DE4409111C2 - Gegenstand mit zumindest teilweiser, oberflächiger Beschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Gegenstand mit zumindest teilweiser, oberflächiger Beschichtung aus einem erhärteten Bindemittel mit darin eingeschlossenem Steinmehl und/oder -sand sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Durch den unaufhaltsamen Fortschritt der chemischen Forschung werden ständig neue Werkstoffe geschaffen, welche die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen. Dennoch haben seit alters her bekannte Materialien wie tonkeramische Werkstoffe nichts an ihrer Aktualität verloren. Beispielsweise ist auch heute noch Geschirr überwiegend aus Porzellan oder Steingut, Sanitärwaren und Fliesen sind aus Steinzeug. In den meisten Anwendungsbereichen obiger Werkstoffe handelt es sich um Gebrauchsgegenstände von hoher bis höchster Lebensdauer, so daß die betreffenden Gegenstände beim Erwerb meist mit Be­ dacht ausgewählt werden. Da die mechanischen Eigenschaften von Gegenständen aus Keramik weitgehend vorgegeben sind, stehen diese als Auswahlkriterien beim Kauf weitgehend im Hintergrund, so daß vor allem ästhetische Gesichtspunkte beim Erwerb betreffender Gegenstände ausschlaggebend sind. Aus diesem Grund hat sich bei Gebrauchsgegenständen aus Tonkeramik eine besonders kunstvolle Form- und Farbgebung entwickelt. Bei solchen Gegenständen entsteht der eigentliche Wert durch die kunstvolle Be- und Verarbeitung der eingesetzten Werkstoffe. Die Auswahl der Werkstoffe orientiert sich dagegen vor allem an deren physikalischen Eigenschaften wie guter Formbarkeit im ungebrannten Zustand sowie hoher Widerstandsfähigkeit in ferti­ gem Zustand. Eine hiervon prinzipiell abweichende Möglichkeit, einem keramischen Gebrauchsgegenstand einen hohen Wert zu verleihen, besteht darin, wertvolle Materialien einzusetzen, welche die Ästhetik des betreffenden Gegenstands, insbesondere dessen Form, unterstreichen und oftmals eine zusätzliche Farbgebung entbehrlich machen. Hier bietet sich vor allem die Verwendung von Natursteinen an, die aufgrund ihrer Härte und Korrosionsfreiheit eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer aufweisen und sich unter anderem auch aus diesem Grund im allgemeinen höchster Wertschätzung erfreuen. Da jedoch Natursteine mit ansprechender Textur nur in sehr begrenztem Umfang verfügbar sind, haben sie einen erheblichen wirtschaftlichen Wert, so daß ausschließlich aus Naturstein gefertigte Gebrauchsgegenstände nur einen beschränkten Abnehmerkreis finden und infolgedessen eine Herstellung in größeren Stückzahlen aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich ist. Um dennoch auch bei größeren Produktionslinien nicht auf die ästhetische Wirkung von Naturstein verzichten zu müssen, bietet sich eine Akzentuierung der Gebrauchsgegenstände an. Gemäß dem Stand der Technik wurde hierzu bisher ein Natursteinplättchen mit vorgegebenen Umrissen hergestellt und in eine entsprechende Vertiefung des fertigen Gegenstands eingeklebt. Ein solches Verfahren ist jedoch höchst arbeitsaufwendig, da zur Herstellung eines betreffenden Steinplättchens zunächst ein Natursteinblock in kleine Teile zerschnitten werden muß, welche anschließend im allgemeinen geschliffen werden.

Andererseits offenbaren die Patentschriften AT-PS 53 584, CH-PS 69 997 und DE-PS 3 74 414 Verfahren zur Nachbildung von Steinarten durch Hinterlegen von Glas mit plastischen Farbmassen auf der Basis von Silikatfarben. Die beschriebenen Verfahren unterscheiden sich kaum: Während der Vorerfinder gemäß der AT-PS 53 584 Teerfarben verwendete, wird in der CH-PS 69 997 die Verwendung von Erdfarben gelehrt; in beiden Fällen wird gepulvertes Wasserglas hinzugefügt um eine pastose Masse zu erhalten. Gemäß der AT-PS 53 584 wird die Rückseite sodann mittels aufgekitteter Schieferplatten vor äußeren Einflüssen geschützt. Da die verwendeten Substanzen keinerlei Natursteinanteile enthalten, ist ihre optische Wirkung überhaupt nicht mit echten Natursteinen zu vergleichen. Sie müssen daher hinter einer Glasschicht angebracht werden, die obendrein noch mattiert sein sollte, so daß die Unterschiede zu echten Natursteinen nicht allzu deutlich hervortreten. Es ist jedoch einsichtig, daß ein derartiges Verfahren bei der Beschichtung von undurchsichtigen Keramikteilen unmöglich ist.

Dies gilt auch für die DE-PS 3 74 414, wo anstelle des Wasserglaspulvers Quarzmehl und -pulver verwendet wird. Quarz ist jedoch ebenfalls nahezu transparent und aus diesem Grund erscheinen die rückseitig mit einer derartigen Masse belegten Glasgegenstände reinweiß. Dieses Verfahren kann daher allenfalls zur Nachbildung von Marmor oder Alabaster verwendet werden. Außerdem ist die Beschichtung lichtdurchlässig und wird somit ausschließlich für die Herstellung von Lichtschalen, Beleuchtungskörpern, Ampeln sowie für Lichtreklamescheiben od. dgl. empfohlen. Eine derartige, nicht deckende Substanz könnte auf einem Keramikgegenstand keinesfalls den Eindruck eines eingelegten Natursteins hervorrufen.

Das Aufbringen einer Beschichtung auf einem Keramiksubstrat wird in der EP-OS 0 076 001 beschrieben. Dort hatte sich der Vorerfinder das Ziel gesetzt, Bodenfliesen mit einem reibungserhöhenden Belag zu versehen. Hierbei wird auf der Bodenfliese eine Paste aufgedruckt, die neben einem großen Anteil eines verflüssigenden Druckmediums aus bspw. Polyglykol als Bindemittel Glaspartikel in Form von Sinterglas (bonding glas), Glasurpulver oder -fritten enthält, worin Körner eines nicht schmelzenden Werkstoffs eingebettet sind. Dieser Überzug wird anschließend gebrannt, wobei das organische Dispersionsmittel verdampft und die Glaspartikel zusammengeschmolzen oder gesintert werden, um eine in sich stabile Matrix zu bilden, in der die unschmelzbaren Körner eingeschlossen sind. Aufgrund der für das Schmelzen oder Sintern von Glas notwendigen, hohen Temperaturen verwendet die Vorerfindung für die eingeschlossenen, reibungserhöhenden Partikel ausschließlich Aluminium- oder Zirkoniumverbindungen wie Korund oder Zirkon, deren Schmelzpunkte ausnahmslos oberhalb von 2000°C liegen. Dieses Verfahren ist daher bei den meisten Natursteinen nicht anwendbar, wo der Schmelzpunkt oftmals bei etwa 1000°C und somit in der Nähe des Schmelzpunktes von Glas liegt.

Aus der Erkenntnis, daß Glas als Bindemittel ungeeignet ist, wurde in der DE-PS 32 15 756 bereits vorgeschlagen, als Bindemittel Kunststoff zu verwenden, bspw. Epoxyd, Polyester, Phenolformaldehyd- oder Melaminharz oder ein Kunststoff auf Isozyanatbasis. Da hierbei jedoch die Transparenz des Bindemittels nicht gewährleistet ist, werden schwarze Farbpigmente hinzugefügt so daß eine schwarze, schieferartige Substanz entsteht. Dieser kann als Füllstoff echtes Schiefermehl in Pulverform zugemischt werden. Das hier offenbarte Verfahren kann somit ausschließlich zur Nachbildung völlig schwarzen Schiefers verwendet werden, welcher wiederum bei der Verzierung von Keramikgegenständen eine untergeordnete Rolle spielt.

Da auch ein reines oder mit Schiefermehl verfülltes Kunstharz als Bindemittel bei der Nachbildung von Natursteinen zu unbrauchbaren Ergebnissen führt, wurde in dem DE-GM 89 10 669 versucht, als Bindemittel einen Lack zu verwenden, in den Steinchen eines feinkörnigen Naturstein-Granulats eingebettet sind. Zu diesem Zweck wird eine dünne Schicht Lackpulver auf das Aluminiumblech aufgestäubt und hierauf ein feinkörniges Naturstein-Granulat aufgestreut. Durch anschließendes Erhitzen schmilzt das Lackpulver zu einer dünnen Schicht und verbindet dabei die Granulatpartikel mit der Aluminiumoberfläche. Der Lack ergibt hierbei jedoch eine äußerst dünne Schicht, während die Oberseiten der Granulatpartikel aus dem Lack herausragen, so daß die Verbindung keine hohe, mechanische Stabilität aufweist. Außerdem ist ein derartiger, aufgeschmolzener Lack wie nahezu alle Lacke gegenüber Temperatureinflüssen relativ instabil, so daß sich eine Verwendung bspw. bei der Verzierung von Ofenkacheln oder von feuerfestem Geschirr verbietet.

Die DE-OS 29 34 036 betrifft eine unbrennbare Folie für Bauzwecke, wobei ein nicht-brennbares Vlies mit einem nicht-brennbaren Füllstoff aus Steinmehl und einem Bindemittel verdichtet wird. Hier ist das Bindemittel nicht näher spezifiziert, es muß sich jedoch um eine elastische Substanz handeln, damit bei einer Verbiegung der unbrennbaren Folie keine Risse in dem Bindemittel entstehen. Ein derartiges Bindemittel kann naturgemäß keine hohe Festigkeit haben.

In der EP-OS 0 533 382 werden Mineralfasern mit einem Überzug versehen, um eine Isolationsplatte herzustellen. Der hierbei verwendete Überzug enthält mineralische Partikel, welche mit Zement gebunden werden. Ein derartiges Bindemittel hat zwar eine ausreichende Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, ist jedoch undurchsichtig und verwehrt daher den Blick auf die eingelagerten, mineralischen Partikel, so daß auch hier keinesfalls der Eindruck eines Natursteins erzielt werden kann.

Schließlich hatte sich der Vorerfinder gemäß der US-PS 2 893 897 zum Ziel gesetzt, ein Putzverfahren zu schaffen, wobei aus gemahlenem Marmor ein weißes Kalkpulver gewonnen wird, welches mit Bariumverbindungen und mit Titanoxid vermischt wird, um ein erstes, pulverförmiges Bindemittel herzustellen. Hierzu wird etwa die doppelte bis dreifache Menge von Quarzsand hinzugegeben. Sodann wird ein flüssiges Bindemittelgemisch aus Natrium- oder Kaliumsilikaten und Wasser angeführt. Vor der Verarbeitung werden das Pulvergemisch und das Flüssigkeitsgemisch zu einer auftragbaren Paste zusammengerührt, und der dabei entstehende Putz wird auf eine Wand od. dgl. aufgetragen. Bereits in dem flüssigen Bindemittelgemisch wurde durch das Wasser das Natriumsilikat in Siliziumdioxid und Natriumhydroxid aufgespalten. Während der Abbindephase des vermischten und aufgetragenen Putzes wird nun das Siliziumdioxid mit dem Kalk zu Calciummethasilikat umgesetzt. Infolgedessen hat das ursprüngliche Marmorpulver eine weitestgehende Umsetzung erfahren und dient nun als Bindemittel für die eingelagerten Quarzpartikel. Diese sind jedoch weitgehend transparent und können dem entstehenden Putz keinesfalls das Aussehen eines Natursteins verleihen, insbesondere auch deshalb, weil das Bindemittel durch die Beimengung von Titanoxid eine weiße Färbung angenommen hat, welche eingelagerte Partikel aller Art verdeckt. Auch mit diesem Verfahren läßt sich demnach keine natursteinähnliche Oberfläche herstellen.

Aus diesen Nachteilen des Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, einen Gegenstand aus Keramik, insbesondere Tonkeramik, zu schaffen, der zumindest eine teilweise Beschichtung aus Naturstein aufweist, wirtschaftlich herstellbar ist und sich insbesondere auch für Ofenkacheln und/oder feuerfestes Geschirr eignet. In direktem Zusammenhang mit diesem Problem steht die Aufgabe, ein die Herstellung eines solchen Gegenstands ermöglichendes Verfahren zu finden.

Ein erfindungsgemäßer Gegenstand mit zumindest teilweiser, oberflächiger Beschichtung aus einem erhärteten Bindemittel sowie aus darin eingeschlossenem Steinmehl und/oder -sand zeichnet sich dadurch aus, daß

• - der Gegenstand aus Keramik gebildet ist;
• - das Bindemittel aus Wasserglas, in besondere Natriumwasserglas, besteht; und
• - das Steinmehl sowie gegebenenfalls der Steinsand aus zerkleinerten, quarz- und feldspahthaltigen Plutonit- oder Vulkanit-Gesteinen, insbesondere Graniten, Basalten oder Porphyren besteht.

Eine solche oberflächige Beschichtung aus in einem gehärteten Bindemittel eingeschlossenem Steinpulver zeigt eine körnige Struktur und hat somit ein völlig natürliches Aussehen. Andererseits ist das Herstellungsverfahren deutlich vereinfacht, da der mühselige Vorgang des Zerschneidens von Steinblöcken durch den weitaus einfacheren, schnelleren und im Endeffekt wirtschaftlicheren Mahlvorgang ersetzt wird. Durch Auswahl eines geeigneten Bindemittels erhält die fertige Beschichtung gute mechanische Eigenschaften wie Härte und Abriebfestigkeit und eignet sich aus diesem Grund auch in besonderem Maß für stark beanspruchte Teile von Gebrauchsgegenständen wie z. B. Ecken oder Kanten.

Das Steinmehl sowie gegebenenfalls der Steinsand besteht aus zerkleinerten Natursteinen, insbesondere Basalten, Graniten, Porphyren und/oder Quarzen. Solche Steine haben bereits von Natur aus eine körnige Struktur, so daß die erfindungsgemäße Beschichtung sich optisch von der Struktur des Originalsteins kaum unterscheiden läßt.

Dieser Eindruck wird noch weiterhin dadurch verstärkt, daß das Bindemittel aus Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, besteht. Ein solches Bindemittel weist eine glasige, in reinem Zustand durchsichtige sowie farblose Beschaffenheit auf. Dadurch können in den von außen sichtbaren Hohlräumen die darunter befindlichen Körner durchscheinen und man hat den Eindruck einer völlig geschlossenen Steinoberfläche.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Korngröße des Steinmehls oder -sands maximal 5 mm, vorzugsweise weniger als 3,5 mm beträgt. Je kleiner die Korngröße des verwendeten Steinpulvers ist, desto kleiner sind auch die zwischen den einzelnen Körnern verbleibenden, mit Bindemittel ausgefüllten Hohlräume. Dies hat den Vorteil, daß das Bindemittel nahezu unsichtbar und der Eindruck, einen naturgegebenen Stein vor sich zu haben, perfekt ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung läßt sich durch Farbmittel erreichen, die aus im Bindemittel gelösten und/oder feinst verteilten Metallen und/oder Metalloxiden bestehen. Wie nahezu alle Gläser läßt sich auch Wasserglas durch Beimengung bestimmter Metalle färben. Beispielsweise kann durch Beimischung von Eisen eine bläulich bis grünliche, aber auch gelblich bis braune Färbung er­ zielt werden. Darüber hinaus ist auch eine Färbung vermittels metallischer Farbpigmente möglich.

Andererseits können auch Farbmittel verwendet werden, die aus in dem Bindemittel eingeschlossenen, keramischen Festkörpern bestehen. Solche, feinst verteilte Farbpigmente haben makroskopisch die selbe Wirkung wie eine direkte Einfärbung des Wasserglases.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Dicke der Beschichtung zwischen 0,5 und 5 mm, vorzugsweise etwa 2 mm beträgt. Die minimale Schichtdicke ist zwar durch die Korngröße des verwendeten Steinmehls vorgegeben. Um eine optisch dichte Oberfläche zu erhalten, empfiehlt sich jedoch eine Schichtdicke, welche deutlich größer ist als der Korndurchmesser des verwendeten Steinmehls. Andererseits ist eine Schichtdicke von etwa 2 mm völlig ausreichend, um der be­ treffenden Beschichtung ein ausreichendes Maß an mechanischer Stabilität zu verleihen, und zwar selbst in exponierten und dadurch stärker beanspruchten Bereichen wie Kanten und/oder Ecken. Andererseits kann durch die relativ geringe Schichtdicke die Menge des notwendigen Steinmehls soweit als möglich reduziert werden, so daß sich die Rohstoffkosten minimieren lassen.

Bei nur teilweiser, z. B. akzentuierender Beschichtung, hat es sich als günstig erwiesen, daß die Beschichtung in einer muldenförmigen Vertiefung des Gegenstands angeordnet ist, deren Tiefe etwa der Dicke der Beschichtung entspricht. Bei Aufnahme der Beschichtungssubstanz in eine entsprechend ge­ formte Vertiefung in der Oberfläche des betreffenden Gegenstands wird durch Vermeidung einer randseitigen Abstufung einerseits der Gefahr eines Abschlagens oder Abplatzens wirksam vorgebeugt. Andererseits ermöglicht eine solche Einbettung der Beschichtung in die Oberfläche des betreffenden Gegenstands ein Herstellungsverfahren, bei dem die betreffende Vertiefung mit dem Steinmehl-Bindemittel-Gemisch ausgefüllt wird, welches aufgrund seiner niedrigen Viskosität nahtlos an die Muldenränder anschließt, mit diesen während des Aushärtens eine Verbindung eingeht und dadurch fest an der Oberfläche des betreffenden Gegenstands haftet. Ein vorteilhafter Nebeneffekt ist, daß der Umriß einer solchen, akzentuierenden Teilbeschichtung durch die Form der Mulde äußerst präzise vorgegeben werden kann. Hierdurch ergeben sich scharfkantige Berandungslinien der Steinbeschichtung, welche ebenfalls den optischen Ein­ druck fördert, ein in den Gegenstand eingelegtes Steinplättchen vor sich zu haben.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Gegenstand eine Fliese oder Kachel ist. Fliesen werden im allgemeinen zum Abdecken von Wänden und Fußböden, Kacheln zur Umwandung von Öfen verwendet. Während es bisher üblich war, hierfür Fliesen mit aufgedruckten Motiven zu verwenden, bietet nun die Erfindung die Möglichkeit, zu diesem Zweck auch Fliesen mit - teilweiser - Steinoberfläche anzubieten.

Für die Erfindung lassen sich weitere Anwendungsbereiche dadurch erschließen, daß der Gegenstand ein Gebrauchsgegenstand, insbesondere ein Gefäß oder Geschirrteil ist. Hier sind der gestalterischen Phantasie keine Grenzen gesetzt. Durch Auftragen der erfindungsgemäßen Beschichtung lassen sich Bierkrüge, Dekorationsgefäße, Steinguttöpfe, Pfeifenköpfe etc. verzieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands aus Keramik und/oder Glas mit zumindest teilweiser oberflächiger Beschichtung umfaßt die Verfahrensschritte:

• - Zerkleinern von quarz- und feldspahthaltigem Plutonit- oder Vulkanitgestein, insbesondere von Graniten, Basalten und/oder Porphyren zu Steinmehl mit einer Korngröße von maximal etwa 5 mm, vorzugsweise weniger als 3,5 mm oder Verwendung von Natursteinsand mit derselben chemischen Zusammensetzung entsprechender Korngröße,
• - Vermischung mit einem Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas als Bindemittel enthaltenden, flüssigen Lösungsmittel zu einer flüssigen oder pastosen Suspension,
• - Auftrag der flüssigen oder pastosen Suspension auf den zu beschichtenden Keramikgegenstand sowie
• - Abbinden des Bindemittels.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt prinzipiell drei Phasen, nämlich das Zusammenmischen einer breiigen Beschichtungssubstanz, den Auftrag dieser Substanz auf den herzustellenden Gegenstand sowie das Aushärten der Beschichtungssubstanz. Der Hauptbestandteil der aufzutragenden Masse ist Natursteinmehl oder -pulver, welches der fertigen Beschichtung sowohl die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften wie auch die grundlegende Struktur verleiht. Für Anwendungen bei Fliesen, Kacheln, Gefäßen oder Geschirrteilen liegt die bevorzugte Korngröße des Steinmehls oder -pulvers unterhalb von 3,5 mm, um einerseits eine relativ glatte, andererseits eine optisch dichte Oberfläche zu erzeugen. Das entsprechende Steinpulver kann entweder durch Zerkleinern und/oder Mahlen von Natursteinen hergestellt werden. Alternativ hierzu käme auch die Verwendung von Sand mit entsprechender Korngröße in Frage. Zur Verfestigung dieses Pulvers zur fertigen Schicht ist ein Bindemittel notwendig, welches im ausgehärteten Zustand einerseits möglichst durchsichtig sein sollte, andererseits mit dem betreffenden Naturstein etwa vergleichbare mechanische Eigenschaften aufweisen sollte. Durch die Menge des Lösungsmittels läßt sich die Viskosität und damit die Fließeigenschaft der Steinmehlsuspension an unterschiedliche Auftragstechniken sowie an die Feinheit der zu erzeugenden Motive und/oder Ornamente optimal anpassen. Als weitere, optionale Kompo­ nenten können der Steinmehlsuspension Farbmittel beigemengt werden, um den Charakter des Natursteins stärker hervorzuheben und/oder bestimmte dekorative Wirkungen zu erzielen. Hierbei ist es einerseits möglich, die Farbmittel völlig gleichverteilt innerhalb der Steinmehlsuspension unterzumischen. Andererseits ist es denkbar, die Farbmittel ungleichmäßig unterzurühren, um den Eindruck einer Textur zu erzeugen. Nach Zusammenmischen einer solchen Steinmehlsus­ pension wird diese auf die zu beschichtenden Gegenstände aus Keramik und/oder Glas aufgetragen und schließlich ausgehärtet.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß als Naturstein Basalte, Granite und/oder Porphyre verwendet werden. Es handelt sich hierbei vor allem um in größeren Mengen verfügbare Gesteine, die auch in der Natur bereits oftmals eine körnige Struktur aufweisen und sich daher äußerlich kaum von der erfindungsgemäßen, erstarrten Gesteinssuspension unterscheiden. Basalte sind meist dunkel und feinkörnig, Granite dagegen hell und mittel- bis grobkörnig Porphyre sind wie die Basalte vulkanischen Ursprungs, haben jedoch meist eine rote Farbe und eine feinkörnige Struktur mit hellen Einsprenglingen.

Quarz ist demgegenüber meist farblos oder weiß und bildet Kristalle, deren Oberflächen Glasglanz aufweisen. An Bruchflächen tritt mehr oder weniger Fett­ glanz zutage. Durch Beimengung von Quarz läßt sich somit ein gewisser Glitzereffekt hervorrufen.

Als Bindemittel wird Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, verwendet. Wasserglas ist eine spezielle Glassorte und in reinem Zustand durchsichtig sowie farblos. Die mechanischen Eigenschaften sind ähnlich denen von Glas und daher kompatibel mit den eingeschlossenen, mineralischen Partikeln. In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise bei der Verwendung als Ofenkacheln, ist ein vergleichbarer Wärmeausdehnungskoeffizient von Gesteinsmehl und Bindemittel vorteilhaft, damit nicht aufgrund von ständig wechselnden inneren Spannungen eine Lockerung des Gefüges auftreten kann.

Als Farbmittel bieten sich einerseits im Bindemittel lösliche Farbstoffe, andererseits Farbpigmente an. Hierzu sind verschiedene Maßnahmen möglich:
Einerseits können als Farbmittel Metalle und/oder Metalloxide verwendet werden. Bei dieser für Gläser typischen Färbetechnik liegen die metallischen Zusätze in gelöstem Zustand vor, wobei die Metallionen in das Glasgefüge eingebaut sind und dadurch die entsprechende Farbwirkung hervorrufen.

Während demnach bei dem vorhergehenden Verfahren die metallischen Substanzen als im Wasserglas gelöste Farbstoffe vorliegen, wird bei einem anderen Verfahren als Farbmittel Metall- und/oder Metalloxidstaub verwendet. Hierbei weisen die metallischen Substanzen die Form von im Wasserglas di­ spergierten Pigmenten auf. Wichtige derartige Pigmente sind Eisen-Pigmente, z. B. Eisenblau-Pigmente, oder aber Eisenoxid-Pigmente wie Hämatit, Ocker, Terra di Siena oder Umbra. Damit diese Substanzen in dem Bindemittel nicht in Lösung gehen, ist es vorteilhaft, das Bindemittel während des Abbindens nicht bis über den Schmelzpunkt der metallischen Pigmente zu erhitzen.

Bei wiederum anderen Verfahren werden als Farbmittel keramische Pigmente verwendet. Hierbei handelt es sich um Pigmente, die bislang als Dekorfarben auf die Glasur oder die Scherben von keramischen Gegenständen aufgetragen werden. Besonders letztere haben aus diesem Grund eine Temperatur­ beständigkeit von mindestens 1400°C und erlauben aus diesem Grund ein thermische Abbinden des Bindemittels.

Besonders zur Herstellung eines nur teilweise beschichteten Gegenstands eignet sich ein Verfahren, bei dem die flüssige oder pastose Suspension in muldenförmige Vertiefungen des Gegenstands eingefüllt wird. Durch das Einfüllen in oberflächige Vertiefungen ist ein unkontrolliertes Verflie­ ßen der Suspension ausgeschlossen. Dies hat den Vorteil, daß auch bei geringfügiger Fehldosierung der eingefüllten Suspensionsmenge die Umfangsform der beschichteten Fläche durch die Umrandung der oberflächigen Vertiefungen vorgege­ ben ist und sich daher kaum ändert. Insofern ist die für den ästhetischen Eindruck des fertigen Gegenstands maßge­ bende Form der beschichteten Fläche relativ unkritisch, so daß zur Dosierung der Suspensionsmenge keine höchst präzi­ sen Spezialwerkzeuge erforderlich sind. Weitere Vorteile dieses Verfahrens zeigen sich in ausgehärtetem Zustand der Suspension, wo die Oberfläche der Beschichtung nahezu bün­ dig mit den angrenzenden Bereichen des Gegenstands ab­ schließt. Äußerlich sind daher keine querschnittlich abge­ rundeten Ränder der Beschichtung vorhanden, welche gegebe­ nenfalls Rückschlüsse über das Herstellungsverfahren zulie­ ßen. Durch den relativ scharfkantigen Übergang zu den umge­ benden Oberflächen des beschichteten Gegenstands wird viel­ mehr der Eindruck eines eingelassenen Steinplättchens er­ weckt. Schließlich erzeugt die in der muldenförmigen Ver­ tiefung aufgenommene Suspension insbesondere im ausgehärte­ ten Zustand eine höchst innige Verbindung zwischen Be­ schichtung und Substrat, so daß ein Lösen der Beschichtung selbst unter widrigsten Bedingungen so gut wie ausgeschlos­ sen ist.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, daß die flüssige oder pastose Suspension vermittels eines spachtelartigen Werkzeugs aufgestrichen wird. Diese Auf­ tragstechnik eignet sich insbesondere für zähflüssige Sus­ pensionen, welche vermittels eines etwa spachtelartigen Werkzeugs beispielsweise in eine muldenförmige Vertiefung des Gegenstands eingestrichen wird. Hierdurch wird einer­ seits eine relativ gleichmäßige Schichtdicke erreicht, an­ dererseits kann auf diese Art mittels einfachster Werkzeuge ein von Luftblasen weitestgehend freier Auftrag erreicht werden.

Eine hierzu alternative, insbesondere für fließfähige Sus­ pensionen geeignete Auftragstechnik besteht darin, daß die Suspension aufgegossen wird. Da hierzu überhaupt kein Werk­ zeug erforderlich ist, ist dies wohl die wirtschaftlichste Auftragsmethode. Darüber hinaus eignet sich dieses Verfah­ ren ebenfalls für eine automatisierte Herstellung und dem­ zufolge für eine Produktionslinie mit größeren Stückzahlen, wenn der Umriß der zu beschichtenden Flächen durch Einfor­ men einer muldenförmigen Vertiefung in den zu beschichten­ den Gegenstand definiert wird. Andererseits lassen sich bei einer ebenen Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstands individuelle Beschichtungsformen erzeugen, so daß selbst bei einer automatischen Fertigung höchst wertvolle Unikate entstehen.

Schließlich ist es auch, insbesondere zur Verarbeitung ei­ ner (dünn-)flüssigen Suspension, möglich, diese unter Druck aufzuspritzen. Obzwar hierfür Spezialwerkzeuge erforderlich sind, läßt sich auf diese Art der Beschichtungsvorgang er­ heblich beschleunigen, so daß höhere Stückzahlen erreicht werden können und die erhöhten Investitionskosten sich schnell armortisieren.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die flüssige oder pa­ stose Suspension auf den Rohling des herzustellenden Gegen­ stands aufgetragen wird. Dieses Verfahren eignet sich ins­ besondere zur Herstellung eines beschichteten Gegenstands aus Keramik, da bei der Herstellung derartiger Gegenstände zunächst ein Rohling aus der noch weichen, keramischen Roh­ masse geformt und anschließend durch Brennen verfestigt wird. Sofern der Brennvorgang mit dem Verfahrensschritt des thermischen Aushärtens des Bindemittels der erfindungsgemä­ ßen Suspension kombiniert werden kann, läßt sich ein Brenn­ vorgang einsparen, wodurch eine Beschleunigung des Herstel­ lungsverfahrens möglich ist.

Nahezu universell anwendbar ist ein Verfahren, bei dem die flüssige oder pastose Suspension auf die unglasierte Scherbe des herzustellenden Gegenstands aufgetragen wird. Dieses Verfahren bietet eine Vielzahl von Vorteilen: Einer­ seits ist das zu beschichtende Substrat bereits gebrannt und somit formstabil, so daß auch ein Auftrag mittels eines spachtelartigen Werkzeugs oder unter Druck problemlos mög­ lich ist. Darüber hinaus läßt sich auch hier ein Brennvor­ gang einsparen, sofern die unbeschichtete und/oder be­ schichtete Oberfläche des herzustellenden Gegenstands mit einer Glasur überzogen werden soll. In diesem Fall kann der Glasurbrand gleichzeitig zum Aushärten des Bindemittels der erfindungsgemäßen Suspension dienen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die flüssige oder pa­ stose Suspension auf die glasierte Scherbe des herzustel­ lenden Gegenstands aufzutragen. Dieses Verfahren eignet sich zur nachträglichen Beschichtung aller glasierten Ge­ genstände wie beispielsweise Porzellangeschirr, Sanitärke­ ramik, etc. Somit läßt sich nahezu jeder Keramik-Gegenstand durch nachträgliche (Teil-)Beschichtung zu einem individu­ ellen Kunstobjekt aufwerten.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß das Abbinden des Bin­ demittels durch thermische Trocknung und/oder Brennen er­ folgt. Die Verfestigung erfolgt durch Austreiben des flüs­ sigen Lösungsmittels der Suspension. Die Verdunstung des Lösungsmittels wird durch Erhitzen des mit der erfindungs­ gemäßen Suspension beschichteten Gegenstands beschleunigt.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß die Trocknungs- und/oder Brenntemperatur bis zu 1450°C, vor­ zugsweise etwa 800°C bis 1350°C beträgt. Je höher die Trocknungstemperatur ist, desto schneller verdunstet das Lösungsmittel, so daß der Abbindevorgang beschleunigt wird. Andererseits sind der Trocknungstemperatur jedoch dadurch Grenzen gesetzt, daß die Schmelzpunkte des zu beschichten­ den Substrats einerseits sowie der Natursteinpartikel und gegebenenfalls beigemengter Farbpigmente andererseits nicht überschritten werden sollen. Als günstiger Kompromiß wurde daher ein Temperaturbereich von etwa 800°C bis 1350°C ge­ funden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 ein die Abfolge der einzelnen Schritte eines er­ findungsgemäßen Verfahrens wiedergebendes Diagramm,

Fig. 2 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren be­ schichtete Ofenkachel in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 2 entlang der Linie III-III sowie

Fig. 4 eine Eckkachel, ebenfalls zur Umwandung von Öfen, in perspektivischer Ansicht.

Der in Fig. 1 gezeichnete Ablaufplan 1 zeigt die elementa­ ren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beschich­ tung gläserner oder keramischer Gegenstände wie beispiels­ weise einer Ofenkachel 2, 3. Im Rahmen des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens 1 werden verschiedene Edukte 4-8 nach ent­ sprechender Aufbereitung 9, 10 zu einer breiigen Suspension vermischt 11. Diese wird anschließend auf die zu be­ schichtenden, gläsernen oder keramischen Gegenstände aufge­ tragen 12 und bei einer Temperatur zwischen etwa 800°C und 1350°C ausgehärtet 13.

Ein für die erfindungsgemäße Beschichtung unentbehrliches Edukt bildet ein Naturstein 4, beispielsweise Granit, Ba­ salt, oder Porphyr. Dieser wird zu Steinmehl mit einer Korngröße von weniger als 3,5 mm zerkleinert 9. Bei der alternativen Verwendung von Natursteinsand kann der Mahl­ vorgang 9 entfallen. Zur Erzielung besonderer Effekte las­ sen sich auch mehrere Natursteinsorten 4, 5 in einer Sus­ pension vermischen 11. Beispielsweise kann durch die Bei­ mengung von Quarz 5 ein zusätzlicher Glitzereffekt hervor­ gerufen werden.

Als weiteres, unverzichtbares Edukt wird mit dem Natur­ steinmehl 9, 10 ein in einer Flüssigkeit gelöstes Bindemit­ tel 6 beigemengt 11. Als Bindemittel 6 wird vorzugsweise Wasserglas verwendet, da dieses einerseits sowohl auf glä­ sernen als auch auf keramischen Substraten optimal haftet und darüber hinaus vergleichbare Eigenschaften, insbeson­ dere einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf­ weist, was insbesondere bei der Beschichtung von Ofenka­ cheln 2, 3 wichtig ist.

Der Suspension aus Naturstein 4, 5 und Bindemittel 6 können zur Erzielung bestimmter optischer Effekte Farbmittel 7, 8 beigemengt 11 werden. Hierfür kommen einerseits Farbpig­ mente 7 metallischen oder keramischen Ursprungs in Frage, die schließlich als feinstverteilte Partikel in der Suspen­ sion vorliegen. Andererseits ist es darüber hinaus auch denkbar, metallische Farboxide beispielsweise in gelöster Form zuzugeben, die schließlich in das Gefüge des Bindemit­ tels 6 eingebaut werden. Diese Färbung eignet sich insbe­ sondere bei Verwendung von Wasserglas 6 und entspricht der üblichen Glasfärbetechnik.

Diese Substanzen 4-8 werden entweder vollständig vermischt 11, so daß eine makroskopische nahezu homogene Suspension entsteht, oder aber verschiedene Natursteinsorten 4, 5 und/oder Farbstoffe 7, 8 werden nur unvollständig miteinan­ der vermengt, wodurch sich der Eindruck verschiedener Ge­ steinstexturen erzeugen läßt.

Während des Mischvorgangs 11 kann die Viskosität der erfin­ dungsgemäßen Suspension durch Dosierung des Lösungsmittels 6 an die jeweilige Auftragtechnik 12 angepaßt werden. Die Auftragstechnik richtet sich wiederum nach dem Zustand des zu beschichtenden gläsernen oder keramischen Substrats.

Auf ungebrannten, keramischen Rohlingen empfiehlt sich ein Auftrag durch einfaches Aufgießen, da hierbei der noch wei­ che Rohling nicht mit einem Werkzeug in Kontakt gerät und eine unerwünschte Verformung desselben nahezu ausgeschlos­ sen ist. Um aufgegossen werden zu können, muß die Suspen­ sion fließfähig sein. Bei dieser Auftragstechnik lassen sich bestimmte Umfangsränder einer akzentuierenden Be­ schichtung dadurch vorgeben, daß in den Rohling eine Vertiefung entsprechenden Umrisses eingedrückt wird, inner­ halb der sich die eingegossene Flüssigkeit sodann verteilt.

Bei der Beschichtung von Glas, unglasierten oder glasierten keramischen Scherben kann zur Beschleunigung des Auftrags auch ein spachtelartiges Werkzeug verwendet werden, mit dem die Suspension aufgestrichen wird. Auf diese Art können auch viskose oder pastose Suspensionen verarbeitet werden.

Soll die Verarbeitungsgeschwindigkeit noch weiter gestei­ gert werden, so kann eine Auftragstechnik angewandt werden, bei der die Suspension vermittels einer Düse unter Druck aufgespritzt wird. Hierfür ist es jedoch erforderlich, durch ausreichende Beigabe von Lösungsmittel 6 dafür Sorge zu tragen, daß die erfindungsgemäße Suspension realtiv dünnflüssig ist.

Anschließend muß das Lösungsmittel 6 aus der aufgetragenen Suspension ausgetrieben werden, so daß das Bindemittel aus­ härtet und eine chemisch und mechanisch stabile, oberflä­ chige Schicht ausbildet. Um den Verdunstungsvorgang des Lö­ sungsmittels 6 zu beschleunigen, wird der beschichtete Ge­ genstand 2, 3 auf eine Temperatur von etwa 800°C bis 1350° erwärmt. Dieser Temperaturbereich stellt einen Kompromiß dar zwischen einer möglichst hohen Temperatur einerseits, um den Verdunstungsvorgang so stark wie möglich zu be­ schleunigen, und einer Grenztemperatur andererseits, die durch den Schmelzpunkt der gläsernen und/oder keramischen Substrate einerseits und der Natursteinpartikel sowie gege­ benenfalls der Farbpigmente andererseits vorgegeben ist. Unter Umständen kann der Brennvorgang 13 zur Verdunstung des Lösungsmittels auch mit dem keramischen Brand eines ke­ ramischen Rohlings und/oder mit dem Glasurbrand einer zunächst unglasierten, keramischen Scherbe kombiniert wer­ den, um das Herstellungsverfahren weiter zu beschleunigen.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 1 hergestellte Ofenkachel 2 weist ein flächiges Substrat 14 aus gebranntem und glasiertem Ton auf. Auf der Vorderseite 15 des Sub­ strats 14 ist etwa mittig eine Akzentuierung aus mehreren Ornamenten 16, 17 vorgesehen. Die Ornamente 16, 17 sind durch Beschichtung mit einer erfindungsgemäßen Suspension hergestellt worden. Zur Erzeugung des mittigen, etwa qua­ dratischen Ornaments 16 wurde überwiegend helles Granitmehl 9 verwendet, wogegen zur Herstellung der peripheren, etwa dreieckigen Ornamente 17 vorwiegend dunkles Basaltmehl ein­ gesetzt wurde.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Beschichtung 16 in eine mulden­ förmige Vertiefung 18 in der Oberfläche 15 der Ofenkachel 2 eingefüllt. Hierdurch ergibt sich einerseits ein nahezu bündiger Abschluß zwischen der Beschichtungsoberfläche 19 und der Oberfläche 15 des Substrats 14, so daß ein Abplat­ zen der Beschichtung 16, 17 völlig ausgeschlossen ist. An­ dererseits wird der Umfang 20 eines Ornaments 16, 17 durch die äußere Kante 21 der muldenförmigen Vertiefung 18 be­ stimmt. Dies hat sowohl den Vorteil einer hohen Präzision, beispielsweise Geradlinigkeit der Umrandungen 20 von Orna­ menten 16, 17 als auch einer großen Schärfe der Kante 21, so daß sich der Eindruck eines eingelassenen Steinplätt­ chens ergibt.

Fig. 4 zeigt eine eckförmige Ofenkachel 3, bei vor allem der Bereich der Kante 22 mit einer erfindungsgemäßen Be­ schichtung 23 versehen wurde. Bei Verwendung im Bereich von Kanten 22 tritt zu dem akzentuierenden Effekt der Vorteil eines mechanischen Schutzes, da insbesondere der Kantenbe­ reich 22 von Kachelöfen durch ungewollte Stöße oder Schläge in Mitleidenschaft gezogen wird. Die Beschichtung eines derartig gewölbten Bereichs 22 erfolgt vorzugsweise durch Aufstreichen vermittels eines spachtelartigen Werkzeugs.

Claims (24)

1. Gegenstand (2, 3) mit zumindest teilweiser, oberflä­ chiger Beschichtung aus einem erhärteten Bindemittel (6) sowie aus darin eingeschlossenem Steinmehl (9, 10) und/oder -sand, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Gegenstand (2, 3) aus Keramik gebildet ist;
• - das Bindemittel (6) aus Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, besteht; und
• - das Steinmehl (9, 10) sowie gegebenenfalls der Steinsand aus zerkleinerten, quarz- und feld­ spathaltigen Plutonit- oder Vulkanit-Gesteinen, insbesondere Graniten, Basalten und/oder Porphyren, besteht.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steinmehl zur Erzeugung eines Glitzereffekts Quarzsand beigemengt ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korngröße des Steinmehls (9, 10) oder -sands maximal etwa 5 mm, vorzugsweise weniger als 3,5 mm beträgt.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Farbmittel (7, 8) beigefügt sind.

5. Gegenstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmittel (7, 8) aus im Bindemittel gelösten und/oder feinst verteilten Metallen und/oder Metall­ oxiden bestehen.

6. Gegenstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmittel aus in dem Bindemittel (eingeschlos­ senen, keramischen Festkörpern bestehen.

7. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung (16, 17, 23) zwischen 0,5 und 5 mm, vorzugsweise etwa 2 mm beträgt.

8. Gegenstand aus Keramik und/oder Glas mit nur teilwei­ ser, oberflächiger Beschichtung, wobei die Beschich­ tung (16, 17, 23) mit einem erhärteten Bindemittel (6) aus Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, sowie mit darin eingeschlossenem Steinmehl (9, 11) und/oder -sand aus zerkleinerten Natursteinen, insbesondere Ba­ salten, Graniten, Porphyren und/oder Quarzen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in einer muldenförmigen Vertiefung (18) des Gegenstands angeordnet ist, deren Tiefe etwa der Dicke der Be­ schichtung entspricht, und dem Gegenstand in diesen Bereichen eine natursteinähnliche Oberfläche verleiht.

9. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Fliese oder Kachel (2, 3) ist.

10. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Gebrauchsgegen­ stand, insbesondere ein Gefäß oder Geschirrteil ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands aus Kera­ mik mit zumindest teilweiser oberflächiger Beschich­ tung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Zerkleinern (9, 10) von quarz- und feldspathaltigem Plutonit- oder Vulkanit-Gestein, insbesondere von Graniten, Basalten und/oder Porphyren, (4, 5) zu Steinmehl mit einer Korngröße von maximal etwa 5 mm, vorzugsweise weniger als 3,5 mm oder Verwendung von Natursteinsand mit derselben chemischen Zusammensetzung und entsprechender Korngröße,
• - Vermischung (11) mit einem Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas als Bindemittel enthaltenden, flüs­ sigen Lösungsmittel (6) zu einer flüssigen oder pasto­ sen Suspension,
• - Auftrag (12) der flüssigen oder pastosen Suspension auf den zu beschichtenden Keramik-Gegenstand (2, 3) sowie
• - Abbinden (13) des Bindemittels (6).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steinmehl zur Erzeugung eines Glitzereffekts Quarzsand beigemengt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der flüssigen oder pastosen Suspension vor dem Auftrag auf den zu beschichtenden Gegenstand Farbmittel (7, 8) beigemischt (11) werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbmittel (8) Metalle und/oder Metalloxide verwendet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbmittel (7) metallische und/oder keramische Pigmente verwendet werden.

16. Verfahren zur Herstellung eines teilweise beschichte­ ten Gegenstands aus Keramik und/oder Glas, wobei durch Vermischung (11) von Natursteinmehl oder -sand, insbe­ sondere von Basalten, Graniten, Porphyren und/oder Quarzen, mit einem Wasserglas, insbesondere Natronwas­ serglas, als Bindemittel enthaltenden, flüssigen Lö­ sungsmittel eine flüssige oder pastose Suspension ge­ bildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastose Suspension in muldenförmige Vertiefungen (18) des Gegenstands (2, 3) eingefüllt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastose Suspen­ sion vermittels eines etwa spachtelartigen Werkzeugs aufgestrichen (12) wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die durch Vermischung entstandene Suspension fließfä­ hig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension aufgegossen (12) wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die durch Vermischung entstandene Suspension flüssig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension unter Druck aufgespritzt (12) wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastose Suspen­ sion auf den Rohling des herzustellenden Gegenstands (2, 3) aufgetragen (12) wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastose Suspen­ sion auf die unglasierte Scherbe des herzustellenden Gegenstands (2, 3) aufgetragen (12) wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastose Suspen­ sion auf die glasierte Scherbe des herzustellenden Ge­ genstands (2, 3) aufgetragen (12) wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbinden des Bindemittels durch thermische Trocknung und/oder Brennen (13) er­ folgt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungs- und/oder Brenntemperatur bis zu 1450 Grad C, vorzugsweise 800 Grad C bis 1350 Grad C beträgt.