DD148630A1

DD148630A1 - Verfahren fuer die herstellung keramischer erzeugnisse

Info

Publication number: DD148630A1
Application number: DD21843880A
Authority: DD
Inventors: Dieter Melzer; Hartmut Berger; Wolfgang Schulle
Original assignee: Dieter Melzer; Hartmut Berger; Wolfgang Schulle
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1980-01-14
Publication date: 1981-06-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren fuer die Herstellung keramischer Erzeugnisse, insbesondere Gebrauchsporzellan, technisches Porzellan, Sanitaerkeramik und Steinzeug. Ziel der Erfindung ist es, unter Nutzung herkoemmlicher Technologien auf technisch-oekonomisch rationelle Weise keramische Erzeugnisse herstellen zu koennen, deren Eigenschaften gegenueber bisher hergestellten Erzeugnissen beibehalten oder verbessert werden. Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren fuer die Herstellung keramischer Erzeugnisse zu schaffen, bei dem der Einsatz bisher nicht genutzter Fluszmittel moeglich wird. Das erfindungsgemaesze Verfahren besteht darin, dasz eine Fluszmittelkomponente zugegeben wird, die aus innig vermengten, feinzerkleinerten feldspalthaltigen Gemengen mit einem K&ind2!O/Na&ind2!O-verhaeltnis zwischen 0,6 bis 1,4 und/oder aus innig vermengten, feinzerkleinerten Mischungen aus Albit mit geeigneten K&ind2!O-Traegern besteht und eine mit Kalifeldspat isomorphe Verbindung vom Typ Anorthoklas (Na,K)/ AlSi&ind3!O&ind8!/ bildet.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren für die Herstellung keramischer Erzeugnisse

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung keramischer Erzeugnisse, insbesondere Gebrauchsporzellan, technisches Porzellan, Sanitärkeramik und Steinzeug.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, daß keramische Erzeugnisse in herkömmlicher Weise aus Kaolin und/oder Ton, Quarzsand und/oder Quarzit sowie Kalifeldspat und/oder kaufeldspatreichen Stoffen als Flußrnittelkomponente hergestellt v/erden (Haase, Th.: "Keramik", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1970, S. 41-43). Den eingesetzten herkömmlichen Plußinittelkomponenten haftet der Nachteil an, daß sie keine genügende Konstanz der keramischen Eigenschaften besitzen. Der Grund dafür liegt in bildungsbedingten Eigenschaftsvariationen der heterogen zusammengesetzten Minerale und Gesteine.

Der Einsatz natriumreicher Feldspate im keramischen Versatz wird ungünstig beurteilt, weil derartige Massen eine stärkere Neigung zur Deformation im keramischen Brandt ig en (Salmang, Scholze: "Die physikalischen und chemischen Grundlagen der Keramik" S. 190, 223, Springerverlag 1968, 5. Auflage). Veränderungen der Phasenzusammensetzung und -ausbildung im Scherben haben negative Auswirkungen auf Weißgehalt und Transparenz und führen zu verschiedenen Scherbenfehlern (Schüller, K.H.: Ber. Deutsch. Keram. Ges. 38(1961)6, S. 241-246).

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Es wurden weiterhin Verfahren bekanntgemacht, bei denen für.die Herstellung keramischer Erzeugnisse synthetische Flußmittel eingesetzt werden (SU-PS 205675, DE-PS 1227821,DD-PS 23685, DD-PS 208631). Der Einsatz derartiger synthetischer Flußmittel übt teilweise günstige Wirkungen auf die Gestaltung des Brennprozesses und die Scherbeneigenschaften der Erzeugnisse aus. Allerdings ist ihre Herstellung einerseits sehr kostenaufwendig, so daß der Einsatz nur für die Fertigung .von Sonderv/erkstoffen gerechtfertigt ist, andererseits ergeben sich tiefgreifende Veränderungen in den traditionellen Versätzen und Technologien.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Herstellung keramischer Erzeugnisse unter Hutzung herkömmlicher Technologien auf technisch-ökonomisch rationelle Weise zu ermöglichen, wobei zur Herstellung bisher nicht genutzte, in der Hatur vorkommende Massengesteine eingesetzt und die Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse gegenüber bisher hergestellten beibehalten oder verbessert worden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung keramischer Erzeugnisse zu schaffen, nach dem unter Beibehaltung der herkömmlichen Technologie der Einsatz bisher nicht genutzter Flußmittel ermöglicht wird· Es wurde gefunden, daß die mit dem Einsatz von Hatriumfeldspat als Massekomponente verbundenen ungünstigen Wirkungen auf die Scherbenqualität dann beseitigt-werden können, wenn dem Masseversatz eine solche Flußmittelkomponente zugesetzt wird, durch die sich während des Brennprozesses im Scherben eine teilweise oder vollständig physikalisch homogene und mit Kalifeldspat isomorphe Verbindung vom Typ Anorthoklas (Na, K) (Al Si-, Og) bildet. Die erfindungsgemäß zugegebene Flußmittelkomponente besteht aus innig vermengten, feinzerkleinerten Feldspatmischungen und/ oder in der Uatür vorkommenden feldspathaltigen Gemengen, vorzugsweise granitoiden Gesteinen mit einem KpO/HapO-Verhältnis zwischen 0,6 und 1 ,4 und/oder aus innig vermengten, feinzerkleinerten Mischungen aus Albit mit geeigneten KgO-Trägern, z.B. chemischen Verbindungen in glasigem und/oder kristallinen Zustand in fester und/oder gelöster Form.

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Beim Einsatz natürlicher granitoider Gesteine kann der gleichzeitig damit eingebrachte Quarz a.ls zusätzliche Hartstoffkomponente aufgefaßt v/erden und macht das Einbringen weiterer Quarzrohstoffe in den Versatz überflüssig.

Es ist vorteilhaft, den KpO-Gehalt der keramischen Versätze auf > 0,4 Ma% einzustellen, wodurch in Verbindung mit einer Korngröße der Flußmittelkompoiiente von <T100 /um und einer Brenntemperatur von > 800 ⁰C die Anorthoklasbildung beschleunigt wird.

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Das Ausführungsbeispiel zeigt das Einführen eines granitoiden Gesteins ("Feldspat Königshain") mit einem Verhältnis von K_?0/ HapO C^ 1,3 als Flußmittelkomponente in einen Porzellanversatz mit T= 50 %, Q= 30 % und F = 20 %_t aus dem Gebrauchsgeschirrartikel hergestellt v/erden. Das auf ~< 0,3 mm zerkleinerte und durch Magnetscheidung aufbereitete granitoide Gestein besitzt folgende chemische Zusammensetzung:

= 76,65 % . CaO = 0,80 %

Al₂O₃ = 13,06 % MgO = 0,19 55

Pe₂O₃ = 0,32 % K₂O = 4,86 %

TiO₂ = 0,04 % Na₂O = 3,86 %

Glühverlust = 0,28 %

Die mittels Röntgenfeinstrukturanalyse bestimmte Mineralzusammensetzung ergibt folgende Zusammensetzung: Quarz = 32 - 35 % Gesamtfeldspat = 65-68 %

Kalifeldspat = 24 - 27 %

entmischter Albit

und Plagioklas = 41 - 44 % Biotit und

Akzessorien <Z Ί %

Daraus wurde Versatz I aufgebaut, in dem die traditionellen Flußmittelkomponenten vollständig durch den aufbereiteten Granit Königshain ersetzt sind.

Im Vergleich dazu wurde ein Versatz II mit herkömmlicher' Zusammensetzung untersucht, dieser enthält als Flußmittelkomponenten Kalifeldspat "Seixigal" und kalifeldspathaltigetn Sand Altendorf.

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Diese Versätze weisen nachfolgend genannte rohstoffliche.und rationelle Zusammensetzung auf: Rohstoffzusammensetzung (Masse-%)

Versatz I Versatz II

Kaolinkomponenten 57 57

Sand Altendorf * 23,8 34,8

Feldspat Seixigal - . 7,8 Feldspat Königshain 18,8

Mahlkörperabrieb 0,4 . 0,4

Rationelle Zusammensetzung (Masse-%)

Versatz I Versatz II

Tonsubstanz 47,73 52,0

Quarz 30,54 28,5

Feldspat + Oxide 21,73 19,5

Diese Versätze wurden nach Zusatz von Wasser zu plastischen Massen verarbeitet und auf der Strangpresse geformt. Nach dem Trocknen v/eisen die Probekörper folgende Eigenschaften auf:

Masse I Masse II

lin. Trockenschwindung /%/ 3,0 . 4,0

Trockenbruchfestigkeit x.10⁴ Pa 20,9 22,0

Nach dem Brennen bei 1400 ⁰C konnten folgende Eigenschaften ermittelt werden:

lin. Gesamtschwindung./%/

Schlagbiegezähigkeit /kpcm/cm / 1,67 Biegefestigkeit /10 Deformation /%/ längenausdehnungskoeffizient ^20-60O⁰C

sse I	Masse II
14,4	15,5
1,67	1,80
"JQOO	7700
41,5	43,0
5,53·1Ο"⁶	5,63·1Ο"⁶

Aus beiden Massen wurden weiterhin Gebrauchsgeschirrartikel durch plastische Formgebung hergestellt und im Tunnelofen bei 1400 C (Gesamtbrenndauer 24 h) gebrannt.

Diese Artikel zeichnen sich durch folgende Scherbenparameter

aus:

Weißgehalt W_Rot/W_Blau /*/ unglasiert

glasiert

Transparenz (subjektive Beurteilung)

Masse I

Masse II

67,8/71,3 68,5/72,2 65,2/68,9 68,2/69*0 identisch

Die Eigenschaftswerte bestätigen, daß das in Versatz I eingesetzte granitoide Gestein einen vollwertigen Ersatz für die in Versatz II enthaltenen Kalifeldspatkomponenten darstellt.

Claims

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Erfindungganspruch

1. Verfahren für die Herstellung keramischer Erzeugnisse, deren Masse in bekannter Weise geformt und gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Versatz eine modifizierte Flußmittelkomponente zugesetzt wird, die aus innig vermengten FeId- spatmischungen und/oder in der Natur 'vorkommenden feldspathalt igen Gemengen, vorzugsweise granitoiden Gesteinen mit einem KgO/NapO-Verhältnis im Bereich von 0,6 bis 1,4 und/oder aus Mischungen von Natriumfeldspat mit geeigneten Kaliumträgern besteht.

Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Flußmittelkomponente auf Korngrößen < 100 /um zerkleinert wird.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliumträger. der Flußmittelkomponente in festem₍glasigem und/ - oder kristallinem Zustand und/oder in flüssigem Zustand als chemische Verbindung mit Kalium vorliegen.