DE69307911T2

DE69307911T2 - Behandlung von tonkörpern

Info

Publication number: DE69307911T2
Application number: DE69307911T
Authority: DE
Inventors: Paul Neil Macmullen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2013-10-16
Also published as: GR3023255T3; JP3465191B2; US5900280A; DE69307911D1; GB9503410D0; AU5283693A; EP0664773A1; GB2286604A; WO1994008917A1; ES2099482T3; CA2147163A1; DK0664773T3; EP0664773B1; AU677246B2; GB2286604B; CA2147163C; JPH08504737A; ATE148441T1

Description

Diese Erfindung betrifft die Behandlung von keramischen und anderen Körpern aus Irdenware, und befaßt sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit der Behandlung von gebrannten Tonkörpern in der Form von keramischen Garten- oder Terrassentöpfen. Zu anderen Anwendungen gehören Hängetöpfe, Wandhänger, Hausziegel und keramische Dachziegel oder jedes andere keramische, gebrannte Ton- oder Irdenwarenerzeugnis.
Ein besonderes Problem, das mit Keramiktöpfen und -behältern verbunden ist, die zur Außenverwendung bestimmt sind, z.B. in Gärten, auf Terrassen oder an Wänden, ist die Tendenz zu Schäden aufgrund der Einwirkung von Frost. Es ist eine wohlbekannte Tatsache, daß dann, wenn Wasser in die Wände von porösen irdenen Töpfen absorbiert ist, Gefriertemperaturen bewirken, daß sich das Wasser ausdehnt und die Töpfe oft springen, in Schichten aufspalten, ausblühen oder einfach brechen.
Es wurden in der Vergangenheit Versuche unternommen, um dieses Problem zu umgehen, indem man die Oberfläche des Topfes wasserabstossend oder wasserdicht macht, z.B. durch Glasieren. Wenn die Glasur aufgebracht wird während noch etwas Feuchtigkeit in dieser Irdenware ist, dann haben Gefriertemperaturen trotzdem die gleiche schädliche Wirkung auf die Ware. Weiter wurde gefunden, daß wegen der Umgebung, in welcher Garten- oder Terrassentöpfe verwendet und angebracht werden, die Glasur oft Schaden leidet, was den Eintritt von Wasser oder Feuchtigkeit gestattet, auf welches Gefriertemperatur einwirkt, so daß teure und attraktive Töpfe beschädigt und oft zerstört werden.
Einige Töpfe aus Irdenware werden durch Abziehbilder oder durch Handbemalung dekoriert, wobei die Dekoration dann auf die Oberfläche eingebrannt wird. Es ist bevorzugt, daß der Oberflächenbereich des Topfes, wo das Abziehbild oder die Farbe aufgebracht werden soll, glatt ist und aus diesem Grund wird die Oberfläche manchmal glasiert, bevor das Abziehbild oder ein anderes Kunstwerk aufgebracht wird. Dieses Verfahren bedingt ein zusätzliches Brennen, was zu den Kosten der dekorierten Ware beiträgt.
Die GB 1582924 zeigt ein Verfahren zur Imprägnierung von porösen Steinen durch Trocknen des porösen Steins, Imprägnieren des Steins mit einem Siliconharz, Anlegen von Druck und endlich Erhitzen des imprägnierten Steins.
Die CH-A-362 642 zeigt ein Verfahren zur Imprägnierung eines gebrannten Körpers aus Irdenware, wobei der getrocknete Körper mit einer Lösung von Silicon imprägniert und schließlich getrocknet wird.
In Chemical Abstracts, Bd. 91 (1980), Nr. 14, 115304u ist ein Verfahren zur Dekoration eines Porzellankörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 gezeigt.
Ein Ziel der Erfindung ist der Versuch der Bereitstellung eines Verfahrens zur Behandlung von Irdenware und dergleichen, um zu ermöglichen, daß es aufnahmefähiger für Abziehbilder oder andere Dekoration ist, ohne das Erfordernis, die Ware vor dem Dekorieren zu glasieren und/oder allgemein Verbesserungen zu liefern.
Zu einem weiteren alternativen Ziel gehört der Versuch, keramische oder andere Irdenware bereitzustellen, welche nicht unter den bekannten Beschränkungen und Fehlern von Ware leidet, die durch herkömmliche Verfahren hergestellt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines dekorierten Körpers aus Irdenware und ein durch dieses Verfahren hergestelltes Produkt bereitgestellt, wie dies in den beigefügten Ansprüchen beansprucht ist.
Bei einer Ausführungsform umfaßt ein Verfahren zur Behandlung eines gebrannten Körpers aus Irdenware die Behandlung des Körpers mit einem flüssigen Medium, das einen wasserabstossenden Bestandteil hat, wie ein Silicon, das Trocknen des Körpers, so daß der wasserabstossende Bestandteil innerhalb der Poren des Körpers verbleibt, wodurch Beständigkeit gegen den Eintritt von Wasser und spätereres Gefrieren verbessert wird.
In der Ausführungsform wird die Stufe der Trocknung des Körpers vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur unterhalb 200ºC durchgeführt, wodurch die Trocknungsgeschwindigkeit erhöht wird, jedoch die Zersetzung des Silicons oder anderen wasserabstossenden Materials auf einem Minimum gehalten wird. Bei der Ausführungsform kann Druck angewandt werden, um zu bewirken, daß das wasserabstossende Medium die poröse Struktur der Irdenware gründlicher durchdringt.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein Körper aus Irdenware mit einer erhöhten Fähigkeit versehen, ein Abziehbild oder eine Übertragung oder ein anderes dekoratives Element aufzunehmen, durch Behandlung mit einem flüssigen Medium, wie einem siliconhaltigen flüssigen Medium (in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel oder einer Dispersion oder Emulsion in Wasser, zum Beispiel). Auf diese Weise wurde überraschenderweise gefunden, daß die Notwendigkeit für die Bereitstellung einer glasierten Oberfläche zum zufriedenstellenden Aufbringen von Abziehbildern und dergleichen vermieden wird. Überraschenderweise können selbst nach Behandlung mit einem siliconhaltigen flüssigen Medium und dem anschließenden Trocknen Abziehbilder aufgebracht werden. Bei einer folgenden Brennstufe, in welcher die Temperatur auf über 200ºC erhöht wird, wird das Siliconmaterial entfernt, während das Abziehbild bleibt, und so werden signifikante Vorteile gegenüber bisherigen Arbeitsweisen auf diesem Gebiet geliefert.
Ein Verfahren zur Behandlung von Keramikware gemäß der Erfindung wird nun beispielsweise nur unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
Figur 1 eine Schnittansicht durch einen Trocknungs- oder anderen Behandlungsofen ist, welcher einen Irdenwarentopf in einem Teil des Verarbeitungsbetriebes enthält;
Figur 1a ist ein vergrößerter Abschnitt eines Teils des Topfes, der in Figur 1 zu sehen ist;
Figur 2 ist eine Schnittansicht eines Imprägnierungstanks, der einen Topf in einem weiteren Teil des Verfahrens enthält;
Figur 2a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Topfes, der in Figur 2 zu sehen ist;
Figur 3 ist eine Ansicht ähnlich der von Figur 2 in einem weiteren Teil des Verfahrens;
Figur 3a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Topfes, der in Figur 3 zu sehen ist;
Figur 4 ist ein Schnitt einer Trocknungsvorrichtung;
Figur 4a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Topfes, der in Figur 4 zu sehen ist;
Figuren 5a, 5b, 5c, 5d und 5e sind Teilschnitte durch die Wand eines Topfes während des Verfahrens zum Dekorieren des gebrannten Tontopfes.
Wie in Figur 1 zu sehen ist, wird ein Topf aus Irdenware P mit Seitenwänden W in einem Trocknungsofen 2 angeordnet, und man bewirkt, daß jede Feuchtigkeit, die im Topf vorhanden ist, diesen verläßt.
Nach dem Abkühlen wird der vollständig ausgetrocknete Topf dann in einen Tank 4 eingebracht, der eine Silicon-Wasser- Lösung S enthält, die dann den Topf hydrostatisch imprägniert. Um das Imprägnierungsverfahren zu beschleunigen, ist ein Deckel 6 dichtend über dem Oberteil des Tanks angepaßt, und Luft wird durch einen Einlaß 8 eingeführt, um den Tank unter Druck zu setzen, wie in Figur 2 gezeigt ist. Der Tank bleibt unter diesen Bedingungen für eine vorbestimmte Zeitspanne gemäß der Größe und Dicke des darin eingebrachten Topfes oder der Töpfe, bis die Irdenware vollständig von der Siliconlösung S imprägniert wird. Gewünschtenfalls kann die Siliconlösung jeden anderen Träger neben Wasser enthalten, z.B. ein Lösungsmittel. In dieser Beschreibung soll, wenn nichts anderes angegeben ist, die Bezugnahme auf "Siliconlösung" in Wasser sich auf eine Lösung oder Dispersion oder Emulsion einer Siliconverbindung in Wasser beziehen, z.B. eine wäßrige Lösung von Kaliummethylsiliconat.
Der Tank wird dann wieder von Druck befreit, und die Lösung wird über einen Abzughahn 10 abgezogen, wie in Figur 3 zu sehen ist. Die mit Silicon imprägnierte Wand des Topfes ist in den Figuren 2a und 3a gezeigt.
Die nächste Stufe im Verfahren ist es, die Feuchtigkeit von der Siliconlösung S zu entfernen. Zu diesem Zweck wird der Topf in einen Ofen 14 eingebracht und einer Temperatur von zwischen 100ºC und 150ºC unterworfen. Dies treibt die restliche Feuchtigkeit aus dem Topf in Form von Wasserdampf. Alternativ kann die Entfernung des Feuchtigkeitsgehaltes bewirkt werden, indem man die Ware einem Vakuum aussetzt, z.B. durch Eindichten der Ware in einen Tank und dann Verbinden mit einer Vakuumquelle, oder der Körper kann nach dem Imprägnieren einer Kohlendioxidatmosphäre ausgesetzt werden.
Der Topf aus Irdenware ist somit vollständig mit wasserbeständigen Siliconkristallen S imprägniert, wie dies in der Figur 5a gezeigt ist, was sich als wirksam zeigt, um zu verhindern, daß irgendwelche Feuchtigkeit von dem gebrannten Tontopf absorbiert wird und dieser daher immun vor Frostschäden ist.
Es ist häufig erwünscht, Töpfe aus Irdenware durch das Aufbringen eines Abziehbildes oder durch Handbemalen oder Sprühen zu dekorieren.
Es hat sich als günstig für das Abziehbild oder ein anderes Dekorationsmedium erwiesen, das über einem Bereich des Topfes oder einer anderen Ware aufgebracht werden soll, die mit einem Silicongemisch imprägniert wurde, wonach das Abziehbild auf die Ware in üblicher Weise "aufgebrannt" wird. Ein solcher vorbereitender Prozeß ermöglicht, daß lichtechte und wasserdichte Färbungen aufgebracht werden, was zu kräftigen Dekorationen von langer Lebensdauer auf dem Körper aus Irdenware führt.
Von der "aufgebrannten" Farbe wird auch gefunden, daß sie die Wirkung von feinen Linien und Einzelheiten liefert, was größere Definitionen auf wasserdichten Keramikkörpern ergibt als auf porösen gebrannten Tonkörpern.
In diesem Verfahren wird ein Topf aus Irdenware gründlich in einem Trocknungsofen getrocknet, wonach die Fläche des Topfes, die dekoriert werden soll, darauf die wasserabstossende Lösung auf Siliconbasis aufgebracht enthält, durch Anstreichen mit dem Pinsel, durch Sprühen oder durch gesamtes Eintauchen des Topfes in die Lösung.
Der Topf mit der aufgebrachten Lösung wird dann gründlich trocknen gelassen, wonach das Kunstwerk oder die Dekoration, z.B. das Abziehbild, der Pinsel- oder Sprühanstrich, das Stempeln mit Kautschukgelatine oder Silicon, Siebdruck, Montage- oder thermoplastische Arbeitsweise, die üblicherweise angewandt wird, aufgebracht wird. Das Abziehbild oder die andere Dekoration wird dann auf den Topf "aufgebrannt", indem man ihn einem Ofenbrennen bei einer Temperatur zwischen 700ºC und 800ºC unterwirft. Während dieses Brennens brennt, wenn die Temperatur 200ºC überschritten hat, die Siliconbasis weg, ohne das Abziehbild zu stören, was einen total porösen Topf hinterläßt. Das Imprägnieren des Topfes mit einer flüssigen Siliconlösung kann dann angewandt werden, wie dies früher beschrieben ist, falls man dies so wünscht.
Der obige Dekorationsprozeß ist in den Figuren 5a, 5b, 5c, 5d und 5e beschrieben.
Figur 5a zeigt einen Teilschnitt der Wand eines Topfes aus Irdenware, welcher einen kleinen Ausschnitt des Topfes zeigt, der auf der äußeren Oberfläche mit einer aufgepinselten Lösung S von Silicon imprägniert ist. Figur 5b zeigt die Wand des Topfes, nachdem er einer Trocknung unterworfen wurde, wodurch die äußere Oberfläche der Wand eine innere "Haut" von Siliconkristallen Sc enthält. Figur 5c zeigt das Aufbringen eines Abziehbildes T auf die äußere Oberfläche der Wand des Topfes, und Figur 5d zeigt das dekorative Element, das in die Wand des Topfes "aufgebrannt" ist. Figur 5e zeigt die sich endgültig ergebende Wand des Topfes, nachdem die Siliconlösung in den Topf einimprägniert und der Feuchtigkeitsgehalt der Lösung beseitigt wurde, was die wasserdichtenden Siliconkristalle Sc innerhalb des Tonkörpers hinterläßt.
Bei einem weiteren Verfahren kann ein Hintergrund von hellgefärbter Farbe oder einem hellgefärbten Abziehbild auf die Ware nach der anfänglichen Imprägnierung von Silicon aufgebracht werden, damit die Färbung des Abziehbildes auffallender sein kann.
In einigen Fällen ist es günstig, die Ware mit einer Siliconlösung zu imprägnieren, die ein Färbemedium enthält, und die Ware würde dann gefärbt werden, wo die Imprägnierung erfolgt. Die Ware muß nicht über ihre gesamte Fläche mit einer gefärbten. Siliconlösung imprägniert werden, sondern es können nur ausgewählte Bänder oder andere Bereiche so behandelt werden. Eine Methode, um dies zu bewirken, ist es, den Bereich, wo keine Färbung erforderlich ist, mit einer farblosen Siliconlösung zu imprägnieren. Die gefärbte Siliconlösung wird dann durch Pinseln, Sprühen oder Eintauchen aufgebracht, wobei die farblose Lösung als Maske wirkt, die verhindert, daß Farbe auf die farblosen Bereiche übertritt.
Obwohl das Verfahren der Erfindung unter Bezugnahme auf einen Topf aus Irdenware beschrieben wurde, sei verstanden, daß es zur Behandlung von anderen gebrannten Tonerzeugnissen benutzt werden kann, z.B. Hausziegeln, Dachziegeln und unglasierten Bodenfliesen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines dekorierten gebrannten Körpers aus Irdenware, umfassend:

a) die Oberflächenbehandlung dieses gebrannten Körpers aus Irdenware mit einer Flüssigkeit, um eine Oberflächenbehandlung zum Aufbringen der Dekoration darauf zu liefern;

b) danach Trocknen dieses gebrannten Körpers aus Irdenware; und

c) Aufbringen einer Oberflächendekoration auf die so behandelte Oberfläche dieses gebrannten Körpers aus Irdenware,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) diese Oberflächenbehandlungsflüssigkeit ein siliconenthaltendes Medium enthält; und

e) das Verfahren die weitere Stufe der Erhöhung der Temperatur dieses dekorierten Körpers aus gebrannter Irdenware umfaßt, um diese Oberflächenbehandlung zu entfernen, während die Oberflächendekoration auf dem gebrannten Körper aus Irdenware verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlungsflüssigkeit Kaliummethylsiliconat enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe des Aufbringens eines Unterkörpers oder einer Beschichtung aus hellgefärbter Farbe oder einem hellgefärbten Abziehbild auf den Bereich dieses Körpers aus gebrannter Irdenware umfaßt, wo diese Oberflächendekoration aufgebracht werden soll.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der Erhöhung der Temperatur dieses dekorierten Körpers aus gebrannter Irdenware umfaßt, um diese Oberflächenbehandlung zu entfernen, indem man die Temperatur auf eine Temperatur über 200ºC erhöht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Bereich von 200ºC bis 1500ºC liegt.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der späteren Behandlung dieses dekorierten Körpers aus gebrannter Irdenware mit folgenden Stufen umfaßt:

a) Abdecken wenigstens eines Teils des Körpers mit einer Siliconlösung oder einem -medium und Bewirken, daß die Lösung den Körper imprägniert; und

b) Trocknen des Körpers, um den Feuchtigkeitsgehalt der Siliconlösung zu entziehen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der Trocknung des Körpers aus Irdenware vor der Behandlung mit der Siliconlösung umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconlösung Kaliummethylsiliconat enthält.

9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconlösung ein Färbemedium enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Körper auf eine Temperatur von weniger als 200ºC brennt.