DE60013194T2

DE60013194T2 - Verfahren zur Herstellung von einem Gegenstand ähnlich dem von unglasierten keramischen Platten

Info

Publication number: DE60013194T2
Application number: DE60013194T
Authority: DE
Inventors: Tetsusaburo Tokorozawa-shi Taira; Makoto Tokorozawa-shi Igari
Original assignee: TOYKO SEIHINKAIHATSU KENKYUSHO; TOYKO SEIHINKAIHATSU KENKYUSHO TOKOROZAWA
Current assignee: TOYKO SEIHINKAIHATSU KENKYUSHO; TOYKO SEIHINKAIHATSU KENKYUSHO TOKOROZAWA
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: US6187239B1; EP1041054A1; DE60013194D1; EP1041054B1

Description

Industrielles Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, der ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte ist, und der hauptsächlich aus tonartigen Materialien wie Sericit und Kaolin hergestellt wird, ohne ein Verfahren zu erfordern, welches eine hohe Energiemenge verbraucht.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei der Herstellung von geformten Gegenständen unter Verwendung von tonartigen Materialien wurden bislang vorgeschlagen und angewendet ein Verfahren des gründlichen Knetens des tonartigen Materials mit Wasser und danach Sintern eines Gemisches, oder Verfahren des Anwendens von flüssigem Glas, Portlandzement und einem wärmehärtenden Harz.
Das Sinterverfahren kann ein gesintertes Produkt mit hoher Festigkeit bereitstellen, erfordert allerdings eine hohe Energiemenge und verbraucht beträchtlich viel Brennstoff, Elektrizität u.s.w. wegen des Erfordernisses von hohen Temperaturen in der Grössenordnung von mehreren Hundert bis mehreren Tausend Grad. Dieses Verfahren erfordert ebenfalls eine Grossanlage. Die Verfahren des Anwendens von flüssigem Glas, Portlandzement u.s.w. (offenbart in JP 57-88062, A und JP 58-2255, A) werden von derartigen Problemen begleitet, wie dass die Verwendung von flüssigem Glas eine lange Zeit erfordert für das Entwickeln von Wasser-Beständigkeit, und dass die Verwendung von Zement ein Phänomen des Weissens verursacht, d.h. einen weisslichen Niederschlag erzeugt bei der Immersion in Wasser. Ebenso werden die nach derartigen Verfahren erzeugten Produkte beachtlich in der Festigkeit verschlechtert. Ein künstliches Gestein unter Verwendung von wärmehärtendem Harz als ein Hauptbestandteil hat eine begrenzte Feuerfestigkeit und hat immer ein geglättetes, glanzartiges Erscheinen, weil der Hauptbestandteil ein Harz ist, d.h. eine organische Substanz.
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein inneres oder äusseres Verarbeitungsmaterial bereitzustellen, welches aus einem tonartigen Material als Hauptbestandteil hergestellt ist, und welches überragende Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit aufweist, ohne eine hohe Energiemenge zu verbrauchen, wie im Sinterverfahren erforderlich.
Mittel zur Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren eines Gegenstandes bereit, ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte, welches gekennzeichnet ist durch Verwendung eines Gemisches eines tonartigen Hauptbestandteils von Sericit oder/und Kaolin, einer Harz-Flüssigkeit als Mittel zur frühzeitigen Entwicklung von Festigkeit, und einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat als ein massereduzierendes Mittel, als Formmasse, und durch Herstellen eines leichtgewichtigen geformten Gegenstandes, welcher überlegene Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit aufweist und frei ist vom Phänomen des Weisswerdens, durch Formen, Trocknen und Erhitzen des Gemisches zum Härten.
Das obige Gemisch enthält vorzugsweise eine wässrige Lösung von Pentaerythrit als ein Mittel zur Verbesserung der Fluidität in einem Mischungsschritt. In diesem Zusammenhang stellt die vorliegende Erfindung bereit ein Herstellungsverfahren eines Gegenstandes, ähnlich dem einer unglasierten Keramikplatte, welches gekennzeichnet ist durch Verwendung eines Gemisches eines tonartigen Hauptbestandteils von Sericit oder/und Kaolin, einer Harzflüssigkeit als ein Mittel zur frühzeitigen Entwicklung von Festigkeit, einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat als ein massereduzierendes Mittel, und einer wässrigen Lösung von Pentaerythrit als ein Mittel zur Verbesserung von Fluidität in einem Mischungsschritt, als Formmasse, und durch Herstellen eines leichtgewichtigen geformten Gegenstandes, welcher überlegen ist in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit und frei ist von einem Phänomen des Weisswerdens, durch Formen, Trocknen und Erhitzen des Gemisches zum Härten.
Das obige Gemisch wird speziell hergestellt durch Hinzufügen von 40–60 Gewichtsteilen des tonartigen Hauptbestandteils zur einer Flüssigkeit mit einer Zusammensetzung von 14–17 Gewichtsteilen einer Lösung, hergestellt durch Dispergieren von 4–9% Aluminiumsilicat in einer wässrigen 4% Polyethylenglykol Lösung, 5–6 Gewichtsteilen einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, und 11–29 Gewichtsteilen einer dispersen Harz-Flüssigkeit. In diesem Zusammenhang stellt die vorliegende Erfindung bereit ein Herstellungsverfahren eines Gegenstandes, ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte, welches gekennzeichnet ist durch Verwendung eines Gemisches eines tonartigen Hauptbestandteils von Sericit oder/und Kaolin, einer Harz-Flüssigkeit als ein Mittel zur frühzeitigen Entwicklung von Festigkeit, und einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat als ein massereduzierendes Mittel, als Formmasse, und durch Herstellen eines leichtgewichtigen geformten Gegenstandes, welcher überlegen ist in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit, und frei ist von einem Phänomen des Weisswerdens, durch Formen, Trocknen und Erhitzen des Gemisches zum Härten.
Das Härten unter Erhitzen wird speziell durchgeführt im Bereich von 110°C bis 150°C. In diesem Zusammenhang stellt die vorliegende Erfindung bereit ein Herstellungsverfahren eines Gegenstandes, ähnlich dem einer unglasierten Keramikplatte, welches gekennzeichnet ist durch Verwendung eines Gemisches eines tonartigen Hauptbestandteils von Sericit oder/und Kaolin, einer Harzflüssigkeit als ein Mittel zur frühzeitigen Entwicklung von Festigkeit, und einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat als ein massereduzierendes Mittel, und durch Herstellen eines leichtgewichtigen geformten Gegenstandes, welcher überlegen ist in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit, und frei ist von einem Phänomen des Weisswerdens, durch Formen, Trocknen und Erhitzen des Gemisches zum Härten im Bereich von 110°C bis 150°C.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Der tonartige Hauptbestandteil ist z.B. gegeben durch ein tonartiges Material, welches enthält ein Glimmer-Tonmineral oder ein Kaolin-Mineral als einen Hauptbestandteil. Tonartige Materialien wie Sericit und Kaolin werden in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Harzflüssigkeit hat eine Wirkung der frühzeitigen Entwicklung der Festigkeit. Z.B., eine Harzflüssigkeit mit einer Zusammensetzung von 7,8% 2-Propanol-Wasser disperse Lösung, welche enthält 60-63% einer Acryl-Styrol Emulsion (Feststoffgehalt: 47,5) und 5,0-6,0% von methyliertem Melaminharz. Falls notwendig, wird eine geeignete Menge von Wasser zu der Harzflüssigkeit hinzugefügt, zum leichteren Vermischen und Kneten.
Die disperse Lösung von Aluminiumsilicat trägt bei zur Verringerung der Masse des Endprodukts.
Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden 40–60 Gewichtsteile von tonartigen Materialien wie sogenanntem Sericit und Kaolin allein oder in Kombination gemischt zu einer Lösung mit einer Zusammensetzung von 14–17 Gewichtsteilen einer Lösung, hergestellt durch Dispergieren von 4–9% von Aluminiumsilicat in einer wässrigen 4% Polyethylenglykol (PEG)#200 Lösung, 5–6 Gewichtsteilen einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, und 11–29 Gewichtsteilen der Harzflüssigkeit. Nach gründlichem Kneten des Gemisches wird das Gemisch beispielsweise in eine Form gefüllt für das Formen zu einer gewünschten Form, gefolgt von Trocknen. Nach dem Trocknen wird ein geformtes Produkt zum Härten erhitzt auf Temperaturen von 110°C bis 150°C.
Das Herstellungsverfahren ist unten zusammengefasst. Zunächst werden 14–17 Gewichtsteile einer 4% PEG#200 gelierten Wasser-dispersen Lösung, welche enthält 4–9% Aluminiumsilicat, 5–6 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung und 10–29 Gewichtsteile einer Harzflüssigkeit mit einer Zusammensetzung, die später beschrieben wird, zusammen vermischt. Dann werden 40–60 Gewichtsteile von tonartigen Materialien wie sogenanntem Sericit und Kaolin in die obige vermischte Flüssigkeit, entweder allein oder in Kombination, gegeben, gefolgt von gründlichem Kneten des Gemisches. Das Mischungsverhältnis der tonartigen Materialien hat keine Beschränkungen und wird in Abhängigkeit vom Ton und der erforderlichen spezifischen Dichte eingestellt. Die scheinbare spezifische Dichte ist grösser, wenn Kaolin allein verwendet wird, und verringert sich, wenn das Mischungsverhältnis von Sericit zunimmt. Trotz der Abhängigkeit von Auswirkungen der anderen Zusammensetzungs-Bestandteile ist die scheinbare spezifische Dichte des Gemisches im Bereich von 1,77 bis 1,06.
Die Auswirkungen der anderen Zusammensetzungs-Bestandteile auf die scheinbare spezifische Dichte haben eine derartige Tendenz, dass eine grössere Menge der Harzflüssigkeit die scheinbare spezifische Dichte erhöht, und eine grössere Menge der dispersen Lösung des Aluminiumsilicats die scheinbare spezifische Dichte erniedrigt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Harzflüssigkeit ist eine Zusammensetzung, hergestellt durch Dispergieren, in Wasser, von 60–64%, vorzugsweise 62,5%, einer Acryl-Styrol Emulsion (Feststoffgehalt: 27,5%), 5,0–6,0%, vorzugsweise 5,9% eines methylierten Melamin-Harzes, und 7,0–8,0%, vorzugsweise 7,8%, 2-Propanol.
Die Menge des hinzugefügten Wassers, um das Kneten des Gemisches zu erleichtern, ist vorzugsweise so gering wie möglich, um die erforderliche Zeitspanne des darauffolgenden Trocknungsschrittes zu verkürzen. Allerdings muss die Menge des hinzugefügten Wassers erhöht werden, wenn das Mischungsverhältnis von Sericit steigt. Wenn Sericit allein verwendet wird, beläuft sich die Menge des hinzugefügten Wassers auf 49 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen von Sericit.
Falls Kneten des Gemisches unzureichend ist und dessen Vermischen inhomogen ist, würde sich die Biegefestigkeit des Endprodukts verschlechtern. Weil die Aufschlämmung Thixotropie hat, fliesst und zirkuliert sie auf solche Weise, dass Blasen getrieben und entfernt werden, nachdem sie in ein Form gefüllt wurde.
Nach dem Entfernen von Blasen wird die Aufschlämmung stehen gelassen und an der Luft getrocknet. Als Folge verringert sich das Gewicht der gefüllten Aufschlämmung um etwa 10%, und ein geformtes Produkt wird zu dem Zeitpunkt von der Form freigesetzt, wenn die Aufschlämmung erstarrt. Weil ein Silicon-Freisetzungsmittel nicht so wirkungsvoll ist, ist erwünscht, dass ein Blatt- oder Film-ähnliches Freisetzungspapier oder dergleichen auf den Boden der Oberfläche der Form gelegt wird.
Nach dem Freisetzen von der Form wird das Produkt über Nacht an der Luft getrocknet, um auf diese Weise zu einer Verringerung des Gewichts um 30–40% zu führen. Zu schnelles Trocknen würde eine verzogene Stelle bei dem Produkt erzeugen. Nach dem Trocknen an der Luft wird das Produkt weiter bei 50°C 60–90 Minuten lang getrocknet, bei 60°C zwei Stunden, und dann bei 100°C eine Stunde. Nach dem Trocknen wird das Produkt für das vernetzende Härzen 6 Stunden bei 110–120°C oder 1–2 Stunden bei 150°C erhitzt.
Die Erwärmungs-Temperatur für die Vernetzung kann wahlweise gewählt sein im Bereich von 110–150°C. Die oben erwähnte Temperatur und die Zeit für das Trocknen sind als Leitfaden für einen typischen Fall dargestellt, und verändern sich in Abhängigkeit von der Dicke des geformten Produkts und dem Mischungsverhältnis der tonartigen Materialien.
Im allgemeinen führt ein schnelles Trocknen dazu, dass eine Trocknungs-Geschwindigkeit an der Produkt-Oberfläche eine Bewegungs-Geschwindigkeit des Dampfes im Innern des Produkts überschreitet, und es kann sein, dass bei dem Produkt eine verzogene Stelle oder ein Riss verursacht wird. Daher sind die Werte für das Trocknen im Einzelfall nicht auf die oben erwähnten Werte beschränkt.
Ablauf
Tonartige Materialien werden als ein Hauptbestandteil verwendet, und eine disperse Lösung von Aluminiumsilicat wird zur Massereduzierung hinzugefügt. Weiter wird eine geringe Menge einer Harz-Flüssigkeit hinzugefügt zur Entwicklung der Wasser-Beständigkeit und der frühzeitigen Verbindung. Das Gemisch wird dann erhitzt auf Temperaturen in dem Bereich von 110°C bis 150°C für das vernetzende Härten, um eine hohe Festigkeit zu gewährleisten. Ein wasserlösliches Material ist aus den Zusammensetzungs-Bestandteilen ausgeschlossen und ein Phänomen des Weisswerdens wegen der Befeuchtung mit Wasser.
Da das auf diese Weise geformte Produkt bei Temperaturen im Bereich von 60°C bis 100°C getrocknet wird und erhitzt wird auf Temperaturen im Bereich von 110°C bis 150°C, ist die zur Herstellung des Produktes erforderlich Energie sehr gering. Im Falle der Verwendung von flüssigem Glas oder dergleichen ist die erforderliche Energiemenge gering, allerdings ist eine lange Zeitdauer erforderlich für das Härten, und einige zehn Tage sind erforderlich für die Entwicklung der Wasserbeständigkeit. Dagegen ist in der vorliegenden Erfindung eine für das gesamte Verfahren notwendige Zeitdauer 5–6 Tage, und Wasserbeständigkeit wird auf einmal entwickelt. Des weiteren wird ein Phänomen des Weisswerdens, d.h. das Auftreten eines weisslichen Niederschlages bei der Berührung mit Wasser, vermieden.
Hinzufügen einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung ist nicht wirkungsvoll beim Härten, unterstützt aber die Fluidität der Inhaltsstoffe im Schritt des Vermischens.
Durch Hinzufügen einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat kann die scheinbare spezifische Dichte des Produkts zur Verringerung des Gewichts verringert werden. Allerdings würde, wenn Aluminiumsilicat hinzugefügt und geknetet wird in der Form von Pulver, sich das Endprodukt ergeben wegen des Hinzufügens eines festen Bestandteils in der gleichen Menge.
Die Menge eines Harzes als ein Zusammensetzungs-Bestandteil wird auf einen notwendigen, minimalen Wert gesetzt zur Verhinderung von Rissen und um Wasserbeständigkeit zu entwickeln, so dass das Endprodukt eine gute Feuerfestigkeit hat.
Da das Produkt eine poröse Oberfläche wie Sandstein hat, absorbiert das Produkt Feuchtigkeit in einer feuchten Umgebung trotz des Aufweisens von Wasserbeständigkeit, und deswegen wird Tau-Kondensation vermieden. Vermischen der Harzflüssigkeit trägt bei zur Entwicklung von Wasserbeständigkeit und Erhöhung der Biegefestigkeit und Stossfestigkeit mit Hilfe des Aluminiumsilicats. In dieser Hinsicht erhöht ein höheres Mischungsverhältnis des Harz-Bestandteils die Biegefestigkeit, verschlechtert aber die Flammbeständigkeit. Wenn der Harz-Bestandteil im Überschuss von 20% der Gesamtmenge (mit Ausnahme des für das Kneten hinzugefügten Wassers) vermischt wird, tritt Rauch auf, wenn eine Flamme mit einer Kante des geformten Produkts in Berührung gebracht wird. Falls das Mischungsverhältnis des Harz-Bestandteils 29% erreicht, weist die flache Oberfläche des Endprodukts Flammbeständigkeit auf, allerdings wird eine Produkt-Kante verkohlt, wenn sie einer Flamme ausgesetzt wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich in Verbindung mit Beispielen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die untenstehenden Beispiele beschränkt wird.
Beispiel 1
13,9 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat-Lösung, 4,6 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 19,9 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit und 15,2 Gewichtsteile Wasser wurden zusammen unter Rühren vermischt. Dann wurden 46,3 Gewichtsteile Sericit hinzugefügt und das Gemisch geknetet, um eine Aufschlämmung, beinahe eine Paste, herzustellen. Eine resultierende Aufschlämmung-ähnliche Zusammensetzung wurde in ein Form gegeben und wurde zum Fliessen und Zirkulieren gebracht, um Blasen zu entfernen, gefolgt von Stehenlassen unter Luft-Trocknung. Zu dem Zeitpunkt, als der in die Form gefüllte Betrag der Aufschlämmung um 10% durch Verdampfung verringert war und die Aufschlämmung erstarrt war, wurde ein geformtes Produkt aus der Form freigesetzt und danach Luft-getrocknet. Nachdem die Verringerung des Gewichts durch Verdampfung 30% (nach 40 Stunden im Sommer (Ende Juli)) überschritt, wurde das Produkt bei einer Temperatur von 50°C 60 Minuten lang getrocknet, bei 60°C 4 Stunden, und danach bei 100°C 4 Stunden.
Nach dem Trocknen wurde das Produkt bei 150–160°C 2 Stunden lang erhitzt, wobei ein Endprodukt erhalten wurde. Das Trocknen bei 60°C wurde beendet zu dem Zeitpunkt, als die Produktoberfläche in seiner Gesamtheit bei visueller Beobachtung gleichmässig grau-weiss wurde.
Eine zur Erhöhung der Temperatur von 60°C bis 100°C erforderliche Zeitdauer war etwa 20 Minuten, und eine zur Erhöhung der Temperatur von 100°C bis 150°C erforderliche Zeitdauer war ebenfalls etwa 20 Minuten.
Das Endprodukt war in der Gestalt eines Plattenähnlichen weissen Sandsteins und seine scheinbare spezifische Dichte war 1,45. Das Produkt zeigte keine Veränderungen wie Weisswerden und Erweichen, sogar nach 72 Stunden Immersion in Wasser. Wenn das Produkt einer Flamme ausgesetzt wurde, trat keine Veränderung in dem flachen Oberflächen-Abschnitt auf, aber eine Kante des Produkts erzeugte etwas Rauch, wenn sie in die Flamme gebracht wurde. Als Folge des Messens der Biegefestigkeit durch ein Verfahren des festen Anbringens eines Endes der Platte und des Aufbringens eines Gewichts an dem anderen Ende war bis zu dem Moment von 10 600 cm.g/cm² kein Bruch festzustellen.
Beispiel 2
16,1 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5,6 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 16,5 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit, und 2,8 Gewichtsteile Wasser wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 55,0 Gewichtsteile Kaolin hinzugefügt, und das Gemisch geknetet, um eine Paste zu erzeugen. Die Paste wurde in eine Form gefüllt. Nachdem die Paste zum Fliessen und Zirkulieren gebracht wurde, um Blasen zu entfernen, wurde sie stehen gelassen. 5 Stunden später war die in die Form gefüllte Paste von 91,1 g auf 83,4 g verringert und das Gewicht war durch Verdampfung um 7,8% verringert. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein geformtes Produkt aus der Form freigesetzt und danach Luft-getrocknet. Während des obigen Zeitraums von 5 Stunden war die Atmosphären-Temperatur im Bereich von 50°C bis 56°C.
Nach 39 Stunden wurde das Produkt bei einer Temperatur von 60°C 90 Minuten lang getrocknet, bei 88°C 6 Stunden, und danach bei 104–106°C 1 Stunde. Jede für die Erhöhung der Temperatur von einem niedrigeren Niveau auf ein höheres Niveau erforderliche Zeitdauer betrug 20 Minuten. Nach dem Trocknen wurde das Produkt auf 150-160°C in etwa 30 Minuten erhitzt und danach 2 Stunden in einem solchen Temperatur-Bereich gehalten für das vernetzende Härten, wobei ein Endprodukt erhalten wurde.
Das Endprodukt war eine Platte von 59,1 g, weisslich-braun und mit der scheinbaren spezifischen Dichte von 1,60. Das Produkt zeigte keine Veränderungen der Wasserbeständigkeit, sogar nach Immersion in Wasser für 72 Stunden, und zeigte gute Flammbeständigkeit, nämlich erzeugte keinen Rauch bei Aussetzung an einer Flamme. Die Biegefestigkeit war 8640 cm.g/cm², etwas geringer als in Beispiel 1, aber dieser Wert war nicht problematisch vom praktischen Gesichtspunkt aus. Das Produkt zeigte eine derartige Stossfestigkeit, dass eine Proben-Platte mit 10 mm Dicke nur dann brach, wenn ein Gewicht von 1000 g aus einer Höhe von 60 cm auf die Proben-Platte fallengelassen wurde.
Beispiel 3
1,5 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, und 28,5 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 50 Gewichtsteile Kaolin hinzugefügt und das Gemisch wurde geknetet, um eine Paste herzustellen.
Die Paste wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 verarbeitet, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde. Das Produkt war eine Platte, wie brauner Sandstein, mit einem Gewicht entsprechend 51,8 Gewichsteilen und der scheinbaren spezifischen Dichte von 1,50.
Das Produkt zeigte eine Wasserbeständigkeit ähnlich der in den obigen Beispielen, zeigte aber eine derartige Flammbeständigkeit, dass eine Produkt-Kante verkohlt wurde bei Aussetzung an eine Flamme. Ebenfalls zeigte das Produkt Rotbrüchigkeit, nach dem Aussetzen an Rotglut. Ein Test der Biegefestigkeit bewies, dass das Produkt gebogen wurde bei einem Moment von 15469 cm.g/cm², aber nicht brach. Was die Stossfestigkeit angeht, brach eine Proben-Platte mit 12 mm Dicke, wenn ein Gewicht von 1000 g aus einer Höhe von 45 cm auf die Proben-Platte fallengelassen wurde.
Beispiel 4
15,0 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 21,5 Gewichtsteile einer Harzflüssigkeit, und 5 Gewichtsteile Wasser wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 30,0 Gewichtsteile Kaolin und 20,6 Gewichtsteile Sericit hinzugefügt und das Gemisch wurde geknetet, um eine Paste herzustellen.
Nach Füllen der Paste in eine Form und Luft-Trocknen über Nacht (d.h. nachdem die gefüllte Paste zum Fliessen und Zirkulieren gebracht wurde, um Blasen zu entfernen und 18 Stunden lang stehen gelassen wurde), wurde ein geformtes Produkt aus der Form freigesetzt. Nach 49 Stunden Luft-Trocknen wurde das Produkt weiter bei 60°C 5 Stunden getrocknet, dann auf 100°C in 20 Minuten erhitzt und danach bei einem solchen Temperatur-Niveau 6,5 Stunden lang gehalten. Danach wurde die Produkt-Temperatur in 25 Minuten auf 150°C angehoben und danach für das vernetzende Härten 90 Minuten ein derartiges Temperatur-Niveau beibehalten, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Das Produkt war eine Platte wie ein braun-weisser Sandstein, mit der scheinbaren spezifischen Dichte von 1,39. Da das Produkt dieses Beispiels sowohl Kaolin, als auch Sericit in einer kombinierten Weise enthält, war für das Trocknen ein längerer Zeitraum erforderlich. Die Biegefestigkeit des Produkts war 12111 cm.g/cm2, und die Wasserbeständigkeit war ähnlich der in den obigen Beispielen. Die Flammbeständigkeit betreffend, erzeugte das Produkt etwas Rauch und zeigte Rotbrüchigkeit nach dem Aussetzen an Rotglut.
Beispiel 5
16,1 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5,5 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 16,5 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit, und 7,1 Gewichtsteile Wasser wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 54,9 Gewichtsteile Kaolin hinzugefügt, und das Gemisch wurde geknetet, um eine Paste herzustellen. Die Paste wurde in eine Form gefüllt und wurde zum Fliessen und Zirkulieren gebracht, um Blasen zu entfernen, gefolgt von Trocknen an der Luft. Nach 24 Stunden wurde ein geformtes Produkt aus der Form freigesetzt, und wurde 8 Stunden bei 40–50°C getrocknet, gefolgt von stehen lassen über Nacht. Das Produkt wurde weiter bei 70°C 1,5 Stunden getrocknet, danach wurde es in 50 Minuten auf 100°C erhitzt und dann 1 Stunde auf einem solchen Temperatur-Niveau gehalten. Danach wurde die Produkt-Temperatur auf 110–119°C angehoben und danach 6 Stunden für das vernetzende Härten auf einem solchen Temperatur-Niveau gehalten, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Das Produkt war eine Platte wie ein braun-weisser Sandstein, mit der scheinbaren spezifischen Dichte von 1,32. Ein Probenstück wurde aus dem Produkt herausgeschnitten und wurde einem Test unterzogen. Als Ergebnis war die Biegefestigkeit 8007 cm.g/cm², und die Stossfestigkeit war derartig, dass ein Probenstück von 10 mm Dicke brach, wenn ein Gewicht von 400 g aus einer Höhe von 55 cm auf das Probenstück fallen gelassen wurde. Das Produkt zeigte eine Wasserbeständigkeit, ähnlich der in den obigen Beispielen. Die Flammbeständigkeit betreffend, erzeugte das Produkt bei Aussetzen an Rotglut etwas Rauch, zeigte aber keine Veränderungen unter der Bedingung, bis der rotglühende Zustand erreicht war.
Beispiel 6
17,0 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5,8 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 14,6 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 58,4 Gewichtsteile Kaolin hinzugefügt, und das Gemisch geknetet, um eine Paste herzustellen.
Die Paste wurde in eine Form gefüllt und wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 4 verarbeitet, wodurch ein Endprodukt erhalten wurde.
Das Produkt war eine Platte wie ein braun-weisser Sandstein und mit der scheinbaren spezifischen Dichte von 1,45. Das Produkt zeigte die Biegefestigkeit von 5025 cm.g/cm². Die Stossfestigkeit betreffend, brach eine Probenplatte von 10 mm Dicke, wenn ein Gewicht von 400 g aus einer Höhe von 45 cm auf die Probenplatte fallen gelassen wurde. Wasserbeständigkeit und Flammbeständigkeit des Produkts waren ähnlich denen des Produkts des obigen Beispiels 5.
Beispiel 7
17,0 Gewichtsteile einer dispersen Aluminiumsilicat Lösung, 5,8 Gewichtsteile einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, 11,7 Gewichtsteile einer Harz-Flüssigkeit, und 7,0 Gewichtsteile Wasser wurden zusammen unter Rühren vermischt. Danach wurden 58,5 Gewichtsteile Kaolin hinzugefügt, und das Gemisch geknetet, um eine Aufschlämmung, beinahe eine Paste, herzustellen. Die Aufschlämmung wurde in eine Form gefüllt, und eine weiche, aus Silicon-Harz hergestellte Platte mit einer natürlichen Sandstein-Struktur auf ihrer Oberfläche wurde auf die Boden-Oberfläche der Form gelegt. Nach dem Entfernen von Blasen wurde ein Formprodukt 3 Stunden lang stehen gelassen und danach von der Form freigesetzt. Nach 19 Stunden Trocknen an der Luft wurde das Produkt weiter bei 30–40°C 5 Stunden lang getrocknet, bei 60°C 2 Stunden, bei 95°C 1 Stunde, bei 100°C 1,5 Stunden, danach auf 150°C 1,5 Stunden lang erhitzt für das vernetzende Härten. Als Folge wurde ein Endprodukt mit einer Grösse von 14,8 cm × 14,8 cm, einer Dicke von 8 mm-10 mm und einem Gewicht von 212,5 g erhalten. Die in die Form gefüllte Aufschlämmung hatte ein Gewicht von 336,9 g, und deswegen war die Verringerung des Gewichts durch Verdampfung 37%. Das Endprodukt war von der Gestalt eines Ziegel-ähnlichen braun-weissen Sandsteins.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Gemäss der vorliegenden Erfindung, wie aus den oben beschriebenen Beispielen ersichtlich, wird das Produkt erhalten bei einer relativ niedrigen Temperatur, d.h. einer maximalen Temperatur von 150°C. Deswegen können die zur Herstellung des Produkts erforderlichen Energiekosten beträchtlich reduziert werden. Das erhaltene Produkt ist überlegen in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit, und dessen Stossfestigkeit, Biegefestigkeit und spezifische Dichte können eingestellt werden in Abhängigkeit von den individuellen Anwendungen. Das Produkt hat ein Aussehen wie Sandstein und kann als Dekoration verwendet werden, für ein weiches Antasten und elegantes Gefühl sorgend.
Die Erfindung beabsichtigt, ein inneres oder äusseres Verarbeitungsmaterial bereitzustellen, welches hergestellt wird aus einem tonartigen Material als Hauptbestandteil, und in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit überlegen ist, ohne eine hohe Energiemenge zu verbrauchen, wie im Sinterverfahren erforderlich.
In einem Herstellungsverfahren eines Gegenstandes, ähnlich dem einer unglasierten Keramikplatte, gemäss der vorliegenden Erfindung, werden ein Gemisch eines tonartigen Hauptbestandteils, eine Harzflüssigkeit als ein Mittel zur frühzeitigen Entwicklung von Festigkeit, und eine disperse Lösung von Aluminiumsilicat als massereduzierendes Mittel als Formmaterialien verwendet, und das Gemisch wird geformt, getrocknet und danach zum Härten erhitzt, wodurch ein leichtgewichtiger geformter Gegenstand hergestellt wird, welcher überlegen ist in Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit, und frei ist von einem Phänomen des Weisswerdens. Das Gemisch kann eine wässrige Pentaerythrit-Lösung als ein Mittel zur Verbesserung der Fluidität in einem Schritt des Vermischens enthalten. Insbesondere wird das Gemisch hergestellt durch Hinzufügen von 40–60 Gewichtsteilen des tonartigen Hauptbestandteils zu einer Flüssigkeit mit einer Zusammensetzung von 14–17 Gewichsteilen einer Lösung, hergestellt durch Dispergieren von 4-9% Aluminiumsilicat in einer wässrigen 4% Polyethylenglykol Lösung, 5–6 Gewichtsteilen einer wässrigen 2% Pentaerythrit Lösung, und 11–29 Gewichtsteilen einer dispersen Harz-Flüssigkeit. Das Härten unter Erhitzen kann durchgeführt werden im Bereich von 110°C bis 150°C.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte, wobei ein Gemisch von einem tonartigen Hauptbestandteil von Sericit und/oder Kaolin, einer Harz-Flüssigkeit als Mittel, um Festigkeit früher zu entwickeln, und einer dispersen Lösung von Aluminiumsilicat als massereduzierendes Mittel verwendet wird als Formmasse, und das Gemisch geformt, getrocknet und danach für das Härten erwärmt wird, um dadurch einen leichtgewichtigen geformten Gegenstand herzustellen, der in Wasserfestigkeit und Feuerfestigkeit hochwertig ist und frei von Bleich-Erscheinung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte nach Anspruch 1, wobei das Gemisch enthält eine wässrige Lösung von Pentaerythrol als Mittel zur Verbesserung der Fluidität in einem Misch-Schritt.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte nach Anspruch 1, wobei das Gemisch hergestellt wird durch Hinzufügen von 40–60 Gewichtsteilen des tonartigen Hauptbestandteils zu einer Flüssigkeit mit einer Zusammensetzung von 14–17 Gewichtsteilen einer Lösung, hergestellt durch Dispergieren von 4–9 % Aluminiumsilicat in einer 4 Polyethylenglykol wässrigen Lösung, 5–6 Gewichtsteilen einer 2% Pentaerythrol wässrigen Lösung, und 11–29 Gewichtsteilen einer dispersen Flüssigkeit eines Harzes.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes ähnlich dem einer unglasierten keramischen Platte nach Anspruch 1, wobei das Härten unter Erwärmen durchgeführt wird in einem Bereich von 110°C bis 150°C.