DE102004005856A1 - Glaze for ceramic sanitary furniture consists of a base layer of a specified composition covered by a transparent layer of a specified composition - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Glasursystem für Sanitärkeramik, bestehend aus einer darauf aufgebrachten Zwischenschicht und einer Glasurschicht.The Invention relates to a multilayer glaze system for sanitary ware, consisting of an intermediate layer applied thereto and a glaze layer.
Sanitärporzellan ist das zurzeit maßgebende Material zur Herstellung der sanitären Keramik. Sanitärporzellan soll ein Wasseraufnahmevermögen von 0,5 % nicht überschreiten. Den Anforderungen an die Hygiene ist bisher mit dem Sanitärporzellan entsprochen worden.sanitary porcelain is currently the relevant material for the production of sanitary Ceramics. sanitary porcelain should have a water absorption capacity of 0.5%. The requirements for hygiene are so far with the sanitary porcelain been met.
Mittels einer Glasur soll dem sanitären Gegenstand durch ihren Glascharakter die hygienischen Eigenschaften verliehen werden, die bei Benutzung und Reinigung notwendig sind, wie Beständigkeit gegen Wasser Säuren, Laugen und gegen mechanische Beanspruchung.through a glaze should be the sanitary Subject by its glass character the hygienic properties which are necessary during use and cleaning, like consistency against water acids, Alkalis and against mechanical stress.
Da der Sanitärkeramikscherben aufgrund der Charakteristik der eingesetzten Rohstoffe (z.B. Tone und Feldspat) eine gelblich – graue Brennfarbe zeigt, werden zur Abdeckung weiß getrübte Glasuren verwendet.There the sanitary ceramic shards due to the characteristics of the raw materials used (e.g., clays and feldspar) a yellowish - gray Burning color shows used to cover white clouded glazes.
Je dicker die Glasurschicht auf dem Scherben aufgetragen wird, um so mehr treten allerdings durch die Glasuren bedingte Fehler auf. Grundsätzlich sind die physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der gebrannten Glasur der eines Glases sehr ähnlich.ever Thicker the glaze layer is applied to the broken pieces, so However, more occur due to the glaze errors. Basically the physical, mechanical and chemical properties of burnt glaze very similar to a glass.
Durch Zugabe von Trübungsmittel (wie z.B. Zirkonsilikat) zu transparenter Glasur wird eine undurchsichtige, opake Glasur erhalten.By Addition of opacifier (such as zirconium silicate) to transparent glaze becomes an opaque, Obtained opaque glaze.
Die Trübung erfolgt dadurch, dass das feinst verteilte Zirkonsilikat in der Glasurschmelze erhalten bleibt und nicht von ihr angegriffen wird. Der Trübungseffekt von Zirkonsilikat in Rohglasuren ist hervorragend.The cloudiness takes place in that the finely distributed zirconium silicate in the Glaze melt is preserved and not attacked by it. The haze effect of zirconium silicate in raw glazes is outstanding.
Auf der Oberfläche des Endproduktes treten als Fehler häufig sog. Nadelnstiche auf. Es handelt sich um nach außen offene Löcher, Poren, die im Extremfall tief in die Glasurschicht hinein ragen, zum Teil bis zum Scherben durchgehen.On the surface Of the final product often occur as a mistake so-called. Needle stitches. It is about the outside open holes, Pores, which in extreme cases protrude deep into the glaze layer, partly go through to the shard.
Hierbei kann das als Trübungsmittel verwendete Zirkonsilikat durch seine Beeinflussung der Viskosität und der Oberflächenspannung der Glasurschmelze auch auf die Ausbildung, z.B. Größe und Form solcher Oberflächenfehler einwirken.in this connection can do that as a clouding agent used zirconium silicate by its influence on the viscosity and the surface tension the glaze melt also on the formation, e.g. Size and shape such surface defects act.
Die Glasuren enthalten – infolge der unvollständigen Schmelzreaktion in ihrem eingefrorenen Zustand der Glasbildung – Inhomogenitäten. Diese technologisch bedingte Heterogenität der Glasur ist ihre typische Eigenschaft.The Glazes contain - as a result the incomplete Melting reaction in its frozen state of glass formation - inhomogeneities. This technological conditional heterogeneity the glaze is their typical feature.
Aus der Literatur lässt sich eine große Anzahl von Versuchen nachweisen, diesem Übel, im wirtschaftlichen Rahmen, beizukommen. Eine völlig blasenfreie Glasur wäre allerdings, nicht nur wegen ihres definitionsgemäßen Gehaltes an Inhomogenitäten, sondern auch vom ästhetischen Gesichtspunkt aus, keine Glasur.Out the literature leaves a big one Number of attempts to prove this evil, in the economic context, get at. A completely bubble-free Glaze would be However, not only because of their definitional level of inhomogeneities, but also of the aesthetic Point of view, no glaze.
Eine weitere allgemein übliche Methode, die Missfärbung bedingt durch den keramischen Scherben zu verhindern, besteht darin auf den Scherben zunächst eine hellbrennende dünne Masseschicht, eine Engobe aufzutragen, auf die danach eine getrübte Glasur aufgebracht wird.A more common Method, the discoloration conditioned by the ceramic shards to prevent is on the shards first a light-burning thin Mass layer to apply an engobe, then a cloudy glaze is applied.
Als Stand der Technik werden danach üblicherweise die keramischen Scherben mit einer getrübten Glasur, direkt auf dem Scherben oder auf einer Engobe als Zwischenschicht aufgetragen, verwendet.When The state of the art is then usually the ceramic shards with a clouded glaze, directly on the Shards or applied on an engobe as an intermediate layer, used.
Alle diese in der Literatur unterbreiteten Vorschläge haben den Nachteil, dass die Glasuren eine hohe Schichtdicke aufweisen und deren Oberfläche nicht die gewünschte Glattheit hat.All these suggestions made in the literature have the disadvantage that the glazes have a high layer thickness and their surface is not the desired Has smoothness.
Alle diese Lösungen sind zudem verbunden mit hohen Kosten, die im wesentlichen bedingt sind durch die große Schichtdicke der Glasur von ca. 600 μm bis 1000 μm.All these solutions are also associated with high costs, which are essentially conditional are by the big one Layer thickness of the glaze of about 600 microns to 1000 microns.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Glasur mit hoher Homogenität bei gleichzeitig hoher Beständigkeit gegen chemische und mechanische Einflüsse und damit extrem hoher Glattheit der Glasuroberfläche zu finden. Die Schichtdicke der Glasur soll dabei möglichst gering sein.task The invention is therefore a glaze with high homogeneity at the same time high resistance against chemical and mechanical influences and thus extremely high Smoothness of the glaze surface to find. The layer thickness of the glaze should be as possible be low.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass auf dem keramischen Scherben eine diesen abdeckende Basisschicht, verbunden mit einer transparenten Deckschicht, aufgebracht wird.According to the invention this is solved by that on the ceramic body a covering base layer, connected to a transparent cover layer is applied.
Der erfindungsgemäße Schichtenaufbau erfordert sowohl bei der abdeckende Basisschicht als auch bei der transparenten Deckschicht eine aufeinander abgestimmte Zusammensetzung der jeweiligen Schicht.Of the Layer structure according to the invention requires both the covering base layer as well as the transparent topcoat a coordinated composition the respective layer.
Die abdeckende Basisschicht besteht dabei aus einem Gemisch von 60 bis 70 Masse % SiO2, 18–25 Masse % Al2O3, < 0,5 Masse % Fe2O3, 3–10 Masse % CaO, 0–2 Masse % MgO, 0–5 Masse % K2O, 0–5 Masse % Na2O, 2–8 Masse % ZrO2.The covering base layer consists of a mixture of 60 to 70 mass% SiO 2 , 18-25 mass% Al 2 O 3 , <0.5 mass% Fe 2 O 3 , 3-10 mass% CaO, 0-2 mass% MgO, 0-5 mass% K 2 O, 0-5 mass% Na 2 O, 2-8 mass% ZrO 2 .
Die transparente Deckschicht besteht aus einer Mischung von 60 bis 65 Masse % SiO2, 9–14 Masse % Al2O3, < 0,5 Masse % Fe2O3, 8–15 Masse % CaO, 1–5 Masse % MgO, 1–5 Masse % K2O, 0–5 Masse % Na2O, 4–10 Masse % ZnO.The transparent cover layer consists of egg ner mixture of 60 to 65 mass% SiO 2 , 9-14 mass% Al 2 O 3 , <0.5 mass% Fe 2 O 3 , 8-15 mass% CaO, 1-5 mass% MgO, 1-5 mass % K 2 O, 0-5 mass% Na 2 O, 4-10 mass% ZnO.
Eine derartige Kombination des Schichtenaufbaues aus einer abdeckenden Basisschicht mit einer transparenten Deckschicht führt bei diesen Massezusammensetzungen der einzelnen Schichten zu einem extrem glatten Glasursystem.A Such combination of the layer structure of a covering Base layer with a transparent cover layer leads These mass compositions of the individual layers to an extreme smooth glaze system.
Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Lösung besteht
nach den Unteransprüchen
darin, die Massenanteile in der abdeckenden Basisschicht wie folgt
zu wählen:
63
bis 66 Masse % SiO2, 20–22 Masse % Al2O3, < 0,5 Masse
% Fe2O3, 4–5 Masse
CaO, 0–1
Masse % MgO, 1–2
Masse % K2O, 0–1 Masse % Na2O,
5–7 Masse
% ZrO2.A preferred embodiment of the solution according to the invention consists, according to the subclaims, of selecting the mass fractions in the covering base layer as follows:
63 to 66 mass% SiO 2 , 20-22 mass% Al 2 O 3 , <0.5 mass% Fe 2 O 3 , 4-5 mass CaO, 0-1 mass% MgO, 1-2 mass% K 2 O , 0-1 mass% Na 2 O, 5-7 mass% ZrO 2 .
Bei dieser Ausführungsvariante erhält die Glasur als Deckschicht bevorzugt eine Zusammensetzung von 61 bis 63 Masse % SiO2, 10–12 Masse % Al2O3, < 0,3 Masse % Fe2O3, 12–14 Masse % CaO, 2–3 Masse % MgO, 2–3 Masse % K2O, 0–1 Masse % Na2O, 4–7 Masse % ZnO.In this embodiment, the glaze as cover layer preferably has a composition of 61 to 63% by mass SiO 2 , 10-12% by mass Al 2 O 3 , <0.3% by mass Fe 2 O 3 , 12-14% by mass CaO, 2 3 mass% MgO, 2-3 mass% K 2 O, 0-1 mass% Na 2 O, 4-7 mass% ZnO.
Unter Anwendung der oben aufgeführten Zusammensetzung der Basisschicht ist auch eine Deckschicht mit der Zusammensetzung 61 bis 63 Masse % SiO2, 10–12 Masse % Al2O3, < 0,3 Masse % Fe2O3, 8–10 Masse % CaO, 1–2 Masse MgO, 2–3 Masse % K2O, 3–5 Masse % Na2O, 6–8 Masse % ZnO besonders erfolgreich, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen.Using the above-mentioned composition of the base layer, a cover layer having the composition 61 to 63% by mass SiO 2 , 10-12% by mass Al 2 O 3 , <0.3% by mass Fe 2 O 3 , 8-10% by mass CaO , 1-2 mass MgO, 2-3 mass% K 2 O, 3-5 mass% Na 2 O, 6-8 mass% ZnO particularly successful in order to achieve the object of the invention.
In der Deckschicht können außerdem weitere Oxide wie BaO, B2O3, PbO, SrO und LiO2 enthalten sein.The cover layer may also contain other oxides such as BaO, B 2 O 3 , PbO, SrO and LiO 2 .
Vorteile der erfindungsgemäßen Lösungen bestehen wegen der extrem hohen Glattheit der Glasuroberfläche darin, dass diese eine hohe Beständigkeit gegen chemische und mechanische Einflüsse aufweisen, wie dies bei Glasursystemen im Sanitärbereich zwingend geboten ist.advantages consist of the solutions of the invention because of the extremely high smoothness of the glaze surface in it, that this is a high resistance against chemical and mechanical influences, as with Glaze systems in the sanitary sector is imperative.
Dabei wird gleichzeitig die Schichtdicke der Glasur deutlich abgesenkt, so dass damit erhebliche Kostenreduzierungen einhergehen.there at the same time the layer thickness of the glaze is lowered significantly, so that this leads to significant cost reductions.
Trotz der erheblich geringeren Schichtdicke gegenüber herkömmlichen Lösungen, wird der erforderliche Weißheitsgrad der Glasurschicht beibehalten.In spite of the significantly lower layer thickness compared to conventional solutions, the required Whiteness the glaze layer maintained.
Zudem weist die transparente Deckschicht vorteilhafter weise hydrophile Eigenschaften auf.moreover the transparent cover layer advantageously has hydrophilic Properties on.
Ein weiterer positiver Aspekt ist die Möglichkeit des Einfärbens der Basisschicht mit färbenden Zusätzen. Aufgrund der geringeren Schichtdicke gegenüber üblichen Farbglasuren, ist damit eine erhebliche Kostenreduzierung wegen des geringeren Bedarfs an teuren Färbmitteln verbunden.One Another positive aspect is the possibility of coloring the Base layer with coloring additives. by virtue of the lower layer thickness compared to conventional color glazes, is so a significant cost reduction because of the lower demand expensive colorants connected.
Das erfindungsgemäße Glasursystem kann beispielhaft auf folgende Weise realisiert werden.The Glaze system according to the invention can be realized by way of example in the following way.
Der rohe Sanitärkeramikscherben wird wie üblich für die Beschichtung mit einer Glasur durch Putzen, Trocknen und Rohkontrolle vorbereitet.Of the raw sanitary ceramic shards will be as usual for the Coating with a glaze by brushing, drying and raw control prepared.
Die Aufbereitung des Materials für die Basisschicht, vorzugsweise in einer Zusammensetzung von 65 % SiO2, 22 % Al2O3, < 0,5 % Fe2O3, 4,5 % CaO, 0,5 % MgO, 1,5 % K2O, 0,5 % Na2O, 7 % ZrO2, erfolgt durch Mischen der Rohstoffkomponenten in einer wässrigen Suspension mit einem Litergewicht von 1600 g/l und anschließende Mahlung.The preparation of the material for the base layer, preferably in a composition of 65% SiO 2 , 22% Al 2 O 3 , <0.5% Fe 2 O 3 , 4.5% CaO, 0.5% MgO, 1.5 % K 2 O, 0.5% Na 2 O, 7% ZrO 2 , is carried out by mixing the raw material components in an aqueous suspension with a weight per liter of 1600 g / l and subsequent grinding.
Nach der Mahlung muss der d 90 Wert unter 20 μm liegen. Diese Suspension wird durch Zugabe von Additiven stabilisiert.To Grinding must be less than 20 μm for the d 90 value. This suspension will stabilized by the addition of additives.
Eine ähnliche Technologie wird bei der Aufbereitung des Schlickers für die Deckschicht, vorzugsweise in einer Zusammensetzung von 62 % SiO2, 12 Al2O3, < 0,2 % Fe2O3, 13 Masse % CaO, 3 % MgO, 4 % K2O, 0,5 % Na2O, 5,5 % ZnO, angewandt . Hierbei muss mit geeigneten Verfahren eine höhere Mahlfeinheit mit einem d 90-Wert unter 15 μm erreicht werden.A similar technology is used in the preparation of the slip for the topcoat, preferably in a composition of 62% SiO 2 , 12 Al 2 O 3 , <0.2% Fe 2 O 3 , 13% by weight CaO, 3% MgO, 4% K 2 O, 0.5% Na 2 O, 5.5% ZnO. In this case, a higher grinding fineness with a d 90 value below 15 μm must be achieved with suitable methods.
Das Auftragen der Basis- und Deckschicht erfolgt nacheinander mit üblichen technischen Einrichtungen (Spritzpistolen). Dabei wird nach dem Auftragen der Basisschicht eine kurze Zwischentrocknung realisiert.The Applying the base and topcoat is done sequentially with usual technical equipment (spray guns). It will after the application the base layer realized a short intermediate drying.
Im Anschluss wird der so behandelte Sanitärkeramikartikel unter gewöhnlichen Bedingungen getrocknet und gebrannt (z.B. Tmax. 1220 °C/Dauer 24 h)in the Connection is the sanitary ceramic article thus treated under ordinary Conditions dried and fired (e.g., Tmax 1220 ° C / duration 24 H)
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