DE4037650A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von keramikmaterial sowie beschichteter keramikgegenstand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschich­ tung von Gegenständen aus Keramikmaterial, bei welchem ein Kunstharz auf die Oberfläche des Gegenstandes aufgebracht und der Gegenstand daraufhin erhitzt wird, um das Kunstharz einzu­ brennen bzw. fest an den Gegenstand zu binden. Dabei kann das Kunstharz ganz oder teilweise aushärten, wobei die vorliegende Erfindung davon ausgeht, daß das Kunstharz zumindest dann, wenn es in noch heißem Zustand unmittelbar aus dem Brennofen kommt, oberflächlich noch weich ist.

Derartige Kunstharzbeschichtungen haben heute in weiten Berei­ chen früher übliche Glasuren ersetzt, die eine höhere Einbrenn­ temperatur sowie auch eine relativ gute Qualität, vor allem in optischer Hinsicht, des keramischen Rohmaterials erfordern.

Die üblicherweise für solche Zwecke verwendeten Kunstharze wer­ den bei Temperaturen zwischen ca. 180°C und 230°C eingebrannt. Die Beschichtung läßt sich relativ einfach z. B. elektrostatisch aufbringen und die farbliche Gestaltung derartiger Kunstharze ist wesentlich einfacher und vielfältiger als bei Glasuren. Da­ bei nehmen die beschichteten Keramikgegenstände, wie z. B. Vasen und Pflanzgefäße den üblichen Glanz von Kunststoffflächen an, wobei diese Flächen jedoch aufgrund der höheren Kratzempfind­ lichkeit von Kunststoffen leicht unansehnlich werden. Außerdem ist für manche Verwendungszwecke von Keramikgegenständen eine glatt glänzende Oberfläche allein aus optischen Gründen uner­ wünscht, wobei dennoch eine Beschichtung an sich wünschenswert ist.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und damit herstellba­ re Keramikgegenstände zu schaffen, die sich durch eine nicht glänzende, matte Kunstharzbeschichtung auszeichnen, die den Ge­ genständen gegebenenfalls auch ein gewisses antikes Aussehen verleiht.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf die mit Kunstharz beschichtete Oberfläche des Keramik­ gegenstandes im noch heißen oder in wiedererhitztem Zustand, in welchem die Kunstharzbeschichtung noch weich ist, ein pulver­ förmiges bzw. feinkörniges Material mit einem Schmelzpunkt ober­ halb der Temperatur, auf welche das Kunstharz erhitzt wurde, aufgebracht wird.

Eine Vorrichtung, welche im wesentlichen aus einer herkömmlichen Einbrenneinrichtung mit einem Brennofen für das Einbrennen des Kunstharzmaterials besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ausganges des Brennofens eine Auftragseinrichtung für pulverförmiges bzw. feinkörniges Material vorgesehen ist.

Der Keramikgegenstand selbst zeichnet sich dementsprechend da­ durch aus, daß seine äußere Kunststoffoberfläche ein pulverför­ miges oder feinkörniges Material aufweist, dessen Schmelzpunkt oberhalb von 180°C, vorzugsweise oberhalb von 230°C liegt.

Selbstverständlich können auch niedriger schmelzende Kunststof­ fe verwendet werden, wobei dann auch der Schmelzpunkt des aufge­ tragenen Pulvermaterials entsprechend niedriger sein kann. Des­ gleichen können auch Kunstharze verwendet werden, die bei höhe­ ren Temperaturen eingebrannt werden, wobei dann auch der Schmelz­ punkt des feinkörnigen Materials entsprechend höher liegen soll­ te.

Bevorzugt wird bei den Verfahren gemäß der Erfindung als pulverförmiges Material Mineral- insbesondere Glasstaub ver­ wendet. Diese haben im allgemeinen einen wesentlich höheren Schmelzpunkt als die üblicherweise verwendeten Kunstharze, ist gleichzeitig in seiner Korngröße sehr fein und gleichmäßig und auch relativ hart. Dies verleiht der Oberfläche eines Keramik­ gegenstandes ein sehr gleichmäßiges, mattes und mit unter "antikes" Aussehen, wobei dennoch die Farbe des darunterliegenden Kunstharzmaterials voll zur Geltung kommt und wobei gleichzeitig auch die Oberflächeneigenschaften des Gegenstandes hinsichtlich seiner Griffigkeit und Kratzfestigkeit verbessert werden.

Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen des pulverförmigen Materi­ als unmittelbar nach dem Austritt des Keramikgegenstandes aus dem Brennbereich zum Einbrennen und/der Aushärten des Kunsthar­ zes. Man erspart sich damit ein erneutes Erhitzen und die Kunst­ stoffoberfläche ist unmittelbar nach dem Austritt aus dem Brenn­ bereich noch ausreichend weich, um das pulverförmige Material aufzunehmen, so daß dieses mindestens teilweise in die Oberflä­ che des Kunstharzes eindringt, eingebettet wird und fest an der Kunstharzoberfläche haftet.

Für manche Kunstharzarten muß gegebenenfalls das Einbrennen da­ hingehend modifiziert werden, daß im Brennofen noch kein voll­ ständiges Aushärten erfolgt, so daß beim Auftragen des pulver­ förmigen Materials die Oberfläche auf jeden Fall noch ausreichend weich und aufnahmefähig ist. Das Kunstharz kann dann beim weite­ ren Abkühlen aushärten, könnte jedoch, falls erforderlich, zum weiteren Aushärten auch nochmals erhitzt werden.

Vorzugsweise wird das pulverförmige Material durch einen Gasstrom auf die Oberfläche des Keramikgegenstandes aufgeblasen. Sofern nicht Reaktionen mit dem Luftsauerstoff oder anderen Bestand­ teilen der Luft zu befürchten sind, wird man hierbei selbstver­ ständlich einen Luftstrom verwenden.

Dabei wird der Gegenstand in vorteilhafter Weise während des Aufblasens des pulverförmigen Materials gedreht. Man kann dann eine relativ einfache Aufblaseinrichtung vorsehen, die dadurch die Oberfläche des Gegenstandes vollständig überstreicht, daß dieser gedreht wird.

Die Drehachse ist dabei relativ zur Blasrichtung geneigt und zwar gegebenenfalls um einen Winkel bis zu 90°.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Ver­ fahrens weist als Auftragseinrichtung eine entsprechende Blas­ einrichtung auf, die eine auf den Keramikgegenstand ausrichtba­ re Düse sowie einen Vorratsbehälter für das pulverförmige Mate­ rial hat.

Dabei kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Ansaug­ bereich der Düse ein Vorrat von pulverförmigem Material vorge­ sehen sein, so daß dieses von der angesaugten Luft bzw. dem an­ gesaugten Gas mitgerissen und gemeinsam mit diesem durch die Düse ausgestoßen wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jedoch auch vor der Düsenöffnung eine Ausgabevorrichtung für das pulverförmige Ma­ terial in den aus der Düse austretenden Gasstrom vorgesehen sein. Im einfachsten Fall wäre dies beispielsweise ein mit dem pulverförmigen Material gefüllter Trichter, dessen untere Öff­ nung durch einen Schieber verschließbar ist und gegebenenfalls geöffnet werden kann, so daß das herabrieselnde Pulver oder feinkörnige Material in den aus der Düse austretenden und auf den Keramikgegenstand gerichteten Gasstrahl gerät, von diesem mitgerissen wird und so auf die Oberfläche des noch heißen, mit Kunstharz beschichteten Keramikgegenstandes aufgebracht wird.

Die Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung besteht aus einem Brennofen, welcher an zwei gegenüber­ liegenden Seiten offen ist, wobei an einer der offenen Seiten eine umlaufende Förderbahn eintritt, welche an der anderen of­ fenen Seite wieder austritt. Dabei können diese offenen Seiten auch teilweise geschlossen sein und nur kleine Öffnungen auf­ weisen, die den Durchtritt der Förderbahn und der auf diese an­ geordneten Gegenstände erlauben. Für die auf der Förderbahn transportierten Gegenstände können außerdem wegschwenkbare Klappen oder dergleichen an den Öffnungen des Brennofens vor­ gesehen sein, um Wärmeverluste möglichst gering zu halten. Bei einer solchen Vorrichtung ist erfindungsgemäß an der Aus­ trittsseite der Förderbahn aus dem Brennofen eine Blaseinrich­ tung mit Düse vorgesehen. Die Kunstharzbeschichtung und die zu­ sätzliche Beschichtung mit dem pulverförmigen Material können so kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen vorge­ nommen werden, wobei die Förderbahn relativ langsam kontinuier­ lich so bewegt wird, daß die vor dem Brennofen auf der Förder­ bahn angeordneten Gegenstände zunächst in einer Beschichtungs­ kammer mit dem Kunstharz beschichtet werden können, beispiels­ weise durch elektrostatische Pulverbeschichtung, und anschlie­ ßend während des Weitertransportes durch den Brennofen genügend lange in diesem verbleiben, um auf die zum Einbrennen erforder­ liche Temperatur aufgeheizt zu werden. Anschließend gelangen sie dann zu der Blaseinrichtung, durch welche auf die noch hei­ ße und weiche Kunststoffoberfläche der Gegenstände das pulver­ förmige Material aufgetragen wird.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen mit ihren Vorteilen, Anwendungsmöglichkeiten und Merkmalen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Aufbringen der Schicht aus pulverförmigem Material,

Fig. 2 einen typischen Keramikgegenstand mit einer entsprechen­ den Beschichtung und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Wandquerschnitt des Gefäßes gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 erkennt man Keramikgegenstände 1, welche sich auf Drehtellern 9 befinden, die auf einer umlaufenden Förderbahn 10 angeordnet sind. Die Drehteller 9 können beispielsweise auf ihrer durch die Förderbahn 10 hindurchragenden Unterseite Zahn­ räder tragen, welche mit Zahnstangenstücken kämmen, wie bei­ spielsweise in den Räumen 15, 16 und 17 zwischen dem oberen und unteren Trum der Förderbahn 10 angeordnet sind. Die Gegenstän­ de 1, z. B. Vasen oder Pflanzgefäße, werden vor dem Eintritt in den Kunststoffbeschichtungsraum 15 auf den Drehtellern 9 pla­ ziert, und gelangen durch die offene Vorderseite 12′ des Be­ schichtungsraumes 15 zu einer herkömmlichen Beschichtungsein­ richtung, wobei sie erforderlichenfalls mit ihren Drehtellern 9 gedreht werden. Nachdem die Kunststoffbeschichtung, d. h. zu­ nächst nur das lose Auftragen einer Kunststoffschicht z. B. durch elektrostatische Pulverbeschichtung erfolgt ist, treten die Gegenstände durch die offene Vorderseite 12 des Brennraumes 16 in den Brennofen 8 ein und werden kontinuierlich durch die­ sen Raum 16 weiter transportiert, wobei sie allmählich auf die erforderliche Temperatur gebracht werden, um das Kunstharz auf der Keramikoberfläche festzubrennen bzw. um es fest mit der Keramikoberfläche zu verbinden. Die Erwärmung im Brennofen 8 ist durch schematisch dargestellte Flammen 11 bildlich angedeutet.

Nachdem die Gegenstände über einen erforderlichen Mindestzeit­ raum durch den Raum 16 transportiert worden sind, wobei ihre Aufenthaltsdauer in dem Raum 16 von der Länge dieses Raumes im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Förderbahn 10 abhängt, tre­ ten sie durch die offene Seite 13 dieses Raumes aus und in den Raum 17 ein, in welchem die Beschichtung mit pulverförmigem Material 14 stattfindet, für welches vorzugsweise Glasstaub verwendet wird. Dieses befindet sich in einem Vorratsbehälter 7, aus dem gleichzeitig über eine Ansaugvorrichtung 6 Luft und das pulverförmige Material angesaugt und durch eine Düse 5 auf die Gegenstände 1 geblasen werden, welche dabei wiederum wäh­ rend ihrer Vorwärtsbewegung gedreht werden.

Die Darstellung der Fig. 1 ist selbstverständlich nur sehr schematisch und hat eine Reihe von Einzelheiten ausgespart, die für den Fachmann jedoch mehr oder weniger selbstverständ­ lich sind, z. B. Steuereinrichtungen zum Bewegen und Schwenken der Düse, sowie zum Unterbrechen des Blasvorganges, wenn kein Gegenstand die Düse 5 passiert und dergleichen.

In Fig. 2 erkennt man ein beispielsweise als Vase oder Pflanz­ gefäß zu verwendendes Keramikgefäß 1, dessen Seitenwand teilwei­ se weggebrochen dargestellt ist, um den Querschnitt deutlich zu machen, welcher in Fig. 3 nochmals vergrößert dargestellt ist, wobei jedoch die relativen Größen- und Dickenverhältnisse nicht mit den tatsächlichen Verhältnissen übereinstimmen müssen. Auf die innere Keramikwand 2 ist eine Kunstharzschicht 3 auf­ gebracht bzw. eingebrannt. In die Oberfläche dieser Kunstharz­ schicht 3 ist wiederum pulverförmiges bzw. feinkörniges Mate­ rial eingebettet, das so zu einer matten, etwas rauhen Oberflä­ chenschicht 4 führt im Gegensatz zu der im unteren Bereich der Fig. 3 schematisch dargestellten sonst glatten Oberfläche der Kunstharzschicht 3. Grundsätzlich muß die Einbettung des pulver­ förmigen Materials nicht auf die äußerste Oberfläche der Kunst­ harzschicht 3 beschränkt sein, sondern dieses Material kann auch tiefer in die Kunstharzschicht 3 eindringen und diese mehr oder weniger vollständig durchsetzen. Im einzelnen hängt dies selbst­ verständlich von der Dicke der Kunstharzschicht 3, ihrer Zähig­ keit im noch weichen Zustand und der Masse und Geschwindigkeit der einzelnen Teilchen des Pulvers bzw. des feinkörnigen Mate­ rials, welches beim Aufblasen auf die Kunstharzoberfläche auf­ trifft, ab. Über die Größe der Pulverteilchen bzw. der Körner des Materials lassen sich die Oberflächeneigenschaften der Schicht 4 in weiten Bereichen variieren. Ein weiterer Variations­ parameter liegt in dem System zum Auftragen, d. h. in der Blas­ einrichtung mit der Düse 5 und der Ansaug- und Druckvorrichtung 6. Bei hohem Druck und entsprechend großer Austrittsgeschwindig­ keit des Gasstromes aus der Düse 5 treffen auch die Pulverteil­ chen entsprechend fester auf die Oberfläche des Kunstharzmate­ rials 3 auf und dringen dementsprechend tief ein, was wiederum auch vom Grad der bereits erwähnten "Weichheit" des Kunststof­ fes, insbesondere auch von seiner Temperatur abhängt.

Durch die vorliegende Erfindung sind die Möglichkeiten der Kunstharzbeschichtung von Keramikteilen wesentlich erweitert worden, wobei die Erfindung selbstverständlich nicht auf kerami­ sche Vasen und Pflanzgefäße beschränkt ist, sondern alle Arten von Keramikteilen umfaßt, die mit Kunstharz beschichtet werden können, wobei u. U. erst die neue Beschichtung den Einsatz von kunstharzbeschichteten Keramikteilen in manchen Bereichen er­ möglicht. Durch eine nur teilweise Beschichtung, z. B. durch Verwendung von Blenden im Gas-/Pulver-Strom, können bestimmte Eigenschaften kombiniert und besondere optische Effekte erzielt werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen (1) aus Keramik­ material (2), bei welchem ein Kunstharz (3) auf die Oberflä­ che des Gegenstandes (1) aufgebracht, der Gegenstand (1) daraufhin erhitzt und das Kunstharz (3) dadurch auf dem Gegenstand fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit Kunstharz (3) beschichtete Oberfläche im noch heißen oder im wiedererhitzten Zustand, in welchem die Kunstharzbeschich­ tung relativ weich ist, ein pulverförmiges bzw. feinkörniges Material (4) mit einem Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur, auf welche das Kunstharz (3) erhitzt wurde, aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Material Mineralstaub verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Material Glasstaub (4) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung des Materials (4) unmittelbar nach dem Austritt des Gegenstandes (1) aus dem Brennbereich (8) zum Festbrennen und Aushärten des Kunstharzes erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material (4) durch einen Gasstrom auf die Oberfläche des Gegenstandes (1) aufgeblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand während des Aufblasens gedreht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung um eine zur Richtung des Gasstromes bis zu 90° ge­ neigte Achse erfolgt.

8. Vorrichtung zur weiteren Beschichtung von mit Kunstharz be­ schichtetem Keramikmaterial (2), mit einem Brennofen (8), dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang (13) des Brennofens (8) eine Auftragseinrichtung für pulverförmiges bzw. feinkör­ niges Material vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung eine Blaseinrichtung ist, die eine auf den Gegenstand (1) ausrichtbare Düse (5) aufweist sowie einen Vorratsbehälter (7) für das pulverförmige Material (14).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (7) für das pulverförmige Material (14) im Ansaugbereich für die Düse (5) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Öffnung der Düse (5) eine Ausgabevorrichtung für pulverförmiges Material (14) in den aus der Düse (5) austre­ tenden Gasstrom vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeicnnet, daß sie einen Brennofen (8) aufweist, welcher an zwei gegenüberliegenden Seiten (12, 13) offen ist, mit einer an einer offenen Seite (12) eintretenden und an der anderen Seite (13) austretenden Förderbahn (10), dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsseite (13) des Brenn­ ofens (8) eine Blaseinrichtung mit Düse (5) vorgesehen ist.

13. Keramikgegenstand mit einer Kunststoffbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kunststoffoberfläche ein pulverförmiges oder feinkörniges Material aufweist, dessen Schmelzpunkt oberhalb von 180°C, vorzugsweise oberhalb von 230°C liegt.

14. Keramikgegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material Mineralstaub ist.

15. Keramikgegenstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material Glasstaub ist.

16. Keramikgegenstand nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß er die Form einer Vase oder eines Pflanzgefäßes hat.