DE1621405A1 - Process for two-layer enamelling in one fire - Google Patents
Process for two-layer enamelling in one fireInfo
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- C23D5/00—Coating with enamels or vitreous layers
- C23D5/02—Coating with enamels or vitreous layers by wet methods
Description
LE VERKU S E N · Bayexwerk GB/Schr Patent-Abteilung _ g j ·.' .*„-LE VERKU S E N · Bayexwerk GB / Schr Patent Department _ g j ·. ' . * "-
Bei der konventionellen Emaillierung von Stahlblech verwendet man Grund- und Deckemails. Während das Deckemail vor Korrosion schützen und zugleich eine ästhetische Wirkung ausüben soll, wird die Haftung der Emails auf dem Stahlblech durch Grundemails vermittelt. Diese werden mit 5 - 7 % Ton und 0,2 % Na-Nitrit sowie mit Wasser vermählen, aufgetragen, getrocknet und eingebrannt. An wirksamen Haftmitteln können diese Grundemails Nickel-, Kobalt-, Antimon-, Cer-, Molybdän- und Kupferoxid enthalten«. Die Oxide ergeben die Haftfestigkeit, indem sie Reaktionen z. B. nach folgendem Schema ein- i In the conventional enamelling of sheet steel, base and top enamels are used. While the cover enamel is supposed to protect against corrosion and at the same time exert an aesthetic effect, the adhesion of the enamels to the steel sheet is conveyed by the base enamel. These are ground with 5 - 7 % clay and 0.2 % Na nitrite as well as with water, applied, dried and baked. These basic enamels can contain nickel, cobalt, antimony, cerium, molybdenum and copper oxide as effective adhesives «. The oxides give the adhesive strength by causing reactions such. B. according to the following scheme i
gehen: Fe + NiO —> PeO + Ni.go: Fe + NiO -> PeO + Ni.
Bei diesen Reaktionen entsteht Eisenoxid, das sich im Grundemail auflöst. Gleichzeitig entstehen beim Emaileinbrand Gase wie CO und Hp. Diese Gase bilden im Grundemail eine Blasenstruktur, aus, die bei der Grundemaillierung nicht stört, da sie nach der Deckemallllerung nicht mehr in Erscheinung tritt.These reactions produce iron oxide, which is found in the base enamel dissolves. At the same time, gases such as CO and Hp are generated when the enamel is fired. These gases form one in the base enamel Bubble structure, which does not interfere with the basic enamelling, since it no longer appears after the cover has been painted occurs.
Auf das eingebrannte Grundemail wird dann naß vermählende Weiß« oder Farbemall aufgetragen, getrocknet, und in einem Wet-ground white or colored paint is then applied to the fired base enamel, dried, and all in one
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zweiten Einbrand aufgeschmolzen.second penetration melted.
Die Gesamtschichtstärke dieser konventionellen Emaillierung ist relativ groß. In neuerer Zelt ist man bemüht, die Dicke der Emailsohichten herabzusetzen, weil die physikalischen Eigenschaften dünnerer EmailüberzUge günstiger sind. So zeigen diese Schichten z. B. eine verringerte Abplatzneigung. Dadurch wird die Anfälligkeit gegen Montage und Transportschäden erniedrigt.The total thickness of this conventional enamelling is relatively large. In the newer tent one tries hard, the fat one of the enamel layers decrease because of the physical properties thinner enamel coatings are cheaper. So these layers show z. B. a reduced tendency to flake. This will the susceptibility to assembly and transport damage is reduced.
Geringere Schichtstärken erhält man, indem man auf die Verwendung von Grundemails verzichtet und die Weißemails direkt auf den Stahl aufträgt. Man kennt heute zwei Direktemaillierverfahren, die technisch durchgeführt werden. Bei einem Verfahren emailliert man direkt in einer Schicht auf Stahlblech mit normalem Kohlenstoffgehalt. Vor der Emaillierung muß man auf der Blechoberfläche Haftschichten erzeugen, die Arsen, Antimon, Kupfer oder Nickel enthalten.Dies erfordert eine große Anzahl von Vorbehandlungsbädern. Bei einseitiger Weißemaillierung werden ausreichende Oberflächen erhalten. Bei beidseitiger Direktemaillierung von kohlenstoffhaltigem Blech sind die Oberflächen stark porös und zeigen viele dunkle Punkte. Die Qualität der Emaillierung entspricht nicht den heutigen Anforderungen.Lower layer thicknesses are obtained by dispensing with the use of basic enamels and applying the white enamel directly applies the steel. Today we know two direct enamelling processes that are carried out technically. In one proceeding one enamels directly in a layer on sheet steel with normal carbon content. Before enamelling you have to go to the Sheet metal surface create adhesive layers that contain arsenic, antimony, copper or nickel; this requires a large number of pretreatment baths. Sufficient surfaces are obtained with white enameling on one side. With direct enameling on both sides The surfaces of carbon-containing sheet metal are very porous and show many dark spots. The quality of the Enamelling does not meet today's requirements.
Beim Direktweißverfahren auf entkohltem Stahl mit einem C-Gehalt von etwa 0,005 % bekommt man wesentlich bessere Emailoberfllchen· Für dieses Emaillierverfahren 1st wiederum eine komplizierte Sonderbehandlung des Stahles nötig. Bekanntlich kommt es bei der konventionellen Grundemaillierung zu einer Aufrauhung der Blech-With the direct whitening process on decarburized steel with a C content of around 0.005 % , you get significantly better enamel surfaces. For this enamelling process, a complicated special treatment of the steel is necessary. It is well known that conventional basic enamelling results in a roughening of the sheet metal
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oberfläche.sowie einer Kobalt- und Nickelanreicherung an der Grenzfläche Email-Metall. Diese beiden Vorgänge müssen bei der Direktemaillierung vor dem Emailauftrag bei der Blechvorbehandlung ablaufen. Deshalb muß man die Bleche nach der Entfettung noch sorgfältiger wie bei der konventionellen Emaillierung vorbehandeln. Man muß einen bestimmten Beizabtrag erzielen und vernickeln, wobei die Menge des aufgetragenen Nickels von der Menge des abgebeizten Eisens abhängt. Zum Beizen werden Weinsäure, Glykolsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure oder Zitronensäure verwendet. Auf das speziell vorbehandelte Blech wird das Weißemail durch Spritzen aufgebracht und nach dem Trocknen eingebrannt .surface. as well as a cobalt and nickel enrichment on the Enamel-metal interface. With direct enamelling, these two processes must be carried out before the enamel is applied during sheet metal pre-treatment expire. Therefore, after degreasing, the sheets have to be pretreated more carefully than with conventional enamelling. You have to achieve a certain pickling rate and nickel-plating, whereby the amount of nickel applied depends on the Depends on the amount of iron pickled. Tartaric acid is used for pickling, Glycolic acid, phosphoric acid, nitric acid or citric acid used. The White enamel applied by spraying and baked on after drying.
Die Direktemaillierung hat gegenüber der konventionellen Emaillierung qualitative und wirtschaftliche .Vorteile«■ Der Eraa.ilverbrauch ist geringer und es wird nur einmal eingebrannt» Die Vorteile werden zum Teil durch die komplizierte Vorb©handl\mg des Bleches wieder ausgeglichen«.The direct enamelling has compared to the conventional enamelling qualitative and economic. advantages «■ Eraa.il consumption is lower and it is only burned in once »The advantages are partly due to the complicated preparation of the sheet balanced again «.
Es wurde nun ein. Verfahren zw Zw@ischiehtemailliex°ung in einem I Brand gefunden^ das dadurch gekennzeiehnet ist* daß man auf' den zu emaillierenden Gegenstand einen Grundemailschiiekes? aufträgt, trocknet, ein Deok©mall aufträgt und beide Schienten in üblicher Weise einbrennt^ wobei ©in Grandemailsehlieker verwendet wird* eine feinteilig© Gir-iandemailfritte sowie 1 ·= 4 Gewichtsprozent Aliaminate und 2-15 Gewichtsprozent Phosphate^, bezogen auf Fastsubstanz, enthält«It now became a. Process between double enamel lamination in one I. Brand found ^ which is marked by * that one on 'the the object to be enamelled a basic enamel seal? applies, dries, applies a deodorant and both splints in the usual way Way burns in ^ where © is used in Grandemailsehlieker * a finely divided © Gir-iandemail frit and 1 · = 4 percent by weight Aliaminates and 2-15 percent by weight of phosphates ^, based on Fast substance, contains "
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Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß man auch ohne umständliche Beizvorbereitungen und ohne Anwendung von Nickel- oder sonstigen Niederschlägen eine für alle Blechsorten und Gußeisen geeignete dünnschichtige Emaillierung mit einer Schichtdicke unter 0,15 mm in einem Brand durchführen kann. Bei dem neuen Dünnschichtverfahren wird eine Grundemailschicht auf konventionell vorbehandeltes Blech so dünn aufgetragen* die nach dem Trocknen auch durch fließendes Wasser nieht wieder abgelöst werden kann und bei der das Einspritzen von einem" Weißemailschlicker ohne Schwierigkeiten möglieh ist«, Nach dem Trocknen des Deckemails können Grund- und Deekemail gemeinsam eingebrannt werden. Nach diesem Verfahren bekommt man einwandfreie, dünnschichtige Emaillierungen wie bei der Einsehiehtemaillierung,, wenn man an sich bekannte Grundemails jedoch in einer neuen SchlickerzusammensetzungSurprisingly, it has been found that you can also without cumbersome pickling preparations and without using Nickel or other precipitates with a thin-layer enamelling suitable for all types of sheet metal and cast iron a layer thickness of less than 0.15 mm in a fire. With the new thin-layer process, a base enamel layer is used Applied so thinly on conventionally pretreated sheet metal * that after drying also with running water Can never be removed again and in which the injection of a "white enamel slip" without difficulty is possible «, After the cover enamel has dried, basic and deekemail can be branded together. According to this procedure you get perfect, thin-layer enamelling as in the case of enameling, if one confessed to oneself Basic enamel, however, in a new slip composition
Einen auf dem Blech selbst-härtenden Grundemailschlicker kann man erfindungsgemäß herstellen, wenn man die Grundemails mit einer größeren MeHgS9 vorzugsweise 2-15 Gewichtsprozent, bezogen auf Festsubstanz, der Phosphate von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, " Zink, Aluminium,, Eisen, Kobalt und Nickel ver-Ebenso sind Polyphosphate sowie Metaphosphate wie z. B.A self-hardening base enamel slip on the sheet can be produced according to the invention if the base enamel is given a larger MeHgS 9, preferably 2-15 percent by weight, based on solid substance, of the phosphates of alkali metals, alkaline earth metals, zinc, aluminum, iron, cobalt and nickel Likewise, polyphosphates and metaphosphates such as
geeignet,, Es ist vorteilhaft, eine Mischung mehrerer Phosphate zu verwenden. Man kann die Haftung der Grundemail® noeh verbessern, wenn man dem Schlicker Hydroxi· de von Metallen, die im Grundemail für die Haftschichtbildung verantwortlich sind* zufügt, z. B. Kobalt-, Nickelhydroxid.suitable ,, It is beneficial to have a mixture to use several phosphates. One can have liability the Grundemail® can still be improved if you add Hydroxi de of metals in the base enamel for the formation of the adhesive layer are responsible * adds, e.g. B. cobalt, nickel hydroxide.
Der Haftoxiägehalt des Grundemails kann bis zu etwa 5 % betragenp in extremen Fällen kann er jedoehvauch höher ^Liegen.The Haftoxiägehalt of the ground coat can be up to about 5% p in extreme cases, it jedoehvauch higher ^ chairs.
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Ferner soll die Grundemailschicht Aluminate in Mengen von etwa 2 - k Gewichtsprozent, bezogen auf Pestsubstanz, enthalten. Als Aluminate kommen infrage: Alkalialuminate, Aluminiumhydroxide, Aluminiumoxidhydrate sowie aktive Aluminiumoxide, wie z. B.-v--Furthermore, the base enamel layer should contain aluminates in amounts of about 2 - k percent by weight, based on the powder substance. Possible aluminates are: alkali aluminates, aluminum hydroxides, aluminum oxide hydrates and active aluminum oxides, such as. B.-v--
pO.,. Die Schichtstärke der bei diesem neuen Verfahren verwendeten Grundemails soll vorzugsweise bei etwa 0,025 nun liegen. Grundemails für einen derartigen dünnen Auftrag enthalten vorzugsweise einen hohen Haftoxidgehalt, damit sie zehrbeständig sind. Vorzugsweise werden Grundemailschlicker verwendet, die frei sind von den konventionellen Mühlenzusätzen wie Quarz, Ton, Stellsalzen usw. oder zumindest einen wesentlich geringeren Gehalt dieser Zusätze aufweisen. pO.,. The layer thickness used in this new process Basic enamels should now preferably be around 0.025. Basic enamels for such a thin order preferably contain a high adhesive oxide content so that they are durable. Base enamel slips are preferably used which are free from conventional mill additives such as quartz, Have clay, setting salts, etc. or at least a significantly lower content of these additives.
Das Verfahren eignet sich zur Emaillierung metallischer Gegenstände jeglicher Art, die nach dem Zweischicht-Verfahren emailliert werden. Das Grundemail muß lediglich in bekannter Weise auf das Deckemail abgestimmt werden.· Die Einbrenntemperaturen liegen je nach dem zu emaillierenden Material und der verwendeten Fritten bei Temperaturen von ca. 720 bis 880° C. t The process is suitable for enamelling metallic objects of any kind that are enamelled using the two-layer process. The base enamel must be adjusted only in a known manner to the top enamel. · The baking temperatures are depending on the material to be enameled and of the frits used at temperatures of about 720-880 ° C. t
Das neue Verfahren kann bei den Temperaturen durchgeführt werden, bei denen man nach der konventionellen Arbeitsweise mit Grundemails eine einwandfreie Haftung erzielen kann. Neben Weißemails können zur Deckemal11Ierung auch in der Schmelze angefärbte Emails und Transparentemails verwendet werden. Nach diesem Verfahren kann man die Emailschichtstärke um etwa 50 % gegenüber der konventionellen Arbeitsweise senken. Man hat die gleichen Vorteile der dünnen Schichtstärke wie bei der Einschichtemai liierung. Dieser gegenüber bringt das neue VerfahrenThe new process can be carried out at temperatures at which perfect adhesion can be achieved using the conventional method of working with base enamels. In addition to white enamels, enamels colored in the melt and transparent enamels can also be used for painting the top. With this method, the thickness of the enamel layer can be reduced by around 50% compared to the conventional method. One has the same advantages of the thin layer thickness as with the single layer enamelling. Opposite this brings the new procedure
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eine bedeutend einfachere Vorbehandlung der zu emaillierenden Gegenstände und eine größere Sicherheit bei der Haftung.a significantly simpler pretreatment of the objects to be enamelled and greater security in terms of adhesion.
Ein Grundemail der ZusammensetzungA basic email of the composition
SiO2 42 % P 2 % SiO 2 42 % P 2 %
Al2O, 5 % CaO 6 % Al 2 O, 5 % CaO 6 %
B2O3 19 # NiO 5 % B 2 O 3 19 # NiO 5 %
Na2O 19 % CoO 1,5 % Na 2 O 19 % CoO 1.5 %
K2° * J* P2°5 1 # K 2 ° * J * P 2 ° 5 1 #
wird zusammen mit 2 Ji Natriumaluminat, 2 % Trikaliumphosphat, 2 # Eisenphosphat, 2 # Zinkphosphat, 2 # Magnesiumhydrogenphosphat und 0,5 # Lithiumphosphat sowie 55 % Wasser, bezogen auf Prittensubstanz, feinvermahlen. Die Suspension wird so fein gemahlen, daß der Rückstand auf einem I69OO Maschensieb unter 10 % liegt. Die feingemahlene Suspension wird in dünner Schicht auf den zu emaillierenden Gegenstand gespritzt und getrocknet. Nach dem Trocknen wird auf das erhärtete Grundemail ein Weißk email, das für die Einbrenntemperatur von 820° C geeignet ist, naß aufgespritzt. Nach dem Trocknen des Deckemailschlickers werden Grund- und Deckemail bei 82Ο0 C eingebrannt.is finely ground together with 2 Ji sodium aluminate, 2 % tripotassium phosphate, 2 # iron phosphate, 2 # zinc phosphate, 2 # magnesium hydrogen phosphate and 0.5 # lithium phosphate as well as 55 % water, based on pritten substance. The suspension is ground so finely that the residue on a 16,900 mesh sieve is below 10 % . The finely ground suspension is sprayed in a thin layer onto the object to be enamelled and dried. After drying, a white enamel, which is suitable for the baking temperature of 820 ° C, is sprayed wet onto the hardened base enamel. After drying the Deckemailschlickers basic and cover enamel are baked at 82Ο 0 C.
Ein Grundemail der ZusammensetzungA basic email of the composition
SiO2 45 % P 2 % SiO 2 45 % P 2 %
Al2O, 6 % CaO 6 % Al 2 O, 6 % CaO 6 %
B2O, 17 % NiO 5 % B 2 O, 17 % NiO 5 %
Na2O 19 % CoO 1 % Na 2 O 19 % CoO 1 %
K2O 4 % t ■■ K 2 O 4 % t ■■
wird zusammen mit 1 % Natriumaluminat, 1 % Trikaliumphosphat,is used together with 1 % sodium aluminate, 1 % tripotassium phosphate,
r λ ^ ω,,, c 109823/0186 r λ ^ ω ,,, c 109823/0186
Le A 10 814 - 6 -Le A 10 814 - 6 -
1, % Eisenphosphat, 1 % Lithiumphospat sowie 55 % Wasser wiederum feinst vermählen und auf den zu emaillierenden Gegenstand aufgespritzt. Auf den getrockneten Bisquit wird ein 820° C-Weißemail dünn aufgespritzt, getrocknet und zusammen mit dem Grundemail bei einer Gesamtschichtdicke von etwa 0,15 mm eingebrannt.1. % iron phosphate, 1 % lithium phosphate and 55 % water again finely ground and sprayed onto the object to be enamelled. A thin 820 ° C white enamel is sprayed onto the dried biscuit, dried and baked together with the base enamel with a total layer thickness of about 0.15 mm.
Ein Grundemail der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 wird zusammen mit 2,5 % Natriumaluminat* 2a 5 % Trikaliumpnosphafe,, 2,5 % Eisenphosphat, 2S5 % Zinkphosphat s 2,5 %■Magneslumhydrogenphosphatj, 0,5 % Ton und 0fl5 % Bstonit sowie 55 % Wasser feinst vermählen, auf ein Stahlblech Qer Sorte USt-12 arnfge«= spritzt und getrocknete Auf diesen fest@n Grunderaailbisquit wird ein Titanweißemall mit ©ines5 EInbrenntempe^afcu?1 won 820° G " aufgetragen, getrocknet und zusammen mit ö@m Grundemail ©!ungebrannt. A base enamel of the composition according to Example 1 is given together with 2.5 % sodium aluminate * 2 a 5 % tripotassium phosphate, 2.5 % iron phosphate, 2 S 5 % zinc phosphate s 2.5 % ■ magnesium hydrogen phosphate, 0.5 % clay and 0 fl 5% Bstonit and 55% water is ground very fine, on a steel plate Qer variety VAT 12 arnfge "= injected and dried to declare what this @ n Grunderaailbisquit a Titanweißemall with © ines 5 EInbrenntempe ^ afcu? 1 won 820 ° G "applied, dried and unfired together with ö @ m basic enamel ©!
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |