Brevet FR2159173A1 — publié le 19730622

L'invention a pour objet un émail blanc à base d'anhydride titanique, et son utilisation pour émailler les objets en tôle d'acier. Ledit émail présente, d'une part, une teneur en agent opacifiant, c1est-à-dire en anhydride titanique,réduite par rapport à sa valeur dans les émaux analogues et, d'autre part, un haut degré de blancheur et une nuance de couleur blanc-bleu. D'après l'art antérieur, on sait queleas émaux blancs qui couvrent le mieux les surfaces et présentent les meilleures qualités de couleur et de brillant, sont opacifiés par l'anhydride titanique, dont l'indice de rétraction est de 2,55. L'anhydride titanique, qui se sépare de l'émail sous forme cristalline, appartient à la classe des opacifiants par substances solides. Lors de la préparation par frittage de ces émaux, l'anhydride titanique se dissout dans la matière vitreuse d'émail fondue, à la température de fusion du miange, comprise entre 1150"C et 12000C. Puis, lorsque la fusion est terminée, la masse fondue est refroidie brusquement et l'anhydride titanique reste à l'état dissous dans la masse d'émail trempée de cette manière.Mais, lors de la fixation par chauffage à 800-8200C de l'émail sur les objets métalliques, l'anhydride titanique recristallise dans l'émail après que la viscosité de la masse fondue a atteint des valeurs optimales, conférant ainsi l'opacité et la blancheur à l'émail. Les émaux ainsi obtenus présentent l'inconvénient de garder dissous dans l'émail 5 à 8 Z de la quantité d'anhydride titanique introduit dans la composition, et ce en raison de la grande solubilité de l'anhydride titanique dans les masses fondues vitreuses. C'est dire qu'il faut une quantité assez grande d'anhydride titanique pour obtenir une bonne opacité et un degré de blancheur d'environ 80 %. (L'étalon blanc considéré est l'oxyde de magnésium dont on décide qu'il a un degré de blancheur de 100 %). C'est pourquoi, dans les émaux blancs à base d'anhydride titanique employés maintenant, les adjuvants d'anhydride titanique constituent 17 à 20 % de la masse de frittage. Cette invention réalise un émail blanc du type bore-titane qui élimine cet inconvénient en assurant une recristallisation plus complète de l'anhydride titanque introduit dans la composition par une réduction de la solubilité de l'anhydride dans la masse fondue vitreuse. Ce résultat est obtenu par l'introduction dans la composition de 0,036 moles d'oxyde d'aluminium, de 0,038 moles de cryolithe et de 0,014 moles d'anhydride phosphorique, le rapport en moles des composants est choisi de la manière suivante : TiO2 : A1203 : Na3AlF6= 4:1:1 et TiO2:P2O5 = 10:1, de façon à assurer l'opacité et la recristallisation de l'anhydride titanique sous forme cristalline d'anatase.Avec ces rapports molaires on obtient lors de la fixation par chauffage de l'émail pendant 3 à 4 minutes, une cristallisation totale de l'anhydride titanique dans la matière vitreuse fondue, assurant ainsi à l'émail une blancheur de haut degré. En assurant une recristallisation plus complète de l'anhydride titanique, pour obtenir un émail ayant une blancheur de degré comprise entre 80 et 83 %, la quantité d'anhydride titanique dans la composition est réduite à 11 %, par rapport à la masse de frittage, c'est-à-dire est comprise entre 33 et 40 %, si l'on n'ajoute pas d'autre agent opacifiant (ZnO, Sb203) On prépare le frittage de l'émail au titane avec du quartz, du borax, du nitrate de potassium, du phosphate tisodique, de la cryolithe, du feldspath, de l'acide borique, de l'hydrocarbonate de magnésium et de l'anhydride titanique, que l'on porte à la fusion dans un four rotatif à une température de 1150 à 12000C, jusqu'à ce que les phénomènes de décomposition et de dégazage soient terminés, puis on ajoute la solution d'anhydride titanique.On obtient une masse fondue dont la surface est réfléchissante, puis on refroidit brusquement en éva cuant la masse fondue pour la granuler. De cette manière on obtient une masse frittée d'émail au titane dont la composition chimique est la suivante SiO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45,63 % Al2O3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,70 % B203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15,51 % Na20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9,25 % K20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,23 % MgO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,08 % P2O5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,06 % Na3AlF6 7,46 % TiO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11,08 % Pour obtenir la barbotine d'émail, la masse frittée est broyée jusqu'à la finesse habituelle, dans des broyeurs à boulets et avec des additifs ordinairement utilisés pour le broyage. La barbotine d'émail est appliquée ensuite sur les objets en tôle d'acier -qui ont été préalablement émaillés avec un émail de base- par une des méthodes d'application des émaux en couche mince de 0,10 à 0,12 mm. Après le séchage de la couche et pour fixer l'émail, les objets sont introduits dans le four, à la température de 800 à 8200C pendant 3 à 4 minutes. La couche mince d'émail blanc, obtenue de cette manière est d'une épaisseur comprise entre 0,10 et 0,12 mm et d'un degré de blancheur compris entre 80 et 83 %, elle présente,en outre, un joli brillant et une nuance de couleur blanc-bleu. L'application de l'invention apporte les avantages suivants - la teneur en anhydride titanique de l'émail est réduite à l'intervalle de 33 à 40 % ; rapportée à la masse de frittage, cette teneur passe de 17-20 Z à 11 Z et rapportée à la masse du mélange, elle passe de 13-16 % à 9 %; - le prix de revient de l'émail est réduit - la consommation spécifique d'émail blanc est réduite d'environ 10 % à cause du haut degré de blancheur de l'émail ; - un émaillage en couche plus mince assure une meilleure résistance mécaLique et thermique des objets émaillés. REVENDICATIONS 1.- Email blanc,du type bore-titane, ayant une faible teneur en anhydride titanique et une blancheur accrue, caractérisé par le fait qu'il contient 0,036 moles d'oxyde d'aluminium, 0,038 moles de cryolithe et 0,014 moles d'anhydride phosphorique, qui ont été introduites dans la composition pour assurer une cristallisation plus complète de l'anhydride titanique grâce à une diminution de la solubilité de celui-ci dans la masse fondue d'émail. 2.- Email blanc, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une teneur en anhydride titanique réduite à 11 Z et en ce que les rapports molaires de ses additifs sont choisis de la manière suivante : TiO2 Al2O3 : Na3AlF6 = 4 : 1 : 1, et TiO2 : P205 = 10 : 1, de façon à assurer l'opa- cité, et la recristallisation de l'anhydride titanique sous la forme cristalline d'anatase. 3.- Email blanc, selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il ne contient pas dans la compositiond'opacifiants supplémentaires, tels que : ZnO, Su 203 etc.