DE1646542C - Verfahren zur Herstellung eines Zir konorthosilikatfarbkorpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Zirkonorthosiükatfarbkörpers durcli Mischen von Zirkonoxid, Kieselsäure, Ammonvanadat bzw. Praseodymoxid und üblichen Mineralisierungsmitteln und Glühen dieser Mischung.

Zirkonorthosilikatfarbkörper sind wegen ihrer chemischen und thermischen Beständigkeit für die Herstellung farbiger Glasuren von besonderer Bedeutung. In dieser Gruppe keramischer Zirkonfarbkörper werden der blaue vanadinhaltige und der gelbe praseodymhaltige Farbkörper bevorzugt verwendet.

Diese Farbkörper werden hergestellt, indem man ein Gemisch von Zirkonoxid, Kieselsäure, Ammonvanadat bzw. Praseodymoxid sintert. Zur Beschleunigung dieser Sinterr;aktion werden sogenannte Mineralisierungsmittel zugesetzt. Zu den Mineralisierungsmitteln gehören hauptsächlich Alkalisalze, vorzugsweise Natriumfluorid und auch Natriunchlorid. Diese Mineralisierungsmittel erleichtern den Eintritt des farberzeugenden Oxids in das Kristallgitter des Zirkonorthosilikats.

Die Farbintensität des Farbkörpers hängt unter anderem von der Menge eines in das Kristallgitter eingebauten farberzeugenden Oxids ab. Jt mehr farbgebendes Oxid in das Gitter eingebaut wird, desto intensiver ist die erzielte Farbe. Hierdurch steigt die Ergiebigkeit des Farbkörpers an. Im allgemeinen ist es üblich, oas überschüssige, also nicht in das Kristallgitter eingebaute Vanadinoxid z. B. mit wäßrigem Ammoniak aus dem Farbkörper auszuwaschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, möglichst das gesamte farbgebende Oxid beim Sintern irreversibel in das Kristallgitter einzubauen, um so einen Farbkörper besonderer Farbintensität und Ergiebigkeit zu erhalten und gleichzeitig den aufwendigen Auswaschvorgang zur Entfernung des überschüssigen, nicht gebundenen Oxids zu vermeiden.

Erfindungsgemäß gelingt dies überraschenderweise dadurch, daß man der Mischung vor dem Glühen 1 bis 5 Gewichtsprozent Ammonnitrat zusetzt.

Bei dem erfindungsgemäß erhaltenen Farbkörper ist die gesamte Menge des der Mischung zugesetzten farbgebenden Oxids im Kristallgitter des Zirkonorthosilikats fest gebunden. Dies zeigt sich in der gewünschten Intensivierung des Farbtons und ist leicht daran zu erkennen, daß es nicht möglich ist, mit wäßrigem Ammoniak aus dem gesinterten Farbkörper Vanadin auszuwaschen.

Das Oxydationsmittel Ammonnitrat hat den Vorteil, daß nach dem Sintern keine Ionen des Oxydationsmittels mehr im Farbkörper enthalten sind. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es möglich, einen Teil des Ammonnitrats durch Natriumnitrat zu ersetzen, wenn man den Natriumgehalt des Mineralisierungsmittels entsprechend verringert.

Entsprechend dem Stand der Technik mußte man davon ausgehen, daß bei der Herstellung des blauen Zirkonvanadinfarbkörpers die blaue Farbe durch Reduktion von V-wertigem Vanadin zu IV-wertigem Vanadin und Einbau des IV-wertigen Vanadins erzeugt werden wlirde. Es sei auf die Zeitschrift »Transactions of the British Ceramic Society«, Bd. 61, 1962, S. 380/ 381, hingewiesen. Hier ist davon die Rede, daß das Vanadin zu dem blauen Vanadyl-VO'Mon reduziert werden würde. Diese Meinung wurde immer wieder vertreten, so z. B. in der britischen Patentschrift 1 107 506, referiert in »Journal of Applied Chemistry«, IQ (\ 9691. Π) i-56. Dort heißt es, daß der Calcinierungs-Vorgang in einer niditoxydierenden oder reduzierenden Atmosphäre durchgeführt werden soll. Es wird beispielsweise die Verwendung eines Graphittiegels vorgeschlagen. Es wird ferner verwiesen auf die frjn-

zösische Patentschrift 1 427 877. Dort heißt es auf S. :, rechte Spalte, vorletzter Absatz, daß man gasförmig Reduktionsmittel für das V-wertige Vanadinion verwenden solle.

Die Fachwelt war also der Meinung, daß die Her

ίο stellung des blauen Zirkonvanadinfarbkörpers unter reduzierenden Bedingungen stattfinden müßte. F-., war deshalb besonders überraschend, daß trotz der Verwendung eines Oxydationsmittels wie Ammonium nitrat hervorragende Zirkonvanadinblaufarhkörper erhalten werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand folgender Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1 ^ao Herstellung von Zirkon-Vanadin-Blau

105 g Zirkonoxid einer Korngröße von 1 bis 10 μ, 52 g Quarzpulver einer Korngröße von 20 bis 30 μ.

9 g Ammonvanadat,
^aS 6 g Natriumfluorid,
3 g Natriumchlorid.
5 g Ammonnitrat,

werden miteinander gemischt und 2 Stunden bei 920 bis 950⁰C calciniert. Die Aufheizdauer beträgt etwa 4 Stunden. Es wird ein blauer Farbkörper hoher Intensität erhalten.

Beispiel 2

105 g Zirkonoxid mit einer Teilchengröße von 1 bis

10 μ,
52 g Quarzpulver mir einer Teilchengröße von 20

bis 30 μ,

4,3 g Praseodymoxid (90°/₀ Pr₁₁O₁₁), 6 g Natriumfluorid,
1 g Natriumchlorid,
5 g Ammonnitrat

,. werden miteinander gemischt und 2¹J₂ Stunden bei 970⁰C calciniert. E? entsteht ein intensiv gelbgefärbter Farbkörper.

Beispiel 3

105 g Zirkonoxid mit einer Teilchengröße von 3 bis

6 μ. 52 g Quarzpulver mit einer Teilchengröße von 20

bis 25 μ,

4,3 g Praseodymoxid (90°/₀ Pr₆O₁₁), 6 g Natriumfluorid, 1 g Natriumchlorid, 1 g Natriumnitrat, 3 g Ammonnitrat

werden miteinander gemischt und bei 95O°C 2 Stunden calciniert. Es entsteht ein intensiv gelbgefärbter Farbkörper.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Herstellung eines keramischen Zirkonorthosilikatfarbkörpers durch Mischen von Zirkonoxid» Kieselsäure, Ammonvanadat bzw. Praseodymoxid

J 646 542

lind üblichen Mineralisierungsmitteln und Glühen fieser Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß man der Mischung vor dem Glühen I bis 5 Gewichtsprozent Ammonnitrat zusetzt.
^Ί. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Ammonnilrai· durch Alkalinitrat, vorzugsweise Natriumnitrai unter gleichzeitiger entsprechender Verringerunj des Alkaligehaltes des Mineraliaierungsmitiels er setzt.