DE3120152A1 - Dekorative besteckgriffe und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Dekorative besteckgriffe und verfahren zu ihrer herstellung

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Description

Rosenthal Aktiengesellschaft ""^*" Selb, den 20.05.*
L.P. 3039
Beschreibung
Dekorative Besteckgriffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf keramische ovale Besteckgriffe mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme des Heftes. Solche Besteckgriffe werden hergestellt, in dem ein Gemisch aus keramischen Pulver und einem thermoplastischen Binder zu einem Rohling geformt wird, in einem Vorbrand die organischen Bindemittel ausgeheizt werden und in einem nachfolgenden Sinterbrand der keramische Besteckgriff erhalten wird.
Keramische Besteckgriffe, zum Beispiel aus Hartporzellan sind bekannt. Solche Besteckgriffe werden meist nach den Schlickergießverfahren in Gipsformen erzeugt. Häufig besteht aber aus gestalterischen Gründen der Wunsch, solche Besteckgriffe mit einem bestimmten Oberflächenprofil zu versehen. Im allgemeinen geschieht das, indem man die keramische Masse durch Pressen, mittels Profilwalzen oder durch Strangpressen verformt, wenn es sich wie im letzteren Fall nur zur Längsachse parallel ver-
laufende Profilierungen handelt. Komplizierte Muster auf ovalen Grundkörper können mit diesem Verfahren jedoch nur schwer oder gar nicht erzeugt werden, so daß man entweder das Gießverfahren oder das Spritzverfahren anwenden muß. Beide Verfahren haben jedoch Nachteile, so wird zum Beispiel die Anzahl der Gipsabformungen durch die relativ schnelle Abnutzung begrenzt, wobei auch eine Verschlechterung der Oberflächen-Profilgenauigkeit eintritt. Beim Spritz~ gießverfahren ergeben sich dabei sehr teuere Stahlformen für die entsprechende Matrize.
Die Aufgabe besteht darin, ovale Besteckgriffe der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß durch ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren solche dekorativen Oberflächen entstehen.
Die Aufgabe wird durch das aufgeführte Merkmal im kennzeichnenden Teil des ersten Hauptanspruches gelöst. Der überprägte Rohling kann nach dem Brand poliert oder glasiert werden bzw. teilweise oder ganz metallisiert sein. Aus Gründen der Festigkeit, der Farbe und des Dekors eignen sich als keramische Werkstoffe Hartporzellan, insbesondere aber Aluminiumoxid, mit Silicium infiltriertes Siliciumcarbid und Titandioxid. Das Relief auf der Oberfläche des ungebrannten, ovalen Besteckgriffes wird dabei durch thermoplastisches Prägen erzeugt. Die Vorrichtungen hierfür sind von einfacher Art.
Ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung solcher dekorativen Oberflächen auf ovalen Besteckgriffen durch Prägen ergibt sich, indem man die keramischen Rohstoffe in Pulverform gut durchmischt tind falls notwendig, trocknet. An-
1 Ί ■-] 1 Z-j
schließend werden 100 Gew.-% der keramischen Masse in Pulverform mit 15 bis 25 Gew.-^ eines ruckstandslos verbrennbaren thermoplastischen Bindemittels versetzt, das 12 bis 18 Gew.-^ Binder und 3 bis 7 Gew.-^ Gleitmittel enthält. Es folgt die plastische Formgebung zxi Rohlingen mit ovalem Querschnitt bei 90 bis 150 C mittels eines Extruders, wobei unter Berücksichtigung der werkstofftypischen Brennschwingung die Querschnittsmaße und die Längsbohrung ausgelegt werden. Die Rohlinge werden dann in Abschnitte einer gewünschten Länge geschnitten und mittels einer Kunststoffmatrize bei 60 bis 80 C überprägt und unmittelbar danach entformt. Es bieten sich dann die üblichen Arbeitsvorgänge wie das Ausheizen des temporären Bindemittels bis ca. 300 G an; eventuell ist auch noch ein Entgraten der Rohlinge notwendig sowie das Brennen zwischen 1350 und 1550 C. Letzten Endes kann sich noch eine Oberflächen- bzw. Nachbearbeitung als notwendig erweisen.
Das Extrudieren und nachfolgende Überprägen erfordert für die pulverförmigen keramischen Rohstoffe ein Plastifizierungsmittel, das eine Reihe von Anforderungen genügen muß, die in dieser Kombination von bisher bekannten Plastifizierungsmitteln nicht erfüllt werden. Diese besonderen, durch das Plastifizierungsmittel bestimmten Eigenschaften der Masse sind Extrudierbarkeit, Formstabilität und Festigkeit des Extrudats. Die plastischen Eigenschaften der Rohlinge sollen nach Zwischenlagerung für das Überprägen schnell wiederherzustellen sein» Das Plastifizierungsmittel darf auch kein Kleben in der Prägeform verursachen. Nach der endgültigen Formgebung sollen die plastifizierenden Hilfsstoffe rückstandslos ausbrennbar sein, ohne daß am Formkörper Deformationen oder Risse auftreten»
7-6-
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Besteckgriffes geschieht durch die Verwendung von thermoplastischen Hilfsstoffen, die aus einem Gemisch von 20 bis 45 Gew.-fo Thermoplast, wie zum. Beispiel Polystyrol oder Polyvinylbutyral mit Weichmachern, und 55 bis 80 Gew.-^ Paraffin mit verschiedenen Wachsen und Ölen bestehen, wobei die erstgenannte Komponente die Funktion eines festigkextssteigernden Bindemittels hat, während die zweite Komponentengruppe hauptsächlich die Extrudierbarkeit bewirkt und auf ein gutes Ausbrennverhalten abgestimmt ist.
Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens gegenüber dem Gießverfahren in Gipsformen bestehen in einer erheblichen Verschleißbeständigkeit des Formenraaterials. Dadurch werden mit einer Form sehr hohe Stückzahlen mit gleichbleibend hoher Abbildungsschärfe und Oberflächengüte erzielt. Auch kann die zentrale Bohrung zur Aufnahme des Heftes unabhängig vom Außenprofil,.je nach Erfordernissen rund oder eckig mit beliebig wählbaren Durchmesser gestaltet werden, während mit dem Schlickergießverfahren im allgemeinen nur Formteile mit gleicher Wandstärke erhalten werden und der Hohlraum den Außenkonturen dabei sehr ähnlich ist.
Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, die Innenkontur mit
einem bestimmten Profil zu versehen, zum Beispiel mit einem
Schraubgewinde. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Verbindung mit dem metallischen Teil des Besteckes.
Schließlich sei darauf hingewiesen, daß das beschriebene Prägeverfahren sich insbesondere gut für die Automation eignet; das Werkzeug wird dabei mit manuellen oder automatischen Preßvorrichtungen betätigt. Dieses Prinzip kann
auch vorteilhaft auf Mehrfachformen übertragen werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschriebene Es zeigt:
Fig. 1: Eine perspektivische Darstellung der Prägevorrichtung mit dem keramischen Bohlingo
Die in Figβ 1 dargestellte Prägeform, bestehend aus dem Oberteil 4 und dem Unterteil 5 ist auch Epoxidharz mit beliebig strukturierter, aber nidrfc hintergriffiger Oberfläche hergestellt. Der Durchmesser des keramischen Rohlings ist dabei um etwa 1 $ größer als die gewünschte Grünabmessung des geprägten Teils. Die auf Länge geschnittenen Eohlinge werden dann mit Hilfe einer Achse 3» die ein geringes Spiel in der zentralen Bohrung 6 des keramischen Rohlings 1 aufweist, in einem Trockenschrank vorgewärmt. Dieser Vorgang dauert ca. 2 Stunden. Der vorgewärmte Rohling wird dann in die Prägeform 4, 5 eingelegt und mit Hilfe eines Preßstempels wird das Profil 2 der Besteckgriffe geprägt und mittels der Metallachse 3 aus der Form 4} 5 entnommen. Die Achse 3 darf erst nach dem Erkalten des keramischen Rohlings entfernt werden.
Der ovale Besteckgriff wird durch das eingangs beschriebene Verfahren erhalten, indem die keramischen Rohstoffe auf Silikat-, Oxid- und Carbidbasis mit entsprechenden Zusätzen in einer Trommelmühle gemischt raid anschließend getrocknet werden» Die Aufbereitung der extrudier- und prägbaren kerami-
sehen Masse geschieht in einem heizbaren Knetmischer, in dem der anorganische Teil des Versatzes mit den zur Schmelze gebrachten organischen Komponenten bei der Schmelztemperatxir der Plastifizierungsmittel intensiv miteinander vermischt werden. Die so erhaltene, abgekühlte Masse ist thermoplastisch extrudierfähig, d. h. sie kann mit beheizbaren Strangpressen zu Hohlingen mit dem gewünschten Querschnittsprofil gezogen werden.
Das Prägen der stranggezogenen, auf eine bestimmte Länge geschnittenen Rohlinge erfolgt nach deren Vorerwärmung auf 60 bis 80 C, wodurch der plastische Zustand in einen für das Prägen ausreichendem Maße wiederhergestellt wird. Zur Erhaltung des Innenprofils bzw. zur Erzeugung eines bestimmten Innenprofils beim Prägen, z. B. eines Gewindes, wird zuvor eine entsprechende Achse in die zentrale Bohrung des Rohlings eingelegt und nach dem Prägen und Erkalten wieder entfernt.
Bevor die geformten Teile dem Sinterbrand zugeführt werden, erfolgt noch ein langsamer, auf die Schmelz-, Verdampfungsund Zersetzungspunkte der einzelnen organischen Komponenten abgestimmter Ausheizbrand bis ca. 300 C. Die weiteren Arbeitsgänge nach dem Sintern, wie zum Beispiel Schneiden, Polieren, Metallisieren usw. sind konventioneller Art und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen beschrieben:
Beispiel 1;
Der Werkstoff für den Besteckgriff besteht aus 92 Gew.-^ Aluminiumo; id. Mit je 2,2 Gew.-^ Speckstein, Wollastonit,
ι Ι .
Kaolin und 1,4 Gew.-fo Zirkon werden die keramischen Rohstoffe in einer Kugelmühle auf eine mittlere Korngröße von 2 bis 6/um gemahlen. Nach dem Trocknen durch Abpressen oder Sprühtrocknen wi d dieses Pulver in einem heizbaren Knetmischer mit organischen Hilfsstoffen mit folgender Zusammensetzung gemischt:
81,3 Gew.-$ Al2O_Masse
5,7 Gew.-fo Polyvinylbutyral
5,7 Gew.-fo Ölsäure
1,6 Gew,~$ Diοctylphthaiat
2,0 Gew.-fa Cumaron-Harz
2,85 Gew.-fo Paraffin 6o/62
0,85 Gew.-fo Hartwachs
Das Mischen beginnt bei 130 C, nach einer Stunde wird die Temperatur auf 100 C gesenkt, nach 2 Stunden auf ca. 25 C· Die anfangs teigige Mischung wird bei Erniedrigung der Temperatur allmählich fest und krümelig. Sie ist dann fertig zum Extrudieren, die Strangziehmaschine wird hierzu auf eine Temperatur von 90 bis 110 C eingestellt. Die extrudierten Rohlinge sind prägbar nach Wiedererwärmung auf 60 bis 75 C. Die Formteile werden vor der Sinterung bei I55O C und einer Haltezeit von 3 Stunden langsam mit 2 c/Std. bis 3OO C ausgeheizt.
Beispiel 2:
Der Werkstoff für den Besteckgriff ist mit Silicium infiltriertes Siliciumcarbid, wobei 66S7 Gew.-^ SiC mit einer mittleren Korngröße von 9/UQi als auch 6,4 Gew.-fo Graphit mit einer mittleren Korngröße 3/um und 6,4 Gew.~$ Phenolformaldehyd-Harz, das in Trichloräthylen gelöst ist, in einem Knetmischer zu einer zähen Paste homogenisiert werden. Der Mischung werden anschließend folgende Plastifizierungskomponenten hinzugefügt:
Ji:0152 --40-
6,25 Gew.~fo Polyvinylbutyral 6,25 Gew.-^ Ölsäure
1,75 Gew.-^ Dioctylphthalat 2,20 Gew.-# Cumaron-HarK 3,10 Gew.-^ Paraffin 60/62 0,95 Gew.-^ Hartwachs
Das Lösungsmittel wird nun durch Erhitzen der Masse auf I30 C verdampft und abgesaugt. Der weitere Misch- und Formgebungsgang verläuft wie im Beispiel 1. Nach dem Ausheizen des Plastifizierungsmittels schließt sich ein Verkokungsprozeß bei 1000 C und 5 Std. Haltezeit an, wobei das Phenolharz carbonisiert wird. Der Formkörper besteht danach aus 13 Gew.-^ Kohlenstoff und 87 Gew.-^ Siliciumcarbid. Durch Umsetzung mit Silicium bei I6OO C und 1 Torr entsteht ein Sinterkörper, der zu 84 Gew.-^ aus SiC und l6 Gew.-fo Silicium besteht.

Claims (1)

  1. Hosenthal Aktiengesellschaft Selb, den 20.05.1981
    Re/li/ltA.P. 3039
    Patentansprüche
    Io Keramische ovale Besteckgriffe mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme des Heftes, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (2) des Besteckgriffes (l) mit einem geprägten Relief versehen ist.
    2„ Keramische Besteckgriffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geprägte Oberfläche (2) poliert oder mit einer Glasur versehen ist beziehungsweise teilweise oder ganz metallisiert ist.
    3c Keramische Besteckgriffe nach Anspruch l,und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als keramische Masse Hartporzellan verwendet ist.
    4O Keramische Besteckgriffe nach Anspruch 1 und 2t dadurch gekennze ichnet, daß sie aus keramischen Massen von 92 bis 99>5 Gew.-^ Aluminiumoxid gefertigt sind.
    5ο Keramische Besteckgriffe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff mit Silizium infiltriertes SiliciumcarMd verwendet ist.
    6O Keramische Besteckgriffe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß keramische Massen auf der Basis von Titandioxid verwendet sind.
    7. Verfahren zur Herstellung von keramischen Besteckgriffen, in dem ein Gemisch aus keramischen Pulvern und einem thermoplastischen Binder zu einem Rohling geformt wird, in einem Vorbrand die organischen Bindemittel ausgeheizt werden und in einem nachfolgenden Sinterbrand der keramische Besteckgriff erhalten wird nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    a) die keramischen Rohstoffe werden gemischt und getrocknet?
    b) 100 Gew.-^ der keramischen Masse werden mit einem Gemisch eines thermoplasitschen Plastifizierungsmittels aus 12 bis 15 Gew.-fo Binder und 3 bis 7 Gew.-jS Gleitmittel versetzt;
    c) die plastische Formgebung zu Rohlingen erfolgt bei 90 bis 150 °C;
    d) das Überprägen der keramischen Rohlinge mittels einer Prägevorrichtung wird bei 60 bis 80 C durchgeführt;
    e) das Ausheizen des Bindemittelanteils geschieht bis ca. 300 C;
    f) und das Brennen zwischen 1350 bis 1550 C je nach Werkstoff mit eventueller Nachbearbeitung der Besteckgriffe erfolgt.
    8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Plastifizierungsmittel aus 20 bis 45 Gew.-^ Thermoplasten und 50 bis 80 Gew.-^ paraffinähnlichen Gleitmitteln bestehen.
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