DE20221215U1

DE20221215U1 - Keramische Glasur-Oberflächenbeschichtung

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Publication number: DE20221215U1
Application number: DE20221215U
Authority: DE
Original assignee: SEREL SERAMIK SANAYI VE TICARE; SEREL SERAMIK SANAYI VE TICARET AS
Current assignee: MATEL HAMMADDE SANAYI VE TICARET A.S., TR
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: WO2004031087A1; GB2411171A; TR200501273T2; GB2411171A8; AU2002343320A1; GB2411171B; GB0509211D0

Abstract

Keramisches Material, umfassend zur Beseitigung der Oberflächenrauigkeit eine Beschichtung, die zunächst auf die Oberfläche des vorgebrannten Produkts in einer Dicke von 10 μm bis 100 μm aufgebracht wird und anschließend stufenweise in einem Temperaturbereich von 1100 °C bis 1220 °C gebrannt wird, bis sie schmilzt und glasartig wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie 45–60 Gew.-% SiO₂, 5–15 Gew.-% Al₂O₃, 4–10 Gew.-% CaO, 1–4 Gew.-% Na₂O und 10–22 Gew.-% B₂O₃ sowie kein kristallbildendes Material enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine keramische Glasur-Oberflächenbeschichtung, die fleckenbeständig und leicht zu reinigen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Überziehen der Oberflächen von Sanitärkeramik mit dieser Beschichtung.
Gemäß dem Stand der Technik wird bei der Herstellung von keramischen Materialien die keramische Oberfläche mit einer Glasur, die 5 bis 15 % eines Trübungsmittels, z. B. Zr₂SiO₄, umfasst, beschichtet und bei einer Temperatur im Bereich von 1200 bis 1250 °C gebrannt. Dieses Trübungsmittel löst sich nicht vollständig in der Glasurstruktur, sondern kristallisiert und verleiht der glasierten Oberfläche das weiße und undurchsichtige Erscheinungsbild. Da ferner das in der Glasur enthaltene Trübungsmittel nicht homogen in der geschmolzenen Glasur verteilt ist, diffundiert es an die Oberfläche in Form von Kristallen. Diese Kristalle erzeugen eine Oberflächenrauigkeit (1). Die rauen Oberflächen der keramischen Produkte, die aufgrund von Trübungsmitteln entstehen, sind fleckenempfindlich und nehmen im Laufe der Zeit Schmutz auf, da Teilchen in den Poren, die auf den rauen Oberflächen ausgebildet sind, eingefangen werden. Es wurden zahlreiche Untersuchungen über verschiedene Beschichtungsverfahren mit dem Ziel zur Bildung von fleckenbeständigen und leicht zu reinigenden Oberflächen durchgeführt.
Das diesbezüglich gebräuchlichste Verfahren ist durch eine Beschichtung oder Silylierung des keramischen Produkts mit einem polymeren Material charakterisiert und beruht auf der wasserabstoßenden Wirkung des Materials. Aufgrund dieser Beschichtung fließen hydraulische Flüssigkeiten, die über die keramische Oberfläche gegossen werden, weg, da sie aufgrund der geringen Oberflächenenergie der Beschichtung nicht auf der keramischen Oberfläche verbleiben können. Jedoch kommen die keramischen Produkte nicht nur in Berührung mit Wasser, sondern auch mit Schmutzstoffen (Verunreinigungen). Die wasserabstoßenden polymeren Beschichtungen basieren auf Silicon. Derartige Materialien werden durch einfach Sprüh- oder Tauchverfahren schichtförmig auf die keramische Oberfläche aufgebracht, wonach das Produkt üblicherweise einer Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 200 °C unterzogen wird, und zwar je nach dem Typ des verwendeten Siliconmaterials.
Nachstehend wird ein Beispiel für einen typischen herkömmlichen Zusammensetzungsbereich für die Glasuren angegeben:
Die wasserabstoßenden Beschichtungen wirken gegenüber anderen Schmutzstoffen nicht auf die gleiche Weise, und diese polymeren Beschichtungen, die tendenziell fetthaltige Gemische begünstigen, sind im Vergleich zu unbeschichteten keramischen Materialien schwieriger zu reinigen. Außerdem sind derartige keramische Produkte, die nicht mit einem wasserabstoßenden polymeren Material beschichtet sind, gegenüber scharfen Reinigungsmitteln, wie Hypochlorit und Derivate davon, sowie gegenüber mechanischen Reinigungsmitteln in Pulverform und dergl. nicht beständig.
Daher ist es nicht möglich, die keramische Oberfläche vor einer Verunreinigung oder vor einer Fleckenbildung und vor einer Aufnahme von Bakterien zu schützen, was auf die Oberflächenrauigkeit der unbeschichteten keramischen Produkte sowie auf die mangelnde Beständigkeit der mit einer polymeren Beschichtung auf Siliconbasis überzogenen keramischen Produkte gegen Reinigungsmittel zurückzuführen ist. Dies führt zu einem übermäßigen Verbrauch an umweltverschmutzenden Materialien, Detergentien und Desinfektionsmitteln.
Bei Durchführung eines Bleistifttests an den herkömmlichen keramischen Produkten ist ersichtlich, dass der Bleistift auf der Oberfläche erhebliche Spuren hinterlässt. Diese Spuren entstehen aufgrund der Tatsache, dass die keramische Oberfläche eine raue Struktur aufweist und ihre Reinigung mit zunehmender Porentiefe schwieriger wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein keramisches Material bereitzustellen, das mit einer fleckenbeständigen und leicht zu reinigenden Beschichtung überzogen ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein keramisches Produkt mit einer glatten Oberfläche herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hygienisches, keramisches Produkt mit einer längeren Lebensdauer herzustellen, das weniger pflegebedürftig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein keramisches Produkt bereitzustellen, das mit einer geringeren Menge an Wasser und Reinigungssubstanzen gereinigt werden kann.
Die keramische Oberfläche, die zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben bereitgestellt wird, wird in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 die Darstellung einer keramischen Oberfläche, die mit einer herkömmlichen Beschichtung überzogen ist, in Form einer Aufnahme mit einem optischen Mikroskop; und
2 die Darstellung der erfindungsgemäßen neuen keramischen Oberflächenbeschichtung in Form einer Aufnahme mit einem optischen Mikroskop.
Die erfindungsgemäße keramische Oberflächenbeschichtung wird für die Beschichtung der Oberflächen von sanitären Keramikgegenständen, wie Wasserklosetts, Behältern, Waschbecken, Waschbeckensäulen, Bidets und dergl., sowie für alle Arten von keramischen Produkten verwendet.
Die erfindungsgemäße keramische Oberflächenbeschichtung kann für sämtliche Arten von keramischen Materialien verwendet werden, vorzugsweise für die Beschichtung der Oberflächen von sanitären Keramikgegenständen, wie Toilettenschüsseln, Wasserbehältern, Waschbecken, Waschbeckensäulen und Bidets. Da die keramischen Gegenstände in einer Umgebung verwendet werden, bei denen höhere hygienische Ansprüche gestellt werden, müssen sie leicht zu reinigen und fleckenunempfindlich sein. Aus diesem Grund wird versucht, die Rauigkeit der Oberflächen, die zur Fleckenbildung auf der keramischen Oberfläche führt, zu verringern. Die Oberfläche der erfindungsgemäßen keramischen Gegenstände wird mit einer Beschichtung überzogen, die zur Beseitigung der Rauigkeit verwendet wird und keine Trübungsmittel und kristallbildende Materialien enthält.
Die Beschichtung wird auf das keramische Material, das einer Vorbrennbehandlung unterzogen worden ist, indem man durch Aufsprühen oder Tauchen einen Filmüberzugs mit einer Dicke von 10 bis 100 μm aufträgt. Nach dieser Beschichtungsstufe wird das keramische Material stufenweise in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von 1100 bis 1220 °C gebrannt, bis die Oberflächenbeschichtung zu einer glasartigen Phase schmilzt. Die Unterlage wird dabei mit einer Glasur beschichtet, die eine geringere Oberflächenrauigkeit und infolgedessen eine gegen Flecken und Schmutz beständige Oberfläche, die sich ablativ verhält, aufweist (2).
Die erfindungsgemäße keramische Oberflächenbeschichtung umfasst 45– 60 % SiO₂, 5–15 % AlO₃, 4–10 % CaO₂, 0,1–2 % MgO, 1–4 % N₂O, 1–4 % K₂O, 10–22 % B₂O₃ - oder Na₂CO₃ - Flußmittelverbindungen. Von diesen Verbindungen werden MgO und K₂O fakultativ eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen chemischen Verbindungen, die die Beschichtung bilden, sind nachstehend aufgeführt:
Da die Rauigkeit der mit der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung überzogenen keramischen Oberfläche verringert ist, werden auch das Wachstum und die Kolonisierungsflächen von Bakterien auf ein unerhebliches Maß vermindert.
Die Raten der Verschmutzung und Verunreinigung der keramischen Oberfläche wurden zur Durchführung verschiedener Tests auf dieser Oberfläche ermittelt. Bei den Tests handelt es sich um den Bleistifttest, den Reinigungstest mit Wasser und den Test auf die Lebensdauer (Dauerhaftigkeit).
Beim Bleistifttest werden mit einem Bleistift Striche auf der keramischen Oberfläche gezogen. Die Ausführung von Zeichnungen oder Beschriftungen auf der Oberfläche des Produkts stellte sich jedoch als sehr schwierig heraus. Die Bleistiftstriche konnten leicht mit einem trockenen Tuch entfernt werden, ohne dass Spuren zurückblieben.
Beim Reinigungstest mit Wasser wurde ein Gemisch von gebrauchtem Motoröl und Speiseöl auf die Oberfläche des Produkts aufgetragen. Sodann wurde ein Reinigungsversuch nur unter Verwendung von Wasser durchgeführt. Dabei ergab sich, dass die schweren Verunreinigungen unter ausschließlicher Verwendung von Wasser leicht zu reinigen und zu entfernen waren.
Beim Test auf die Lebensdauer (Dauerhaftigkeit) wurden Methylenblau und Malachitgrün, deren Reinigung unter ausschließlicher Verwendung von Wasser sehr schwierig ist, zu der vorerwähnten Suspension, die aus einem Gemisch aus gebrauchtem Motoröl und Speiseöl besteht, zugesetzt. Das Produkt wurde auf die keramische Oberfläche als Verunreinigung aufgebracht. Dabei ließ sich der Schmutz unter Verwendung einer geringen Detergensmenge leicht entfernen.

Claims

Keramisches Material, umfassend zur Beseitigung der Oberflächenrauigkeit eine Beschichtung, die zunächst auf die Oberfläche des vorgebrannten Produkts in einer Dicke von 10 μm bis 100 μm aufgebracht wird und anschließend stufenweise in einem Temperaturbereich von 1100 °C bis 1220 °C gebrannt wird, bis sie schmilzt und glasartig wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie 45–60 Gew.-% SiO₂, 5–15 Gew.-% Al₂O₃, 4–10 Gew.-% CaO, 1–4 Gew.-% Na₂O und 10–22 Gew.-% B₂O₃ sowie kein kristallbildendes Material enthält.
Keramisches Material nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschichtung, die ferner 0,1–2 % MgO-Verbindung enthält.
Keramisches Material nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Beschichtung, die ferner 0,1–2 % K₂O-Verbindung enthält.
Keramisches Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beschichtung, die auf die Oberfläche von keramischen Sanitärgegenständen aufgebracht ist.