DE1178766B

DE1178766B - Farbkoerper fuer keramische Zwecke

Info

Publication number: DE1178766B
Application number: DEA39220A
Authority: DE
Inventors: John Kenneth Olby
Original assignee: Associated Lead Manufacturers Ltd
Current assignee: Associated Lead Manufacturers Ltd
Priority date: 1961-01-20
Filing date: 1962-01-15
Publication date: 1964-09-24
Also published as: US3171753A; FR1310244A; NL273763A; GB945511A; NL133272C; ES273198A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 04 b

Deutsche Kl.: 80 b-23/03

Nummer: 1178 766

Aktenzeichen: A 39220 VI b /80 b

Anmeldetag: 15. Januar 1962

Auslegetag: 24. September 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zirkoniumsilikat-Farbkörper unter Zusatz von Alkalihalogeniden zum Herstellen von Glasuren für keramische Erzeugnisse.

Ein bekannter Farbkörper dieser Art besteht aus einer geglühten Mischung von Zirkoniumdioxyd, Kieselerde, Fluornatrium oder anderen Alkalihalogeniden und Vanadiumpentoxyd, das normalerweise als Ammoniumvanadat zugegeben wird. Das geglühte Produkt setzt sich im wesentlichen aus Zirkoniumsilikat mit Vanadium in kristalliner Form zusammen, wobei das Fluornatrium als Katalysator bei der Bildung des Zirkoniumsilikates wirkt. Ein solcher Farbkörper hat eine blaue Färbung und besteht aus einer Mischung von 100 Gewichtsteilen ZrO₂, 49,6 Gewichtsteilen SiO₂, 3,6 Gewichtsteilen NaF und 6,09 Gewichtsteilen NH₄VO₃.

Die Verwendung und Wirkung von Farboxyden in keramischen Farbkörpern sind vielfach bekannt.

Gemäß der Erfindung wurde jedoch gefunden, daß Zirkoniumsilikat-Farbkörper verschiedene Färbung annehmen, wenn das Vanadiumpentoxyd durch die Fluoride gewisser Elemente ersetzt wird. Das Überraschende hierbei ist, daß einige dieser Elemente keine Färbwirkung auf den Farbkörper ausüben, wenn sie in Form ihrer natürlich vorkommenden Oxyde der Mischung zugegeben werden. Dagegen entstehen Farbwirkungen, wenn man Fluoride von dreiwertigen Elementen, die in einigen Fallen durch Calcinierung Vierwertigkeit annehmen können, verwendet. Die Atome dieser dreiwertigen Elemente bleiben nämlich in dem Zkkoniumsilikat-Kristallgitter ernalten, wenn der Farbkörper einer Glasur zugegeben und dann gebrannt wird. Die mit Erfolg verwendeten Fluoride sind die des Chroms, Eisens, Zeriums, Neodyms, Terbiums und Erbiums. Wenn Chrom und Eisen einem Zirkoniumsilikat-Farbkörper in Form eines Fluorides beigemischt werden, verleihen sie dem Farbkörper eine Färbung, die von derjenigen, die der Oxydzusatz ergibt, verschieden ist.

Die Erfindung sieht daher einen Zirkonium-Farbkörper für keramische Zwecke vor, der aus einer geglühten Mischung aus Zirkoniumdioxyd, Kieselerde, Fluornatrium oder anderen Alkalihalogeniden und einem Fluorid der Elemente Chrom, Eisen, Zerium, Neodym, Terbium oder Erbium in Anteilen von 0,5 bis 10% CrF₃ oder 1,0 bis 15% FeF₃ oder 5 bis 20% CeF₃ oder 5 bis 20% NdF₃ oder 0,5 bis 15% TbF₃ oder 5 bis 20% ErF₃ im Gemisch besteht, wobei sich die Prozentzahlen auf das Gewicht des Zirkoniumdioxyds beziehen.

Die obenerwähnten Fluoride ergeben die folgen-Farbkörper für keramische Zwecke

Anmelder:

Associated Lead Manufacturers Limited,

London

Vertreter:

Dipl.-Ing. L. Hain,

Patentanwalt, München 5, Rumfordstr. 40

Als Erfinder benannt:
' John Kenneth Olby, Surbiton, Surrey
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. Januar 1961 (2417)

den Färbungen, wenn sie m dem unten angegebenen Mengen einer Mischung aus 10 g ZrO₂, 4,96 g SiO₂ und 0,36 g NaF zugegeben werden und diese Mischung bei einer Temperatur von ungefähr 950° C über 1 Stunde geglüht wird:

Element	Zusatz	Endfärbung
Chrom	0,13 bis 0,53 g CrF₃	leicht graugrün
	0,80 g CrF₃	mehr Orange tönung als vorher
Eisen	0,69 g FeF₃	leicht rötlichbraun
Zerium	1,0 g CeF₈	schwach grün
Neodym	0,92 g NdF₃	sehr matt rosa-mauve
Terbium	0,92 g TbF₃	starkes reines Gelb
Erbium	0,92 g ErF₃	sehr blasses Rosa

Das Chromfiuorid und das Eisenfluorid wurden der Mischung in wäßriger Form zugegeben, wobei die Mengen auf das Trockengewicht bezogen worden sind.

409 688/351

Die vorerwähnten Fluoride treten dabei in das Zirkoniumsilikat-Kristallgitter als die Oxyde der entsprechenden Elemente ein, wenn die Bestandteile der Glasur geglüht werden und diese in den Kristallen verbleibenden Oxyde zu den charakteristischen Färbungen des Farbkörpers führen.

Die Färbung eines grünen Farbkörpers, der sich durch Zugabe von Chromfluorid in das Gemisch ergibt, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verändert werden, wenn in die Mischung Wismut oder Phosphor in Mengen von 1,0 bis 20°/» bzw. 0,10 bis 0,50 Gewichtsprozent des Zirkoniumdioxyds gegeben wird.

So kann die Grünfärbung, die durch Glühen von 10 g ZrO₂, 4,96 g SiO₂, 0,36 g NaF und 0,53 g ZrF₃ bei etwa 950° C erreicht wird, durch Zugabe von nachfolgenden Mengen von Wismut und Phosphor zu der zu glühenden Mischung wie folgt verändert werden:

Element	Zusatzmenge	Färbung
Wismut	0,4 bis 1,0 g Bi₂O₃	gelblichgrüne Senffärbung
	2,0 g Bi₂O,	schwache Senffärbung
Phosphor	0,05 g P (zusammen mit ZrO₂ ausgefällt)	normale Grau tönung des Grün mit etwas weni ger Intensität

Die Farbkörper gemäß der Erfindung können z. B. einer Glasurmischung folgender Zusammensetzung zugegeben werden:

Fritte (Zusammensetzung wie unten) 75 g

Farbkörper gemäß einem vorhergehenden Beispiel 7,5 g

Porzellanerde 3,75 g

Wasser 75 ml

Diese Mischung wird 4 Stunden gerührt, auf einen Ziegel gespritzt und bei 1050° C gebrannt.

Zusammensetzung der Fritte

Kali-Feldspat 46,9°/o

Kieselsäure 14,6 °/o

Schlämmkreide 15,1 %

Bariumkarbonat 3,1 %

Borsäure 13,0 %

Wasserfreier Borax 4,7 %

Kaolin 2,6%

ίο Die Menge der im Farbkörper eingeschlossenen Kieselerde ist so, daß im wesentlichen die gesamte Menge mit dem Zirkoniumoxyd in Zirkoniumsilikat übergeht und im Bereich von 48,8 bis 50 Gewichtsprozent des Zirkoniumdioxyds liegt. Die Menge des

Fluornatriums, die erforderlich ist, beträgt 1,8 bis 9,0 Gewichtsprozent des Zirkoniumdioxyds.

Claims

Patentansprüche:

1. Farbkörper auf der Basis von Zirkoniumao silikat unter Zusatz von Alkalihalogeniden für keramische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einer geglühten Mischung von Zirkoniumdioxyd, Kieselerde, Fluornatrium oder einem anderen Alkalihalogenid und einem Fluorid eines der Elemente Chrom, Eisen, Zerium, Neodym, Terbium oder Erbium in Anteilen von 0,5 bis 10 % CrF., oder 1,0 bis 15 % FeF₃ oder 5 bis 20⁰/o CeF₃ oder 5 bis 20% NdF₃ oder 0,5 bis 15% TbF₃ oder 5 bis 20% ErF₃ im Gemisch besteht, wobei sich die Prozentzahlen auf das Gewicht des Zirkoniumdioxyds beziehen.

2. Farbkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung Chromfluorid und als Farbtöner Wismut in einer Menge von 1,0 bis 20 Gewichtsprozent des Zirkoniumdioxyds zugesetzt ist.

3. Farbkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung Chromfluorid und als Farbtöner Phosphor in einer Menge von 0,10 bis 0,50 Gewichtsprozent des Zirkoniumdioxyds zugesetzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 849 074;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 044 702;
Liebseher — Wellert, »Technologie der
Keramik«, 1955, S. 354/355.