DE629513C - Verfahren zur Herstellung einer porzellanartigen, kalt bindenden Pulvermasse - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer porzellanartigen, kalt bindenden Pulvermasse Die Erfindung betrifft eine porzellanartige, aber kalt zu Gegenständen formbare und abbindende Pulvermasse, deren Vorzüge darin liegen, daß sie ohne Brennen eine nahe an Porzellan heranreichende Härte bei hohem Glanz hat und Temperaturen bis aoo und 300° aushalten kann, die für diemeisten praktischen Fälle genügen. Dabei ist sie einfach und verhältnismäßig billig herzustellen.
• Das Verfahren beruht auf der neu festgestellten Tatsache, daß, -wenn man gewisse hydraulische Bindemittel, wie z. B. weißen Zement, aber auch Bestandteile des Sorelzementes, z. B. Magnesiumoxyd, mit in einem organischen Lösemittel gelösten härtbaren Kunstharzen in solcher Menge umhüllt, daß die hydraulischen Eigenschaften des Zementes nicht oder nur wenig beeinträchtigt werden, dann solche Zemente mit Wasser gemischt -- ohne oder mit weiteren gebräuchlichen Zusätzen - sich in polierten Formen glatt prcssen lassen und so Gegenstände von großer Härte, Politur und Glanz liefern. Das Neue bei diesem Gedanken liegt in dem Umhüllen des Zementes mit Lösungen härtbarer Harze in organischen Lösemitteln in genauen, Grenzen, die die Zementbindefähigkeit mit Wasser nicht oder nur wenig beeinträchtigen. Für diese Zwecke verwendbare härtbäre Kunstharze sind Phenol- und%der Harnstofformaldehydkondensationsprodukte und/oder Arylsulfamidkondensationsprodukte mit Formaldehyd wie deren Analoge oder Homologe, ferner die unter dem Namen Glyptalharze im Handel befindlichen Kunstharze, die auch härtbar sind. Als Lösemittel kommen wasserfreier Alkohol, Aceton, Essigäther und für berzollösliche härtbare Harze auch Benzol, Toluol usw. zur Verwendung.
• Es hat sich weiter gezeigt, daß es wichtig ist, um höhere Elastizität zu erhalten und die härtbaren Harze vor einer Kalkeinwirkung zu schützen, den härtbarenHarzenpolymerisierte Vinyl= oder Acrylsäureester, ihre Analogen oder Homologen, ferner natürliche oder künstliche Wachse, auch Celluloseester in ihren organischen Lösemitteln zuzufügen. Es müssen dabei solche Lösemittel ausgewählt werden, die gleichzeitig auch Lösemittel für Kunstharze sind, denn nur dann besteht die Möglichkeit ihrer Zusammenanwendung.
• Es wurde weiter gefunden, daß es möglich ist, der porzellanartigen Masse zur Erzielung weiterer neuer Effekte Zusätze von halbgebrannten Porzellanmasse, auch halb vorgebrannten keramischen Tonen in feinster Pulverform zu geben. Diese Porzellanmasse, die zwischen ¢5o bis 6oo° gebrannt sein soll, kann mit ro bis zoo oder mehr Teilen zur gemäß dieser Erfindung behandelten Zementmasse zugefügt werden und zusammen mit dieser nach bekannten Methoden unter Wasserzusatz durch Einstampfen, Pressen oder Spritzen in geeigneten Formen oder Apparaten geformt werden. Weiter kann man zur Erreichung' besonderer Wirkungen der porzellanartigen Masse feinst gemahlenes Glaspulver, das am besten und leichtesten durch Feinmahlung voll Glas wolle,erhalten. wird, zumischen. Will man z. B: =farbige porzellanartige Massen., baben",sea kann man farbiges fein gemahlenes Glas zumischen. Auf .diese > Weise erhält die porzellanartige Masse :einen fayenceartigen halbdurchsichtigen Charakter. Außer Glaspulver kann auch feinst geinahlenes Pulver von Kieselsäureanhydrid oder Kieselsäuregelen, ferner Talkum zugegeben werden, um eine seidenglanzartige Wirkung zu erzielen, und schließlich Glimmer und Feldspat. Durch Zusatz von Metallpulver oder Bronzen können besonders gute Wirkungen erzielt werden. Aluminiumbronzen müssen vor der Zumischung mit härtbar_ en Harzen oder Vinylestern umhüllt werden.
• Wählt man als hydraulisches Bindemittel Sorelzement, was für besondere Zwecke notwendig sein kann, so wird nur Magnesium-oder Zinkoxyd usw. mit härtbaren Harzenallein oder unter Anwendung der angegebenen Zusätze - umhüllt und als Bindemittel dann ohne oder unter Zusatz von mehr oder weniger fein gemahlener Glaswolle Magnesiumchlorid oder ein sonstiges Metallchlorid in bekannten Mengenverhältnissen zugefügt.
• Die zur Bindung des fertigen Pulvers erforderliche Wassermenge hängt von der Art der Herstellung der Gegenstände ab. Beim direkten Pressen in Formen durch hydraulischen Druck variiert die Wassermenge zwischen 15 bis 25 °/o, j e nachdem ob Zement .allein oder mit mehr oder weniger Zusätzen verwendet wird. Formt man die Zemente, wie man Ton formt" auf Drehscheiben oder Formen, so genügen schon 8 bis 15°1o Wasserzusatz. Die Gegenstände werden dann ebenso bearbeitet, wie man eine Porzellanerde formt, nur daß sie, anstatt getrocknet und gebrannt zu werden, in mit Wasserdampf geschwängerterLuft in besonderen Kammern gehärtet werden. Dadurch wird der Vorzug gegeben, daß ein Zuwenig an Wasser nach Bedarf aus der umgebenden Luft aufgenommen werden kann und hochgehärtete feste Massen erzeugt werden.
• Nach vollem Festwerden können die Gegenstände, wenn sie nicht schon genügend Glanz aufweisen, poliert werden. Nach Wunsch kann auch nachträglich die Oberfläche mit verdünnte, Wasserglaslösung, in gewissen Fällen auch mit Wachs- oder Kunstharzlösung, nachgetränkt werden- . Das verdünnte Wasserglas verbindet sich dabei in bekannter Weise mit dem. hydraulischen Bindemittel und wird selbst wasserunlöslich. Es dient als glanzerhöhende, widerstandsfähige Glasur.
• Für große Massen und große Formen erlaubt dieses Verfahren, die Gegenstände zu spritzen. Für .diese Zwecke wird die Masse mit etwa 2o bis 35, Teilen Wasser vermischt, je nach der Menge der Zusätze, die zum ; Zement gegeben sind, d. h. bis eine dickplastische Masse, die keine freie Flüssigkeit besitzt, erzielt wird, die sich aber, noch gut fließend und unter hohem Druck durch ein Mundstück mit einer hydraulischen Kolbenpumpe in Formen fließend, pressen läßt.
• Für kleine Formen kann die Wassermenge wie die Plastizität so ausgewählt werden, daß sofort nach dem Pressen die Formen abgenommen werden können und man die Gegenstände in feuchtem Raum härten läßt. Bei komplizierten Formen können die Pressungen so lange in der Form bleiben, bis sie hart geworden sind, d. h. in vielen Fällen einige Stunden, in anderen z bis 2 Tage. Sind die Preßformen innen gut poliert, so kommen die Gegenstände sofort mit hohem Glanz heraus. Um das Abnehmen der Formen zu erleichtern, können diese am besten mit sehr verdünnten Lösungen von Paraffin, Wachs oder Stearin ganz dünn eingerieben werden, was bei richtiger Ausführung den' Glanz nicht beeinträchtigt. Bei Verwendung hydraulischer Pressen und fertiger offener Formen wird der Mischung sowenig Wasser (8 bis 1:201,) zugefügt, das sie nur wenig feucht ist und noch vollkommen Pulver geblieben ist. In solcher Form wird die Masse gepreßt, und zwar unter hohem Drück. Man erhält fertige feste Gegenstände, die sieh aus. der Form gut ausnehmen lassen und in feuchtem, mit Wasserdampf gefülltem Raum gehärtet werden.
• Eine erhöhte Elastizität und Veredelung kann dadurch erzielt werden, daß die Gegen- 5 stände nach vollkommenem Austrocknen bei 6o bis: zoö° einige Zeit (zwischen 2 bis 2o Stunden) gehärtet werden, in welcher Zeit die härtbaren Harze sich in den Zementporen nachhärten, wodurch. die ganze Masse nicht ii nur hohe Härte und Festigkeit, sondern auch gute Elastizität erhält, so daß auch dünne Wandungen mit hoher Festigkeit zu erzielen sind.
• Bezüglich der Mengenverhältnisse der härt- i( baren Stoffe hat sich gezeigt, daß durchschnittlich 5 010 härtbareHarze, auf das hydraulische Bindemittel berechnet, allein oder gemischt mit Vinyl- oder Acrylsäureestern, in organischen Lösemitteln ohne Schaden für die ii Bindekraft des hydraulischen Bindemittels verwendet werden können. Bei gewissen Zementarten (insbesondere hochwertigen Tonerdezementen) ünd--.wenn man hohen Druck anwendet, kann dieser Prozentsatz auch auf ii 7,5 bis io % erhöht werden.
• Es war nicht bekannt, daß diese Verwendung härtbarer Harze in so feiner Verteilung möglich ist, daß die hydraulische Bindefähigkeit des Zements nicht beeinträchtigt wird, 12 was nur durch die Verwendung organischer Lösemittel ermöglicht wird. Außerdem ist bekannt, daß Harze vom Kalk des Zementes oder Salzen angegriffen werden, so daß der Wert des Überzugmittels dadurch teilweise verlorengehen könnte. Durch Anwendung organischer Lösemittel wird diese Einwirkung beim Umhüllen jedoch stark vermindert, da erst beim Zusatz von Wasser die Kalkwirkung auftreten kann. Um die Angreifbarkeit der liärtbaren Harze durch Kalk auch beim Wasserzusatz zu vermindern, werden der Pulvermasse nicht verseifbare Stoffe, wie Vinyl- oder Acrylsäureester in polymerisiertem Zustand oder natürliche oder künstliche Wachse und zuletzt Celluloseester in organischen Lösungen zwischen i bis 30 °1o, auf die härtbaren Harze berechnet, zugefügt. Aber auch ohne diese Zusätze wirken härtbare Harze bei Verwendung hochwertiger Tonerdezernente stark veredelnd" so daß diel Spur der Verseifung, die bei schnell bindenden Zementen sehr gering ist, die hydraulische Bindefähigkeit derselben wenig verschlechtert.
• Weiter war nicht bekannt, daß man auf diesem Weg einen Zement umhüllen und das Umhüllungsmittel homogen verteilen kann, da bekanntlich wäßrige Lösungen den Zement verderben. Durch Verwendung organischer Lösemittel, die Zement nicht angreifen, aber die härtbaren Harze lösen, ist es aber möglich, diese Harze gleichmäßig zu verteilen und den Zement damit homogen in feinster Verteilung zu umhüllen. Es hat sich aber gezeigt, daß nur dann eine vollkommene Umhüllung möglich ist, wenn die härtbaren Stoffe so weit verdünnt sind, daß eine breiartige Mischung mit Zement, härtbaren Harzen ohne oder mit Zusätzen und organischen Lösemitteln erhalten wird, wobei die härtbaren Stoffe 5 bis io °/o des festen hydraulischen Bindemittels ausmachen. In Großbetrieben können die Lösemittel beim Abdunsten in Vakuumapparaten zurückgewonnen werden.
• Es wurde schließlich gefunden, daß es auch möglich ist, die Zusatzstoffe zu hydraulischem Zement, wie Glaspulver, keramische Erden usw., mit einem höheren Prozentsatz obiger umhüllender Stoffe zu versehen. Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, so bis 30 °1o härtbare Harze auf diese Zusatzstoffe niederzuschlagen und dem Zement in Mengen von io bis, 30 % zuzuführen. Solche Zusätze hindern unter hohem Druck den Zement nicht am Binden, sondern erhöhen die Plastizität wie die Elastizität der Masse beim Nach-. härten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE r. Verfahren zur Herstellung einer porzellanartigen, kalt bindenden Pulvermasse zur Herstellung von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß einem hydraulischen'Bindemittel ein in: Lösung befindliches bekanntes härtbares Kunstharz allein oder unter Zusatz von polymerisierten Vinyl- oder Acrylsäureestern, ihren Analogen oder Homologen oder künstlichen oder natürlichen Wachsen oder Celluloseestern in der Weise und Menge zugesetzt wird, daß die Teilchen des hydraulischen Bindemittels mit einem Hauch des Kunstharzes überzogen werden und die hydraulischen Eigenschaften des Bindemittels nicht oder nur wenig beeinträchtigt werden, so daß die Masse -ohne oder unter weiterem Zusatz von durchsichtigen oder farbigen Stoffen in feinster Pulverform, wie z. B. halbgebrannter Porzellanerde oder keramischen Tonen, gewöhnlichem oder farbigem Glas, Glaswollepulver, Kieselsäurearten in feinster Pulverform, Talkum, Glimmer, Metallbronzen oder Metallpulver - durch Wasser oder bekannte wäßrige Salzlösungen kalt bindend und formbar ist.
2. 2. Ausführung der Herstellung porzellanartiger, kalt bindender Pulvermasse nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die härtbaren Harze wie deren Zusätze in organischen, wasserfreien, Harze wie Zusätze lösenden Kohlenwasserstoffen gelöst werden und in solcher Form mit dein hydraulischen Bindemittel zu einem flüssigen Brei vermischt werden, worauf nach der Formgebung das Lösemittel an der Luft abdunstet oder unter Vakuum oder durch Destillation die flüchtigen Kohlenwasserstoffe zurückgewonnen werden.
3. 3: Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus der porzellanartigen Pulvermasse nach Anspruch r und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulvermasse 2o bis 35 Gewichtsteile Wasser zugefügt werden, bis eine dicke, homogene, plastisch preßbare Masse erzielt wird und diese Masse dann durch Spritzen unter Druck durch Kompressoren direkt in Formen zu fertigen Gegenständen geformt und nach dem Entfernen der Form an der i Luft gehärtet wird.
4. 4. Ausführung der Herstellung von Gegenständen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit nur- 8 bis 15 Gewichtsteilen Wasser ein feuchtes Pulver nach Anspruch i hergestellt wird und dieses dann durch Pressen in Stanzmaschinen oder sonstigen hydraulischen Pressen unter hohem Druck in geeigneten Metallformen zu Gegenständen geformt wird, die i in durch Wasserdampf geschwängerten Kammern - j e nach dem gewünschten Endresultat -.- gehärtet und, wenn erwünscht; auf Hochglänz nachpoliert werden.
5. 5. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß außer dem hydraulischen Bindemittel auch die zugesetzten Füllmittel, mit einem größeren Prozentsatz als die hydraulischen Bindemittel, mit härtbaren Harzen läut- Anspruch i umhüllt werden und von diesen 5. bis 30 °f', - j e nach dem gewünschten Endresultat - zum hydraulischen Bindemittel gemischt und gemeinsam laut Anspruch 3 und q. zu Gegenständen geformt und gehärtet werden. `
6. 6. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Bestandteil des hydraulischen Bindemittels; z. B. Magnesiumoxyd oder Zinkoxyd, mit härtbären Harzen laut Anspruch i mit organischen Lösemitteln umhüllt wird und dann der Mörtelbindemittelbestandteil, wie Magnesiumchlorid oder Zinkchlorid usw., in wäßriger Lösung in praktisch bekannten Konzentrationen zugefügt und mit dieser Masse die Herstellung der Gegenstände laut Anspruch 3 und q. vorgenommen wird.
7. 7. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene geformte Masse bei Temperaturen zwischen 6o bis ioo° langsam an der Luft oder unter Anwendung von Druck je nach der Bindemittel- wie Zusätzeart mehr oder weniger lange einer Weiterhärtung unterworfen wird.