DE69604731T2

DE69604731T2 - Tonzusammensetzung für Giessverfahren

Info

Publication number: DE69604731T2
Application number: DE69604731T
Authority: DE
Inventors: Howard Goodman; Christopher Stirling Hogg; Richard Gerard Shaw Stewart
Original assignee: ECC International Ltd
Current assignee: Imerys Minerals Ltd
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: PT751103E; ATE185788T1; ES2140790T3; KR970000480A; DE69604731D1; EP0751103B1; GB9512005D0; EP0751103A1; JPH09156996A

Description

Die Erfindung betrifft den Schlickerguss, insbesondere eine neue Tonzusammensetzung zur Verwendung beim Schlickerguss, eine Schlickerguss-Zusammensetzung, die diese enthält sowie ein Schlickergussverfahren, das eine solche Schlickerguss- Zusammensetzung verwendet.
Das Verfahren des Schlickergießens wird in den traditionellen keramischen Industrien von Sanitärkeramik und Geschirr verwendet, um komplex geformte Gegenstände herzustellen, die sich durch andere Verfahren schwerlich herstellen lassen.
Beim Schlickergussverfahren wird ein Schlamm oder Schlicker aus einem Gemisch geeigneter Rohmaterialien, gewöhnlich Porzellanerde (ein Kaolinit-Ton), Bindeton, Quarz und Feldspat, hergestellt. Der Schlamm wird dann bei einem Feststoffgehalt von üblicherweise 70 bis 75 Gew.-% (etwa entsprechend Schlickerdichten von 1750 bis 1850 g · dm&supmin;³) dispergiert, und während der Dispergierung werden Verflüssigungsmittel hinzugegeben, damit die rheologischen und Gusseigenschaften des Schlickers reguliert werden.
Der Schlicker wird dann in eine gewöhnlich aus Gips bestehende Form gegossen, und für eine Zeitspanne in der Form belassen, die von der Dicke des erforderlichen Gussstücks, der Temperatur und den rheologischen Eigenschaften des Schlickers und der Beschaffenheit der Rohmaterialien abhängt. Geschirrwaren müssen lediglich 2 bis 3 mm dick sein, so dass der Guss 5 bis 15 min dauert. Für Sanitärkeramiken sind Gussdicken von etwa 9 mm erforderlich, so dass der Guss 45 bis 90 min dauert.
Während des Gusses wird Wasser aus dem Schlicker durch die Kapillarwirkung der Form gesaugt, und es bildet sich eine Haut oder ein Gussstück aus Tonkörper auf der Innenwand der Form. Nach Erreichen der erforderlichen Dicke des Gussstückes, wird der restliche Schlicker abgelassen, und das Gusswerk eine gewisse Zeitspanne trocknen gelassen, bevor die Form geöffnet und das Gussstück entfernt wird. Bei Geschirr dauert dies weniger als eine Stunde, bei Sanitärkermamik jedoch mehrere Stunden.
Die Herstellung von Sanitärkeramik durch Schlickerguss ist ein relativ langsames Verfahren. In vielen Fabriken wird für jede Form jeweils nur ein Gussstück pro Tag erhalten. Sogar in Fabriken mit automatischen Systemen zur Beschleunigung des Gussstück- und Form-Trocknens werden selten mehr als zwei Gussstücke pro Form täglich erzielt. Dies bedeutet, dass viele Formen verwendet werden müssen, um einangemessenes Produktionskontingent zu erreichen. Das Verfahren ist recht arbeitsintensiv.
Es ist seit je her ein Langzeitziel der Sanitärkeramik- Industrie, das Gussverfahren zu beschleunigen, und somit die Produktivität zu verbessern und die Kosten zu senken. Es gibt viele Wege zur Steigerung der Gießgeschwindigkeit von Schlicker.
Die Rheologie des Schlickers kann geändert werden, um die Schlickerthixotropie zu vergrößern, d. h. den zeitabhängigen Anstieg der Viskosität. Dies erhöht die Gussstück-Permeabilität und den Feuchtigkeitsgehalt. Der Anstieg der Thixotropie des Schlickers kann auch Probleme mit der Schlicker-Entwässerung am Ende des Gießvorgangs mit sich bringen und kann weiche, schlaffe Gussstücke hervorrufen, die sich bei der Entnahme aus der Form verformen oder zusammenfallen oder beim Trocknen reißen.
Eine Erhöhung der Schlickertemperatur vergrößert die Gießgeschwindigkeit. Eine zu hohe Schlickertemperatur kann jedoch ein übermäßig schnelles Trocknen und Brechen der Gussstücke hervorrufen.
Eine Erhöhung der Schlickerdichte kann auch die Gießgeschwindigkeit unter bestimmten Bedingungen erhöhen, was aber nicht immer der Fall ist. Die Vergrößerung der Schlickerdichte bewirkt gewöhnlich eine Abnahme der Gussstück-Porosität und somit Permeabilität, was jeglichen potentiellen Anstieg der Gießgeschwindigkeit erschwert. Die Schlicker-Rheologie ändert sich ebenfalls, was Entwässerungsprobleme nach dem Guss und der allgemeinen Schlickerverarbeitung in der Fabrik hervorruft. Das Unterdrucksetzen des Schlickers vergrößert die Gießgeschwindigkeit im Verhältnis zum angelegten Druck. Der "Druckguss", wie man ihn kennt, ist ein ziemlich neues Herstellungsverfahren, das immer bekannter wird, obwohl die Investitionskosten für die Ausrüstung hoch sind. Das Verfahren ist gemeinhin auf einfache Zweistück-Formen, wie Waschbecken, eingeschränkt. Für viele Gegenstände, insbesondere Toiletten, muss noch der herkömmliche Gipsguss eingesetzt werden.
Das üblichste Verfahren, das zur Erhöhung der Gießgeschwindigkeit verwendet wird, erfolgt durch Ändern der Typen oder der Verhältnisse der Tone im Körper, so dass ein durchlässigeres Gussstück erhalten wird. Die Gesamtmenge an Ton im Rezept kann verkleinert werden, oder die Menge an Bindeton kann im Verhältnis zur Menge an Porzellanerde gesenkt werden, oder es können gröbere Porzellanerden oder Bindetone eingesetzt werden. Diese Arten der Rezeptveränderung bewirken immer eine Abnahme der Gussfestigkeit und der Gussverformbarkeit, was zu häufigeren Rissen während des Entgratens und Trocknens und zu Brüchen beim Gebrauch führt. So wird ein Anstieg des Gesamtdurchsatzes aufgrund des schnelleren Gießens in gewissem Ausmaß durch höhere Verluste ausgeglichen.
Sämtliche Gussstücke werden unabhängig vom Herstellungsverfahren nach dem Gießen der gleichen Verarbeitung unterworfen. Dies bedeutet, dass sie den gleichen Entgratungs-, Handhabungs- und Glasurverfahren standhalten müssen. Sie müssen vor dem Brennen somit die gleiche Verformbarkeit und Festigkeit aufweisen. Ungebrannte glasartige Sanitärkeramik hat eine Festigkeit von ungefähr 1,25 bis 1,65 MPa, wenn sie in einer Atmosphäre von 80% relativer Feuchtigkeit konditioniert wird, oder 2,5 bis 3,3 MPa, wird sie bei 110ºC getrocknet. Es ist daher wichtig, dass eine minimal konditionierte Festigkeit von 1,25 MPa gehalten wird, unabhängig von jeglichen Änderungen in der Gießgeschwindigkeit, die durch Änderung der Tone oder des Gießverfahrens erzielt werden könnten.
GB-A-1481307 offenbart ein Verfahren zur Verringerung der Viskosität bei vorgegebenem Feststoffgehalt einer wässrigen Suspension eines Tonminerals, wobei das Tonmineral mit einem kleineren Anteil, bezogen auf das Gewicht, einer wasserlöslichen organischen Verbindung mit einer Vielzahl an basischen Gruppen und einem Molekulargewichts-Zahlenmittel von nicht mehr als 1000, behandelt wird. Man hat festgestellt, dass eine wässrige Suspension des Minerals durch die Verwendung eines durch ein solches Verfahren hergestellten Tonminerals während des Filtrationsverfahrens einen Kuchen mit hoher Permeabilität für Wasser bildet, so dass die wässrige Suspension durch Filtration schneller entwässert wird. EP-A-0334950 wendet die Lehre von GB-A-1481307 auf das Fachgebiet des Schlickergießens an, wodurch die Gießgeschwindigkeit eines Tons durch Zugabe bestimmter organischer Verbindungen des vorstehend genannten Typs verbessert wird.
Wird ein Ton zur Verbesserung seiner Gießgeschwindigkeit durch Zugabe einer organischen Verbindung modifiziert, so werden wahrscheinlich seine Festigkeit und/oder Verformbarkeit verringert. Dies kann zu Rissen beim Trocknen und Entgraten und zu Brüchen bei der Handhabung führen, wenn die Keramikprodukte durch Schlickerguss mit einem solchen modifizierten Ton hergestellt werden.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft die Bereitstellung einer Tonzusammensetzung zur Verwendung beim Schlickerguss, umfassend:
a) eine größere Menge, bezogen auf das Gewicht, mindestens eines Kandit-Tons, die mindestens 92 Gew.-% der Zusammensetzung ausmacht;
b) eine kleinere Menge, bezogen auf das Gewicht, eines organischen Additivs, umfassend mindestens eine wasserlösliche Verbindung mit mehreren basischen Gruppen; und
c) eine kleinere Menge, bezogen auf das Gewicht, mindestens eines nicht-kalzinierten Smektit-Tons.
In der Zusammensetzung A können der oder die Kandit-Tone 95 bis 99 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen.
Das Gewichtsverhältnis des oder der Smektit-Ton(e) zum organischen Additiv reicht vorzugsweise von 3 : 1 bis 30 : 1, insbesondere von 10 : 1 bis 20 : 1.
Geeignete Beispiele für Zusammensetzung A lassen sich bspw. herstellen mit 1 bis 5 Gew.-%, bspw. 2 bis 4 Gew.-% Smektit- Ton und 0,05 bis 0,5 Gew. %, bspw. 0,1 bis 0,2 Gew.-% organisches Additiv, wobei der Rest Kandit-Ton ist (wahlfrei mit kleineren Mengen anderer Additive).
Wir haben, wie nachstehend erläutert wird, festgestellt, dass die Zugabe des nicht-kalzinierten Smektit-Tons zu den anderen Komponenten der Zusammensetzung A die Festigkeit der Tonzusammensetzung vorteilhaft vergrößert und dabei eine bessere Gießgeschwindigkeit gegenüber dem unmodifizierten Kandit-Ton behält. Gewöhnlich steigt die Festigkeit mit steigendem Verhältnis von vorhandenem Smektit-Ton zum vorhandenen organischen Additiv, wohingegen die Gießgeschwindigkeit sinkt. Umgekehrt steigt die Gießgeschwindigkeit mit sinkendem Verhältnis von vorhandenem Smektit-Ton zum vorhandenen organischen Additiv, und die Festigkeit nimmt ab. Die vorstehend genannten Verhältnisbereiche veranschaulichen die Bereiche, in denen die Gießgeschwindigkeit einerseits und die Festigkeit andererseits geeignet ausgewogen sind. In einigen Fällen werden jedoch unerwarteterweise die Gießgeschwindigkeit und die Festigkeit gegenüber den Ergebnissen für den unmodifizierten Kandit-Ton verbessert.
Zur Verwendung in Zusammensetzung A geeignete Smektit-Tone und organische Additive werden nachstehend beschrieben. Der Kandit-Ton der Zusammensetzung A kann einen oder mehr Tone aus Kaolinit, Dickit, Nacrit und Halloysit umfassen. "Kaolinit" umfasst Tone vom Kaolin-Typ, Bindetone, Schamottetone und Porzellanerden. Diese Tone kommen in der Natur vor. In diesem Fall können sie kleine Mengen anderer Mineralien enthalten, z. B. ein oder mehrere Mineralien aus Illit, Mica, Quarz und Feldspat. Diese natürlich vorkommenden Materialien lassen sich in Zusammensetzung A verwenden. Porzellanerde, die bevorzugte Form des Kandit-Tons, wird entweder allein oder zusammen mit einem Bindeton verwendet.
Modifizierte Tone der Zusammensetzung A lassen sich durch Herstellung einer wässrigen Suspension des Kandit-Tons, Herstellung einer wässrigen Suspension des Smektit-Tons und Zugabe der Suspension des Smektit-Tons und des organischen Additivs zur Kandit-Ton-Suspension herstellen. Die Smektit-Ton- Suspension lässt sich geeigneterweise unter Rühren zur Kandit- Ton-Suspension geben, so dass ein einheitliches Gemisch entsteht, gefolgt von der Zugabe des organischen Additivs unter Rühren.
Der Smektit-Ton lässt sich alternativ zusammen mit dem organischen Additiv zugeben. Er kann mit einem organischen Additiv beschichtet sein, so dass eine einzelne Additiv- Zusammensetzung hergestellt wird, bevor der Kandit-Ton zugegeben wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, das den Schritt vorsieht: Mischen des Kandit-Tons mit dem Smektit-Ton und dem organischen Additiv. Dieses Verfahren kann die Herstellung einer Additiv-Zusammensetzung zur Verbesserung einer Kombination der Gießgeschwindigkeit und Festigkeit eines Kandit-Tons (oder einer Zusammensetzung, die einen Kandit-Ton umfasst) umfassen, umfassend eine größere Menge eines Smektit-Tons und eine kleinere Menge eines organischen Additivs, wie vorstehend definiert, und die anschließende Zugabe der Additiv-Zusammensetzung zu einem Kandit-Ton, so dass die Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt hergestellt wird. Das Gewichtsverhältnis des vorhandenen Smektit-Tons zu vorhandenem organischem Additiv kann im vorstehend definierten Bereich liegen. Die Additiv-Zusammensetzung lässt sich durch Mischen einer wässrigen Suspension des Smektit-Tons mit dem organischen Additiv unter Rührer herstellen. Die entstandene Suspension kann wie vorstehend beschrieben feucht zum Kandit-Ton zugegeben werden. Das Gemisch aus Smektit-Ton und organischem Additiv kann alternativ für die Zugabe zum Kandit-Ton andernorts, z. B. einer Schlicker- Produktionsanlage, getrocknet und transportiert werden. Eine bevorzugte Alternative zur Bildung des Gemisches aus Smektit-Ton und organischem Additiv ist das Mischen beider Bestandteile im trockenen Zustand, bspw. durch Mahlen.
Der modifizierte Ton, umfassend Zusammensetzung A, lässt sich in einer Schlicker-Produktionsanlage formulieren. Er lässt sich zur Herstellung einer Schlickerguss-Zusammensetzung, wie nachstehend beschrieben, formulieren. Der modifizierte Ton von Zusammensetzung A lässt sich alternativ in einer vom Verwendungsort entfernten Anlage herstellen.
In diesem Fall wird der modifizierte Ton von Zusammensetzung A vorzugsweise in trockener Form zum Verbraucher, bspw. einem Schlickerproduzenten, transportiert. Die vorstehend beschriebene gebildete Mischsuspension kann auf bekannte Weise, bspw. Filterpressen und Wärmetrocknen, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, getrocknet werden.
Gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Aspekt wird eine Tonzusammensetzung für den Schlickerguss, d. h. eine Schlickerguss-Zusammensetzung, hergestellt, umfassend:
a) Zusammensetzung A, wie vorstehend beschrieben,
b) ein Schlicker-Medium.
Die Herstellung von Schlickerguss-Zusammensetzungen ist bekannt, und der Fachmann kennt die unterschiedlichen verfügbaren flüssigen Schlickermedien. Das Schlickermedium umfasst gewöhnlich jedoch Wasser, obschon andere flüssige und feste Inhaltsstoffe darin enthalten sein können.
Neben der Zusammensetzung A können gemäß dem zweiten Aspekt auch andere teilchenförmige Materialien in der Schlickerguss- Zusammensetzung zugegen sein, wie Quarz, Nephelinsyenit, und Feldspat. Quarz und Feldspate, einschließlich Nephelinsyenit, sind beschrieben als nicht-plastische Materialien in Steingut- Keramik-Systemen. Sie haben mehrere Funktionen. Im ungebrannten Zustand erweitern sie die Gesamt-Teilchengrößen-Verteilung des Keramik-Tonkörpers zu höheren Werten. Dies verändert die physikalischen Eigenschaften des Tonkörpers durch Absenken einer übermäßigen Verformbarkeit und Klebrigkeit und Verringern der Schwindung beim Trocknen. Dies ist ein Problem, wenn der Körper nur Porzellanerde und Bindeton enthält. Ihr Vorhandensein ermöglicht, dass in Schlickergüssen höhere Dichten erzielt werden, und verbessert die Permeabilität des Gussstücks und somit die Gießgeschwindigkeit.
Beim Brennen sind Feldspate und Nephelinsyenit Quellen für Flussmitteloxide (K&sub2;O und Na&sub2;O), die die Bildung der Glasphase fördern, welche alles zusammenhält. Der Quarz dient zum Teil als Füllstoff, verändert jedoch auch die Wärmeausdehnungseigenschaften des Körpers, so dass ein fehlerfreies Glasieren möglich wird.
Quarz und Feldspate machen je nach Typ und Zusammensetzung zwischen 40 und 60 Gew.-% der Rezeptur des trockenen Keramikkörpers aus. Nimmt man einen Feststoffgehalt des Schlickers von etwa 72,5 Gew.-% an, entsprechen diese Zahlen 29 bzw. 43,5 Gew.-% des Schlickers. Allerdings ist es üblicher die Mengen als Prozentangaben der trockenen Rezeptur als des Gesamtschlickergewichts anzugeben.
Der Kandit-Ton ist in einer Menge von zumindest 15% zugegen, z. B. 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schlickerguss-Zusammensetzung. In Europa werden gewöhnlich Gussschlicker mit einem Porzellanerde-Gehalt von 25 bis 30 Gew.-% der trockenen Rezeptur verwendet. In den USA wird jedoch weniger Porzellanerde, meist im Bereich von 17 bis 25 Gew.-%, jedoch mehr Bindeton, verwendet.
Smektite sind schichtförmige Silicate mit einer hohen Kationenaustausch-Kapazität, die aus einem Ladungsungleichgewicht aufgrund von Substitutionen im Kristallgitter herrührt. Dieses Ladungsungleichgewicht wird durch Kationen kompensiert, die aus der Lösung adsorbiert werden. Diese sind als austauschbare Ionen bekannt, da sie leicht durch Ionen eines anderen Typs ausgetauscht werden können. Bei den meisten natürlich vorkommenden Smektiten ist das austauschbare Ion Calcium, ein zweiwertiges Kation, obwohl es einige Smektite mit Natrium als austauschbares Kation gibt, insbesondere Smektite aus Wyoming, USA.
Smektite mit Calciumkationen dispergieren in Wasser weniger stark als solche mit Natriumkationen. Dies beruht auf der stärkeren Wirkung des zweiwertigen Calciumkations beim Zusammendrücken der sogenannten elektrostatischen Doppelschicht um die Teilchen, die verursacht, dass sie sich gegenseitig abstoßen, im Vergleich mit dem einwertigen Natriumkation.
Natriumgetauschte Smektite werden relativ leicht in Wasser dispergiert, so dass einzelne Platten oder Kristallite entstehen, wohingegen Calcium-Smektite nur zu Päckchen von drei oder vier Kristalliten dispergieren. Natriumsmektite sind gewöhnlich bei jeder Anwendung, für die sie eingesetzt werden, wirksamer.
Es ist relativ einfach, einen Calcium-Smektiten in einen Natrium-Smektiten umzuwandeln, indem man eine kleine Menge Natriumcarbonat, gewöhnlich etwa 4 bis 5 Gew.-%, zugibt. Die austauschbaren Calciumionen werden beim Dispergieren in Wasser als Calciumcarbonat gefällt, und die Natriumionen werden zu den austauschbaren Ionen. Der Smektit wird dann als "natriumaktiviert" bezeichnet. Der Begriff "aktiviert" sollte jedoch vorsichtig verwendet werden, da Smektite zum Entfärben von Pflanzenölen auch "säureaktiviert" sein können, wobei es sich um einen ganz anderen Aktivierungsprozess handelt.
Der Smektit-Ton ist erfindungsgemäß in der Schlickerguss- Zusammensetzung in einer kleinen Menge zugegen, d. h. unter etwa 2%, meist jedoch über etwa 0,05 Gew.-% der Schlickerguss-Zusammensetzung. Der Smektit-Ton ist gewöhnlich ein Montmorillonit-Ton, wie Bentonit, und hat vorzugsweise Natrium als hauptsächliches austauschbares Kation. Ein solcher Ton lässt sich bspw. durch Aktivieren eines Calciumbentonits mit Natriumcarbonat herstellen. Andere Smektit-Tone, wie Hectorit und Saponit, können erfindungsgemäß geeignet sein.
Die zur Bereitstellung des organischen Additivs verwendete(n) wasserlösliche(n) organische(n) Verbindung(en) hat/haben gewöhnlich ein Molekulargewichts-Zahlenmittel von bis zu 10000 und ist/sind vorzugsweise ein Polyalkylenpolyamin (oder ein Alkylenamin). Beispiele für Polyalkylenamine, die sich erfindungsgemäß geeignet verwenden lassen, sind in EP-A- 334950 aufgeführt. Bevorzugte Polyalkylenpolyamine sind Polyethylenimine (PEI) und Polyethylenamine (PEA). Es werden auch Gemische von wasserlöslichen organischen Verbindungen in Betracht gezogen. Gewöhnlich hat das Polyethylenimin ein Molekulargewichts-Zahlenmittel von bis zu 10000, vorzugsweise im Bereich von 600 bis 5000. Ein bevorzugtes Polyethylenimin ist das von BASF hergestellte LUPASOL FC mit einem Molekulargewichts-Zahlenmittel von 1000. Das PEA hat vorzugsweise ein Molekulargewichts-Zahlenmittel von bis zu 700, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 500. Ein bevorzugtes Polyethylenamin ist das von der Dow Chemical Company hergestellte E-100 mit einem Molekulargewichts-Zahlenmittel von 309.
Zur Herstellung der Schlickerguss-Zusammensetzung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung muss gewöhnlich ein Dispersionsmittel verwendet werden. Das verwendete Dispersionsmittel umfasst gewöhnlich Natriumcarbonat, ein Natriumsilicat, Natrium- oder Ammoniumpolyacrylat, Natriumtannat oder Natriumhumat, oder Kombinationen davon. Ein Natriumsilicat ist bevorzugt.
Das wasserlösliche organische Additiv in der Schlicker- Zusammensetzung ist gewöhnlich in einer Menge von bis zu 1 Gew.-%, und meist bis zu 0,25 Gew.-% zugegen. Die gewählte Menge sollte derart sein, dass die Gießgeschwindigkeit der Schlicker- Zusammensetzung erhöht wird, jedoch nicht so stark, dass die Rheologie der Suspension beeinträchtigt wird.
Die Zugabe eines Smektit-Tons zur Schlickerguss- Zusammensetzung und das gleichzeitige Vorhandensein des organischen Additivs in Zusammensetzung A ermöglicht, dass die Festigkeit (und auch die Verformbarkeit) von Gussstücken aus einem Schlicker, der diese enthält, größer wird und eine geeignete Schlickerguss-Geschwindigkeit auf ähnliche Weise beibehalten wird, wie für die zuvor beschriebene Zusammensetzung A an sich beschrieben.
Bei der Schlickerguss-Zusammensetzung gemäß dem dritten Aspekt kann die Zusammensetzung einen wässrigen Schlicker oder Schlamm umfassen, der mindestens 65 Gew.-% Feststoffgehalt aufweist und mindestens 15 Gew.-%, z. B. 15 bis 30 Gew.-% Porzellanerde enthält.
Das Schlickergießen mit Schlickerguss-Zusammensetzungen gemäß dem dritten erfindungsgemäßen Aspekt kann auf bekannte Weise erfolgen, bspw. wie im Stand der Technik vorher beschrieben worden ist.
Gemäß einem vierten erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Gießverfahren zur Herstellung eines Keramikgegenstandes bereitgestellt, umfassend das Herstellen eines Schlickers aus aus einem Schlickermedium und einem teilchenförmigen Material, welches Tone umfasst, Einfüllen des Schlickers in eine Form, Entfernen eines Anteils des Schlickermediums aus der Form und Erhalten eines Gussstücks, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, das als Schlicker eine Schlickerguss- Zusammensetzung gemäß dem dritten erfindungsgemäßen Aspekt eingesetzt wird.
Anhand der nachstehenden Beispiele werden erfindungsgemäße Ausführungsformen lediglich beispielhaft beschrieben. In diesen Beispielen wurden modifizierte Porzellanerden hergestellt, welche Beispiele für Zusammensetzung A sind. Ihre Eigenschaften wurden mit denen der gleichen Porzellanerden verglichen, die unbehandelt waren oder nur mit einem organischen Additiv oder mit Smektit-Ton, jedoch nicht mit beiden, modifiziert waren. Die Schlickerguss-Zusammensetzungen wurden dann aus diesen verschiedenen modifizierten und unmodifizierten Porzellanerden hergestellt und untersucht.
In diesen Beispielen wurden Schlickerguss-Zusammensetzungen gemäß der nachstehenden Vorschrift hergestellt:
Porzellanerde, Gew.-% 28,5
Bindeton, Gew.-% 25,0
Quarz, Gew.-% 28,5
Nephelin-Syenit, Gew.-% 18,0

Schlicker-Herstellung

Die Schlicker-Zusammensetzungen werden wie folgt hergestellt.
Zuerst wird ein Bindeton-Schlicker hergestellt, indem feine Bindeton-Schnitzel in Wasser mit Entflockungsmitteln dispergiert werden. Ein mit einem Drehzahlmesser und einer Vorrichtung zum Aufzeichnen der Gesamtmenge der während des Dispersionsverfahrens geleisteten Arbeit ausgerüstetes Rührwerk ist bevorzugt. Der verwendete Bindeton wird in jedem Fall speziell für die Verwendung in Schlickerguss-Zusammensetzungen ausgesucht. Er hat eine Gießkonzentration von 66,5 Gew.-% und eine derartige Teilchengrößenverteilung, dass 81 Gew.-% aus Teilchen mit einem kleineren Kugeläquivalentdurchmesser (e.s.d.) als 2 um bestehen.
Die Mengen an Bindeton und Wasser sind so gewählt, dass ein End-Feststoffgehalt des Schlickers von 60 Gew.-% erhalten wurde. Das Wasser sollte wasserfreies Natriumcarbonat in einer Menge enthalten, die einer Dosis von 0,28 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Bindetons, entspricht (d. h. 0,07 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Körpers, unter der Annahme dass 25% Bindeton in der Körper-Rezeptur zugegen sind).
Der Bindeton wird langsam unter heftigem Rühren zum Wasser gegeben. Beim Zugeben des Bindetons steigt die Viskosität des Schlickers, und eine Natriumsilicat-Lösung Grad C100 wird nach und nach hinzugegeben, damit der Schlicker flüssig und rührbar bleibt. Gewöhnlich reicht es aus, 0,1 Gew.-% Natriumsilicat zum Bindeton zu geben. Dies entspricht 0,025 Gew.-%, bezogen auf das endgültige Körpergewicht, unter der Annahme, dass der Gehalt an Bindeton im Körper 25 Gew.-% beträgt. Nach Zugabe des gesamten Bindetons zum Wasser wird solange bei 1000 U/min weitergerührt, bis die während der Dispergierung geleistete Gesamt-Arbeit 7,5 KW-Std/Tonne erreicht hat.
Der Bindeton-Schlicker wird dann durch ein Sieb mit 125 um Öffnungen gesiebt, um grobe Verunreinigungen, wie Feinsand- Partikel oder Lignit, zu beseitigen. Der Schlicker wird dann zugedeckt, um einen Wasserverlust durch Verdampfen zu verhindern, und mindestens 16 Std., gewöhnlich über Nacht, ohne Rühren stehen gelassen.
Dann wird der "Körper-Schlicker" hergestellt. Zuerst werden die Mengen der verschiedenen Inhaltsstoffe und des Wassers berechnet, bezogen auf einen endgültigen Gehalt an Schlickerfeststoffen von 74 Gew.-%, wobei man ihren Feuchtigkeits- und Feststoffgehalt berücksichtigt. Die erforderliche Menge an Bindeton-Schlicker und Wasser wird im Rührwerk gemischt. Dann werden die nicht-plastischen Komponenten hinzugefügt, wobei nach und nach Natriumsilicat-Lösung zugegeben wird, damit der Schlicker flüssig bleibt. Zuletzt wird Porzellanerde mit mehr Natriumsilicat zugegeben, so dass die während der Körperdispersion zugegebene Menge auf 0,075 Gew.-% eingestellt wird. Zusammen mit dem zum Bindeton zugegebenen Natriumsilicat erreicht die Gesamtmenge an Natriumsilicat 0,1 Gew.-%, bezogen auf das endgültige Gewicht des trockenen Körpers.
Nach Zugabe sämtlicher Bestandteile wird solange bei 1000 U/min weitergerührt, bis die während der Dispergierung geleistete Gesamt-Arbeit 3,75 KW-Std/Tonne erreicht hat.
Der Schlicker wird dann zugedeckt und vor dem Testen über Nacht altern gelassen.

Schlicker-Test

Der Schlicker wird in mehrere gleiche Portionen, gewöhnlich drei oder vier, aufgeteilt.

Einstellung der Schlickerdichte und notwendigen Menge an Entflockungsmittel.

Die erste Portion wird durch schrittweise Zugabe von Natriumsilicat entflockt, bis die Schlicker-Viskosität einen Minimalwert, gewöhnlich mehr als 0,5 Pa · s, erreicht hat. Dann wird unter leichtem Rühren in abgemessenen Schritten Wasser zugegeben, bis die. Schlicker-Viskosität genau 0,5 Pa · s beträgt. Dann wird die Dichte des Schlickers gemessen. Nun werden die anderen Schlicker-Portionen auf die gleiche Dichte eingestellt, indem die gleiche Wassermenge wie zur ersten Portion zugegeben wird. Dann werden kleine Mengen Natriumsilicat zugegeben, so dass eine Reihe von Schlickern mit unterschiedlichen Viskositäten im Bereich von 0,5 bis 1,0 Pa · s erhalten wird. Die Menge an Entflockungsmittel (C100-Natriumsilicat), die zur Gewinnung eines Schlickers mit einer Viskosität von 0,7 Pa · s erforderlich ist, wird als Entflockungsmittel-Bedarf des untersuchten Schlickers angegeben.

Schlicker-Thixotropie

Die Thixotropie (zeitabhängiger Anstieg der Viskosität) jedes Schlickers wird mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen. Der Schlicker wird zuerst 30 sec heftig gerührt, und dann unter das Viskosimeter gestellt, das sofort gestartet wird. Die Viskosität wird in regelmäßigen Abständen bis zu 60 min aufgezeichnet, und dann wird ein Schaubild der Viskosität gegen die Zeit aufgetragen. Die nach 60 min erhaltene Viskosität wird als V60-Thixotropie bezeichnet.

Gießgeschwindigkeit

Die Gießgeschwindigkeit jedes Schlickers wird mit kleinen zylindrischen Gipsformen gemessen. Der Schlicker wird zuerst 30 sec stark gerührt, dann in die Form gegossen und für eine festgelegte Zeitspanne, gewöhnlich 15 oder 60 min. stehen gelassen. Nach dieser Zeitspanne wird der Schlicker ausgegossen und die Formen werden entwässern und trocknen gelassen, und das Gussstück wird entnommen. Die Dicke des Gussstücks in mm wird an mehreren Stellen am Rand mit einem Mikrometer gemessen, und eine durchschnittliche Dicke wird berechnet. Das Quadrat dieses Wertes wird berechnet und durch die zum Gießen zulässige Zeit in min dividiert, so dass ein Wert für die Gießgeschwindigkeit in mm²/min erhalten wird.
Die Gießgeschwindigkeit für jeden Schlicker wird dann gegen den V60-Thixotropie-Wert für diesen Schlicker aufgetragen und durch die Punkte eine Gerade gezogen. Die Gießgeschwindigkeit wird bei einer V60-Thixotropie von 5 Pa · s interpoliert und als Gießgeschwindigkeit für den untersuchten Schlicker angegeben.

Bruchmodul

Die nach dem Test der Gießgeschwindigkeit und der Thixotropie übriggebliebenen Schlicker werden vereinigt. Zylindrische Stäbe mit 6 mm Durchmesser und 150 mm Länge werden mittels Gipsformen gegossen. Wenn die Stäbe festgeworden sind und an der Luft getrocknet sind, werden sie aus den Formen entnommen und über Nacht in einem Ofen bei 60ºC getrocknet. Die Stäbe werden dann halbiert und mehrere Std. in einer geregelten Atmosphäre von 80% relativer Feuchtigkeit belassen. Danach werden sie in einer Dreipunkt-Biegevorrichtung mit 50 mm Spannweite, die auf einer Universal-Testmaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung befestigt ist, gebrochen. Die Durchmesser der Stäbe werden am Bruchpunkt gemessen. Aus dem Durchmesser und der zum Brechen des Stabes nötigen Kraft wird der Bruchmodul berechnet. Auf diese Weise werden mindestens zehn Stäbe getestet und der durchschnittliche Bruchmodul berechnet.

Verformbarkeit

Teststäbe werden in Form von Gussstäben mit 6 mm Durchmesser, wie für den Bruchmodul-Test, hergestellt. Anders als bei diesem Test werden jedoch die Gussstäbe noch feucht etwa 20 bis 25 min nach dem ersten Gießen des Schlickers in die Formen aus der Form entnommen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Stäbe fest geworden und beginnen in der Form zu schrumpfen. Man kann die Form vorsichtig antippen und die Gussstäbe sanft hinausschieben. Schlicker mit geringer Schwindung müssen noch länger in der Form belassen werden, bevor sie sich entfernen lassen.
Die Stäbe werden beim Entnehmen aus der Form rasch halbiert, so dass 75 mm lange Stäbe erhalten werden. Diese werden sofort in einer Atmosphäre mit 100% Feuchtigkeit, bspw. in einer Feuchtekammer, untergebracht, so dass weiterer Feuchtigkeitsverlust vermieden wird.
Die Teststäbe werden auf einer Dreipunkt-Biegevorrichtung untergebracht, die auf einer Universal-Testmaschine befestigt ist. Beim Absenken des Kreuzkopfes der Testmaschine wird auf die Stabmitte eine zunehmende Belastung ausgeübt, und der Stab biegt sich. Der Stab bricht an bestimmten Stellen, und die ausgeübte Belastung und die vom Kreuzkopf zurückgelegte Strecke werden von der Maschine aufgezeichnet, und zwar entweder mit einem Schreiber oder mittels Computer-Software.
Bricht ein Stab, wird sofort der Durchmesser des Stabes am Bruchpunkt gemessen, und die Stücke werden rasch in eine vorgewogene Waagschale gelegt und das Gewicht gemessen. Die Schale wird dann mehrere Std. in einem Trockenofen bei 110ºC belassen, bis Stäbe trocken sind, und das Trockengewicht wird gemessen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Stäbe wird berechnet und als Feuchtgewicht ausgedrückt.
Nach dem Testen der ersten Stäbe direkt aus der 100% Feuchtekammer werden die Stäbe einige Minuten an der Luft trocknen gelassen, bevor sie untersucht werden. Die Trocknungs- Zeitspanne wird nach und nach erhöht, so dass Stäbe erhalten werden, die einen maximalen bis weniger als den kritischen Feuchtigkeitsgehalt (der Feuchtigkeitsgehalt, bei der die Kontraktion nachlässt) aufweisen. In einigen Fällen kann das Trocknen über Nacht angemessen sein.
Zur Bewertung des Gussaufbaus über den gesamten Feuchtigkeitsbereich müssen viele Messungen, gewöhnlich bis zu 100, durchgeführt werden, was mehrere Tage dauert. Wenn lediglich die Daten der Gießverformbarkeit benötigt werden, müssen nur Test-Stücke über einen Feuchtigkeitsbereich nahe am Höchstwert, bspw. im Bereich von 15 bis 20%, untersucht werden. Dies verringert die Anzahl der erforderlichen Messungen auf 10 bis 20.
Am besten wird ein Tabellenkalkulationsprogramm zur Berechnung und Veranschaulichung der Ergebnisse verwendet. Die Daten für jeden Stab, einschließlich Feucht- und Trockengewichte, Stabdurchmesser und die drei Messungen aus dem Dehnungsmesser (Belastung, Dehnung und Bruchenergie) werden in die Tabellenkalkulation eingegeben. Das Tabellenkalkulationsprogramm wird dann gestartet, und der Feuchtigkeitsgehalt, die Querschnittsfläche und das Bruchmodul für jeden untersuchten Stab werden berechnet. Die Daten können dann in der Reihenfolge von aufsteigendem Feuchtigkeitsgehalt aufgelistet werden.
Schaubilder des Bruchmoduls, der Biegung bei Bruch und der Bruchenergie lassen sich als Funktion des Feuchtigkeitsgehaltes anfertigen. Es lässt sich feststellen, dass die Daten ein beträchtliches "Rauschen" aufweisen. Es empfiehlt sich daher, die Daten zu glätten, wobei eine Moving-Average-Technik über drei Datenpunkte eingesetzt wird, und die ersten und letzten Ergebnisse verworfen werden. Ein solches Verfahren erfolgt wiederum einfach mit einem Tabellenkalkulationsprogramm.
Aus den Schaubildern lässt sich die Maximal-Biegung bei Bruch ablesen. Geeigneterweise wird dieser Wert als die "Verformbarkeit" der Gussstücke bezeichnet.
Erfahrungsgemäß und unter den Testbedingungen unter Verwendung von Stäben mit 6 mm Durchmesser lassen sich Schlicker mit einer Maximal-Biegung bei Bruch von weniger als 2 mm als spröde bezeichnen. Diese ergeben wahrscheinlich keine zufriedenstellenden Gussstücke. Schlicker mit einer Maximal- Biegung bei Bruch zwischen 2 und 2,5 mm sind nur schwach verformbar und wahrscheinlich ebenso unbefriedigend. Schlicker mit einer Maximal-Biegung bei Bruch zwischen 2,5 und 3 mm sind recht verformbar und eignen sich wahrscheinlich zum Gebrauch. Schlicker mit einer Maximal-Biegung bei Bruch von mehr als 3 mm sind sehr verformbar, lassen sich leicht entgraten und reissen kaum beim Trocknen.
Die Maximal-Biegung bei Bruch, die sich mit einem bestimmten Schlicker erzielen lässt, hängt sehr von der Entnahme der Stäbe aus den Formen beim höchstmöglichen Feuchtigkeitsgehalt ab. Dieser Parameter kann von der Fertigkeit des Fachmanns abhängen, mit der er die Stäbe aus den Formen nimmt. Es ist ratsam, nur einen oder zwei Fachleute mit dem Test zu betrauen, und eine strenge Routine zum Gießen und zur Entnahme der Stäbe aus den Formen einzuführen, da ansonsten die Daten der jeweiligen Schlicker nicht vergleichbar sind.

BEISPIEL 1

Vier Schlickerguss-Zusammensetzungen wurden gemäß dem vorstehend angegebenen Rezept hergestellt. Jede Zusammensetzung enthielt eine andere Porzellanerde, wie nachstehend beschrieben: Die Porzellanerde R (Vergleich) war eine unbehandelte, relativ feine Porzellanerde für Keramikzwecke mit den in der Tabelle 1 unten gezeigten Eigenschaften.
Die Porzellanerde R1 (Vergleich) wurde hergestellt durch Behandeln von Porzellanerde R mit 2000 ppm (0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Porzellanerde) eines Polyethylenamins (PEA) mit einem Molekulargewichts-Zahlenmittel von 309. Die Porzellanerde wurde zuerst in Wasser dispergiert, so dass eine flüssige Suspension erhalten wurde, und die erforderliche PEA-Dosis wurde dann unter Rühren zugegeben. Nach 30minütigem Rühren wurde der behandelte Ton filtriert und der Filterkuchen bei 60ºC auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10% getrocknet.
Die Porzellanerde R2 (erfindungsgemäß) wurde hergestellt durch Behandeln von Porzellanerde R mit 2000 ppm des gleichen PEA, welches für Porzellanerde R1 verwendet wurde, und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Porzellanerde, eines natriumaktivierten Bentonits (B1). Aus dem natriumaktivierten Bentonit wurde durch Dispergieren in Wasser eine flüssige Suspension hergestellt. Die erforderliche Menge der Bentonitsuspension wurde unter Rühren zur Suspension der behandelten Porzellanerde gegeben. Das Gemisch aus Porzellanerde und Bentonit wurde dann mit der notwendigen PEA-Dosis auf die gleiche Weise, wie für Ton R1 oben beschrieben, behandelt.
Die Porzellanerde R3 (erfindungsgemäß) wurde auf die gleiche Weise wie R2 hergestellt, ausgenommen, dass 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Porzellanerde eines anderen natriumaktivierten Bentonits (B2) anstelle von Bentonit B1 verwendet wurde.
Die Eigenschaften der vier Porzellanerden wurden durch die Verfahren, wie beschrieben vom Anmelder in seiner für Kunden veröffentlichten Broschüre, d. h. "Test Methods for Ceramic Products", ECCI Brochure C076, gemessen.
Die Eigenschaften der vier Porzellanerden sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1
Die vier Schlickerguss-Zusammensetzung wurden untersucht, und es zeigte sich, dass sie die in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen Eigenschaften besaßen. Tabelle 2
Die für die Schlickerguss-Zusammensetzung mit der behandelten Porzellanerde R1 erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die damit hergestellten Gussstücke schwächer sind, obwohl die Gießgeschwindigkeit des Schlickers größer war, als diejenigen, die mit der Gießzusammensetzung mit Porzellanerde R hergestellt wurden. Wird die behandelte Porzellanerde R2 oder R3 in der Gießzusammensetzung verwendet, sind sowohl die Gießgeschwindigkeit als auch der Bruchmodul höher als bei der Gießzusammensetzung mit Porzellanerde R.

BEISPIEL 2

Es wurden drei Schlickerguss-Zusammensetzungen gemäß dem vorstehend genannten Rezept hergestellt. Jede Zusammensetzung enthielt, wie nachstehend beschrieben, eine andere Porzellanerde:
Die Porzellanerde L (Vergleich) war eine unbehandelte, relativ grobe Porzellanerde für Keramikzwecke, welche eine schnellere Gießgeschwindigkeit, jedoch eine geringere Festigkeit als Porzellanerde R aufwies. Ihre Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt.
Die Porzellanerde L1 (Vergleich) wurde durch Behandeln von Porzellanerde L mit 2000 ppm des gleichen PEA und durch Einsatz des gleichen Verfahrens, wie vorstehend in Zusammenhang mit Porzellanerde R1 beschrieben, hergestellt.
Die Porzellanerde L2 (erfindungsgemäß) wurde hergestellt durch Behandeln von Porzellanerde L mit 2000 ppm des gleichen PEA, das für Porzellanerde L1 verwendet wurde, und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Porzellanerde, des natriumaktivierten Bentonits B1 durch das vorstehend in Zusammenhang mit Porzellanerde R2 beschriebene Verfahren.
Die Eigenschaften der drei Porzellanerden wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben, gemessen und sind in Tabelle 3 aufgelistet: Tabelle 3
Die drei Schlickerguss-Zusammensetzung wurden untersucht und wiesen die in der nachstehenden Tabelle 4 angegebenen Eigenschaften auf: Tabelle 4
Die Schlickerguss-Zusammensetzung mit Porzellanerde L1 hat offensichtlich eine größere Gießgeschwindigkeit, ergibt jedoch Gussstücke mit stark herabgesetztem Bruchmodul, verglichen mit der Zusammensetzung, die Porzellanerde L enthält. Die Zusammensetzung mit Porzellanerde L2 stellt eine größere Gießgeschwindigkeit und festere Gussstücke bereit als die Zusammensetzung mit Porzellanerde L.

BEISPIEL 3

Gemäß dem vorstehend angegebenen Rezept wurde eine Schlickerguss-Zusammensetzung hergestellt. Die Zusammensetzung enthielt eine Porzellanerde, wie nachstehend beschrieben.
Die Porzellanerde R4 (erfindungsgemäß) wurde hergestellt durch Behandeln von Porzellanerde R mit 2000 ppm Polyethylenimin (PEI) mit einem Molekulargewichts-Zahlenmittel von 1000 und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Porzellanerde, eines natriumaktivierten Bentonits B2, durch das im Zusammenhang mit Porzellanerde R2 vorstehend beschriebene Verfahren.
Die Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Porzellanerde wurden wie vorstehend gemessen und sind in der nachstehenden Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

Porzellanerde R4

Gusskonzentration (Gew.-%) 64,2
Gießgeschwindigkeit (mm² · min&supmin;¹) 6,2
Entflockungsmittel-Bedarf (Gew.-% P84 Natriumsilicat) 0,45
Bruchmodul bei 80% rF (MPa) 0,42
Gew.-% kleiner als 2 um e.s.d. 37
Die Schlickerguss-Zusammensetzung wurde untersucht; sie hatte die in der nachstehenden Tabelle 6 angegebenen Eigenschaften. Zum Vergleich sind ebenfalls die für die Schlickerguss-Zusammensetzung mit Porzellanerde R aus Beispiel 1 erhaltenen Ergebnisse in der Tabelle angegeben. Tabelle 6
Die Schlickerguss-Zusammensetzung mit der Porzellanerde R4 hat offensichtlich eine höhere Gießgeschwindigkeit und bessere Verformbarkeit als die Zusammensetzung mit Porzellanerde R.

BETSPIEL 4

Eine Probe des natriumaktivierten Bentonits B2 wurde mit 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Bentonits, des gleichen PEA, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, behandelt, indem die erforderliche Menge PEA in einer Laufschaufel- Labormühle von Janke und Kunkel zum Bentonit-Pulver gegeben wurde und etwa 5 min gemahlen wurde, bis das Bentonit klumpenfrei war. Das behandelte Bentonit wurde dann mit den gleichen feinen Porzellanerde-Schnitzeln, die in den Beispielen 1 bis 3 verwendet wurden, in einer Menge von 2,28 Gew.-% des behandelten Bentonits, bezogen auf das Gewicht des trockenen Bindetons, physikalisch gemischt.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren wurde eine Schlickerguss- Zusammensetzung hergestellt, jedoch wurde der Bindeton statt der Porzellanerde zuerst mit Bentonit behandelt. Zudem wurde die Menge der Porzellanerde (R) in der Zusammensetzung von 28,5 auf 27,93 Gew.-% gesenkt, und die Menge des Bindetons mit dem zugegebenen Bentonit wurde von 25,0 auf 25,57 Gew.-% erhöht. Dadurch wurde berücksichtigt, dass das Bentonit nun mit dem Bindeton zugegeben wurde und nicht als Komponente der Porzellanerde wie in den Beispielen 1 bis 3. Die Verhältnisse sind derart, dass der Prozentsatz an Bentonit im Rezept wie in Beispiel bei 0,57 Gew.-% gehalten wurde.
Die Schlickerguss-Zusammensetzung wurde wie vorstehend beschrieben untersucht und hatte die in der nachstehenden Tabelle 7 angegebenen Eigenschaften. Zum Vergleich sind ebenfalls die für die Schlickerguss-Zusammensetzungen mit Porzellanerde R und R3 erhaltenen Ergebnisse in der Tabelle 7 angegeben. Tabelle 7
Das in diesem Beispiel beschriebene Verfahren stellt eine Guss-Zusammensetzung bereit, die etwas höhere Gießgeschwidigkeit aufweist und Gussstücke mit etwas kleinerem Bruchmodul ergibt als die Zusammensetzung, die die behandelte Porzellanerde R3 enthält. Der Vergleich der Ergebnisse der Zusammensetzung aus diesem Beispiel und der Zusammensetzung, die die unbehandelte Porzellanerde R enthält, ergibt, dass die Gießgeschwindigkeit und die Guss-Verformbarkeit höher sind, wohingegen das Bruchmodul der Gussstücke nur etwas kleiner ist.

Claims

1. Ton-Zusammensetzung zur Verwendung beim Schlickerguss, umfassend:

a) eine größere Menge, bezogen auf das Gewicht, mindestens eines Kandit-Tons, die mindestens 92 Gew.-% der Zusammensetzung ausmache;

b) eine kleine Menge, bezogen auf das Gewicht, eines organischen Additivs, umfassend mindestens eine wasserlösliche Verbindung mit mehreren basischen Gruppen; und

c) eine kleinere Menge, bezogen auf das Gewicht, mindestens eines nicht-kalzinierten Smektit-Tons.

2. Ton-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der oder die Kandit-Tone 95 bis 99 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen.

3. Ton-Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 1 bis 5 Gew.-% Smektit-Ton und 0,05 bis 0,5 Gew.-% organisches Additiv enthält, wobei der Rest Kandit-Ton ist, wahlfrei mit kleineren Mengen weiterer Additive.

4. Ton-Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Gewichtsverhältnis von Smektit-Ton zum organischen Additiv von 3 : 1 bis 30 : 1 reicht.

5. Ton-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kandit-Ton Porzellanerde und wahlfrei Bindeton umfasst.

6. Ton-Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das organische Additiv ein Alkylenamin oder ein Poly(alkylenamin) umfasst.

7. Ton-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Smektit-Ton Bentonit umfasst.

8. Schlickerguss-Zusammensetzung, umfassend eine Ton- Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein Schlickermedium.

9. Schlickerguss-Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das Schlickermedium Wasser umfasst.

10. Schlickerguss-Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9 mit zusätzlich ein oder mehreren Stoffen aus Quarz, Nephelinsyenit und Feldspat.

11. Schlickerguss-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, umfassend einen wässrigen Schlicker oder Schlamm mit einem Feststoffgehalt von mindestens 65 Gew.-%, worin Porzellanerde zu mindestens 15 Gew.-% enthalten ist.

12. Guss-Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gegenstandes, umfassend Herstellen eines Schlickers aus einem Schlickermedium und einem Tone umfassenden Teilchenmaterial, Einbringen des Schlickers in eine Form, Entfernen eines Teils des Schlickermediums aus der Form und Gewinnen eines Guss-Stücks, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass als Schlicker die Schlickerguss-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 eingesetzt wird.

13. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das den Schritt vorsieht: Mischen des Kandit-Tons, des Smektit-Tons und des organischen Additivs.

14. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach Anspruch 13, das den Schritt vorsieht: Herstellen einer Additiv-Zusammensetzung, die den Smektit-Ton und das organische Additiv enthält, und dann Zugeben der Additiv- Zusammensetzung zum Kandit-Ton.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Mischen des Kandit-Tons mit dem Smektit-Ton und dem organischen Additiv in einem wässrigen Medium erfolgt.