DE871097C - Frit for the production of enamels, especially those with low firing temperatures - Google Patents

Frit for the production of enamels, especially those with low firing temperatures

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DE871097C DET4679A DET0004679A DE871097C DE 871097 C DE871097 C DE 871097C DE T4679 A DET4679 A DE T4679A DE T0004679 A DET0004679 A DE T0004679A DE 871097 C DE871097 C DE 871097C
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    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fritten zur Herstellung von Schmelzemails, insbesondere von solchen Emails, die niedrige Brenntemperaturen besitzen.The invention relates to frits for the production of enamels, in particular such Enamels that have low firing temperatures.

In der Emaillierindustrie sind bereits viele Arten von Fritten vorgeschlagen und benutzt worden. Die meisten dieser bekannten Ansätze erfordern jedoch relativ hohe Brenntemperaturen oberhalb von 8250C. Seit vielen Jahren ist es das Ziel der Emaillierindustrie, Fritten zu entwickeln, deren Brenntemperaturen niedriger liegen; besonders erstrebenswert ist die Erreichung von Brenntemperaturen unterhalb von 825 °, und zwar insbesondere unterhalb von 725°.Many types of frits have been proposed and used in the enameling industry. Most of these known approaches, however, require relatively high firing temperatures above 825 ° C. For many years it has been the goal of the enamelling industry to develop frits whose firing temperatures are lower; Particularly desirable is the achievement of firing temperatures below 825 °, in particular below 725 °.

Bei Temperaturen über 825 ° treten nämlich Schwierigkeiten auf bei der Beschaffung von widerstandsfähigen und langlebigen Ofenbaumaterialien, deren Vorhandensein eine Voraussetzung für eine ökonomische und befriedigende Arbeitsweise ist. Besonders vorteilhaft sind Fritten mit Brenntemperaturen unterhalb 725 °, weil die meisten Stahlwaren bei einer Emailliertemperatur über 725 ° Volumenveränderungen erfahren, die zu Verwerfungen bei großen Emaillierflächen führen. Wenn jedoch die Brenntemperatur unter 725° liegt, können derartige Verwerfungen beträchtlich vermindert oder im wesentlichen beseitigt werden. Bei Vorliegen eines as derartigen Emails können billigere Qualitäten von Stahlblech und leichtere Stahlformen benutzt werden.At temperatures above 825 °, difficulties arise in obtaining resistant ones and durable furnace construction materials, the presence of which is a prerequisite for a economical and satisfactory way of working. Frits with firing temperatures are particularly advantageous below 725 °, because most steel products have an enamelling temperature above 725 ° Experiencing volume changes that lead to warping in large enamelled areas. if however, the firing temperature is below 725 °, such distortions can be reduced or considerably essentially eliminated. If there is an as Cheaper grades of sheet steel and lighter steel forms can be used for such enamels.

Außerdem ist bei niedriger Brenntemperatur eine bessere Ausnutzung der Hitze, längere Betriebsdauer der Ofenkonstruktionen bei geringeren Instandhaltungskosten gegeben, woraus eine beträchtliche Senkung der allgemeinen Betriebskosten sich ergibt.In addition, a lower firing temperature means better utilization of the heat and a longer operating time of furnace constructions with lower maintenance costs, from which a considerable Lower overall operating costs result.

Durch die Erfindung werden Fritten geschaffen, die bei der Emaillierung Brenntemperaturen unterhalb 8250 besitzen. Ein besonderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung von Fritten für EmailsThe invention frits are created which possess below 825 0 in the enamel firing temperatures. A particular object of the invention is the creation of frits for emails

mit Brenntemperaturen unter 725 °. Die Erfindung wird im einzelnen in der folgenden Beschreibung dargestellt.with firing temperatures below 725 °. The invention will be described in more detail in the following description shown.

Im ganzen gesehen betrifft die Erfindung Fritten mit denen Emails mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 825° hergestellt werden können. Die erfindungsgemäßen Fritten sind gekennzeichnet durch eine Mischung, bestehend aus Oxyden von Aluminium, Bor, Phosphor, Alkalimetallen und Titan. Die Erfindung betrifft weiterhin Fritten aus den gleichen Mischungsteilnehmern mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 725 °.Viewed as a whole, the invention relates to frits with those enamels with a firing temperature between 650 and 825 ° can be produced. The frits according to the invention are characterized by a mixture consisting of oxides of aluminum, boron, phosphorus, alkali metals and titanium. The invention further relates to frits made from the same mixture participants with a firing temperature between 650 and 725 °.

Die Fritten mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 825° sind erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Mischungsprozente: 6 bis 12Vo TiO2, 18 bis 37% P2O5, 19'bis 39% Al2O3, 7 bis 37% B2 O3, X4 bis 23% lXlkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 einem Anteil von 58 bis 85 °/0 der Summe aus ao Alkalimetall und P2 O5 und B2O3 entspricht; der Anteil von Al2O3 muß wenigstens 23 °/0 betragen, wenn der Anteil von B2O3 unter 22 % liegt; der Anteil von P2O5 muß unter 31% liegen, wenn der Anteil von B2O3 22% und mehr beträgt; das Alkalimetalloxyd besteht erfindungsgemäß aus Na2O oder Na2O in Mischung mit K2O und/oder Li2O, wobei das K2O in einem Anteil bis zu 60% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li2O in einem Anteil bis zu 20 °/0 in der Alkali-Oxyd-Mischung anwesend ist. Die Fritten mit einer Brenntemperatur des Emails unter 7250 sind erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Mischungsprozente: 6 bis 12% TiO2, 18 bis 37% P2O61 19 bis36°/o Al2O3, 11 bis 33% B2O3, 18 bis 23% ' Alkalimetall-. oxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 einem Anteil von 62 bis 83 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 und B2O3 entspricht; der Anteil von Al2O3 beträgt wenigstens 23%, wenn der Anteil von B2O3 unter 22 °/o Hegt; der Anteil von P2O5 beträgt weniger als 31%, wenn der Anteil von B2O3 sich auf 22 °/0 und mehr beläuft; das Alkalimetalloxyd besteht erfindungsgemäß aus Na2O oder Na2O in Mischung mit K2O und/oder Li2O, wobei das K2O in einem Anteil bis zu 30 °/0 der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li2O in einem Anteil bis zu 20 °/0 der Alkali-MetaH-Oxyd-Mischung anwesend ist. Zur Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Ausführungsbeispiele.According to the invention, the frits with a firing temperature between 650 and 825 ° are characterized by the following mixing percentages: 6 to 1250 TiO 2 , 18 to 37% P 2 O 5 , 19 to 39% Al 2 O 3 , 7 to 37% B 2 O 3, X 4 to 23% Xlkalimetalloxyd l, wherein the sum of Alkalimetalloxyd and P 2 O 5 85/0 of the sum of ao alkali metal and P 2 O 5 and B corresponds to a proportion of 58 to ° 2 O 3; the proportion of Al 2 O 3 must be at least / 0 be 23 ° when the content of B 2 O 3 is below 22%; the proportion of P 2 O 5 must be below 31% if the proportion of B 2 O 3 is 22% and more; the alkali metal oxide consists according to the invention of Na 2 O or Na 2 O in a mixture with K 2 O and / or Li 2 O, the K 2 O in a proportion of up to 60% of the alkali metal-oxide mixture and the Li 2 O in one proportion of up to 20 ° / is present in the alkali metal oxide mixture 0th The frits with a firing temperature of the enamel below 725 0 are characterized according to the invention by the following mixing percentages: 6 to 12% TiO 2 , 18 to 37% P 2 O 61 19 to 36 % Al 2 O 3 , 11 to 33% B 2 O 3 , 18 to 23% alkali metal. oxide, wherein the sum of Alkalimetalloxyd and P 2 O 5 equivalent to a share of 62 to 83% of the sum of Alkalimetalloxyd and P 2 O 5 and B 2 O 3; the proportion of Al 2 O 3 is at least 23% if the proportion of B 2 O 3 is below 22%; the proportion of P 2 O 5 is less than 31%, when the content of B 2 O 3 amounts to 22 ° / 0 or more; the Alkalimetalloxyd consists according to the invention consisting of Na 2 O or Na 2 O in a mixture with K 2 O and / or Li 2 O, wherein the K 2 O in an amount up to 30 ° / 0 of the alkali metal oxide mixture and the Li 2 O 0 of the alkali MetaH oxide mixture is present in a proportion of up to 20 ° /. The following exemplary embodiments serve to explain the invention.

Beispiel 1example 1

Darstellung einer Fritte zur Bildung von Emails mit einer Brenntemperatur unter 825°Representation of a frit for the formation of enamels with a firing temperature below 825 °

Der Ansatz der Fritte wurde aus folgenden Bestandteilen in trockener Vermischung gebildet:The approach of the frit was formed from the following components in a dry mixture:

MischungsteilnehmerMix participant

A1(PO3)3 A1 (PO 3 ) 3

Na2CO3 Na 2 CO 3

NaNO3 NaNO 3

H3BO3 ,.H 3 BO 3,.

Al2O3-SH2O Al 2 O 3 -SH 2 O

TiO9 TiO 9

GewichtsteileParts by weight

30.630.6

24,9 6,824.9 6.8

30-530-5

38,538.5

8,0 Die Mischung wurde in einen gebrannten Tontiegel gegeben und bei 13000 40 Minuten lang geschmolzen. Die Schmelze schien homogen und frei von ungelöstem Material. Die Schmelze wurde dann aus dem Ofen entfernt und in Wasser zu granulierter Fritte abgeschreckt und bei 100° getrocknet. Das trockene Material wurde 10 Stunden lang auf einer Porzellankugelmühle vermählen und durch ein 80-Maschen-DIN-Sieb gegeben. 95% der Fritte passierten das Sieb. Der Siebdurchgang diente als Fritte zur Herstellung des Emails.8.0 The mixture was placed in a fired clay crucible and melted at 1300 0 for 40 minutes. The melt appeared homogeneous and free of undissolved material. The melt was then removed from the furnace and quenched in water to form a granulated frit and dried at 100 °. The dry material was ground on a porcelain ball mill for 10 hours and passed through an 80-mesh DIN sieve. 95% of the frit passed the sieve. The sieve passage served as a frit for producing the enamel.

75 Herstellung des Emails75 Production of the enamel

100 Teile des Siebdurchganges wurden mit 45 Teilen Wasser mit 0,5 Teilen, NaAlO2 zu einem Schlicker gemischt. Der Schlicker wurde auf mit einer Grundschicht versehenen Stahlblechen aufgespritzt in einer Dicke entsprechend 320 g/m2 (Trockengewicht). Das Blech wurde nach dem Aufspritzen bei iio° getrocknet und dann durch Brennen emailliert. Das Brennen erfolgte 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 775°, wo sich bei dieser Fritte das Email bildete. Die Fritte besaß die folgende Zusammensetzung:100 parts of the sieve passage were mixed with 45 parts of water with 0.5 parts of NaAlO 2 to form a slip. The slip was sprayed onto steel sheets provided with a base layer in a thickness corresponding to 320 g / m 2 (dry weight). After spraying on, the sheet was dried at 100 ° and then enamelled by firing. The firing took place for 3 minutes at a temperature of 775 °, at which point the enamel formed in this frit. The frit had the following composition:

Bestandteilcomponent

Al2O3...
P9-O= ...Al 2 O 3 ...
P 9 -O = ...

GewichtsprozenteWeight percent

23
Na2O
TiO2 23
Na 2 O
TiO 2

31,7 25,231.7 25.2

17.517.5

17.417.4

8,28.2

Beispiel 2Example 2

Darstellung einer Fritte zur Bildung von Emails mit einer Brenntemperatur unter 725 °Representation of a frit for the formation of enamels with a firing temperature below 725 °

Der Ansatz der Fritte wurde aus folgenden Bestandteilen in trockener Vermischung gebildet:The approach of the frit was formed from the following components in a dry mixture:

Bestandteil GewichtsteileComponent parts by weight

NaH2-PO4-H2O
NaNO3 -..NaH 2 -PO 4 -H 2 O
NaNO 3 - ..

H3BO3 H 3 BO 3

Al2O3-3H2O
TiO, Al 2 O 3 -3H 2 O
TiO,

66,366.3

9,09.0

21,121.1

42,842.8

7.87.8

Die Mischung wurde in einen gebrannten Tontiegel gegeben und 30 Minuten lang bei 1300° geschmolzen. Die Schmelze wurde aus dem Ofen entfernt und in Wasser zu granulierter Fritte abgeschreckt. Nach dem Trocknen wurde das Material 10 Stunden lang in einer PorzeUanlrugelmühle vermählen und durch ein 80-Maschen-DIN-Sieb gegeben. 97 % des Materials passierten das Sieb.The mixture was placed in a fired clay crucible and melted at 1300 ° for 30 minutes. The melt was removed from the furnace and quenched in water to form a granulated frit. After this Drying, the material was ground for 10 hours in a PorzeUanlrugelmühle and through a 80-mesh DIN sieve given. 97% of the material passed the sieve.

Herstellung des EmailsProduction of the enamel

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Schlicker gebildet und auf Stahlblech aufgespritzt. Nach dem Aufspritzen wurde das Blech 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 700° gebrannt, wobei sich aus dieser Fritte das Email bildete. Die Zusammensetzung der Fritte war die folgende:According to Example 1, a slip was formed and sprayed onto sheet steel. After spraying on the sheet was baked for 3 minutes at a temperature of 700 °, which resulted in Frit that formed enamel. The composition of the frit was as follows:

Bestandteil GewichtsprozenteIngredient percentages by weight

Al2O3 28,0Al 2 O 3 28.0

P2O5 34.1P 2 O 5 34.1

- B2O3 11,9- B 2 O 3 11.9

Na2O 18,2Na 2 O 18.2

TiO2 7,8TiO 2 7.8

Auf Grund der Erfindung wird die Darstellung von Fritten ermöglicht zur Herstellung von Emails mit Brenntemperaturen unterhalb 825° und insbesondere unterhalb 725°.On the basis of the invention, the representation of frits is made possible for the production of enamels with firing temperatures below 825 ° and in particular below 725 °.

Die aus diesen erfindungsgemäßen Fritten hergestellten Emails besitzen eine gleichmäßige und glänzende Oberfläche, die hart, dauerhaft und säurebeständig ist. Die Emails haben weiterhin eine ausgesprochen weiße Färbung von hoher Undurchsichtigkeit, die als Deckschicht für viele Gebrauchsartikel verwendbar und vorteilhaft ist.The enamels produced from these frits according to the invention are uniform and shiny Surface that is hard, durable and acid-resistant. The emails still said one white coloring of high opacity, which is used as a top layer for many articles of daily use is useful and advantageous.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar; unter die Erfindung fallen alle Fritten im Rahmen der Patentansprüche.The above exemplary embodiments do not represent any limitation of the invention; under the invention all frits fall within the scope of the claims.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Fritte zur Herstellung von Schmelzemails, insbesondere solchen mit einer Brenntemperatur unterhalb 825 °, gekennzeichnet durch eine Mischung aus Oxyden von Aluminium, Bor, Phosphor, Alkalimetallen und Titan.1. Frit for the production of enamel, especially those with a firing temperature below 825 °, characterized by a mixture of oxides of aluminum, boron, phosphorus, Alkali metals and titanium. 2. Fritte nach Anspruch 1 mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 8255°, gekennzeichnet durch folgende Mischungsprozente: 6 bis 12% TiO2, 18 bis 37% P2O5, 19 bis 39 % Al2O3, 7 bis 37% B2O3, 14 bis 23 % Alkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 einem Anteil von 58 bis 85 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 und B2O3 entspricht.2. Frit according to claim 1 with a firing temperature between 650 and 8255 °, characterized by the following mixing percentages: 6 to 12% TiO 2 , 18 to 37% P 2 O 5 , 19 to 39% Al 2 O 3 , 7 to 37% B. 2 O 3 , 14 to 23% alkali metal oxide, the sum of alkali metal oxide and P 2 O 5 corresponding to a proportion of 58 to 85% of the sum of alkali metal oxide and P 2 O 5 and B 2 O 3. 3. Fritte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Al2O3 wenigstens 23% beträgt, wenn sich der Anteil von B2O3 auf weniger als 22 % beläuft.3. Frit according to claim 2, characterized in that the proportion of Al 2 O 3 is at least 23% when the proportion of B 2 O 3 is less than 22%. 4. Fritte nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von P2O6 unter 31% liegt» wenn sich der Anteil von B2O3 auf4. Frit according to claim 2 and 3, characterized in that the proportion of P 2 O 6 is below 31% »when the proportion of B 2 O 3 is on 22 % und mehr beläuft.22% and more. 5. Fritte nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloxyd aus Na2O oder aus Na2O in Mischung mit K2O und/oder Li2O besteht, wobei das K2O in einem Anteil bis zu 60 % der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li2O in einem Anteil bis zu 20% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung anwesend ist.5. Frit according to claim 2 to 4, characterized in that the alkali metal oxide consists of Na 2 O or of Na 2 O in a mixture with K 2 O and / or Li 2 O, the K 2 O in a proportion of up to 60% the alkali metal-oxide mixture and the Li 2 O is present in a proportion of up to 20% of the alkali metal-oxide mixture. 6. Fritte nach Anspruch 1 mit einer Brenntemperatur zwischen 650 und 725 °, gekennzeichnet durch folgende Mischungsprozente: 6% bis 12% TiO2, 18 bis 370I0 P2O5, 19 bis 36% Al2O3, 11 bis 33 »/ρ B2O3, 18 bis 23 0Z0 Alkalimetalloxyd, wobei die Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 einem Anteil von 62 bis 83 % der Summe aus Alkalimetalloxyd und P2O5 und B2O3 entspricht.6. frit according to claim 1 with a firing temperature between 650 and 725 °, characterized by the following mixing percentages: 6% to 12% TiO 2 , 18 to 37 0 I 0 P 2 O 5 , 19 to 36% Al 2 O 3 , 11 to 33 »/ ρ B 2 O 3 , 18 to 23 0 Z 0 alkali metal oxide, the sum of alkali metal oxide and P 2 O 5 corresponding to a proportion of 62 to 83% of the sum of alkali metal oxide and P 2 O 5 and B 2 O 3. 7. Fritte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Al2O3 wenigstens7. frit according to claim 6, characterized in that the proportion of Al 2 O 3 is at least 23 % beträgt, wenn der Anteil von B2O3 unter 22 % Hegt.23% if the proportion of B 2 O 3 is below 22%. 8. Fritte nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von P2O5 weniger als 31 % beträgt, wenn sich der Anteil von B2O3 auf 22 °/0 und mehr beläuft.8. frit according to claim 6 and 7, characterized in that the proportion of P 2 O 5 is less than 31% when the proportion of B 2 O 3 amounts to 22 ° / 0 and more. 9. Fritte nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloxyd aus Na2O oder aus Na2O in Mischung mit K2O und/oder Li2O besteht, wobei das K2O in einem Anteil bis zu 30% der Alkalimetall-Oxyd-Mischung und das Li2O in einem Anteil bis zu 20 % der Alkalimetall-Oxyd-Mischung anwesend ist.9. frit according to claim 6 to 8, characterized in that the alkali metal oxide consists of Na 2 O or of Na 2 O in a mixture with K 2 O and / or Li 2 O, the K 2 O in a proportion of up to 30% the alkali metal-oxide mixture and the Li 2 O is present in a proportion of up to 20% of the alkali metal-oxide mixture. ©5785 3.53© 5785 3.53
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