DE2021532C3 - Werkstoff zur Herstellung von saugfähigen Arbeitsformen für keramische Erzeugnisse - Google Patents

Description

2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Calciumaluminatzement in einer Menge von 20 bis 60 %>, vorzugsweise 35 bis 45 ·/., bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischung, in der Mischung enthalten ist.

3. Mischung nach einem der beiden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff eine Kornfemheit bis 160 μ aufweist.

· u, -hPr aneeeeben ist, werden als Zuschlagstoff..· picht »^{aher an}f f_o ^e _ff ^b;Τ eingesetzt. Derartige Stoffe mit in ^slcn P°^ . ■ uejspjelsweise Naturprodukte wie Eigenporositat sind ^^lsP'_{h tellte} poröse Silikate. Kieselgur oder™"* * _{Die den} Zuschlagstoff

wie Tro^c*^enP^e^V_{aIti e} Masse auf Basis Tonerdeenthal ende wasserna^ g^ _Kolloidmüh,_{e homogen}

schmelzzemem _{Mischung in} die gewünsch-

8*™^η1β"'^diejS ™ und während mehrerer Tage ten ™™ff^ _{h F} „_{s die} vorbekannten

^Z"^{r A}*?_r Stellung von porösen Formen dienen, J?^assen *"^Γ^_εηZustand an Stelle von Gipsformen ^{die im} .. _{r hr}.h_en Saupfähiekeit eingesetzt werden, wegen ihrerJ>°^h*ⁿ ^f_n ^ ^ _T«_nerdeschme,_z.

werden sie_zum y | _{der Anteü des Tonerdc}_

zement ^autS^et)aul; „ _{50/d und der} Kieselguranteil «^h _e ^meJ^!?^en* _{dcn die} restlichen 80% von Port-

Die Erfindung betrifft gießfähige Mischungen auf Basis von Zuschlagstoff enthaltendem Tonerdeschmelzzement für die Herstellung von saugfahigen Arbeitsformen für keramische Erzeugnisse, insbesondere zur Herstellung von sogenannten Rollerformen.

Bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse ist es bekannt, zur Verformung der Masse Arbeitsformen aus Gips zu verwenden. Die Funktionstüchtigkeit derartiger Arbeitsformen für Dreh-, Gieß- oder Preßvorgänge beruht auf dem offenen Porensystem des Formbauwerkstoffs. Es ist auch vorveröffenthcht, die Festigkeitseigenschaften der Gipsform dadurch zu steigern, daß Kunstharz, Kalk oder Zement dem Anmachwasser für den Gips zugesetzt werden. Ein bekannter Vorschlag sieht auch die Herstellung von Formen aus anorganischem Füllstoff bestimmter Korngröße vor, der mit Epoxidharzen oder Polyesterharzen gebunden ist (Ber.DKG45,1968 Heft7, S. 373 ff). Derartige Formen haben gegenüber den gebräuchlichen Gipsformen zwar gesteigerte Festigkeitseigenschaften und verbesserte Wärmebeständigl^;,Jfdet

™^en _fiXL _u' _t die Aufgabe zugrunde, einen °?[ *j[nna g ^_erstellung von Arbeitsformen Werkstofl tür a^ ^^ _{gesteigerte Fe}stigkeirseigenschaften der Arbeitsformen herbeiführt und in Kisch einfacher und wirtschaftlicher We.se zubereitet werden kann. .

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer giel· fähigen Mischung auf Basis von Zuschlagstoff ent-

saugten g Mischung ist gemäß der

· ^Uie J _oeke° _nzeichnet, daß die Zementcalciumaluminatzement der Zu- \ ^ _{A1 o 15 bis 25e/ü Ca}O

^^^ _{ff aus Wo}nä_stonit, Tremolit oder und der Zuschlagston

Ztnlc sind an sich bekannt mdemittel _zusammen mit Zu- und Mörtel verwendet.

und
sc

aluminatzements
sammensetzung

_ein Calciumaluminat der Zuein

75 _bj_s 85"/o A1₂O_:, 15 bis 25⁰ZoCaO

_Neben den genannten Hauptbestandteilen ^^a"· " _eerinee Mengen Verunreinigungen an ^nnen n«* ge ™^e« 8 ErdkalioxideT enthalten SiO₂, Eisenox J, AHu» un _wei_

sein die im al Ige^^ein^^{n unler} ' _{d c}^_i'_l

standsfähige Baustoffe, wie Zementmassen oder liegt (901/., . erfindungsgemäßen

poröse keramische Massen, zu verwenden, die nach Als bulistoi^^KomP"^nc"¹^. _Dulvri„_e Mineralien

dem Formen schwach gebrannt und während des gießfahigen Mischung werde η pulyn ge M.»eraUen

Preßvorgangs an der dem Formling zugekehrten 60 teeriger Art w«Jr«nd t (CaO ₃MgU 4 JU,

Tonerdeschmelzzement, dessen Zusammensetzung sowie des Zuschlagstoffes

dem im allgemeinen einen Wasseranteil von etwa 40 Teilen auf It)O Teile Mischung, um einen gut und im Gießverfahren verarbeitbaren Werkstoff zu erhalten. Geeignete Zusammensetzungen sind beispielsweise 40 Gewichtsteile Calciumaluminatzement, n!) Gewichtsteile Wollastonit, Tremolit oder Asbest, etwa 35 bis 40 Gewichtsteile Anmachwasser. Der Werkstoff bindet bei Zimmertemperatur ab und ist innerhalb 12 Stunden ausreichend fest, um eine Entlormung vornehmen zu können. Nach .einer Tracknung bei Raumtemperatur und eventueller Härtung bei 105° C wird die Festigkeit des Werkstoffes noch ganz erheblich gesteigert. Nach einer weiteren Auslührungsform der Erfindung kann durch Zugabe von etwa 1 bis 4% Glasfasern einer Länge bis etwa 3 mm -ine weitere Festigkeitssteigerung der Formen erreicht werden. Bei der Bindung überwiegen als hydraulisch abbindende Phasen Vlonocalciumaluminat (CaO · A1..O.,) und Pentacalciumtrialuminat (5 CaO ■ 3 Al₂O", oder 12 CaO · 7 A)₂O.,). ao

Mit der erhndungsgemäßen gießfähigen Mischung kann die Abformung von üblichen, im Modellbau der Porzellanindustrie und keramischen Industrie verwendeten Materialien vorgenommen werden, z. B. \on Modellen aus Kunststoffen jeglicher Art. Hierbei as ist insbesondere die Möglichkeit gegeben, auch von elastischen Modelleinrichtungen mit Hinterschneidungen Abformungen vorzunehmen.

Die Festigkeitseigenschaften des aus der erfindungsgemäßen gießfähigen Mischung hergestellten saugfähigen Formenbauwerkstoffes liegen bei etwa 98 kp/cm^ä Biegezugfestigkeit (ermittelt an Prüfkörpern mit den Abmessungen 40-40-160 mm) und etwa 190 kp/cm² Druckfestigkeit (ermittelt an Prüfkörpern mit den Abmessungen 60 · 60 · 60 mm). Die thermische Dauerbelastbarkeit liegt bei einer Temperatur von 60 bis 200 ' C und höher.

Die gemäß der Erfindung aus gießfähigen Mischungen aus Calciumaluminatzement sowie Wollastonit, Tremolit oder Asbest hergestellten saugförmigen Arbeitsformen für keramische Erzeugnisse weisen Vorteile auf. Saugfähige Arbeitsformen, insbesondere Dreh- oder Rollerformen, die aus der erfindungsgemäßen gießfähigen Mischung hergestellt wurden, haben gegenüber Arbeitsformen aus Gips eine höhere Verschleißfestigkeit sowie eine höhere Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit. Der Werkstoff ist ferner im hohen Maße temperaturbeständig, d. h., es findet während des Trockenprozesses der überformten bzw. eingeformten Porzellanmasscn oder Keramikmassen keine Dehydratisierung statt. Die Arbeitsformen aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff können ohne aufwendige technische Hilfsmittel und mit im Modellbau der Porzellan- und Keramikindustrie üblichem Material hergestellt werden.

Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Zur Herstellung von Arbeitsformen für Gießformen, ζ. B. Gießformen für Krüge, wurde von einer Masse folgender Zusammensetzung ausgegegangen:

29,6 Gewichtsteile Calciumaluminatzement,

44,4 Gewichtsteile Wollastonit,

26.0 Gewichtsteile Wasser.

Der Calciumaluminatzement hatte bei einer Feinheit von 90°.ο<45μ, 7% von 45 bis 74μ, l°o von 74 bis 149 u, folgende Zusammensetzung:

79» ο Α1..Ο.,.
18"» CaO'

0,1",,SiO...

0.-VOFcO.,.

0,5" 1. NaXi.

0,4 »·» MgO.

1.5"Ό Glühverlust.

Der eingesetzte Wollastonit besaß folgende Korngrößenverteilung:

75"o<4Ou.

4'».. 40 bis 63 u,
14"ό 63 bis 71 μ,

7" η 71 bis 160 μ.

Die gießfähige Masse wurde über einem Modell aus elastischem oder hartem Kunststoff verformt. Die Masse hat hydraulisch bei Raumtemperatur im Verlauf von etwa 10 bis 12 Stunden abgebunden. Hierauf wurde von der Kunststoff-Modelleinrichtung enlformt und die abgebundene Form aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff einer Härtung durch weitere Trocknung bei Raumtemperatur während mehrerer Tage sowie einer 24stündigen Trocknung bei 40 bis 50 C unterzogen. Hiernach besaß die Form eine Biegezugfestigkeit von etwa 93,0 kp/cm- (gemessen an Prüfkörpern von der Abmessung 40-40- 160 mm) und eine Druckfestigkeit von etwa 180 kp/cm=·' (gemessen an Prüfkörpern von der Abmessung 60 · 60 · 60 mm). Mit der in der beschriebenen Weise hergestellten Form und mit einer herkömmlichen Gipsarbeitsform zum Vergleich wurden Einschlickerungen mit Keramik bzw. Porzellanschlicker vorgenommen. Während die Oberflächen der GipsarbeitSiOrmen durch den alkalischen Schlikker mit einem H.,O-Gehalt von etwa 30 bis 40" 0 und einem pH-Wert von etwa 8,0 bis H) bereits nach etwa 30 bis 40 Einschlickerungen zerstört war, konnten mit den Formen aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff etwa 160 liinschlickerungen vorgenommen werden, ohne daß die Oberfläche der Formen Verschleißerscheinungen zeigte.

Beispiel 2

Zur Herstellung von Arbeitsformen für Drehformen, z. B. Drehformen für Flachgeschirre wie Teller, für Roller- bzw. Drehautomaten wurden in einer Porzellanfabrik Überformungen einer Kunststofform mit Massen folgender Zusammensetzung vorgenommen:

a) 29,6 Gewichtsteile Calciumaluminatzement
(Zusammensetzung und Feinheit wie im
Beispiel 1),

29,6 Gewichtsteile Wollastonit
(Feinheit wie im Beispiel 1),

14,8 Gewichtsteile Tremolit,

26,0 Gewichtsteile Wasser.

Der Füllstoff Tremolit (CaO · 3 MgO · 4 SiO₂) wurde in folgender Feinheit eingesetzt:

67% 28 bis49μ,

7Vo 22 bis 28μ,

15» ο 15 bis 22μ,

5»o 11 bis 15 u,

3°/o 7,7 bis 11 μ,

1% 6,3 bis 7,7μ,

2°,o 3,1 bis 6,3μ.

b) 2K.h Gewichtsteilc Calciumaluminatzement (Zusammensetzung und Feinheil wie im

Beispiel I).
14.2 (Jeviehtsteile Wollastonit

(!■"einheit wie in Beispiel 1). 2N.(S Gewielusteile Tremolh

(Feinheit wie in a).
2K.() Gewichtsteile Waster.

e) 2S.2 Gewichtsieile Calciumaluniinatzement (Zusammensetzung und Feinheit wie in Beispiel 1).
7.1 Gewichtsieile Wollasionit

(!-"einheit wie in Beispiel 1), 35.1 Gewichtsteile Tremoli t
(Feinheit wie in a).

1.4 Gewichtsteile Glasfaser (1 bis 3 mm lang).
2.S.2 Gewicht teile Wasser.

Die gießfähigen Massen nach a) bis c) wurden entsprechend der Arbeitsweise in Beispiel 1 über einem Modell aus elastischem oder hartem Kunststoff verformi. nach der hydraulischen Abbindung entformt und getrocknet. F.s wurden die gleichen Biegezugfestigkeitswerte und Druckfestigkeilswerle wie an

ίο den Prüfkörpern aus Massen des Beispiels 1 ermittelt. Durch Zusatz von Glasfasern gemäß der Masse 2.C) wird eine gute Verfilzung der Masse erzielt und der Gefahr von Rißbildungen vorgebeugt. Die mit dem erfindungsgemaßen Werkstoff hergestellten Drehlormen zeigten in der Praxis eine überlegene Abricbfestickeit.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Gießfähige Mischung auf Basis von Zuschlagstoff enthaltendem Tonerdeschmelzzement für die Herstellung /on saugfähigen Arbe.tsformen für keramische Erzeugnisse, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Zementkomponente aus Calciumaluminatzement der Zusammen-

setzung 75 bis 85 V. ALO₈- ^{15 bis 25<Vu CaO} und der Zuschlagstoff aus Wollastonit, Tremolit oder Asbest besteht.