DE2558325A1 - Trockenschreibtafel und ein verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Trockenschreibtafel und ein verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Trockenschreibtafel und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenschreibtafel· mit einem der Lichthofbildung entgegenwirkenden Ef-'
fekt und befaßt sich mit einem Verfahren zum Herstellen
der Trockenschreibtafel.
Eine allgemein bekannte und weithin benutzte Schreibtafel ist eine sog. "schwarze" Tafel, die in ihrer grundsätzlichen
Ausführungsform aus einem Holzpaneel besteht, das mit einer schwarzen oder einer grünen Farbe überzogen
ist. Zum Schreiben wird eine weiße oder gefärbte Kreide benutzt. Beim Löschen oder Abwischen der "schwarzen" Tafel
entsteht Kreidepulver, das in der Umgebung zerstreut und umhergewirbelt wird. Die gepulverte Kreide bleibt nicht nur
am Körper und an den Kleidern der die Tafel reinigenden Person hängen, sondern wird auch eingeatmet. Die Verwendung
von Kreide ist daher aus sanitären Gründen nicht erwünscht.
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Im Gegensatz zur "schwarzen" Tafel ist eine sog. "weiße" Tafel entwickelt worden, die eine Metallplatte
enthält, die mit irgendeiner von verschiedenartigen weißen Kunstharzfarben überzogen ist. Auf dieser "weißen"
Tafel kann man mit einem flüssigen schwarzen oder farbigen Markierungsstift schreiben. Zum Löschen wird diese
Tafel mit einem trockenen Tuch oder Papier abgerieben. In diesem Fall entsteht beim Schreiben und Löschen kein
die Umgebung verschmutzendes Pulver. Mit der "weißen" Tafel werden daher die Nachteile der "schwarzen" Tafel
überwunden.
Bei einer "weißen" Tafel mit einem Kunstharzüberzug kann man jedoch häufig die mit dem Markierstift vorgenommene
Beschriftung mit einem trockenen Tuch oder Papier nicht vollständig löschen. Ein Teil der Farbe des Markierstifts
bleibt auf der Oberfläche der Tafel zurück.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, hat man versucht, eine "weiße" Tafel aus einer Metallplatte zu schaffen,
die anstelle von Kunstharz oder Kunststoff mit einer Glasur überzogen ist. Auf einer derart ausgebildeten
"weißen" Tafel konnte die Beschriftung von einem Markierstift mit einem trockenen Tuch oder Papier vollständig
entfernt werden.
Diese "weißen" Tafeln werden auch Trockenschreibtafeln
genannt und werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß auf den Grundüberzug oder den Grundanstrich
auf der Metallplatte eine Glasur mit der folgenden, auf das Gewicht bezogenen Zusammensetzung aufgebracht wird:
50 bis 55$ Siliciumoxid, 23 bis 30% Titanoxid, 5 bis 6%
Natriumoxid, 3 bis 6% Kaliumoxid und 5,5 bis 12,5 % Bortrioxid. Die Glasur wird auf den Grundüberzug gesprüht,
und die überzogene oder beschichtete Tafel wird dann in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 800 0C gebrannt.
C 0 9 P, 2 8 / 0 2 k 1
Bei der Herstellung einer derartigen Schreibtafel ist es im allgemeinen notwendig, die Oberfläche der Tafel
weich zu machen oder zu überglasen sowie die Säurebeständigkeit zu erhöhen (Rostschutzeffekt) und die Deckkraft
zu erhöhen (Abdeckung des farbigen Grundüberzugs).
Weiterhin ist es notwendig, daß man den Herstellungsvorgang leicht steuern kann, beispielsweise beim
Heiz- oder Brennvorgang die Temperatur. Dies hat den Grund, daß der Grundüberzug oder die Glasur bei einer Temperatur
behandelt werden muß, die unterhalb dem A3-Umwandlungspunkt von Stahl liegt, der als Substrat verwendet wird.
Vorzugsweise beträgt die Behandlungstemperatur nicht mehr als 850 0C. Aus diesem Grund enthält die Glasur einen größeren
Anteil an Titanoxid und Siliciumoxid, als es oben angegeben ist. Wenn aber der Anteil an Titanoxid 29 Gew.%
überschreitet, erreicht der Glanz auf der Oberfläche der Tafel 955&. Dadurch ist es unter gewissen Blickwinkeln
nicht mehr möglich, die Beschriftung auf der Tafel zu lesen. Der Glanz einer Tafel wird unter Bedingungen bestimmt,
nach denen sowohl der Einfallswinkel als auch der Reflexionswinkel des Lichts 60 betragen. Dabei wird der Glanz
eines schwarzen Normalglases mit 100% angenommen. Wenn der
Glanz nicht größer als etwa 65% ist, kann man die Beschriftung
auf der Tafel leicht lesen.
Die Lichthofbildung infolge eines übermäßig hohen Oberflächenglanzes hat man dadurch vermieden, daß die
Schreibtafel mit Hilfe einer Halterungsvorrichtung in eine solche Stellung gebracht wurde oder um einen solchen Winkel
geneigt wurde, daß sie leicht zu lesen war. In diesem Fall benötigt man eine Vorrichtung zur Steuerung des Neigungswinkels,
so daß die gesamte Schreibtafelanordnung sperrig wird. Eine solche Schreibtafel ist auch schwer zu handhaben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Porzellanemail-Schreibtafeln
oder sog."weißen" Tafeln die Lichthof bildung zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Trockenschreibtafel nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Metallplatte
mit einem Grundüberzug, der mit einer gebrannten Glasur aus einer sauren Komponente und einer basischen
Komponente überzogen ist und dadurch daß die Glasur die folgende, auf das Gewicht bezogene Zusammensetzung aufweist:
30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid,
5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid, 1 bis 5% Calciumoxid, 2 bis 5% Aluminiumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Trockenschreibtafel zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß
ein Metallplattensubstrat mit einem Grundüberzug mit einer
Bedeckung von 5 bis 10 g/dm überzogen wird, daß das überzogene Substrat für 3 bis 5 Min. bei einer Temperatur von
750 bis 850 0C hitzebehandelt wird, daß auf den Grundüber-
zug des Substrats mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm eine Glasur aufgebracht wird, die sich, bezogen auf das
Gewicht aus 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid, 1 bis
5% Calciumoxid, 2 bis 5% Aluminiumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid zusammensetzt, und daß das derart überzogene Substrat
für 2 bis 3 Min. einer Temperatur von 750 bis 850 0C ausgesetzt wird.
Die Erfindung soll an Hand einer Zeichnung im einzelnen erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen vergrößerten
Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Trockenschreibtafel.
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_ 5 —
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Trockenschreibtafel
wird zunächst eine metallische Platte mit einem Grundüberzug oder einem Grundanstrich versehen. Als Substrat
wird ein kohlenstoffarmer Stahl bevorzugt. Porzellanemail
enthält im allgemeinen eine Stahlplatte, die mit einem glasartigen Material überzogen ist. Das Porzellanemail kann
dadurch hergestellt werden, daß ein geschmolzenes Glas auf der Stahlplatte aufgetragen wird und dann die überzogene
Stahlplatte einer derart hohen Temperatur ausgesetzt wird, daß die beiden vollkommen unterschiedlichen Materialien miteinander
integrieren. Der kohlenstoffarme Stahl sollte einen sehr geringen Gehalt an Kohlenstoff haben, beispielsweise
nicht mehr als 0,03% Kohlenstoff, da sonst in dem auf dem
Stahl aufgetragenen geschmolzenen Glas Blasen und Poren auftreten, die nach der Abkühlung der gebrannten Glasur im wesentlichen
zum Auftreten einer Fischschuppenbildung und zum Abplatzen von Emailstücken beitragen.
Der Grundüberzug sollte im allgemeinen die folgenden erwünschten Eigenschaften haben:
(1) Er soll bei einer solchen Temperatur erweichen und fließen, bei der die Stahlplatte in keinem beachtlichen
Ausmaß oxydiert wird und bei der keine Risse auftreten, also bei einer Temperatur, die nicht größer als 900 0C,
vorzugsweise nicht größer als 850 0C ist. Weiterhin soll
der Überzug bei dieser Temperatur die Oberfläche des Stahls vollkommen bedecken können.
(2) Der lineare Ausdehnungskoeffizient soll 85 bis 105 x 10 (oberhalb des Temperaturbereiches von 0 bis
100 °C) aufweisen. Damit wird eine Anpassung an die Wärmeschrumpfung der Stahlplatte erzielt, so daß der Überzug an
der Stahlplatte als glasartiges Material nach der Verfestigung und Abkühlung fest anhaftet.
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(3) Die Überzugmasse soll chemisch stabil und dauerhaft
sein, zumindest in einem solchen Ausmaß, daß sie während der Aufbewahrung als Aufschlämmung keine Verschlechterung
erfährt.
Um den obigen Anforderungen zu genügen, ist die Zusammensetzung des Grundüberzugs auf einen sehr engen Bereich
begrenzt. Die Bedeckung des Grundüberzugs beträgt 5 bis 10 g/dm , vorzugsweise 7 bis 8 g/dm .
Nachdem der Grundüberzug auf dem Substrat aufgetragen und bei einer Temperatur von 750 bis 850 0C gebrannt
worden ist, wird auf dem Grundüberzug die erfindungsgemäße Glasur aufgetragen.
Im folgenden sollen die einzelnen Bestandteile dieser Glasur betrachtet werden.
Das Siliciumoxid ist eine der sauren Komponenten und ist in einer Menge von 30 bis 45 Gew.?o, vorzugsweise 35
bis 45 Gew.56 vorhanden. Das Siliciumoxid bildet das Rückgrat für das Porzellanemail und reagiert besonders leicht
mit einem Salz, um eine Verbindung zu bilden. Das Siliciumoxid verbessert die Härte und Festigkeit des Porzellanemails
und erhöht die Beständigkeit gegenüber Wasser, Säuren und Alkalien. Wenn die Menge an Siliciumoxid weniger
als 30 Gew.% beträgt, wird die Glasur nicht glasartig. Wenn andererseits die Siliciumoxidmenge größer als 45 Gew.%
ist, wird die Schmelztemperatur der Glasur erhöht. Als Folge davon nimmt das Fließvermögen der Glasur ab, und seine
Viskosität nimmt zu. Daher muß man die Brenntemperatur auf über 900 0C erhöhen, um der Glasur eine im geschmolzenen
■2 4 Zustand geeignete Viskosität von etwa 10^ bis 10 Poise zu
geben. Eine derart hohe Temperatur ist aber unerwünscht, da sie den Grundüberzug nachteilig beeinträchtigt.
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Das auch Weißpigment genannte Titanoxid ist die andere saure Komponente und ist in einer Menge von 15 bis
25 Gew.% vorhanden. Das Titanoxid ist in einer Schmelze mit einer großen Menge von Siliciumoxid schwer zu lösen,
so daß es beim Abkühlen kristallisiert und die sich ergebende Glasur trübt. Das Titanoxid hat daher eine hohe
Deckkraft und verhindert das Durchleuchten der Farbe des Grundüberzugs. Wenn die Menge an Titanoxid weniger als
15 Gew.% beträgt, kann man eine gute Deckkraft nicht mehr erwarten. Bei einem Anteil von mehr als 25 Gew.% wirkt
es als Glatt- oder Glanzmittel und erhöht daher den Glanz der Oberfläche der Schreibtafel in einem hohen Maß.
Das Natriumoxid und das Kaliumoxid sind als basische Komponenten in Mengen von 5 bis 10 Gew.% bzw. 5 bis 15
Gew.% vorhanden. Da die Menge an Siliciumoxid und Titanoxid in der erfindungsgemäßen Glasur weniger als bei üblichen
Glasuren ist, wird die Hydrophilität der Glasur herabgesetzt. Die Einbeziehung von Natriumoxid und Kaliumoxid
mit den oben angegebenen Mengen.kompensiert jedoch die
Herabsetzung der Hydrophilität oder verstärkt sogar noch die Hydrophilität. Das Natriumoxid und das Kaliumoxid sind
beide gute Schmelz- oder Fließkomponenten und können eine Anhebung der Schmelz- oder Brenntemperatur in Anbetracht
der Zugabe von Aluminiumoxid verhindern.
Für den Fall, daß die Gesamtmenge der beiden Alkali-Zutaten größer als 25 Gew.% ist, verliert die Glasur
an Hydrophilität und gewinnt gleichzeitig in einem hohen Maße an Fließvermögen und wittert schließlich aus. Darüberhinaus
nimmt die mechanische Festigkeit der Glasur ab. Obgleich die Hitzebehandlungstemperatur der Glasur abnimmt,
wird der Ausdehnungskoeffizient größer als derjenige (90 bis 100 χ 10~7) des Metallsubstrats (kohlenstofffreier
Stahl), so daß die Gefahr von Rißbildungen entsteht. Wenn
6098 2 8/0241
die Gesamtmenge der beiden Alkali-Substanzen kleiner als 10 Gew.% ist, weist die Glasur keine gute Säurebeständigkeit
auf.
Bortrioxid kann in einer Menge von 10 bis 20 Gew.% zugegeben werden. Das Bortrioxid (BpO^) wird hier als basische
Komponente definiert, obwohl es in einigen Fällen auch als eine saure Komponente klassifiziert werden kann.
Dieses Material wirkt als Dispersions- und Stabilisiermittel für eine geschmolzene Glasur und verleiht der geschmolzenen
Glasur chemische Widerstandsfähigkeit. Wenn die Menge an Bortrioxid weniger als 10 Gew.$4 ausmacht, treten diese
Effekte nicht auf. Wenn andererseits der Gehalt an Bortrioxid 20 Gew.% übersteigt, wird die Haltbarkeit der Glasur
herabgesetzt, und es besteht die Neigung, daß an der Oberfläche der Glasur Poren und Risse auftreten.
Die oben genannten Bestandteile sind bereits alle in Glasuren für übliche Porzellanemail-Schreibtafeln verwendet
worden. Zusätzlich zu diesen üblichen Bestandteilen enthält die erfindungsgemäße Glasur 2 bis 5 Gew.% Aluminiumoxid
und 5 bis 15 Gew.% Calciumoxid. Die Zugabe dieser beiden Bestandteile in die Glasur verhindert die Lichthofbildung
auf der Schreibtafel. Wenn das Aluminiumoxid in einer solchen Menge zugegeben wird, daß das Gewichtsverhältnis
von Siliciumoxid zu Aluminiumoxid 6 : 22,5 beträgt, ist es insbesondere möglich, den Glanz der Schreibtafel größenordnungsmäßig
auf 40 bis 65 % herabzusetzen.
Das Aluminiumoxid dient auch zur Steuerung des Fließvermögens der geschmolzenen Glasur und wirkt als Stabilisierungsmittel,
wenn die geschmolzene Glasur mit dem Substrat verschmolzen wird. Um die Abriebfestigkeit und die
chemische Beständigkeit des Glasurüberzugs aufrecht zu erhalten, wird das Aluminiumoxid zweckmäßigerweise in einer
Menge von 2 bis 5 Gew.% zugegeben. Da das Aluminiumoxid
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während des Brennvorganges des glasierten Substrats feine Kristalle bildet, kann man eine matte Oberfläche mit einem
geeigneten stumpfen Zustand erhalten. Weiterhin wirkt das Aluminiumoxid als Trübungsmittel, da es in der endgültigen
Glasur teilweise in einem nicht kristallisierten Zustand
vorhanden ist. Wenn die Menge an Aluminiumoxid 2 bis 5 Gew.% ausmacht, zeigt die Oberfläche eine äußerst geeignete
Rauhigkeit, Falls die Menge an Aluminiumoxid mehr als 5 Gew.% beträgt, erhält man eine xtrem rauhe, matte Oberfläche,
und der Oberflächenglanz wird herabgesetzt. Weiterhin verschmilzt die geschmolzene Glasur beim Abkühlen nicht
mit dem Substrat. Die geschmolzene Glasur weist nämlich eine hohe Oberflächenspannung auf und wird heterogen. Dies
führt zur Ausbildung einer fleckigen Oberfläche. Wenn der Anteil des Aluminiumoxids größer als 5 Gew.% ist, nimmt
die Viskosität der geschmolzenen Glasur zu, wie es beim Siliciumoxid der Fall ist. Eine Erhöhung der Hitzebehandlungstemperatur
wäre daher erforderlich.
Bei der erfindungsgemäßen Glasur sind die Mengen an Siliciumoxid und Titanoxid geringer als bei den üblichen
Glasuren. Demzufolge sind die Säurebeständigkeit und Bedeckungskraft der sich ergebenden Glasur herabgesetzt. Die
Gegenwart von Aluminiumoxid in der angegebenen Menge kann Jedoch die Herabsetzung der Säurebeständigkeit und Deckungskraft kompensieren.
Das Calciumoxid ist ein Hilfsflußmittel für das Natriumoxid und Kaliumoxid und fördert die Krstallisation
des Aluminiumoxids. Das Calciumoxid beginnt bei einer Temperatur von etwa 500 0C zu schmelzen, und zwar durch die
Reaktion mit dem Titanoxid, und dient zum Vermindern der Erhöhung der Hitzebehandlungstemperatur.
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Die aus den obigen Bestandteilen zusammengesetzte Glasur wird unter Verwendung einer geeigneten Teilchengröße
mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm , vorzugsweise 1 bis 3 g/dm auf den Grundüberzug gesprüht. Das derart beschichtete
Substrat wird in einem Ofen bei einer Temperatur von 750 bis 850 0C für 2 bis 3 Min. hitzebehandelt. Die
angegebene Bedeckung ist zur Reinigung der Oberfläche des Produktes geeignet und verhindert Risse in dem Produkt infolge
von Warmeschrumpfung.
Obwohl die geschmolzene Glasur zuvor als homogen betrachtet worden ist, hat man durch supermikroskopische Beobachtung
kürzlich festgestellt, beispielsweise mit einem Röntgenstrahlbeugungsverfahren, daß die geschmolzene Glasur
zum Teil eine heterogene Schicht bildet. Ausgehend vom Zustand der Kristallabscheidung wurde abgeleitet, welche Substanzen
aufgrund der Kristallisationserscheinung der geschmolzenen Glasur eine homogene oder heterogene Schicht
bilden, und man gelangte dabei zu dem in der Zeichnung dargestellten Modell. Es wird angenommen, daß jeder der Bestandteile
drei Schichten bildet. Weiterhin hat die Kristallisation der geschmolzenen Glasur Einfluß auf die milchweiße
Farbe und die mechanische Festigkeit der sich ergebenden Glasur.
In der Figur ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer nach der Erfindung ausgebildeten Schreibtafel dargestellt. Es wird angenommen, daß diese Schreibtafel dem obigen
Modell entspricht. Eine Metallplatte 1 ist mit einem Grundüberzug 2 beschichtet. Eine erste Schicht 3 aus Aluminiumoxid
mit Bortrioxid als Dispersionsmittel und Calciumoxid als Stabilisierungsmittel wird auf dem Grundüberzug 2
zunächst ausgebildet. Der Hauptanteil des Aluminiumoxids und des Calciumoxids mit einer hohen Flüssigkeitsphasen-Temperatur
schlägt sich zuerst in einem amorphen Zustand in der untersten Schicht zusammen mit dem Bortrioxid infolge
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einer gewissen Art von durch eine Erhitzungserscheinung der Glasurflüssigkeit entwickelten Glasphasentrennung nieder,
weil die beiden zuerstgenannten Materialien eine feine Teilchengröße haben. Wie bereits erwähnt, vermindert das Calciumoxid
die durch das Aluminiumoxid erhöhte Hitzebehandlungstemperatur und fördert; die Kristallisation des Aluminiumoxids
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von 700 bis 800 0C. Dadurch werden der sich ergebenden Glasur
Opazität oder Undurchsichtigkeit und gute mechanische Eigenschaften verliehen.
Das Bortrioxid ist zugegeben worden, um ein glasartiges Aluminiumoxid zu bilden und um die erste Schicht 3 mit
einer zweiten Schicht 4 (eine glasartige Siliciumoxid-Titanoxid-Schicht)
vollkommen zu verkleben. Das Calciumoxid alleine ist nicht in der Lage, diese beiden Schichten vollkommen
miteinander zu verbinden.
Auf der ersten Schicht 3 wird die zweite Schicht 4 aus Siliciumoxid und Titanoxid ausgebildet. Die Schicht 4
besteht aus einer trüben unteren Schicht 4a und einer glasartigen oberen Schicht 4b, die eine große Menge an Siliciumoxid
enthält. Die Schichten werden durch Riasenänderung gebildet. Die untere Schicht 4a der zweiten Schicht 4 dient
zur Abdeckung des Grundüberzugs 2 (normalerweise schwarz). Das Titanoxid ist kristallisiert und liegt in Form von feinen
Kristallen in dem glasartigen Siliciumoxid zwischen der ersten Schicht 3, die das Aluminiumoxid enthält, und einer
dritten Schicht 6 vor, die die Alkali-Oxide enthält, die noch im Zusammenhang mit der Phasentrennung und Kristallisation
der geschmolzenen Glasur beschrieben werden. Das Titanoxid wirkt wie ein Glasbildungsmittel und wie ein Trübungsmittel,
um ein Durchscheinen des Grundüberzugs zu vermeiden, der von dem Aluminiumoxid nicht vollständig abgedeckt
werden kann.
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Auf diese Weise bildet sich die Zwischenschicht zwischen
der ersten Schicht 3 und der unteren Schicht 4a der zweiten Schicht 4 als eine rauhe Fläche 5 mit Unregelmäßigkeiten
aus, die das Licht streut und dadurch die Lichthofbildung vermindert. Eine Schreibtafel, die mit einer üblichen
Glasur überzogen ist, die praktisch kein Aluminiumoxid und Calciumoxid enthält, kann solche vorteilhaften Effekte
nicht erzielen. Der Vorteil der Verhinderung der Lichthofbildung wird nach der Erfindung durch die Zugabe dieser beiden
Oxide zu der üblichen Glasur erreicht, um die oben erwähnte rauhe Fläche zu bilden, die an die zweite Schicht angrenzt
.
Das Natriumoxid und das Kaliumoxid, die eine niedrige Flüssigkeitsphasen-Temperatur und ein hohes Fließvermögen
haben und schwierig zu kristallisieren sind, werden als die dritte Schicht 6 in einem amorphen Zustand im obersten Teil
abgeschieden, da eine extreme Herabsetzung der Kristallisationsfähigkeit durch die Zugabe des Aluminiumoxids vorhanden
ist. Die Alkali-Oxide verleihen der Schreibtafel die erforderliche Hydrophilität.
Die auf diese Weise erzeugte Porzellanemail-Schreibtafel zeichnet sich ohne die Verwendung von irgend welchen
anderen besonderen Vorrichtungen durch die hervorragende Wirkung aus, daß eine Lichthofbildung vermieden wird. Weiterhin
behält die geschaffene Schreibtafel ihre Säurebeständigkeit, Hydrophilität und Abdeckungskraft im Vergleich zu den
üblichen Porzellan-Email-Schreibtafeln dieser Art. Zum Beschriften
der erfindungsgemäßen Tafel kann man einen üblichen flüssigen Markierstift verwenden, und die Tafel kann
mit einem trockenen Tuch oder Papier sehr leicht wie die herkömmlichen Tafeln gereinigt werden. Die Hitzebehandlungstemperatur
der Glasur wurde vermindert. Dadurch wird die Steuerung der Temperatur beim Herstellungsvorgang erleich-
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tert. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Glasur wird ohne großen Kostenaufwand eine lichthoffreie Porzelanemail-Schreibtafel
geschaffen.
Um das Wesen und die Anwendung der Erfindung näher zu erläutern, wird auf die folgenden besonderen praktischen
Beispiele verwiesen. Die erfindungsgemäße Lehre ist allerdings auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt.
Als Stahlplatte wird eine kohlenstoffarme Stahlplatte mit der folgenden Zusammensetzung verwendet: 0,03% Kohlenstoff,
0,3% Mangan, 0,018% Phosphor, 0,015% Schwefel, in Spuren Silicium und der übrige Anteil im wesentlichen Eisen.
Die Stahlplatte hatte eine Stärke von 0,4 mm, eine Zugfestigkeit von 28 kg/mm , einen Erichson-Wert von 9,5 mm und
eine Dehnung von 38,5%.
Auf der Stahlplatte wurde ein Grundüberzug mit der folgenden, auf das Gewicht bezogenen Zusammensetzung aufgebracht:
Siliciumoxid (SiO2) 56,7%, Aluminiumoxid (Al2O3)
0,5%, Bortrioxid (B2O5) 16,8%, Natriumoxid (Na2O) 14%,
Kaliumoxid (K2O) 4%, Calciumoxid (CaO) 2,9%, Nickeloxid (NiO)
1,9% und Manganoxid (MnO2) 32%. Von diesen Oxiden sind Calciumoxid,
Nickeloxid und Manganoxid Mittel, die die Verklebung mit der Stahlplatte fördern.
Nachdem die Platte bei einer Temperatur von 830 0C
für 4 Min. einer Hitzebehandlung ausgesetzt war, wurde auf den Grundüberzug mit einer Bedeckung von 1,5 bis 2,5 g/dm
eine Glasur aufgesprüht. Die Glasur hatte die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
609 8 28/0241
Saure Komponente
Siliciumoxid (SiO2) 45
Titanoxid (TiO2) 25
Basische Komponente
Natriumoxid (Na£0) 5
Kaliumoxid (K£0) 10
Calciumoxid (CaO) 1
Aluminiumoxid (Al2O,) 4
Bortrioxid (B2O3) 10
Diese Bestandteile wurden unter Zugabe von Wasser innig durchmischt, um eine Aufschlämmung zu bilden. Dann
wurden der Aufschlämmung gemahlener Ton und ein Elektrolyt, beispielsweise Magnesiumcarbonat, zugegeben, um eine geeignete
Teilchengröße einzustellen. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde in der oben beschriebenen Weise benutzt.
Die glasierte Platte wurde in einem elektrischen Ofen
bei einer Temperatur von etwa 830 0C für 2 1/2 Min. hitzebehandelt,
um eine weiße Porzellanemail-Schreibtafel zu erzeugen. Die erhaltene Schreibtafel hatte einen Oberflächenglanz
von 6096 und wies einen ausgezeichneten der Lichthofbildung entgegenwirkenden Effekt auf, Die Schreibtafel hatte
eine Oberflächenrauhigkeit von 3 bis 5/U und einen beträchtlich
herabgesetzten Glanz. Die Tafel konnte mit einem flüssigen Tintenmarkierstift leicht beschrieben und mit einem
Tuch oder Papier leicht gelöscht werden.
Fünf Schreibtafeln nach der Erfindung und eine
Schreibtafel nach dem Stand der Technik wurden mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Glasurzusammensetzungen sowie
den angegebenen Behandlungsbedingungen hergestellt. Das Substrat und der Grundüberzug entsprachen dem Beispiel 1. Die
hergestellten Tafeln wurden auf ihre Eigenschaften überprüft.
Die Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
609828/024 1
cn
CD CO NJ OO
| Beispiel | 2 | 40 | 3 | 6 | 4 | 5 | 6 | Stand d. T. |
| SiO9 | 30 | 8-10 | 40 | 40 | 40 | 45 | 50 | |
| TiO2 | 20 | 5 | 15 | 17 | 20 | 25 | 19 | |
| Ka2O | 5 | 10 | 10 | 5 | 7 | 5 | ||
| K2O | 15 | 10 | 10 | 15 | 8 | 6 | ||
| (Gew.%) CaO | 5 | 5 | 3 | 3 | 1 | - | ||
| Al2O3 | 5 | 5 | 5 | 2 | 4 | - | ||
| 2 3 | • 20 | 15 | 15' | 15 | 10 | 10 | ||
| Brenntemperatur in 0C | 830 | 830 | 820 | 790 | 760 | 800 | ||
| Brenntemperatur in Min. | 3 | 2,5 | 2 | 2,5 | 3 | 2 | ||
| Oberflächenglanz in % | 45 | 45 | 50 | 65 | 95 | |||
| Oberflächenrauhigkeit in Ai | 7-9 | 6-8 | 5-6 | 4-5 | 3-6 | |||
| Spezifischer Oberflächen widerstand bei einer relativen luftfeuchtigkeit von 60$ (Q) |
6 | 7 | 5 | 12 |
VJI
CT. cn OC CO
cn
Die auf die Tafel aufgebrachte Schrift konnte vollkommen mit einem trockenen Tuch oder Papier entfernt werden.
Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäße
Schreibtafel einen wesentlich geringeren Oberflächenglanz als die Schreibtafel nach dem Stand der Technik aufweist.
Bei den Beispielen 1 bis 6 und dem Beispiel nach dem Stand der Technik wurden alle Eigenschaften der Schreibtafeln
nach den folgenden Methoden bestimmt:
(1) Der Glanz wurde unter den Bedingungen gemessen, daß
sowohl der Einfallswinkel als auch der Reflexionswinkel 60° betrugen und der Glanz von einem schwarzen Normalglas mit
100% angenommen wurde. Als Meßvorrichtung wurde ein Glanzmeßgerät
vom Typ GM-3, hergestellt von Murakami Color Research Institute Kabushiki Kaisha, Tokio, Japan, verwendet.
(2) Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit einer Fühlnadel
mit einem Radius von 5/U bei einem Meßdruck von 1 g und einer
Gleitgeschwindigkeit von 3 mm/Sek. mit einem Oberflächenrauhigkeit smeßgerät vom Typ SE-O, hergestellt von Kosaka
Research Institute Kabushiki Kaisha, Tokio, Japn, gemessen.
(3) Der spezifische Oberflächenwiderstand (Hydrophilität) wurde wie folgt ermittelt. Eine Probe der Schreibtafel
wurde mit einem Infrarotstrahlungsgerät vollkommen getrocknet und auf eine Temperatur von 25 0C. gebracht. Die Probe wurde
dann für 24 Stunden in einem Trockenapparat gelassen, der mit Feuchtigkeit gesättigt war. Die nasse Probe wurde zur Feststellung
des spezifischen Widerstands mit einem Elektrometer vom Typ TR-84M, hergestellt von Takeda Riken K.K., Tokio,
Japan, untersucht.
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Claims (7)
- - 17 PatentansprücheTrockenschreibtafel mit einem der Lichthofbildung entgegenwirkenden Effekt,
gekennzeichnet durch eine Metallplatte mit einem Grundüberzug, der von einer gebrannten Glasur mit einer sauren Komponente und einer basi-' sehen Komponente überzogen ist, und dadurch daß die Glasur die folgende, auf das Gewicht bezogene Zusammensetzung aufweist: 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid, 1 bis 5% Calciumoxid, 2 bis 5% Aluminiumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid. - 2. Schreibtafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß sich die auf den Grundüberzug aufgebrachte Glasur auszeichnet durch eine erste Schicht aus Aluminiumoxid, Calciumoxid und Bortrioxid, durch eine zweite Schicht aus Siliciumoxid und Titanoxid und durch eine dritte Schicht aus Natriumoxid und Kaliumoxid, wobei die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine rauhe Fläche mit Uhregelmäßigkeiten darstellt.
- 3. Schreibtafel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Metallplatte aus kohlenstoffarmem Stahl hergestellt ist, der sich gewichtsmäßig zusammensetzt aus 0,03% Kohlenstoff, 0,3% Mangan, 0,01% Phosphor, 0,015% Schwefel, Spuren von Silicium und als Rest im wesentlichen Eisen, daß sich der Grundüberzug gewichtsmäßig zusammensetzt aus 56,7% SiOp, 0,5% Al2O3, 16,8% B2O3, 14% Na2O, 4% K2O, 2,9% CaO, 1,9% NiO und 3,2% MnO2, und daß sich die Glasur gewichtsmäßig zusammensetzt aus 45% SiO2, 25% TiO2, 5% Na2O, 10% K£0, 1% CaO, 4% Al2O3 und 10% B2O3.609828/0241
- 4. Verfahren zum Herstellen einer Schreibtafel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß auf ein Metallplattensubstrat ein Grundüberzug mit einerBedeckung von 5 bis 10 g/dm aufgebracht wird, daß das beschichtete Substrat für 3 bis 5 Min. einer Temperatur von 750 bis 850 0C ausgesetzt wird, daß auf den Grundüberzug des Substrats mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm eine Glasur aufgebracht wird, die sich auf das Gewicht bezogen zusammensetzt aus 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid, 1 bis 5% Calciumoxid, 2 bis 5% Aluminiumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid, und daß das derart beschichtete Substrat für 2 bis 3 Min. einer Temperatur von 750 bis 850 0C ausgesetzt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß der Grundüberzug mit einer Bedeckung von 7 bis 8 g/dm aufgetragen wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Glasur mit einer Bedeckung von 1 bis 3 g/dm aufgetragen wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß zur Herstellung der Metallplatte ein kohlenstoffarmer Stahl verwendet wird, der sich gewichtsmäßig zusammensetzt aus 0,03% Kohlenstoff, 0,3% Mangan, 0,01% Phosphor, 0,015% Schwefel, Spuren von Silicium und als Rest im wesentlichen Eisen, daß als Grundüberzug eine Masse verwendet wird, die sich gewichtsmäßig zusammensetzt aus 56,7% SiO2, 0,5% Al2O-Z, 16,8% B2O3, 14% Na2O, 4% K£0, 2,9% CaO, 1,9% NiO,und 3,2% MnO2, und daß als Glasur eine Masse verwendet wird, die sich gewichtsmäßig zusammensetzt aus 45% SiO2, 25% TiO2, 5% 10% K2O, 1% CaO, 4% Al2O5 und 10% BpO,.6Ό9-828/024Τ
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