DE2558325C3

DE2558325C3 - Trockenschreibtafel und ein Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2558325C3
Application number: DE752558325A
Authority: DE
Inventors: Tetuya Hasegawa; Akihiro Itihasi
Original assignee: Pilot Man Nen Hitsu KK
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 1974-12-28
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1979-03-08
Also published as: US4123590A; AU8789075A; DE2558325B2; JPS5542943B2; AU500353B2; DE2558325A1; JPS5178439A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenschreibta-IcI mit einem der L.ichthofbildung entgegenwirkenden Effekt, bestehend aus einer Metallplatte mit einem Grundüberzug, der von einer gebrannten Glasur mit einer sauren Komponente und einer basischen Komponente aus Siliciumoxid, Titanoxid, Kaliumoxid. Natriumoxid und Bortrioxid überzogen ist, und befaßt sich mit einem Verfahren zum Herstellen der Trockenschreibtafel, bei dem auf eine Metallplatte zunächst ein Grundüberzug und anschließend eine Siliciumoxid, Titanoxid, Kaliumoxid, Natriumoxid und Bortrioxid enthaltende Glasur aufgebrannt wird.

Eine allgemein bekannte und weithin benutzte Schreibtafel ist eine sogenannte »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.

Im Gegensatz zur »schwarzen« Tafel ist eine sogenannte »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 800⁰C gebrannt.

Zum Stand der Technik wird auch auf die CH-PS 91 902 verwiesen, aus der es bekannt ist, auf eine Blechunterlage zunächst einen Emailgrund und dann ein Deckemail aufzubrennen, das Feldspat, Kryolith und Emaillierspat enthält, und dem außer dieser Emailmassc weißer Ton und Schwarzkörper zugesetzt sind.

Bei der Hersteilung derartiger Trockenschreibtafeln ist es im allgemeinen notwendig, die Oberfläche der Tafel weich zu machen oder zu überglasen sowie die

Säurebeständigkeit zu erhohen (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 tragende Unterlage verwendet wird. Vorzugsweise beträgt die Behandlungstemperatur nicht mehr als 850⁰C. 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 ι ^r> Tafel 95%. 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° besagen. 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 m Steuerung des Neigungswinkels, so daß die gesamte Schreibtafelanordnung sperrig wird. Eine seiche Schreibtafel ist auch schwer zu handhaben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Porzelanemail-Schreibtafeln oder sogenannten »wei- r> ßen« Tafeln die Lichthofbildung zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs beschriebene Trockenschreibtafel nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte aus Stahl besteht und daß die Glasur 1 bis 5% Calciumoxid und 2 4» bis 5% Aluminiumoxid zusätzlich zu 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid enthält, wobei sich die Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

Ein Verfahren zum Herstellen der Trockenschreibtafel zeichnet sich dadurch aus, daß auf eine Stahlplatte der Grundüberzug mit einer Bedeckung von 5 bis 10 g/dm² aufgebracht wird, daß die beschichtete Platte für 3 bis 5 min einer Temperatur von 750 bis 850°C ausgesetzt wird, daß auf den Grundüberzug der Platte die Glasur mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm² aufgebracht wird, die sich, auf das Gewicht bezogen, aus 1 bis 5% Calciumoxid und 2 bis 5% Aluminiumoxid zusätzlich zu 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid zusammensetzt, und daß die derart beschichtete Platte für 2 bis 3 min einer Temperatur von 750 bis 850°C ausgesetzt wird.

Die Erfindung soll an Hand einer Zeichnung im w> einzelnen erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Trockenschreibtafel.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Trocken- bs schreibtafel wird zunächst eine metallische Platte mil einem Grundüberzug oder einem Grundanstrich verschen. Als tragende Unterlage wird ein kohlenstoffarmcr 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 kohlenstotfarme 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° C, vorzugsweise nicht größer als 850° C ist. Weiterhin soll der Überzug bei dieser Temperatur die Oberfläche des Stahls vollkommen bedecken können.

(2) Der lineare Ausdehnungskoeffizient soll 85 bis 105 χ 1O-⁷ (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.

(3) Die Überzugsmasse 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/dm², vorzugsweise 7 bis 8 g/dm².

Nachdem der Grundüberzug auf der tragenden Unterlage aufgetragen und bei einer Temperatur von 750 bis 850°C 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 45Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 45 Gew.-%, 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 Prozellanemails und erhöht die Beständigkeit gegenüber V/asser, Säuren und Alkalien. Wenn die Menge an Siliciumoxid weniger als 30 Gew.-% beträgt, wird die Glasur nicht glasartig. Wenn andererseits die Siliciunioxidmenge 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 mau die Brenntemperatur auf über 900°C erhöhen, um der Glasur eine im geschmolzenen Zustand geeignete Viskosität von etwa 10³ bis IO⁴ Poise zu geben. Eine derart hohe Temperatur ist aber unerwünscht, da sie

den Grundüberzug nachteilig beeinträchtigt.

Das auch Weißpigment genannte Titanoxid ist die andere saure Komponente und ist in einer Menge von 15 bis 25 Gew.-°/o vorhanden. Das Titanoxid ist in einer Schmelze mit einer g·>.Gen Menge von Siliciumoxid > schwer tu lösen, so daß es beim Abkühlen kristallisiert u^d Hie öich ergebende Glasur trübt. Das Titanoxid hai üaher eine hohe Deckkraft und verhindert das Durchleuchten der Farbe des Grundüberzugs. Wenn die Menge an Titanoxid weniger als 15Gew.-% beträgt, i< > kann man eine gute Deckkraft nicht mehr erwarten. Bei einem Anteil von mehr als 25 Gew.-% wirkt es als Glätt- oder Glanzmittel und erhöht daher den Glanz der Oberfläche der Schreibtafel in einem hohen Maß.

Das Natriumoxid und das Kaliumoxid sind als i> basische Komponenten in Mengen von 5 bis IO Gew.-^u/o 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 Einbezie- :n hung 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 Alkalizutaten größer als 25 Gew.-°/o ist. verliert die jo Glasur an Hydrophilität und gewinnt gleichzeitig in einem hohen Maße an Fließvermögen und wittert schließlich aus. Darüber hinaus nimmt die mechanische Festigkeit der Glasur ab. Obgleich die Hitzebehandlungstemperatur der Glasur abnimmt, wird der Ausdeh- r> nungskoeffizient größer als derjenige (90 bis 100 χ 10 ⁷) der Metallplatte (kohlenstofffreier Stahl), so daß die Gefahr von Rißbildungen entsteht. Wenn die Gesamtmenge der beiden Alkali-Substanzen kleiner als 10Gew.-% ist, weist die Glasur keine gute Säurebestän- -in digkeit auf.

Bortrioxid kann in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% zugegeben werden. Das Bortrioxid (B2O3) 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.-°/o 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 obengenannten 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 1 bis 5 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 Fiießvermögens der geschmolzenen Glasur und wirkt al:; Stabilisicrungsmiiicl, wenn die geschmolzene Glasur mit dem Substrat verschmolzen wird. Um die Abriebfestigk.it und die chemische Beständigkeit des Glu-iur Überzugs aufrechtzuerhalten, wird das Aluminiumoxid zweckmäßigerweise in einer Menge von 2 bis 5 Gcw.-% zugegeben. Da das Aluminiumoxid während des Brennvorgang« der glasierten Platte feine Kristalle bildet, kanu man eine malte Oberfläche mit einem geeigneten stumpfen Zustand erhallen. Weiterhin wirkt das Aluminiumoxid als Trübungsmittel, da es in der on-d^r'tigen Glasur teilweise in einem nicht kristallisierter. 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, erhalt man eine extrem rauhe, inalie Oberfläche, und der Cberflächenglanz wird herabgesetzt. Weiterhin verschmilzt die geschmolzene Glasur beim Abkühlen nicht mit der tragenden Unterlage. 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 Kristallisation des Aluminiumoxids. Das Calciumoxid beginnt bei einer Temperatur von etwa 500° C zu schmelzen, und zwar durch die Reaktion mit dem Titanoxid, und dient zum Vermindern der Erhöhung der Hitzebehandlungstemperatur.

Die aus den obigen Bestandteilen zusammengesetzte Glasur wird unter Verwendung einer geeigneten Teilchengröße mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm^J. vorzugsweise 1 bis 3 g/dm² auf den Grundüberzug gesprüht. Die derart beschichtete Platte wird in einem Ofen bei einer Temperatur von 750 bis 850⁰C für 2 bis 3 Min. hitzebehandelt. Die angegebene Bedeckung ist zur Reinigung der Oberfläche des Produktes geeignet und verhindert Risse in dem Produkt infolge vor Wärmeschrumpfung.

Obwohl die geschmolzene Glasur zuvor als homoger betrachtet worden ist, hat man durch supermikroskopische Beobachtung kürzlich festgestellt, beispielsweise mit einem Röntgenstrahlbeugungsverfahren, daß die geschmolzene Glasur zum Teil eine heterogene Schichi bildet. Ausgehend vom Zustand der Kristallabscheidunj wurde abgeleitet, welche Substanzen aufgrund dei Kristallisationserscheinung der geschmolzenen Glasui eine homogene oder heterogene Schicht bilden, unc man gelangte dabei zu dem in der Zeichnung dargestellten Modell. Es wird angenommen, daß jedei der Bestandteile drei Schichten bildet. Weiterhin hat di< Kristallisation der geschmolzenen Glasur Einfluß au die milchweiße Farbe und die mechanische Festigkei der sich ergebenden Glasur.

In der Figur ist eine vergrößerte Querschnittsansich einer nach der Erfindung ausgebildeten Schreibtafe

dargestellt. Fs wird angenommen, d;i!i diese Schreibtafel dem obigen Modell entspricht. Eine Metallplatte ( ist mit einem Grundüberz"? 2 beschichtet. Fine erste Schicht 3 aus Aluminiumoxid mit Bortrioxid als Dispersionsmittel und Calciumoxid als Stabilisicrungsmittel wird auf dem Grundüberzug 2 zunächst ausgebildet. Der Hauptanteil des Aluminiumoxids und des Calciumoxids mit einer hohen Flüssigkeilsphascn-Temperatur schlägt sich zuerst in einem amorphen Zustand in der untersten Schicht zusammen mit dem Bortrioxid infolge einer gewissen Art von durch eine Erhitzungserscheinung der Glasurflüssigkeit entwickelten Glasphasentrennung nieder, weil die beiden zuerst genannten Materialien eine feine Teilchengröße haben. Wie bereits erwähnt, vermindert das Calciumoxid die r> durch das Aluminiumoxid erhöhte Hitzebehandlungstemperatur und fördert die Kristallisation des Aluminiumoxids bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von 700 bis 800°C. 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 Phasenänderung 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 AJkalä-Oxidc enthält die 4<; 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.

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 ss der Erfindung durch die Zugabe dieser beiden Oxide zu der üblichen Glasur erreicht, um die obenerwähnte 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.

60 Die auf diese Weise erzeugte Porzellanemail-Schreibtafel zeichnet sich ohne die Verwendung von irgendwelchen 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 erleichtert. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Glasur wird ohne großen Kostenaufwand eine lichthoffreie Porzellan-Email-Schreibtalel 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.

Beispiel 1

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/mm², 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 (B₂O₃) 16,8%, Natriumoxid (Na₂O) 14%, Kaliumoxid (K₂O) 4%, Calciumoxid (CaO) 2,9%, Nickeloxid (NiO) 1,9% und Manganoxid (MnO₂) 3,2%. Von diesen Oxiden sind Calciumoxid, Nickeloxid und Manganoxid Mittel, die die Verklebung mit der Stahlplatte fördern.

Nachdem die Platte bei einer Temperatur von 830⁰C 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:

Saure Komponente

Siliciumoxid (SiO₂) 45

Titanoxid (TiO₂) " 25

Basische Komponente

Natriumoxid (Na₂O) 5

Kaliumoxid (K₂O) 10

Calciumoxid (CaO) 1

Aluminiumoxid (Al₂O₃) 4

Bortrixid (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°C für 2U2 Min. hitzebehandelt, um eine weiße Porzellan-Email-Schreibtafel zu erzeugen. Die erhaltene Schreibtafel hatte einen Oberflächenglanz von 60% und wies einen ausgezeichneten, der Lichthofbildung entgegenwirkenden Effekt auf. Die Schreibtafel hatte eine Oberflächenrauhigkeit von 3 bis 5 μ und einen beträchtlich herabgesetzten Glanz. Die Tafel konnte mit einem flüssigen Tinienmarkierstift leicht beschrieben und mit einem Tuch oder Papier leicht gelöscht werden.

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Beispiele 2 bis 6

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. Die tragende Unterlage und der Grundüberzug entsprachen dem Beispiel 1. Die hergestellten Tafeln wurden auf ihre Eigenschaften überprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

	Beispiel 2	3	40 15	4	40 17	5	40 20	6	45 25	Stand der Technik	—
SiO2 in Gew.-% T1O2 in Gew.-%	30 20	10 10	10 10	Ul Ul	7 8	50 19	10
Ka2O in Gew.-% K2O in Gew.-%	Ul Ul	5	3	3	1	5 6	800
CaO in Gew.-%	5	Ui Ui	Ul Ul	2 15	4 10	2
AI2O3 in Gew.-% B2O3 in Gew.-%	5 20	830	820	790	760	95
Brenntemperatur in ⁰C	830	2,5	2	2,5	3	3-6
Brenntemperatur in Min.	3	45	45	50	65	12
Oberflächenglanz in %	40	7-9	6-8	5-6	4-5
Oberflächenrauhigkeit in μ	8-10	6	6	7	5
Spezifischer Oberflächen widerstand bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% (Ω)	5

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: v> (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.

(2) Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit einer Fühlnadel mit einem Radius von 5 μ bei einem Meßdruck von 1 g und einer Gleitgeschwindigkeit von 3 mm/Sek. mit einem Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät 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°C 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 untersucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trockenschreibtafel mit einem der Lichthofbildung entgegenwirkenden Effekt, bestehend aus einer Metallplatte mit einem Grundüberzug, der von einer gebrannten Glasur mit einer sauren Komponente und einer basischen Komponente aus Siliciumoxid, Titanoxid, Kaliumoxid, Natriumoxid und Bortrioxid überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte aus Stahl besteht und daß die Glasur 1 bis 5% Calciumoxid und 2 bis 5% Aluminiumoxid zusätzlich zu 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid enthält, wobei sich die Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

2. Trockenschreibtafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Grundi;berzug aufgebrachte Glasur aus einer ersten Schicht aus Aluminiumoxid, Calciumoxid und Bortrioxid, einer zweiten Schicht aus Siliciumoxid und Titanoxid und einer dritten Schicht aus Natriumoxid und Kaliumoxid besteht, wobei die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine rauhe Fläche mit Unregelmäßigkeiten darstellt.

3. Trockenschreibtafel 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% SiO₂, 0,5% AI₂Oj, 16,8% B₂O₁, 14% Na₂O. 4% K₂O, 2,9% CaO, 1,9% NiO und 3,2% MnO₂, und daß sich die J5 Glasur gewichtsmäßig zusammensetzt aus 45% SiO₂, 25% TiO₂, 5% Na₂O, 10% K₂O, 1% CaO, 4% Al₂Ojundl0%B₂O].

4. Verfahren zum Herstellen einer Trockenschreibtafel nach Anspruch 1, bei dem auf eine Metallplatte zunächst ein Grundüberzug und anschließend eine Siliciumoxid, Titanoxid, Kaliumoxid, Natriumoxid und Bortrioxid enthaltende Glasur aufgebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Stahlplatte der Grundüberzug mit einer 4> Bedeckung von 5 bis 10 g/dm² aufgebracht wird, daß die beschichtete Platte für 3 bis 5 min einer Temperatur von 750 bis 850⁰C ausgesetzt wird, daß auf den Grundüberzug der Platte die Glasur mit einer Bedeckung von 0,5 bis 5 g/dm² aufgebracht ^r>o wird, die sich auf das Gewicht bezogen aus 1 bis 5% Calciumoxid und 2 bis 5% Aluminiumoxid zusätzlich zu 30 bis 45% Siliciumoxid, 15 bis 25% Titanoxid, 5 bis 10% Natriumoxid, 5 bis 15% Kaliumoxid und 10 bis 20% Bortrioxid zusammensetzt, und daß die derart beschichtete Platte für 2 bis 3 min einer Temperatur von 750 bis 85O°C ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundüberzug mit einer Bedekkung von 7 bis 8 g/dnv aufgetragen wird. bo

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasur mit einer Bedeckung von 1 bis 3 g/dm² aufgetragen wird.