Суспензия для декорирования
Владельцы патента RU 2473524:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" (RU)
Изобретение относится к суспензии для декорирования керамики. Технический результат изобретения заключается в повышении адгезии суспензии к поверхности керамики с сохранением цвета после обжига. Суспензия для керамики содержит связующее, огнеупорные наполнители. В качестве связующего используют смесь жидкого силиката калия и квасцов, а в качестве огнеупорного наполнителя - порошковое стекло и оксиды металлов - оксиды алюминия, хрома, титана, циркония, отдельно или в смеси. Количественное содержание компонентов в суспензии следующее, вес.%: связующее 15-45, оксиды металлов 3-28, порошковое стекло - остальное.
Изобретение - суспензия - относится к производству и декорированию керамических и фарфоровых изделий за счет нанесенных на основу керамических красок. Суспензия для керамики содержит связующее, огнеупорные наполнители в виде цветоносных оксидов металлов и бесцветного наполнителя, причем в качестве связующего используют смесь жидкого силиката калия и квасцов, а в качестве огнеупорного наполнителя - двуокись кремния в соотношениях компонентов, вес.%: связующее 15-45; оксиды металлов 3-28, например: оксиды алюминия, хрома, титана, циркония, отдельно или в смеси, двуокись кремния (порошковое стекло) - остальное.
Известна суспензия, включающая слой виллемитовой глазури, с введением в определенные места принудительных центров кристаллизации, в качестве которых используют затравки с максимальным размером 0,5-5,0 мм, полученные путем прессования смеси порошков оксида цинка и оксида кремния или смеси порошков оксида цинка, оксида кремния и окрашивающих оксидов или пигментов под давлением, используя фарфор, окрашенный в объеме, или используют многослойный окрашенный фарфор, верхний слой которого прорезают до нижнего слоя (например, патент РФ RU №2324671, МПК С04В 41/86.
Однако известное техническое решение трудоемко из-за применения сложных технологических приемов - создание повышенного давления и прорезание слоев.
Известна также суспензия, включающая измельченный природный барит, стекло или фритту, перлит, включая тальк и циркон, в соотношениях, мас.%: измельченный природный барит 6-8; стекло или фритта 70-74; перлит 6-8; тальк 6-8; циркон 6-8. (например, патент РФ RU №2411199, МПК С03С 8/14).
Однако известная суспензия содержит компоненты, как тальк и перлит, что требует сложной технологической подготовки, так как эти компоненты плохо смачиваются и отслаиваются.
Известна суспензия, включающая дозированное количество фритты и глинистого компонента, полученных при их совместном помоле мокрым способом и ситовом обогащении в среде отработанного водного раствора препарата Мажеф (например, патент РФ RU №2380345, МПК С04В 41/86).
Однако известная суспензия неэкономична, содержит много подготовительных операций и вредных для здоровья компонент в виде препарата Мажеф.
Наиболее близким к предложенной суспензии по технической сущности и достигаемому результату является суспензия для получения декоративного покрытия на фарфоровых изделиях путем нанесения на них слоя, содержащего связующее, огнеупорные наполнители в виде оксидов металлов и бесцветного наполнителя, включая органическое связующее в вес.% 10-40; металлический порошок 0,5-35,0; огнеупорный наполнитель - остальное. Прототип - патент РФ RU №2285575, МПК В22С 1/06, В22С 1/22.
Однако данное техническое решение имеет тот существенный недостаток, что содержит металлический порошок, что требует значительных энергозатрат при обжиге, иначе происходит расслаивание суспензии.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание суспензии для покрытия керамики и фарфора, содержащей связующее, в виде смеси жидкого силиката калия и квасцов, а в качестве огнеупорного наполнителя - двуокиси кремния в соотношениях компонентов, мас.%:
| связующее | 15-45 |
| оксиды металлов | 3-28 |
| двуокись кремния порошковое стекло | - остальное |
В качестве связующего применяется, например, водный раствор смесь жидкого силиката калия с молекулярным отношением K2SiO3 с SiO3|H2O по ТУ 6-18-204-74 и алюминиевых квасцов, например, NaAI [SO4]2·12H2O в пропорции, например, 5:1, а в вес.%: 15-45.
В качестве цветоносных компонентов - оксиды металлов, например: оксиды алюминия, хрома, титана, циркония, например, отдельно или в смеси, вес.%: 3-28.
Остальное - двуокись кремния - порошковое стекло - SiO2 по ГОСТ 25336-82.
Технический и декоративный эффект использования суспензии достигается повышением адгезии суспензии за счет использования в составе жидкого силиката калия и квасцов, при нанесении покрасочного слоя в смеси с остальными компонентами на поверхность керамики и фарфора.
Пример осуществления изобретения
Суспензия, содержащая согласно рецептуре водный раствор жидкого силиката калия и алюминиевых квасцов, взятых в пропорции 5:1, а в вес.%: 15-45.
В качестве цветоносных компонентов - оксиды металлов в смеси или отдельно, вес.%: 3-28; остальное - двуокись кремния, порошковое стекло.
Оценка свойств суспензии для покрытия керамических изделий проводилась в соответствии с ТУ 2313-031-07507802-2000 и соответствующими ГОСТами. Свойства суспензии в сравнении с прототипом исследованы отдельно.
Экспериментально определены варианты с крайними и средними значениями состава компонентов в смеси (в качестве красителя применялся альтернативный вариант - СоО):
| 1. | Смесь связующего: K2SiO3 с SiO3|H2O с NaAI [SO4]2·12H2O | 15 вес.% |
| Цветоносный компонент - оксиды металлов | 3 вес.% | |
| Порошковый наполнитель - SiO2 | 82 вес.% | |
| 2. | Смесь связующего: K2SiO3 с SiO3|H2O с NaAI [SO4]2·12H2O | 45 вес.% |
| Цветоносный компонент - оксиды металлов | 28 вес.% | |
| Порошковый наполнитель - SiO2 | 27 вес.% | |
| 3. | Смесь связующего: K2SiO3 с SiO3|H2O с NaAI [SO4]2·12H2O | 30 вес.% |
| Цветоносный компонент - оксиды металлов | 15.5 вес.% | |
| Порошковый наполнитель - SiO2 | 54.5 вес.% | |
| 4. | Исследование прототипа в сравнении с заявляемой суспензией. |
Фарфоровое изделие покрывают суспензией следующего состава, мас.%: SiO2 - 48,99, Al2O3 - 9,02, СаО - 2,94, ZnO - 25,90, K2O - 6,29, Na2O - 1,87, BaO - 3,92, TiO2 - 1,07. Толщина слоя глазури 1,5 мм. Затем внутрь слоя глазури в нужные места вводят затравки в виде порошка оксида цинка и оксида кремния, взятые в пропорции 2,7 ZnO: 1,0 SiO2, тщательно перемешивают.
Результаты испытаний следующие.
В варианте 1 получен эффект быстрой фиксации суспензии и надежной ее адгезии к основе с сохранением цветности после обжига.
В варианте 2 получен эффект усиления и насыщенности цветности и также надежной ее адгезии к основе с сохранением цветности после обжига.
В варианте 3 получен эффект усиления и насыщенности цветности и надежной ее адгезии к основе с сохранением цветности после обжига, но ускорении схватывания, что не всегда удобно при использовании разных красителей.
Таким образом, по трем вариантам найдены пограничные пропорции компонентов, при изменении которых в меньшую или большую сторону наблюдается ухудшение качества покрытия после обжига.
В варианте 4 не получен эффект улучшение адгезии и сохранения насыщенности цветности, после обжига наблюдалось уменьшение цветности и яркости.
Полученные результаты указывают на то, что по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение в виде суспензии позволяет, за счет коагуляции компонентов и улучшения адгезии, получить эффект стабилизации цветности более экономичным путем, без применения дорогих дефицитных компонентов.
Суспензия для декорирования керамики, содержащая связующее, огнеупорные наполнители в виде цветоносных оксидов металлов и бесцветного наполнителя, отличающаяся тем, что в качестве связующего наполнителя используют смесь жидкого силиката калия и квасцов, а в качестве огнеупорного наполнителя - двуокись кремния (порошковое стекло) в соотношениях компонентов, вес.%: связующее - 15-45; оксиды металлов: оксиды алюминия, хрома, титана, циркония, отдельно или в смеси - 3-28; двуокись кремния - остальное.
