DE19632409A1

DE19632409A1 - Keyboard instrument key, e.g. for piano

Info

Publication number: DE19632409A1
Application number: DE1996132409
Authority: DE
Inventors: Hamlyn Graham Terry; Hans Dr Hoffmeister; Claas Junghans
Original assignee: HIPER CERAMICS GmbH
Current assignee: HIPER CERAMICS GMBH, 16727 EICHSTAEDT, DE
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-05

Abstract

A key, for a keyboard instrument, has a surface of ceramic, glass-ceramic or glass. Preferably the ceramic is a 0.1-3 mm thick overlay of alumina, zirconia, zirconia-reinforced alumina, alumina-reinforced zirconia, aluminium titanate, mullite or zirconium silicate ceramic.

Description

Problem

Der Belag der weißen Tasten von Tasteninstrumenten wie Klavieren, Konzertflügeln und Orgeln besteht seit Jahrhunderten traditionell aus Elfenbein. Da Quelle dieses Materials Elefanten sind, die zumeist einzig zum Zwecke der Elfenbeingewinnung getötet werden, ist die Verwendung von und der Handel mit Elfenbein in den letzten Jahren drastisch eingeschränkt worden. Im Moment ist nur Elfenbein aus vor dem Handelsverbot schon vorhandenen Vorräten legal handelsfähig. Da sich die durch Wilderei dezimierten Bestände an Elefanten nicht schnell regenerieren, und in den Teilen der Welt, die den Elefanten als Heimat dienen, der Konflikt zwischen landwirtschaftlicher Nutzung und Lebensraum für Wildtiere eher noch zunehmen wird, ist damit zu rechnen, daß in absehbarer Zeit nicht genug Elfenbein für alle seine traditionellen Anwendungen zur Verfügung stehen wird.The covering of the white keys of keyboard instruments such as pianos, Concert grand pianos and organs have traditionally been made of ivory for centuries. There Source of this material are elephants, mostly for the sole purpose of Ivory extraction is the use of and trade in Ivory has been drastically curtailed in recent years. At the moment it is only Ivory legally from stocks already existing before the trade ban negotiable. Since the population of elephants decimated by poaching is not regenerate quickly, and in parts of the world that use the elephant as a home serve the conflict between agricultural use and habitat for Wildlife is more likely to increase, it is expected that in the foreseeable future not enough ivory is available for all of its traditional uses will stand.

Als Belag für Instrumententasten ist Elfenbein schwer ersetzbar. Zahlreiche Patente, die sich auf Ersatzerfindungen aus organischen Polymeren beziehen, zitieren diese Schwierigkeiten.Ivory is difficult to replace as a topping for instrument keys. Numerous Patents relating to substitute inventions made from organic polymers cite these difficulties.

Es ist fraglich, ob die Verwendung von Elfenbein als Spieloberfläche für die Tasten von Tasteninstrumenten das denkbare Optimum vom Standpunkt der spieltechnischen Anforderungen darstellt. Die in der Literatur für den Ersatz von Elfenbein genannten Kriterien wie Oberflächenbeschaffenheit, Wärmeleitfähigkeit und Feuchtigkeitsabsorption werden vom traditionellen Material in einer Weise erfüllt, die vom Standpunkt des Pianisten das durch organische Polymere Erreichbare übertrifft; allerdings sind Materialien theoretisch denkbar, die eine dem Klavierspiel noch gemäßere Oberfläche bieten als Elfenbein.It is questionable whether the use of ivory as a game surface for the keys of keyboard instruments the conceivable optimum from the standpoint of represents technical requirements. The in the literature for the replacement of Ivory criteria such as surface quality, thermal conductivity and moisture absorption are made of traditional material in a way which, from the pianist's point of view, is met by organic polymers Achievable surpasses; however, materials are theoretically conceivable that one Piano playing offers an even more moderate surface than ivory.

Bekannt sind Oberflächen aus organischen Polymeren (US 4346639). Zum Teil werden Füllstoffe in die Polymerisationslösung eingebracht, die nach Polymerisierung ausgelaugt werden, um eine dem Elfenbein ähnliche Porosität zu erhalten (EP 457619 A, Steinway Musical). Die einzige uns bekannte Erwähnung von keramischen Materialien im Zusammenhang mit Pianotasten betrifft die Inkorporation von keramischen Härchen (MgSO₄, CuSO₄, K₂TiO₃) in organischen Polymeren, um die Feuchtigkeitsabsorption und Oberflächenbeschaffenheit des Materials zu modifizieren (EP 371 939 A, Yamaha Corp).Surfaces made of organic polymers are known (US 4346639). Partly fillers are introduced into the polymerization solution, which after Polymerization can be leached to give a porosity similar to ivory received (EP 457619 A, Steinway Musical). The only mention we know of ceramic materials related to piano keys affects the Incorporation of ceramic hairs (MgSO₄, CuSO₄, K₂TiO₃) in organic polymers to moisture absorption and Modify surface quality of the material (EP 371 939 A, Yamaha Corp).

Technical solution according to the invention

Erfindungsgemäß wird die Klaviertaste mit einer Platte aus Keramik, zum Beispiel Aluminiumoxidkeramik, als Spieloberfläche belegt. Die Platte hat eine Stärke vergleichbar der der herkömmlichen Elfenbeinplatte, in der Größenordnung von 0,1 mm-3 mm.According to the invention, the piano key with a plate made of ceramic, for example Alumina ceramics, covered as a game surface. The plate has a thickness comparable to the conventional ivory plate, in the order of 0.1 mm-3 mm.

Die Porengröße des Keramikbelages ist durch Wahl und Vorbehandlung der keramischen Rohstoffe sowie des Brennregimes im Bereich zwischen 50 µm und 5 nm einstellbar.The pore size of the ceramic covering is the choice and pretreatment ceramic raw materials and the firing regime in the range between 50 µm and 5 nm adjustable.

Die Wärmeleitfähigkeit des Keramikbelages ist durch Wahl und Vorbehandlung der keramischen Rohstoffe sowie des Brennregimes im Bereich zwischen 1-200 W(mK)^-1 einstellbar.The thermal conductivity of the ceramic covering can be adjusted by choosing and pretreating the ceramic raw materials and the firing regime in the range between 1-200 W (mK) ^-1 .

Die Farbe des Keramikbelages ist durch Dotierung und Vorbehandlung der keramischen Rohstoffe beliebig wählbar.The color of the ceramic covering is doped and pre-treated ceramic raw materials freely selectable.

Die keramischen Beläge werden durch die üblichen feinkeramischen Formgebungsverfahren wie uniaxiales Pressen, isostatisches Pressen, Grün- und Weißbearbeitung, Foliengießen, CVD/PVD (chemical/physical vapour deposition) hergestellt und, abhängig vom Material bei 1000 bis 2000 Grad Celsius, vorzugsweise bei 1400 bis 1800 Grad Celsius, für 0,1 h bis 100 h, vorzugsweise 1 h bis 2 h, gebrannt. Das gebrannte Rohteil wird durch Schleifen, Läppen oder Polieren oberflächlich bearbeitet.The ceramic coverings are made by the usual fine ceramic Shaping processes such as uniaxial pressing, isostatic pressing, green and White processing, film casting, CVD / PVD (chemical / physical vapor deposition) manufactured and, depending on the material at 1000 to 2000 degrees Celsius, preferably at 1400 to 1800 degrees Celsius, for 0.1 h to 100 h, preferably 1 h to 2 h, burned. The fired blank is made by grinding, lapping or Surface polished.

Die Keramikplatte wird durch Kleben mit der Taste verbunden.The ceramic plate is glued to the button.

Durch die höhere Dichte des Keramikbelages müssen gegebenenfalls die Ausgleichsgewichte im hinteren Teil der Tastenmechanik verändert werden.Due to the higher density of the ceramic covering, the Balance weights in the rear part of the key mechanism can be changed.

example 1 Shaping

Für die Herstellung einer Keramikplatte, die als Klaviertastenbelag geeignet ist, werden 2000g α-Aluminiumoxid (mittlere Korngröße 1-2 µm, Reinheit 99,8%) in 1000 ml destilliertem Wasser aufgerührt und in eine 5l-Porzellankugelmühle überführt. Es werden 4000 g Mahlkugeln aus Aluminiumoxid und 20 ml Verflüssigungsmittel (z. B. Dolapix CE 65 der Firma Zschimmer und Schwarz) dazugegeben (Durchmesser der Mahlkugeln 30 mm) und die verschlossene Mühle auf einem Rollengestell 10 h mit einer Umdrehungszahl von 150 Umdrehungen pro Minute gerollt.For the production of a ceramic plate that is suitable as a piano key covering, 2000g of α-aluminum oxide (average grain size 1-2 µm, purity 99.8%) stirred in 1000 ml of distilled water and in a 5 l porcelain ball mill transferred. There are 4000 g of grinding balls made of aluminum oxide and 20 ml Liquefying agents (e.g. Dolapix CE 65 from Zschimmer and Schwarz) added (diameter of the grinding balls 30 mm) and the closed mill on a roller frame 10 h with a speed of 150 revolutions per Minute rolled.

Die resultierende Suspension wird in einen mit einem Rührer ausgestatteten Vorlagebehälter (3000 ml, Polyethylen) überführt. Mittels eines 500 ml Gießers wird ein Teil der Suspension aus dem Vorlagebehälter entnommen und in eine Gipsform gegossen, die die Kontur der späteren Klaviertaste aufweist. Die Gipsform hat einen Deckel mit zwei Eingießöffnungen durch die die Suspension in das Innere gelangt. Die gefüllte Form wird 60 min stehen gelassen und anschließend der Deckel abgehoben. In der Aussparung des unteren Teiles der Gipsform befindet sich der Rohling der Klaviertaste mit den beiden Eingießstümpfen.The resulting suspension is placed in an equipped with a stirrer Storage container (3000 ml, polyethylene) transferred. Using a 500 ml pourer part of the suspension is removed from the storage container and into a Cast plaster mold, which has the contour of the later piano key. The Gypsum mold has a lid with two pouring openings through which the suspension is in the inside arrives. The filled mold is left to stand for 60 minutes and then lifted off the lid. In the recess of the lower part of the The blank of the piano key with the two is in plaster form Pouring dies.

Drying and firing

Der Rohling wird bei 50°C für 24 h im Umlufttrockenschrank getrocknet und dann sehr vorsichtig auf einer keramischen Brennunterlage (170 × 170 × 12 mm) aus Aluminiumoxid abgelegt. Um den Rohling herum werden Abstandhalter aus Aluminiumoxid gelegt, auf denen eine weitere Brennunterlage aufgesetzt wird. Der so vor der direkten Strahlungshitze geschützte Rohling wird in diesem Aufbau in einen elektrisch beheizten Kammerofen mit Programmregelung und Innenraumabmessungen von 200 × 200 × 350 mm überführt. Der nun durchgeführte, programmgesteuerte erste Brand wird mit einer Aufheizrate von 30 K/h auf eine Temperatur von 1000°C gebracht, dort eine Stunde gehalten und dann mit einer Abkühlrate von 50 K/h wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. The blank is dried at 50 ° C for 24 h in a forced-air drying cabinet and then very carefully on a ceramic firing mat (170 × 170 × 12 mm) Alumina filed. Spacers are made around the blank Alumina placed on which another firing pad is placed. Of the blank protected from direct radiation heat is used in this construction an electrically heated chamber furnace with program control and Interior dimensions of 200 × 200 × 350 mm transferred. The now carried out, program-controlled first fire with a heating rate of 30 K / h brought to a temperature of 1000 ° C, held there for an hour and then cooled back to room temperature at a cooling rate of 50 K / h.

Der durch diesen Brand vorverfestigte Rohling (Weißling) wird auf einer Schleifmaschine mit Korund-Schleifscheibe von den Gießansätzen befreit und erneut auf einer Brennunterlage der vorstehend beschriebenen Form plaziert. Der Weißling wird nun bei einer Temperatur von 1750°C im ebenfalls schon beschriebenen Hochtemperaturkammerofen für eine Stunde gebrannt. Die Aufheizrate beträgt in diesem Fall 50 K/h, die Abheizrate beträgt 80 K/h.The blank (white body) pre-consolidated by this fire is on a Grinding machine with corundum grinding wheel freed from the casting approaches and placed again on a firing surface of the form described above. Of the Weißling is now already at a temperature of 1750 ° C High-temperature chamber furnace described burned for one hour. The In this case the heating rate is 50 K / h, the heating rate is 80 K / h.

post processing

Nach dem Dichtbrand des Weißlings wird dieser zu einem sehr festen Rohling, der in einen Maschinenschraubstock gespannt wird und mittels diesem durch magnetische Anziehung auf einem Magnettisch einer Präzisions flachschleifmaschine fixiert wird. Nacheinander werden alle Flächen des Rohlings mit Hilfe einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe (Durchmesser 250 mm, Breite 15 mm, Diamantkörnung: D91, Spindeldrehzahl 2850 U/min) bearbeitet, bis die gewünschten Maße erreicht sind.After sealing the white body, it becomes a very solid blank, the is clamped in a machine vice and by means of this magnetic attraction on a magnetic table of a precision surface grinding machine is fixed. One after the other, all surfaces of the blank with the help of a resin-bonded diamond grinding wheel (diameter 250 mm, width 15 mm, diamond grit: D91, spindle speed 2850 rpm) processed until the desired dimensions are reached.

Der geschliffene Rohling wird nun mit Diamantpaste (Körnung 3 µm) und einem Poliertuch aus Zellulose solange manuell bearbeitet, bis der gewünschte Glanz der zu bespielenden Oberfläche erreicht ist.The ground blank is now made with diamond paste (grain size 3 µm) and a Polishing cloth made of cellulose processed manually until the desired gloss of the surface to be recorded.

Die Dichte des Plattenmaterials beträgt 3,89 g/cm³, die durchschnittliche Porengröße beträgt 0,05 µm und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 80 W/mK. Die Farbe der Platte ist elfenbeinweiß.The density of the plate material is 3.89 g / cm³, the average Pore size is 0.05 µm and the thermal conductivity is 80 W / mK. The The color of the plate is ivory white.

Die keramische Platte wird anschließend auf der hölzernen Klaviertaste verklebt.The ceramic plate is then glued to the wooden piano key.

Example 2 Shaping

Für die Herstellung einer Keramikplatte, die als Klaviertastenbelag geeignet ist, werden 4000g Y-teilstabilisiertes Zirkonoxid (mittlere Korngröße 0,3-0,5 µm, Zusammensetzung: 5,3 Gew.-% Y₂O₃, 94,6 Gew.-% ZrO₂) in 2500 ml destilliertem Wasser aufgerührt und in eine 5l-Porzellankugelmühle überführt. Es werden 4000 g Mahlkugeln aus Zirkonoxid und 30 ml Verflüssigungsmittel (z. B. Dolapix CE 65 der Firma Zschimmer und Schwarz) dazugegeben (Durchmesser der Mahlkugeln 30 mm) und die verschlossene Mühle auf einem Rollengestell 40 h mit einer Umdrehungszahl von 150 Umdrehungen pro Minute gerollt.For the production of a ceramic plate that is suitable as a piano key covering, 4000g of Y-partially stabilized zirconium oxide (average grain size 0.3-0.5 µm, Composition: 5.3 wt .-% Y₂O₃, 94.6 wt .-% ZrO₂) in 2500 ml distilled water and transferred to a 5l porcelain ball mill. It 4000 g of zirconium oxide grinding balls and 30 ml of liquefier (e.g. Dolapix CE 65 from Zschimmer and Schwarz) added (diameter of the Grinding balls 30 mm) and the closed mill on a roller frame with 40 h rolled at a speed of 150 revolutions per minute.

Die resultierende Suspension wird in einen mit einem Rührer ausgestatteten Vorlagebehälter (5000 ml, Polyethylen) überführt. Mittels eines 500 ml Gießers wird ein Teil der Suspension aus dem Vorlagebehälter entnommen und in eine Gipsform gegossen, die die Kontur der späteren Klaviertaste aufweist. Die Gipsform hat einen Deckel mit zwei Eingießöffnungen, durch die die Suspension in das Innere gelangt. Die gefüllte Form wird 120 min stehen gelassen und anschließend der Deckel abgehoben. In der Aussparung des unteren Teiles der Gipsform befindet sich der Rohling der Klaviertaste mit den beiden Eingießstümpfen.The resulting suspension is placed in an equipped with a stirrer Storage container (5000 ml, polyethylene) transferred. Using a 500 ml pourer part of the suspension is removed from the storage container and into a Cast plaster mold, which has the contour of the later piano key. The Gypsum mold has a lid with two pouring holes through which the suspension in the inside arrives. The filled mold is left to stand for 120 minutes and then lifted off the lid. In the recess of the lower part of the The blank of the piano key with the two is in plaster form Pouring dies.

Drying and firing

Der Rohling wird bei 30°C für 24 h im Umlufttrockenschrank getrocknet und dann sehr vorsichtig auf einer keramischen Brennunterlage (170 × 170 × 12 mm) aus Aluminiumoxid, die mit gebranntem Zirkonoxid-Pulver bestreut ist, abgelegt. Um den Rohling herum werden Abstandhalter aus Aluminiumoxid gelegt, auf denen eine weitere Brennunterlage aufgesetzt wird. Der so vor der direkten Strahlungshitze geschützte Rohling wird in diesem Aufbau in einen elektrisch beheizten Kammerofen mit Programmregelung und Innenraumabmessungen von 200 × 200 × 350 mm überführt. Der nun durchgeführte, programmgesteuerte erste Brand wird mit einer Aufheizrate von 30 K/h auf eine Temperatur von 1000°C gebracht, dort eine Stunde gehalten und dann mit einer Abkühlrate von 50 K/h wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.The blank is dried at 30 ° C for 24 h in a convection oven and then very carefully on a ceramic firing mat (170 × 170 × 12 mm) Aluminum oxide, which is sprinkled with fired zirconium oxide powder. Around Alumina spacers are placed around the blank on which another firing pad is put on. The one before the direct one Radiation heat protected blank is in this construction in an electrical heated chamber furnace with program control and interior dimensions of Transferred 200 × 200 × 350 mm. The first program-controlled program Fire starts with a heating rate of 30 K / h to a temperature of 1000 ° C brought, held there for an hour and then at a cooling rate of 50 K / h cooled down again to room temperature.

Der durch diesen Brand vorverfestigte Rohling (Weißling) wird auf einer Schleifmaschine mit Korund-Schleifscheibe von den Gießansätzen befreit und erneut auf einer Brennunterlage der vorstehend beschriebenen Form plaziert. Der Weißling wird nun bei einer Temperatur von 1500°C im ebenfalls schon beschriebenen Hochtemperaturkammerofen für 2 h gebrannt. Die Aufheizrate beträgt in diesem Fall 50 K/h, die Abheizrate beträgt 350 K/h.The blank (white body) pre-consolidated by this fire is on a Grinding machine with corundum grinding wheel freed from the casting approaches and placed again on a firing surface of the form described above. Of the Weißling is now already at a temperature of 1500 ° C High-temperature chamber furnace described burned for 2 h. The heating rate in this case is 50 K / h, the heating rate is 350 K / h.

post processing

Nach dem Dichtbrand des Weißlings wird dieser zu einem sehr festen Rohling, der in einen Maschinenschraubstock gespannt wird und mittels diesem durch magnetische Anziehung auf einem Magnettisch einer Präzisionsflach schleifmaschine fixiert wird. Nacheinander werden alle Flächen des Rohlings mit Hilfe einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe (Durchmesser 250 mm, Breite 15 mm, Diamantkörnung: D91, Spindeldrehzahl 2850 U/min) bearbeitet, bis die gewünschten Maße erreicht sind.After sealing the white body, it becomes a very solid blank, the is clamped in a machine vice and by means of this magnetic attraction on a magnetic table of a precision flat grinding machine is fixed. One after the other, all surfaces of the blank are also Using a resin-bonded diamond grinding wheel (diameter 250 mm, Width 15 mm, diamond grit: D91, spindle speed 2850 rpm) machined to the desired dimensions have been achieved.

Die Dichte des Plattenmaterials beträgt 5,90 g/cm³, die durchschnittliche Porengröße beträgt 0,02 µm und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 2 W/mK. Die Farbe der Platte ist elfenbeinweiß.The density of the plate material is 5.90 g / cm³, the average Pore size is 0.02 µm and the thermal conductivity is 2 W / mK. The The color of the plate is ivory white.

Example 3 Shaping

Für die Herstellung einer Keramikplatte, die als Klaviertastenbelag geeignet ist, werden 4000g Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid (mittlere Korngröße 0,5- 1,0 µm, Zusammensetzung: 80% α-Aluminiumoxid, 20% Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid mit 5,3 Gew.-% Y₂O₃, 94,6 Gew.-% ZrO₂) in 2200 ml destilliertem Wasser aufgerührt und in eine 5l-Porzellankugelmühle überführt. Es werden 4000 g Mahlkugeln aus Zirkonoxid und 30 ml Verflüssigungsmittel (z. B. Dolapix CE 65 der Firma Zschimmer und Schwarz) dazugegeben (Durchmesser der Mahlkugeln 30 mm) und die verschlossene Mühle auf einem Rollengestell 60 h mit einer Umdrehungszahl von 150 Umdrehungen pro Minute gerollt.For the production of a ceramic plate that is suitable as a piano key covering, 4000g zirconium oxide reinforced aluminum oxide (average grain size 0.5- 1.0 µm, composition: 80% α-aluminum oxide, 20% yttrium Partially stabilized zirconium oxide with 5.3 wt .-% Y₂O₃, 94.6 wt .-% ZrO₂) in 2200 ml distilled water and transferred to a 5l porcelain ball mill. It 4000 g of zirconium oxide grinding balls and 30 ml of liquefier (e.g. Dolapix CE 65 from Zschimmer and Schwarz) added (diameter of the Grinding balls 30 mm) and the closed mill on a roller frame with 60 h rolled at a speed of 150 revolutions per minute.

Die resultierende Suspension wird nun mit 40 g organischem Binder versetzt (z. B. Optapix AC 95 der Firma Zschimmer und Schwarz), weitere 5 h gerührt und in einer emailierten Schale bei 110°C über 30 h im Umlufttrockenschrank eingedampft. Der verbleibende Kuchen wird zu Bruchstücken von 50 × 50 mm Kantenlänge zerbrochen und in einer Scheibenmühle "Pulverisette 13" der Firma Fritsch, die mit zwei Zirkonoxid-Scheiben ausgestattet ist, vermahlen. Die mittlere Partikelgröße des resultierenden Pulvers beträgt 120 µm. The resulting suspension is now mixed with 40 g of organic binder (e.g. Optapix AC 95 from Zschimmer and Schwarz), stirred for a further 5 h and in an enamelled bowl at 110 ° C for 30 h in a forced air drying cabinet evaporated. The remaining cake becomes fragments of 50 × 50 mm Edge length broken and in a disk mill "Pulverisette 13" from the company Fritsch, which is equipped with two zirconium oxide discs, grind. The middle Particle size of the resulting powder is 120 µm.

Das Pulver wird nun in eine rechteckigen Gummiform (300 × 100 × 50 mm) gefüllt und mit einem passenden Gummideckel versehen. Diese Preßform wird nun in ein den Druckbehälter einer isostatischen Presse (z. B. der Fa. National Forge) überführt und mit einem isostatischen Druck von 150 MPa beaufschlagt. Der verfestigte Rohling (Grünling) wird auf einer CNC-Fräsmaschine (Fa. Wabeco, Typ CC200) auf die gewünschten Abmaße bearbeitet. Die Wahl der Abmaße muß die während des Brennprozesses eintretende Schwindung von 21% berücksichtigen.The powder is now filled into a rectangular rubber mold (300 × 100 × 50 mm) and provided with a matching rubber lid. This mold is now in one the pressure vessel of an isostatic press (e.g. from National Forge) transferred and subjected to an isostatic pressure of 150 MPa. Of the solidified blank (green body) is on a CNC milling machine (Fa. Wabeco, Type CC200) machined to the desired dimensions. The choice of dimensions must the shrinkage of 21% during the burning process consider.

Drying and firing

Der Grünling wird bei 30 °C für 24 h im Umlufttrockenschrank getrocknet und dann sehr vorsichtig auf einer keramischen Brennunterlage (170 × 170 × 12 mm) aus Aluminiumoxid, die mit gebranntem Zirkonoxid-Pulver bestreut ist, abgelegt. Um den Rohling herum werden Abstandhalter aus Aluminiumoxid gelegt, auf denen eine weitere Brennunterlage aufgesetzt wird. Der so vor der direkten Strahlungshitze geschützte Rohling wird in diesem Aufbau in einen elektrisch beheizten Kammerofen mit Programmregelung und Innenraumabmessungen von 200 × 200 × 350 mm überführt. Der nun durchgeführte, programmgesteuerte erste Brand wird mit einer Aufheizrate von 60 K/h auf eine Temperatur von 1600°C gebracht, dort eine Stunde gehalten und dann mit einer Abkühlrate von 350 K/h wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.The green body is dried at 30 ° C for 24 h in a forced-air drying cabinet and then very carefully on a ceramic firing surface (170 × 170 × 12 mm) made of aluminum oxide, which is sprinkled with fired zirconium oxide powder. Spacers made of aluminum oxide are placed around the blank which another firing pad is put on. The one before the direct one Radiation heat protected blank is in this construction in an electrical heated chamber furnace with program control and interior dimensions of Transferred 200 × 200 × 350 mm. The first program-controlled program Fire starts with a heating rate of 60 K / h to a temperature of 1600 ° C brought, held there for an hour and then at a cooling rate of 350 K / h cooled down again to room temperature.

post processing

Nach dem Dichtbrand des Grünlings wird dieser zu einem sehr festen Rohling, der in einen Maschinenschraubstock gespannt wird und mittels diesem durch magnetische Anziehung auf einem Magnettisch einer Präzisionsflach schleifmaschine fixiert wird. Nacheinander werden alle Flächen des Rohlings mit Hilfe einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe (Durchmesser 250 mm, Breite 15 mm, Diamantkörnung: D91, Spindeldrehzahl 2850 U/min) bearbeitet, bis die gewünschten Maße erreicht sind.After the green body seals, it becomes a very solid blank is clamped in a machine vice and by means of this magnetic attraction on a magnetic table of a precision flat grinding machine is fixed. One after the other, all surfaces of the blank are covered Using a resin-bonded diamond grinding wheel (diameter 250 mm, Width 15 mm, diamond grit: D91, spindle speed 2850 rpm) machined to the desired dimensions have been achieved.

Der geschliffene Rohling wird nun mit Diamantpaste (Körnung 3 µm) und einem Poliertuch aus Zellulose solange manuell bearbeitet, bis der gewünschte Glanz der zu bespielenden Oberfläche erreicht ist. The ground blank is now made with diamond paste (grain size 3 µm) and a Polishing cloth made of cellulose processed manually until the desired gloss of the surface to be recorded.

Die Dichte des Plattenmaterials beträgt 4,25 g/cm³, die durchschnittliche Porengröße beträgt 0,07 µm und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 65 W/mK. Die Farbe der Platte ist elfenbeinweiß.The density of the plate material is 4.25 g / cm³, the average Pore size is 0.07 µm and the thermal conductivity is 65 W / mK. The The color of the plate is ivory white.

Example 4 Shaping

Für die Herstellung einer Keramikplatte, die als Klaviertastenbelag geeignet ist, werden 2000g Kaolin und 2000 g α-Aluminiumoxid (mittlere Korngröße jeweils 1,0-2,0 µm) in 2200 ml destilliertem Wasser aufgerührt und in eine 5l- Porzellankugelmühle überführt. Es werden 4000 g Mahlkugeln aus Aluminiumoxid und 20 ml Verflüssigungsmittel (z. B. Dolapix CE 65 der Firma Zschimmer und Schwarz) dazugegeben (Durchmesser der Mahlkugeln 30 mm) und die verschlossene Mühle auf einem Rollengestell 20 h mit einer Umdrehungszahl von 150 Umdrehungen pro Minute gerollt.For the production of a ceramic plate that is suitable as a piano key covering, 2000 g of kaolin and 2000 g of α-aluminum oxide (average grain size each 1.0-2.0 µm) in 2200 ml of distilled water and poured into a 5 liter Porcelain ball mill transferred. There are 4000 g of grinding balls made of aluminum oxide and 20 ml of plasticizer (e.g. Dolapix CE 65 from Zschimmer and Black) added (diameter of the grinding balls 30 mm) and the closed mill on a roller frame 20 h with a speed of Rolled 150 revolutions per minute.

Die resultierende Suspension wird nun mit 40 g organischem Binder versetzt (z. B. Optapix AC 95 der Firma Zschimmer und Schwarz), weitere 5 h gerührt und in einer emailierten Schale bei 110°C über 30 h im Umlufttrockenschrank eingedampft. Der verbleibende Kuchen wird zu Bruchstücken von 50 × 50 mm Kantenlänge zerbrochen und in einer Scheibenmühle "Pulverisette 13" der Firma Fritsch, die mit zwei Aluminiumoxid-Scheiben ausgestattet ist, vermahlen. Die mittlere Partikelgröße des resultierenden Pulvers beträgt 150 µm.The resulting suspension is now mixed with 40 g of organic binder (e.g. Optapix AC 95 from Zschimmer and Schwarz), stirred for a further 5 h and in an enamelled bowl at 110 ° C for 30 h in a forced air drying cabinet evaporated. The remaining cake becomes fragments of 50 × 50 mm Edge length broken and in a disk mill "Pulverisette 13" from the company Fritsch, which is equipped with two aluminum oxide disks, grind. The average particle size of the resulting powder is 150 µm.

Das Pulver wird nun in eine rechteckige Form aus gehärtetem Stahl gefüllt und mit einem passenden Stempel ebenfalls aus gehärtetem Stahl versehen. Diese Pressform wird nun in einer Handspindelpresse einem uniaxialen Druck von 250 MPa unterworfen. Die Wahl der Abmaße der Pressform muß die während des Brennprozesses eintretende Schwindung von 15% berücksichtigen.The powder is now filled into a rectangular shape made of hardened steel and with a matching stamp also made of hardened steel. This mold is now subjected to a uniaxial pressure of 250 MPa in a hand screw press subject. The choice of the dimensions of the mold must be made during the Consider the shrinkage of 15% that occurs during the burning process.

Drying and firing

Der Grünling wird bei 60°C für 24 h im Umlufttrockenschrank getrocknet und dann sehr vorsichtig auf einer keramischen Brennunterlage (170 × 170 × 12 mm) aus Aluminiumoxid abgelegt. Um den Rohling herum werden Abstandhalter aus Aluminiumoxid gelegt, auf denen eine weitere Brennunterlage aufgesetzt wird. Der so vor der direkten Strahlungshitze geschützte Rohling wird in diesem Aufbau in einen elektrisch beheizten Kammerofen mit Programmregelung und Innenraumabmessungen von 200 × 200 × 350 mm überführt. Der nun durchgeführte, programmgesteuerte erste Brand wird mit einer Aufheizrate von 30 K/h auf eine Temperatur von 1650°C gebracht, dort eine Stunde gehalten und dann mit einer Abkühlrate von 250 K/h wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.The green body is dried at 60 ° C for 24 h in a forced air drying cabinet and then very carefully on a ceramic firing surface (170 × 170 × 12 mm) filed from aluminum oxide. Spacers are made around the blank Alumina placed on which another firing pad is placed. Of the blank protected from direct radiation heat is used in this construction an electrically heated chamber furnace with program control and Interior dimensions of 200 × 200 × 350 mm transferred. The now carried out, program-controlled first fire with a heating rate of 30 K / h brought to a temperature of 1650 ° C, held there for an hour and then cooled down to room temperature at a cooling rate of 250 K / h.

post processing

Die Dichte des Plattenmaterials beträgt 4,25 g/cm³, die durchschnittliche Porengröße beträgt 0,15 µm und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 35 W/mK. Die Farbe der Platte ist elfenbeinweiß.The density of the plate material is 4.25 g / cm³, the average Pore size is 0.15 µm and the thermal conductivity is 35 W / mK. The The color of the plate is ivory white.

literature

EP 457619 A Steinway Musical (US 5,265,515)
US 4346639
EP 371 939 A, Yamaha CorpEP 457619 A Steinway Musical (US 5,265,515)
US 4346639
EP 371 939 A, Yamaha Corp.

Claims

1. Key for keyboard instruments, characterized in that it is equipped with a surface made of ceramic, glass ceramic or glass.

2. Key according to claim 1, characterized in that the ceramic Aluminum oxide, zirconium oxide, zirconium oxide-reinforced aluminum oxide, aluminum oxide reinforced zirconium oxide, aluminum titanate, mullite or Is zirconium silicate.

3. Key according to claim 1 or 2, characterized in that the surface as 0.1 mm to 3 mm thick plate is applied to the button.