DE3724610C2

DE3724610C2 -

Info

Publication number: DE3724610C2
Application number: DE3724610A
Authority: DE
Inventors: Haruyuki Ito; Akio Kitakyushu Fukuoka Jp Matsumoto
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1990-10-25
Also published as: KR900003082B1; SE468380B; GB2194751B; GB8717757D0; US4874304A; IT8721442A0; FR2601895B1; CA1304918C; SE8702961D0; GB2194751A; DE3724610A1; KR880001386A; FR2601895A1; JPS6331710A; US4913868A; SE8702961L; JPH0215365B2; IT1222130B

Description

Die Erfindung betrifft eine poröse Form für den Druckguß von keramischen Formstücken mit einer porösen Innenschicht und einer die Rückseite der porösen Innenschicht überdeckenden grobporösen Außenschicht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen porösen Form.

Eine zur Verwendung für den Druckguß von keramischen Form stücken bestimmte Form muß mit Durchlässen oder Kanälen versehen sein, über welche während des Druckgusses durch die Formfläche hindurch in eine poröse Schicht gepreßtes Wasser aus der Form abgeführt und zum Ausformen des gegossenen Form stücks Druckluft in die poröse Schicht eingeblasen werden kann, um Wasser und/oder Luft durch die Formfläche aus der porösen Schicht zu treiben, so daß sich das Formstück aus der Form entnehmen läßt.

Bisher verwendete bekannte Formen haben deshalb im Inneren oder an der Rückseite der porösen Schicht ausgebildete Durchlässe oder Kanäle, welche mit dem Äußeren der Form in Strömungsverbindung stehen.

Die JP 56-14 451 B2 (1981) beschreibt eine poröse Form mit einer feinporösen Innenschicht und einer grobporösen Außenschicht, welche durch Formpressen und anschließendes Sintern einstückig miteinander verbunden sind. Die porösen Schichten sind aus einem Gemisch eines Harzgranulats mit einem Füllstoffgranulat geformt, wobei die die Oberflächen- oder Innenschicht darstellende fein poröse Schicht eine Dicke von 0,3 bis 5 mm aufweist.

Die Herstellung einer große Abmessungen und eine verwickelte Gestalt aufweisenden Form in einem solchen Formpreßverfahren ist jedoch äußerst schwierig. Außerdem ist es sehr schwierig, hierbei den Porendurchmesser der porösen Innenschicht genau zu bestimmen, wobei dieser jedoch beim Druckguß von keramischen Formstücken eine wichtige Rolle spielt. Durch das Sintern können sich außerdem Ungenauigkeiten hinsicht lich der Abmessungen, der Festigkeit und des Porendurch messers ergeben, so daß dieses Verfahren nicht für die Herstellung von Formen geeignet ist, welche für den Druck guß von keramischen Gegenständen mit großen Abmessungen und verwickelten Formen verwendet werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer porösen Form, welche für den Druckguß von kerami schen Formstücken von großen Abmessungen und verwickelter Gestalt geeignet ist, und die Schaffung eines Verfahrens für die Herstellung einer solchen porösen Form.

Die Aufgabe wird einerseits gelöst mit einer porösen Form der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die poröse Innenschicht einen mittleren Porendurchmesser von höchstens 20 µm und eine Dicke von 5 bis 40 mm aufweist, daß ein Kleber in einem derartigen Muster auf die Rückseite der porösen Innenschicht aufgetragen ist, daß wenigstens einige Bereiche von dem Kleber unbedeckt sind, daß die grobporöse Außenschicht die mit dem Kleber bedeckten und unbedeckten Bereiche der Rückseite der porösen Innenschicht überdeckt und aus einem Gemisch eines flüssigen Harzes und eines Füllmaterials mit einer Korngröße von 0,1 bis 5 mm in einem Volumenverhältnis von 15 bis 50 : 100 geformt ist und eine Dicke von 5 bis 30 mm aufweist, daß die Außenfläche der grobporösen Außenschicht im wesentlichen vollständig überdeckt ist durch eine abdichtende Harzkleberschicht und daß eine Einrichtung zum Abführen von Wasser aus der und zum Einblasen von Luft in die grobporöse Außenschicht vorgesehen ist.

Andererseits wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen einer porösen Form der vorstehend beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine poröse Innenschicht mit einem mittleren Porendurchmesser von höchstens 20 µm und einer Dicke von 5 bis 40 mm gießt, daß man auf der Rückseite der porösen Innenschicht einen Kleber in einem solchen Muster aufträgt, daß wenigstens einige Bereiche der Rückseite von dem Kleber unbedeckt bleiben, daß man auf die von dem Kleber bedeckten und unbedeckten Bereiche der Rückseite der porösen Innen schicht eine grobporöse Außenschicht aufbringt, welche aus einem Gemisch eines flüssigen Harzes und eines Füllmaterials mit einer Korngröße von 0,1 bis 5 mm in einem Volumenverhältnis von 15 bis 50 :100 gebildet ist und eine Dicke von 5 bis 30 mm hat, daß man die Außenseite der grobporösen Außen schicht nach dem Aushärten des Klebers und der grobporösen Außenschicht mittels eines Harzklebers im wesentlichen abdichtet und daß man an der grobporösen Außenschicht wenigstens ein Rohr zum Abführen von Wasser und Einblasen von Luft aus der bzw. in die grobporöse Außenschicht anschließt.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer als Formstück vorgefertig ten porösen Innenschicht einer Form,

Fig. 2a eine Draufsicht auf die auf einen Unterkasten aufgesetzte vorgefertigte poröse Innenschicht,

Fig. 2b eine Vorderansicht der auf den Unterkasten auf gesetzten porösen Innenschicht,

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Darstellung des Verfahrens für die Fertigstellung einer porösen Form auf dem Unterkasten und

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansicht der fertiggestellten porösen Form.

Im folgenden ist in der Hauptsache ein Verfahren zum Her stellen einer porösen Form gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer als Formstück vorgefertigten porösen Innenschicht 1 mit einer Formfläche 5 und einer dieser gegenüberliegenden Rückseite 6. Vor dem Aufbringen eines Klebers wird die vorgefertigte poröse Innenschicht 1 in der in Fig. 2a und 2b dargestellten Weise mit der Formfläche 5 nach unten auf einen Form- Unterkasten 9 aufgesetzt. Darauf wird ein Kleber in einem solchen Muster, z. B. einem Netzmuster 7, auf die Rückseite 6 der porösen Innenschicht 1 aufgetragen, daß einige Bereiche 8 von dem Kleber unbedeckt bleiben. Anschließend wird eine aus einem Gemisch eines Harzes mit einem Füll material gebildete grobporöse Außenschicht 10 auf die Rückseite 6 der porösen Innenschicht 1 aufgepreßt oder auf dieser preßgeformt, so daß sie durch das Netzmuster 7 des Klebers stoffschlüssig mit der porösen Innenschicht 1 verbunden wird. Dabei besteht in dem vom Kleber unbedeckten Bereichen 8 eine Strömungsverbindung zwischen der porösen Innenschicht 1 und der grobporösen Außenschicht 10.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, wird dann ein Rohr 11 für die Ableitung von Wasser und/oder Zuleitung von Luft an der grobporösen Außenschicht 10 angeschlossen, worauf die Außenfläche der grobporösen Außenschicht 10 sowie die freiliegende Oberfläche des Unterkastens 9 mit einer abdichtenden Harzkleberschicht 12 überzogen werden. Anschließend wird ein eiserner Verstärkungsrahmen 13 auf den Unterkasten 9 aufgesetzt und mit einer Füllung 14 aus einem Füllmaterial versehen.

Die in dieser Weise fertiggestellte poröse Form findet Verwendung für den Druckguß von keramischen Formstücken. Zu diesem Zweck wird die Form in einen eisernen Verstär kungsrahmen oder einen druckfesten Behälter eingesetzt, worauf dann der Zwischenraum zwischen der porösen Form und dem Rahmen bzw. dem Behälter mit dem Füllmaterial ausge füllt wird.

Die in dem vorstehend beschriebenen Verfahren verwendete vorgefertigte poröse Innenschicht hat einen Porendurch messer von höchstens 20 µm. Bei einem größeren Porendurch messer würde sich die poröse Innenschicht nicht als Filter schicht beim Druckguß von keramischen Formstücken eignen. Die Dicke der porösen Innenschicht kann etwa zwischen 5 und 40 mm liegen. Bei einer Dicke der porösen Innenschicht von weniger als 5 mm ist ein gleichmäßiger Austritt von Wasser und/oder Luft durch die Formfläche hindurch für die Entnahme eines Formstücks aus der Form nicht gewährleistet, während andererseits eine poröse Innenschicht mit einer Dicke von mehr als 40 mm unter dem Druck der beim Druckguß als Ausgangsmaterial für die keramischen Formstücke zugeführten geschlemmten Formmasse einer übermäßigen elastischen Verformung unterworfen wäre, was dann dazu führen kann, daß ein Formstück beim Ausformen durch die elastische Rückverformung der porösen Innenschicht in der Form fest gehalten wird und daß es in Eckbereichen der Form zu Rißbildung kommt. Angesichts dieser Gegebenheiten liegt die Dicke der porösen Innenschicht daher vorzugsweise zwischen etwa 10 und 20 mm.

Bei dem auf die Rückseite der porösen Innenschicht aufzu tragenden Kleber für die stoffschlüssige Verbindung der porösen Innenschicht mit der grobporösen Außenschicht handelt es sich vorzugsweise um ein kalt aushärtendes Epoxidharz, ohne daß die Erfindung jedoch auf ein solches beschränkt wäre. Die grobporöse Außenschicht bildet eine Vielzahl von Durchlässen für Wasser und Luft. Das von dem aufgetragenen Kleber gebildete Netzmuster und die vom Kleber unbedeckten Bereiche sollten in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, daß beim Einblasen von Druck luft in die grobporige Außenschicht Wasser und/oder Luft möglichst gleichmäßig verteilt an der Formfläche der porösen Innenschicht austreten, um ein Formstück aus der Form zu lösen. Das heißt, daß weder die vom Kleber bedeckten noch die unbedeckten Bereiche übermäßig groß sein dürfen. Dabei ist die Breite der mit dem Kleber bedeckten Bereiche vor zugsweise jeweils höchstens zweimal so groß wie die Dicke der porösen Innenschicht. Bei einer größeren Breite der mit dem Kleber bedeckten Bereiche ist der Austritt von Wasser und/oder Luft in entsprechenden Bereichen der Form fläche behindert, wodurch dann das Lösen des Formstücks aus der Form erschwert ist.

Sind andererseits die vom Kleber unbedeckten Bereiche auch nur an einigen Stellen übermäßig groß, so kann dies zum Bruch der porösen Innenschicht unter dem Druck der zum Ausformen eines Formstücks eingeblasenen Druckluft führen. Die Flächengröße, Länge und/oder Breite der unbedeckten Bereiche läßt sich in Abhängigkeit von der Dicke und Festigkeit der porösen Innenschicht sowie der grobporigen Außenschicht und vom Druck der zum Ausformen eingeblasenen Druckluft bestimmen. Dementsprechend kann der Kleber in einem Netzmuster, einem Linienmuster oder einem Punkt muster derart aufgetragen werden, daß die vom Kleber unbedeckten Bereiche möglichst gleiche Abmessungen haben und möglichst gleichmäßig angeordnet sind.

Ferner müssen die mit dem Kleber bedeckten Bereiche mög lichst gleichmäßig verteilt sein und solche Abmessungen haben, daß die poröse Innenschicht und die grobporöse Außenschicht durch die zum Ausformen eines Formstücks eingeblasene Druckluft nicht voneinander getrennt werden können. Die Gesamtfläche der mit dem Kleber bedeckten Bereiche bestimmt sich hier wiederum nach der Zugfestig keit der porösen Innenschicht und der grobporösen Außen schicht sowie nach dem Druck der zum Ausformen eingeblasenen Druckluft.

Das für die grobporöse Außenschicht verwendete Füllmaterial hat einen Korndurchmesser von 0,1 bis 5 mm, so daß der Porendurchmesser der grobporösen Außenschicht im Mittel wenigstens 100 µm beträgt. Für die Bildung der grobporösen Außenschicht wird das Füllmaterial mit einem flüssigen Harz vermischt. Dabei beträgt das Volumenverhält nis zwischen dem flüssigen Harz und dem Füllmaterial in dem Gemisch 15 bis 50 : 100. Bei einem Anteil des flüssigen Harzes von weniger als 15% erhält die grobporöse Außen schicht keine ausreichende Festigkeit, und ihre Herstellung bietet beträchtliche Schwierigkeiten. Liegt der Anteil des flüssigen Harzes dagegen über 50%, dann besteht die Gefahr, daß das flüssige Harz die Rückseite der porösen Innenschicht verklebt und damit die Strömungsverbindung zwischen der grobporösen Außenschicht und der porösen Innenschicht unterbricht, so daß dann beim Ausformen eines Formstücks entsprechende Schwierigkeiten auftreten.

Die grobporöse Außenschicht hat eine Dicke von 5 bis 30 mm. Bei einer Dicke von weniger als 5 mm entstehen beim Formen der grobporösen Schicht übermäßige Schwierigkeiten, während bei einer Dicke von mehr als 30 mm die Strömungswege für Wasser und Luft übermäßig lang werden und die grobporöse Außenschicht beim Druckguß einer starken elastischen Verformung unterworfen ist, was zu den vorstehend erläuterten Schwierigkeiten führen kann. Das für die grobporöse Außenschicht verwendete Füllmaterial hat eine Korngröße von 0,1 bis 5 mm, so daß sich ein mittlerer Porendurchmesser von wenigstens 100 µm ergibt. Bei einem kleineren mittleren Porendurchmesser würde der Durchströmungswiderstand für Luft übermäßig ansteigen. Dies hätte den Nachteil, daß eine größere Anzahl von Rohren oder Schläuchen zum Ableiten von Wasser bzw. zum Einblasen von Druckluft an der grobporösen Außen schicht angeschlossen werden müßten.

Für die Fertigung der vorstehend beschriebenen porösen Form sind im einzelnen die folgenden Werkstoffe verwendbar:

Für die Kleberschicht 7 eignet sich ein unter der Bezeich nung "Adhesive Bond E250" im Handel erhältlicher Kleber der Firma Konishi K. K. Das in der grobporösen Außenschicht ver wendete flüssige Harz ist beispielsweise ein Gemisch eines unter der Bezeichnung "Epikote 815" im Handel erhältlichen Epoxidharzes der Firma Inka Shell mit einem unter der Bezeichnung "Epomate B002" erhältlichen Härter derselben Firma. Das in der grobporösen Außenschicht ver wendete Füllmaterial ist beispielsweise Quarzsand mit einer Korngröße von 0,1 bis 5 mm. Bei dem zur Abdichtung verwen deten Harzkleber handelt es sich beispielsweise um das bereits vorstehend genannte, unter der Bezeichnung "Adhesive Bond E250" im Handel erhältliche Produkt. Die Füllung 14 kann aus Zementmörtel oder Beton bestehen.

Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, wird gemäß der Erfindung ein Kleber vorzugsweise in Form eines Netzmusters, eines Linienmusters oder eines Punktmusters auf eine als Formstück vorgefertigte poröse Innenschicht aufgetragen, um eine stoffschlüssige Verbindung mit einer daraus auszubil denden grobporösen Außenschicht zu schaffen. In dieser Weise ist es ohne Schwierigkeit möglich, eine poröse Form herzustellen, welche für den Druckguß von keramischen Form stücken von großen Abmessungen und verwickelter Gestalt geeignet ist. In der Form ist ein ungehinderter Austausch von Luft und/oder Wasser zwischen den beiden porösen Schichten gewährleistet, wobei einem Austritt von Wasser oder Luft durch die abdichtende Harzkleberschicht vorge beugt ist. Dies gewährleistet einen gleichmäßig verteilten Austritt von Wasser und/oder Luft an der Formfläche, so daß sich ein gegossenes Formstück mühelos aus der Form entnehmen läßt.

Claims

1. Poröse Form für den Druckguß von keramischen Formstücken mit einer porösen Innenschicht und einer die Rückseite der porösen Innenschicht überdeckenden grobporösen Außenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Innenschicht (1) einen mittleren Porendurchmesser von höchstens 20 µm und eine Dicke von 5 bis 40 mm aufweist, daß ein Kleber in einem derartigen Muster (7) auf die Rückseite der porösen Innenschicht aufgetragen ist, daß wenigstens einige Bereiche (8) von dem Kleber unbedeckt sind, daß die grobporöse Außenschicht (10) die mit dem Kleber bedeckten und unbedeckten Bereiche der Rückseite der porösen Innenschicht überdeckt und aus einem Gemisch eines flüssigen Harzes mit einem Füllmaterial mit einer Korngröße von 0,1 bis 5 mm in einem Volumenverhältnis von 15 bis 50 : 100 geformt ist und eine Dicke von 5 bis 30 mm aufweist, daß die Außenfläche der grobporösen Außenschicht (10) im wesentlichen vollständig überdeckt ist durch eine abdichtende Harzkleberschicht (12) und daß eine Einrichtung (11) zum Abführen von Wasser aus der und zum Einblasen von Luft in die grobporöse Außenschicht vorgesehen ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung wenigstens ein mit der grobporösen Außenschicht (10) verbundenes Rohr (11) aufweist.

3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster (7) des Klebers ein Netzmuster, ein Linienmuster oder ein Punktmuster ist.

4. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die grobporöse Außenschicht (10) einen mittleren Porendurchmesser von wenigstens 100 µm hat.

5. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Elemente des Musters (7) des Klebers höchstens zweimal so groß ist wie die Dicke der porösen Innenschicht (1).

6. Verfahren zum Herstellen einer porösen Form nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine poröse Innenschicht (1) mit einem mittleren Porendurchmesser von höchstens 20 µm und einer Dicke von 5 bis 40 mm gießt,
daß man auf die Rückseite der porösen Innenschicht einen Kleber in einem solchen Muster (7) aufträgt, daß wenigstens einige Bereiche der Rückseite von dem Kleber unbedeckt bleiben,
daß man auf die von dem Kleber bedeckten und unbedeckten Bereiche der Rückseite der porösen Innenschicht eine grob poröse Außenschicht (10) aufbringt, welche aus einem Gemisch eines flüssigen Harzes und eines Füllmaterials mit einer Korngröße von 0,1 bis 5 mm in einem Volumenverhältnis von 15 bis 50 : 100 gebildet ist und eine Dicke von 5 bis 30 mm hat,
daß man die Außenseite der grobporösen Außenschicht nach dem Aushärten des Klebers und der grobporigen Außenschicht mittels eines Kleberharzes im wesentlichen abdichtet und
daß man an der grobporösen Außenschicht wenigstens ein Rohr (11) zum Abführen von Wasser und Einblasen von Luft aus der bzw. in die grobporöse Außenschicht anschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber in einem Netzmuster, einem Linienmuster und/oder einem Punktmuster aufgetragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die grobporöse Außenschicht (10) auf die poröse Innenschicht (1) aufgepreßt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die grobporöse Außenschicht (10) auf der porösen Innenschicht (1) preßgeformt wird.