DE19619168C1 - Keramische Färbelösung (grau) und ihre Verwendung - Google Patents
Keramische Färbelösung (grau) und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine keramische Färbelösung, die im wesentlichen aus Wasser und darin
gelöster Metallverbindung besteht, und ihre Verwendung.
Es ist bekannt, keramische Fliesen durch oberflächliches Aufbringen von in den Scherben ein
dringenden Färbelösungen und anschließendes Brennen zu dekorieren. Da die Färbelösungen
beim Brennen mit dem Scherben reagieren, ist eine Oberflächenversiegelung oder -fixierung
nicht mehr erforderlich. Die Färbelösungen enthalten entweder anorganische Metallverbindun
gen - Salze (Halogenide, Sulfate, Nitrate) und Komplexe - oder organische Metallkomplexe
(Metallchelate). Beim Einbrennen bilden sich daraus die entsprechenden Metalloxide oder Me
tallsilicate als farbgebende Komponenten. Die Färbelösungen besitzen eine wasserähnliche
Konsistenz, so daß sie sich durch Aufsprühen auf die zu dekorierenden Fliesen aufbringen las
sen. Um für die Siebdruck-Technik geeignet zu sein, müssen sie zu Pasten verdickt werden,
zum Beispiel durch den Zusatz eines Celluloseethers oder von wasserlöslicher Stärke (cfi/Ber.
DKG 70 (1993), 146-148).
Nach der deutschen Patentanmeldung V 5652 IV c lassen sich Iris- und Regenbogeneffekte auf
Gegenständen aus Glas, Keramik, Porzellan und Kunststoff erzielen, indem die Gegenstände
in Lösungen von Chloriden und Bromiden des vierwertigen Titans, Zirkoniums oder Hafniums in
organischen wasserlöslichen Lösungsmitteln eingetaucht und anschließend gegebenenfalls in
der Hitze getrocknet werden.
DE 20 12 304 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung farbiger keramischer Werkstoffe unter
Verwendung der Lösung mindestens einer farbigen anorganischen Verbindung eines Metalls
der Nebengruppen des Periodensystems der Elemente. Bevorzugt werden die Salze von Ko
balt, Chrom, Mangan, Eisen und Titan in wäßriger Lösung und tiefschwarze Farbtöne. So wird
beispielsweise aus einer Aluminiumoxid-Keramik durch Behandeln mit einer wäßrigen Lösung
von Eisenchlorid, Chromsäureanhydrid, Kobaltacetat, Mangannitrat und Titanylsulfat, Trocknen
und Brennen eine schwarzgefärbte Keramik erhalten, deren Schwarzfärbung infolge des Titan-Gehaltes
bei einem nachfolgenden Brand in reduzierender Atmosphäre noch verstärkt wird.
Aus DE 21 17 449 A ist es bekannt, ungebrannte Keramik-Gegenstände durch Aufbringen und
anschließendes Einbrennen von Farblösungen zu dekorieren. Die Farblösungen sind Lösungen
von Salzen der Übergangsmetalle (genannt werden Kupfer, Kobalt, Chrom, Eisen, Mangan,
Nickel, Gold, Platin, Uran) in wäßrigen Mischungen, Glycerin, Alkohol, Zuckerlösungen oder
ähnlichen Flüssigkeiten. Beim Brennen zersetzen sich die Übergangsmetallsalze zu den Oxi
den, die die äußere Oberfläche der Keramik-Gegenstände gleichmäßig färben. Empfehlenswer
te Salze der Übergangsmetalle sind u. a. die Acetate, Sulfate, Nitrate und Chloride. Die Farblö
sungen können ein oder mehrere Übergangsmetallsalze enthalten.
In DE 31 09 927 C2 wird ein Verfahren zur Herstellung von mit Porphyr- oder ähnlichen Mu
stereffekten dekoriertem keramischem Material unter Verwendung von flüssigen Farbzuberei
tungen in Form einer Dispersion oder Lösung einer oder mehrerer färbender Metallverbindun
gen in hydrophilem organischem Lösungsmittel, gegebenenfalls im Gemisch mit hydrophobem
organischem Lösungsmittel und/oder Wasser, und Trocknung und Brennen vorgeschlagen. Ge
eignete Farbzubereitungen bestehen zum Beispiel aus Kobaltcarbonat, Dipenten und Polyacry
latharz, aus Nickelchlorid, Celluloseether, Polypropylenglykol und Wasser und aus Kobaltnitrat,
Eisenchlorid, Kobaltoxid, Nickeloxid und Polyethylenglykol.
DE 43 20 072 C1 betrifft ein Verfahren zum Blau-, Lila- oder Rosafärben von Keramik-Oberflä
chen unter Verwendung wäßriger Lösungen von Goldsalzen, zum Beispiel Gold(III)-chlorid und
Tetrachlorogoldsäure. Die Goldsalz-Lösungen werden durch Sprühen, Tauchen, Malen oder
Drucken aufgebracht. Die mit den Goldsalz-Lösungen behandelte Keramik wird getrocknet und
bei Temperaturen zwischen 300 und 1400°C gebrannt. Bei der thermischen Zersetzung der
Goldsalze bildet sich elementares Gold in feinverteilter Form. Die erzeugten Farbtöne hängen
sowohl von der Gold-Konzentration der wäßrigen Lösungen als auch von der Brenntemperatur
ab.
Es stehen keramische Färbelösungen zur Verfügung, mit deren Hilfe sich in ansprechenden
Farben eingefärbte Fliesen und andere keramische Gegenstände herstellen lassen. Auch die
Erzeugung grauer Farben mit entweder Eisen- und Kobaltverbindungen oder Rutheniumverbin
dungen enthaltenden Färbelösungen ist bekannt; allerdings weisen diese grauen Farben Grün-,
Braun- oder Blaustiche auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine im wesentlichen aus Wasser und darin
gelöster Metallverbindung bestehende Färbelösung zu finden, mit der sich auf keramischen
Gegenständen neutrale - das heißt, von Farbstichen freie - graue Farben erzeugen lassen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Färbelösung, die als gelöste Metallverbin
dung eine Palladiumverbindung enthält.
Bewährt hat sich die erfindungsgemäße Färbelösung mit einer Palladium-Konzentration von
0,1-25 Gewichts-%; vorzugsweise beträgt die Palladium-Konzentration 0,2-5 Gewichts-%.
Für die Färbelösung eignen sich solche Palladiumverbindungen, die in Wasser löslich sind oder
wasserlösliche Verbindungen bilden. Die Palladiumverbindungen können Salze anorganischer
und organischer Säuren, anorganische Komplexverbindungen und Verbindungen mit organi
schen Komplex- oder Chelatbildnern sein. Palladiumverbindungen dieser Art sind an sich be
kannt und im Handel erhältlich. Beispiele dafür sind Palladiumchloride, -sulfate, -nitrate und
-acetate, Halogenopalladate, Palladiumammin-Komplexverbindungen und Chelate mit Alka
nolaminen, besonders Di- und Triethanolamin, Diketonen, besonders Acetylaceton, Hydroxy
carbonsäuren, besonders Milchsäure und Citronensäure, und Aminopolycarbonsäuren, wie
Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure und Hydroxyethylethylendiaminotriessig
säure. Besonders bewährt haben sich Palladium(II)-chlorid, Palladium(II)-sulfat und die
Tetrachloropalladate. Die Palladiumverbindungen können einzeln oder im Gemisch miteinander
in der Färbelösung vorhanden sein.
Die Färbelösung wird durch Lösen der Palladiumverbindung(en) in Wasser hergestellt, gegebe
nenfalls unter Zusatz eines mit Wasser mischbaren Co-Lösungsmittels (Cosolvens), zum Bei
spiel eines Alkohols, Glykols, Glykolethers oder Polyethylenglykols.
Mit der Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, keramische Gegenstände unter Anwendung
einer keramischen Färbelösung in ästhetisch ansprechenden grauen Farben einzufärben. Die
erzeugten grauen Farben sind neutral - sie weisen keine Farbstiche auf. Ihre Intensität hängt
sowohl von der Art und Konzentration der Palladiumverbindungen als auch von der Einbrenn
temperatur und der Natur des Scherbens ab. Färbelösungen mit einem Palladium-Gehalt von
0,2-1 Gewichts-% erzeugen eine hellgraue Farbe, solche mit einem Palladium-Gehalt von
1-3 Gewichts-% eine mittel- bis dunkelgraue Farbe und solche mit einem Palladium-Gehalt
von über 3 Gewichts-% eine anthrazitähnliche bis grauschwarze Farbe.
Die Färbelösung läßt sich auf einfache Weise durch Aufsprühen auf die zu dekorierenden Ge
genstände aufbringen. Erfordert die Art und Weise des Aufbringens eine eher pastenartige Be
schaffenheit, so kann die Viskosität der Färbelösung, wie an sich bekannt, durch den Zusatz
verdickend wirkender Mittel entsprechend eingestellt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Färbelösung können gebrannte und ungebrannte, glasierte und un
glasierte keramische Gegenstände eingefärbt werden. Besonders interessante Dekorations
möglichkeiten bieten sich, wenn die Färbelösung für das Einfärben von keramischen Wand-
und Bodenfliesen benutzt wird. Die Einbrenntemperatur wird entsprechend den einzufärbenden
Gegenständen gewählt und liegt vorzugsweise im Bereich von 800-1250°C liegen.
Die mit der Färbelösung behandelten und anschließend gebrannten keramischen Gegenstände
zeichnen sich durch die gleichmäßige Verteilung der farbgebenden Komponenten in einer rela
tiv dicken Oberflächenzone aus. Die infolge des Eindringens der Färbelösung in den Scherben
ausgebildete gefärbte Oberflächenzone kann 1-2 Millimeter dick sein, so daß eine materialab
tragende Bearbeitung der keramischen Gegenstände möglich ist, ohne den Farbeindruck zu
beeinträchtigen. Daher kann zum Beispiel ohne ein Verblassen der Farbe den eingefärbten ke
ramischen Gegenständen durch nachträgliches Abschleifen und Polieren ein hochglänzendes
Aussehen verliehen werden.
Zur näheren Erläuterung werden in den folgenden Beispielen keramische Färbelösungen ge
mäß der Erfindung und das Einfärben von ungebrannten, unglasierten Fliesen, die durch Troc
kenpressen hergestellt wurden, mit den Färbelösungen beschrieben.
Durch Mischen von 90 g Wasser mit 10 g einer wäßrigen Palladium(II)-chlorid-Lösung (20%
Palladium) wird eine Färbelösung mit einem Palladium-Gehalt von 2 Gewichts-% hergestellt.
Die Fliesen werden mit der Färbelösung besprüht und anschließend bei 1200°C gebrannt.
Nach dem Brand weisen die Fliesen eine neutrale mittelgraue Farbe auf.
Durch Mischen von 50 g Wasser mit 50 g einer wäßrigen Palladium(II)-sulfat-Lösung (4% Pal
ladium) wird eine Färbelösung mit einem Palladium-Gehalt von 2 Gewichts-% hergestellt.
Die Fliesen werden mit der Färbelösung besprüht und anschließend bei 1200°C gebrannt.
Nach dem Brand weisen die Fliesen eine neutrale mittelgraue Farbe auf.
Durch Mischen von 95 g Wasser mit 5 g einer wäßrigen Natriumtetrachloropalladat-Lösung
(20% Palladium) wird eine Färbelösung mit einem Palladium-Gehalt von 1 Gewichts-%
hergestellt.
Die Fliesen werden mit der Färbelösung besprüht und anschließend bei 1200°C gebrannt.
Nach dem Brand weisen die Fliesen eine neutrale hellgraue Farbe auf.
Claims (7)
1. In den Scherben eindringende keramische Färbelösung, die im wesentlichen aus Wasser
und darin gelöster Metallverbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die gelöste
Metallverbindung eine Palladiumverbindung ist und aus einem anorganischen oder orga
nischen Palladiumsalz, einer anorganischen Palladium-Komplexverbindung oder einer
Palladiumverbindung mit einem organischen Komplex- oder Chelatbildner besteht und
daß die Palladium-Konzentration der Färbelösung 0,1-25 Gewichts-% beträgt.
2. Färbelösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Palladium-Konzentra
tion der Färbelösung 0,2-5 Gewichts-% beträgt.
3. Färbelösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumverbin
dung ein Palladiumchlorid, Palladiumsulfat oder Tetrachloropalladat ist.
4. Färbelösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumverbin
dung eine Verbindung des Palladiums mit einem Alkanolamin, einem Diketon, einer
Hydroxycarbonsäure oder einer Aminopolycarbonsäure ist.
5. Färbelösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Palla
diumverbindung zusätzlich ein mit Wasser mischbares Co-Lösungsmittel (cosolvens)
enthält.
6. Verwendung der Färbelösung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Einfärben von ke
ramischen Wand- und Bodenfliesen.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbelösung auf durch
Trockenpressen hergestellte ungebrannte Fliesen aufgebracht und die mit der Färbelö
sung versehenen Fliesen gebrannt werden.
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