AT156502B

AT156502B - Verfahren zur Herstellung eines undurchsichtigen Emailüberzuges auf metallischen Gegenständen.

Info

Publication number: AT156502B
Authority: AT
Inventors: Jacob Ellis Rosenberg
Original assignee: Jacob Ellis Rosenberg
Priority date: 1936-06-02
Filing date: 1936-06-02
Publication date: 1939-07-10

Description

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Bei der Herstellung von Emailüberzugen auf metallischen Gegenständen war es bereits bekannt, zwischen dem Gegenstande und der Emailschicht eine besondere Schicht, u. zw. eine Metallsehicht, beispielsweise aus Kobalt, auf galvanischem Wege aufzubringen, welche Metallschicht porös oder durchbrochen sein konnte. Das auf diese Zwischenschieht aufzutragende Email wurde mit oxydierend wirkenden Zusätzen vermengt, welche imstande waren, die Grundschicht des Metallgegenstandes anzugreifen (britische Patentschrift Nr. 7892 A. D. 1895). Es wurde nun gefunden, dass als solche dem Email zuzusetzende oxydierende Stoffe antimon-, uran-, mangan-und vanadinsaure Alkali-und Erdalkaliverbindungen besonders geeignet sind.

Kennzeichnend für den vorliegenden Zweck ist antimonsaures Natrium, das aber nur für solche Gegenstände benutzt werden soll, die nicht zur Aufnahme oder Herstellung von Speisen dienen. Der Glassatz kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein.
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Feldspat <SEP> 30 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Kieselerde.....,...................... <SEP> 16, <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Borax <SEP> 27 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Kryolith.............................. <SEP> 16-5 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Flussspat <SEP> 3-5 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Salpete, <SEP> r <SEP> 5 <SEP> Gewiehtsteile
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Diesem Glassatz wird für die Zwecke der Erfindung beispielsweise Natriumantimonat zugesetzt, u. zw. 17 Teile.

Wenn dieser Glassatz auf der Eisen- oder Stahloberfläche geschmolzen wird, so wirkt das Antimon- oxyd (Pentoxyd, Sb205) oxydierend auf das Eisen. So entsteht Eisenoxyd, und das Antimonoxyd wird in eine niedrigere Oxydationsstufe überführt. Das Eisenoxyd löst sich im Glasfluss, während das Antimon und das Natrium in anderer Verbindung in Lösung bleibt. Das Glas dringt in die durch das Ätzen des Eisens oder Stahls entstandenen Vertiefungen ein.

Die an sich bekannten porösen oder mit Durchbrechungen versehenen Zwischenschichten werden patentgemäss so erhalten, dass fein verteilte neutrale Stoffe, wie Aluminium-, Chrom-und Zinkoxyd, dem Glassatz auf der Mühle zugesetzt werden. Dieser fein verteilte Stoff wird beim Schmelzen des Glassatzes auf der Oberfläche des Eisen- oder Stahlgegenstandes als eine vielfach durchbrochene porige Schicht niedergeschlagen und schützt so die Oberfläche des Gegenstandes an vielen Stellen vor dem Angriff des Oxydationsmittels. An den Durchbrechungen oder Poren gelangt aber das Reagens an das Metall des Gegenstandes. Auch kann der fein verteilte, neutrale Stoff als Aufschlemmung auf der Oberfläche des Gegenstandes ausgebreitet werden, ehe der Gegenstand in den Schlicker getaucht oder- das Email in anderer Weise aufgebracht wird.

Bei dem anschliessenden Glühen des Gegenstandes tritt die vorher beschriebene Erscheinung auf : Die Eisen- oder Stahloberfläche wird in Gegenwart des neutralen Stoffes unregelmässig vor der ätzenden Wirkung des im Glassatz enthaltenen Reagens geschützt. Die erforderliche Menge der neutralen Masse kann sehr verschieden sein, u. zw. kann sie 0-5% betragen. Im allgemeinen werden nicht mehr als 10% zugesetzt.

Es kann aber auch eine poröse Metallschicht erhalten werden, wenn man eine geeignete Metallverbindung dem Email zusetzt und zusammen mit dem Email aufschmilzt. Die Metallverbindung kann dem Email auch schon auf der Mühle zugesetzt werden.

Jedes Metall, das edler ist als Eisen, also in der galvanischen Spannungsreihe unter dem Eisen
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gebracht werden. Aus praktischen Gründen ist die Wahl der Metalle auf solche beschränkt, welche im Handel leicht zugänglich sind. Hiezu gehören in erster Linie Kobaltoxyd, Kupfercarbonat, Silberchlorid, Kaliumgoldchlorid und Wismuthoxychlorid.

Wenn der Gegenstand gebrannt und der Überzug geschmolzen wird, so treten zwei Reaktionen ein : die eine ist die bereits erwähnte, bei der die Eisen-oder Stahloberfläche durch das geschmolzene Glas angegriffen wird und bei der geringe Mengen von Eisen oxydiert werden. Hiebei wird das Eisenoxyd in dem geschmolzenen Glasfluss gelöst. Die zweite Reaktion ist der galvanische Niederschlag des weniger elektropositiven Metalls auf der Oberfläche des Eisens. Durch das Ätzen wird die Eisenoberfläche fein gerauht. Durch den galvanischen Niederschlag bilden sieh auf der Oberfläche des Gegenstandes feine isolierte Flocken des weniger elektropositiven Metalls. Durch diese Flocken wird die ätzende Wirkung in unregelmässiger Weise unterbrochen.

Daraus ergeben sieh unregelmässige feine Vertiefungen in der Eisenoberfläche. Der Glasfluss dringt in die tieferen und unregelmässigen Löcher, so dass die Glasmasse beim Abkühlen mit dem Eisen oder Stahl fest verbunden ist, u. zw. so gründlich
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teilung, derart, dass das Eisenoxyd, dassich im Glase löst, im allgemeinen nicht bis zurOberfläche durch- dringt und daher keine merkliche Verfärbung verursacht. Wenn jedoch ein solches Verfärben nicht nachteilig ist, braucht die Sorgfalt bei der Durchführung des Verfahrens nicht so weit durchgeführt zu werden, dass das Eisenoxyd nicht an die Oberfläche gelangt.

Wenn der galvanische Niedersehlag aus dem geschmolzenen Glas, das den Elektrolyten bildet, hergestellt wird, muss die Menge der in die Lösung gebrachten Metallverbindung sorgfältig begrenzt
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dass für die in Frage kommenden Metalie der zulässige Höchstwert um so niedriger liegt, je tiefer die Stellung des Metalls in der galvanischen Spannungsreihe ist, je weiter also das Metall in dieser Reihe von dem Eisen entfernt ist. Beispielsweise kann für Kobaltoxyd der Zusatz die Grössenordnung von
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KaliumgoIdeMorid ist der Höchstwert etwa 0-01%. Die Tatsache, dass verhältnismässig kleine Mengen der teureren Metalle ausreichend sind, erklärt, dass auch diese Metalle brauchbar sind.

Verbindungen der Metalle Platin, Iridium, Rhodium, Thallium und Osmium sind praktisch nicht brauchbar, wenn sie an sich auch geeignet sein würden.

Die Menge der Metallverbindung muss so gross sein, dass die angestrebte Wirkung erzielt wird, dass also ein flockenartiger Überzug des edleren Metalles entsteht und die ätzende Wirkung des antimonsauren Natriums od. dgl. nur örtlich in feiner Verteilung stattfindet.

Von den Metallen, die edler sind als Eisen, befinden sieh in der Eisengruppe Nickel oder Kobalt.

Kobalt ist für den vorliegenden Zweck brauchbar. Indessen darf die Menge des Kobalzusatzes nicht
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erhält aber das Email die kobaltblaue Farbe. Wenn eine solche Färbung nicht erwünscht ist, so muss das Verfahren l. nter Verwendung von Metallen durchgeführt werden, welche edler sind als die Metalle der Eisengruppe).

Die M :. n, e des zugesetzten Reagens, beispielsweise des antimonsauren Natriums, wird im allallgemeinen dur'h die Rücksicht auf die Farbe und das Aussehen des emaillierten Gegenstandes begrenzt.

Antimonsaures Natrium hat ausserdem die Eigenschaft, dass es das Email trübt. Das antimonsaure Natrium erzeugt einleuchtendes, weisses, undurchsichtiges Email. Die Menge des Zusatzes des Antimonats od. dgl. muss ausreichend sein, um das Eisen genügend zu rauhen, um eine ausreichende Verbindung zwischen Eisen und Email herzustellen. Wie im vorstehenden schon angegeben ist, genügen 17 Teile von antimonsaurem Natrium in 115-5 Teilen des Glassatzes. Hiebei wird die weisse Farbe nicht gemindert. Es hat sich gezeigt, dass weisse Farbe und besseres Haften dann erreicht wird, wenn der Zusatz an Antimonpentoxyd, welches beim Lösen des Antimonats entsteht, zwischen 5 und 12% liegt.

Bekanntlich ändert sich die Menge je nach der Zeit und der Temperatur des Glühens.

Je nach dem gewünschten Aussehen des Gegenstandes können auch andere Reagenzien benutzt werden. Bei Verwendung von mangansauren Salzen hat das Manganoxyd eine so starke färbende Wirkung, dass dieses Salz nur dann Verwendung finden wird, wenn die Purpurtönung des Mangans erwünscht oder wenigstens nicht nachteilig ist.,
Man kann auch zwei oder mehrere Verbindungen als Reagenzien benutzen. Auch kann als Metallsalz ein solches verwendet werden, das mehrere Metalle enthält.

Hinsichtlich des oben angegebenen Glassatzes mag bemerkt werden, dass sein Wärmeausdehnungskoeffizient demjenigen des Eisens näher kommt als derjenige der sonst üblichen Emails. Dies ist ein wichtiger Vorteil dieses Glassatzes gerade in Hinsicht auf die Zwecke der Erfindung. Denn dadurch wird die mechanische Bindung zwischen Email und Eisen bei Temperaturänderungen dauerhafter.

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Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : EMI2.5 ständen unter Verwendung einer Schicht zwischen dem Gegenstande und dem Email, welche nahe beieinanderliegende Durchbrechungen oder Poren besitzt, und unter Verwendung eines Emails, welches <Desc/Clms Page number 3> zusätzliche, das Metall des Gegenstandes oxydierende Stoffe enthält, d" durch gekennzeichnet, dass als oxydierend wirkende Bestandteile des Emails Manganoxyd, mangansaures-, uransaures-oder vanadinsaures Alkali oder Erdalkali verwendet werden, welche durch die poröse Zwischenschicht an das Metall des zu emaillierenden Gegenstandes gelangen und in diesem durch Oxydation Vertiefungen erzeugen, wobei das so gebildete Metalloxyd sich in dem Email löst und das Email in die Vertiefung dringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Emaillieren von metallischen Gegenständen mit Ausnahme von Speisegeräten od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass der das Metall angreifende Stoff antimonsaures Alkali ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge und die Art des die Zwischenschicht bildenden Metalls derart sind, dass das Email nicht verfärbt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des die Zwischenschicht bildenden Metalls kleiner als etwa 0-2% der Masse des Emails ist und in dem Masse geringer ist, in dem das Metall in der Spannungsreihe der Kohle näher liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht eine Kupferverbindung Verwendung findet, deren Menge beispielsweise bei Verwendung von Kupfercarbonat nicht mehr als 0-1% des Emails ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht von Silber gebildet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der das Eisen angreifende Stoff Antimonpentoxyd in einer Menge von 5 bis 12% ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zwischenschicht bildende Stoff dem Email auf der Mühle zugesetzt wird.