DE1814570A1

DE1814570A1 - Glaze composition for mineral tiles

Info

Publication number: DE1814570A1
Application number: DE19681814570
Authority: DE
Inventors: Strimple James Hoyt; Lindson John Thomas
Original assignee: Titan GmbH
Current assignee: Titan GmbH
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1968-12-13
Publication date: 1969-07-10

Description

Glasurzusammensetzung für Mineralplatten Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige keramische Zusammensetzung, die zum Überziehen einer Mineralplatte (mine ral board) mit einer keramischen Glasur brauchbar ist. Die Glasur besitzt eine Garbrandtemperatur (maturing temperature) zwischen 550 bis 760°C, einen Ausdehnungskoeffizient von 70 bis 90 x 10-7 pro oO und einen Reflexionswert zwischen 70 % und 90 %. Glaze Composition for Mineral Slabs The present invention relates to a novel ceramic composition used for coating a mineral plate (mineral board) with a ceramic glaze is usable. The glaze owns a maturing temperature between 550 and 760 ° C, a coefficient of expansion from 70 to 90 x 10-7 per oO and a reflection value between 70% and 90%.

In der Vergangenheit wurden viele Typen von Blei-Bor-Silikat-Frittenzusammensetzungen hergestellt. Einige dieser Zusammensetzungen verwendete man mit Erfolg als Überzüge auf Glas, verschiedenen Keramikartikeln und Metallen, die bei niedriger Temperatur schmelzen. In jedem Fall muss die Zusammensetzung genau angefertigt werden, um ZU dem Jeweiligen Gegenstand zu passen, damit ein verträglicher fest haftender keramischer Überzug auf der Oberfläche des verwendeten Substrats aufge bracht werden kanne Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine keramische Zusammensetzung hergestellt, die zur Bildung einer keramischen Glasurmasse auf einer feuerfesten Mineralpiatte brauchbar ist, Die Glasurmasse enthält eine Mischung aus einer Frittenzusammensetzung und TiO2 als Trübungsmittel (opacifying agent); diese Frittenzusammensetzung enthält 30 % bis 60 % @bO, 7 % bis 15 % B2O3, 25 % bis 45 % SiO2, 0 % bis 7 % NaO und 0 % bis 7 % K2O, wobei die Summe Na2O + K20 4 % bis 10 5£ beträgt, 0,5 bis 5 % TiO2, 0,5 % bis 5 % ZrO2 und 0,2 % bis 5 % Al2O3, wobei die als Trübungsmittel zu der Mischung zugege bene TiO2-Menge 5 % bis 25 % beträgt und alle Prozentangaben auf das Gewicht der Pritte bezogen sind.Many types of lead-boron-silicate frit compositions have been used in the past manufactured. Some of these compositions have been used with success as coatings on glass, various ceramics and metals that are at low temperature melt. In any case, the composition must be made exactly to ZU to fit the respective object, thus a compatible, firmly adhering ceramic Coating can be applied to the surface of the substrate used in accordance with According to the present invention, a ceramic composition is prepared which to form a ceramic Glaze on a refractory Mineral plate is useful. The glaze contains a mixture of a frit composition and TiO2 as an opacifying agent; this frit composition contains 30% to 60% @bO, 7% to 15% B2O3, 25% to 45% SiO2, 0% to 7% NaO and 0 % to 7% K2O, whereby the sum Na2O + K20 is 4% to 10 5 £, 0.5 to 5% TiO2, 0.5% to 5% ZrO2 and 0.2% to 5% Al2O3, the opacifiers being added to the Mixture added TiO2 amount is 5% to 25% and all percentages are based on the weight of the Pritte.

Die keramische Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird zum Überziehen einer feuerfesten Schlackenwolle (mineral wool), als gepresste Masse, wie Wandplatten (wall boards) und Deckenfliesen (ceiling tiles) verwendet. Der keramische Überzug muss einen verträglichen Ausdehnungskoeffizienten, eine Garbrandtemperatur zwischen 5500e und 760°C und eine glasierte Oberfläche mit einem hohen Reflexionawert besitzen Die Frittenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Blei-Bor-Silikat-System, in dem der PbO-Gehalt 30 % bis 60 %, der B2O3-Gehalt 7 % bis 15 % und das SiO2 25 % bis 45 % betragen, Bei diesen Bereichen beeitst die Fritte die gewünschte Garbrand temperatur. Die verwendete B203-Menge liegt geringfügig höher alu normal, um den Ausdehnungskoeffizienten zu verringern, während der SiO2-Gehalt niedrig ist, um die Garbrandtemperatur und den Ausdehnungskoeffizienten zu verringern Der Alkaligehalt wirkt als Flussmittel, um die Schmelztemperatur der Frittenzusammensetzung su verringern, das Alkali bedeutet jedoch auch eine Steigerung des Ausdehnungskoeffizienten. Es wurde Jedoch festgestellt, das 0 s bis 7 % Na2O und 0 % bis 7 % K20 bei einem Gesamtalkalig.halt von 4 % bis 10 % für die vorliegende Glasurzusammensetzung befriedigend sind.The ceramic composition of the present invention is used for Coating a refractory slag wool (mineral wool), as a pressed mass, used as wall boards and ceiling tiles. The ceramic The coating must have a compatible coefficient of expansion, a cooking temperature between 5500e and 760 ° C and a glazed surface with a high reflection value The frit composition of the present invention consists of one Lead-boron-silicate system in which the PbO content is 30% to 60%, the B2O3 content 7 % to 15% and the SiO2 25% to 45% Frit at the desired cooking temperature. The amount of B203 used is negligible higher alu normal to reduce the coefficient of expansion, while the SiO2 content is low in order to reduce the burn temperature and the expansion coefficient The alkali content acts as a flux to increase the melting temperature of the frit composition reduce su, but the alkali also means an increase in the coefficient of expansion. However, it was found that 0 s to 7% Na2O and 0% to 7% K20 in one Total alkaline content of 4% to 10% is satisfactory for the present glaze composition are.

Die Fritte enthält auch 0,5 % bis 5 % TiO2 und 0,5 % bis 5 % ZrO2. Das TiO2 wird zu der Frittenzusammensetzung zugegeben, um die chemische Dauerhaftigkeit zu verbessern, und die Säurebeständigkeit der Glasur zu steigern, während das ZrO2 zuge geben wird, um die Alkaliresistenz zu steigern0 Zusätzlich zu diesen sämtlichen Mitteln werden 0,2 % bis 5 % A1205 zugegeben, um die keramische Glasur zu härten.The frit also contains 0.5% to 5% TiO2 and 0.5% to 5% ZrO2. The TiO2 is added to the frit composition for chemical durability to improve, and to increase the acid resistance of the glaze, while the ZrO2 is added to increase alkali resistance0 in addition to all of these Agents are added 0.2% to 5% A1205 to harden the ceramic glaze.

Sämtliche vorstehenden Bestandteile werden innig vermischt und bei einer Temperatur von 115000 bis 1400°C unter Bildung einer geschmolzenen Masse verschmolzen. Durch Eingiessen der geschmolzenen Masse in Wasser wird die Fritte hergestellt0 Die Frittensusammensetsung wird dann mit 5 % bis 25 % TiO2 (zugegeben als Trübungsmittel) vermischt und die Mischung wird in 50 Teilen wasser pro 100 Teile Fritte intensiv nass gemahlen, Geringe Tonmengen, d.h. 0,1 % bis 4 % werden als Suspensionsmittel ugegeben und zusätzlich werden geringe Mengen, d.h. 0,1 % bis 0,5 ffi an Elektrolyten, wie NaNO2 und K2CO3, als Dispergiermittel sugegebeno Die gebildete Aufschlämmung (slip) wird dann auf die feuerfeste Platte aus Schlackenwolle gesprüht und die Uberzogene Platte wird bei einer Temperatur von 550°C bis 76000 zur Reifung der Glasur gebrannte Die Mineralplatte sollte vor des Überziehen vorzugsweise erhitzt werden, um in ihr etwa vorhandene flüchtige organische Bestandteile zu entfernen.All of the above ingredients are intimately mixed and added at a temperature of 115,000 to 1,400 ° C. to form a molten mass. The frit is made by pouring the molten mass into water The frit composition is then mixed with 5% to 25% TiO2 (added as an opacifier) mixed and the mixture is intense in 50 parts of water per 100 parts of frit wet ground, small amounts of clay, i.e. 0.1% to 4% are used as a suspension medium and in addition small amounts, i.e. 0.1% to 0.5% of electrolytes, like NaNO2 and K2CO3, as a dispersant suggesto the slurry formed (slip) is then sprayed onto the refractory slag made of slag wool and the coated Plate is fired at a temperature of 550 ° C to 76,000 to ripen the glaze The mineral plate should preferably be heated in order to be in it before coating to remove any volatile organic components present.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung9 ohne ihre Anwendung zu beschränken.The following examples illustrate the invention9 without its application to restrict.

Beispiel 1 Folgende gemahlene Bestandteile wurden innig vermischt: Gewichtsteile PbO . SiO2 46,0 ZrO2 . SiO2 1,5 Na2B4O7 11,5 H3BO3 3,7 SiO2 34,4 KNO3 6,45 TiO2 1,0 Al2O3 0,5 Dieser Rohansatz wurde dann bei 1350°C 1 Stunde verschmolzen, um das Rohmaterial vollständig zu schmelzen, wonach die geschmolzene Masse zur Frittenbildung in Wasser gegossen wurde.Example 1 The following ground ingredients were intimately mixed: Parts by weight of PbO. SiO2 46.0 ZrO2. SiO2 1.5 Na2B4O7 11.5 H3BO3 3.7 SiO2 34.4 KNO3 6.45 TiO2 1.0 Al2O3 0.5 This raw batch was then fused at 1350 ° C for 1 hour, to completely melt the raw material, after which the melted mass to form frits was poured into water.

Die Pritte besass folgende Zusammensetzung: Oxydformel (Gew.%) PbO 3900 B2O3 10,0 SiO2 42,0 Na2O 3,5 K20 3,0 TiO2 1,0 ZrO2 1,0 A1203 095 200 Teile dieser Frittenzusammensetzung wurden dann 10 Stunden mit folgenden Bestandteilen vermahlen: 200 Teile Frittenzusammensetzung 30 Teile TiO2 100 Teile H20 0,25 Teile Bentonit 0,3 Teile NaNO2 0,3 Teile K2CO3 Nach der Bildung der Aufschlämmung wurde eine feuerfeste Platte mit der Aufschlämmung überzogen und die überzogene Platte wurde 10 Minuten bei 6500C zur Reifung der Glasur erhitzt.The Pritte had the following composition: Oxide formula (wt.%) PbO 3900 B2O3 10.0 SiO2 42.0 Na2O 3.5 K20 3.0 TiO2 1.0 ZrO2 1.0 A1203 095 200 parts this frit composition was then 10 hours with the following ingredients grind: 200 parts frit composition 30 parts TiO2 100 parts H20 0.25 part bentonite 0.3 part NaNO2 0.3 part K2CO3 After the slurry is formed a refractory panel was coated with the slurry and the coated The plate was heated at 6500 ° C. for 10 minutes to allow the glaze to ripen.

Der Glasurüberzug auf der Mineral platte besass einen Ausdehnungskoeffizie,nten von 74,7 X 10-7 7 pro °C, eine Reflexion von 87,1 % und wies eine gleichmässige anhaltende undurchsichtige leuchtende weisse F b bung auf0 Beispiele 2 bis 5 Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Mengen der verwendeten Bestandteile verändert wurden. In den Beispielen 4 und 5 wurde die Titanmenge, die als Trübungsmittel der Mahlzugabe zugesetzt wurde, variiert Die Ergebnisse dieser Ansätze zusammen mit denen des Beispiels 1 sind in der folgenden Tabelle angegeben Bei allen diesen Ansätzen wurden Glasuren erzeugt, die die gleiche zur lität wie im Beispiel 1 belassen, ausgenommen Beispiel 5, bei dem der Reflexionswert etwas niedriger ware Beispiele 6 bis 8 Bei diesen Ansätzen wurden grössere Mengen Blei oxyd und kleinere Mengen Siliciumdioxyd verwendete Weiterhin wurde in Beispiel 6 kein A1203 und in Beispiel 7 kein ZrO2 zugegeben.The glaze coating on the mineral plate had a coefficient of expansion, nten of 74.7 X 10-7 7 per ° C, a reflection of 87.1% and was even Persistent opaque luminous white color on 0 Examples 2 to 5 That The procedure of Example 1 was repeated except that the amounts of components used have been changed. In Examples 4 and 5, the amount of titanium which was added as an opacifying agent to the mill addition varies. The results of this vary Approaches together with those of Example 1 are given in the table below All of these approaches produced glazes that were the same as leave in example 1, with the exception of example 5, in which the reflection value is somewhat lower ware Examples 6 to 8 In these runs, larger amounts of lead were used oxide and smaller amounts of silicon dioxide used. Furthermore, in Example 6 no A1203 and in example 7 no ZrO2 added.

Wenngleich die erzeugten Glasuren gute Qualität bemessen ergab doch die Abwesenheit von Al2O3 in Beispiel 6 eine weiche (soft) Glasur, während die Abwesenheit von ZrO2 in Beispiel 7 eine Glasur erzeugte, der Beständigkeit gegen Alkalien fehlte. Die Anwesenheit grösserer Mengen Bleioxyd (d.h.Even though the glazes produced were of good quality when measured the absence of Al2O3 in Example 6 a soft glaze, while the absence of ZrO2 in example 7 created a glaze of persistence against alkalis was absent. The presence of large amounts of lead oxide (i.e.

über 50 % PbO) und geringerer Mengen Siliciumdioxyd bewirkte bei den Glasuren, dass sie eine blassgelbe Farbe zusammen mit niedrigeren Reflexionswerten besassen. Die Ergebnisse dieser Ansätze sind in der folgenden Tabelle ebenfalls angegeben, Tabelle ielNr 1, 2 3 4 Frittenzusammensetzung % Bestandteile PbO 39 37 33 39 B203 10 8,5 12 10 SiO2 42 43 43,5 42 Na20 3,5 395 3.5 3,5 K20 3 3 3 3 TiO2 1 3 3 1 ZrO2 1 1 1 1 Al2O3 0,5 1 1 0,5 Mahl zugabe T102 % 15 15 15 25 Garbrandtemperatur °C 675 675 675 675 Ausdehnungskoeffizient pro °C 74,7 75,5 71,0 74,7 Reflexion % 87,1 87,2 85,8 87,0 T a b e l l e (Fortsetzung) Beispiel Nr. 5 6 7 8 Frittenzusammensetzung % Bestandteile PbO 39 54 54 54 3203 10 8 8 8 SiO2 42 28 28 28 Na2O 3,5 0 0 2 K2O 3ç0 4 4 2 TiO2 1,0 2 2 2 ZrO2 1,0 4 0 2 Al2O3 0p5 Q 4 2 Mahlzugabe T102 % 5 15 zu 15 Garbrandtemperatur °C 675 675 675 675 Ausdehnungskoeffizient pro °C 74,7 83,9 80,4 86,2 Reflexion % 82,3 78,2 80,7 75,0 Wenngleich die vorliegende Erfindung durch die angegebenen Beispiele beschrieben und erläutert wurde9 so versteht sich, dass sie nicht darauf beschränkt ist und dass andere Variationen und Änderungen innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche durchgeführt werden können0.over 50% PbO) and smaller amounts of silicon dioxide caused the Glazes that they have a pale yellow color along with lower reflectance values owned. The results of these runs are also in the table below given, table ielNr 1, 2 3 4 Frit composition% Ingredients PbO 39 37 33 39 B203 10 8.5 12 10 SiO2 42 43 43.5 42 Na20 3.5 395 3.5 3.5 K20 3 3 3 3 TiO2 1 3 3 1 ZrO2 1 1 1 1 Al2O3 0.5 1 1 0.5 Grind addition T102% 15 15 15 25 Cooking temperature ° C 675 675 675 675 Expansion coefficient per ° C 74.7 75.5 71.0 74.7% reflection 87.1 87.2 85.8 87.0 T a b e l l e (continued) Example No. 5 6 7 8 frit composition% components PbO 39 54 54 54 3203 10 8 8 8 SiO2 42 28 28 28 Na2O 3.5 0 0 2 K2O 3ç0 4 4 2 TiO2 1.0 2 2 2 ZrO2 1.0 4 0 2 Al2O3 0p5 Q 4 2 Grind addition T102% 5 15 to 15 cooking firing temperature ° C 675 675 675 675 Coefficient of expansion per ° C 74.7 83.9 80.4 86.2 reflectance% 82.3 78.2 80.7 75.0 Although the present one The invention was described and illustrated by the examples given9 so understood assures that it is not limited to it and that other variations and changes can be performed within the scope of the following claims0.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Ceramic composition for producing a ceramic glaze on the surface of a refractory slag made of slag wool, characterized in that that they are based on a mixture of a frit composition and TiO2 as an opacifier consists, with the frit composition 30% to 60% PbO, 7% to 15% B2O3, 25% to 45% SiO2, 0% to 7% Na2O and 0% to 7% K2O, where the sum of Na2O + K2O 4% to 10%, and 0.5% to 5% TiO2, 0.5% to 5 s ZrO2 and 0.2 Contains% to 5 * Al 2 O 3 and the su added to the mixture as an opacifier TiO2 amount is 5% to 25% and all percentages are based on the weight of the frit are related.

20 Refractory slag made of slag wool with a ceramic glass coating on its surface, characterized in that the ceramic glaze 5% to Contains 25% TiO2 as an opacifier, with the remainder being a cooked frit composition which is 30% to 60% PbO, 7% to 15% B2O3, 25% to 45% SiO2, 0% to 7% Na2O and 0% to 7% K209 where the sum of Na2O + K2O is 4% to 10%, 0.5% up to 5% TiO2, 0.5% to 5; Contains ZrO2 and 0.2% to 5% Al2O3 and is capable of yarns to be burned at temperatures of 550 ° C to 7600C, with all percentages are based on the weight of the frit.

30 method for the production of a ceramic glaze coating the surface of a refractory slag made of slag wool, characterized in that that one makes a frit composition that 30 s to 60% PbO, 7% to 15 % B203, 25% to 45% SiO2, 0% to 7% Na2O, 0% to 7% K2O, where the sum of Na2O + K2O 4% to 10%, 0.5% to 5% TiO2, 0.5% to Contains 5% ZrO2 and 0.5% to 5% Al2O3, 5% to 25% TiO2 as opacifiers this frit composition mixed, the percentages being by weight related to the frit9 the frit and the TiO2 to form a slurry grinds, applying the slurry to the surface of the slag wool plate and the coated plate at a temperature of 550 ° C to 760 ° C to ripen the Coating burns and so on the surface of the slag wool plate a ceramic Glaze produced, 0