DE2538601C3 - Process for two-layer enamelling in one fire, as well as enamel slip for the basic enamelling - Google Patents
Process for two-layer enamelling in one fire, as well as enamel slip for the basic enamellingInfo
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Description
sende, die Benetzung durch den Deckemailschlicker nicht behindernde Imprägnierung wird die nachträgliche Quellung des Grundemailbiskuits durch Wasseraufnahme aus dem Deckemailschlicker verhindert und eine Korrosion der Blechunterlage vermieden. Durch die vergleichsweise geringen notwendigen Imprägniermittelzusätze werden die Emaileigenschaften nicht beeinflußt, im Gegensatz zu den hohen notwendigen Phosphatzusätzen nach dem Stand der Technik. Das Imprägniermittel kann sowohl dem Grunderaailschlikker mit dem MQhlenversatz zugegeben werden als auch auf den getrockneten Grundemailbiskuit aufgetragen werden. Vorzugsweise wird es dem MQhlenversatz zugegeben, um eine möglichst homogene Verteilung zu gewährleisten.send, the wetting by the cover enamel slip non-hindering impregnation, the subsequent swelling of the base enamel biscuit by water absorption from the top enamel slip is prevented and a Corrosion of the sheet metal base avoided. Due to the comparatively low level of impregnation additives required, the properties of the enamel are not influenced, in contrast to the high levels required State-of-the-art phosphate additives. The impregnating agent can either be added to the base layer slip with the MQhlenversatz or can be applied to the dried base enamel biscuit. It is preferably the MQhlenversatz added to ensure the most homogeneous possible distribution.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Zweischichtemaillierung in eLaem Brand durch Auftrag des Deckemailschlickers auf den getrockneten Grundemailbuskuit ohne zwischengeschalteten Brennzyklus, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Deckemailschlicker auf einen mit einem wasserabweisenden Imprägniermittel auf Siliconbasis imprägnierten Grundemailfiberzug aufgebracht wird.The present invention therefore relates to a method for two-layer enamelling in eLaem fire Application of the cover enamel slip to the dried Grundemailbuskuit without an intermediate firing cycle, which is characterized in that the Cover enamel slip impregnated with a water-repellent impregnating agent based on silicone Grundemailfiberzug is applied.
Als wasserlösliche Imprägniermittel sind Alkali- und/oder Erdalkalialkylsiloconate, vorzugsweise Alkalimethylsiliconate, geeignet Sie werden dem Emailschlikker, um einen getrennten Trocknungsvorgang zu vermeiden, bevorzugt bereits über den Mühlenversatz in Konzentrationen von bis zu 7 Gew.-Teilen, bevorzugt 0,4 bis 2,5 Gew.-Teilen auf 100 Teile Fritte zugegeben. Eine leicht verflüssigende Wirkung des Imprägniermittels auf den Emailschlicker kann durch Zugabe von 2 bis 10 Gew.-Teilen feinstverteiltes Calciumsilicathydrat und bis zu 0,8 Teilen Magnesiumsilicathydrat zum Mühlenversatz ausgeglichen werden.Suitable water-soluble impregnating agents are alkali and / or alkaline earth alkylsiloconates, preferably alkali methylsiliconates avoid, preferably via the mill offset in concentrations of up to 7 parts by weight, preferred 0.4 to 2.5 parts by weight per 100 parts of frit are added. A slightly liquefying effect of the impregnating agent on the enamel slip can be achieved by adding 2 to 10 parts by weight of finely divided calcium silicate hydrate and up to 0.8 parts of magnesium silicate hydrate can be compensated for the offset of the mill.
Ebenfalls geeignete Imprägniermittel sind in organischen Lösungsmitteln lösliche Polyorganosiloxane, bevorzugt Dimethylpolysiloxane mit Kettenlängen bis 5000 Si-Atomen oder in räumlicher Vernetzung, auch in Mischung mit Phenylsiloxanen. Besonders bevorzugt sind SiH-Gruppen enthaltende Dimethylpolysiloxane mit Kettenlängen von 5 bis 100, ganz besonders bevorzugt 10 bis 30, Si-Atomen.Also suitable impregnating agents are polyorganosiloxanes which are soluble in organic solvents, preferably dimethylpolysiloxanes with chain lengths of up to 5000 Si atoms or in spatial crosslinking, also in Mixture with phenylsiloxanes. Dimethylpolysiloxanes containing SiH groups are particularly preferred with chain lengths of 5 to 100, very particularly preferably 10 to 30, Si atoms.
Diese werden dem Mühlenversatz bevorzugt bereits als wäßrige Emulsionen, gegebenenfalls unter Zugabe <r, von Emulgatoren, und/oder in Kombination mit wasserlöslichen Imprägniermitteln zugegeben. Konzentrationen von 3 Gew.-Teilen, bevorzugt 03 bis 1,5 Gew.-Teilen, auf 100 Teile Fritte im Mühlenversatz sind hier ausreichend. wThese are preferably already added to the mill as aqueous emulsions, optionally with the addition of <r, of emulsifiers, and / or in combination with water-soluble impregnating agents. Concentrations of 3 parts by weight, preferably 03 to 1.5 Parts by weight per 100 parts of frit in the mill offset are sufficient here. w
Die Imprägniermittel sind im allgemeinen in allen gebräuchlichen organischen Lösungsmitteln wie Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Äther, Chlorkohlenwasserstoffen, Petroläther, Estern, Aromaten, Ketonen usw. löslich.The impregnating agents are generally in all common organic solvents such as hydrocarbons, alcohols, ethers, chlorinated hydrocarbons, petroleum ethers, esters, aromatics, ketones, etc. soluble.
Als Emulgatoren kommen die bekannten Grenzflächen-aktiven Verbindungen, wie z. B. Alkylpolyglykoläther oder Alkyl-Phenyl-Dimethyl-Ammoniumsalze in Frage.The known interface-active compounds, such as. B. alkyl polyglycol ethers or alkyl phenyl dimethyl ammonium salts in Question.
Als festes Imprägniermittel kann feinstdisperses to Methylsilsesquioxan direkt dem Mühlenversatz in Mengen von 03 bis 5 Gew.-Teilen zugegeben werden. Es kann aus Methylchlorsilanen durch Verdüsen in feuchter Atmosphäre hergestellt werden.As the solid impregnating finely dispersed to methylsilsesquioxane can the mill batch in amounts from 03 to 5 parts by weight are added directly. It can be produced from methylchlorosilanes by atomization in a humid atmosphere.
Eine vorteilhafte Arbeitsweise kann auch darin liegen, μ den Grundemailbiskuit nach dem Trocknen zu imprägnieren. Bei Verwendung von in leichtflüchtigen organischen Lösungsmitteln gelösten Imprägniermitteln ist bei wasserfreier Arbeitsweise kein weiterer Heizzyklus zum Trocknen vor dem Auftrag des Deckemailschlickers notwendig.An advantageous way of working can also be μ to impregnate the base enamel biscuit after drying. When using in volatile Impregnating agents dissolved in organic solvents are no longer used in the anhydrous mode of operation Heating cycle necessary for drying before application of the cover enamel slip.
Eine Beschränkung ist hier lediglich durch die Feuergefährlichkeit der Lösungsmittel beim Emaillierprozeß (explosionsgeschützte Anlagen) gegeben.A limitation is only given by the flammability of the solvents in the enamelling process (explosion-proof systems).
Die erfindungsgemäß hergestellten Emaillierungen unterscheiden sich weder in ihrer Haftfestigkeit auf dem Untergrund, noch in ihren sonstigen Eigenschaften von den nach dem klassischen Zweibrandverfahren hergestellten Emaillierungen. Insbesondere können die aus dem Zweibrandverfahren bekannten Fritten ohne weitere Modifizierung eingesetzt werden.The enamels produced according to the invention differ neither in their adhesive strength on the Substrate, nor in its other properties from the enamelling produced using the classic two-fire process. In particular, the the frits known from the two-brand process can be used without further modification.
Damit steht erstmals ein Verfahren zur Zweischichtemaillierung mit einem einzigen Brennzyklus für den universellen großtechnischen Einsatz zur Verfugung.This is the first time that a process for two-layer enamelling with a single firing cycle is available universal large-scale use available.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens:The following examples serve to illustrate the process according to the invention:
Handelsübliche Grundemailfritten, der chemischen Zusammensetzung entsprechend Tabelle 2, Mühlenzuschläge und Imprägniermittel entsprechend nachstehender Tabelle 1, Grundemailschlicker 1 bis 4, wurden in einer Kugelmühle bis zu einer Feinheit, die durch einen Rückstand von weniger als 5% auf einem Sieb von 3600 Maschen/cm definiert ist, gemahlen und auf ein wie bei der konventionellen Grund-Deckemaillierung übliches Beizverfahren, das in dem Aufsatz »Die Vorbehandlung von Stahlblechen«, Tabelle 5, Verfahren 1, erschienen in Techn. Information Nr. 6, Seite 8 (1974), Hrsg. Bayer Rickmann GmbH, Köln-Kalk, beschrieben ist, vorbehandelte Stahlbleche aufgespritzt und bei Temperaturen von 70 bis 1200C getrocknet.Commercially available basic enamel frits, the chemical composition according to Table 2, mill surcharges and impregnating agents according to the following Table 1, basic enamel slip 1 to 4, were in a ball mill to a fineness defined by a residue of less than 5% on a sieve of 3600 mesh / cm is, ground and a pickling process that is customary for conventional basic top enamelling and is described in the article "The pretreatment of steel sheets", Table 5, Process 1, published in Techn. Information No. 6, page 8 (1974), ed. Bayer Rickmann GmbH, Cologne-Kalk, is described, sprayed on pretreated steel sheets and dried at temperatures of 70 to 120 ° C.
Auf die vier Grundemailbiskuits wurden je ein üblicher Weißemail- und Transparentemailschlicker unter Zugabe von Farbkörpern aufgetragen, getrocknet und zusammen mit dem imprägnierten Grundemail in üblicher Weise drei Minuten lang bei 8200C eingebrannt. Der Weißemailschlicker (Beispiel 1—4) wurde durch Mahlen einer Fritte der chemischen Zusammensetzung 44% SiO2, 17% B2O3, 7,5% Na2O, 7,8% K2O, 1% Li20,1,2% ZrO2,19% TiO2,1,2% P2O5 und 1,3% F' mit Mühlenzusätzen von 3,5 Teilen Ton, 1,5 Teilen hochdisperses SiO2, 0,3 Teilen Na3AlO2, 0,2 Teilen K2CO, und 45 Teilen Wasser auf 100 Teile Fritte gewonnen (Gew.-% und Gew.-Teile).A common Weißemail- and transparent enamel slurry were applied to the four base enamel biscuits each applied with the addition of color bodies, dried and baked together with the impregnated base enamel in the usual manner for three minutes at 820 0 C. The white enamel slip (Examples 1-4) was made by grinding a frit with the chemical composition 44% SiO 2 , 17% B 2 O 3 , 7.5% Na 2 O, 7.8% K 2 O, 1% Li 2 O, 1.2% ZrO 2 , 19% TiO 2 , 1.2% P 2 O 5 and 1.3% F 'with mill additions of 3.5 parts of clay, 1.5 parts of highly dispersed SiO 2 , 0.3 parts of Na 3 AlO 2 , 0.2 part of K 2 CO, and 45 parts of water per 100 parts of frit obtained (% by weight and parts by weight).
Die Transparentemailschlicker wurden unter Verwendung einer Fritte der Zusammensetzung 53% SiO2, 10,3% Al2O3, 14,5% B2O3, 12% Na2O, 43% KA 4,1% CaO und 1,8% F' unter Zugabe von 4 Teilen Ton, 0,7 Teilen NaBF4, 40 Teilen Wasser und 4 Teilen Farbkörper auf 100 Teile Fritte gemahlen. Als Farbkörper wurden Rutil- (Beispiel 5 — 8) und Calciumsulfoselenidfarbkörper (Beispiel 9-12) eingesetzt.The transparent enamel slips were made using a frit with the composition 53% SiO 2 , 10.3% Al 2 O 3 , 14.5% B 2 O 3 , 12% Na 2 O, 43% KA, 4.1% CaO and 1.8 % F 'ground with the addition of 4 parts of clay, 0.7 parts of NaBF 4 , 40 parts of water and 4 parts of pigment to 100 parts of frit. The color bodies used were rutile (examples 5-8) and calcium sulfoselenide color bodies (examples 9-12).
Die Emaillierungen waren rißfrei und zeigten keinerlei Blasenbildung. Durch Schlagversuche konnte kein Abplatzen von der Stahlblechgrundlage beobachtet werden.The enamellings were free of cracks and showed no blistering whatsoever. Through impact tests could no flaking from the steel sheet base can be observed.
Beispiel 13Example 13
Auf einen Grundemailbiskuit entsprechend nachstehender Tabelle, Grundemailschlicker Nr. 5, wurde ein Schlicker für selbstreinigende Deckemails durch Vermählen einer Fritte der Zusammensetzung 44,4% SiO2,A slip for self-cleaning top enamels was applied to a base enamel sponge according to the table below, base enamel slip No. 5, by grinding a frit with a composition of 44.4% SiO 2 ,
b Al2O3,17% B2O3, 1,5% LsO, 14% Na2O, 2% K2O, b CaO, 63% BaO, 0,2% CoO, 03% NiO und 4,0% F' :r Zugabe von 230 Teilen Ilmenit 20 Teilen Ton, 0,7 en Na2B4O7-IOH2O und 16£ Teilen Wasserb Al 2 O 3 , 17% B 2 O 3 , 1.5% LsO, 14% Na 2 O, 2% K 2 O, b CaO, 63% BaO, 0.2% CoO, 03% NiO and 4, 0% F ': r addition of 230 parts of ilmenite, 20 parts of clay, 0.7 en Na 2 B 4 O 7 -IOH 2 O and 16 parts of water
aufgetragen und entsprechend den vorhergehenden Beispielen verfahren.applied and proceed according to the previous examples.
Auch hier konnte kein negativer Einfluß des Imprägniermittels festgestelli werden.Here, too, no negative influence of the impregnating agent could be ascertained.
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