DE1496493B2 - Kontinuierliches Verfahren zur Her stellung einer mit Titandioxid undurch sichtig gemachten Porzellanemailfntte fur Trockenemail 1 lerverfahren - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich durchzu- Veröffentlichung vermittelt auch dem Fachmann keiführendes Verfahren zur Herstellung einer verbes- nen Hinweis über eine Abhängigkeit der Erhitzungsserten Porzellanemailfritte für Trockenemaillier- höhe und -dauer vom Erweichungspunkt des Glases,

verfahren. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform

Beim Trockenemaillierverfahren wird in der Regel 5 der Erfindung erfolgt die Erhitzung der Glasflocken eine trockene Emailfritte auf ein heißes Gußstück auf einem oszillierenden Förderband, welches die

oder eine andere erhitzte Metalloberfläche aufge- Flocken periodisch aufwirbelt und ein Ankleben an

bracht, so daß die von dem Metall ausgestrahlte dem Förderband unter den während der Erhitzung

Hitze und die bei dem anschließenden Brand er- herrschenden Temperaturbedingungen verhindert,
zeugte Hitze die Fritte zu einem gleichmäßigen io Die Erhitzung im aufgewirbelten Zustand ermög-

Emailfilm schmelzen, welcher sich leicht mit der dar- licht einmal eine viel gleichmäßigere Wärmeeinwirunterliegenden Oberfläche beim Abkühlen des email- kung auf die. Glasflocken als bei einer ruhenden Teil-

lierten Gegenstands verbindet. Zur Erzeugung einer chenschicht, und zum anderen sind höhere Erhit-

weißen Farbe in-dem Email gibt man in der Regel Zungstemperaturen und somit kürzere Erhitzungs-

der Zusammensetzung ein Mattierungsmittel, entwe- 15 zeiten anwendbar, da ein Verkleben der Flocken

der auf der Grundlage von Antimon oder von Zir- untereinander bzw. ein Ankleben an der Trag- und

konium zu und verwendet solche Mengen dieser un- Förderfläche weitgehend vermieden wird,

durchsichtig gemachten Fritte, daß man einen etwa Das kontinuierliche Verfahren beginnt mit der ge-

10,6 bis 12,7 mm dicken Überzug erhält. Abgesehen schmolzenen Glasmasse und endet mit verpackungs-

davon, daß verhältnismäßig dicke Überzüge erforder- 20 fertigen Frittepartikelchen.

lieh sind, besitzt die Verwendung von Antimon- und Die Erfindung wird in einer Vorrichtung durch-

Zirkonmatterierungsmitteln den weiteren Nachteil, geführt, welche zusammen mit bereits existierenden

daß die Antimonemails ein schlechtes Reflexionsver- Einrichtungen zur Herstellung von Fritte ohne grö-

mögen besitzen und die Zirkonemails nicht säure- ßere Abänderung verwendet werden kann. In der

beständig sind. 25 verwendeten Vorrichtung kann mit Titandioxid un-

Verschiedene Versuche wurden bereits unternom- durchsichtig gemachte Fritte direkt aus einem Glas-

men, Titandioxid wegen seines außergewöhnlich schmelzofen kontinuierlich erzeugt werden. In der

hohen Brechungsindex, der eine bessere Abdeckung Zeichnung zeigt

und eine größere Undurchsichtigkeit bedingt, zu ver- Fig. 1 eine leicht schematisierte perspektivische

wenden. Obwohl dieses Material bei einem naß 30 Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer

arbeitenden Verfahren gut gehandhabt werden kann, zur Durchführung der Erfindung zu verwendenden

ließen doch die üblichen Methoden, eine Fritte mit Einrichtung,

Titandioxid undurchsichtig zu machen, viel zu wün- Fig. 2 einen Aufriß, wobei Teile weggebrochen sehen übrig, wenn die erhaltenen Zusammensetzun- sind, einer als Heizeinrichtung zu verwendenden rogen in einem Trockenemaillierverfahren, besonders 35 tierenden Trommel und

für Gußeisen, verwendet werden sollten. Mit Titan- Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der

dioxid undurchsichtig gemachte Emails ergeben hau- Linie ΙΙΙ-ΙΠ von F i g. 2.

fig ein fleckiges Aussehen, was in dem fertigen Ge- In F i g. 1 der Zeichnung bezeichnet 10 ganz allgenstand äußerst störend ist. Außerdem ist die in gemein einen Glasschmelzofen mit einem Mundstück dem Emailüberzug erzielte Farbe nicht das ge- 4° 11, aus welchem ein Strom 12 geschmolzenen Glases wünschte bläuliche Weiß, sondern der Überzug ist austreten kann. Obwohl die verbesserten Ergebnisse oft gelblich. Zudem ist das Reflexionsvermögen der gemäß der Erfindung mit einer Vielzahl von Titan-Emailoberflächen nicht so hoch, wie es für eine dioxid als Matterierungsmittel enthaltenden Zusamhochwertige Emaille erwünscht ist. mensetzungen erzielt werden können, besteht doch

Gemäß einem älteren Vorschlag werden diese 45' eine typische weiße Titandioxidfritte beispielsweise Nachteile weitgehend dadurch beseitigt, daß man aus (in Gewichtsprozenten) 20 bis 55 % SiO₂, 8 bis eine Titandioxid enthaltende Glasschmelze erstarren 24% TiO₂, 5 bis 25 % Boroxid, 0 bis 25 °/o Natriumläßt und anschließend das Glas bis höchstens oxid, 0 bis 25 % Kaliumoxid, 0 bis 5 % Lithiumoxid, 222°C über seinen Schmelzpunkt erhitzt, bis sich 0 bis 5 % Zinkoxid, 0 bis 4 % Aluminiumoxid, 0 bis in dem Glas Kristallkeime gebildet haben. Bei der 50 3 ⁰Zo Magnesiumoxid, 0 bis 5% Phosphorpentoxid, folgenden Verwendung in einem Trockenemaillier-' 0 bis 20% Fluor und 0 bis 10% Zirkondioxid. Für verfahren kristallisiert dann das Titandioxid unter eine Zusammensetzung dieser Art beträgt die Tem-Bildung eines Emailüberzugs mit den gewünschten peratur innerhalb des Schmelzofens 10 etwa 1370° C. Eigenschaften aus. Der Strom 12 wird verfestigt, indem man ihn mit

Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun dieses 55 mehreren rotierenden, wassergekühlten Abschreck-Verfahren zu einem kontinuierlichen ausgebaut, das rollen 13 in Berührung bringt, welche unmittelbar sich dadurch kennzeichnet, daß die geschmolzene unter dem Mundstück 11 angeordnet sind. Das Kühl-Glasmasse in an sich bekannter Weise in Form eines mittel wird mittels geeigneter Leitungen 14 durch die fortlaufenden Bandes erstarrt, dieses Band zu Flok- Walzen geleitet. Auf den Abschreckrollen 13 erstarrt ken zerbrochen wird, die Flocken periodisch in Luft ^6o der geschmolzene Strom zu einem Band oder Streiaufgewirbelt und sie in diesem Stadium zur Bildung fen 16, und zwar bei einer Temperatur in der Gröder TiO_o-Kristallkeime auf eine zwischen dem Er- ßenordnung von etwa 260° C. Das Band 16 wird weichungspunkt des Glases und 333° C darüber- dann auf eine oszillierende Fördervorrichtung geliegende Temperatur erhitzt werden. führt, die allgemein mit 17 bezeichnet ist, wo das

Ein im Prinzip ähnliches Verfahren ist zwar aus ⁶5 Band 16 nicht nur in Schuppen oder Teilchen zer-

der deutschen Patentschrift 688 787 bekannt, jedoch bricht, sondern auch erhitzt wird, um mindestens die

für ein Naßemaillierverfahren, bei dem die bespro- Bildung von Titandioxidkristallkeimen in dem Glas

chenen Nachteile in der Regel nicht auftreten. Diese hervorzurufen, während die anderen Bestandteile des

Claims (1)

1. Glases in ihrem normalen glasigen Zustand ver- steht aus einem Außenmantel 45 und einem konzen-

   bleiben. trischen Innenmantel 43, mit einem dazwischen ge-

   Die oszillierende Fördereinrichtung 17 besitzt eine bildeten ringförmigen Raum 44. Dieser ringförmige wassergekühlte Wanne 18, in deren hohles Innere Raum 44 dient Kühlzwecken und wird durch eine durch einen Einlaß 19 Kühlwasser eingeführt und 5 Einlaßleitung 46 mit Kühlmittel versehen; die am an-• durch eine Abführungsleitung 21 am Abgabeende deren Ende des Drehrohrs vorgesehene Abführungsder Fördervorrichtung abgeführt wird. Ein Auf- leitung 47 dient der Abführung des Kühlmittels. Das nahmetrog 22 aus rostfreiem Stahl nimmt zunächst Drehrohr 41 ist auf voneinander im Abstand befinddas aus der Fritte bestehende Band auf, und eine liehen Führungsrädern 49 montiert und wird mittels Wanne 23 am entgegengesetzten Ende der Förder- io des Motors 51 und einer Kette 52 angetrieben,
   einrichtung 17 dient zur Abführung der hitzebehan- Im Innern des Innenmantels 43 befindet sich eine delten Fritte. Auch können die Innenwände der Reihe relativ kurzer, versetzt angeordneter Leitbleche Wanne 18 mit rostfreiem Stahl ausgekleidet sein. Die 53, welche dazu dienen, die Fritteschuppen während Fördereinrichtung 17 wird mittels einer Antriebsvor- eines Teils der Drehung des Drehrohrs bis zum Überrichtung 24 mit regelbarer Geschwindigkeit, welche 15 schreiten des Ruhewinkels mitzunehmen, worauf die über einen Exzenter mit konstantem Exzenterweg Fritteteilchen dann durch die Luft wirbeln und sich (nicht dargestellt) betätigt wird, in eine hin- und her- am Boden des Drehrohrs absetzen und weiter damit gehende Bewegung versetzt. Eine Anzahl von Schrau- drehen. Die Erhitzung erfolgt mittels eines oder mehbenfedern 26 und 27 tragen die Fördereinrichtung rerer Gasbrenner, die am unteren Ende des Dreh- und verstärken die Bewegung derselben. Mehrere 20 rohrs angeordnet sind; der Brenner wird von einem Blattfedern 28, 29 und 30 sind an der mit 31 be- Luft-Gasmischer 54 gespeist, dem Luft durch die zeichneten Basis der Fördervorrichtung 17 und an Leitung 56 und Gas durch die Leitung 57 zugeführt der Wanne 18 befestigt, um die hin- und hergehende wird.
   Bewegung des Fördermechanismus zu stabilisieren. Wenn die Fritteteilchen oder -schuppen in das

   Die Erhitzung der Fritteteilchen erfolgt beispiels- 25 obere Einlaßende des Drehrohrs 41 eingeführt wer-

   weise mittels Infraroterhitzern 32, welche der Länge den, werden sie periodisch in die von den von den

   nach auf dem Weg der Fritte über die Fördervorrich- Brennern 55 ausgehenden Flammen erhitzte Atmo-

   tung 17 angeordnet sind. Die Infrarot-Gasbrenner 32 sphäre gewirbelt. Die Zirkulation des Kühlmittels

   werden von einer Zweigleitung 33 gespeist, welcher durch den Ringraum 34 verhindert, daß die Teilchen

   durch eine Leitung 34 eine Luft-Gasmischung züge- 30 an der Oberfläche des Drehrohrs ankleben. In dem

   führt werden kann. An jedem der Brenner ist jeweils Maße, in welchem die Teilchen durch das Drehrohr

   ein Ventil 36 zur Regelung der Intensität der Gas- unter periodischem Durchfallen desselben während

   flamme vorgesehen. Obwohl das vorstehende Beispiel der Erhitzung wandern, werden sie auf eine Tempe-

   die Verwendung von Gasbrennern beschreibt, kann ratur erhitzt, bei welcher mindestens eine teilweise

   natürlich auch jede andere Wärmequelle verwendet 35 Keimbildung der Titandioxidkristalle in dem Glas

   werden, z. B. Ölbrenner, dielektrische Heizmittel und erfolgt. Nach beendeter Hitzebehandlung werden die

   Ultraviolettheizmittel. Teilchen durch die Schütte 58 abgeführt.

   Wenn das Fritteband 16 auf die hin- und her- Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, gehende Fördervorrichtung 17 auftritt, wird es durch daß das erfindungsgemäße Verfahren und die verdie Bewegung derselben in Teilchen 39 zerbrochen, 40 wendete Einrichtung eine einfache Möglichkeit für welche periodisch in die Luft gewirbelt und in diesem eine kontinuierliche Herstellung von mit Titandioxid aufgewirbelten Zustand durch die von den Gas- undurchsichtig gemachter Emaillefritte liefern. Die brennern 32 ausgehenden Flammen erhitzt werden. in der Fritte nach dem Abschrecken verbliebene Diese periodische Aufwirbelung dient nicht nur dazu, Wärme wird zur Herabsetzung der zur Erhitzung der die Fritteteilchen 39 am Ankleben an der Wanne zu 45 Fritte zuzuführenden Menge an Fremdwärme ausverhindern, sondern bewirkt auch, daß die gesamten genutzt. Außerdem benötigen die zur Durchführung Oberflächen der Fritteteilchen gleichförmiger den der Erfindung verwendeten Einrichtungen nur wenig Heizelementen in der Erhitzungszone ausgesetzt zusätzliche Ausrüstung zu der normalerweise in einer werden. Fabrik zur Herstellung von Emaillefritte vorhandenen

   Die Verweilzeit der Fritteteilchen 39 in der Er- 50 Einrichtung.

   hitzungszone soll so bemessen sein, daß sich Titan- Patpntanenmrii·

   dioxidkristallkeime innerhalb der Glasmatrix bilden raienwnsprucn.

   können. Im allgemeinen zeigt sich dieser Zustand Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung

   dadurch an, daß die Schuppen eine milchige Farbe einer mit Titandioxid undurchsichtig gemachten

   annehmen, was für eine Bildung von Titandioxid- 55 Porzellanemailfritte für Trockenemaillierverfah-

   kristallkeimen charakteristisch ist. Natürlich variiert ren, bei dem eine Titandioxid enthaltende Glas-

   die Behandlungszeit mit der Temperatur, und bei hö- schmelze erstarren gelassen und anschließend das

   heren Temperaturen sind kürzere Erhitzungszeiten Glas über seinen Erweichungspunkt erhitzt wird,

   erforderlich und umgekehrt. Ein typischer Tempe- bis sich in dem Glas TiO₂-Kristallkeime gebildet

   ratur-Zeitplan besteht in einer etwa IV2 Minuten 60 haben, dadurch gekennzeichnet, daß

   langen Erhitzung auf 650° C. die geschmolzene Glasmasse in an sich bekannter

   Die in F i g. 2 und 3 der Zeichnung erläuterte an- Weise in Form eines fortlaufenden Bandes er-

   dere Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung starrt, dieses Band zu Flocken zerbrochen wird,

   macht von einer anderen Erhitzungsmethode Ge- die Flocken periodisch in Luft aufgewirbelt und

   brauch. Bei dieser Ausführungsform werden die 65 sie in diesem Stadium zur Bildung der TiO₂-

   Fritteteilchen, vorzugsweise noch heiß aus dem Kristallkeime auf eine zwischen dem Erwei-

   Schmelzofen, in einen schrägen Drehrohrofen 41 chungspunkt des Glases und 333° C darüber-

   durch eine Schütte 42 eingeführt. Das Drehrohr be- liegende Temperatur erhitzt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen