can use a tank furnace with advantage, which is a closed ge, with a tank-shaped melting stove. provided oven is formed, and the stove is painted on its surface in front of a tar oil flame. Instead of such an oven, one can also use an oven equipped for electrical heating, expediently for electrical surface heating.
As a hard-to-melt mineral substance that is stirred into the molten mass; Quartz sand is primarily used. But you can also use other such substances, such as. B. use natural or artificial crystallized clay, magnesia, kieselguhr or a mixture of such substances, in addition to the stone-like, de-glazed appearance, certain special properties, such as eg. B. high insulation effect against heat and cold to give.
There is practically no chemical reaction between these substances and the molten mass. Rather, the substances mentioned remain wholly or for the most part unmelted suspended in the molten mass, so that this thus serves to a certain extent as a binding agent for the added substances.
The devitrified mass obtained after stirring the difficult-to-melt, mineral substance into the melt flow can be converted directly into moldings in any of the known ways, e.g. B. processed by pressing, casting, blowing. The mass solidifies to a homogeneous, opaque, stone-like body of great hardness, breaking strength, insulating effect, and what is particularly important, of great acid and alkali resistance. The Blasse is particularly suitable for the production of wall and floor covering panels, as well as insulators for electrical lines.
It has been shown that such covering plates not only have the advantage of greater cheapness over the previously known ceramic plates, but that they are much harder, that much more varied and more beautiful color effects can be achieved with them, that due to the homogeneity of the pale Which hairline cracks that always appear in the glaze of ceramic tiles over time cannot and that they finally adhere to the substrate much better.
Attempts by the materials testing institutes of the federal government. techn. University in Zurich, resp. Switzerland. electro-techn. Association in Zurich on insulators from the new mass have shown that such a low-voltage insulator has twice the breaking strength compared to one of the same size made of porcelain; its insulating effect only ceased at 38,000 volts in the dry and at 16,000 volts in the rain.
Furthermore, cookware and vessels can be made from the melted, deglazed mass, which are very suitable for the chemical industry because of the properties of the mass mentioned above.
Example In a closed tank furnace equipped with tar oil surface heating, a mixture consisting of <B> 100 </B> parts quartz sand, 20 parts fluorspar, 20 parts feldspar and some parts cryolite, to which 30 parts soda is added as a flux, is melted and poured into the melt flow again <B> 100 </B> parts quartz sand stirred in.
Other compositions of the starting mixture are, for example, the following: 100 parts sand, 10 parts fluorspar, 40 parts pegmatite, 30 parts soda; 40 parts of sand, 1b parts of fluorspar, 100 parts of pegmatite, 15 parts of soda; 100 parts sand, 8 parts cryolite, 60 parts pegmatite and 20 parts soda. For each of these starting mixtures, when it is melted, 100 parts of more or less difficult to melt mineral material are added.