DE2420506A1 - WORK FORM FOR THE MANUFACTURE OF CERAMIC PRODUCTS - Google Patents
WORK FORM FOR THE MANUFACTURE OF CERAMIC PRODUCTSInfo
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Description
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Arbeitsform für die Herstellung keramischer ErzeugnisseForm of work for the manufacture of ceramic products
Bs ist bekannt, Arbeitsformen zur Herstellung keramischer
Erzeugnisse aus Gips herzustellen. Ferner sind solche Arbeitsformen bekannt, die überwiegend aus
kristallinen Stoffen, wie Schamotte, bestehen, welche mit organischen Bindemitteln, beispielsweise Phenolharzen
oder glasfaserverstärkten Polyestern, gesintert, verklebt oder gepreßt werden. Diese bekannten
Arbeitsformen weisen insbesondere den Nachteil auf, daß sie sehr sohwer sind und daß sie den gewünschten Anforderungen
beim Einsatz zur Herstellung keramischer Erzeugnisse nicht in jeder Beziehung genügen. Es ist
daher bereits vorgeschlagen worden, eine Kunststoffarbeitsform aus porösem Polyurethan für die industrielle
Fertigung keramischer Erzeugnisse herzustellen, bei der im Pailβ des Vorhandenseins einer
It is known to produce working molds for the production of ceramic products from plaster of paris. Furthermore, such forms of work are known that predominantly consist of
Crystalline substances, such as chamotte, exist, which are sintered, glued or pressed with organic binders, for example phenolic resins or glass fiber reinforced polyesters. These known working forms have the particular disadvantage that they are very heavy and that they do not meet the desired requirements in every respect when used for the manufacture of ceramic products. It has therefore already been proposed to produce a plastic working form made of porous polyurethane for the industrial manufacture of ceramic products , in which in the Pailβ the presence of a
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Außenhaut diese an der Arbeitsfläche durch Aufrauhen entfernt wird. Dadurch werden die an der Oberfläche liegenden Zellen geöffnet. Diese Form ist zwar leicht, bruch- und verschleißfest, entspricht aber in .ihren Eigenschaften noch nicht den gewünschten Anforderungen hinsichtlich der Qualität der geformten Erzeugnisse. Im Falle der vorgenannten Kunststoffarbeitsform aus Polyurethan handelt es sich im wesentlichen um solche porösen Polyurethane, deren Poren geschlossen sind.Outer skin this is removed from the work surface by roughening. This will put the on the surface lying cells open. Although this shape is light, resistant to breakage and wear, it corresponds to yours Properties do not yet meet the desired requirements in terms of the quality of the molded products. In the case of the aforementioned plastic working form made of polyurethane, it is essentially such porous polyurethanes whose pores are closed.
Um bei dieser Polyurethan-Arbeitsform aber trotzdem während des Einsatzes, an unbestimmten Stellen zwischen Form und Formling eingeschlossene Luft entweichen lassen zu können, befinden sich an diesen Stellen mehrere symmetrisch angeordnete, nach außen konisch erweiterte Bohrungen. Nachteilig wirkt sich bei diesen Löchern jedoch aus, daß sie verstopfen können und daß die Entformung des Formlinge sehr erschwert wird.In order to work with this polyurethane form of work, but still during use, in undefined places between To be able to let air trapped in the mold and molding escape, are located at these points several symmetrically arranged, outwardly conically enlarged bores. This has a disadvantageous effect Holes, however, that they can clog and that the demolding of the moldings is very difficult.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsform für die Herstellung keramischer Erzeugnisse zur Verfügung zu stellen, welche trotz an sich nicht ausreichender offener Porosität an jenen Stellen eine gute of&ie Porosität aufweist, an denen wahrend des Einsatzes Luft zwischen Form und Formling eingeschlossen wird, wobei sich diese Stellen vorzugsweise zusätzlioh durch eine gute Saugfähigkeit auszeichnen sollen· The present invention is therefore based on the object of providing a working mold for the production of ceramic products which, despite the inherently insufficient open porosity, has a good of & ie porosity at those points where air is trapped between the mold and the molding during use , whereby these points should preferably also be characterized by good absorbency
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit Hilfe einer Arbeitsform für die Herstellung keramischer- Erzeugnisse gelöst, welche im wesentlichen aus einem Material besteht, das keine ausreichende offene Porosität besitzt, wobei sich jedoch an jenen Stellen, an welchen zwischen Form und Formling Luft eingeschlossen wird, ein offenporiges Material befindet, durch welches die Luft entweichen kann und welche ■ vorzugsweise eine gute Saugfähigkeit aufweist.The object of the invention is achieved with the help of a working form for the production of ceramic products solved, which consists essentially of a material that does not have sufficient open porosity has, but in those places where air is trapped between the mold and the molding is, an open-pored material is through which the air can escape and which ■ preferably has good absorbency.
Die Fig. 1 und 2 zeigen als Beispiel einen Querschnitt durch zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Arbeitsform.Figs. 1 and 2 show a cross section as an example by two embodiments of the working form according to the invention.
Da die Luft bei der Herstellung von tassen- und be-■ cherförmigen Formungen am Boden der Form eingeschlossen wird, bildet das offenporige Material für solche Formen vorzugsweise ganz oder teilweise den Boden der erfindungsgemäßen Arbeitsform.Since the air is used in the manufacture of cups and ■ Cher-shaped formations included at the bottom of the mold is, the open-pored material for such forms preferably forms the bottom of the whole or in part working form according to the invention.
Ferner ist bevorzugt, daß das offenporige Material hydrophil ist und somit die gewünschte Saugfähigkeit besitzt. Bei Verwendung eignes solchen Materials 7wird der Trocknungs- und' Entformungsprozeß erleich-' tert. 'It is also preferred that the open-pored material is hydrophilic and thus has the desired absorbency. If you use your own material 7 of this type , the drying and demolding process is facilitated. '
Für die erfindungsgemäßen Zwecke können grundsätzlich alle geeigneten durohlässigen Materialien mitIn principle, all suitable thermoset materials can be used for the purposes according to the invention
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of fenei Poren eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch erfindungsgemaß hydrophile, offenporige, keramische Körper sowie Metallfilter mit feinsten Poren, wie sie beispielsweise mittels der Elektronenstrahltechnik hergestellt werden können.open pores are used. Used preferably However, according to the invention, hydrophilic, open-pored, ceramic bodies and metal filters are used the finest pores, such as those that can be produced using electron beam technology, for example.
Im Falle eines keramischen Körpers wird dieser vorzugsweise durch Brennen einer Formmasse bei etwa 1320 C hergestellt. Geeignete Formmassen bestehen hauptsächlich aus Poliertonerde sowie Ton; als Bindemittel für die Formmassen werden zweckmäßig Kunstharze verwendet.In the case of a ceramic body, this is preferably made by firing a molding compound at about 1320 C. Suitable molding compounds mainly consist of polishing clay and clay; as Synthetic resins are expediently used as binders for the molding compositions.
Als offenporige Materialien eignen sich beispielsweise auch hochporöse Sinterwerkstoffe, wie sie von G. Stempel in der VDE-Zeitschrift I960, Seite 1302-1306, beschrieben sind.Highly porous sintered materials, such as them, are also suitable as open-pore materials by G. Stempel in the VDE magazine I960, page 1302-1306.
Die für die erfindungsgemäße Arbeitsform verwendeten offenporigen Materialien weiten vorzugsweise mindestens die gleichen mechanischen Eigenschaften wie das Material auf, aus dem die Form im wesentlichen besteht.The open-pore materials used for the working form according to the invention preferably widen has at least the same mechanical properties as the material from which the mold is essentially made consists.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Arbeitsform wird das offenporige Material in die Form eingebettet, insbesondere eingesohä'umt. Man kann dasDuring the production of the working form according to the invention, the open-pored material is embedded in the form, especially hemmed in. You can do it
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offenporige Material jedoch auch auf eine beliebige andere geeignete Weise mit dem restlichen Formkörper verbinden bzw, in eine passende Aussparung innerhalb der Form einbauen bzw. einkleben.open-pore material, however, also in any other suitable manner with the rest of the molded body connect or install or glue in a suitable recess within the mold.
Die vorliegende Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil auf Arbeitsformen aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan und Epoxidharz, anwenden. Als Polyurethan dient vorzugsweise ein an sich porösesThe present invention can be used with particular advantage on working molds made of plastic, in particular made of polyurethane and epoxy resin. The polyurethane that is preferably used is a porous one
. Polyurethan, dessen Porosität keine befriedigende Durchlässigkeit bzw. Saugfähigkeit gewährleistet, da diese porösen Polyurethane zum größten Teil geschlossene Poren aufweisen. Das poröse Polyurethan ist insbesondere ein Polyurethanhartschaumstoff, ein Polyurethan-Integralschaumstoff oder ein zelliges Polyurethanelastomeres, wie es in den älteren DDR-Patentanmeldungen (WP OO 4b/ 154 392, WP. Polyurethane whose porosity is not satisfactory Permeability or absorbency guaranteed, since these porous polyurethanes are for the most part closed Have pores. The porous polyurethane is in particular a rigid polyurethane foam, a polyurethane integral skin foam or a cellular one Polyurethane elastomer, as stated in the older GDR patent applications (WP OO 4b / 154 392, WP
, 29d/i57 548,.WP B 29d/i59 039) beschrieben ,ist. Insbesondere im Falle der Polyurethan-Integralschaumstoffe besitzen derartige Arbeitsformen aus porösem Polyurethan unter einer zusammenhängenden Außenhaut.eine verdichtete feinstporöse Oberflächenschicht, deren Dicke vorzugsweise 0,3 bis 2 mm, insbesondere 0,8 bis 1,2 mm, beträgt, wobei die Außenhaut der Arbeitsfläche durch Aufrauhen entfernt und die an der Oberfläche liegenden geschlossenen feinen Poren geöffnet werden·, 29d / i57 548, .WP B 29d / i59 039). Especially in the case of polyurethane integral skin foams have such working forms made of porous polyurethane under a coherent Outer skin, a compacted, finely porous surface layer, the thickness of which is preferably 0.3 to 2 mm, in particular 0.8 to 1.2 mm, the The outer skin of the work surface is removed by roughening and the ones on the surface are closed fine pores are opened
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Besonders gut geeignet als Formmaterial ist ein Duromer-Integralschaum, welcher ein relativ hohes Raumgewicht, z. B. von 300 bis 800 kg/nr, besitzt (Literaturhinweise: Bayer-Werk, I/verkusen, Baydur-Syetemy Polyurethan-Integralschaum hart, vorläufiges Produktmerkblatt vom 1. Oktober 1969; Kunststoff-Handbuch, Band YII, Polyurethane, Seiten 504 ff., Hansa-Verlag, München).A thermoset integral skin foam, which has a relatively high density, e.g. B. from 300 to 800 kg / nr, has (references: Bayer site, I / verkusen, Baydur-Syetem y integral polyurethane hard Preliminary Product Data Sheet October 1, 1969; Plastics Handbook, Volume YII, polyurethanes, pages 504 ff., Hansa-Verlag, Munich).
Bei der Herstellung von Polyurethan-Arbeitsformen können Polyätheralkohole und/oder Polyesteralkohole mit Polysiocyanaten, gegebenenfalls mit Katalysatoren, Stabilisatoren, Treibmitteln und anderen Hilfsstoffen, gemischt werden, wonach man die erhaltene Mischung in ein mit Trennmittel ausgekleidetes Werkzeug einbringt. Wach ausreichender Reaktionszeit erhält man eine Arbeitsform aus einem mit einer dünnen Haut überzogenen Polyurethanschaum oder einem zelligen Polyurethanelastomeren. Die auf der Arbeitsfläche befindliche dünne Haut wird.vor dem Einsatz der Polyurethan-Arbeitsform zweokmäßig entfernt, beispielsweise duich Aufrauhen mit mechanischen oder chemischen Mitteln, wobei gleiche zeitig die an der Oberfläche liegenden feinen Popen geöffnet werden. Als Treibmittel bei der Herstellung dieser Polyurethan-Arbeitsformen werden niedrigsiedende Halogenalkane bevorzugt, insbesondere Monofluortriohlormethan, da diese Verbindungen dieIn the production of polyurethane working forms, polyether alcohols and / or polyester alcohols can be mixed with polyisocyanates, optionally with catalysts, stabilizers, blowing agents and other auxiliaries, after which the mixture obtained is introduced into a mold lined with a release agent. If the reaction time is sufficient, a working form made of a thin skin-covered polyurethane foam or a cellular polyurethane elastomer is obtained. The thin skin on the work surface is removed twice before using the polyurethane working form, for example by roughening it with mechanical or chemical means, with the fine pops on the surface being opened at the same time. As blowing agents in the production of these polyurethane working forms, low-boiling haloalkanes are preferred, in particular monofluorotriohlomethane, since these compounds are the
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Bildung von geschlossenporigen Polyurethansohaumstoffen fördern. Dieses Verfahren ist ebenfalls in den älteren DDR-Patentanmeldungen beschrieben. Das erfindungsgemäß verwendete offenporige Material kann mit Vorteil im Zuge der Herstellung einer Polyurethan-Arbeitsform in den Boden dieser Ροπή eingesohäumt werden.Formation of closed-cell polyurethane foams support financially. This process is also described in the older GDR patent applications. That Open-pored material used according to the invention can advantageously be used in the course of the production of a polyurethane working form hemmed into the bottom of this Ροπή will.
Pig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsform, die aus einem porösen Polyurethan mit einer unzureichenden offenen Porosität bzw, Luftdurchlässigkeit besteht und bei der der Boden durch einen hydrophilen, offenporigen, keramischen Körper 3 ersetzt ist. Unterhalb des Körpers 3 ist ein Luftlooh 2 ausgespart. Der keramische Körper 3 wird durch Brennen einer Formmasse aus 65 % Poliertonerde, 35 % Ton und 8 % Kunstharz (beispielsweise "PIasteresien 222" ( bei 1320 0C hergestellt. Die Wasseraufnahme des keramischen Körpers 3 beträgt etwa 35 %· Der Körper besitzt eine für den Formgebungsprozeß ausreichende Porosität und Saugfähigkeit, welohe sich aus seiner Feinporigkeit ergibt. Der keramische Körper 3 wird vorzugsweise im Zuge der Herstellung der Form 1 in diese Form eingesoheumt.Pig. 1 shows an embodiment of the working form according to the invention, which consists of a porous polyurethane with insufficient open porosity or air permeability and in which the bottom is replaced by a hydrophilic, open-pored, ceramic body 3. A Luftlooh 2 is cut out below the body 3. The ceramic body 3, for example, "PIasteresien 222" produced by firing a molding composition made from 65% polishing alumina, 35% clay, and 8% resin ((at 1320 0 C. The water absorption of the ceramic body 3 is about 35% · The body has a for the shaping process sufficient porosity and absorbency, welohe from its microporosity is obtained. the ceramic body 3 is preferably eingesoheumt during the manufacture of the mold 1 in this form.
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Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgeniäßen Arbeiteform* Ein Metallfilter 4 mit allerfeinsten Poren bildet einen Teil des Bodens einer Form 1, die ansonsten aus einem . porösen Polyurethan mit unzureichender offener Porosität bzw. Luftdurchlässigkeit besteht· Das Metallfilter 4 muß sehr feinporig sein, um eine gute Qualität des Formlinge bei guter Entformbarkeit zu gewährleisten.Fig. 2 shows a further embodiment of the inventive Working form * A metal filter 4 with the finest pores forms part of the Bottom of a form 1, which otherwise consists of a. porous polyurethane with insufficient open Porosity or air permeability exists · That Metal filter 4 must be very fine-pored in order to ensure that the molded articles are of good quality and can be removed from the mold to ensure.
Die erfindungsgeniäßen Arbeitsformen können natürlich ■ auch aus anderen Kunststoffen, insbesondere porösen Kunststoffen ohne ausreichende offene Porosität, oder sonstigen geeigneten Materialien bestehen. Beispiele dafür sind thermoplastische Kunststoffe und Gießharze, z. B. Epoxyde oder Polyester, sowie kristalline, mit organischen Bindenmitteln, z. B. Epoxydharzen oder glasfaserverstärkten Polyestern, gesinterte, verklebte oder gepreßte Magerungsmittel. Magerungsmittel, die generell in Frage kommen, sind u. a. Quarz, Korund, Feldspat, Schamotte in bestimmten Körnungen; vorzugsweise werden verwendet Aluminiumoxid technisch, Quarzsand- und Feldspatmehl· Auch keramische Massen und Metalle, insbesondere porös gesinterte Metalle, sind als Formenmaterial geeignet«The working forms according to the invention can of course also consist of other plastics, in particular porous plastics without sufficient open porosity, or other suitable materials. Examples are thermoplastics and casting resins, e.g. B. epoxies or polyesters, as well as crystalline, with organic binders, z. B. epoxy resins or glass fiber reinforced polyesters, sintered, glued or pressed lean agents. Lean agents that generally come into question include quartz, corundum, feldspar, chamotte in certain grain sizes; Aluminum oxide, quartz sand and feldspar flour are preferably used. Ceramic masses and metals, in particular porous sintered metals, are also suitable as mold material «
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Man stellt eine Polyurethan-Arbeitsform für die A polyurethane work mold is made for the
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2 A 2 O 5 O 6 ... -& λ■*>* j, Λ 2 A 2 O 5 O 6 ... - & λ ■ *> * j, Λ
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Fertigung keramischer Erzeugnisse aus einem Duromer-Manufacture of ceramic products from a duromer
Schaurastoff mit einer Dichte von 350 kg/m her. ZuShow fabric with a density of 350 kg / m. to
diesem Zweck verschäumt man ein Gemisch aus Polyether, hergestellt aus Glucose, Äthylenglykol und Propylenoxyd, und einem Polyol auf Basis von Diäthylentriamin und Propylenoxyd in üblicher Weise mit Trichlorfluormethan als Treibmittel unter Zusatz von Endoäthylenpiperazin als Katalysator, alkoxyliertem Alkylphenol als Emulgator, einem Oopolymeren aus Siloxan und Polyether als Zellregler und einer ■Vernetzerkomponente,' bestehend aus einem polymeren Rohprodukt von Diphenylmethan-4,4 -diisocyanate Die Verschaumung 'wird in einer mit Trennmittel ausgekleideten Urform durchgeführt, in welche man einen offenporigen keramischen Körper derart eingebracht hatte, daß dieses Material wahrend des Schäumprozesses in die entstehende Arbeitsform eingeschaumt wird und schließlich den Boden der Form bildet. Die Arbeitsfläche der PoIyurethan-Arbeitsform wird gegebenenfalls 15 Min. mit konzentrierter Schwefelsäure behandelt, anschließend 5.Min. intensiv mit Wasser gewaschen und schließlich durch einen Luftstrom getrocknet. Durch diese Behandlung erfolgt eine vorteilhafte Aufrauhung der Arbeitsfläche. Bei gleicher Behandlung und der Verkürzung der Zeit der Schwefelsäureeinwirkung auf 1 Min. wird eine feine Mattierung erzielt, die sioh auf den Ausformprozeß günstig aus-For this purpose, a mixture of polyether, made from glucose, ethylene glycol and foamed Propylene oxide, and a polyol based on diethylenetriamine and propylene oxide in the usual way with trichlorofluoromethane as a propellant with the addition of endoethylene piperazine as a catalyst, alkoxylated Alkylphenol as an emulsifier, an copolymer of siloxane and polyether as a cell regulator and a ■ crosslinking component, ' consisting of a polymeric crude product of diphenylmethane-4,4-diisocyanate Die Foaming 'is carried out in an original mold lined with release agent, into which an open-pored ceramic body was inserted in such a way that that this material is foamed into the resulting working form during the foaming process and eventually forms the bottom of the mold. The work surface of the polyurethane work form is optionally Treated with concentrated sulfuric acid for 15 min., Then 5 min. washed intensely with water and finally dried by a stream of air. This treatment results in an advantageous one Roughening the work surface. With the same treatment and the shortening of the time of exposure to sulfuric acid A fine matt finish is achieved in 1 minute, which is beneficial to the molding process.
wirkt.works.
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Man stellt eine Arbeitsform für die Fertigung keramischer Erzeugnisse aus Epoxydharz her. Das Vergießen einer Mischung Epilox EGK 19 (100 Gew. Teile), Härter 3 (10 Gew. Teile) und staubfeingemahlenes Kochsalz (80 Gew. Teile) erfolgt in dünner Schicht in einer mit Trennmittel ausgekleideten Urform, in welche man einen offenporigen keramischen Körper derart eingebracht hatte, daß dieses Material während des Gießprozesses in die entstehende Arbeitsform eingeklebt wird und schließlich den Boden der Form bildet, wenn die dünne die Formeninnenfläche bildende Epiloxschicht zur Einsparung von Material mit einer Füllung von 80 % Magerung, bestehend aus Aluminiumoxid technisch, Quarzsand- und Feldspatmehl, und 20 % Epilox hintergossen wurde. Nach dem Aushärten und Entformen wird die Arbeitsfläche der Epiloxform mit konzentrierter Essigsäure 10-15 Minuten geätzt und anschließend mit Sodalösung nachgewaschen und neutralisiert. Das staubfein gemahlene Kochsalz sorgt dafür, daß ständig eine mattrauhe Arbeitsfläche der A mold is made for the manufacture of ceramic products from epoxy resin. A mixture of Epilox EGK 19 (100 parts by weight), hardener 3 (10 parts by weight) and powdered common salt (80 parts by weight) is poured in a thin layer in a mold lined with release agent, in which an open-pored ceramic body is cast in this way had introduced that this material is glued into the resulting work mold during the casting process and ultimately forms the bottom of the mold when the thin epilox layer forming the inner surface of the mold to save material with a filling of 80 % lean, consisting of aluminum oxide technically, quartz sand and Feldspar flour, and 20 % Epilox was poured back. After hardening and demolding, the working surface of the Epilox mold is etched with concentrated acetic acid for 10-15 minutes and then washed with soda solution and neutralized. The dust-fine ground table salt ensures that the work surface is always matt-rough
Form vorhanden ist, die die Qualität der ausgeformten Erzeugnisse positiv beeinflußt.There is a shape that has a positive effect on the quality of the molded products.
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