EP1047652A1 - Method for dying ceramic surfaces - Google Patents

Method for dying ceramic surfaces

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Publication number
EP1047652A1
EP1047652A1 EP99969080A EP99969080A EP1047652A1 EP 1047652 A1 EP1047652 A1 EP 1047652A1 EP 99969080 A EP99969080 A EP 99969080A EP 99969080 A EP99969080 A EP 99969080A EP 1047652 A1 EP1047652 A1 EP 1047652A1
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EP
European Patent Office
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ceramic
coloring
host lattice
solution
soluble compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99969080A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Staffel
Thomas Klein
Jürgen STRAUB
Jens Schmithüsen
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BK Giulini Chemie GmbH
Original Assignee
BK Giulini Chemie GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C04B2111/80Optical properties, e.g. transparency or reflexibility
    • C04B2111/82Coloured materials

Definitions

  • the present invention relates to the use of soluble rare earth compounds in combination with other coloring transition metal compounds of ceramic bodies.
  • Metal oxides are generally used for coloring ceramic materials and are stable at the usual firing temperatures of 700 to 1400 ° C.
  • the colored oxides of iron are used in particular.
  • Chrome Manganese, pure and mixed phases with spinel structure, for example compounds of Al. Ni. Cr. Zn. Co. Cu, Mn. Fe. U and V. a series of silicates. Sulfides and mixed phases with working cations in colorless host lattices of the rutile type such as Ti0 2 . SnO 2 . Zr0 2 . ZrSiO 4 and PbO 2 .
  • the rare earth metals are elements of the 3rd group of the Periodic Table, they belong to the transition metals.
  • the rare earth elements include the elements scandium. Yttriumv and the 14 elements following lanthanum, from lanthanum to lutetium, which are essentially 3+ valued, occur naturally in the form of oxides. At this stage of oxidation they have a wide variety of colors.
  • the compound is Neodym3 + red-violet or Praseodym3 + green-yellow.
  • rare earth oxides for this. These oxides are usually water-insoluble and are applied as pigments to the ceramic body by different methods.
  • the use of the rare earth oxides as coloring pigments for ceramics is known from DE 19739124. The use of these oxides to produce purple ceramic decorations is described here.
  • the pigments are based on a burnable carrier material. for example a glass flow, a rare earth oxide hydrate and a gold compound or colloidal gold. In this special process the oxide hydrates of the elements are yttrium. Lanthanum. Cerium and scandium used.
  • WO 97/08115 describes a further process for the production of ceramic coatings and the coating powders suitable therefor.
  • the coating powders can be rare earth oxides.
  • the process described here is electrostatic coating with oxide powders of a certain size. using specially designed adhesives.
  • the so-called fire-capable substrates are used as substrates, including, in particular, enamelable metals and ceramic materials. e.g. Glass. Fine ceramics (porcelain. Bone China and Vitreous China. Building ceramics (roof tiles. Tiles), as well as sanitary ceramics and decorative ceramics.
  • the substrates can be coated with powders that are particularly easy to fluidize, ie, liquefy
  • This good fluidization of the coating powder does not give rise to any technical problems during spraying, the surface of the substrate is smooth, not corrugated, and it is also possible to achieve a corresponding coating depth on the surface of 100 to 700 ⁇ m.
  • DE-197 01 080 Cl describes a process for coloring ceramic surfaces, which is characterized in that. that a colorless oxide crystallizing in the spinel or rutile lattice is incorporated into a ceramic mass or a surface layer made of the ceramic mass as the host lattice.
  • an aqueous coloring solution which is a soluble compound of a divalent or trivalent metal ion coloring the host lattice and contains a soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion for electrostatic compensation, is produced in which.
  • the ceramic body is fired at 300 to 1400 ° C and a burning time of 0.5 to 5 hours.
  • the advantage of this method is that the coloring solutions can be applied to the surface quite uniformly (sprayed, dipped, etc.) and the color layers produced in this way have a depth of 0.5 to 2 mm. This depth allows it. to subsequently process the ceramic surface by grinding and polishing, but also to create certain surface patterns.
  • the soluble salts of the transition metals are used as coloring solutions.
  • the combination of antimony and chromium salts used here produces the color yellow;
  • the colors pink or black can be produced in a similar manner, see DE-195 46 325 C1 and DE-196 25 236 Cl.
  • the colors created here are usually quite intense; it is not possible to use matt or pastel shades with the methods described above. To create chandelier effects without the involvement of precious metals or even color gradations. Often, only a certain lightening or decolorization of the ceramic substrates is desired, which cannot be achieved with these coloring methods. It is also not possible to lighten the colored substrates by applying less concentrated coloring solutions because the low concentration means that the layer thickness of the colored surface layers generated is too small to allow subsequent processing.
  • the ceramic substrate Applies ceramic substrate, and after drying the solvent, the ceramic substrate between 300 and 1400 ° C. and burns for 0.5 to 2.5 hours.
  • Acetates are the water-soluble salts of rare earths. the citrate. Chlorides.
  • Nitrates Oxalates and sulfates used.
  • the coloring solutions for the production of pigments of the rutile type consist of a water-soluble compound of a divalent or trivalent metal ion, in particular from the group nickel. Cobalt and chromium, as well as another soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion, especially antimony. Niobium or tungsten, the salts in a concentration of about 1 to 10% by weight. preferably 2 to 5% by weight. are included. Oryanic acids and in particular are preferred as anions complex-forming acids are used, which on the one hand have very good dissolving properties and on the other hand burn in an environmentally friendly manner with the formation of water and CO 2 . However, inorganic anions such as chloride or nitrate can also be used, provided that the disadvantages associated with this are accepted.
  • the solution has proven to be advantageous for the solution to have complex titanium, in particular potassium titanium oxalate. to add, although the amounts are limited to less than 3% due to the low solubility of this compound.
  • the mixed phase coloring is enhanced by this addition, possibly by promoting the growth of a mixed phase on the existing host lattice.
  • titanium dihydroxy bis [2-hydroxypropanato (2 " ) - ⁇ '.0 2 ] titanate (2 " )
  • ammonium salt CA Reg. No. 85104-06-5
  • the Na and K compounds and compounds with other ammonium ions also have corresponding stabilities.
  • these compounds can be mixed with salts of trivalent and pentavalent ions, as are customary for the mixed phase formation of rutile lattices, in concentrations which are sufficient for direct coloring of ceramic surfaces without the interaction of the different anions leading to incompatibility.
  • Anions in these salts are organic acid residues, such as acetate. Tartrate. Citrate or lactate is preferred because they are oxidized to CO 2 when burned.
  • Inorganic salts like chlorides. However, sulfates or nitrates can be also use. 1-3% by weight of the tri- and pentavalent ions and 3-8% by weight of the titanium are preferred.
  • the staining solutions are sprayed. Diving. To paint. Printing etc. only applied to the parts of the surface that are to be colored, whereby the solutions penetrate more or less deeply into the ceramic mass, depending on the amount applied. Discoloration usually occurs to a depth of 0.5 to 2 mm. so that both a patterning of the surface and processing, for example by grinding or polishing, is possible.
  • Titanium dioxide is preferably used as the host lattice for rutile pigments, but also SnO 2 . Zr0 2 and other oxides customary for this purpose can be used.
  • MgAl 2 ⁇ 4 compounds are the host lattice for spinels.
  • ZnAl 2 0 4 or Zn (TiZn) O 4 , Mg 2 TiO 4 , Zn 2 TiO 4 can be used.
  • the organic ligands of the metal compound are burned by burning, or inorganic anions are evaporated, and the remaining metal oxides are incorporated into the silicate phase of the ceramic or, with the formation of colored pigments, into the specified host lattices.
  • the mixed phase pigments formed according to the invention allow this. to expand the spectrum of subsequent coloring of ceramic surfaces extraordinarily and to apply a multitude of new shades in a targeted manner.
  • the following experiments illustrate the subject of the invention in more detail using the example of the production of rutile pigments, without restricting it.
  • the color shade obtained was determined using a Minolta Chroma Meter CR 200, using the CIE standard illuminant C (6774K).
  • the L * a * b * color system recommended in ISO and DIN standards was used to determine the values.
  • the L * a * b * color system represents a color body through which three axes have been laid.
  • the vertical axis is the L * axis and represents the brightness of the color.
  • the axes a * and b * are located in the horizontal plane (color wheel), where a * stands for the hue and b * for the saturation.
  • a typical lemon yellow has, for example, the brightness L * 81, 5; an a * value around 0 and a high b * value of 62.5
  • a general problem in the experiments mentioned above is the low titanium concentration in aqueous solution (2.9%). which prevents a deepening of the color tone in that no larger portion of the surface is covered with a TiO 2 grid.
  • the so-called engobing technique offers a solution here. which consists in enriching the surface with TiO 2 .
  • the engobe clay can either be naturally or artificially enriched with TiO 2 .
  • the clay flour was processed as follows: The clay was ground in a ball mill and sieved through a sieve with a mesh size of 0.063 mm. The viscosity was regulated by using condensers (max. 0.1%) based on silicate or acrylate. The blanks were then engobed by pouring over and draining. After drying overnight, the moldings thus obtained were sprayed with the appropriate chromophore solution and then fired at 1,140.degree.
  • TiO? brightens the color very clearly and changes its quality in the case of iron, where there is a shift from reddish brown to yellowish.
  • Ceramic cullet with a TiO 2 content of ⁇ 0.1 wt .-% and otherwise the composition corresponding to experiment VI are sprayed with the following solutions, dried and fired at 1,140 ° C.

Abstract

The invention relates to a method for dying ceramic surfaces, whereby a mixed phase pigment is produced in the surface layer of the ceramic mass. Said pigment consists of a colorless metal oxide which crystallizes in a spinel or rutile grating and which is used as host grating. The pigment also consists of an aqueous dying solution containing a soluble compound of a bivalent or trivalent metal ion which dyes the host grid, and of a soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion for electrostatic balancing. According to the invention, the pigment is produced in the surface layer by either incorporating the finely dispersed colorless oxide into the ceramic mass and applying the aqueous dying solution to the surface layer, or by mixing the aqueous dying solution with an amount of a soluble compound of the metal ions which form the host grid, said amount being sufficient to form the host grating, and by applying said mixture to the ceramic surface. Once the solvent has dried, the ceramic body is fired at a temperature ranging from 300 to 1400 DEG C during a firing time of 0.5 to 5 hours.

Description

Verfahren zum Färben von KeramikoberflächenProcess for coloring ceramic surfaces
Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung von löslichen Verbindungen der seltenen Erden in Kombination mit anderen färbenden Übergangsmetall Verbindungen von keramischen Körpern.The present invention relates to the use of soluble rare earth compounds in combination with other coloring transition metal compounds of ceramic bodies.
Zur Färbung von keramischen Materialien werden in der Regel Metalloxide (Pigmente) verwendet, die bei den üblichen Brenntemperaturen von 700 bis 1400 °C stabil sind. Im Stand der Technik werden dazu insbesondere verwendet die farbigen Oxide des Eisens. Chroms. Mangans, Rein- und Mischphasen mit Spinellstruktur, beispielsweise Verbindungen von AI. Ni. Cr. Zn. Co. Cu, Mn. Fe. U und V. eine Reihe von Silikaten. Sulfiden und Mischphasen mit arbgebenden Kationen in farblosen Wirtsgittern vom Rutiltyp wie Ti02. SnO2. Zr02. ZrSiO4 und PbO2.Metal oxides (pigments) are generally used for coloring ceramic materials and are stable at the usual firing temperatures of 700 to 1400 ° C. In the prior art, the colored oxides of iron are used in particular. Chrome. Manganese, pure and mixed phases with spinel structure, for example compounds of Al. Ni. Cr. Zn. Co. Cu, Mn. Fe. U and V. a series of silicates. Sulfides and mixed phases with working cations in colorless host lattices of the rutile type such as Ti0 2 . SnO 2 . Zr0 2 . ZrSiO 4 and PbO 2 .
Bei den Metallen der seltenen Erden handelt es sich um Elelmente der 3. Gruppe der Periodischen Systems, sie gehören zu den Übergangsmetallen. Zu den seltenen Erden zählen die Elemente Scandium. Yttriumv sowie die auf Lanthan folgenden 14 Elemente, von Lanthan bis Lutetium, die im wesentlichen die Wertigkeit 3+ aufweisen, in der Natur als Oxyde vorkommen. Sie weisen in diesem Oxydationsstadium die unterschiedlichsten Farben auf. Zum Beispiel ist die Verbindung Neodym3+ rot-violett oder Praseodym3+ grün-gelb.The rare earth metals are elements of the 3rd group of the Periodic Table, they belong to the transition metals. The rare earth elements include the elements scandium. Yttriumv and the 14 elements following lanthanum, from lanthanum to lutetium, which are essentially 3+ valued, occur naturally in the form of oxides. At this stage of oxidation they have a wide variety of colors. For example, the compound is Neodym3 + red-violet or Praseodym3 + green-yellow.
Charakteristisch für diese Farben ist ihre Intensität, im Gegensatz zu den Farben, die von den anderen Metallen der Übergangsmetalle erzeugt werden, sind die Seltenerdoxyde nur schwach gefärbt bzw. färbend.These colors are characterized by their intensity; in contrast to the colors produced by the other metals of the transition metals, the rare earth oxides are only weakly colored or staining.
Es ist auch bekannt Oxide der seltenen Erden hierzu einzusetzen. Diese Oxide sind in der Regel wasserunlöslich und werden als Pigmente durch unterschiedliche Verfahren auf die Keramikkörper aufgebracht. Die Verwendung der Oxyde der seltenen Erden als iarbende Pigmente für die Keramik ist aus der DE- 19739124 bekannt. Hier wird die Verwendung von diesen Oxydem zur Erzeugung purpurfarbener keramischer Dekore beschrieben. Die Pigmente bsieren auf einem einbrennfähigen Trägermaterial. z.B. einem Glasfluß, einem Seltenerd-Oxydhydrat und einer Goldverbindung oder kolloidalem Gold. In diesem speziellen Verfahren werden die Oxydhydrate der Elemente Yttrium. Lanthan. Cer und Scandium eingesetzt.It is also known to use rare earth oxides for this. These oxides are usually water-insoluble and are applied as pigments to the ceramic body by different methods. The use of the rare earth oxides as coloring pigments for ceramics is known from DE 19739124. The use of these oxides to produce purple ceramic decorations is described here. The pigments are based on a burnable carrier material. for example a glass flow, a rare earth oxide hydrate and a gold compound or colloidal gold. In this special process the oxide hydrates of the elements are yttrium. Lanthanum. Cerium and scandium used.
In der WO 97/08115 wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von keramischen Beschichtungen und die dafür geeigneten Beschichtungspulver beschrieben. Die Beschichtungspulver können Oxyde der seltenen Erden sein. Das hier beschriebene Verfahren ist ein elektrostatisches Beschichten mit Oxydpulvern einer bestimmten Kormgröße. unter Verwendung von speziell hierfür geeigneten Haftungsmitteln. Als Substrate werden die sog. brandfähigen Substrate eingesetzt, worunter man insbesondere emailierfähige Metalle, sowie keramische Materialien . z.B. Glas. Feinkeramik (Porzellan. Bone China und Vitreous China. Baukeramik (Dachziegel. Fliesen), sowie Sanitärkeramik und Zierkeramik versteht. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, daß man die Beschichtung der Substrate mit Pulvern errreicht. die besonders gut fluidisierbar. d.h. verflüssigt sind. Aufgrund dieser guten Fluidisierung des Beschichtungspulvers kommt es während des Besprühens zu keinen technischen Problemen, die Oberfläche des Substrates ist glatt, nicht gewellt, ferner lässt sich so eine entsprechende Beschichtungstiefe auf der Oberfläche von 100 bis 700 μm erzielen.WO 97/08115 describes a further process for the production of ceramic coatings and the coating powders suitable therefor. The coating powders can be rare earth oxides. The process described here is electrostatic coating with oxide powders of a certain size. using specially designed adhesives. The so-called fire-capable substrates are used as substrates, including, in particular, enamelable metals and ceramic materials. e.g. Glass. Fine ceramics (porcelain. Bone China and Vitreous China. Building ceramics (roof tiles. Tiles), as well as sanitary ceramics and decorative ceramics. The advantage of this technique is that the substrates can be coated with powders that are particularly easy to fluidize, ie, liquefy This good fluidization of the coating powder does not give rise to any technical problems during spraying, the surface of the substrate is smooth, not corrugated, and it is also possible to achieve a corresponding coating depth on the surface of 100 to 700 μm.
Im Stand der Technik ist es aber auch schon bekannt, anstelle der Beschichtungspulver, z.B. der Oxydhydrate, sog. Färbelösungen zur Färbung der keramischen Substrate einzusetzen.However, it is also already known in the prior art to replace the coating powder, e.g. the oxide hydrates, so-called staining solutions for coloring the ceramic substrates.
In der DE- 197 01 080 Cl wird ein Verfahren zum Färben von Keramikoberflächen beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist. daß in eine Keramikmasse bzw. eine Oberflächenschicht aus der Keramikmasse als Wirtsgitter ein im Spinell-oder Rutilgitter kristallisierendes farbloses Oxyd eingearbeitet ist. eine wässrige Färbelösung, welche eine lösliche Verbindung eines das Wirtsgitter färbenden zwei- oder dreiwertigen Metallions und eine lösliche Verbindung eines fünf- oder sechswertigen Metallions zum elektrostatischen Ausgleich enthält, erzeugt wird, in dem man. entweder das farblose Oxid in feinverteilter Form in die Keramikmasse einarbeitet und die wäßrige Färbelösung auf die Oberflächenschicht aufbringt, oder die wäßrige Färbelösung mit einer zur Bildung der Wirtsgitter ausreichenden Menge einer löslichen Verbindung der das Wirtsgitter bildenden Metallionen versetzt und diese Mischung auf die Oberfläche aufträgt, und nach Trocknen des Lösungsmittels der Keramikkörper bei 300 bis 1400 °C und einer Brenndauer von 0,5 bis 5 Stunden gebrannt wird.DE-197 01 080 Cl describes a process for coloring ceramic surfaces, which is characterized in that. that a colorless oxide crystallizing in the spinel or rutile lattice is incorporated into a ceramic mass or a surface layer made of the ceramic mass as the host lattice. an aqueous coloring solution, which is a soluble compound of a divalent or trivalent metal ion coloring the host lattice and contains a soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion for electrostatic compensation, is produced in which. either incorporate the colorless oxide in finely divided form into the ceramic mass and apply the aqueous coloring solution to the surface layer, or the aqueous coloring solution is mixed with a sufficient amount of a soluble compound to form the host lattice of the metal ions forming the host lattice and this mixture is applied to the surface, and after drying the solvent the ceramic body is fired at 300 to 1400 ° C and a burning time of 0.5 to 5 hours.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Färbelösungen recht gleichmäßig auf die Oberfläche aufgetragen, (geprüht. getaucht etc.) werden können und die so erzeugten Farbschichten eine Tiefe von 0,5 bis 2 mm aufweisen. Diese Tiefe erlaubt es. die Keramikoberfläche nachträglich durch Schleifen und Polieren zu bearbeiten, aber auch gewisse Oberflächenmuster zu erzeugen.The advantage of this method is that the coloring solutions can be applied to the surface quite uniformly (sprayed, dipped, etc.) and the color layers produced in this way have a depth of 0.5 to 2 mm. This depth allows it. to subsequently process the ceramic surface by grinding and polishing, but also to create certain surface patterns.
Als Färbelösungen werden die löslichen Salze der Übergangsmetalle eingesetzt. Die hier eingesetzte Kombination von Antimon- und Chromsalzen erzeugt die Farbe gelb; in ähnlicher Weise kann man die Farben rosa oder schwarz erzeugen, siehe dazu die DE- 195 46 325 C1 und die DE-196 25 236 Cl .The soluble salts of the transition metals are used as coloring solutions. The combination of antimony and chromium salts used here produces the color yellow; The colors pink or black can be produced in a similar manner, see DE-195 46 325 C1 and DE-196 25 236 Cl.
Die hier erzeugten Farben sind in der Regel recht intensiv, es ist mit den oben beschriebenen Verfahren nicht möglich matte Farbtöne oder Pastelltöne. Lüstereffekte ohne Beteiligung von Edelmetallen oder auch nur Farbabstufungen zu erzeugen. Es ist oft auch nur eine gewisse Aufhellung oder Entfärbung der Keramiksubstrate erwünscht, die man mit diesen Färbemethoden nicht erreichen kann. Es ist auch nicht möglich durch die Auftragung weniger konzentrierter Färbelösungen die Aufhellung der eingefärbten Substrate zu erreichen, denn durch die geringe Konzentration wird die Schichtdicke der erzeugten eingefärbten Oberflächenschichten zu gering um eine nachträgliche Bearbeitung erlauben zu können.The colors created here are usually quite intense; it is not possible to use matt or pastel shades with the methods described above. To create chandelier effects without the involvement of precious metals or even color gradations. Often, only a certain lightening or decolorization of the ceramic substrates is desired, which cannot be achieved with these coloring methods. It is also not possible to lighten the colored substrates by applying less concentrated coloring solutions because the low concentration means that the layer thickness of the colored surface layers generated is too small to allow subsequent processing.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, mit dessen Hilfe es möglich ist. Pastelltöne auf Keramiksubstraten zu erzeugen. bzw.Aufhellung oder Entfärbung der Substrate zu erreiehcn. ohne die aufwendige elektrostatische Pigmentauftragstechnik einzusetzen.The task was therefore to find a method which would make it possible. To create pastel tones on ceramic substrates. lightening or discoloration of the To reach substrates. without using the complex electrostatic pigment application technique.
Die Lösung der Aufgabe konnte durch die Verwendung von Salzen der seltenen Erden in Form ihrer Lösungen oder Suspensionen gefunden werden. Es hat sich überrraschenderweise gezeigt, daß es möglich ist, Lösungen oder Suspensionen der seltenen Erden in Kombination mit anderen Lösungen von anderen färbenden Metallsalzen auf jede Art von Keramiksubstrat in flüssiger Form aufzutragen, mittels der entsprechenden Trocknungsmethoden zu trocknen, und dann zu brennen, um eine gut durchgefärbte farbige Oberflächenschicht auf dem Keramiksubstrat zu erzeugen.The problem was solved by using rare earth salts in the form of their solutions or suspensions. Surprisingly, it has been found that it is possible to apply solutions or suspensions of rare earths in combination with other solutions of other coloring metal salts to any type of ceramic substrate in liquid form, to dry them by means of the appropriate drying methods, and then to burn them to give a produce a well-colored colored surface layer on the ceramic substrate.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die wässrigen Lösungen oderThe process is characterized in that the aqueous solutions or
Suspensionen der seltenen Erden durch Tauchen. Sprühen oder Aufstreichen auf dasRare earth suspensions by diving. Spray or spread on the
Keramiksubstrat aufbringt, und nach Trocknung des Lösungsmittels, das Keramiksubstrat zwischen 300 und 1400 °C. und einer Brenndauer von 0,5 bis 2,5 Stunden brennt.Applies ceramic substrate, and after drying the solvent, the ceramic substrate between 300 and 1400 ° C. and burns for 0.5 to 2.5 hours.
Als wasserlösliche Salze der seltenen Erden werden die Acetate. die Citrate. Chloride.Acetates are the water-soluble salts of rare earths. the citrate. Chlorides.
Nitrate. Oxalate und Sulfate eingesetzt.Nitrates. Oxalates and sulfates used.
Die Kombination mit anderen färbenden Metallsalzen der Übergangsmetalle ermöglicht eine Intensivierung der Farben.The combination with other coloring metal salts of the transition metals enables an intensification of the colors.
Als besonders günstig hat sich die Verwendung von löslichen Titan-Komplexsalzen alsThe use of soluble titanium complex salts has proven to be particularly favorable
Farbverstärker erwiesen.Color enhancer proven.
xxxxxxxx
Die Färbelösungen zur Herstellung von Pigmenten des Rutiltyps bestehen aus einer in Wasser löslichen Verbindung eines zwei- oder dreiwertigen Metallions, insbesondere aus der Gruppe Nickel. Cobalt und Chrom, sowie einer weiteren löslichen Verbindung eines fünf- oder sechswertigen Metallions, insbesondere Antimon. Niob oder Wolfram, wobei die Salze in einer Konzentration von etwa 1 bis 10 Gew.-%. vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%. enthalten sind. Als Anionen werden vorzugsweise orsjanische Säuren und insbesondere komplexbildende Säuren verwendet, die einerseits sehr gute Lösungseigenschaften besitzen und andererseits beim Brennen unter Bildung von Wasser und CO2 umweltschonend verbrennen. Anorganische Anionen wie Chlorid oder Nitrat können jedoch ebenfalls verwendet werden, soweit man die damit verbundenen Nachteile in Kauf nehmen will.The coloring solutions for the production of pigments of the rutile type consist of a water-soluble compound of a divalent or trivalent metal ion, in particular from the group nickel. Cobalt and chromium, as well as another soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion, especially antimony. Niobium or tungsten, the salts in a concentration of about 1 to 10% by weight. preferably 2 to 5% by weight. are included. Oryanic acids and in particular are preferred as anions complex-forming acids are used, which on the one hand have very good dissolving properties and on the other hand burn in an environmentally friendly manner with the formation of water and CO 2 . However, inorganic anions such as chloride or nitrate can also be used, provided that the disadvantages associated with this are accepted.
Weiterhin hat sich herausgestellt, daß ein Zusatz von Kaliumnitrat. Natriumfluorid oder ähnlichen Substanzen, welche als Mineralisatoren wirken, die Bildung der Mischphasenpigmente auch in der Tonmatrix fördern.It has also been found that an addition of potassium nitrate. Sodium fluoride or similar substances, which act as mineralizers, also promote the formation of the mixed-phase pigments in the clay matrix.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, der Lösung noch komplexgebundenes Titan, insbesondere Kalium-Titan-Oxalat. zuzusetzen, wobei allerdings die Mengen durch die geringe Löslichkeit dieser Verbindung auf unter 3 % beschränkt sind. Die Mischphasenfärbung wird durch diesen Zusatz verstärkt, möglicherweise dadurch, daß das Aufwachsen einer Mischphase auf die vorhandenen Wirtsgitter gefördert wird.Furthermore, it has proven to be advantageous for the solution to have complex titanium, in particular potassium titanium oxalate. to add, although the amounts are limited to less than 3% due to the low solubility of this compound. The mixed phase coloring is enhanced by this addition, possibly by promoting the growth of a mixed phase on the existing host lattice.
Neuerdings ist bekannt geworden, daß durch Milchsäure chelatisiertes Titan (Dihydroxy- bis[2-hydroxypropanato(2")-θ'.02]-titanat(2")) als Ammoniumsalz (CA-Reg. Nr. 85104- 06-5) in bis zu 50 Gew.-%. entsprechend einem Titangehalt von 8.2 Gew.-%. in wäßriger Lösung hydrolysestabil ist und als Katalysator zur Vernetzung von Kunststoffen oder als Haftvermittler verwendet werden kann.It has recently become known that titanium (dihydroxy bis [2-hydroxypropanato (2 " ) -θ'.0 2 ] titanate (2 " )) chelated by lactic acid as the ammonium salt (CA Reg. No. 85104-06-5 ) in up to 50% by weight. corresponding to a titanium content of 8.2% by weight. is stable to hydrolysis in aqueous solution and can be used as a catalyst for crosslinking plastics or as an adhesion promoter.
Entsprechende Stabilitäten weisen auch die Na- und K-Verbindungen sowie Verbindungen mit anderen Ammoniumionen auf. Überraschenderweise lassen sich diese Verbindungen mit Salzen drei- und fünfwertiger Ionen, wie sie für die Mischphasenbildung von Rutilgittern gebräuchlich sind in Konzentrationen mischen, die für eine direkte Färbung von Keramikoberflächen ausreichen, ohne daß die Wechselwirkung der verschiedenen Anionen zu einer Unverträglichkeit führt. Als Anionen in diesen Salzen sind organische Säurereste, wie Acetat. Tartrat. Citrat oder Lactat bevorzugt, da sie heim Brennen zu CO2 oxidiert werden. Anorganische Salze wie Chloride. Sulfate oder Nitrate lassen sich jedoch ebenfalls einsetzen. 1 -3 Gew.-% der drei- und fünfwertigen Ionen und 3-8 Gew.-% des Titans werden dabei bevorzugt. Geringere Mengen der drei- bis fünfwertigen Ionen führen zu blassen Farben, geringere Mengen Titan oder höhere Mengen der färbenden Verbindungen führen zu oxidischen Mischfarben, die nicht die Brillanz und den Farbton der Rutilgitter aufweisen. Bevorzugt wird insoweit die Bildung eines Rutilpigments mit 10- 60 %. vorzugsweise 20-40 %, der farbgebenden Ionen.The Na and K compounds and compounds with other ammonium ions also have corresponding stabilities. Surprisingly, these compounds can be mixed with salts of trivalent and pentavalent ions, as are customary for the mixed phase formation of rutile lattices, in concentrations which are sufficient for direct coloring of ceramic surfaces without the interaction of the different anions leading to incompatibility. Anions in these salts are organic acid residues, such as acetate. Tartrate. Citrate or lactate is preferred because they are oxidized to CO 2 when burned. Inorganic salts like chlorides. However, sulfates or nitrates can be also use. 1-3% by weight of the tri- and pentavalent ions and 3-8% by weight of the titanium are preferred. Smaller amounts of the trivalent to pentavalent ions lead to pale colors, smaller amounts of titanium or higher amounts of the coloring compounds lead to oxidic mixed colors which do not have the brilliance and the color of the rutile grids. To this extent, preference is given to the formation of a rutile pigment with 10-60%. preferably 20-40% of the coloring ions.
Die Färbelösungen werden durch Sprühen. Tauchen. Malen. Drucken usw. nur auf die Teile der Oberfläche aufgetragen die eingefärbt werden sollen, wobei die Lösungen je nach aufgetragener Menge mehr oder weniger tief in die Keramikmasse eindringen. Verfärbungen treten so üblicherweise bis zu einer Tiefe von 0,5 bis 2 mm ein. so daß sowohl eine Musterung der Oberfläche als auch eine Bearbeitung beispielsweise durch Schleifen oder Polieren möglich ist.The staining solutions are sprayed. Diving. To paint. Printing etc. only applied to the parts of the surface that are to be colored, whereby the solutions penetrate more or less deeply into the ceramic mass, depending on the amount applied. Discoloration usually occurs to a depth of 0.5 to 2 mm. so that both a patterning of the surface and processing, for example by grinding or polishing, is possible.
Als Wirtsgitter für Rutilpigmente wird vorzugsweise Titandioxid eingesetzt, jedoch sind auch SnO2. Zr02 und andere für diesen Zweck gebräuchliche Oxide verwendbar.Titanium dioxide is preferably used as the host lattice for rutile pigments, but also SnO 2 . Zr0 2 and other oxides customary for this purpose can be used.
Als Wirtsgitter für Spinelle sind Verbindungen vom Typ MgAl2θ4. ZnAl204 oder Zn(TiZn)O4, Mg2TiO4, Zn2TiO4 einsetzbar.MgAl 2 θ4 compounds are the host lattice for spinels. ZnAl 2 0 4 or Zn (TiZn) O 4 , Mg 2 TiO 4 , Zn 2 TiO 4 can be used.
Durch das Brennen werden die organischen Liganden der Metallverbindung verbrannt bzw. anorganische Anionen verdampft und die zurückbleibenden Metalloxide in die silikatische Phase der Keramik oder unter Bildung von farbigen Pigmenten in die vorgegebenen Wirtsgitter eingebaut.The organic ligands of the metal compound are burned by burning, or inorganic anions are evaporated, and the remaining metal oxides are incorporated into the silicate phase of the ceramic or, with the formation of colored pigments, into the specified host lattices.
Die erfindungsgemäß gebildeten Mischphasenpigmente erlauben es. das Spektrum der nachträglichen Färbungen von Keramikoberflächen außerordentlich zu erweitern und eine Vielzahl neuer Farbtöne gezielt aufzubringen. Die folgenden Versuche verdeutlichen am Beispiel der Herstellung von Rutilpigmenten den Erfindungsgegenstand näher, ohne diesen zu beschränken.The mixed phase pigments formed according to the invention allow this. to expand the spectrum of subsequent coloring of ceramic surfaces extraordinarily and to apply a multitude of new shades in a targeted manner. The following experiments illustrate the subject of the invention in more detail using the example of the production of rutile pigments, without restricting it.
I. Farbmessungen:I. Color measurements:
Der erhaltene Farbton wurde mit einem Minolta-Chroma-Meter CR 200 ermittelt, wobei die CIE-Normlichtart C (6774K) verwendet wurde. Bei der Ermittlung der Werte wurde das in ISO- und DIN-Normen empfohlene L*a*b*-Farbsystem verwendet. Das L*a*b*- Farbsystem stellt einen Farbkörper dar, durch den drei Achsen gelegt wurden. Die senkrechte Achse ist die L*-Achse und steht für die Helligkeit der Farbe. Die Achsen a* und b* sind in der horizontalen Ebene (Farbkreis) untergebracht, wobei a* für den Farbton und b* für die Sättigung steht.The color shade obtained was determined using a Minolta Chroma Meter CR 200, using the CIE standard illuminant C (6774K). The L * a * b * color system recommended in ISO and DIN standards was used to determine the values. The L * a * b * color system represents a color body through which three axes have been laid. The vertical axis is the L * axis and represents the brightness of the color. The axes a * and b * are located in the horizontal plane (color wheel), where a * stands for the hue and b * for the saturation.
Ein typisches Zitronengelb hat beispielsweise die Helligkeit L* 81 ,5; einen a*-Wert um 0 und einen hohen b*-Wert von 62.5A typical lemon yellow has, for example, the brightness L * 81, 5; an a * value around 0 and a high b * value of 62.5
II. Resultate der BrennversucheII. Results of the burning tests
Versuche mit Lösungen auf der Basis der Elemente Ti, Sb und CrExperiments with solutions based on the elements Ti, Sb and Cr
Lösungen, die Antimonat und Chrom(III)-acetat enthielten, zeigten einen gelblichen Farbton, der sich beim Vorhandensein von Titan deutlich nach Gelb verschob. Der Zusatz von Oxidationsmitteln (KNO3 bzw. K2S2θ8) zur Verbesserung der Farbtiefe ergab geringe Farbvertiefungen in antimonhaltigen Formulierungen (Ti-Sb-Cr sowie Ti-Sb-Ni. das letztere zeigte einen Braunton).Solutions containing antimonate and chromium (III) acetate showed a yellowish hue, which shifted significantly to yellow when titanium was present. The addition of oxidizing agents (KNO 3 or K 2 S 2 θ 8 ) to improve the color depth resulted in slight color deepening in formulations containing antimony (Ti-Sb-Cr and Ti-Sb-Ni. The latter showed a brown tone).
Im System Ti-Sb-Cr wurde nun der Einfluß von Mineralisatoren wie NaF und Oxidationsmitteln wie KNO3 untersucht. Dabei zeigte sich, daß die Farbe zwar schwach ausgeprägt, gegen den Blindwert jedoch deutlich vorhanden ist und am besten bei einer Formulierung mit allen Komponenten (Ti-Sb-Cr. NaF. KNO3) herauskam. Cr und Sb sind beide notwendig, der Effekt des Ti war nur schwach aus-geprägt. ebenso wie der von NaF und KNO3. Dies wurde auch bestätigt durch eine Variation der NaF und KN03-Menge sowie der zusätzlichen Einformulierung von Pr (über Pr2(C03)3 und Citronensäure): in keinem Fall wurde ein deutlicher Effekt erhalten.The influence of mineralizers such as NaF and oxidizing agents such as KNO 3 has now been investigated in the Ti-Sb-Cr system. It was found that the color was weak, but was clearly present against the blank value and best came out with a formulation with all components (Ti-Sb-Cr. NaF. KNO 3 ). Cr and Sb are both necessary, the effect of the Ti was weak. just like that of NaF and KNO 3 . This was also confirmed by a variation in the amount of NaF and KN0 3 and the additional formulation of Pr (via Pr 2 (C0 3 ) 3 and citric acid): in no case was a clear effect obtained.
Die folgenden ausgewählten Rezepturen sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung:The following selected formulations are preferred embodiments of the present invention:
III. Ausgewählte Rezepturen:III. Selected recipes:
Versuch 3: 21.27 % K-Ti-oxidoxalat x 2 H2O (2,9 % Ti); 8,05 % Cr(III)acetat (1.64% Cr); 5,50 % K-Sb-tartrat (2,00 % Sb); 2 % Na-gluconat; 63,2 % dest. Wasser Versuch 4: 8.05 % Cr(III)acetat ( 1.64 % Cr); 5,5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 2.2 % Na- gluconat; 84,25 % dest. WasserExperiment 3: 21.27% K-Ti oxide oxalate x 2 H 2 O (2.9% Ti); 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.50% K-Sb tartrate (2.00% Sb); 2% Na gluconate; 63.2% dest. Water experiment 4: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 2.2% Na gluconate; 84.25% dist. water
Versuch 18: 8.05 % Cr(III)acetat (1.64 % Cr); 5.5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 21.27 % K- Ti-oxalat (2,87 % Ti); 3% KNO3 Experiment 18: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 21.27% K-Ti oxalate (2.87% Ti); 3% KNO 3
Versuch 19: 8.05 % Cr(III)acetat ( 1.64 % Cr); 5,5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb): 21.27 % K- Ti-oxalat (2.87 % Ti); 3 % (NH4)2S2O8 Experiment 19: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb): 21.27% K-Ti oxalate (2.87% Ti); 3% (NH 4 ) 2 S 2 O 8
Versuch 20: 8.05 % Cr(III)acetat (1.64 % Cr); 5,5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 3 % KNO3 Experiment 20: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 3% KNO 3
Versuch 21 : 8.05 % Cr(III)acetat ( 1.64 % Cr); 5,5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 3 % (NH4)2S_O8 Experiment 21: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 3% (NH 4 ) 2 S_O 8
Versuch 37: 8,05 % Cr(III)acetat ( 1.64% Cr); 5.5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 1 % NaF; 4.5 % KNO3 Experiment 37: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 1% NaF; 4.5% KNO 3
Versuch 39: 8.05 % Cr(III)acetat (1.64% Cr); 5.5 % K-Sb-tartrat (2 % Sb); 21.27 % K-Ti-oxalat : 4,2 % Pr2(CO3)3 Tabelle 1 Farbwerte nach dem L*a*b*-SvstemExperiment 39: 8.05% Cr (III) acetate (1.64% Cr); 5.5% K-Sb tartrate (2% Sb); 21.27% K-Ti oxalate: 4.2% Pr 2 (CO 3 ) 3 Table 1 Color values according to the L * a * b * system
Die oben beschriebenen Formulierungen wurden neben der üblichen Brenntemperatur vonThe formulations described above were in addition to the usual firing temperature of
1 140 C auch bei 1000 C gebrannt, wobei kein Farbeindruck erhalten wurde.1 140 C also fired at 1000 C, whereby no color impression was obtained.
IV. EngobenversucheIV. Engobe experiments
Ein generelles Problem bei den oben angeführten Versuchen ist die niedrige Titankonzentration in wäßriger Lösung (2.9 %). die eine Vertiefung des Farbtons dadurch verhindert, daß kein größerer Anteil der Oberfläche mit einem TiO2-Gitter belegt ist. Eine Lösung bietet hier die sog. Engobiertechnik. die in der Anreicherung der Oberfläche mit Tiθ2 besteht. Der Engobenton kann dabei entweder natürlich oder künstlich mit TiO2 angereichert sein. Zu diesem Zweck wurde eine Engobiermasse aus dem Tonmehl FT-A (hellbrennend) der Fa. Fuchs 'sehe Tongruben. Ransbach. mit 5 Gewichtsprozent Tiθ2 versetzt. Das Tonmehl wurde folgendermaßen verarbeitet: Der Ton wurde in einer Kugelmühle gemahlen und über ein Sieb mit der Maschenweite 0.063 mm abgesiebt. Die Viskosität wurde durch Einsatz von Verflüssigern (max. 0.1 %) auf Silikat- bzw. Acrylatbasis reguliert. Die Rohlinge wurden dann durch Übergießen und Abtropfen engobiert. Nach Trocknen über Nacht wurden die so erhaltenenen Formlinge mit der entsprechenden Chromophorlösung besprüht und anschließend bei 1 140 C gebrannt.A general problem in the experiments mentioned above is the low titanium concentration in aqueous solution (2.9%). which prevents a deepening of the color tone in that no larger portion of the surface is covered with a TiO 2 grid. The so-called engobing technique offers a solution here. which consists in enriching the surface with TiO 2 . The engobe clay can either be naturally or artificially enriched with TiO 2 . For this purpose, an engobing mass from the clay flour FT-A (light-burning) from the company Fuchs ' see clay pits. Ransbach. with 5 percent by weight of TiO 2 . The clay flour was processed as follows: The clay was ground in a ball mill and sieved through a sieve with a mesh size of 0.063 mm. The viscosity was regulated by using condensers (max. 0.1%) based on silicate or acrylate. The blanks were then engobed by pouring over and draining. After drying overnight, the moldings thus obtained were sprayed with the appropriate chromophore solution and then fired at 1,140.degree.
Tabelle 4 Zusatz: TiO?. ZnO, SnO?, ZrO„Table 4 Addition: TiO ?. ZnO, SnO ?, ZrO "
V. Ergebnis:V. Result:
Nur bei Tiθ2 ergab sich eine eindeutige Ockergelbfärbung mit einem Cr/Sb-FarbkörperOnly with TiO 2 did a clear ocher yellowing with a Cr / Sb color body result
Einfluß von TiO2 bei anderen Färbelösungen:Influence of TiO 2 in other staining solutions:
In gewissen Grenzen lassen sich auch andere Färbelösungen in ihren Färbeeigenschaften beeinflussen, wenn man dem zu färbenden Material bzw. einer Engobenmasse TiO? beimischt. So ergab beispielsweise eine Cobaltchlorid-Lösung (1) (7 Gew.-% Co) und eine Eisen (III) chloridlösung (2) (9 Gew.-% Fe) auf der Engobenmasse mit und ohne 5 % TiO2 deutlich verschiedene Farbtöne. To a certain extent, other dyeing solutions can also be influenced in their dyeing properties if you add TiO? admixed. For example, one cobalt chloride solution (1) (7 wt.% Co) and one Iron (III) chloride solution (2) (9% by weight Fe) on the Engoben mass with and without 5% TiO 2 clearly different shades.
Tabelle 5Table 5
TiO? hellt ganz deutlich die Farbe auf und verändert deren Qualität im Fall von Eisen, wo sich eine Verschiebung von rötlich-bräunlich zu gelblich ergibt.TiO? brightens the color very clearly and changes its quality in the case of iron, where there is a shift from reddish brown to yellowish.
VI. Einarbeiten von TiO-> in eine Keramikmasse:VI. Incorporation of TiO-> into a ceramic mass:
Ein keramischer Scherben mit der ZusammensetzungA ceramic shard with the composition
SiO2 65-72%; Al2O3 18-23%; TiO2 <=1 : Fe2O3<=l : CaO 1-2; MgO <=1 ; K2O 2-4 ; Na2O 1-3; Cr2O3<=0.1 ; BaO <= 0.1 ; P2O5 <=0.1 ;Glühverlust 4-5.5 wurde gemahlen, mit 5 Gew.% TiO? versetzt, gepreßt und anschließend mit der Färbelösung aus Versuch 37 besprüht und zusammen mit einem unbehandelten Prüfkörper gebrannt. Die Ergebnisse der Brennversuche sind wie folgt:SiO 2 65-72%; Al 2 O 3 18-23%; TiO 2 <= 1: Fe 2 O 3 <= 1: CaO 1-2; MgO <= 1; K 2 O 2-4; Na 2 O 1-3; Cr 2 O 3 <= 0.1; BaO <= 0.1; P 2 O 5 <= 0.1; loss on ignition 4-5.5 was ground, with 5 wt.% TiO? added, pressed and then sprayed with the coloring solution from experiment 37 and fired together with an untreated test specimen. The results of the firing tests are as follows:
Tabelle 6Table 6
VII. Färben mit einer Ti/Cr/Sb-Lösung VII. Staining with a Ti / Cr / Sb solution
Keramische Scherben mit einem Tiθ2-Gehalt von < 0.1 Gew.-% und ansonsten dem Versuch VI entsprechender Zusammensetzung werden mit den folgenden Lösungen besprüht, getrocknet und bei 1 140 °C gebrannt.Ceramic cullet with a TiO 2 content of <0.1 wt .-% and otherwise the composition corresponding to experiment VI are sprayed with the following solutions, dried and fired at 1,140 ° C.
38. 2 % Cr (als Chrom(III)acetat)38.2% Cr (as chromium (III) acetate)
1.4 % Sb (als Kaliumantimon(III)tartrat)1.4% Sb (as potassium antimony (III) tartrate)
8.8 % Ti (als Dihydroxybis(ammoniumlactato)titanat -8.8% Ti (as dihydroxybis (ammonium lactato) titanate -
Tyzor LA'j - 40 % in H2O) Rest WasserTyzor LA 'j - 40% in H 2 O) balance water
39. 1.5 % Cr (als Chrom(III)acetat)39.1.5% Cr (as chromium (III) acetate)
1.0 % Sb (als Kaliumantimon(III)tartrat)1.0% Sb (as potassium antimony (III) tartrate)
4.0 % Ti (als Dihydroxybis(ammoniumlactato)titanat -4.0% Ti (as dihydroxybis (ammonium lactato) titanate -
Tyzor LA" - 40 % in H2O) Rest WasserTyzor LA "- 40% in H 2 O) balance water
40. 2 % Cr (als Chrom(III)acetat)40.2% Cr (as chromium (III) acetate)
1.4 % Sb (als Kaliumantimon(III)tartrat)1.4% Sb (as potassium antimony (III) tartrate)
2.5 % Ti (als Titanoxalat) Rest Wasser2.5% Ti (as titanium oxalate) balance water
41. 2 % Cr (als Chrom(III)acetat)41.2% Cr (as chromium (III) acetate)
1.4 % Sb (als Kaliumantimon (III) tartrat) Rest Wasser1.4% Sb (as potassium antimony (III) tartrate) balance water
42. 2 % Cr (als Chrom(III)acetat)42.2% Cr (as chromium (III) acetate)
4.0 % Ti (als Dihvdroxybis(ammoniumlactato)titanat - TyzorLA" - 40 % in H2O) Rest Wasser 4.0% Ti (as Dihvdroxybis (ammonium lactato) titanate - TyzorLA "- 40% in H 2 O) balance water
Tabelle 7Table 7
Lediglich die das ternäre Gemisch enthaltenden Lösungen ergeben eine satte Gelbfärbung durch das gebildete Rutilmischphasengitter. Die Lösung ohne Titan ergibt einen schmutzigen orange Farbton, die Lösung ohne Antimon eine blasse gelb-grüne Färbung. Only the solutions containing the ternary mixture give a rich yellow color due to the rutile mixed phase grid formed. The solution without titanium gives a dirty orange hue, the solution without antimony gives a pale yellow-green color.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Färben von Keramikoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberflächenschicht der Keramikmasse ein Mischphasenpigment aus einem im Spinell- oder Rutilgitter kristallisierenden farblosen Metalloxid als Wirtsgitter und einer wäßrigen Färbelösung, welche eine lösliche Verbindung eines das Wirtsgitter färbenden zwei- oder dreiwertigen Metallions und eine lösliche Verbindung eines fünf- oder sechswertigen Metallions zum elektrostatischen Ausgleich enthält, erzeugt wird in dem man entweder das farblose Oxid in feinverteilter Form in die Keramikmasse einarbeitet und die wäßrige Färbelösung auf die Oberflächenschicht aufbringt, oder die wäßrige Färbelösung mit einer zur Bildung der Wirtsgitter ausreichenden Menge einer löslichen Verbindung der das Wirtsgitter bildenden Metallionen versetzt und diese Mischung auf die Oberfläche aufträgt, und nach Trocknen des Lösungsmittels der Keramikkörper bei 300 bis 1400 °C und einer Brenndauer von 0.5 bis 5 Stunden gebrannt wird.1. A method for coloring ceramic surfaces, characterized in that in the surface layer of the ceramic mass, a mixed phase pigment from a crystalline in the spinel or rutile lattice colorless metal oxide as a host lattice and an aqueous coloring solution which is a soluble compound of a dying the host lattice divalent or trivalent metal ions and contains a soluble compound of a pentavalent or hexavalent metal ion for electrostatic compensation, either by incorporating the colorless oxide in finely divided form into the ceramic mass and applying the aqueous staining solution to the surface layer, or the aqueous staining solution with an adequate one to form the host lattice Amount of a soluble compound of the metal ions forming the host lattice is added and this mixture is applied to the surface, and after drying the solvent, the ceramic body at 300 to 1400 ° C. and a burning time of 0.5 to Burned for 5 hours.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Wirtsgitter ein Rutilgitter aus TiO2, Snθ2. ZrÜ2 oder ZrSiO4 ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the host lattice is a rutile lattice made of TiO 2 , SnO 2 . ZrÜ 2 or ZrSiO 4 is.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirtsgitter als feines Pulver in einer Menge von 2 bis 10 %, insbesondere 5 %, enthalten ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the host lattice is contained as a fine powder in an amount of 2 to 10%, in particular 5%.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Wirtsgitter durch ein oder mehrfaches Tränken mit einer Lösung einer löslichen Verbindung der das Wirtsgitter bildenden Metallionen und Trocknen erzeugt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the host lattice is produced by one or more impregnations with a solution of a soluble compound of the metal ions forming the host lattice and drying.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbelösung 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 8 % der jeweiligen Metallverbindungen enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the coloring solution contains 1 to 10 wt .-%, preferably 5 to 8% of the respective metal compounds.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die färbenden Verbindungen aus den Gruppen Ni, Co und Cr sowie Sb, Nb und W ausgewählt sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coloring compounds are selected from the groups Ni, Co and Cr and Sb, Nb and W.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Färbelösung zusätzlich Mineralisatoren enthält.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the coloring solution additionally contains mineralizers.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbelösung zusätzlich ein komplexgebundenes Titan, insbesondere Kalium- titanoxalat enthält.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the coloring solution additionally contains a complex-bound titanium, in particular potassium titanium oxalate.
9. Verfahren nach einem der Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränklösung zur Bildung des Mischphasenpigments je 1 - 3 % der drei- und fünfwertigen Ionen und 3 - 8 % Dihydroxybis(ammoniumlactato)titanat enthält.9. The method according to any one of claim loder 2, characterized in that the impregnation solution to form the mixed phase pigment contains 1-3% of the tri- and pentavalent ions and 3-8% dihydroxybis (ammonium lactato) titanate.
10. Keramikmaterial, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 10. Ceramic material produced according to one of claims 1 to 9.
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