DE802973C - Technisches Email - Google Patents

Description

• Technisches Email Die Erfindung bezieht sich auf technische Emails und auf die Verwendung derselben für technische Zwecke.
• Die in der Technik angewendeten bekannten Emails sind durch Schmelzen oder Fritten entstandene, vorzugsweise glasig erstarrte Massen mit anorganischer, in der Hauptsache oxydischer Zusammensetzung, welche in einer oder mehreren Schichten, gegebenenfalls mit besonderen Zuschlägen, auf metallische Werkstoffe oder Werkstücke aufgeschmolzen werden. Die zur Herstellung solcher Emails verwendbaren Stoffe setzen sich im wesentlichen aus glasbildenden Stoffen und aus Hilfsstoffen, wie Oxydationsmitteln, Haftoxyden, Farboxyden und Trübungsmitteln, zusammen.
• Die Gehalte an den -,vesentlichsten Oxyden sind bei den bekannten technisch verwendbaren Emails begrenzt durch die praktischen Anforderungen be- züglich ihrer mechanischen Eigenschaften, nämlich Zug- und Druckfestigkeit, Elastizität, Härte, Schlagfestigkeit, ihrer thermischen Eigenschaften, wie Schmelzharkeit. \Viirmeleitung, Ausdehnung, Warmfestigkeit, und ihrer chemischen Eigenschaften, wie vor allem der Beständigkeit gegen Säuren und Laugen. Es ergeben sich daher bei den üblichen technischen Emails im wesentlichen Gehalte an Kieselsäure (Si OZ) bis zu 650/0, an Alkalioxyden (Natriumoxyd Na20 und/oder Kaliumoxyd K20) bis zu 25%, an Aluminiumoxyd (A1.,03) bis zu 8%, an Calciuinoxyd (Ca O) bis zu 8%, an Borsäure (B203) bis zu 2o%, an Fluoriden bis zu 25%.
• Diese technischen Emails genügen zwar den obengenannten Anforderungen. Werden aber an sie Anforderungen elektrischer Art gestellt, indem sie als- elektrisch isolierende Schichten wirken sollen, so zeigt es sich, daß diese Emails nur bei normaler oder höchstens bei verhältnismäßig niedriger Temperatur als elektrische Isolatoren dienen können, während sie bei steigender Temperatur diese Eigenschaft mehr und mehr verlieren. Dieser Nachteil schloß bisher solche Emails von der Verwendung für viele Gebiete aus.
• Durch die Erfindung wird nun bezweckt, diesen Plangel zu beseitigen und ein technisches Email zu schaffen, welches den üblichen technischen Anforderungen entspricht, zugleich aber auch besonderen Anforderungen in elektrischer Hinsicht genügt, derart, daß das neue Email auch bei höheren Temperaturen als elektrisch isolierende Schicht verwendet werden kann. Erfindungsgemäß wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, daß die in technischen Emails üblicher Zusammensetzung enthaltenen Stoffe mit hoher Ionenleitfähigkeit, insbesondere die Alkalioxyde (Natrium- und Kaliumoxyd), durch Stoffe mit geringerer Ionenleitfähigkeit ersetzt werden. Hierfür sind Stoffe wie Bleioxyd (Pb0), Bariumoxyd (Ba0) und Calciumoxyd (Ca O) besonders geeignet.
• Demgemäß sind bei einem Email gemäß der Erfindung vor allem die Alkalioxyde ganz oder größtenteils durch Bleioxyd und/oder Bariumoxyd ersetzt.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ergibt sich beispielsweise bei völliger Freiheit von Alkalioxyden ein Email, welches im wesentlichen zusammengesetzt ist aus 2o bis 4o% Kieselsäure (SiO2), 4o bis 65% Bleioxyd (Pb0) und/oder Bariumoxyd (Ba O) bei einem Gehalt an Calciumoxyd (Ca 0) bis zu 6% und an Aluminiumoxyd (A1203) bis zu 6%. Ein Gehalt an Borsäure (B203) ist günstig, wird aber zweckmäßigerweise zur Erreichung eines genügend hohen AusdehnungskoeffizienWn zugunsten von anderen Oxyden unter das sonst übliche Maß bis unter 5% gesenkt.
• Untersuchungen über die elektrische Leitfähigkeit von Emails mit erfindungsgemäßer Zusammensetzung in einem großen Temperaturbereich haben ergeben, daß die neuen Emails den bisher bekannten technischen Emails weit überlegen sind.
• In der Zeichnung ist das Ergebnis einer solchen Untersuchung veranschaulicht, und. zwar zeigt die graphische Darstellung die elektrische Leitfähigkeit in - - - im Temperaturbereich von etwa 2o bis S'tcm 5oo° C, wobei die Kurve I die bekannten technischen Emails umfaßt, während die Kurve 1I die Werte für die neuen Emails gemäß der Erfindung zeigt. Beide Kurven zeigen Mittelwerte, da in jedem Fall verschiedene Zusammensetzungen innerhalb der zulässigen Grenzen etwas abweichende Werte ergeben können. Maßgebend ist aber der charakteristische Verlauf der Kurven und die Tatsache, daß die Werte der Kurve 1I für Emails erfindungsgemäßer Zusammensetzung in einer wesentlich günstigeren Größenordnung liegen als die Werte der Kurve I der bekannten Emails. Infolgedessen können Emails gemäß der Erfindung tatsächlich vorteilhaft als elektrisch isolierende Schichten in einem Temperaturbereich bis praktisch 5oo° C verwendet werden.
• Das Anwendungsgebiet von Emails gemäß der Erfindung ist sehr groß. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Anwendung der Emails bei elektrischen Geräten, insbesondere Elektrowärrnegeräten, welche durch elektrische Widerstandsheizung erwärmt werden sollen. Hierbei kann erfindungsgemäß die stromführende Widerstandsschicht in irgendeiner Form, z. B. als Folie, Band oder Draht, unmittelbar auf eine Emailschicht gemäß der Erfindung aufgebracht werden, ohne daß weitere den Wärmeübergang störende isolierende Zwischenschichten aus anderen Materialien notwendig sind.
• Emails gemäß der Erfindung können je nach den Anforderungen und nach der Art des metallischen Untergrundes in einer oder in mehreren Schichten oder in Verbindung mit einer oder mehreren Schichten von Grundemail als Deckemail verweildet werden. In letzterem Falle ist es zweckmäßig, die Deckemails durch in der Emailtechnik allgemein bekannte Farbkörper zur äußeren Unterscheidung von dem Grundemail anders zu färben. Im übrigen entspricht die technische Erzeugung (Schmelzen, Fritten) und die Verarbeitung (Auftragen, Einbrennen) der erfindungsgemäßen Emails den Verfahren, die bei der Erzeugung und Verarbeitung der bekannten technischen Emails angewendet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRCCHE: i. Technisches Email mit Gehalten an Kieselsäure und zusätzlichen Oxyden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung besserer elektrischer Isolierfähigkeit auch bei höheren Temperaturen diejenigen in den üblichen technischen Emailzusammensetzungen enthaltenen Stoffe, welche bei steigender Temperatur eine erhöhte Ionenleitfähigkeit aufweisen, wie insbesondere die Alkalioxyde (Natriumoxyd und Kaliumoxyd), durch Stoffe mit geringerer Ionenleitfähigkeit, wie vorzugsweise Bleioxyd, Bariumoxyd, Calciumoxyd, ganz oder größtenteils ersetzt sind.
2. 2. Email nach Anspruch r, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 2o bis 40% Kieselsäure, 4o bis 65 % Bleioxyd und/oder Bariumoxyd, bis zu 6% Calciumoxyd, bis zu 6% Aluminiumoxyd und bis zu 5% Borsäure.
3. 3. Die Verwendung eines Emails nach Anspruch i oder 2 als elektrisch isolierende Schicht für elektrische Geräte und Zubehörteile, insbesondere für Elektrowärmegeräte.
4. 4. Elektrische Geräte o. dgl. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Teile unmittelbar auf eine Emailschicht gemäß Anspruch i oder 2 aufgebracht oder in solche Schichten eingebettet sind.
5. 5. Elektrische Geräte o. dgl. nach Anspruch 3 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Metallunterlage eine oder mehrere Emailschichten gemäß Anspruch i oder 2 für sich oder als Deckemail auf einer oder mehreren Schichten Grundemails bekannter Art aufgebracht sind.