JPH04214044A - フリツト組成物 - Google Patents

フリツト組成物

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JPH04214044A
JPH04214044A JP6246791A JP6246791A JPH04214044A JP H04214044 A JPH04214044 A JP H04214044A JP 6246791 A JP6246791 A JP 6246791A JP 6246791 A JP6246791 A JP 6246791A JP H04214044 A JPH04214044 A JP H04214044A
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JP
Japan
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frit
oxide
composition
fluorine
enamel
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Pending
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JP6246791A
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English (en)
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Cynthia J Labant
シンシア・ジエイ・ラバント
Frank A Kuchinski
フランク・エイ・クチンスキ
Derek W Sproson
デレク・ダブリユー・スプロソン
Elie E Saad
エリー・イー・サード
Robert L Hyde
ロバート・エル・ハイド
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Bayer Corp
Original Assignee
Mobay Corp
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • 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
    • C03C8/08—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明はエナメル組成物に関し、更に特に
弗素を含有せず且つホウ素含量の高い組成物に関する。
【０００２】酸化ホウ素を高含量で及び酸化チタンを比
較的低量で有する弗素を含まないフリット（ｆｒｉｔ）
組成物が提供される。好適な具体例には少量の酸化コバ
ルトが包含される。これらの組成物はエナメルの製造に
適当であり、フリットの乾式及び湿式適用法の双方にお
いて有用である。特にこのフリットはスチール基材への
フリットの静電的適用法で用いるのに適当である。本発
明の組成物は「２回塗布−１回焼付（ｆｉｒｅ）処理」
での適用に特に有用である。本発明のフリットから製造
されるエナメルは、実質的に凹み（ｐｉｔ）を含まず、
比較的高い耐酸性であり、且つ例外的に色安定性を有す
るということが特色である。
【０００３】弗素はエナメル・フリットの製造において
フラックス成分として認められ且つ長い間使用されてき
た。更にフリットの製造のための伝統的な原料はしばし
ば弗素を含有している。アルカリ及びアルカリ土類金属
カチオンは通常弗化物として導入される。しかしながら
最近弗素の放出が生態学的に悪影響を及ぼし、その廃棄
に対する規制が発布され且つ施行されるということが認
識されるようになった。それ故に弗素を含まない組成物
の開発はエナメル及びフリット生産者の目的であった。 本発明はこの技術に進歩を提供する。
【０００４】酸化チタン及びホウ素を含有するエナメル
組成物は公知である。例えば米国特許第４，４６９，７
９８号には、Ｂ２Ｏ３１５〜２０％及びＴｉＯ２１０〜
１７％を含有するエナメルフリットが開示されている。 この組成物は鉛を含有せず且つ生態学的問題を含まない
と記述されているけれど、弗素２〜１０％を必要とする
と記されている。弗素はフリットをかきまぜ且つその酸
性を維持することに機能すると言われ、そこには組成物
の必須成分として記述されている。
【０００５】その技術は、酸化ホウ素及び酸化チタンを
高含量で有するフリット組成物を開示する米国特許第３
，２１６，８４７号を包含するものとしても認識されて
いる。この開示は弗素の存在に関しては黙っており、ま
た酸化コバルトは必須成分として記されていない。
【０００６】本発明の目的は色安定性で耐酸性のエナメ
ルの製造に適当な弗素を含まないフリットを提供するこ
とである。
【０００７】本発明の更なる目的は所望の性質を組合せ
て有する生態学的に適合しうるフリット組成物を提供す
ることである。
【０００８】本発明のフリットは、（ｉ）それが十分低
温において流動して平滑且つ均一なコーティングを京成
する、（ｉｉ）得られるエナメルの熱膨張係数が十分小
さくて多くの鉄基材と適合しうる、（ｉｉｉ）得られる
エナメルが耐酸性である、そして（ｉｖ）焼付工程にお
いて、それが一部変質して不透明になる、ということで
特徴づけられる。
【０００９】組成に関して、酸化物基準の重量％で表わ
すと、本発明のフリットは、 酸化物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重量％
Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　　　　　１７−２２
ＳｉＯ２　　　　　　　　　　　　　　　４０−４５Ｔ
ｉＯ２　　　　　　　　　　　　　　　１５−１８Ｋ２
Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３−　　９
Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　５−１０
Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　　　　　１−　　
４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２
５−１．０に一致する。好適な具体例においては、フリ
ットはＣｏＯ　　　　　　　　　　　　　　０．０１〜
０．１を含有し、随時組成物は重量％で表示した量で、
ＭｇＯ　　　　　　　　　　　　　　０−１．０ＺｎＯ
　　　　　　　　　　　　　　０−１．０Ｐ２Ｏ５　　
　　　　　　　　　　　　０−３．０Ｎｂ２Ｏ５　　　
　　　　　　　　　０−０．１ＮｉＯ　　　　　　　　
　　　　　　０−０．５Ｃｒ２Ｏ３　　　　　　　　　
　　　０−０．１ＭｎＯ２　　　　　　　　　　　　　
０−１．０Ｆｅ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　０−１
．０を更に含有していてもよい。
【００１０】本フリットは、それが弗素を含有しないこ
と及びそれが比較的高い酸化ホウ素含量と比較的低い酸
化チタン含量を有することで特徴づけられる。好適な具
体例では、少量の酸化コバルトが包含される。更に本フ
リットは更にバリウムの不存在で特徴づけられる。
【００１１】本発明のフリットは乾式又は湿式法のいず
れかによるエナメルの製造に適当であるけれど、驚くこ
とに本発明の組成物は乾式の、特に静電気法でフリット
を適用するのに特に適当であることが発見された。得ら
れるエナメルは驚くことに及び予期を越えて均一であり
、色安定性であり、また酸による化学的攻撃に耐性があ
る。これは乾式法、特に静電気法が一般に知る通りに寛
容性がなく、誤差に関して他のフリット適用法よりも許
容範囲が狭いという技術的な認識に立てば特に驚くべき
ことである。
【００１２】フリットの金属基材への静電的適用法は、
技術的に良く知られている。本明細書に参考文献として
引用される米国特許第３，９２８，６６８号はこの方法
の記述を含んでいる。この方法によれば、随時最初に高
耐性を付与するために適当な試剤でコーティングされた
フリットを、基材上に均一に噴霧して静電気的に付着さ
せ、焼付けてエナメルを形成させる。この方法は、いく
つかの処理上の利点を提供し且つ優秀なエナメルコーテ
ィングを与えるけれど、公知の湿式適用法より不利であ
るということが長い間認められている。この工程の小さ
な変化に対する敏感性は、時に得られるエナメルの貧弱
な品質に現われる。このために、本発明の組成物が工程
の変化が貧弱なエナメルを誘導しないので上記工程に用
いるのに非常に適当であるということの発見は驚くべき
ことであり、予期を越えたものである。
【００１３】フリット組成物における高ホウ素含量は一
般に得られるエナメルの貧弱な耐酸性と関連するから、
本発明のエナメルの良好な耐酸性は驚くべきことであり
、予期されない。特に酸化ホウ素約２０％を含有する組
成物は、ＰＥＩ（陶器エナメル協会）に従う耐酸性試験
では最良でもＢと評価されるが、ホウ素を高量で含有す
るものは同一の尺度において常に少くともＡと評価され
る。
【００１４】本発明の組成物の適用法に従えば、約３０
ｇ／平方フィートの割合でフリットを基材に適用する。 この適用割合は焼成した時に厚さ約５ミルのエナメルを
与える。
【００１５】方法の概要以下は本発明の範囲内の組成物
を製造するために用いる方法の記述である。原料を秤量
し（典型的な原料の成分を下表に示す）、乾式混合し、
ガラス溶融炉中に仕込んだ。
【００１６】 原　　料　　　　　　　　　　　　　　　　　　重　　
量二酸化珪素　　　　　　　　　　　　　　　　１４８
０．０無水ボラックス　　　　　　　　　　　　　　６
２３．０酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１２．５硝酸カリウム　　　　　　　　　　
　　　　　　１３５．０ホウ酸　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１７．９炭酸リチウム　　
　　　　　　　　　　　　　　　　４１．６二酸化チタ
ン　　　　　　　　　　　　　　　　６１１．　０炭酸
カリウム　　　　　　　　　　　　　　　　２１９．０
酸化アルミニウム　　　　　　　　　　　　１１３．０
トリポリホスフエート　　　　　　　　　　３８．６酸
化マグネシウム　　　　　　　　　　　　　　１７．０
ボラツクス（Ｂ２Ｏ３・５Ｈ２Ｏ）　　６７４．０コバ
ルト水和物／二酸化珪素　　　　１８．６本発明の範囲
内に入る組成物を、実験室規模のガス−空気燃焼スメル
ター中において、約１２〜１８分間の範囲の期間及び２
０００〜２５００°Ｆの範囲の温度で溶融した。得られ
る溶融したガラスを水中に注いでフリットを製造した。 更にこのフリット組成物を、生産規模の連続式ガス−酸
素燃焼スメルター中において約２２００〜２４００°Ｆ
の温度で溶融した。この生産規模で溶融した物質を、水
冷ローラー中を通過させることによってフリット形にし
た。
【００１７】フリットにした物質を通常の手段で粉砕し
た。典型的にはこのように粉砕したフリットの８０〜８
５重量％は４５μｍ以下（３２５メッシュ）の平均粒径
を有した。
【００１８】このように製造したフリットを用いて、通
常の湿式及び乾式適用技術によってスチール試料をエナ
ミル処理した。
【００１９】このコーティングした基材としてはスチー
ル・クーポン（２０ゲージ・エクセトラの低炭素洗浄鋼
）を用いた。本発明によるフリットを適用し、試料を１
３５０〜１６００°Ｆの範囲の温度で焼付けた。３〜１
０分間の範囲の保持時間を用いて商業的な焼付条件を模
倣した。また高湿度条件を誘導して、予想される得られ
る表面の外観に関して最悪の例の条件を模倣した。
【００２０】標準的な評価試験は、焼付た試料について
、ＰＥＩ耐酸試験、種々の焼付条件下の色安定性、及び
焼付たコーティング中に存在する圧縮応力を決定るため
の負荷梁応力試験に関し行った。すべての場合本発明の
フリットから製造したエナメルの表面品質は現在入手し
うる商業的製品のそれより優れていた。
【００２１】上述の本発明に対する改変及び変化は可能
であり、本開示を見て同業者が想起できよう。しかしな
がら、そのような変化は特許請求の範囲に定義される如
き本発明の範囲内にあることを理解すべきである。
【００２２】本発明の特徴と態様は以下の通りである：
１．次の酸化物 Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
．０を含んでなるが、弗素及び酸化バリウムの存在しな
い色安定性で耐酸性のフリット組成物。
【００２３】２．ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３及びＭｎ
Ｏ２からなる群から選択される少くとも１つの員を約１
．０重量％まで更に含んでなる上記１の組成物。
【００２４】３．Ｎｂ２Ｏ５及びＣｒ２Ｏ３からなる群
から選択される少くとも１つの員を約０．１重量％まで
更に含んでなる上記１の組成物。
【００２５】４．ＮｉＯを約０．５重量％まで更に含ん
でなる上記１の組成物。
【００２６】５．Ｐ２Ｏ５を約３．０重量％まで更に含
んでなる上記１の組成物。
【００２７】６．Ｎｂ２Ｏ５及びＣｒ２Ｏ３からなる群
から選択される少くとも１つの員を約０．１重量％まで
更に含んでなる上記２の組成物。
【００２８】７．ＮｉＯを約０．５重量％まで更に含ん
でなる上記６の組成物。
【００２９】８．Ｐ２Ｏ５を約３．０重量％まで更に含
んでなる上記７の組成物。
【００３０】９．Ｆｅ２Ｏ３を約１．０重量％まで更に
含んでなる上記４の組成物。
【００３１】１０．（ｉ）酸化物含有物が重量％基準で
Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
．０を含み、そして（ｉｉ）それが弗素又は酸化バリウ
ムを含有しない、フリット組成物を用いることを含んで
なる静電気手段によってフリットを基材に適用する方法
。
【００３２】１１．該組成物がＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ２
Ｏ３及びＭｎＯ２からなる群から選択される少くとも１
員を約１重量％まで更に含んでなる上記１０の改良。
【００３３】１２．該組成物がＮｂ２Ｏ５及びＣｒ２Ｏ
３からなる群から選択される少くとも１員を約０．１重
量％まで更に含んでなる上記１１の改良。
【００３４】１３．該組成物がＮｉＯを約０．５重量％
まで更に含んでなる上記１２の改良。１４．該組成物が
Ｐ２Ｏ５を約３．０重量％まで更に含んでなる上記１３
の改良。１５．該組成物がＮｂ２Ｏ５及びＣｒ２Ｏ３か
らなる群から選択される少くとも１員を約０．１重量％
まで更に含んでなる上記１０の改良。
【００３５】１６．該組成物がＮｉＯを約０．５重量％
まで更に含んでなる上記１５の改良。１７．次の酸化物
Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
．０ＣｏＯ　　　　　　　　　　　　　　０．０２−０
．１を含んでなるが、弗素及び酸化バリウムの存在しな
い色安定性で耐酸性のフリット組成物。
【００３６】１８．（ｉ）酸化物含有物が重量％基準で
Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
．０ＣｏＯ　　　　　　　　　　　　　　０．０２−０
．１を含み、そして（ｉｉ）それが弗素又は酸化バリウ
ムを含有しない、フリット組成物を用いることを含んで
なる静電気手段によって乾式でフリットを基材に適用す
る方法。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　次の酸化物 Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
    　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
    　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
    　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
    　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
    　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
    ．０を含んでなるが、弗素及び酸化バリウムの存在しな
    い色安定性で耐酸性のフリット組成物。
  2. 【請求項２】　　（ｉ）酸化物含有物が重量％基準でＢ
    ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２　
    　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　　
    　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
    　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　
    ５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　　
    ４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１．
    ０を含み、そして（ｉｉ）それが弗素又は酸化バリウム
    を含有しない、フリット組成物を用いることを含んでな
    る静電気手段によって乾式でフリットを基材に適用する
    方法。
  3. 【請求項３】　　次の酸化物 Ｂ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２
    　　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　
    　　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　
    　　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
    　５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　
    　４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１
    ．０ＣｏＯ　　　　　　　　　　　　　　０．０２−０
    ．１を含んでなるが、弗素及び酸化バリウムの存在しな
    い色安定性で耐酸性のフリット組成物。
  4. 【請求項４】　　（ｉ）酸化物含有物が重量％基準でＢ
    ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１７−２２ＳｉＯ２　
    　　　　　　　　　　４０−４５ＴｉＯ２　　　　　　
    　　　　　１５−１８Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　　
    　　　３−　　９Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　
    ５−１０Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　　　　１−　　
    ４Ｌｉ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　０．２５−１．
    ０ＣｏＯ　　　　　　　　　　　　　　０．０２−０．
    １を含み、そして（ｉｉ）それが弗素又は酸化バリウム
    を含有しない、フリット組成物を用いることを含んでな
    る静電気手段によって乾式でフリットを基材に適用する
    方法。
JP6246791A 1990-03-08 1991-03-05 フリツト組成物 Pending JPH04214044A (ja)

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US49021590A 1990-03-08 1990-03-08
US490215 1990-03-08

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ID=23947087

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JP (1) JPH04214044A (ja)
PT (1) PT96914A (ja)

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WO2008117797A1 (ja) * 2007-03-27 2008-10-02 Nihon Yamamura Glass Co., Ltd. 無鉛ガラス組成物

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EP0446477A1 (en) 1991-09-18
PT96914A (pt) 1991-10-31

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