DE686836C

DE686836C - Process for the production of flat, multilayer structures with a glass-like surface

Info

Publication number: DE686836C
Application number: DE1936K0141848
Authority: DE
Original assignee: ANTONIUS DAL BORGO DR
Current assignee: ANTONIUS DAL BORGO DR
Priority date: 1935-06-12
Filing date: 1936-04-16
Publication date: 1940-01-17

Description

Verfahren zur Herstellung flächenförmiger, mehrschichtiger Gebilde mit glasartiger Oberfläche Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flächenförmigen, aus mehreren Schichten bestehenden Gebilden, die einerseits glasartig, andererseits keramisch sind. Es werden nach dem neuen Verfahren plattenförmige, ebene, gebuckelte oder gebogene, zumeist dünnschichtige Gebilde mit glasartiger Oberfläche erhalten, die Wandbekleidungskörper oder Fliesen darstellen. Sie unterscheiden sich von keramischen Platten durch die Glasnatur und die Unabhängigkeit des Glasbelages vom Scherben, von Glaserzeugnissen durch die keramische Herstellung und das Vorhandensein einer Scherbengrundlage. Charakteristisch für die neuartigen Gebilde ist ein dünner Scherben und auf diesem eine ein- oder mehrschichtige, zumeist stärkere Glaslage, die durch Brennen nach keramischen Arbeitsweisen verbunden werden. Es wird eine Glas- oder Glasurmasse auf eine sich mit dem schmelzenden Glase bzw. der Glasur verbindende, nicht sinternde pulvrige Masse auf entsprechend gestalteten Unterlagen aufgebracht und bis zur Schmelztemperatur und zum Zusammenfließen erhitzt.Process for the production of flat, multilayer structures With a vitreous surface The invention relates to a method of production of sheet-like structures consisting of several layers, on the one hand glass-like, on the other hand are ceramic. According to the new process, plate-shaped, flat, hunched or curved, mostly thin-layered structures with vitreous Get surface that represent wall cladding or tiles. They make a difference differs from ceramic plates due to the glass nature and the independence of the glass covering from cullet, from glass products through ceramic production and the availability a shard base. Characteristic of the new structure is a thin one Shards and on top of this a single or multi-layered, mostly thicker layer of glass, which are connected by firing using ceramic methods. It will be a Glass or glaze mass on one with the melting glass or the glaze connecting, non-sintering powdery mass on appropriately designed substrates applied and heated to melting temperature and confluence.

Ein solcher. mehrschichtiger dünner Körper ist bisher nicht bekannt. Das neue Verfahren hat auch nichts gemein mit der Herstellung von Glaskörpern, mit Erhöhungen bzw. Vertiefungen an der Oberfläche versehen, in Formen, unter Benutzung einer Isoliermasse, die ein Festbrennen der bei der Fertigung nach unten liegenden Glasoberfläche an der Form verhindern soll. Entscheidend ist demgegenüber bei dem neuen Verfahren die Mehrschichtigkeit. Mindestens sind zwei Schichten vorhanden, eine obere Glasschicht, in der Regel der Hauptbestandteil, die Rissefreiheit sowie Haltbarkeit gewährleistet, andererseits eine Unterschicht, die die Herstellung erleichtert und das Haften beim Verlegen der Erzeugnisse sichert.Such a. multilayer thin body is not yet known. The new process also has nothing in common with the production of glass bodies, with Provides elevations or depressions on the surface, in forms, using an insulating compound that sticks to those lying down during manufacture To prevent the glass surface from forming. In contrast, the decisive factor is that new processes the multilayeredness. There are at least two layers, a top layer of glass, usually the main ingredient, that is crack-free as well Durability guaranteed, on the other hand, an underlayer that facilitates production and ensures adhesion when laying the products.

Die bisher zur Oberflächenverkleidung benutzten keramischen Erzeugnisse, wie Steingutwandplatten o. dgl., haben sämtlich den Nachteil, daß sie infolge einer gewissen Dicke verhältnismäßig schwer sind. Außerdem gibt es kaum eine Steingutglasur, welche nicht nach einiger Zeit haarrissig wird, d. h. die Spannungen zwischen eigentlicher Steingutmasse und Glasur lösen sich in Form vieler Risse aus, welche sowohl die Schönheit der Platte als auch ihre Brauchbarkeit und Beständigkeit beeinträchtigen. Überdies bietet die keramische Herstellung gebogener Eckstücke und anderer Spezialformteile besondere Schwierigkeiten. Es ist ferner hervorzuheben, daß die Größenabmessungen aller keramisch hergestellten Erzeugnisse bisher stark begrenzt sind, und daß z. B. die Her- Stellung großflächiger Platten ebenso schwierig wie teuer ist. Es besteht daher seit geraumer Zeit das Bestreben; keramische Wandplatten durch Glasplatten zu ersetzen, drü nach an sich bekannten Verfahren der Flak 1i >'-glasindustrie hergestellt werden. Solche Pl`@ ten lassen sich zwar in größeren Abmessungen herstellen und bieten auch nicht die Gefahr der Haarrißbildung, sind aber wesentlich empfindlicher und teurer. Bei ihrer Verwendung zur Oberflächenverkleidung weisen sie außerdem den Nachteil kauf, daß sie sich nur schwer befestigen lassen, da Mörtel und Zemente im allgemeinen schlecht an der Glasoberfläche haften. Schließlich sind die bisherigen keramischen und glastechnischen Herstellungsverfahren von Wandplatten sehr langwierig und nur in ebenso ausgedehnten wie kostspieligen Anlagen durchzuführen.The ceramic products previously used for surface cladding, Such as earthenware wall panels o. The like., All have the disadvantage that they as a result of a certain thickness are relatively heavy. In addition, there is hardly any earthenware glaze, which does not become hairy after a while, d. H. the tension between actual Earthenware and glaze come off in the form of many cracks, which both the Affect the beauty of the panel as well as its usability and durability. In addition, the ceramic production of curved corner pieces and other special molded parts particular difficulties. It should also be emphasized that the size dimensions all ceramic products are so far very limited, and that z. B. the her- Positioning large plates is just as difficult as is expensive. The endeavor has therefore existed for some time; ceramic wall panels to be replaced by glass plates, according to known methods of the Flak 1i > '- glass industry. Such squares can be divided into larger Manufacture dimensions and also do not offer the risk of hairline cracking but much more sensitive and expensive. When used for surface cladding they also have the disadvantage that they are difficult to attach, since mortars and cements generally adhere poorly to the glass surface. In the end are the previous ceramic and glass manufacturing processes for wall panels very tedious and can only be carried out in extensive and expensive systems.

Die vorliegende Erfindung behebt nun sämtliche geschilderten Nachteile in überraschend einfacher Weise und vereinigt die Vorteile der keramischen Herstellungsweisen mit den günstigen Oberflächeneigenschaften der Gläser. Trotzdem wird nur ein kleiner Teil der bisher üblichen Fabrikationseinrichtungen benötigt.The present invention now eliminates all of the disadvantages outlined in a surprisingly simple manner and combines the advantages of ceramic manufacturing methods with the favorable surface properties of the glasses. Even so, only one will be small Part of the manufacturing facilities that have been customary up to now are required.

,Die vorliegende Erfindung beruht grundsätzlich darauf, daß auf einen Unterlagskörper, der bereits die für den Gl.asschmelzkörper gewünschte Form besitzt, eine Glas-, Glasur-, Email- o. dgl. Schmelzmasse unter Zwischen-Schaltung - einer pulvrigen, nicht sinternden Masse aufgebracht und unter Anwendung solcher Bedingungen gebrannt wird, daß die Glasschicht im Brande schmilzt, sich mit der Unterschicht verbindet und das Gebilde die Form des Unterlagskörpers annimmt. Die Unterlagskörper können bei flächigen Gebilden ebenflächig sein und brauchen keinen Rand zu haben. Beim Brennen oder nach dem Brennen löst sich das mehrschichtige Gebilde infolge der Eigenschaften der Unterschicht von dein Unterlagskörper ab; so daß dieser wiederholt zur Herstellung dergleichen Gebilde gebraucht werden kann., The present invention is based on the fact that on a Base body that already has the shape required for the glass melt body, a glass, glaze, enamel o. The like. Melt with interconnection - one powdery, non-sintering mass applied and using such conditions is burned so that the glass layer melts in the fire, with the lower layer connects and the structure takes on the shape of the base body. The base body can be flat in flat structures and do not need to have an edge. When firing or after firing, the multilayer structure comes off as a result the properties of the underlayer of your underlayer; so that this repeats can be used to produce the same structure.

Die Unterschicht wird aus pulvrigen bzw: feinkörnigen, zum Hauptteil feuerfesten Stoffen zusammengestellt.The lower layer is made of powdery or: fine-grained, the main part refractory materials.

An Stelle von zwei können auch mehrere Schichten übereinander vorgesehen werden und ist insbesondere zwischen die porös brennende Unterschicht und die Glasurschicht eine ganz oder teilweise sinternde bzw. schmelzende Schicht zwischen zu legen.Instead of two, several layers can be provided on top of one another are and is in particular between the porous burning underlayer and the glaze layer to place a completely or partially sintering or melting layer in between.

Das neuartige Verfahren läßt sich praktisch in verschiedener Weise ausführen.The novel process can be practically implemented in various ways carry out.

Der allgemeinste Fall ist derjenige, daß man zunächst aus einer keramischen Masse einen Unterlagskörper formt, dessen für die Aufnahme- der Glasurschicht bestimmte Oberflache die als Modell für den herzustellenden flächenförmigen Glaskörper bestimmte Gestaltung erhält. Der so geformte Unterlagshorper wird dann in üblicher Weise bei einer sAer Zusammensetzung entsprechenden Leist zwischen goo bis 165o° liegenden) Femperatur gebrannt. Dabei soll zweckmäßig diese Brenntemperatur über der zum Schmelzen der später aufgetragenen Glasürschicht benötigten Höchsttemperatur liegen.The most general case is that one starts with a ceramic Mass forms a base body, which is intended for receiving the glaze layer Surface which is intended as a model for the flat glass body to be produced Design received. The so-formed Unterlagshorper is then in the usual way a sAer composition corresponding performance between goo to 165o °) Fired at temperature. This firing temperature should expediently be higher than that for melting the maximum temperature required for the later applied glaze layer.

Der als Träger der ebenen oder gebogenen Glasschicht dienende Unterlagskörper wird gegebenenfalls nach seinem ersten Brande mechanisch nachbearbeitet, um ihm genau die für die herzustellende Plätte benötigte Form zu geben.The support body serving as a support for the flat or curved glass layer If necessary, it is mechanically reworked after its first fire to help it to give exactly the shape required for the plate to be produced.

Dann wird auf diese als Unterlage dienende Fläche des Trägers eine Schicht aus Stoffen aufgebracht, die bei dein nachfolgenden Glattbrand feuerfest und locker bleiben. Zur Her-Stellung dieser als Trennschicht wirkenden Engobe, die im fertigen Gebilde die keramische Grundschicht darstellt, kommen die verschiedensten anorganischen Stoffe, wie gemahlener Quarz, Calciumoxyd, Magnesiumoxyd, Tonerde in den verschiedensten Zustandsformen, Sillimanit, Mullit, Zirkon usw., in Betracht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß die Bestandteile dieser Trenn- bzw. Unterschicht bei .dem Schmelzbrande mit dem Unterlagskörper keine oder praktisch keine Vierbindung eingehen und mit seiner Oberfläche weder zusammenschmelzen noch zusammensintern: Auf diese als Trenn- bz"-. Unterschicht dienende Zwischenlage wird dann nach an sich bekannten Verfahren die zur Bildung des eigentlichen Schmelzkörpers gewählte Stoffzusammensetzung im allgemeinen gleichmäßig aufgetragen. Hierauf wird das Ganze in üblicher Weise gebrannt. Die Höchsttemperaturendieses Brandes hängen von der gewählten Zusammensetzung der Gläser; Glasuren: Emails usw. ab. Da man es in der Hand hat, die Zusammensetzung des Unterlagskörpers und der Trennschicht nach Wunsch zu wählen, so lassen sich gemäß der vorliegenden Erfindung alle bekannten Gläser; Glasuren, Emails usw. nach keramischen Verfahren in flächenförmiger Gestalt oder als flächenförmge Waren erschmelzen.Then on this serving as a base surface of the carrier is a Layer of materials applied that will be fireproof in the subsequent burnout and stay relaxed. To produce this engobe, which acts as a separating layer, the the ceramic base layer in the finished structure comes in a wide variety of ways inorganic substances such as ground quartz, calcium oxide, magnesium oxide, clay in the most varied of forms, sillimanite, mullite, zircon, etc., into consideration. According to the present invention, it is essential that the components of these Separation or sub-layer in the case of the fusion fire with the base body no or practically no four bonds enter into and neither melt together with its surface still sintered together: on this intermediate layer serving as a separating or lower layer then, according to processes known per se, the process used to form the actual fused body selected composition of matter generally applied evenly. Then will the whole thing burned in the usual way. The maximum temperatures of this fire depend on the chosen composition of the glasses; Glazes: enamels etc. Since you have it in hand, the composition of the base body and the separating layer according to Desire to choose, according to the present invention, all known ones can be used Glasses; Glazes, enamels, etc. using ceramic methods in a flat shape or melted as flat goods.

Während oder nach dem Brande löst sich die Schmelzschicht (Glas, Glasur, Email usw.) mit Unterschicht ohne Schwierigkeit als Ganzes und rissefrei von -dem Unterlagskörper ab. Man erhält flächenförmige Körper, die in i wesentlichen nur aus Schmelzmasse bestehen und eine vollkommen glatte oder, falls gewünscht, matte Oberfläche aufweisen, während ihre Unterseite infolge Anhäftens eines regelbaren mehr oder weniger- großen Anteils der Trenn- oder Mittelschicht gleichmäßig rauh ist, so daß sie sich leicht zeit einem anderen Körper durch Verkitten o. dgl. fest verbinden läßt. -Der .der Formgebung dienende Träger kann nach dem Ablösen der Schmelzschicht; wie gesagt, sofort wieder zur Herstellung eines neuen flächenförmigen Glaskörpers gleicher Abmessungen benutzt werden. Es war beispielsweise bis zu Zoomalige Wiederbenutzung möglich. Man kommt also mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl solcher zur Formung dienender Unterlagen aus, was die Herstellung im Vergleich zur bisherigen keramischen Arbeitsweise außerordentlich -verbilligt.During or after the firing, the enamel layer (glass, glaze, Email, etc.) with underlayer without difficulty as a whole and free of cracks from it Washer from. Sheet-like bodies are obtained, which are essentially only consist of enamel and a completely smooth or, if desired, matte Have surface, while their underside as a result of sticking a adjustable more or less large proportion of the separating or middle layer uniformly rough is so that it can easily be fixed to another body by cementing or the like can connect. The carrier, which is used for shaping, can after detachment of the enamel layer; as I said, immediately to produce a new sheet-like glass body same dimensions can be used. For example, it was up to zoomalige reuse possible. So you get a relatively small number of them to shape Serving documents from what the production compared to the previous ceramic Working method extremely cheap.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellungsweise sind Formgebung und Abmessungen flächenförmiger Glaskörper nur an die Größe und Form der Unterlagskörper gebunden. Da die Gestaltung dieser letzteren genau, gegebenenfalls durch Nacharbeiten, bestimmt werden kann, so wird auch eine praktisch vollkommene Formgenauigkeit der erfindungsgemäßen Glaskörper immer gewährleistet. Trotzdem kann man dabei die gewünschten Schmelzformlinge o. dgl. beliebig dünn ausführen, was bei den bekannten keramischen Erzeugnissen zwar häufig erwünscht, aber nicht iininer möglich ist.In the production method according to the invention, the shape and dimensions flat glass body only bound to the size and shape of the base body. Since the design of the latter is precisely determined, possibly by reworking can be, so is a practically perfect shape accuracy of the invention Glass body always guaranteed. In spite of this, the desired molded moldings can be produced O. The like. Run as thin as you want, which is the case with the known ceramic products often desirable, but not possible in one.

Ein besonders wichtiges Merkmal ist darin zu sehen, daß die gemäß der Gestaltung der Unterlage geformte Glasurgchicht sich erfindungsgemäß rissefrei, und zwar entweder einteilig oder, bei Unterteilung der Unterlagsfläche in mehrere Fächer, in mehreren Teilen von im voraus bestimmten Abmessungen von dem LTnterlagskörper ablöst.A particularly important feature can be seen in the fact that the The glaze layer formed in the design of the base is free of cracks according to the invention, Either in one piece or, if the underlay is divided into several Compartments, in several parts of predetermined dimensions from the base body replaces.

Es ist dabei bedeutungslos, wenn auch ein geringer Teil der Grundmasse als TrennsQliiclit auf dem Unterlagsk örper haftenbleibt, In welcher Weise im einzelnen Fall die Trennung erfolgt, ist von der Verkittung der CTiiterschicht bildenden Bestandteile unter sich und finit den Bestandteilen der Glasmasse bei der angewandten Brenntemperatur abhängig und kann planmäßig durch Wahl geeigneter Stoffzusammensetzung nach bekannten keramischen Verfahren beeinflußt werden. Da die Unterschicht Standfestigkeit beim Brennen und Haftfähigkeit beim Verlegen der beispielsweise nach dein neuen Verfahren erzeugten dünnen Bekleidungsplatten erbringen soll, wird sie grundsätzlich porös gestaltet. Für gewisse Glasmassen und für die Vielgestaltigkeit der neuen Gebilde aber ist es von Vorteil, auch eine Übergangsschicht zu schaffen. Diese wird als noch porös brennende oder ganz oder teilweise sinternde bzw. sogar schmelzbare Zwischenschicht zwischengelagert, so daß dann als Fertigerzeugnis eine dreischichtige Platte entsteht, deren einzelne Schichten ineinander übergehen.It is meaningless, even if it is a small part of the basic mass as a separating compound adheres to the base body, in which way in detail If the separation takes place, the cementing of the Ctiterschicht is forming components among themselves and finite the constituents of the glass mass at the firing temperature used dependent and can be planned by choosing a suitable composition of matter according to known ceramic processes are influenced. Since the lower layer is stable at Burning and adhesion when laying, for example, according to your new method produced thin cladding panels, it is basically porous designed. For certain glass masses and for the diversity of the new structures but it is beneficial to also create a transition layer. This is called intermediate layer that is still porous, burning or completely or partially sintering or even fusible temporarily stored so that a three-layer panel is created as a finished product, whose individual layers merge into one another.

Andererseits kann der Un.terlagskörper auch aus einem hochfeuerfesten, sich wenig verkittenden Stäffgernisch gebildet werden, das zwar beim Brennen eine ausreichende Unterläge abgibt und formgebend wirkt, aber nach dein Brennen leicht zu zerbröckeln ist. Die Unterlagskörper werden beispielsweise aus tonigen Bindemitteln und feuerfesten Magerungsmitteln gestaltet, wobei dem Versatz je nach den Anforderungen an den Unterlagskörper auch Flußmittel zugefügt werden.On the other hand, the underlay can also consist of a highly refractory, Little cemented Stäffgernisch can be formed, although this is a Provides sufficient support and has a shaping effect, but lightly after your burn is to crumble. The base bodies are made of clayey binders, for example and refractory leaning agents designed, with the offset depending on the requirements Flux can also be added to the base body.

Ein Beispiel für einen solchen Versatz lautet: feuerfester Ton . . . . . . . . . . . . . . 42%, Ouarz ...................... 50%, Feldspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80/0, für den eine Vorbrenntemperatur von 12,00 bis 125o° C anzunehmen ist.An example of such an offset is: refractory clay . . . . . . . . . . . . . . 42%, Ouarz ...................... 50%, Feldspar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80/0, for which a pre- firing temperature of 12.00 to 125o ° C can be assumed.

Die Unterlagskörper brauchen nun 'nicht unbedingt aus keramischen oder sonstigen beim Glasur- oder Glattbrand feuer- und formbeständigen Stoffgemischen zu bestehen, sondern können beispielsweise auch aus einem Metall hergestellt sein, das der Höchsttemperatur des Glattbrandes widersteht.The base bodies do not necessarily need to be made of ceramic or other mixtures of substances that are fire-resistant and dimensionally stable during glaze or glaze firing to exist, but can also be made of a metal, for example, that withstands the maximum temperature of the burnout.

Für die Unterschicht mögen folgende Beispiele richtungsweisend sein: Kaolin . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150/0, Aluminiumoxyd . . . . . . . . . , . . . 850/", Kaolin ..................... 30o/0, Magnesiumoxyd, gesintert oder geschmolzen, fein gemahlen . . 700;e. Im allgemeinen wird die Unterschicht aus feuerfesten Stoffen, wie Tonerde in den verschiedensten Zustandsformen, gebranntem hochfeuerfestem Ton, Magnesit, Zirkon, Sillimanit, Mullfit, Quarzfit usw., mit oder ohne Bindemitteln gebildet.The following examples may point the way for the lower layer: Kaolin. :. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150/0, Aluminum oxide. . . . . . . . . ,. . . 850 / ", Kaolin ..................... 30o / 0, Magnesium oxide, sintered or melted, finely ground. . 700; e. In general, the underlayer is formed from refractory materials, such as alumina in the most varied of forms, fired highly refractory clay, magnesite, zirconium, sillimanite, mullfit, quartzfit, etc., with or without binders.

Als Gläser oder Glasuren sind Töpfer-, Steingut-, Steinzeug- oder Porzellanglasuren, je nach den Anforderungen an die Erzeugnisse und Temperaturbedingungen, oder entsprechende Glasversätze, farblos oder gefärbt, durchsichtig, getrübt oder matt anzuwenden.As glasses or glazes are pottery, earthenware, stoneware or Porcelain glazes, depending on the requirements of the products and temperature conditions, or corresponding glass offsets, colorless or colored, transparent, cloudy or to apply matt.

Da die erfindungsgemäßen Glasplatten oder ähnlichen flächenförmigen Körper, gleichgültig, ob sie aus zwei oder mehreren Schichten bestehen, im allgemeinen sehr dünn sind, kann es für die Vereinfachung und Sicherheit der Versendung oder des Gebrauches dieser Platten zweckmäßig sein, sie durch Aufbringen einer Schicht aus Kitt, Zement, Mörtel o. dgl. auf üblichem Wege, wie durch Bespritzen oder durch Begießen, zu verstärken.Since the glass plates according to the invention or similar sheet-like Bodies, whether two or more layers, in general are very thin, it can be used for simplicity and security of shipment or the use of these plates can be expedient by applying a layer from putty, cement, mortar or the like. In the usual way, such as by spraying or by Douse, reinforce.

Zumeist übersteigt die Stärke der Glas- oder Glasurschicht die der porösen Unterschicht.The thickness of the glass or glaze layer usually exceeds that of the porous underlayer.

Claims

PATENT CLAIMS: i: Process for the production of sheet-like, from structures consisting of several layers with a vitreous surface, characterized in that that a glass or glaze mass on. one with the melting glass or the Glaze connecting, non-sintering powdery mass on appropriately designed Supports applied and heated to melting temperature and confluence will. a, method according to claim i, characterized in that the ceramic: Compound for the lower layer powdery or fine-grained, mostly refractory or highly refractory materials, iris special alumina in various forms, Magnesite, zircon or

Sillirnanite and mullite or quartzite; be used. -

3. Method according to claims i and z, characterized in that prior to application the raw glass or glaze mass on the powdery to fine-grain ceramic base mass an engobe as a porous or a fully or partially sinterable or fusible intermediate layer is applied.

4 .. The method according to claim i to 3, characterized in that such a matching of the glass or glaze mass on the one hand, the ceramic Mass, on the other hand, is made that in the end product the thickness of the upper layers exceeds that of the porous underlayer.

5. The method according to claim i to d., characterized in that on the ceramic underlayer the fired and solidified sheet-like structures by spraying or on other known Ways a cement layer o. The like. Is brought up.