DE1921912B2

DE1921912B2 - PROCESS FOR MANUFACTURING HIGH IMPACT RESISTANCE PANELS FROM FOAM GLASS WITH A GLAZE COATING

Info

Publication number: DE1921912B2
Application number: DE19691921912
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Pietsch, Tibor, Dipl.-Ing, Madrid
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1969-04-29
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DE1921912A1; NL6906670A; ES353430A1; FR2007655A1; BE732359A; JPS4928251B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platten hoher Stoßfestigkeit mit einem Glasurüberzug. The invention relates to a process for the production of high impact resistance panels with a glaze coating.

Bekanntlich hält Glas als fester Körper aufgrund seiner Starrheit bzw. seines hohen Elastizitätskoeffizienten (zwischen 500 000 und 1 000 000 kg/cm²) keine Stöße aus. Aus diesen Gründen weist Glas eine überraschende Härte, Biegefestigkeit und Streckfestigkeit (von 600 kg/cm²) auf und ist wesentlich stoßempfindlicher als beispielsweise Beton oder Keramik, obgleich diese Baustoffe nicht so hart sind und keine so hohe Biege- oder Druckfestigkeit besitzen.As is known, glass as a solid body cannot withstand any impacts due to its rigidity or its high coefficient of elasticity (between 500,000 and 1,000,000 kg / cm ^2). For these reasons, glass has a surprising hardness, flexural strength and tensile strength (of 600 kg / cm ² ) and is much more sensitive to impact than concrete or ceramic, for example, although these building materials are not as hard and do not have such high flexural or compressive strength.

So ist beispielsweise eine Kachei oder glasierte Keramikplatte mit einer glasemailbeschichteten Basisfläche weniger stoßempfindlich als reines Glas, da die Deckglasur aufgrund ihrer dünnen Schicht etwas biegsam und die Keramikplatte relativ elastisch ist. Jedoch haben solche glasierten Baustoffe den Nachteil, daß die Glasur springen kann, indem sie sich wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Glasur und keramischer Unterlage von dieser abtrennt. Sobald sich andererseits der Feuchtigkeitsgehalt der kapillaren und hygroskopischen Keramik ändert, ändert sich auch das Volumen mit der Folge, daß die Glasur abspringt. Glasierte Keramik, wie z. B. Kacheln oder Fliesen, kann 20 % oder mehr Wasser aufnehmen. Aufgrund dieser weichen Basis der Glasur der Keramikplatten ist die Stoßfestigkeit solcher Baustoffe gering. Im allgemeinen ist auch die Frostfestigkeit sehr gering; infolgedessen ist die Verwendung dieser Materialien als Baustoff eingeschränkt.For example, a Kachei or glazed ceramic plate with a glass enamel-coated base surface less sensitive to shock than pure glass, as the cover glaze is somewhat due to its thin layer flexible and the ceramic plate is relatively elastic. However, such glazed building materials have the disadvantage that the glaze can crack by itself because of the different thermal expansion coefficients separates from the glaze and ceramic base from this. As soon as the other hand, the moisture content of the capillary and hygroscopic ceramic changes, the volume also changes with the result that the glaze comes off. Glazed ceramics, such as B. tiles or tiles, can contain 20% or more water take up. Because of this soft base of the glaze of the ceramic plates, the impact resistance is such Building materials low. In general, the frost resistance is also very low; as a result, the use of these materials as building materials is restricted.

In der US-PS 22 02 714 ist ein Verfahren zur nachträglichen Beschichtung von Schaumglas beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das Schaumglas zuerst mit einem Flußmittel und anschließend mit einer Schicht aus fein zerstoßenem Glas versehen und dann bei einer Temperatur gebrannt, die ausreichend hoch ist, um das zerstoßene Glas zu verschmelzen, ohne daß die Zellstruktur der Platte angegriffen wird. Der Lehre der US-PS 22 02 714 liegt jedoch nicht die Aufgabe zugrunde, glasierte Platten aus Schaumglas mit hoher Stoßfestigkeit herzustellen; demgemäß finden sich beim Verfahren dieses Standes der Technik keine auf die Lösung eines derartigen Problems gerichteten Maßnahmen. In US-PS 22 02 714 a method for the subsequent coating of foam glass is described. In this process, the foam glass is first coated with a flux and then with a layer made of finely crushed glass and then fired at a temperature high enough to keep the to fuse crushed glass without affecting the cell structure of the plate. The teaching of the US-PS 22 02 714 is not based on the task of glazed sheets of foam glass with high Establish shock resistance; accordingly, in the process of this prior art there are none on the Measures aimed at solving such a problem.

In der britischen Patentschrift 10 55 908 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglaskügelchen mit einer dünnen Überzugsschicht aus Glasmaterial beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Mischung aus vorgeformten Glaspellets und einem zellenbilden den Mittel hergestellt, diese Mischung mit einem Benetzungsmittel, bestehend aus einem Flußmittel und einem Bindemittel, benetzt und diese Mischung dann in einzelne Pellets geformt, getrocknet, anschließend überzogen und so erhitzt, daß sich in den Pellets Zellen bilden und die Pellets mit einem Überzug versehen werden. Dieses Verfahren führt zu einem Erzeugnis, das vom erfindungsgemäß erhältlichen Erzeugnis völlig verschieden ist und insbesondere keinerlei vorteilhafte Stoßfestigkeitseigenschaften aufweist, zumal die nach der Lehre der britischen Patentschrift 10 55 908 erhältlichen Pellets ganz anderen Zwecken als die erfindungsgemäß erhältlichen Platten dienen.In British patent specification 10 55 908 there is a method of making foam glass beads described with a thin coating of glass material. This process uses a mixture made of preformed glass pellets and a cell-forming agent, this mixture with a Wetting agent, consisting of a flux and a binder, wetted and this mixture then in individual pellets formed, dried, then coated and heated in such a way that cells are formed in the pellets form and the pellets are provided with a coating. This process results in an article that is completely different from the product obtainable according to the invention and in particular is not advantageous at all Has impact resistance properties, especially those according to the teaching of British patent specification 10 55 908 available pellets serve completely different purposes than the plates obtainable according to the invention.

In der französischen Patentschrift 13 56 180 ist die Herstellung von Glasgegenständen mit gekrümmten Oberflächen beschrieben. Bei derartigen Glasgegenständen, beispielsweise Glühlampen, treten bisweilen aufgrund von Kratzern Ermüdungserscheinungen auf, die nach dem Verfahren der französischen Patentschrift 13 56 180 vermieden werden sollen. Die Lehre dieses Standes der Technik betrifft jedoch keinerlei Gegenstände aus Schaumglas. Sie betrifft insbesondere keine ebenen Platten aus glasiertem Schaumglas, bei denen dieses Problem nicht auftritt.In the French patent 13 56 180 is the manufacture of glass objects with curved Surfaces described. Such glass objects, for example incandescent lamps, sometimes occur signs of fatigue due to scratches, carried out according to the method of the French patent specification 13 56 180 should be avoided. However, the teaching of this prior art is not related to any subject matter made of foam glass. In particular, it does not concern flat sheets of glazed foam glass, in which this problem does not occur.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Platten hoher Stoßfestigkeit aus Schaumglas mit einem Überzug aus einer Glasur zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs gelöst.The object of the invention is to provide a method for producing panels of high impact resistance To create foam glass with a coating of a glaze. This task is accomplished through the teaching of Claim resolved.

Schaumglas mit einer Dichte von 0,2 hat einen Elastizitätskoeffizienten von etwa 20 000 kg/cm² und eine Druckfestigkeit von 10 kg/cm². Glasiertes Schaumglas dieser Struktur bricht sofort, sobald es geringen Stoßen unterworfen wird, wie durch das Fallen einer Kugel von 500 g, beispielsweise aus einer Höhe von nur einem Zentimeter. Hierbei springt bereits die Glasur in einem Kreis mit Durchmesser von 10 mm ebenso wie ein Teil des zellenförmigen Glases. In diesem Fall war die Elastizität des zellenförmigen Glases niedrig genug, jedoch die Druckfestigkeit so klein, daß, sobald die feinen Wände der Zellen etwas eingedrückt wurden, die Glasur sogleich sprang.Foam glass with a density of 0.2 has a coefficient of elasticity of about 20,000 kg / cm ² and a compressive strength of 10 kg / cm ² . Glazed foam glass of this structure breaks immediately as soon as it is subjected to minor impacts, such as if a ball weighing 500 g is dropped, for example from a height of only one centimeter. The glaze already cracks in a circle with a diameter of 10 mm, as does part of the cell-shaped glass. In this case the elasticity of the cellular glass was low enough, but the compressive strength was so small that as soon as the fine walls of the cells were pressed in a little, the glaze immediately cracked.

Massiges Glas mit einer Dicke von etwa 5 mm bricht beim Fallen einer Kugel von 500 g aus einer Höhe vonBulky glass with a thickness of about 5 mm breaks when a ball of 500 g falls from a height of

4 cm, insbesondere wenn es sich auf einer harten Oberfläche befindet. In diesem Fall ist das Gias zerbrochen, weil der Elastizitätskoeffizient zu hoch war.4 cm, especially if it is on a hard surface. In this case it is Gias broken because the coefficient of elasticity was too high.

Es wurde erkannt, daß bei einem zellenförmigen Glas, also Schaumglas, mit einem spezifischen Gewicht von 1,0 g/cm³ und einer Glasurdicke von 0,6 mm, das Fallen einer solchen metallischen Kugel aus einer Höhe vonIt was found that with a cellular glass, ie foam glass, with a specific weight of 1.0 g / cm ³ and a glaze thickness of 0.6 mm, the fall of such a metallic ball from a height of

5 cm nur einen sehr kleinen kreisrunden Sprung von 2 bis 3 mm verursachte. Das heißt, daß dieses Material den Stoß sehr viel besser aushielt, als massives Glas und ebenfalls sehr viel besser als zellenförmiges Glas der vorgenannten niedrigen Dichte von 0,2 g/cm³.5 cm only caused a very small circular crack of 2 to 3 mm. This means that this material withstood the impact much better than solid glass and also much better than cellular glass of the aforementioned low density of 0.2 g / cm ³ .

Hieraus ergibt sich, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Platten aus Schaumglas mit einem Überzug aus einer Glasur eine außerordentlich hohe Stoßfestigkeit aufweisen, weil die Dichte des Schaumglases niedriger ist als die Dichte der Glasurschicht. It follows from this that the plates made of foam glass which can be obtained by the process according to the invention with a coating of a glaze have an extremely high impact resistance, because the density of the Foam glass is lower than the density of the glaze layer.

Es wurde festgestellt, daß man beim erfindungsgemäßen Verfahren Platten erhält, bei denen die Dichte desIt has been found that the method according to the invention gives plates in which the density of the

zellenförmigen Glases an der Glasurschicht annähernd deren Dichte entspricht und mit steigendem Abstand von der Glasurschicht abnimmt. Diese Dekrementkurve ist mit einer Kurve einer Hyperbel zu vergleichen, indem eine der Asymptote die Tangente mit der Glasur ist (Dichte bis zur Dichte des massiven Glases) und die andere Asymtote die Senkrechte ist (theoretische Dichte 0 und ideale praktische Dichte ungefähr 0,4).cell-shaped glass on the glaze layer approximately corresponds to its density and with increasing distance decreases from the glaze layer. This decrement curve can be compared with a curve of a hyperbola, in that one of the asymptotes is the tangent with the glaze (density up to the density of the solid glass) and the other asymtotes is the perpendicular (theoretical density 0 and ideal practical density about 0.4).

Andere Versuche haben gezeigt, daß die Stoßfestigkeit auch sehr davon abhängt, wie das glasierte |₀ Schaumglas abgekühlt wird. Die Stoßfestigkeit kann infolgedessen beträchtlich verbessert werden, wenn die Abkühlung so vorgenommen wird, daß an dem Stück ständige, vorzugsweise im geometrischen Querschnitt des Stückes unsymmetrische oder im elastischen Querschnitt mehr oder weniger symmetrische Spannungen verbleiben.Other tests have shown that the impact resistance also depends very much on how the glazed | ₀ foam glass is cooled. The impact resistance can consequently be considerably improved if the cooling is carried out in such a way that constant stresses remain on the piece, preferably asymmetrical in the geometric cross-section of the piece or more or less symmetrical in the elastic cross-section.

example

In einer Kugelmühle wird ein Glas fein gemahlen, und zwar bis zu einer Korngröße, bei der 80 % der Teilchen kleiner als 0,06 mm sind. Diese Masse wird in ein Mischgerät, unter Zufügung von 0,5Gew.-% Kreide, 5 Gew.-% Bentonit und 6 Gew.-% Wasser geschüttet. Nach gründlichem Kneten erhält man eine feuchte Masse, die in einer vorzugsweise hydraulischen Presse unter einem Druck von 150 Tonnen so verformt wird, daß die Masse in Platten von etwa 40 χ 40 cm anfällt. Diese Platten kommen nachher in einen Trocknungstunnel, in dem die Platten während etwa drei Minuten getrocknet und danach etwa mittels eines Gebläsestrahles gereinigt werden. Anschließend wird mittels eines Zerstäubers auf die eine Seite eine dünne Schicht einer Mischung aus Wasser und Eientonit aufgebracht, um zu verhindern, daß die Platten beim nachfolgenden Trocknen am Ofenboden kleben bleiben. Die andere Seite, d. h. die Oberseite, erhält mittels eines besonderen Glasierapparats eine feine Glasurschicht; die Glasur besteht aus demselben eigenen Glas in Mischung mit Farbstoffen und wird trocken oder feucht aufgebracht. Danach kommen die einzelnen Platten in einen Ringofen, in dem die Ptatten je nach ihrer Dicke während einer Zeit von 3 bis 6 Minuten gesintert, geschmolzen und gebläht v/erden, wobei diese Aufblähung durch aus der Kreide sich bildendes Kohlendioxyd zustande kommt. Mit dieser Aufblähung erreichen die Platten eine Ausdehnung von etwa 44 χ 44 cm. Damit die Platten leichter aus dem Ofen zu nehmen sind, empfiehlt es sich, die Platten zuvor während der letzten zehn Sekunden abzukühlen. Die so gefertigten Platten werden aus dem Ofen ausgestoßen und kommen zur Kalibrierung unter eine angeheizte Presse. Während des Kalibrieningsvorganges kann die einzelne Platte mit irgendeinem Stanzgerät auf Maß geschnitten werden. Die Temperatur dieser vorgenannten Presse beträgt etwa 550"C und ist oben etwas höher als unten. Da die Temperatur der Presse niedriger als die Schmelztemperatur des Glases ist, wird somit eine dauerhafte Verbindung der Glasur mit der Glaskeramik geschaffen. Danach kommen die Platten in einen Abkühlungs-Tunnelofen und werden nach den gewünschten Maßen mit einer Karborund- oder Diamantsäge endgültig geschnitten. A glass is finely ground in a ball mill, and up to a grain size at which 80% of the particles are smaller than 0.06 mm. This mass is turned into a Mixing device with the addition of 0.5% by weight of chalk, 5% by weight of bentonite and 6% by weight of water. After thorough kneading, a moist mass is obtained, which is preferably used in a hydraulic press is deformed under a pressure of 150 tons so that the mass is obtained in plates of about 40 χ 40 cm. These plates are then placed in a drying tunnel, in which the plates are left for about three minutes dried and then cleaned by means of a blower jet, for example. Then a A thin layer of a mixture of water and egg tone is applied to one side of the atomizer in order to prevent the panels from sticking to the bottom of the oven during subsequent drying. The other Side, d. H. the top is given a fine layer of glaze by means of a special glazing device; the glaze consists of the same own glass mixed with dyes and is applied dry or wet. Then the individual plates come into a ring oven, in which the plates depending on their thickness sintered, melted and puffed for a period of 3 to 6 minutes, with this puffiness due to carbon dioxide formed from the chalk. With this bloating the Panels have an extension of approximately 44 χ 44 cm. So that the plates are easier to take out of the oven, it is advisable to cool the plates down for the last ten seconds beforehand. The panels made in this way are ejected from the furnace and come under a heated press for calibration. During the During the calibration process, the individual plate can be cut to size with any punching device. The temperature of this aforementioned press is about 550 "C and is slightly higher at the top than at the bottom. Since the The press temperature is lower than the melting temperature of the glass, thus becoming a permanent one Connection of the glaze with the glass ceramic created. The plates are then placed in a cooling tunnel oven and are finally cut to the desired dimensions with a carborundum or diamond saw.

Die so erhaltenen Formstücke weisen eine sehr hohe Stoßfestigkeit, auf und halten dem Fall einer Eisenkugel von 500 g aus einer Höhe von 10 bis 13 cm stand. Ihr spezifisches Gewicht ist geringer als das irgendeines anderen glasierten keramischen Materials. Praktisch saugen sie kein Wasser auf. So kann das glasierte Material leicht transportiert und gehandhabt werden. Der mechanische Widerstand ist ebenfalls sehr hoch. Die Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäß erhältlichen Platten sind wegen der Frostwiderstandsfähigkeit und der Unempfindlichkeit gegen kapil! .re Feuchtigkeit, sowie ihrer fortschrittlichen Hygroskopizitätseigenschaften sehr vielseitig. Im Vergleich zu den gewöhnlichen keramischen Kacheln oder Fliesen hat dieses neue Verfahren viele Vorteile.The molded pieces obtained in this way have a very high impact resistance and can withstand the fall of an iron ball of 500 g from a height of 10 to 13 cm. Their specific gravity is less than any other glazed ceramic material. They practically do not soak up water. So can the glazed Material can be easily transported and handled. The mechanical resistance is also very high. The possible uses of the panels obtainable according to the invention are because of their frost resistance and the insensitivity to kapil! .re moisture, as well as their advanced hygroscopicity properties very diverse. Has compared to the ordinary ceramic tile or tile this new process has many advantages.

Das Glasieren kann durch Überlagerung des Schaumglases ohne Glaserzeuger vorgenommen werden, es kann aber auch unter teilweiser Ausschließung der Glaserzeugerwirkung durchgeführt werden. Zweckmäßig ist es, das glasierte Schaumglas schnell abzukühlen, um in seiner Masse ständig verbleibende Spannungen zu erzeugen, wobei diese Spannung exzentrisch sein kann. Die Wirkung des Gaserzeugers wird so gelenkt, daß die Dichte des Schaumglases wenigstens in einer mit der Glasur in Berührung stehenden Schicht maximal ist.The glazing can be done by superimposing the foam glass without a glazier on it but can also be carried out with partial exclusion of the effect of the glass producer. Appropriate it is to cool the glazed foam glass quickly in order to create permanent tensions in its mass generate, whereby this tension can be eccentric. The action of the gas generator is directed so that the Density of the foam glass is at least maximum in a layer in contact with the glaze.

Claims

Claim:

Process for the production of plates of high impact resistance from foam glass with a glaze coating, the foam glass ^{layer having a density of 0.4 g / cm 3} or more and this density increasing towards the glaze layer, characterized in that one made of highly dispersed glass, chalk and bentonite Therefore mixed with water mass by compression shaping, drying, with a glaze, optionally in admixture with dyes, coated, and then sinters, melts and, after swelling, the moldings in a press, whose temperature is below the ₅ melting temperature of the glass, and preferably at about 550 ⁰ C, with the temperature of the press being kept higher at the top than at the bottom, calibrated, cooled and assembled.