CZ391799A3 - Dopovací frita vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltů a způsob její výroby - Google Patents

Dopovací frita vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltů a způsob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ391799A3
CZ391799A3 CZ19993917A CZ391799A CZ391799A3 CZ 391799 A3 CZ391799 A3 CZ 391799A3 CZ 19993917 A CZ19993917 A CZ 19993917A CZ 391799 A CZ391799 A CZ 391799A CZ 391799 A3 CZ391799 A3 CZ 391799A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
oxides
oxide
weight
mixture
frit
Prior art date
Application number
CZ19993917A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ300248B6 (cs
Inventor
Aparici Antonio Nebot
Castello Juan B. Carda
Original Assignee
Colorobbia Espana, S. A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Colorobbia Espana, S. A. filed Critical Colorobbia Espana, S. A.
Publication of CZ391799A3 publication Critical patent/CZ391799A3/cs
Publication of CZ300248B6 publication Critical patent/CZ300248B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5022Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with vitreous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/86Glazes; Cold glazes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F1/00Preventing the formation of electrostatic charges
    • H05F1/02Preventing the formation of electrostatic charges by surface treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/60Flooring materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/90Electrical properties
    • C04B2111/94Electrically conducting materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se obecně týká výroby antielektrostatických keramických výrobků, a zejména se týká dopovací frity nebo polevové směsi, vhodné pro výrobu zeskelnitelného elektricky vodivého smaltu nebo polevy na keramické materiály.
Dosavadní stav techniky
V určitých případech jsou vyžadovány speciální bezpečnostní podmínky za účelem zamezení vznícení. Jedna z takovýchto podmínek se týká minimální vodivosti, kterou musí podlaha mít, aby bylo zabráněno nahromadění elektrického náboje. Elektrostatické nahromadění v takových případech může vést k výbuchu, vyvolanému výbojem, což může způsobit vznícení hořlavých nebo vznětlivých plynů, jako je tomu například v případě operačních sálů, nebo v případě výbušných látek, střelného prachu, v případě skladů nebezpečných hořlavin a podobně.
Obdobně pak současné studie, které nebyly zaměřeny výlučně na bezpečnost, prokázaly, že dobrý pocit pacientů v nemocnicích a ve zdravotnických střediscích se může výrazně zlepšit, pokud jsou zde zabudovány antielektrostatické systémy. Ty jsou rovněž velmi vhodné pro počítačové místnosti
Β · 9 · ·· · ··· • · φ · *
··♦ ··* uloženo vybavení, které je ··· *
« • · a pro místnosti, v nichž je citlivé na statickou elektřinu.
Z hlediska regulace vodivosti podlah, používaných v takových zařízeních, kde jsou vyžadovány uvedené bezpečnostní podmínky, vydalo ministerstvo průmyslu a energetiky instrukci MIE BT 025, týkající se vybavení veřejných míst, která stanovuje, že podlahy, které jsou instalovány na takových místech, musejí mít maximální elektrický odpor o velikosti jednoho megaohmu (ΜΩ)[1 μΩ = 106 ohmů (Ω)], přičemž však pokud je zde jistota, že větší hodnota, než shora uvedená, nezpůsobí nahromaďování nebezpečného elektrostatického náboje, může být přípustný i elektrický odpor až do hodnoty 100 ΜΩ.
Některé příručky v různých evropských zemích se rovněž týkají tohoto problému, přičemž specifikují stejné hodnoty elektrického odporu pro podlahy u podobných instalací, jako například německá norma DIN - 51953 nebo italská norma CNR - CEI č. 64-4/73.
Za účelem dosažení konstrukce podlah s vodivým krytem byla navržena celá řada různých řešení. Některá takováto řešení jsou založena na výrobě vodivých podlahových dlaždic, zatímco jiná taková řešení se týkají využívání povlaků s polovodiči.
Co se týče výroby vodivých podlahových dlaždic, je možno citovat španělský patentový spis P 8600346 nebo evropskou patentovou přihlášku EP 86117575 a EP 86101808.
4»«
444 444
4
4 44 ··· · ·4
4 44
4 « ft 4
444 44
Co se týče využívání vodivých povlaků, mohou být navrhovaná řešení rozdělena do čtyř skupin, a to v závislostí na použitých materiálech (vodivé organické materiály, vodivé materiály uložené ve zeskelnitelných materiálech, polovodičové oxidy a dopované polovodičové oxidy).
Využívání vodivých povlaků, které využívají polodopovaných vodivých oxidů, je zmiňováno například:
- v evropské patentové přihlášce EP 91200178, která popisuje tónovací prášek, obsahující částice, složené z oxidu cínu s fluorem (v množství menším, než 10 % hmotnostních), který má velikost hlavních částic menší, než 0,2 pm a měrný elektrický odpor o velikosti alespoň 50 Ω ' m;
- v evropské patentové přihlášce EP 91402857, která popisuje antistatický a radiotransparentní nátěr pro satelity, který obsahuje bílý polovodičový pigment, filmogenické pojivové činidlo a rozpouštědlo pro uvedené pojivové činidlo. Tento bílý polovodičový pigment vykazuje elektrický odpor na jednotku objemu větší, než 2,5 ΚΩ/cm3 a je získáván kalcinací při teplotách mezi 700 a 1 000° C směsi 30 až 40 dílů hmotnostních Sn02, 70 až 27 dílů hmotnostních TiO2 a 0,10 až 10 dílů hmotnostních Sb203, přičemž celkové množství oxidu cínu a oxidu titanu je 100 dílů hmotnostních;
- v evropské patentové přihlášce EP 92100941, která popisuje objímku pro ochranu elektronických součástek před statickým nábojem, která zahrnuje elektricky vodivý povlak, který má elektrický povrchový odpor alespoň přibližně 105 Ω na čtverec, a elektrostatický disipativní povlak, který je neuhlíkatý a anorganický, a který má povrchový elektrický • · · * «*· ··· * *·· * « * a » · * · · * * · » * · a·· ·« ·♦· ·♦· ·· odpor větší, než přibližně 105 Ω na čtverec. Neuhlíkatý elektrostatický disipativní materiál s výhodou obsahuje amorfní částice křemene nebo částice materiálu, obsahujícího křemen, potažené oxidem cínu s obsahem antimonu;
- v evropské patentové přihlášce EP 94111097, která popisuje určité alkilové sloučeniny cínu obecného vzorce
SnRlaR2bR3c kde
R1 je alkyl,
R2 je acetát,
R3 - je trifluoroacetát,
a - je 1 nebo 2,
b - je 1 nebo 2,
a to pod podmínkou, že a + b + c = 4
S tímto složením vrstev oxidu cínu může být vytvářena dopovací frita s elektrickou vodivou kapacitou na skleněných površích, na skleněné keramice a/nebo smaltu; a
- v evropské patentové přihlášce EP 94113754, kde je popisován způsob výroby vrstev, které odrážejí infračervené paprsky, s elektrickou vodivou kapacitou na skleněných površích, na skleněné keramice nebo smaltu, který obsahuje vytváření spreje a tepelné rozkládání kapaliny, připravené tak, že obsahuje sloučeniny cínu (IV) a sloučeniny fluoru jako dopovací médium na povrchy, ohřívané na teplotu od 400 fc«0 fc · · · · fc · ' · fc 1 · ·· fc 0 · fc * * ·>· 00 0fc0 ··· ·· ··· do 800° C. Pro kapalnou přípravu solů organických kyselin cínu (IV) jsou používány iontové stabilizátory, které obsahují jako kapalné organické médium alifatické alkoholy nebo ketony a fluorové ionty v dostatečném množství pro dopování. Vrstvy oxidu cínu , vytvářené na příslušných substrátech, vykazují snížený povrchový odpor.
Kromě toho je rovněž nutno citovat následující britské patentové spisy:
- britský patentový spis GB 982 600, který popisuje směs SnO2 a Sb2O5, která při kalcinaci při teplotě vyšší, než 1 000° C, vytváří vodivý keramický výrobek. Jde zejména o směs, která obsahuje 33 % SnO2 s molárním poměrem Sb2O5, ležícím mezi 1 a 2 %, která při kalcinaci při teplotě 1 235° C vykazuje odpor 1,8 ΜΩ na čtverec; a
- britský patentový spis GB 1 112 765, který popisuje složení, obsahující modrý SnO2 s 12,5 % ZnO, které má polovodičové vlastnosti.
Jelikož žádné z dosud známých řešení není plně uspokojivé, zůstává tak neustále potřeba dostupnosti určitých keramických materiálů, potažených zeskelnitelným antielektrostatickým povlakem, které budou vhodné pro využívání při takovém uplatnění, kdy je nezbytné zabránit hromadění elektrostatického náboje. Předmět tohoto vynálezu poskytuje řešení, které uspokojuje shora uvedenou potřebu.
Jak je všeobecně známo, tak k elektrické vodivosti v keramických materiálech, vytvořených ze ztuhlé krystalické a a 4aa • · a a * · «44 ··« »44
4 ·
44· 4·· • 4 »a a* skelné fáze, dochází v podstatě na základě dvou mechanizmů, a to iontové a elektronické vodivosti.
Iontová vodivost zahrnuje přesunování nabitých iontů v materiálu při uplatňování elektrického pole. Nosiči náboje jsou ty nejpohyblivější ionty. Takovýto pohyb iontů může být rozdělen na tři typy: mechanizmus nezaplněné hladiny, mezilehlý mechanizmus a přemísťovací mechanizmus [L. L. Henc a J. L. West: Principles of electronic ceramics, John Wiley & Sons, New York (1990); J. R. Jurado: „Propiedades de materiales cerámicos avanzados; Propiedades eléctricas, Cerámica información, 209, 13-23 (1996)].
Mřížkové vady, na kterých jsou tyto tři mechanizmy založeny, jsou přirozené u krystalických mřížek. Avšak jejich počet je omezen a řízen termodynamickými úvahami (to se týče Boltzmannovy entropie), v důsledku čehož je iontová vodivost nízká. Jednou cestou, jak je ji možno zvýšit, je přivádění iontů s různými náboji k iontům základního materiálu takovým způsobem, že prostřednictvím mechanizmů kompenzace náboje je indukován velký počet krystalických vad či defektů.
U elektronické vodivosti jsou nosiči náboje elektrony. Tento typ vodivosti je vysvětlován prostřednictvím teorie energetických pásem, v souladu s níž elektrony zaujímají celou řadu nízkých energetických hladin, známých jako valenční pásmo. Mohou být povýšeny do energetických pásem bezprostředně nad těmito valenčními pásmy. Tato horní pásma jsou známa jako vodivá pásma. Jako výsledek snadnosti, s níž dochází k přeskoku mezi jednotlivými hladinami, se materiál chová jako elektrický vodič. Vodivost závisí na energetickém rozdílu mezi těmito dvěma pásmy. Kovy, které jsou • * 4 • 4 4 «44 44
444
Ί • 4 4 4 · • 4 44« ♦·*
4 4
444 4» 44 vynikajícími vodivými materiály, mají obě pásma vzájemně velmi blízko u sebe.
Opačné je' to v případě izolačních materiálů, u kterých je tento energetický rozdíl vysoký a v důsledku toho je takovýto přechod prakticky vyloučen, jako je tomu v případě keramických materiálů. Celá řada materiálů se týká mezilehlých případů, kdy rozměr energetické bariéry v kombinaci s přítomností vad, způsobených dopováním, dává těmto materiálům přiměřenou vodivost. To je případ polovodičů.
Pokud jde o dopování s atomy, které mají o jeden elektron více, než základní materiál, vzniká tak pohyb elektronů do vodivého pásma, to je případ polovodičů typu n.
Pokud na druhé straně jsou přiváděny atomy, které mají o jeden elektron méně, než základní materiál, zvyšuje se koncentrace kladných děr ve valenčním pásmu. To je případ polovodičů typu p, přičemž nosiče náboje jsou kladné.
Chování polovodičů s oxidem cínu (II) je ve vědecké literatuře široce popisováno [L. D. Loch: „Semiconducting Nátuře of Stannic Oxide, J. Electrochem. Soc. 110 (1963), 1081; M. R. Sahar a M. Hasbullah: „Properties of the SnO2-based ceramics, Third Euro Ceramics Vol. 2, 455-4 60], stejně jako dopovací účinek oxidu antimonu (III) [M. Zaharescu, S. Mihiu a S. Zuca: „Contribution to the study of SnO2-based ceramics. Part I. High temperature interaction of tin (IV) oxide with antimony (III) oxide and copper (II) oxide. J. Mat. Science, 26, (1991), 1666-1672; S. Zuca, M. Terzi, M. Zaharescu a K. Matiasovsky: „Contribution to the • * · · ·♦ · ·· · © fc©« kb « © • · · ··· ♦· • *· »·· a a ·© ·· study of SnOž-based ceramics. Part oxide additive on the sintering conductivity of SnO/'; Μ. K. Paria a conductivity and defect structure dioxide doped with antimony oxide,
II. Effect of various capacity and electrical H. S. Maiti: „Electrical of polycrystalline tin J. Mater. Sci 17 (1982),
3275].
Podstata vynálezu
Vynález se týká složení frity, které obsahuje dopovací látku, s výhodou oxid antimonu, který po smísení s polovodičovým oxidem, s výhodou s oxidem cíničitým, umožňuje získání keramického výrobku, jako například dlaždice s antielektrostatickým zeskelnitelným smaltem. Frita podle tohoto vynálezu má složení s obsahem dopovacího oxidu, ležícím mezi 0,1 a 5 % hmotnostních. Aktivní oxidy, jako například SnC>2, které jsou zahrnuty do složky skelné fáze keramického základního materiálu smaltu, poskytují odpor menší, než ΙΟ6 Ω ‘ cm.
Ve smyslu, používaném v tomto popise, se termín „frita týká „keramického složení, které bylo roztaveno z pevného stavu za účelem vytvoření granulovaného skla. (Frity vytvářejí důležitou součást nábojů, využívaných u složení smaltů. Cílem tohoto předtavení je učinit rozpustné nebo toxické složky nerozpustnými jejich kombinací s křemenem nebo s jinými oxidy.)
Analogicky pak výraz „dopovat (Španělsky „dopar) znamená „přivádět nečistoty do polovodiče za účelem modifikace jeho chování, což je schváleno Královskou • toto to • •to ·· · • »·* to · to · · · · « tototo to · «toto toto *·« · · to ·· akademií jazyka španělského (Royal Academy of Spanish
Language).
Na rozdíl od směsí, popisovaných ve známém stavu techniky, zejména pak těch, které se týkají polev či smaltů, vytvořených z dopovaných polovodičových oxidů, se předmět tohoto vynálezu netýká, a v důsledku toho ani nenárokuje, složení smaltu, avšak týká se složení frity, která po smísení s polovodičovými oxidy a po nanesení na keramický povrch s využitím známých způsobů, vytváří vodivý smalt nebo povlak.
Přestože pro vytvoření smaltu je možno použít různých dopovacích oxidů jako výchozího materiálu, například LiO2, CuO, Sb2O3, Sb2O5, Bi2O3, V2O5 a jejich směsí, a různých polovodičových oxidů, jako například oxidů ze skupiny, obsahující Cr, Fe, Nb, Sn, Ti a Zn, například Cr2O3, Fe2O3, SnO2, TiO2 a ZnO, provedené zkoušky prokázaly, že nejlepších výsledků je dosahováno s podvojným Sb2O3 a SnO2, a že přesně využívání oxidu antimonu (III) jako dopovacího prvku oxidu cínu rovněž ukazuje určitou osobitost, pro kterou je jej možno doporučit pro vytváření předem připravované frity s dopovacím prvkem.
Při účinku, který bude popsán v dalším, vykazuje oxid antimonu určitou těkavost, která znesnadňuje přípravu smaltu s vhodným poměrem antimonu, nehledě na problémy toxicity [LDS0 v Sb203 je větší, než 20g/kg podle Smythe a dalších (J. Industrial Hyg. Toxicol. 30, 63, 1948)) a LDso v Sb2Os je větší, než 4 g/kg podle F. Bradleyho (Ind. Hyg. Séct. 2, 15 (1941)] kouře, která je nebezpečná, pokud je smalt připravován v prostředí, kde nejsou dodržována nezbytná bezpečnostní opatření pro zachycování kouře; je zcela φ φ » φ φ φ φ φφφ Φ·Φ φ φφ» * φ φ φ φ φ φφφ φ φ φ φφφ ·Φ «φφ φφφ Φφ φφ přirozené, že pro výrobce je mnohem výhodnější mít fritu, ve které je antimon obsažen ve vhodném a pevném poměru.
Přestože je však shora uvedená úvaha velice důležitá, existuje i další základní úvaha pro výrobce keramiky, a to je barva získávaného smaltu. Bylo zjištěno, že pokud je smalt připravován s využitím složek, ve kterých jsou předem směšovány oxidy antimonu, pak získaný smalt nemá bílou barvu (spíše neutrální), avšak má spíše víceméně šedé zabarvení, které záleží na době a formě, po kterou nebo v jaké bylo prováděno ohřívání. Avšak pokud je frita připravována s obsahem vhodného množství antimonu, který je smíchán s oxidem cínu, pak je získávaný smalt zcela bílý.
Příklady provedení vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je dopovací frita, vhodná pro výrobu keramických vodivých smaltů, která bude v dalším nazývána frita podle tohoto vynálezu, a kterou tvoří 45 až 65 % hmotnostních vzhledem k celku SiO2, a 55 až 35 % hmotnostních směsi oxidů, která obsahuje:
- alespoň oxid dvojmocného prvku v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 35 % hmotnostních,
- alespoň oxid trojmocného prvku v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 25 % hmotnostních, a
- oxid dopovacího prvku, vybraný ze skupiny, kterou tvoří Li20, CuO, Sb2O3, Sb20s, Bi2O3, V203, V205 a jejich směsi v poměru hmotnostním, ležícím mezi 0,1 a 5 % hmotnostních.
fcfc* fcfc·* » fcfcfcfc · fcfc* * • fcfc fcfc ··· v fc fc · • fcfc fcfc· • * • fc fcfc
Oxidy dvojmocných prvků mají vzorec
Me(II)O kde Me(II) je dvojmocný prvek, například Ca,
Mg, Zn a tak dále.
Frita podle tohoto vynálezu může obsahovat směs různých typů dvojmocných oxidů v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 35 % hmotnostních, vztaženo na součet všech oxidů. U jednoho výhodného provedení obsahuje frita podle tohoto vynálezu směs oxidů Ca, Mg, Zn, Ba a Pb(II).
Oxidy trojmocných prvků mají vzorec
Μβ(ΐιΐ)2θ3 kde Me(III) je trojmocný prvek, jako například Al, B a tak dále.
Frita podle tohoto vynálezu může obsahovat směs různých typů trojmocných oxidů v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 25 % hmotnostních, vztaženo na součet všech oxidů. U výhodného provedení obsahuje frita podle tohoto vynálezu směs oxidů Al a B.
Kromě toho nebo případně může frita podle tohoto vynálezu obsahovat oxid jednomocného prvku v poměru hmotnostním, ležícím mezi 0 a 16 % hmotnostních.
• » ·**
Oxid jednomocného prvku má vzorec
Me (I) 20 kde Me(I) je jednomocný prvek, jako například Na, K, Li a tak dále.
Fríta podle tohoto vynálezu může obsahovat směs různých oxidů jednomocných prvků v poměru hmotnostním, ležícím mezi 0 a 16 % hmotnostních, vztaženo na součet všech oxidů. U výhodného provedení obsahuje frita podle tohoto vynálezu směs oxidů Na a K. Dopovacím oxidem je s výhodou Sb2O3.
Jak je všeobecně známo, existují dva oxidy antimonu, a to oxid antimonu (III) a oxid antimonu (V) . Poslední z uvedených oxidů podle Simona a Thalera [Z. Anarg. Chem., 162, 253 (1927)] při zahřívání uvolňuje kyslík, čímž vzniká nejprve Sb2O3.2Sb2O5 a poté Sb2Oí v důsledku mimořádně pomalé reakce.
V současné době je známo, že toto rozkládání začíná při teplotách mírně nad 300° C a podle údajů I. Barina [Thermochemical data of Pure Substances, VCH Verlags Gesellschaft, Weinheim, (1989)] pro Sb2O5 a podle údajů
I. Barina [Thermochemical data of Pure Substances, VCH Verlags Gesellschaft, Weinheim, (1993)] pro Sb2O4 je možno chemické rovnovážné parametry pro reakci
2Sb2O5 —> 2Sb20i + 02 » *·* · * * · · · * · * < · » · ··· ··· • · * * > · · ··· ·· ··· ··· ·· ·* vypočítat na základě daných hodnot, které jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1
T,° c ÁH, KJ.mol1 AS, J.mol^.K1 AG, KJ.mol'1 P02 (bar)
280 134,925 223,691 11,191 0,0877
290 135,188 224,161 8, 952 0,1478
300 135,452 224,626 6,708 0,2447
310 135,719 225,087 4,459 0,3986
320 135, 987 225,544 2,206 0,6393
330 136,258 225,996 -0,052 1,010
Sb2O3 je produktem, který taje pří teplotě 655° C, avšak který vykazuje některé významné alotropické přeměny při teplotách 606° C a 631° C. V parní fázi je přítomen jako dimerní sloučenina Sb4O6 a na základě údajů I. Barina [Thermochemical data of Pure Substances, VCH Verlags Gesellschaft, Weinheim, (1991)] a na základě údajů Knackea [0. Knacke, 0. Kubaschewski a K. Hesselman: Thermochemical Properties of Inorganic Substances, druhé vydání, Springer-Verlag, Berlín (1991)] chemické rovnovážné parametry reakce
2Sb203 Sb,Os(g) vykazují hodnoty, které jsou uvedeny v tabulce 2.
t «fe · • v* ··· fe · fe · • fe •fefe fefefe
Tabulka 2 • ··· « * · fe • · · «·« ·· fe ··
T,° c ΔΗ, KJ.mol'1 AS, J.mol 1 .K 1 AG, KJ.mol'1 P02(bar)
1 100 35,589 6, 633 26,481 0,0983
1 150 31,678 3, 835 26,220 0,1090
1 200 27,808 1,163 26,096 0,1187
1 250 23,980 -1,393 26,102 0,1273
1 300 20,119 -3,841 26,233 0,1346
1 350 16,442 -6,187 26,484 0,1405
1 400 12,733 -8,438 26,850 0,1451
1 450 9,062 -1, 60 27,327 0,1484
Sb2O4, který je vytvářen při rozkladu Sb2O5 při relativně nízké teplotě, je v souladu se shora uvedeným stabilní až do teploty 1 300° C, a poté se postupně rozkládá na trioxid antimonu a kyslík podle reakce
2Sb2O4 2Sb2O3 + O2
Takže není v podstatě žádný důvod pro přidávání antimonu jako antimonu (III) nebo antimonu (V), který po zahřátí vytváří antimon (III). Přesto však, jelikož je dopovací účinek vytvářen antimonem (III), ukazuje se proto jako užitečné, avšak nikoli nezbytné, přidávat jej ve formě antimonu (III).
U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu byla vyvinuta frita, která má následující složení, uvedené v tabulce 3.
frfr·· •frfr frfrfr fr · frfr ··
Tabulka 3 fr frfr· fr fr · · » · · «frfr frfr fr fr « « fr · «•fr ···
Oxid % hmotnostních vzhledem k celku Hodnotový typ (%)
SiO2 45-65 58
Na2O 0,1-6 1
K2O 0,1-6 5
CaO 3-15 11
MgO 0,5-6 3
ZnO 0-15 11
A12O3 3-12 3
b2o3 0,5-12 3
Sb203 0,1-5 3
Dopovací oxid Sb203, který je přítomen ve složení frity v uvedeném množství (mezi 0,1 % a 5 % hmotnostních), umožňuje v souladu s tím, co bylo shora uvedeno, aby glazura, získaná smísením s polovodičem, měla vodivé vlastnosti.
Přestože bylo dosaženo nej lepších výsledků při přidávání Sb203 do příslušného složení shora uvedeného typu, může být tato sloučenina nahrazena i jiným dopovacím oxidem, vybraným z těch, které již byly dříve uvedeny.
Frita podle tohoto vynálezu může být vyráběna směšováním s využitím běžně známých konvenčních prostředků, přičemž surovinami jsou oxidové složky, a poté tavením získané směsi při teplotě, která leží v rozmezí od 1 100 do 1 550° C, s výhodou pak při teplotě 1 500° C. Po ztuhnutí je tavený výrobek hotov.
• · · · » * ··· ·· ··· ··· ·· ··
Frita podle tohoto vynálezu je vhodná pro nanášení vodivých smaltů na keramický materiál. Tato frita nalezne zejména uplatnění při výrobě smaltovaných nebo síntrovaných keramických výrobků, jako jsou například podlahové dlaždice. Zvláštním uplatněním frity podle tohoto vynálezu je výroba podlahových dlaždic nebo jiných keramických výrobků prostřednictvím zeskelnatění po smísení frity podle tohoto vynálezu s polovodičovým oxidem, jako jsou například oxidy ze skupiny Fe, Cr, Ti, Nb a/nebo Zn, s výhodou pak SnO2.
Za účelem získání vodivého smaltu je ztuhlá frita podle tohoto vynálezu směšována s polovodičovým oxidem, například s oxidem cínu nebo s materiálem, který jej s výhodou obsahuje v poměru větším, než 85 %, a to pod podmínkou, že nečistoty, které tvoří zbývajících 15 %, je možno považovat za takové, které nezhoršují vlastnosti keramiky (křemen, křemičitany a podobně).
Daná směs (surový smalt), obsahující procentní množství polovodičového oxidu v hodnotě mezi 5 a 50 % hmotnostních, zejména pak 30 % hmotnostních, což předpokládá velikost poměru frity vůči polovodičovému oxidu, ležící mezi hodnotou 19 a 1, s výhodou pak o hodnotě 3, se nanáší na keramický podklad v souladu s běžně známými způsoby takovým způsobem, že na výsledné dlažbě může být elektrický styk mezi podlahovými dlaždicemi, základovým stavebním materiálem a výbojovým bodem.
Následujícím krokem je ohřívání na teplotu, ležící mezi hodnotou 1 000 a 1 250° C, načež následuje běžný tepelný cyklus.
* 00* * » 0 0 0 0 * · · k · k k kkk ··· kkk k k t k kkk >k k«k kkk ak ak
Následující příklady mají sloužit pro ilustraci zvláštních způsobů realizace předmětu tohoto vynálezu, aniž by vsak mohly být považovány za nějakým způsobem omezující rozsah jeho ochrany.
PŘÍKLAD 1
Příprava dopovací frity
Dopovací frita, vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltů, má následující percentuální složení.
Oxid % hmostnostních vzhledem k celku
SiO2 56,24
CaO 10,44
ZnO 1044
Al2O2 5,20
B203 5,20
K20 5,20
MgO 3,12
Na2O 1,04
Sb2O3 3,21
Za účelem získání uvedené dopovací frity bylo použito dále uvedených surovin.
• »44 >4 · ·
4· • 44 ·· * 4 4 4 · · « 4 44* 4·· • 4 4 «
444 4·4 ·4 4·
Surovina % Typ
Křemen 30,85 Sibelco SE-6
Dusičnan draselný 2,25
Uhličitan vápenatý 9,41
Oxid zinečnatý 7,16
Kyselina boritá 5,38
Dolomit 10,24
Živec draselný 31,72 Incusa F-100
Oxid antimonitý 2,99
Shora uvedené suroviny byly smíseny v uvedených množstvích a výsledná směs byla tavena při teplotě 1 480° C až byla hmota roztavená a stejnoměrná (bez pevných částic). Roztavená frita byla podrobena tuhnutí tak, že byla nalévána do vody. Tato frita může poskytovat zeskelňovatelný smalt s odporem o velikosti 0,8 x ΙΟ-6 Ω.
PŘÍKLAD 2 Příprava smaltu
Zeskelňovatelný antielektrostatický smalt může být připraven z dopovací frity podle příkladu 1 směšováním této frity po jejím odvodnění a vysušení s oxidem cínu v následujícím poměru:
Frita 67 % hmotnostních
Oxid cínu 33 % hmotnostních * · ·· ··
V každém výhodném provedení může být dopovací frita podle příkladu 1 směšována s oxidem cínu a s přidáváním přísad pro smalt za účelem získání následujícího složení:
» · > · » « •φ· ···
Dopovací frita podle příkladu 1 Oxid cínu
167,5 g 82,5 g
Náplň přísad pro smalt:
Kaolin D'Arvor
Voda
Karboxymetylcelulóza (CMC) Hexametafosforečnan sodný (HMF)
19,0 g 87,5 g
0,5 g 0, 25 g
Výsledná směs je rozemílána v rychlém laboratorním mlýnku, až je dosaženo odpadu o velikosti 45 mikronů méně než 3 %.
Dále je 25 g uvedené rozemleté směsi (surového smaltu) nanášeno pistolí na výrobek ze zeskelnené keramiky o velikosti 33 x 33 cm se standardním keramickým potahem, načež je poté tento výrobek vypálen v peci s válečkovou nístějí při teplotě 1 140° C v cyklu 40 minut.
Vypálený smalt je bílý se saténovítým povrchem. Elektrický odpor tohoto smaltu, měřený mezi dvěma body na jeho povrchu, je 0,8 χ ΙΟ’6 Ω.
Náplň přísad pro smalt může v případě požadavku rovněž obsahovat keramické barvivo, což umožňuje zbarvovat výsledný smalt podle příslušných požadavků.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Dopovací frita, vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltů, vyznačující se tím, že je složena ze 45 až 65 % hmotnostních vzhledem k celku SiO2, a 55 až 35 % hmotnostních směsi oxidů, která obsahuj e:
    - alespoň oxid dvojmocného prvku v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 35 % hmotnostních,
    - alespoň oxid trojmocného prvku v poměru hmotnostním, ležícím mezi 3 a 25 % hmotnostních, a
    - oxid dopovacího prvku, vybraný ze skupiny, kterou tvoří Li2O, CuO, Sb2O3, Sb2O5, Bi2O3, V2O3, V2O5 a jejich směsi, v poměru hmotnostním, ležícím mezi 0,1 a 5 %.
  2. 2. Frita podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedená směs oxidů obsahuje různé oxidy dvojmocných prvků v poměru hmotnostním, vztaženém na celkový součet obsahu oxidů, ležícím mezi 3 a 35 % hmotnostních.
  3. 3. Frita podle nároku 2 vyznačující se tím, že uvedená směs oxidů dvojmocných prvků je složena ze směsi oxidů Ca, Mg, Zn, Ba a Pb (II) .
  4. 4. Frita podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedená směs oxidů obsahuje směs různých oxidů trojmocných prvků v poměru « · * » · • « «·ί «·
    hmotnostním, vztaženém na celkový součet obsahu oxidů, ležícím mezi 3 a : 25 %. 5. Frita podle nároku 4 vyznačuj í c í se tím, že uvedená směs oxidů dvojmocných prvků sestává ze směsi oxidů Al a B. 6. Frita podle nároku 1 vyznačuj í c í se tím, že uvedená směs oxidů dále obsahuje alespoň oxid jednomocného prvku v poměru hmotnostním až do 16 % hmotnostních. 7. Frita podle nároku 6 vyznačuj í c í se tím, že uvedená směs oxidů obsahuje směs různých oxidů jednomocných prvků v poměru
    hmotnostním, vztaženém na součet všech oxidů, až do 16 % hmotnostních.
  5. 8. Frita podle nároku 7 vyznačující se tím, že uvedená směs oxidů jednomocných prvků sestává ze směsi oxidů Na a K.
    9. Frita podle kteréhokoliv vyznačuj ící se t í : oxidem je Sb2O3.
    předcházejících nároků že uvedeným dopovacím
  6. 10. Frita podle nároku vyznačující se tím, složení že má následující
    4 · «44 ··
    4 4 •
    44«
    4 4
    4·« • 4 *
    • 4« *
    I
    444 «44 • · 4 • 4
    Oxid % hmotnostních vzhledem k celku SiO2 45-65 Na20 0,1-6 K20 0,1-6 CaO 3-15 MgO 0,5-6 ZnO 0-15 A12O3 3-12 B2O3 0,5-12 Sb2O3 0,1-5
  7. 11. Frita podle vyznačující se tím, složení nároku že má následuj ící
    Oxid Hodnotový typ (%) SiO2 58 Na2O 1 K2O 5 CaO 11 MgO 3 ZnO 11 A12O3 3 b2o3 3 Sb2O3 3
    444
    4 4 4
    4 4
    4· *44
    4 4 4 4 ··
    4 4 4 »44 44*
    4 4 4 4 • 4« 444 44 4·
  8. 12. Způsob výroby dopovací frity podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11 vyznačující se tím, že obsahuje míšení surového materiálu, obsahujícího jako složky oxidy, tavení získané směsi při teplotě, ležící mezi 1 100 a 1 550° C a ponechání roztaveného produktu ztuhnout.
  9. 13. Způsob antielektrostatického vyznačuj ící zeskelňovatelného keramickém výrobku, že obsahuje míšení podle nároku 12, s získávání smaltu na se tím, ztuhlé frity, získané způsobem polovodičovým oxidem v množství, ležícím mezi 50 a 95 % hmotnostních frity, a 50 až 5 % hmotnostních polovodičového oxidu, a nanášení uvedeného surového smaltu na keramický podklad, a ohřívání na teplotu, ležící mezi 1 000 a 1 250° C za účelem jeho zeskelnění.
  10. 14. Způsob vyznačuj ící polovodičový oxid podle nároku 13 se tím, že uvedený je vybrán ze skupiny, tvořené polovodičovými oxidy ze série oxidů Cr, Fe, Sn, Ti, Nb a Zn.
  11. 15. Způsob podle nároku 14 vyznačující se tím, že uvedeným polovodičovým oxidem je SnO2.
  12. 16. Způsob podle nároku 13 vyznačující se tím, že získaný zeskelnitelný smalt má odpor menší, než 10® Ω ' cm.
  13. 17. Keramický výrobek vyznačující se tím, že je potažen zeskelnitelným antielektrostatickým smaltem, získaným způsobem podle nároku 13.
CZ0391799A 1998-03-05 1999-03-04 Dotovací frita, vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltu, zpusob její výroby, zpusob získávání zeskelnovatelného antielektrostatického smaltu a keramický výrobek CZ300248B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES009800469A ES2143402B1 (es) 1998-03-05 1998-03-05 Frita dopante adecuada para la fabricacion de esmaltes ceramicos conductores.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ391799A3 true CZ391799A3 (cs) 2000-04-12
CZ300248B6 CZ300248B6 (cs) 2009-04-01

Family

ID=8303001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0391799A CZ300248B6 (cs) 1998-03-05 1999-03-04 Dotovací frita, vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltu, zpusob její výroby, zpusob získávání zeskelnovatelného antielektrostatického smaltu a keramický výrobek

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0981154B1 (cs)
JP (1) JP2001523210A (cs)
CZ (1) CZ300248B6 (cs)
DE (1) DE69914690D1 (cs)
ES (1) ES2143402B1 (cs)
WO (1) WO1999045571A2 (cs)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL206705B1 (pl) 2002-09-13 2010-09-30 Ngk Insulators Ltd Półprzewodnikowy wyrób w postaci szkliwa, sposób wytwarzania wyrobu w postaci szkliwa oraz zastosowanie wyrobu w postaci półprzewodnikowego szkliwa
DE102005040588B9 (de) * 2004-08-20 2012-04-19 Schott Ag Verwendung eines blei- und cadmiumfreien Glases sowie Verfahren zum Glasieren, Emaillieren und Dekorieren von Lithium-Aluminosilikat-Glaskeramiken
WO2007059808A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Colorobbia España, S.A. Composition, frit, enamel and ceramic components and process to make the same
ITRE20080089A1 (it) * 2008-09-29 2010-03-30 Granitifiandre Societa Per Azioni '' metodo per la fabbricazione di prodotti ceramici ''
CN101475364B (zh) * 2009-02-02 2011-10-19 谭艾丽 防静电陶瓷砖用防静电粉
CN103663984B (zh) * 2013-12-17 2016-04-13 佛山市粤峤陶瓷技术创新服务中心 一种防静电玻璃马赛克的制造方法
CN110804331B (zh) * 2019-11-20 2021-05-18 佛山市东鹏陶瓷有限公司 防静电剂及其制备方法和使用其的涂料、瓷砖的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1213621A (en) * 1966-07-04 1970-11-25 Steatite & Porcelain Prod Ltd Improvements in and relating to ceramic articles having conductive or semi-conductive coatings
JPS493816B1 (cs) * 1969-10-11 1974-01-29
IT995531B (it) * 1972-10-20 1975-11-20 Solvay Smalti conduttori di elettricita statica
JPS63270371A (ja) * 1987-04-24 1988-11-08 Inax Corp 導電性タイルの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999045571A2 (es) 1999-09-10
ES2143402A1 (es) 2000-05-01
CZ300248B6 (cs) 2009-04-01
ES2143402B1 (es) 2001-01-01
JP2001523210A (ja) 2001-11-20
DE69914690D1 (de) 2004-03-18
EP0981154A2 (en) 2000-02-23
EP0981154B1 (en) 2004-02-11
WO1999045571A3 (es) 1999-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5518968A (en) Low-temperature lead-free glaze for alumina ceramics
US5650364A (en) Self-opacifying enamel frits for the enamelling of aluminum or aluminum alloys
JP2001039733A (ja) 無鉛釉薬及びスパークプラグ
US5264272A (en) Resistor paste and ceramic substrate
US3888796A (en) Semiconductive glaze compositions
CZ391799A3 (cs) Dopovací frita vhodná pro výrobu vodivých keramických smaltů a způsob její výroby
GB2091241A (en) A process for producing insulating coatings in steel products
US5202292A (en) Resistor paste and ceramic substrate
NO117185B (cs)
CN107188417A (zh) 一种用于高压陶瓷的半导体釉及其制备方法
Pyare et al. Stannous‐Stannic Equilibrium in Molten Binary Alkali Silicate and Ternary Silicate Glasses
CN103663984B (zh) 一种防静电玻璃马赛克的制造方法
Diaz et al. Glass with a low-melting temperature belonging to the P2O5–CaO–Na2O system, applied as a coating on technical ceramics (alumina, zirconia) and traditional ceramics (porcelain stoneware)
KR20070038435A (ko) 전극 피복용 유리 및 플라즈마 표시 패널
JP2007063105A (ja) 無鉛ガラス組成物
US2413441A (en) Vitreous and vitrifiable composi
US4264679A (en) Durable ceramic decorating enamels based on thermally stable cadmium red colors
JP2000313681A (ja) アルミナ用無鉛グレーズ組成物およびグレーズド・アルミナ
CN101058477B (zh) 一种电真空玻璃制品无铅封接玻璃及其制备方法
JPH0628201B2 (ja) 抵抗被膜形成用組成物
US2993001A (en) Matrix glass for phosphors
JPS6366899B2 (cs)
US3248261A (en) Photoconducting layers
SE438942B (sv) Elektrisk resistor, forfarande for framstellning av resistorn, samt resistormaterial for framstellning av resistorn
CN108585503A (zh) 一种新型防静电陶瓷釉及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19990304