DE871097C

DE871097C - Fritte zur Herstellung von Schmelzemails, insbesondere solchen mit niedrigen Brenntemperaturen

Info

Publication number: DE871097C
Application number: DET4679A
Authority: DE
Inventors: Malcolm Douglas Beals; Laurence Robert Blair
Original assignee: Titan Corp
Current assignee: Engility LLC
Priority date: 1950-08-10
Filing date: 1951-08-10
Publication date: 1953-03-19
Also published as: FR1040487A; GB697827A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fritten zur Herstellung von Schmelzemails, insbesondere von solchen Emails, die niedrige Brenntemperaturen besitzen.

In der Emaillierindustrie sind bereits viele Arten von Fritten vorgeschlagen und benutzt worden. Die meisten dieser bekannten Ansätze erfordern jedoch relativ hohe Brenntemperaturen oberhalb von 825⁰C. Seit vielen Jahren ist es das Ziel der Emaillierindustrie, Fritten zu entwickeln, deren Brenntemperaturen niedriger liegen; besonders erstrebenswert ist die Erreichung von Brenntemperaturen unterhalb von 825 °, und zwar insbesondere unterhalb von 725°.

Bei Temperaturen über 825 ° treten nämlich Schwierigkeiten auf bei der Beschaffung von widerstandsfähigen und langlebigen Ofenbaumaterialien, deren Vorhandensein eine Voraussetzung für eine ökonomische und befriedigende Arbeitsweise ist. Besonders vorteilhaft sind Fritten mit Brenntemperaturen unterhalb 725 °, weil die meisten Stahlwaren bei einer Emailliertemperatur über 725 ° Volumenveränderungen erfahren, die zu Verwerfungen bei großen Emaillierflächen führen. Wenn jedoch die Brenntemperatur unter 725° liegt, können derartige Verwerfungen beträchtlich vermindert oder im wesentlichen beseitigt werden. Bei Vorliegen eines as derartigen Emails können billigere Qualitäten von Stahlblech und leichtere Stahlformen benutzt werden.

Außerdem ist bei niedriger Brenntemperatur eine bessere Ausnutzung der Hitze, längere Betriebsdauer der Ofenkonstruktionen bei geringeren Instandhaltungskosten gegeben, woraus eine beträchtliche Senkung der allgemeinen Betriebskosten sich ergibt.

Durch die Erfindung werden Fritten geschaffen, die bei der Emaillierung Brenntemperaturen unterhalb 825⁰ besitzen. Ein besonderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung von Fritten für Emails

mit Brenntemperaturen unter 725 °. Die Erfindung wird im einzelnen in der folgenden Beschreibung dargestellt.

Im ganzen gesehen betrifft die Erfindung Fritten mit denen Emails mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 825° hergestellt werden können. Die erfindungsgemäßen Fritten sind gekennzeichnet durch eine Mischung, bestehend aus Oxyden von Aluminium, Bor, Phosphor, Alkalimetallen und Titan. Die Erfindung betrifft weiterhin Fritten aus den gleichen Mischungsteilnehmern mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 725 °.

Die Fritten mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 825° sind erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Mischungsprozente: 6 bis 12Vo TiO₂, 18 bis 37% P₂O₅, 19'bis 39% Al₂O₃, 7 bis 37% B₂ O₃, ^X4 bis 23% ^lXlkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ einem Anteil von 58 bis 85 °/₀ der Summe aus ao Alkalimetall und P₂ O₅ und B₂O₃ entspricht; der Anteil von Al₂O₃ muß wenigstens 23 °/₀ betragen, wenn der Anteil von B₂O₃ unter 22 % liegt; der Anteil von P₂O₅ muß unter 31% liegen, wenn der Anteil von B₂O₃ 22% und mehr beträgt; das Alkalimetalloxyd besteht erfindungsgemäß aus Na₂O oder Na₂O in Mischung mit K₂O und/oder Li₂O, wobei das K₂O in einem Anteil bis zu 60% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li₂O in einem Anteil bis zu 20 °/₀ in der Alkali-Oxyd-Mischung anwesend ist. Die Fritten mit einer Brenntemperatur des Emails unter 725⁰ sind erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Mischungsprozente: 6 bis 12% TiO₂, 18 bis 37% P₂O₆₁ 19 bis36°/o Al₂O₃, 11 bis 33% B₂O₃, 18 bis 23% ' Alkalimetall-. oxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ einem Anteil von 62 bis 83 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ und B₂O₃ entspricht; der Anteil von Al₂O₃ beträgt wenigstens 23%, wenn der Anteil von B₂O₃ unter 22 °/o Hegt; der Anteil von P₂O₅ beträgt weniger als 31%, wenn der Anteil von B₂O₃ sich auf 22 °/₀ und mehr beläuft; das Alkalimetalloxyd besteht erfindungsgemäß aus Na₂O oder Na₂O in Mischung mit K₂O und/oder Li₂O, wobei das K₂O in einem Anteil bis zu 30 °/₀ der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li₂O in einem Anteil bis zu 20 °/₀ der Alkali-MetaH-Oxyd-Mischung anwesend ist. Zur Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Ausführungsbeispiele.

Beispiel 1

Darstellung einer Fritte zur Bildung von Emails mit einer Brenntemperatur unter 825°

Der Ansatz der Fritte wurde aus folgenden Bestandteilen in trockener Vermischung gebildet:

Mischungsteilnehmer

A1(PO₃)₃

Na₂CO₃

NaNO₃

H₃BO₃ ,.

Al₂O₃-SH₂O

TiO₉

Gewichtsteile

30.6

24,9 6,8

30-5

38,5

8,0 Die Mischung wurde in einen gebrannten Tontiegel gegeben und bei 1300⁰ 40 Minuten lang geschmolzen. Die Schmelze schien homogen und frei von ungelöstem Material. Die Schmelze wurde dann aus dem Ofen entfernt und in Wasser zu granulierter Fritte abgeschreckt und bei 100° getrocknet. Das trockene Material wurde 10 Stunden lang auf einer Porzellankugelmühle vermählen und durch ein 80-Maschen-DIN-Sieb gegeben. 95% der Fritte passierten das Sieb. Der Siebdurchgang diente als Fritte zur Herstellung des Emails.

75 Herstellung des Emails

100 Teile des Siebdurchganges wurden mit 45 Teilen Wasser mit 0,5 Teilen, NaAlO₂ zu einem Schlicker gemischt. Der Schlicker wurde auf mit einer Grundschicht versehenen Stahlblechen aufgespritzt in einer Dicke entsprechend 320 g/m² (Trockengewicht). Das Blech wurde nach dem Aufspritzen bei iio° getrocknet und dann durch Brennen emailliert. Das Brennen erfolgte 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 775°, wo sich bei dieser Fritte das Email bildete. Die Fritte besaß die folgende Zusammensetzung:

Bestandteil

Al₂O₃...
P₉-O= ...

Gewichtsprozente

₂₃
Na₂O
TiO₂

31,7 25,2

17.5

17.4

8,2

Beispiel 2

Darstellung einer Fritte zur Bildung von Emails mit einer Brenntemperatur unter 725 °

Bestandteil Gewichtsteile

NaH₂-PO₄-H₂O
NaNO₃ -..

H₃BO₃

Al₂O₃-3H₂O
TiO,

66,3

9,0

21,1

42,8

7.8

Die Mischung wurde in einen gebrannten Tontiegel gegeben und 30 Minuten lang bei 1300° geschmolzen. Die Schmelze wurde aus dem Ofen entfernt und in Wasser zu granulierter Fritte abgeschreckt. Nach dem Trocknen wurde das Material 10 Stunden lang in einer PorzeUanlrugelmühle vermählen und durch ein 80-Maschen-DIN-Sieb gegeben. 97 % des Materials passierten das Sieb.

Herstellung des Emails

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Schlicker gebildet und auf Stahlblech aufgespritzt. Nach dem Aufspritzen wurde das Blech 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 700° gebrannt, wobei sich aus dieser Fritte das Email bildete. Die Zusammensetzung der Fritte war die folgende:

Bestandteil Gewichtsprozente

Al₂O₃ 28,0

P₂O₅ 34.1

- B₂O₃ 11,9

Na₂O 18,2

TiO₂ 7,8

Auf Grund der Erfindung wird die Darstellung von Fritten ermöglicht zur Herstellung von Emails mit Brenntemperaturen unterhalb 825° und insbesondere unterhalb 725°.

Die aus diesen erfindungsgemäßen Fritten hergestellten Emails besitzen eine gleichmäßige und glänzende Oberfläche, die hart, dauerhaft und säurebeständig ist. Die Emails haben weiterhin eine ausgesprochen weiße Färbung von hoher Undurchsichtigkeit, die als Deckschicht für viele Gebrauchsartikel verwendbar und vorteilhaft ist.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar; unter die Erfindung fallen alle Fritten im Rahmen der Patentansprüche.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fritte zur Herstellung von Schmelzemails, insbesondere solchen mit einer Brenntemperatur unterhalb 825 °, gekennzeichnet durch eine Mischung aus Oxyden von Aluminium, Bor, Phosphor, Alkalimetallen und Titan.

2. Fritte nach Anspruch 1 mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 8255°, gekennzeichnet durch folgende Mischungsprozente: 6 bis 12% TiO₂, 18 bis 37% P₂O₅, 19 bis 39 % Al₂O₃, 7 bis 37% B₂O₃, 14 bis 23 % Alkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ einem Anteil von 58 bis 85 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ und B₂O₃ entspricht.

3. Fritte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Al₂O₃ wenigstens 23% beträgt, wenn sich der Anteil von B₂O₃ auf weniger als 22 % beläuft.

4. Fritte nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von P₂O₆ unter 31% liegt» wenn sich der Anteil von B₂O₃ auf

22 % und mehr beläuft.

5. Fritte nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloxyd aus Na₂O oder aus Na₂O in Mischung mit K₂O und/oder Li₂O besteht, wobei das K₂O in einem Anteil bis zu 60 % der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li₂O in einem Anteil bis zu 20% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung anwesend ist.

6. Fritte nach Anspruch 1 mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 725 °, gekennzeichnet durch folgende Mischungsprozente: 6% bis 12% TiO₂, 18 bis 37⁰I₀ P₂O₅, 19 bis 36% Al₂O₃, 11 bis 33 »/ρ B₂O₃, 18 bis 23 ⁰Z₀ Alkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ einem Anteil von 62 bis 83 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P₂O₅ und B₂O₃ entspricht.

7. Fritte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Al₂O₃ wenigstens

23 % beträgt, wenn der Anteil von B₂O₃ unter 22 % Hegt.

8. Fritte nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von P₂O₅ weniger als 31 % beträgt, wenn sich der Anteil von B₂O₃ auf 22 °/₀ und mehr beläuft.

9. Fritte nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloxyd aus Na₂O oder aus Na₂O in Mischung mit K₂O und/oder Li₂O besteht, wobei das K₂O in einem Anteil bis zu 30% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li₂O in einem Anteil bis zu 20 % der Alkalimetall-Oxyd-Mischung anwesend ist.

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