DE2200611A1

DE2200611A1 - Keramische Tonmassen und Verfahren zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen aus denselben

Info

Publication number: DE2200611A1
Application number: DE19722200611
Authority: DE
Inventors: R T Bailey
Original assignee: English Clays Lovering Pochin Co Ltd
Current assignee: Imerys Minerals Ltd
Priority date: 1971-01-08
Filing date: 1972-01-07
Publication date: 1972-07-20
Also published as: SE376760B; FR2121615B1; FR2121615A1; IT948795B; GB1373361A; JPS4877018A

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN

DIPL.-PHYS. ROBERT MONZHUBER A Z. U U U \

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL (0811) 22 25 30-29 51 92

7. Januar 1972

A 42271 Pl/ib

Firma ENGLISH CLAYS LOVERING POCHIN & COMPANY LIMITED, John Keay House, St. Austell, Cornwall, England

Keramische Tonmassen und Verfahren zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen aus denselben

Die Erfindung betrifft keramische Tonmassen und beschäftigt sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, mit Tonmassen, die geeignet sind bei der Herstellung von keramischen Sanitärwaren oder irdenem Geschirr.

Konventionelle keramische Körper enthalten im allgemeinen klumpigen Ton (Kugelton), Kaolin, feinzerteilten Quarz und ein Flußmittel, das z.B. Cornish-Stein (der eine geeignete Quelle für Feldspat ist) oder Fettstein-Syenit sein kann.

Kugelton ist ein sedimentärer Kaolinitton, der im all-

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Bankhaus Merck. Finck & Co., München. Nr 25464 I Bankhaus H. Aufhauser. München. Nr 261300 Postscheck: München 20904

Telegrammadresse: Patentsenior

gemeinen in Verbindung mit einem Gehalt von freiem Quarz und organischem oder kohlenstoffhaltigem Material, z.B. Lignit, gefunden wird. Ein Kugelton, der geeignet ist für den Gebrauch in einer keramischen Komposition, sollte nicht mehr als einen gewissen Betrag von freiem Quarz oder von kohlenstoffhaltigem Material enthalten. Wenn der gesamte Quarzgehalt des Kugeltons hoher als etwa 60 Gew.-% ist, neigt der Kugelton dazu, eine gute Festigkeit zu haben, aber da der gesamte Quarzgehalt einen hohen Anteil von unreinem Quarz einschließt, der im allgemeinen mit Eisenoxyd und Titan verbunden ist, neigt eine keramische Masse, die diesen Kugelton enthält, dazu, beim Brennen einen Körper von schlechter Farbe zu ergeben, verglichen mit einem Körper, der durch Brennen einer Masse erhalten wird, die einen weniger quarzhaltigen Ton enthält mit zugefügter reiner Kieselerde. Wenn der Gehalt des Kugeltons an kohlenstoffhaltiger Materie höher ist als etwa 5 Gew.-%, begrenzt die Menge, die in die keramische Masse mit dem Kugelton eingeführt Wird, die Brenngeschwindigkeit. Unter diesen Umständen wird die Brenngeschwindigkeit, die genügend klein sein muß, um die kohlenstoffhaltige Materie zu oxydieren, zu niedrig.

Beträchtliche Bestände von Kugelton sind verfügbar, die früher als ungeeignet für den Gebrauch bei der Herstel-

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lung keramischer Massen angesehen wurden wegen ihres Gehaltes an quarzhaltiger oder kohlenstoffhaltiger Materie, und aus diesem Grund waren solche Kugeltone unverkäuflich. Nichtsdestoweniger ist es oft notwendig, diese Tone von schlechter Qualität abzubauen, um Lagen von besserem Ton freizulegen. Es sind auch große Mengen von grobem Rückstandskaolin verfügbar, die bei der Separation von abgebautem Kaolin anfallen, um möglichst viel Peinkaolin zu gewinnen von Partikeln, die einen äquivalenten Kugeldurchmesser von 2 Mikron oder weniger haben, der als Papier-Überzugpigment benutzt wird. Der grobe Kaolin-Rückstand ist bisher von kleinem oder keinem kommerziellen Wert gewesen .

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Es ist jetzt festgestellt worden, daß, wenn ein erster Kugelton, der einen relativ hohen Quarzgehalt hat, ein zweiter Kugelton, der eine relativ hohe kohlenstoffhaltige Materie enthält, unojein grober Rückstandskaolin gemischt werden, vorzugsweise in angenähert gleichem Verhältnis, die sich ergebende Mischung ein Ton ist, der Eigenschaften hat, die ihn geeignet machen für den Gebrauch in keramischen Massen. Insbesondere ist nach einem Merkmal der Erfindung eine Masse von Tonen vorgesehen, die geeignet ist für den Gebrauch bei der Herstellung von keramischen Körpern, die zwei oder alle drei der vorstehend angegebenen Mischungskomponenten enthält, nämlich einen ersten Kugelton, einen zweiten Kugelton und einen groben Rückstandskaolin, von denen keine Mischungskomponente über 50 Gewichts-^ der Masse hinausgeht, in der (a) der erste Kugelton einen gesamten Quarzgehalt von nicht mehr als 75 Gewichts-^ hat, einen kombinierten Gehalt von Eisenoxyd und Titan von nicht mehr als 3*5 Gewichts-Ji, eine kohlenstoffhaltige Materie von nicht mehr als 1 Gewichts-^, und aus Partikeln besteht, von denen nicht weniger als 4o Gewichts-# kleiner sind als 1 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser; (b) der zweite Kugelton hat einen gesamten Quarzgehalt von nicht mehr als 50 Gewichts-^, einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt

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von nicht mehr als 3,5 Gewichts-^, eine kohlenstoffhaltige Materie von nicht mehr als 20 Gewichts-^ und besteht aus Partikeln, von denen nicht weniger als 40 Gewichts-^ kleiner als 1 Mikron sind, bezogen auf einen äquivalenten Kugel durchmesserj (c) der grobe Rückstands-Kaolin hat einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 1,5 Gewichts-^ und besteht aus Partikeln, von denen nicht mehr als J>0 Gewichts-^ größer sind als 53 Mikron, von denen 30 bis 95 Gewichts-^ größer sind als 10 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser, und von denen höchstens 20 Gewichts-^ kleiner sind als 2 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Tonmasse geschaffen, die für die Herstellung keramischer Gegenstände geeignet ist. Diese Tonmasse enthält 25 bis 50 Gewichts-^ von jeweils (l) einem ersten klumpigen Ton, (2) einem zweiten klumpigen Ton, und (3) grobem Rückstands-Kaolin, wobei (a) der erste klumpige Ton einen Gesamtanteil an Quarz unter 75 Gewichts-^, einen kombinierten

Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 3,5 Gewichts-^, und
feinen Kohlenstoffanteil von maximal 1 Gewichts-^ enthält und aus Partikeln besteht, von denen nicht weniger als 40 Gewichts-^ kleiner als 1 Mikron sind, bezogen auf einen äqui-

- 5a 209830/1041

valenten Kugeldurchmesser; der zweite klumpige Ton (b) hat einen Gesamtanteil an Quarz von maximal 50 Gewichts-jb, einen kombinierten Eisenoxyd- und Titananteil von nicht mehr als 5,5 Gewichts-^, ein kohlenstoffhaltiges Material von nicht mehr als 20 Gewichts-^ und besteht aus Teilchen, von denen nicht weniger als ¹K) Gewichts-^ kleiner als 1 Mikron sind, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser; der grobe Rückstands-Kaolin hat einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 1,5 Gewichts-^ und besteht aus Teilchen, von denen nicht mehr als 50 Gewichts-^ größer sind als 55 Mikron, 50 bis 90 Gewichts-^ davon sind größer als 10 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser, und 5 bis 10 Gewichts-^ davon sind kleiner als 2 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser.

Massen gemäß der Erfindung haben vorteilhafterweise ein gesamtes oder wenigstens 50 Gewichts-^ betragendes Gewicht von zweien oder allen dreien der Mischungskomponenten, nämlich des ersten Kugeltons, des zweiten Kugeltons und des groben Rückstands-Kaolins. Die Massen enthalten vorteilhafterweise wenigstens 25 Gewichts-^ von zwei oder allen drei Mischungskomponenten, und zwar des ersten Kugeltons, des zweiten Kugeltons und des groben Rückstands-Kaolins.

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Bei der Zusammensetzung der Massen gemäß der Erfindung besteht der grobe Rückstands-Kaolin häufig aus Partikeln, von denen nicht mehr als 30 Gewichts-^o größer sind als 53 Mikron, von denen 30 - 90 Gewichts-^ größer sind als Io Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser, und-von denen 3 bis Io Gewichts-^ kleiner sind als 2 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser.

Die Massen gemäß der Erfindung enthalten vorzugsweise ein Flux-Agens von einem Betrag von 10 bis 4o Gewichts-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, und können zusätzlich ein keramisches Kaolin mittlerer Sorte enthalten in einem Verhältnis von O bis 4o Gewichts-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, und Kieselerde von einem Betrag bis 30 Gewichts-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers, welches das Bilden einer Masse gemäß der Erfindung umfaßt, die ein Flußmittel enthält, das der Masse mit Wasser beigemischt wird, um eine kompressible Mischung zu bilden, ferner das Einbringen der Mischung in eine Form, das Pressen der Mischung in der

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Form bei einem Druck im Bereich von etwa 0,5 bis Io t pro Quadratzoll, um einen grünen Gegenstand zu bilden, und danach das Brennen des grünen Gegenstandes bei einer Temperatur im Bereich von lOOO⁰ C bis 14OO° C.

Wenn der rohe Rückstands-Kaolin eine partikelgrößenverteilung hat, die in den verlangten Grenzen liegt, aber einen solchen Eisenoxyd- und Titangehalt hat, daß der kombinierte Gehalt an Eisenoxyd und Titan größer als das annehmbare Maximum ist, wird der grobe Rückstands-Kaolin einem hochintensiven (z. B. größer als lO 000 gaus) nicht homogenen Magnetfeld ausgesetzt, z. B. in einem Jones-Magnetseparator, um ihn geeignet zu machen für den Gebrauch entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Vorteilhaft -weist die Tonmasse 20 bis 4o Gewichts-# von jeder Mischungskomponente - des ersten Kugeltons, des zweiten Kugeltons und des groben Rückstands-Kaolins - auf.

Die zwei oder drei Tone können gemischt werden durch den Gebrauch irgendeines Mischgerätes, das geeignet ist zum Mischen plastischer Stoffe, z. B. eines Z-Blatt-

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Mischers, einer Mischtrommel bzw. eines Kollergangs, einer Stift-Schlagmühle oder einer Kanten-Walzenmühle. Vorzugsweise wird eine Mischtrommel bzw. ein Kollergang gebraucht, und dabei werden beim Mischen der Tone etwa 20 PS-Stunden an Energie je Tonne von Trockenbeton (5,3 χ Io joule/kg) verbraucht. Es ist wünschenswerter, wenigstens etwa 4o PS-Stunden Energie je Tonne von Trockenkalk (l,06 χ 10 joule/kg) beim Mischen der Tone aufzuwenden.

Vorzugsweise hat der Kugelton oder wenigstens einer von dem ersten und dem zweiten Kugelton, die in der Masse gebraucht werden, einen Bruchmodul (eines knochen-

2 trockenen Probestücks) von wenigstens 60 kg/cm .

Wenn ein keramischer Kaolin von mittlerer Qualität in einer Masse gemäß der Erfindung gebrauchtwird, wird er im allgemeinen aus Partikeln bestehen, von denen nicht mehr als 0,5 Gewichts-^ größer sind als 53 Mikron, und von denen 25 bis 50 Gewichts-^ kleiner sind als 2 Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser.

Die Erfindung ist erläutert in den folgenden Beispielen.

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Beispiel I

Ein erster klumpiger Ton, ein zweiter klumpiger Ton und ein roher Rückstands-Kaolin mit den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Eigenschaften wurden in gleichen Gewichtsteilen des trockenen Tons in einer Mischtrommel bzw. einem Kollergang miteinander vermischt, wobei in der Mischung von Tonen etwa 53 PS-Stunden von Energie je t von trockenem Ton (1,4 χ 10 joule/kg) verbraucht wurden. Die Eigenschaften der sich ergebenden Mischung sind ebenfalls aus Tabelle I ersichtlich.

Tabelle I

	erster klumpiger Ton	zweiter klumpiger Ton	grober Mischung Rück- stands- Kaolin
SiO (Gewichts-^)	71.04	41.60	52.50 55
Fe₂O^ (Gewichts-^)	0.85	I.08	0.97 0.95
TiO₂ (Gewichts-^)	1.71	0.62	O.O8 0.79
kohlenstoffhaltige
Materie (Gewichts-^)	0.2	12.0	4.0
Bruchmodul (kg/cm )	65.Ο	27.0	50.9

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- 10 -

erster

klumpiger

Ton

zweiter

klumpiger

Ton

grober Rückstands-Kaolin

Mischung

Gewichts-^ größer als 53 u
Gewichtsprozent größer als Io u

Gewichts-^ kleiner als 2 u

Gewichts-^ kleiner als 1 u

3.0

0.05

6.8

Die Mischung wurde dann gemischt mit (a) fluorfreiem Cornish-Stein, von dem lOO Gewichts-^ aus Partikeln kleiner als 75 Mikron und 6o Gewichts-'^ aus Partikeln kleiner als lO Mikron bestehen, bezogen auf einen Kugeldurchmesser, und der folgende chemische Zusammensetzung hat:

	Gewichts-^
SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₅	79.5 12.0 O.O6

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- 11 = -

	Gewichts-^
TiO₂	0.01
MgO	0.09
CaO	0.2
K₂O	3.80
Na₂O	3.90
Verlust bei
Erhitzung +	0.45
Fluor	0.08

+ Der Gehalt an organischer Materie ist sehr klein und ist als alleiniger Teil für den Verlust bei Erhitzung anzusehen.

(b) einem keramischen Kaolin von mittlerer Qualität, welcher eine solche Partike!größenverteilung hat, daß 0,1 Gewichts-^ desselben aus Partikeln größer als 53 Mikron bestanden, 25 Gewichts-^ aus Partikeln größer als lO Mikron, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser, und 38 Gewichts-^ aus Partikeln kleiner als 2 Mikron bestanden, bezogen auf einen äquivalenten Kugeldurchmesser. Die so erhaltene Mischung bestand aus 50 Gewichts-^ der Mischung von Tonen,

- 12 -

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J* -

55j8 Gewichts-^ des von Fluor befreiten Cornish-Steins, und 14,2 Gewichts-^ aus keramischem Kaolin mittlerer Qualität. Die Mischung wurde mit Wasser in einen Schlamm überführt und wurde mit Natrium-Silikat entflockt, um eine Gußmasse zu bilden, die 71,8 Gewichts-^ von Peststoffen enthält. Diese wurde zur Herstellung eines sanitären Gegenstandes, der befriedigende Gießeigenschaften, Grünfestigkeit, Brenneigenschaften und eine befriedigende gebrannte Form hatte, verwendet. Zum Vergleich wurde eine typische konventionelle Gußmasse für sanitäre Gegenstände nach folgendem Rezept vorbereitet: 22 Gewichts-^ von klumpigem Ton, 51 Gewichts-^ von Kieselerde, I5 % Nephelin-Syenit, 0,125 Gewichts-^ Kobalt-Aluminat-Farbstoff und 52 Gewichts-^ eines keramischen Kaolins mittlerer Qualität. Der klumpige Ton, die Kieselerde, das Nephelin-Syenit und der keramische Kaolin mittlerer Qualität hatten folgende Analysen:

	Gewichts-^	Kiesel erde	Nephelin- Syenit	China- Ton
	klumpiger Ton	99.5 0.05 0,02	56.5 24.1 0.11	47 58 0.7
SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃	51 51 0.99

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	Gewichts-^	Kiesel	Nephelin-	China-
	klumpiger	erde	Syenit	Ton
	Ton	o.oi	0.07	0.07
TiO₂	0.97	0.04	1.3	0.15
Cao	0.20	0.02	0.16	O.OÖ
MgO	0.29	0.02	9.0	1.4
κ₂ο	2.1	O.o4	Ö.O	0.08
Na₂O	0.24
Verlust bei		0.26	0.72	12.7
Erhitzung	13.4

Der Gehalt des klumpigen Tons an organischer Materie beträgt etwa 2 bis 3 Gewichts-^, der der Kieselerde des Nephelin-Syenids und des keramischen Kaolins

Ton

mittlerer Qualität ist sehr klein. Der Se» klumpige Bestand aus Partikeln, von denen 68 Gewichts-^ kleiner waren als 1 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser, und 78 Gewichts-^ kleiner waren als 2 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser. Die Kieselerde bestand aus Partikeln, von denen lOO Gewichts-^ kleiner waren als 75 Mikron und 54 Gewichts-^ größer als 10 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser. Das Nephelin-Syenid bestand aus Partikeln, von denen 100 Ge-

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⁴IS

wichts-^ kleiner waren als 75 Mikron und 46 Gewichts-^ größer als lo Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser. Der keramische Kaolin mittlerer Qualität bestand aus Partikeln, von denen 0,1 Gewichts-^ größer waren als 53 Mikron, 25 Gewichts-^ größer als Mikron und 38 Gewichts-^ kleiner als 2 Mikron.

Die mit den beiden Gußmassen für sanitäre Gegenstände erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben, in der die Gußmasse, welche die Tonmischung gemäß der Erfindung enthält, mit "Masse A" und die konventionelle Gußmasse mit "Masse B" bezeichnet ist.

Tabelle II

	Masse A	Masse B
2 Gießzahl (mm /min)	1.7	1.4
Trockenfestigkeit (kg/cm )	37.9	26.5
Brenntemperatur (⁰C)	1220	1230
Einbrennglanz ($ der Re- flektion eines Lichtes von 504 m u (nm) Wellenlänge % Wasserabsorption	57	56
% Kontraktion	weniger als 0.3	weniger als 0.3
11.1	10.3

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Die Masse A hat den Vorteil des Gebrauchs von keramischem Kaolin, der weniger kostspielig ist als die Mischung und auch keine Kieselerde benötigt, die ein gefährliches Silizium-Material ist.

Beispiel II

Ein erster klumpiger Ton, ein zweiter klumpiger Ton und ein grober Rückstands-Kaolin mit dem in der nachstehenden Tabelle III angegebenen Eigenschaften werden im gleichen Gewichtsverhältnis von trockenem Ton in einer Mischtrommel gemischt, wobei beim Mischen der Tone etwa 51 PS-Stunden an Energie je Tonne von trockenem Ton (1, J5 x lO Joule /kg) verbraucht wurden. Der grobe Rückstands-Kaolin hatte in der Form einer wässerigen Suspension zunächst ein magnetiscnes Feld von einer Intensität von I8OOO Gaus in einem Jones-Magnetseparatur durchlaufen, um den Eisengehalt des Tons zu reduzieren. Die Eigenschaften der Mischung sind ebenfalls in Tabelle III angegeben.

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Tabelle III

	erster klumpiger Ton	zweiter klumpiger Ton	grober Rück- stands- China- Ton	Mischung
SiOp (Gewichtsprozent)	71.04	41.60	50.1	53.4
Fe₂O^ (Gewichts-^)	0.85	1.08	O.69	O.9I
TiO₂ (Gewichts-^)	1.71	0.62	0.09	0.83
kohlenstoffhaltiges
Material (Gewichts-^)	0.2	12.0		4.0
Bruchmodul (kg/cm )	65.0	27.0		52.I
Gewichts-^ größer als 53 u ,Gewichts-^ größer als lo u Gewichts-^ kleiner	3.0	4.6	11
als 2 u			90
Gewichts-^ kleiner
als 1 u /			3

45	78

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Die Mischung wurde gemischt mit No.64. B.S. Kobalt-Farbstoff und mit dem gleichen von Fluor befreitem Cornish-Stein und keramischem Kaolin mittlerer Qualität, wie er beim Beisjiel I benutzt worden ist, um eine Mischung zu ergeben, die sich zusammensetzt aus 36 Gew.-% der Mischung von Ton, 4 Gew.-% von Kieselerde, 36 Gew.-% des von Fluor befreiten Cornish-Steins, 0,125 Gew.-^ von No. 64 B.S. Kobalt-Farbstoff und 24 Gew.-% keramischen Kaolin von mittlerer Sorte. Die Mischung wurde mit Wasser zu einem Schlamm gemacht und mit Natriumsilikat entflockt, um eine Gußmasse zu bilden, die 70,2 Gew_r% Feststoffe enthält.

Die Eigenschaften der Gußmasse sind in Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

2 Gießzahl (mm /min)	1.5
Trockenfestigkeit (kg/cm )	32.3
Brenntemperatur (⁰C)	1240
Einbrennglanz in % des re
flektierten Lichtes in 5θ4 m u (mn) /	60
;j Wasserabsorption	weniger als
	0.3
>o Kontraktion (linear)	11.02

? 0 H H 3 0 / 1 (H 1

Beispiel III

50 Gew.-fo der gleichen Tonmischung wie im Beispiel II beschrieben, 27 Gew.-% des gleichen Kaolins mittlerer Sorte, 16 Gew.-% des gleichen, von Fluor befreiten Cornish-Steins, 28 Gew.-% von Kieselerde, und 1^025 Gew.-^ von No. 64 B.S. Kobalt-Farbstoff wurden miteinander in einer Mischtrommel gemischt, um eine Ton- bzw. Steingutkomposition zu bilden, wobei während des Mischens etwa 11 PS-Stunden an Energie je t (1 000 kg) bezogen auf trockene Feststoffe, verbraucht wurden (2,9 mal 10 Joule/kg). Der Bruchmodul der Masse nach dem Trocknen auf "O-Feuchtigkeit bei 110° C betrug 29,4 Kg/cm , und der Bruchmodul von stranggepreßfeen Stangen von einem Durchmesser von etwa 6 mm, die aus der Masse hergestellt und bei 118O°C gebrannt wurden, war 474 kg/cm . Die Wasserabsorption war 11$ und der eingebrannte Glanz lag im Bereich von 80% Reflexion von 504 nm. Vergleichsweise wurde eine konventionelle Ton- bzw. Steingutmasse hergestellt, die aus 25 Gew-% klumpigem Ton, 26 Gew<- % von keramischem Kaolin mittlerer Sorte, 53 Gew.-% Kieselerde, 16 Gew.-% von Fluor befreitem Comish-Stein und 0,125 Gew.-# von Kobalt-Farbstoff bestand. Der keramische Kaolin und die Grund-Kieselerde waren die gleichen, wie sie bei der

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IO

konventionellen Gußmasse für sanitäre Gegenstände im Beispiel I gebraucht wurden, und der von Fluor befreite Cornish-Stein war der gleiche, wie er im Beispiel I gebraucht wurde. Der klumpige Ton bestand aus Partikeln, von denen 94 Gew.-56 kleiner waren als 2 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser, und 87 Gew.-^ waren kleiner als 1 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser. Die Analyse des klump-igen Tons war wie folgt:

	Gew.-%
	47
SiO₂	56
Al₂O^	1,2
Fe₂O^	0,7
TiO₂	0,5 2,4
MgO CaO K₂O	0,4
Na₂O	12,2
Verlust beim Erhitzen

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Der Gehalt organischer Materie des klumpigen Tons war 1,1Gew.-$. Die Bestandteile wurdten in einer Mischtrommel miteinander vermischt, wobei während des Mischens etwa 9,9 PS-Stunden an Energie je 1 000 kgvon trockenen Feststoffen (2,6 mal 10 Joule/kg) verbraucht wurden. Der Bruchmodul der Masse nach dem Trocknen auf "O-Peuchtigkeit" bei 110 C war >8,6 kg/cm , und der Bruchmodul von Stangen eines Durchmessers von etwa 6 mm, die aus der Masse stranggepreßt waren und bei 118O C gebrannt waren, war 4,66 kg/cm ,^: Die Wasserabsorption war 9,5$ und der eingebrannte Glanz betug 79$ Reflexion von 504 mn-Licht.

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Claims

2200511

PATENTANSPRÜCHE

f1.y Masse von Tonen, die geeignet ist für die Herstellung von keramischen Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei oder alle drei Stoffe von einem ersten klumpigen Ton, einem zweiten klumpigen Ton und einem groben Rückstandskaolin enthält, von denen keiner in einer Menge vorhanden ist, die 50 Gew.-# der Masse überschreitet, und dadurch, daß (a) der erste klumpige Ton einen gesamten Q,uarzgehalt von nicht mehr als 75 Gew.-% hat, einen Kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 3*5 Gew.-^b, eine kohlenstoffhaltige Materie von nicht mehr als 1,0 Gew.-^ und aus Partikeln von nicht weniger als 40 Gew.-% besteht, die kleiner sind als ein Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser; (b) daß der zweite klumpenförmige Ton einen Gesamtgehalt an Quarz von nicht mehr als 50 Gew.-% hat, einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 3,5 Gew.-%, einen Gehalt an Kohlenctoff-Materie von nicht mehr als 20 Gew.-^, und aus Partikeln von nicht we-nger als

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4O Gew.-% besteht, die kleiner sind als ein Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser; und (c) der grobe Rückstand-Kaolin einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 1,5 Gew.-% hat und aus Partikeln besteht, von denen nicht mehr als JO bis 95 Gew.-^ größer sind als zehn Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser, und nicht mehr als 20 Gew.-% kleiner als zwei Mikron sind, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gesamtmenge von wenigstens 50^ von zwei oder allen drei Stoffen, des ersten klumpigen Tons, des zweiten Klumpigen Tons und des groben Rückstandskaolins enthält.
5· Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens 25% von jedem von zweien oder allen dreien des ersten klumpigen Tons, des zweiten klumpigen Tons und des groben Rückstandskaolins enthält.
4. Masse nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der grobe Rückstandskaolin aus Partikeln besteht, von denen nicht mehr als JO Gew.-# größer sind als dreiundfünfzig Mikron, von denen 30 bis 90 Gew.-^ größer

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als 10 Mikron sind, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser, und von denen 3 bis tO Gew.-% kleiner als 2 Mikron sind, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurehmesser.
5. Masse von Tonen, die geeignet ist für den Gebrauch bei der Herstellung von keramischen Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25 bis 50 Gew.-% von jedem von wenigstens zwei Mischungskomponenten aufweist, und zwar (1) eines ersten klumpigen Tones, (2) eines zweiten klumpenförmigen Tones, (3) eines groben Rückstandskaolins, und dadurch, daß (a) der erste klumpige Ton einentiesamtgehalt an Quarz von nicht mehr als 75 Gew.-^, einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 3,5 Gew.-#, einen Gehalt an Kohlenstoffmaterie von nicht mehr als 1 Gew.-% aufweist und aus Partikeln besteht, von denen nicht weniger als 40 Gew.-% kleiner sind als ein Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser; (b) daß der zweite klumpenförmige Ton einen gesamten Quarzgehalt von nicht mehr als 50 Gew.-fo hat, einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 3,5 Gew.-%, einen Gehalt an Kohlenstoff materie von nicht mehr als 20 Gew.-^, und aus Partikeln besteht, von denen nicht weniger als 4θ Gew.-% kleiner sind als ein Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmes-

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ser, und daß (c) der grobe Rüek"standskaolin einen kombinierten Eisenoxyd- und Titangehalt von nicht mehr als 1,5 Gew.-^ hat und aus Partikeln besteht, von denen nicht mehr als JO Gew.-% größer sind als 53 Mikron, von denen 30 bis 90 Gew.-% größer als 10 Mikron sind, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser, und von denen 3 bis Gew.-% kleiner sind als 2 Mikron, bezogen auf den äquivalenten Kugeldurchmesser.
6. Komposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse 25 bis 50 Gew.-% von jeder Komponente, des ersten klumpigen Tons, des zweiten klumpigen Tons und des groben Rückstandskaolins enthält.
7· Masse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste klumpige Ton und/oder der zweite klumpige Ton einen Bruchmodul (eines knochentrok-

kenen Probestücks) von wenigstens 60 Kg/cm hat.
8. Masse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Flußmittel in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% aufweist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Masse.
9. Masse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Fluxmittel ein von Fluor befreiter Cornish-Stein ist.
10. Masse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen keramischen Kaolin von mittlerer Qualität aufweist, in einem Betrag von 0 bis 40 Gew.-^, basierend auf dem Gesamtgewicht der Masse.
11. Verfahren zum Herstellen keramischer Erzeugnisse, gekennzeichnet durch die Schritte:(a) Bilden einer Komposition nach Anspruch 8, (b) Mischen der Komposition mit Wasser, um eine kompessible Mischung zu bilden, (c) Einführen der Mischung in eine Form, (d) Pressen der in der Form befindlichen Masse bei einem Druck im Bereich von 0,3 bis 10 t pro Quadratzoll, um ein grünes Produkt zu bilden, und (e) danach Brennen des grünen Produkts bei einer Temperatur im Bereich von 1000° C bis 14OO° C.
12. Keramischer Körper, der aus einer Masse oder durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist.

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