190482. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önmázas kerámia előállítására
1 190 482 2 A találmány tárgya eljárás önmázas kerámia előállítására. A találmány tárgyát képező új eljárással mázas kerámiát lehet előállítani egyszeri égetéssel, mázanyag külön felvitele nélkül. Mázas kerámiai termékeket ismert módon úgy állítanak elő, hogy a kerámiai alapmasszát előkészítés és formázás után kiégetik, azután a kiégetett tárgyra felviszik a mázanyagot, és a mázas cserepet újra égetik. Az ismert eljárás hátránya, hogy kétszeri égetést igényel. További hátránya, hogy nagy gondot kell fordítani a cserép és a máz hőtágulásának összehangolására. A szokásos mázanyagokkal készített kerámiák felhasználását korlátozza, hogy azok az ólom kioldódása miatt az. egészségre ártalmasak. A találmány célja, hogy egyszerű eljárást biztosítson mázas kerámia előállítására az említett hátrányok kiküszöbölésével. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy a fenti célt elérhetjük, sőt további előnyökhöz jutunk, ha alumínium-hidroszilikátot és/vagy timföldgyári vörösiszapot tartalmazó kerámiai alapmasszához az alumínium-hidroszílikát, illetve a vörösiszap súlyára számítva 20 50% pumicitot adunk, és a masszát önmagában ismert módon való előkészítés és formázás után egyszer égetjük. A pumicit vulkáni riolitüveg, amelynek alkálitartalma mintegy 5-7%, kötött víztartalma 6-7%. Rendszerint tartalmaz vasat, emiatt általában vöröses színű. További, a találmány szempontjából lényeges sajátsága, hogy alkáli vegyületekre nézve telítetlen, vagyis nagy alkáli-felvevő képességgel rendelkezik. A pumicitot kerámiai felhasználás szempontjából vizsgálva arra a felismerésre jutottunk, hogy ez az anyag nyersen és bizonyos hőmérsékletig soványító, vázképző funkciót tölt be a kerámiai masszában, míg az égetés hőmérsékletén olvadékképzö anyag. Égetés közben a cserép felületére diffundál, aminek következtében az égetés során máz képződik a felületen és így önmázas kerámiát kapunk. Az önmázas kerámia előállításához olyan kerámiai alapmasszát használunk, amelynek vázanyaga alumínium-hidroszilikát és/vagy timföldgyári vörösiszap. Aluminium-hidroszilikát vázanyagként előnyösen kaolinitot vagy szmektitet vagy kevert szerkezetű hidroszilikátot tartalmazó agyagot, vagy ezek keverékét használjuk. A timföldgyári vörösiszap vázanyagként különösen előnyösnek bizonyult, minthogy alkálivegyületeket is tartalmaz. A vázanyagot a kerámiakészítés technológiai követelményei, illetve a felhasználási igények által megszabott szemcseméretre, általában 30 mikronnál kisebb szemcsékre őröljük felhasználás előtt. A pumicitot, mint említettük, az alumíniumhidroszilikátra, illetve a vörösiszapra számítva 20-50 sú!y% mennyiségben használjuk. Célszerűen 10-110 mikron szemcseméretü pumicitot használunk, legelőnyösebb a 25-30 mikronos pumicitőrlemény. Bizonyos esetekben előnyösen használhatjuk a 100 mikron szemcseméretű pumicitot: minthogy többnyire ez a természetes szemcseméret, ebben az esetben nincs szükség őrlésre. A pumicit mennyiségét a fenti határokon belül aszerint választjuk meg, hogy milyen felületet és milyen szilárd kerámiát kívánunk előállítani. Nagyobb mennyiségű pumicitot tartalmazó masszában több olvadék képződik, és az ilyen masszából nagyobb szilárdságú kerámiát kapunk A pumicit mennyiségét a technológia is befolyásolja: így például abban az esetben, ha a masszát préseljük, célszerű nagyobb mennyiségű pumicitot használni. A massza elkészítésekor az alapanyagokhoz adott esetben alkálivegyületeket is adhatunk a pumicit súlyára számítva 5-20% mennyiségben. Már említettük, hogy a pumicit nagy alkáli-felvevő képességgel rendelkezik. így lehetőség van arra, hogy alkálivegyületek adagolásával a kívánt mértékben megnöveljük a kerámiai massza alkáli-tartalmát. Alkáli-forrásként előnyösen nátriumhidroxidot vagy nátriumkarbonátot használunk, legcélszerűbben azonban a timföldgyári vörösiszappal visszük be a masszába az alkálivegyületeket. Az alkáli adalék segíti a tömörre égést (növeli a kerámia vízzáróképességét), minimumra csökkenti a massza vízfelvevő képességét, legfőbb előnye azonban az, hogy csökkenti az égetéshez szükséges hőmérsékletet. A masszához kívánt esetben használhatunk egyéb, a kerámiakészítésben szokásos adalékokat, így a termék színezése végett 0,2-10 súly% színezőanyagot adhatunk a masszához. Színezőanyagként célszerűen valamilyen fémoxidot használunk. Ha a massza plaszticitását kívánjuk növelni, akkor 5-15 súly % illitet és/vagy montmorillonitot keverünk hozzá. A találmány szerinti eljárást egyébként a kerámiakészítésben szokásos módon hajtjuk végre. Célszerűen az alábbiak szerint járunk el. A kitermelt agyagot (amennyiben abból indulunk ki) kiiszapoljuk, és a durva rész eltávolítása után megőröljük. Ezután szárazon vagy nedvesen hozzákeverjük a kívánt szemcsenagyságú pumicitot, valamint az esetleg szükséges alkálivegyületet és egyéb adalékokat. A megfelelő homogenitás biztosítására a massza alkotórészeit gondosan összekeverjük. A masszát ezután a megmunkálás szempontjából megfelelő víztartalom (rendszerint 22-24%) eléréséig víztelenítjük. A víztelenítést bármely szokásos módon, így szikkasztással vagy szűrőprés segítségével végezzük, de alkalmazhatunk porlasztva szárítást is. Ezután - szükség esetén a masszát gyúrógépen meggyúrva - formázunk. A formázást korongozással, öntéssel, préseléssel vagy más szokásos módon végezzük. A formázott tárgyat levegőn, előnyösen meleg levegővel megszárítjuk, majd égetjük. A máz, mint említettük, égetés közben jön létre a pumicit olvadék kidifTundálása révén. Ez utóbbi folyamat 1200 °C hőmérsékleten mintegy egy óra alatt végbemegy. Az égetést ezért a pumicit-tartalomtól függően 1050-1300 °C-on 1-2 órás hőmérséklettartással végezzük. Ha a massza alkáli adalékot is tartalmaz, akkor alacsonyabb hőmérsékleten is elvégezhetjük az égetést. A kapott termék mázas kerámia, amely tömör szerkezetű, a vizet nem ereszti át. Felülete az alapmassza összetételétől függően fényes vagy matt. Nyomó- és húzószilárdsága általában meghaladja a szokásos kerámiákét. A találmány előnye, hogy lehetővé teszi mázas kerámia előállítását egyszeri égetéssel és a máz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
