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Mittel zur Herstellung und Verbesserung von Emails, Glasuren u. dgl.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Mittels, das gestattet,
Borsäure und Bleioxyd in Emails, Glasuren u. dgl. vollständig oder teilweise zu
ersetzen, ohne daß die Eigenschaften dieser Überzüge in schmelztechnischer, physikalischer
und chemischer Weise ungünstig beeinflußt werden.
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Wie gefunden wurde, kann dies durch Verwendung eines Magnesiumborosilikates
erreicht werden, das dem Fritteversatz in Form einer gesinterten oder geschmolzenen
Masse, gepulvert oder granuliert, zugesetzt wird.
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Die Zusammensetzung des Magnesiumborosilikates bewegt sich zweckmäßig
innerhalb folgender Grenzen: 30 bis 5oo/o Kieselsäure, i o bis 3 o % Borsäure,
15 bis 350/0 Magnesiumoxyd, i o bis 20% Alkalien, wobei die durch die Rohstoffe
oder anderweitig eingeführten geringen Mengen an sonstigen Bestandteilen, z. B.
Farbkörpern u. dgl., nicht berücksichtigt sind. Ein Gehalt an Tonerde u. dgl. bis.
zu 8 °/o erweist sich unter Umständen ebenfalls als zweckmäßig.
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Das Magnesiumborosilikat wird im allgemeinen durch ein Zusammenschmelzen
der entsprechenden Rohstoffe, wie beispielswiese Sand, Feldspat, Borax, Magnesit
u. a., erhalten, wobei die Art der Ausgangsrohstoffe im allgemeinen nicht von Bedeutung
ist.
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Man kann auch die lose oder auf irgendeine Art und Weise verdichtete
Mischung der Rohstoffe auf Temperaturen erhitzen, bei denen ein Schmelzen noch nicht
eintritt, sondern infolge der Reaktionen im festen Zustand die Mischung in eine
Sintermasse übergeführt wird. Die so erhaltenen Mittel werden dann bis zu der .gewünschten
Feinheit zerkleinert.
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Es ist zwar bekannt, Magnesium für sich oder in Form von Doppelverbindungen,
wie z. B. Spinelle, in Emails oder Glasuren einzuführen. Jedoch ergaben alle diese
Versuche besonders bei höherem Magnesiumgehalt keine brauchbaren Ergebnisse. Entweder
werden die Emails hierdurch schmutzig verfärbt und die Trübkraft der zugesetzten
Mittel wird- durch das entstandene Magnesiumoxyd verringert, oder man erhält kristalline,
matte Emails und Glasuren, die stark zur Bildung von fischschuppenartigen £,1"bblätterungen,
Haarrissen u. dgl. neigen. Einer stärkeren Einführung von Magnesia in Emails stellte
sich aber die geringe Auflösungsfähigkeit von emailartigen Gläsern für Magnesiumoxyd
oder Magnesiumsilikate in den Weg.
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Auch sind Metallsilikate oder -borsilikate, die aus wasserlöslichen
Metallsalzen durch
Wasserglaslösungen bzw. durch Boraxwasserglaslösungen
gefällt werden, insbesondere Kobaltborsilikat, zum Verzieren, Färben oder Emaillieren
von keramischen Erzeugnissen verwendet worden. Abgesehen davon, daß nach dieser
Veröffentlichung die genannten Metallverbindungen ganz allgemein Verwendung finden
sollen, woraus keineswegs zu ersehen ist, daß die Verwendung der erfindungsgemäßen
Magnesiumborosilikate mit besonderen Vorteilen verknüpft ist, werden die bekannten
Mittel nach ihrer Ausfällung nur getrocknet bzw. geglüht. Hierdurch werden inhomogene
Gemische aus Metallborat und Metallsilikat erhalten, durch deren Einführung in den
Gesamtemailv ersatz man zu unschmelzbaren oder nur unter Verwendung von ungewöhnlich
hohen Temperaturen schmelzbaren Massen gelangt. Demgegenüber werden die erfindungsgemäßen
Magnesiumborosilikate geschmolzen oder. gesintert, wobei zwischen den Metallverbindungen
eine Reaktion eintritt und sich eine homogene Schmelze bildet. Wie sich herausgestellt
hat, werden aber nur mit geschmolzenen oder gesinterten Magnesiumborosilikaten die
erwähnten Mängel und Nachteile (Bildung von Abblätterungen und Haarrissen usw.)
beseitigt. Es war deshalb überraschend, daß es gelingt, Magnesium in Form eines
Magnesiumborosilikates, das man z. B. durch vorheriges Verschmelzen von Borsäure,
Kieselsäure und Magnesia, zweckmäßig in Gegenwart von Alkali, erhalten hat, in die
Emails, Glasuren u. dgl. einzuführen. -Darüber hinaus kommen der Verwendung von
Magnesiumborosilikaten gegenüber den für die genannten Zwecke bekannten Mitteln
erhebliche Vorteile zu. Mit Hilfe der neuen Mittel ist es möglich geworden, einen
Glasurzusatz mit sehr niedrigemAusdehnungskoeffizienten zu erhalten, der gestattet,
in dein Fritteversatz Borax bis zu einer Menge von Teilen durch i Teil des Magnesiumborosilikates
zu ersetzen. Hierdurch wird überraschenderweise erreicht, daß die mit einem solchen
Zusatz dargestellten Emails im Gegensatz zu solchen, in denen die Barsäure nicht
ausgetauscht war, eine viel stärkere Trübung aufweisen, so daß neben der Ersparnis
an Borax eine weitere Ersparnis an Trübungsmitteln möglich ist. Dies ist um so erstaunlicher,
als die bei der Herstellung des Emailzusatzes erhaltenen Granalien an sich nicht
trübe, sondern stark durchsichtig sind.
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Da bei Ersatz des Borax, der als den Ausdehnungskoeffizienten stark
erhöhende Mittel Borsäure und Natron enthält, durch das Magnesiumborosilikat die
Ausdehnung des Emails erheblich herabgesetzt wird, kann für bestimmte Zwecke diese
Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten durch geringe Zusätze an Soda wieder aufgehoben
werden. Hierdurch wird die gleiche Aufbrenntemperatur wie für Emails ohne Zusatz
des erfindungsgemäßen Magnesiumborosilikates erzielt. Da, letzteres andererseits
einen bei niedriger Temperatur liegenden Erweichungspunkt aufweist, kann man bei
seiner Anwendung zu Emails mit sehr niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und technisch
brauchbaren Aufbrenntemperaturen gelangen, was ohne die Verwendung des Magnesiumborosilikates
nicht möglich war.
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Ein weiterer Vorteil, der beim teilweisen oder vollständigen Ersatz
des Borax durch Magnesiumborosilikat erzielt wird, besteht in einer erheblichen
Verbesserung der chemischen Eigenschaften, wie z. B. der Säurefestigkeit der damit
hergestellten Emailüberzüge. Man ist auf diese Weise in die Lage versetzt, säurefeste
Emails mit so niedriger Aufbrenntemperatur herzustellen, wie es bisher nicht gelang.
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Ferner kann durch die Anwendung des beanspruchten Mittels auch das
verhältnismäßig teure Bleioxyd ganz oder teilweise in Emails oder Glasuren ersetzt
werden, ohne daß die Eigenschaften solcher Email- und Glasurarten sich nennenswert
verändern. Auch hier wird man zweckmäßig durch einen geringen Zusatz von Soda oder
Pottasche die durch den Boraxersatz erfolgte Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten
ausgleichen, falls man nicht gerade Emails und Glasuren mit geringeremAusdehnungskoeffizienten
erhalten will.
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Die folgenden Beispiele zeigen eine Gegenüberstellung von Emailversätzen
mit und ohne Zusatz des erfindungsgemäßen :Mittels, wobei im ersteren Fall eine
Ersparnis von 5o und mehr Prozent an Borax zu beobachten ist. Beispiel r-Zur Herstellung
von Grundemail «-erden angewendet:
| Mit ! Ohne |
| Zusatz |
| an Verbesserungsmittel |
| Bora:............ 20 45,8 |
| Feldspat ......... 30 30 |
| Quarz .. . . ........ z1,3 11,3 |
| Kryolitli . . . . . . . . . . - -- |
| Soda .........._.. 15 6 |
| Flußspat.......... 4 |
| Na-Salpeter ....... 1,7 1,7 |
| Kobaltoxyd ....... 0,36 0,36 |
| Verbesserungsmittel 17 --- |
Beispiel z Zur Herstellung vonDeckemail werden folgende Zusätze
verwendet:
| Mit Ohne |
| ,Zusatz |
| an Verbesserungsmittel |
| Borax ............ 14 I 28 |
| Feldspat ......... 40 40 |
| i |
| Quarz............ Ir =z |
| i |
| Kryolith . . . . . . ... . . rq. , 17 |
| Soda.............. 5 - |
| FluBspat . . . . . . .. . - |
| Na-Salpeter ....... q. q. |
| Verbesserungsmittel 9 - |
| Kobaltoxyd ....... - I - |