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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Scheiben aus einem keramischen Material und insbesondere auf eine
Verbesserung in Bezug auf das Verfahren und die Anlage, wie sie
beschrieben, dargestellt und beansprucht sind im italienischen Patent
Nr. 1,293,176, welches am 15. April 1997 (korrespondierend zur WO-A-98/46543) vom gleichen
Anmelder angemeldet wurde.
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Die
Scheiben aus keramischem Material, auf welche sich sowohl das Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung als auch das des oben beschriebenen Patents beziehen,
sind Gegenstand des europäischen
Patents Nr. 378,275 und werden aus einer keramischen Mischung hergestellt,
welche aus einem Granulat besteht, welches speziellen Parametern
bezüglich
der Partikelgröße und eines
wässrigen
anorganischen Binders, der spezielle Zusammensetzungs-Eigenschaften
aufweist, entspricht, und für dessen
Details auf den Text des oben genannten europäischen Patents Bezug genommen
wird.
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Während der
Durchführung
dieses Verfahrens wurde erkannt, dass einige Stufen bestimmte Probleme
bezüglich
einer industriellen Produktion aufwarfen, wobei diese Probleme mit
dem Verfahren und der Anlage gemäß dem oben
erwähnten
italienischen Patent gelöst
wurden. Dieses letztgenannte Verfahren und die Anlage sahen die
folgenden Schritte vor:
- 1. Ablegen einer Gewebeschicht
(Filz) auf dem Form-Träger;
- 2. Anordnen eines Blatts aus Papier, welches für Wasserdampf
durchgängig
ist, auf der Gewebeschicht;
- 3. Ablegen der keramischen Mischung auf dem Blatt aus Papier,
wenn notwendig in zwei unterschiedlichen Stufen, mit der Einfügung nach
der ersten Stufe eines Netzes aus verstärkendem Material, welches in
dem Scheibenkörper
eingebettet werden soll;
- 4. Ablegen eines Blatts aus Gummi auf der Mischungsschicht;
- 5. Vibrationskompression unter Vakuum, welches oberhalb des
Gummiblatts aufgebracht wird;
- 6. Entfernung des Gummiblatts;
- 7. Überführung der „jungfräulichen" Scheibe auf einen
Metallgitter-Träger
mittels Greiferelementen, die die Kante des Filzes ergreifen;
- 8. Trocknungsbehandlung der Scheibe;
- 9. Anheben der getrockneten Scheibe und Entfernung der Gewebeschicht;
- 10. Aufbringen einer Schicht aus refraktorischem Material (Engobe)
auf der oberen Oberfläche
der getrockneten Scheibe (die vorab mit dem Gummiblatt überzogen
war) und Trocknung hiervon;
- 11. Umdrehen der Scheibe, so dass sie auf der mit Engobe überzogenen
Oberfläche
ruht und Einführung
in den Brennofen mit gleichzeitiger Abbrennung des Papierblatts,
welches immer noch auf der sichtbaren Oberfläche der getrockneten Scheibe
anhaftet.
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Die
so erhaltene Scheibe wird anschließend den üblichen Abschluss-Schritten
so wie Zuschnitt und Polierung etc. unterworfen.
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Ein
Hauptproblem während
dieses Produktionsprozesses war das der Durchführung der Trocknung der Scheibe
nach der Formgebungsphase (nämlich
nach der Vibrationskompression unter Vakuum) in einer Weise, die
so schnell und so homogen wie möglich
durchgeführt
werden sollte.
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Es
ist offensichtlich, dass zur Erreichung dieses Ziels die Oberflächen der
geformten Scheibe so frei wie möglich
sein müssen
und daher der Aktion der Trocknungs-Elemente (beispielsweise heiße Luft)
ausgesetzt sein müssen.
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Jedoch
wird die „jungfräuliche" Scheibe notwendigerweise
auf einem Träger
ausgeformt, der in der Lage ist, Vibrations-Kompression zu widerstehen und kann
nicht vorab gehandhabt werden, da sie durch das Trocknen einen ausreichenden
Grad an Steifheit erreicht, um so zumindest der Durchführung der
wenigstens geringen Handhabungs-Schritte zu widerstehen, die erforderlich
sind, um die Scheibe zu der abschließenden Feuerungsstufe zu überführen.
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Aus
diesem Grund verwendet die bisher angewendete und in dem vorab genannten
italienischen Patent beschriebene Technologie eine Schicht aus Gewebe
oder Filz, welche den Durchtritt von Wasserdampf aus der Mischung
erlaubt, sowie ein Blatt aus Papier, welches zwischen dem Filz und
der Mischung angeordnet ist, wobei das Blatt eine Vielzahl von Funktionen
erfüllt,
nämlich:
- (i) physikalische Trennung der Mischung von
dem Filz oder Gewebe;
- (ii) Absorbieren von austretendem Wasser, welches hauptsächlich natürlich aus
der Mischungsschicht während
der Vibrations-Kompressionsstufe ausgetrieben wird, und
- (iii) Vermeiden der Bildung von Falten, die ebenso infolge des
Mischungswassers auftreten, und was im Verbiegen der schließlichen
Scheibe resultieren könnte.
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Aus
diesem Grund verwendet das Verfahren gemäß dem oben beschriebenen italienischen
Patent (= WO-A-98/46543) ein dünnes
Blatt aus Papier, welches durchlässig
für Wasserdampf
ist und welches oberhalb einer Schicht aus Gewebe, vorzugsweise
Filz angebracht ist, welches ebenso die Funktion des Absorbierens
erfüllt
und es dem Wasser ermöglicht,
während
des Trocknens hindurchzutreten.
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In
der praktischen Ausführung
dieses Verfahrens wird das dünne
Blatt aus Papier, welches vollständig
mit Wasser gesättigt
ist, vorzugsweise derart behandelt, dass es nach dem Trocknen keine Falten
ausbildet, was die schlussendliche Scheibe beschädigen könnte.
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Es
wurde nunmehr herausgefunden und ist somit Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, dass durch Modifizieren verschiedener Stufen des oben beschriebenen
Verfahrens und Abändern
der Beschaffenheit eines der in diesem Verfahren verwendeten Elemente
das Verfahren wesentlich verbessert wird.
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Diese
Modifikationen bestehen hauptsächlich
im Ersetzen des dünnen
Blatts aus behandeltem Papier mit einem Blatt aus Papier von ausreichender Dicke,
welches üblicherweise
abhängend
von der Dicke und der Verwendung als Karton oder Pappe klassifiziert
ist, um so das gesamte austretende Wasser zu absorbieren, ohne dabei
Falten nach der Vakuum-Vibrationskompression
und der Trocknungsstufe auszubilden. Im Anschluss wird aus Gründen der Vereinfachung
dieses Blatt einfach als „Karton" bezeichnet.
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Die
vorliegende Erfindung besteht daher in ihrer generellsten Definition
aus einem Verfahren zur Herstellung von Scheiben aus keramischem
Material eines Typs, bei dem eine Mischung aus einem granulierten
Material und einem Binder auf Wasserbasis in einer abgemessenen
Menge auf einem temporären Träger abgelegt
wird und unter Vakuum einer Stufe der Vibrations-Kompression unterworfen
werden, gefolgt durch eine Trocknungsstufe, während der die vibrationskomprimierte
Mischung mittels eines porösen
Materials abgestützt
wird, sowie einer Brenn-Stufe, während
der die getrocknete Scheibe auf der Brenn-Oberfläche mittels einer temporären Schutzschicht
aus refraktorischem Material (Engobe) ruht, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischung vor der Stufe der Vibrations-Kompression unter
Vakuum zwischen zwei Blättern,
jeweils einem ersten Blatt und einem zweiten Blatt aus Karton oder
Papper einer ausreichenden Dicke zum Absorbieren des austretenden
Mischungswassers eingeschlossen sind, wobei die Blätter vor
der Trockenstufe entfernt werden.
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Daher
wird das Verfahren gemäß dem italienischen
Patent 1,293,176 (= WO-A-98/46543) durch Vorsehen der folgenden
Schritte modifiziert:
- 1. Ablegen einer temporären Trägerschicht
auf dem Form-Träger;
- 2. Anordnen eines ersten Blatts aus Karton einer ausreichenden
Dicke zur Absorption des austretenden Mischungswassers auf der temporären Trägerschicht;
- 3. Ablegen der keramischen Mischung auf dem Blatt aus Papier,
wenn notwendig in zwei getrennten Stufen mit der Einfügung nach
der ersten Stufe eines Gitters aus verstärkendem Material, welches in
den Scheibenkörper
eingebettet werden soll;
- 4. Ablegen eines zweiten Blatts aus Karton, ähnlich dem ersten Blatt gemäß Schritt
(3) auf der Mischungsschicht;
- 5. Vibrations-Kompression unter Vakuum, welches oberhalb des
zweiten Blatts aus Karton aufgebracht wird;
- 6. Entfernung des zweiten Blatts aus Karton, welches mit einer
Schicht aus porösem
Filz oder anderem Material, welches für Wasserdampf durchgängig ist
in der Form eines Tuchs ersetzt ist;
- 7. Umdrehen der „jungfräulichen" Scheibe, die eine
roh ausgeformte Scheibe ist, und nacheinander Entfernen der temporären Trägerschicht
und des ersten Blatts aus Karton;
- 8. Überführen der
Scheibe auf einen Metallgitter-Träger mittels eines Greifelements,
welches die Kante des porösen
Filzes oder durchgängigen Tuchs
ergreift;
- 9. Trocknungsbehandlung der Scheibe, während diese auf dem Gitter
mittels des porösen
Filzes oder des durchgängigen
Tuchs ruht;
- 10. Anheben der getrockneten Scheibe und Entfernen der Schicht
aus porösem
Filz oder durchgängigen
Tuchs;
- 11. Aufbringen einer Schicht aus refraktorischem Material (Engobe)
auf der oberen Oberfläche
der getrockneten Scheibe und Trocknung hiervon;
- 12. Umdrehen der Schicht, so dass diese auf der mit Engobe überzogenen
Oberfläche
ruht, und Einführung
in den Brennofen.
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Beim
Vergleich dieses Verfahrens mit dem oben zusammengefassten Verfahren
gemäß dem italienischen
Patent 1,293,176 (= WO-A-98/46543) ist es leicht, die Vorteile zu
verstehen, die hieraus erwachsen und die in den folgenden Punkten
summiert werden können:
Erstens
ist während
der Trocknungs-Stufe die untere Oberfläche der roh geformten oder „jungfräulichen" Scheibe, d.h. diejenige,
die auf der Schicht aus Tuch oder Filz ruht, nicht länger mit
dem dünnen
Blatt aus Papier, welches für
Wasserdampf durchlässig
ist und welches unabhängig
davon, wie dünn
es ist, in jedem Fall die Entfernung von Wasserdampf verhindert, überzogen.
Zweitens
sind vor der Trenn-Stufe beide Oberflächen der getrockneten roh geformten
Scheibe frei, wodurch die Aufbringung der Schicht aus refraktorischem
Material auf beide Oberflächen
ermöglicht wird.
Im Gegensatz zum Verfahren gemäß dem älteren italienischen
Patent wird eine der Oberflächen der
getrockneten Scheibe der Brennstufe mit einem dünnen Blatt aus Papier, welches
fest daran anhaftet, unterworfen, so dass deren Entfernung mittels
des Brennens während
der Brennstufe durchgeführt
wird. Gemäß dem Verfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist es auf der anderen Seite möglich zu
entscheiden, auf welche Oberfläche
das Engobe aufgebracht wird. Beispielsweise wird, wenn eine der
zwei Oberflächen
Defekte aufweist, das Engobe auf die andere Oberfläche aufgebracht,
da bevorzugt wird zu vermeiden, dass die erste Oberfläche (d.h.
die Oberfläche
mit Defekten) die Oberfläche
ist, die bei der schlussbehandelten Scheibe sichtbar ist, und somit
zu verhindern, dass diese Oberfläche
einem exzessiven Zuschnitt unterworfen wird, um die Oberflächen-Defekte
zu eliminieren.
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Bei
der praktischen Durchführung
der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass anstelle von einem
Tuch oder einem Filz-Träger
der temporäre Träger ebenso
aus Gummi (so wie einem gummierten Tape) bestehen kann, der an sich
beständiger
gegen Belastungen, die während
des Gangs der Vibrations-Kompression
aufgebracht werden, ist. Tatsächlich
wird, wie dies vorab schon beschrieben wurde, dieser temporäre Träger am Ende
der Vakuum-Kompressionsstufe entfernt und behindert die Trocknungsstufe
nicht.
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Darüber hinaus
kann ein temporärer
Gummi-Träger,
der nicht in Kontakt mit der Mischung gelangt und daher nicht eine
irgendwie geartete Nachsorge erfordert, praktisch eine unbegrenzte
Anzahl von Malen wiederverwendet werden, während das poröse Gewebe
oder der Filz, der im oben genannten Verfahren verwendet wurde,
eine begrenzte Lebensdauer aufweist.
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Schließlich ist
der Karton oder die Pappe, die die dünne Schicht aus behandeltem
Papier gemäß dem Stand
der Technik ersetzt, unzweifelhaft weniger wertvoll und daher kostengünstiger.
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In
Bezug auf die im dem italienischen Patent Nr. 1,293,176 (= WO-A-98/46543)
beschriebene und beanspruchte Anlage, kann das Verfahren gemäß der Erfindung
mit leichten Modifikationen implementiert werden, d.h. durch die
Zufügung
einer Einheit zum Ablegen einer Schicht aus porösem Filz oder einem durchlässigen Material
auf Gummibasis auf die roh geformte Scheibe, die aus der Vibrations-Kompression
unter Vakuum austritt, einer ersten Einheit zum Umdrehen der Scheibe,
beispielsweise mittels eines Paars von Sandwich-Oberflächen, stromabwärts der
oben genannten Ablegeeinheit für
den porösen
Filz, sowie einer Einheit zum Entfernen dieses porösen Filzes
stromabwärts
der Trocknungs-Stufe.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde,
ist es selbstverständlich,
dass konzeptionell und mechanisch äquivalente Modifikationen und
Varianten möglich
sind und ohne vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen
ins Auge gefasst werden können.