DE69005561T2

DE69005561T2 - Keramikplatte mit eingelegtem Ornament und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: DE69005561T2
Application number: DE1990605561
Authority: DE
Inventors: Shogo Kamiya; Mitsuo Morishita
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1989-08-19
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2010-08-18
Also published as: EP0414149A3; DE69005561D1; JPH0376602A; JPH0620734B2; EP0414149A2; EP0414149B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikplatte mit eingelegtem Ornament und die sich daraus ergebende Platte mit eingelegtem Ornament. Die Ornamentplatte kann das eingelegte Ornament teilpermanent beibehalten, auch wenn die Plattenoberflächen abgenutzt sind und ist für dekorative Platten wie z.B. Boden- oder Wandplatten geeignet.
Eine derartige Einlegeornamentplatte wurde herkömmlicherweise in Handarbeit hergestellt, beispielsweise durch: (a) Formpressen eines gefärbten Plattenkörpermaterials bei niedrigerem Druck in kleine Stücke zum Einlegen, (b) Plazieren eines Plattenkörpermaterials in einer Preßform und dann der gefärbten Teile in einem gewünschten Muster in Handarbeit, und dann durch Formpressen bei einem höheren Druck in einen Plattenkörperrohling mit eingebettetem Ornament und (c) Brennen des Körperrohlings. Ein derartiges herkömmliches Verfahren erfordert mehrere Pressformen für die gewünschten Einlegeornamente und Handarbeit für das Anordnen des Ornaments auf dem Plattenkörpermaterial. Darüber hinaus ist es schwierig, feine genaue Ornamente herzustellen und auch dieselben Einlegeornamente zu reproduzieren.
Die Hauptaufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Keramikplatte mit eingelegten Ornament mit weniger Handarbeit und mit reproduzierbaren feinen genauen Ornamenten. Weitere Aufgaben und Merkmale werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Der vorliegenden Erfindung entsprechend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikplatte mit eingelegtem Ornament bereitgestellt mit den Schritten:
Zubereiten einer Pastenmischung, die im wesentlichen aus anorganischem Sinterpulver, einem Pigment, einem Binder und einem Lösemittel besteht, und Aufbringen der Pastenmischung auf eine Trägerunterlage in einem vorgegebenen Ornament und Trocknen der aufgebrachten Mischung, um eine Unterlage mit dem Einlegeornament zu bilden;
Einbringen der Einlegeornamentunterlage und eines Körpermaterials für Keramikplatten in eine Form in der Art, daß das Einlegeornament mit dem Körpermaterial in Berührung steht, und Formpressen dieser zu einem Plattenkörperrohling, in dessen Oberfläche das Einlegeornament eingebettet ist; und dann
Brennen des entstandenen Einbettungskörperrohlings bis zu einer Sintertemperatur.
Eine Einlegeornamentplatte mit Naturstein-Farbtönen kann durch die Kombination des Einlegeornaments mit einem Plattenkörper mit gefärbten Flecken erzielt werden. Ein derartiger Plattenkörper mit gefärbten Flecken wird aus einer im wesentlichen homogenen Mischung aus zwei oder mehr verschiedenfarbigen Teilchen für das Plattenkörpermaterial hergestellt.
Wenn ein mehrfarbiges Muster eingelegt werden soll, werden zwei oder mehr verschiedenfarbige Pastenmischungen nacheinander auf der Trägerunterlage zweimal oder mehrmals durch vorgegebene Ornamentöffnungen aufgebracht, um eine mehrfarbige Einlegeornamentunterlage zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Davon stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht, die das Aufbringen einer Einlegepastenmischung auf einer Trägerunterlage durch eine Schablonenplatte zeigt;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht, des Formpressens in eine Form;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht eines Plattenrohlings mit eingelegtem Ornament; und
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Keramikplatte mit eingelegtem Ornament.

(1) Materialien für die Einlegeornamentunterlagen

Für die Einlegeornamentunterlage wird ein anorganisches Sinterpulver mit einer Sintertemperatur ähnlich der Sintertemperatur eines Plattenkörpermaterials verwendet. Das Sinterpulver wird so gewählt, daß es einen Sinterschrumpfkoeffizienten und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des verwendeten Plattenkörpermaterials mit z. B. maximal 5% Unterschied zwischen den Koeffizienten aufweist. Es ist allgemein günstig, für das Einlegeornament ein anorganisches Sinterpulver zu verwenden, das dem Keramikkörpermaterial ähnlich oder gleich ist im Hinblick auf die Koeffizienten und gute Verbindungseigenschaften zwischen diesen.
Als Pigmente für das Einlegeornament können die Pigmente verwendet werden, die üblicherweise zum Färben von Keramiken verwendet werden. Das Pigment wird üblicherweise in einem Anteil von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent des anorganischen Sinterpulvers eingesetzt.
Der in der Einlegemischung enthaltene Binder ist vorzugsweise von der Art, der bei einer Sintertemperatur des Keramikplattenkörpermaterials und/oder des Einlegematerials weggebrannt werden kann und besteht beispielsweise aus Karboxylmetylzellulose, Metylzellulose, Stärkepaste, Öl und dergleichen. Solche Binder werden im allgemeinen mit einem Anteil von 0, 5 bis 10 Gewichtsprozent in der Einlegemischung verwendet.
Zu den zur Herstellung der Pastenmischung verwendeten Lösemitteln gehören beispielsweise Wasser und wässrige Lösungen niederer Alkohole. Der Anteil des Lösemittels ist so, daß eine Pastenmischung zum Siebdrucken oder Auftragen der Paste auf dem Substrat (z.B. 3 bis 20 Gewichtsprozent) entsteht und ist dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt.
Nach Bedarf werden Zusätze, die üblicherweise für Keramikplattenmaterialien verwendet werden, auch der Einlegemischung zugesetzt.

(2) Einlegeornamentunterlagen

Die Einlegeornamentunterlage 12 kann durch Aufbringen der Pastenmischung 3 auf einer Tägerunterlage 1 in einer gewünschten Ornamentform und Dicke beispielsweise durch eine Schablonenplatte 2 mit Ornamentöffnungen oder mittels Siebdrucken zum Aufbringen der Mischung, und anschließenden Trocknen hergestellt werden. Die Aufbringen mittels Schablone kann durch Sprüh- oder Streichbeschichtung erfolgen.
Die Trägerunterlage 1 besteht im allgemeinen aus flexiblen permeablen Materialien wie z.B. Pulpepapier, Pappkarton, Gewebe- oder Vliesstoffen usw. Wenn eine brennbare Trägerunterlage verwendet wird, wird die Trägerunterlage 1 nicht immer vor dem Brennen abgezogen. Wenn nicht brennbare Trägerunterlagen verwendet werden, wird die Trägerunterlage normalerweise vor dem Brennen abgezogen.

(3) Materialien für die Plattenkörper

Das hierin verwendete Keramikplattenkörpermaterial 8 besteht im wesentlichen aus anorganischen Sintermaterialien wie Tongut-Materialien (z.B. einer Mischung aus Ton, Agalmatolith und Kalk) oder Steinware/Porzellan-Materialien (z.B. einer Mischung aus Talk, Feldspat und Ton). Das Material 8 kann einen Binder (z.B. C.M.C) und 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Pigmente nach Bedarf enthalten.
Es ist möglich, ein homogene Mischung von zwei oder mehreren Arten verschiedenfarbiger anorganischer Sinterteilchen zu verwenden, die durch Färben eines anorganischen Sinterpulvers mit einem Pigment, Sprühtrocknen des Pulvers zum Erzeugen gefärbter Teilchen mit ungefähr 0,1 bis 0,8 mm mittlerer Teilchengröße und Mischen derselben hergestellt werden. Durch die Verwendung einer derartigen Mischung kann ein gleichmäßig geflecktes Muster in dem Plattenkörper 10 erzielt werden. Wenn solche gefleckte Muster in dem Plattenkörper 10 erzeugt werden sollen, zieht man es vor, ein Plattenkörpermaterial (z.B. eine Mischung solcher gefärbter Teilchen) in eine Form einzubringen, und dann darauf eine Einlegeunterlage mit dem Einlegeornament zur Mischung hin aufzubringen. Im übrigen neigen in dem Plattenkörpermaterial 8 enthaltene gefärbte feinere Teilchen dazu, sich mit ungleichmäßiger Verteilung in der Form abzusetzen und können ein ungleichmäßig geflecktes Muster am Boden des Plattenkörpers, jedoch ein gleichmäßig gepunktetes Muster in der eingebetteten Oberfläche erzeugen.
Beispielsweise kann ein Plattenkörper mit Granitfarbton durch Verwenden einer homogenen Mischung eines Plattenteilchenmaterials mit schwarzen Pigmenten und eines weissen Teilchenmaterials ohne Pigmente erzielt werden. Ein Plattenkörper mit Halbedelstein-Farbtönen kann durch Verwenden einer homogenen Mischung aus zwei oder mehr Arten verschiedenfarbiger Teilchen für das Plattenkörpermaterial erzielt werden.

(4) Formpressen und Brennen

Das Plattenkörpermaterial 8 und die Einlegeornamentunterlage 12 werden in eine Form eingelegt, wobei entweder das Einlegeornament 4 auf den Plattenkörpermaterial 8 oder das Einlegeornamentmaterial 4 unter dem Körpermaterial 8 liegt. Die Materialien in der Form 7 werden üblicherweise mit einem Druck von 200 bis 400 kg/cm² gepreßt, um einen Körperrohling mit dem auf der Oberfläche des Körpers eingebettetem Einlegeornament 4 zu bilden. Der entstandene Einbettungsplattenkörper 10 wird dann in einem Trockenofen (Kiln) oder Ofen bis zu einer Sintertemperatur von üblicherweise 1000 bis 1400ºC gebrannt.
Falls erforderlich kann der sich ergebende Plattenkörper 10 mit dem eingebetteten Muster mit einer im wesentlichen transparenten Glasurmittel nach einem Glühbrand bis zu einer Temperatur von üblicherweise 1000 bis 1300ºC beschichtet werden. Der mit Glasurmittel beschichtete Körper wird dann bis zu einer Verglasungs- oder Sintertemperatur von üblicherweise etwa 1000 bis 1400ºC gebrannt, um eine glasurierte Keramikplatte mit Einlegeornament zu erzeugen.

(5) Keramikplatte mit Einlegeornament

Die Größe der Keramikplatte 11 mit Einlegeornament bewegt sich üblicherweise in einem Bereich von 50 x 50mm bis zu 1000 x 1000mm. Ihre Dicke liegt üblicherweise bei 5 bis 35mm. Die Dicke des Einlegeornaments liegt üblicherweise bei 0,3 bis 5mm und im allgemeinen bei etwa 1/10 bis 1/4 der Gesamtdicke der Keramikplatte 11 mit Einlegeornament. Die Gesamtoberfläche der Einlegeornamentschicht liegt üblicherweise bei 1 bis 80% der Oberfläche des Einlegekeramikplatte. Im übrigen ist die Höhe des Einlegeornaments 4 im wesentlichen identisch oder etwas niedriger als die der nicht eingelegten Oberflächen des Plattenkörpers. Die Einlegeornamente sind somit beständig gegen Abnutzung und bewahren scharfe Ornamentlinien auch bei einer Glasierung bei.

(6) Merkmale

Erfindungsgemäß können Einlegeornamente mit verschiedenen Mustern und Dicken auf einem Keramikkörper ohne weiteres durch Ändern des Ornaments der Schablone 2 oder des Siebes für die Aufbringung und der Dicke des Einlegematerials auf der Unterlage gebildet werden. Darüber hinaus kann die Form des Ornamentes durch den in dem Einlegematerial enthaltenen Binder beibehalten werden und der Binder kann nach dem Brennen der eingebetteten Keramikplatte weggebrannt werden. Da die Einlegeornamente 4 durch Aufbringen des Einlegematerials 3 durch eine Schablonenmaske 2 oder einem Sieb auf einer Trägerunterlage 12 gebildet wird, können die Ornamente ohne weiteres mit feinen präzisen Farbtönen reproduziert werden.

(7) Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird weiter im Rahmen von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Beispielen beziehen sich Prozent-und Teilangaben auf das Gewicht, soweit nicht anders angegeben.

Beispiel 1

Ein Einlegematerial wurde durch Mischen von 100 Teilen eines anorganischen Sinterpulvers mit 60% Talk, 30% Feldspat und 10% Ton, mit 15% Purpurpigment, 6% Stärkepaste (Binder) und Wasser zur Bildung einer Pastenmischung 3 hergestellt. Der Binder dient zum Verbinden dieser Materialien miteinander und das Beibehalten der Form des sich ergebenden Einlegeornaments.
Eine Schablonenplatte 2 mit Öffnungen für gekrümmte Linienmuster wurde auf einer Vliesgewebe-Trägerunterlage 1 gemäß Darstellung in Fig. 1 angeordnet. Das Einlegematerial 3 wurde durch Aufsprühen auf die Trägerunterlage 1 aufgebracht. Das Einlegematerial 3 wurde dann bis auf einem Wassergehalt (z.B. 4%) wie den des Plattenkörpermaterials gebracht, um die Einlegeornamentunterlage 12 zu erhalten.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 wurde ein Porzellanplattenkörpermaterial 8 in einen Formhohlraum 7, der durch einen unteren Formabschnitt 5 und seitlichen Formabschnitten 6 gebildet wird, eingebracht. Das Körpermaterial 8 wurde durch Mischen von 60% Talk, 30% Feldspat, 9% Ton, 1% C.M.C und Wasser und Sprühtrocknen der Mischung zum Erzielen von Teilchen (mit mittlerer Teilchengröße von 0,4mm) hergestellt. Die Einlegeornamentunterlage 12 wurde auf dem Plattenkörpermaterial 8 in der Form mit der Ornamentlage 4 nach unten aufgebracht. Ein oberes Formteil 9 wurde auf die Trägerunterlage aufgelegt. Die Materialien in der Form wurden mit einem Druck von 320 kg/cm² pressgeformt um einen geformten Plattenkörper 10, in dem das Einlegeornament 4 gemäß Darstellung in Fig. 3 eingebettet ist, zu erhalten.
Der geformte Plattenkörper 10 wurde getrocknet und dann bis zu einer maximalen Temperatur von 1250ºC in einem Ringdurchziehofen gebrannt. Während des Brennens wurde die Trägerunterlage 1 und der Binder weggebrannt. Auf die Weise wurde eine Einlegeplatte 11 mit 300 x 300 x 8mm (Dicke) mit roten gekrümmten Linienornamenten 4 mit ungefähr 2mm Dicke als Einlage auf der Oberfläche der Platte 11 erhalten. Die Fläche der Ornamentschicht 4 war ungefähr 2% der Plattenoberfläche. Sprünge und Verformungen wie zum Beispiel Wölbungen wurden bei der entstandenen Platte nicht beobachtet.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme der nachstehenden Schritte wiederholt, um eine glasurierte mehrfarbige Ornamenteinlegeplatte zu erhalten.
Es wurden drei Einlegepastenmaterialien hergestellt, welche 10 Gewichtsanteile grüne, purpurne und gelblichgrüne Pigmente zu jeweils 100 Teilen Sinterpulver enthielten. Blumenblattornamente wurden mittels 3 verschiedenen Sieben nacheinander auf ein Pulpepapier mit dem grünen, purpurnen und gelblichgrünen Material siebgedruckt, wobei jede gedruckte Lage 0,3mm dick und überdruckte Lagen 0,9mm dick waren, und darauffolgend getrocknet, um eine Einlegeornamentunterlage zu erhalten.
3 gefärbte Porzellanmaterialien wurden durch Mischen von 0,5 Teilen eines gelben Pigmentes, 5 Teilen eines roten Pigmentes und 5 Teilen eines schwarzen Pigmentes mit jeweils 100 Teilen Porzellanmaterialpulver hergestellt. Jedes gefärbte Material wurde zum Erzielen von Teilchen mit 0,4 mm mittlerer Größe sprühgetrocknet. Dann wurde ein Plattenkörpermaterial durch homogenes Mischen von 25% der gelben Partikel, 50% der roten Partikel und 25% der schwarzen Partikel hergestellt.
Das entstandene Plattenkörpermischmaterial wurde in die Form gegeben und die entstandene Einlegeunterlage wurde auf dem Plattenkörpermaterial mit dem Einlegemuster nach unten aufgebracht. Die Materialien in der Form wurden wie in Beispiel 1 pressgeformt. Die Pulpepapierträgerunterlage wurde von dem Formrohling abgezogen.
Die Rohlingplatte mit dem eingebettetem Ornament wurde bis zu einer Temperatur von 1100ºC gebrannt. Die Oberfläche der glühgebrannten Platte wurde mit einem im wesentlichen transparenten Glasurmittel beschichtet und dann bis zu einer maximalen Temperatur von 1250ºC in einem Ringdurchziehofen gebrannt. Es wurde eine glasurierte mehrfarbige Einlegeornamentplatte mit 300 x 300 x 8mm (Dicke) erhalten, welche Blattornamente mit grünen, purpurnen und gelblichgrünen Farben von etwa 0,3 bis 0,9 mm Dicke eingelegt in einen Plattenkörper mit halbedelsteinartigen Farbtönen aus gelben, roten und schwarzen Flecken aufwies. Die Fläche des Einlegeornaments war ungefähr 30% der Plattenoberfläche. Sprünge und Verformungen wie zum Beispiel Wölbungen wurden in der Ornamentplatte nicht beobachtet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Keramikplatte (11) mit eingelegtem Ornament mit den Schritten:

Zubereiten einer Pastenmischung (3), die im wesentlichen aus anorganischem Sinterpulver, einem Pigment, einem Binder und einem Lösemittel besteht, und Aufbringen der Pastenmischung (3) auf eine Trägerunterlage (1) durch eine vorgegebene Ornamentschablone und Trocknen der aufgebrachten Mischung, um eine Unterlage (12) mit dem Einlegeornament zu bilden;

Einbringen der Einlegeornamentunterlage (12) und eines Körpermaterials (8) für Keramikplatten in eine Form (7) in der Art, daß das Einlegeornament (4) mit dem Körpermaterial (8) in Berührung steht, und Formpressen dieser zu einem Plattenkörperrohling (10), in dessen Oberfläche das Einlegeornament (4) eingebettet ist; und dann

Brennen des entstandenen Einbettungskörperrohlings (10) bis zu einer Sintertemperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine im wesentlichen homogene Mischung aus zwei oder mehr Arten Plattenkörpermaterialien mit verschiedenen Farbteilchen als das Körpermaterial für die Keramikplatte verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Körpermaterial für die Keramikplatte in die Form eingebracht wird und dann die Einlegeornamentunterlage darauf in der Art aufgebracht wird, daß das Einlegeornament mit dem Körpermaterial in Berührung steht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Pastenmischung auf die Trägerunterlage mittels einer Ornamentmaskenschablone aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Pastenmischung auf die Trägerunterlage mittels Siebdruck aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zwei- oder mehrfarbige Pastenmischungen abwechselnd auf der Trägerunterlage zweimal oder mehrere Male aufgebracht werden, um eine vielfarbige Einlegeornamentunterlage zu erhalten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Plattenkörperrohling mit dem eingebetteten Ornament glühgebrannt wird, dann mit einem im wesentlichen transparenten Glasurmittel beschichtet wird und dann fertig gebrannt wird.

8. Keramikplatte mit eingelegtem Ornament, die nach einem der Ansprüche 1 bis 7 herstellbar ist.

9. Keramikplatte nach Anspruch 8, bei der die Keramikplatte mit dem eingelegten Ornament eine im wesentlichen transparente Glasurschicht auf ihrer Oberseite aufweist.