Способ декорирования льдистыми красками изделий из стекла
Владельцы патента RU 2770645:
Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» (RU)
Изобретение относится к области декорирования изделий из стекла льдистыми красками и может быть использовано в стекольной промышленности. Технический результат - сокращение энергозатрат. Способ декорирования льдистыми красками изделий из стекла включает помол исходного сырья и получение из него гранул, нанесение покрытия на изделие из стекла. В качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм, и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с). Нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с-1 изделие из стекла. 2 табл.
Изобретение относится к области декорирования изделий из стекла льдистыми красками и может быть использовано в стекольной промышленности.
Из уровня техники известны различные способы декорирования изделий из стекла силикатными красками, включающие предварительную подготовку красок (растирание, усреднение с органическим наполнителем), нанесение нанесения краски на лицевую поверхность ручным способом и последующую термическую обработку при 500-550 С.
Недостатками данных способов являются длительность и трудоемкость технологического процесса, заключающаяся в применении ручного труда и длительный последующий обжиг в муфельных печах изделий из стекла с нанесенным покрытием из силикатных красок. Кроме того, при обжиге в печах необходимо обеспечить содержание кислорода с избытком для получения слабоокислительной среды и предотвращения восстановительных условий, что можем существенно повлиять на степень окисления красящих оксидов и изменить цветовые характеристики покрытия из силикатных красок.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ декорирования льдистыми красками, включающий подготовку гранул флюса размером 0,1-0,5 мм, предварительное нанесение на лицевую поверхность стеклоизделия выгорающего адгезита и обжиг [Бессмертный В.С., Дюмина П.С., Дикунова Л.М. Декорирование стекла и изделий из него с использованием альтернативных источников энергии. Белгород: Kооперативное образование, 2004, с. 180].
Недостатком прототипа является длительность технологического процесса и, как следствие, энергоемкость.
Технический результат предлагаемого способа заключается в сокращении энергозатрат из-за снижения длительности технологического процесса.
Технический результат достигается тем, что способ декорирования льдистыми красками изделий из стекла включает помол исходного сырья и получение из него гранул, нанесения покрытия на изделие из стекла, причем в качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с), а нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с-1 изделие из стекла.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с), а нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с-1 изделие из стекла.
Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.
Проведенный анализ способов декорирования изделий из стекла позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».
Технологические параметры декорирования стеклоизделий льдистыми красками и показатели качества представлены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, оптимальным технологическими параметрами декорирования изделий из стекла льдистыми красками является частота вращения турнетки 0,10-0,15 с-1 и расход гранул шихты из порошкового питателя равный 2,5-3,5 г/с.
Таблица 1
Сопоставительный анализ технологических операций известного и предполагаемого способов
| Известный способ | Предлагаемый способ |
| Варка флюса во вращающейся или гарнисажной печи Помол флюса Получение гранул флюса размером 0,1-0,5 мм Нанесение адгезита на лицевую поверхность изделия из стекла Нанесение гранул флюса на лицевую поверхность изделий из стекла Обжиг изделии из стекла в муфельной печи при 500-550°С Контроль качества (ГОСТ 30407) |
Помол боя хрусталя Усреднение измельченного хрусталя с красителем Гранулирование шихты до размера 0,6-1,0 мм Загрузка гранул шихты в порошковый питатель Подача гранул шихты плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с) Плазменное напыление покрытия на вращающееся с частотой 0,10-0,15 с-1 изделие из стекла Контроль качества (ГОСТ 30407) |
Экспериментально, установлено, что оптимальный размер шихты составляет 0,6-1,0 мм. При размерах шихты от 1,5 до 3 мм наблюдается ее непровар в плазменном факеле и неравномерная окраска льдистых красок. При размере шихты менее 0,6 мм происходит интенсивный разогрев капель расплава льдистых красок. Это приводит к снижению вязкости расплава и образованию таких видов брака на лицевой поверхности, как потек и деформация.
Таблица 2
Технологические параметры декорирования стеклоизделий льдистыми красками и показатели качества
| № п/п | Скорость вращения турнетки, с-1 | Расход шихты, г/с | Время декорирования | Органолептическая оценка качества покрытия |
| 1 | 0,5 | 2,0 | 5 | Неравномерное покрытие |
| 2,0 | 10 | Неравномерное покрытие | ||
| 2,5 | 15 | Деформация | ||
| 2,5 | 20 | Потеки | ||
| 2,5 | 25 | Потеки | ||
| 2 | 0,10* | 2,5 | 5 | Неравномерное покрытие |
| 2,5* | 10* | Равномерное покрытие | ||
| 2,5* | 15* | Равномерное покрытие | ||
| 2,0* | 20* | Равномерное покрытие | ||
| 2,0 | 25 | Потеки | ||
| 3 | 0,15* | 2,5 | 5 | Неравномерное покрытие |
| 2,5* | 10* | Равномерное покрытие | ||
| 3,5* | 15* | Равномерное покрытие | ||
| 3,5* | 20* | Равномерное покрытие | ||
| 3,5 | 25 | Потеки | ||
| 4 | 0,2 | 2,5 | 5 | Самоотслоение |
| 2,5 | 10 | Неравномерное покрытие | ||
| 3,5 | 15 | Неравномерное покрытие | ||
| 3,5 | 20 | Потеки | ||
| 3,5 | 25 | Деформация |
*-оптимальный вариант.
Пример
В качестве исходного материала применяли бой хрусталя со следующим химическим составом: SiO2 - 56,5; Al2O3 - 0,5; Na2O - 1,0; К2О - 14,2; РbО - 24,0; В2О3 - 1,2; SO3 - 0,4; ZnO - 1,8; Fe2O3 - 0,024. Красителем для получения льдистой краски синего цвета использовали оксид кобальта, который добавляли сверх 100% в количестве 0,5%.
Производили совместный помол боя свинцового хрусталя с красителем в шаровой фарфоровой мельнице объемом 10 л с уролитовыми шарами в течение 2 часов.
Усредненный тонкомолотый порошок гранулировали в тарельчатом лабораторном грануляторе с получением гранул шихты 0,6-1,0 мм.
Гранулированную шихту помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8М, параметры работы которого были следующие: мощность 12 кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м3/час.
Изделие из прозрачного стекла (Na-Ca-Si) устанавливали на вращающуюся турнетку с частотой 0,15 с-1. Зажигали плазменную горелку ГН-5Р электродугового плазмотрона УПУ-8М и затем подавали гранулы шихты из порошкового питателя в плазменную горелку ГН-5Р. Под действием высоких температур плазменного факела (порядка 7800 К) происходило практически мгновенное расплавление гранул шихты, с образованием капель расплава. Капли расплава транспортировались отходящим потоком плазмообразующего газа (аргона) к лицевой поверхности медленно вращающегося изделия из стекла. Отходящий плазмообразующий газ равномерно подогревал изделие из стекла, а капли расплава в процессе транспортировки отходящим потоком плазмообразующего газа –аргона, остывали, что способствовало понижению вязкости расплава. При контакте с разогретым стеклоизделием капли расплава частично впаивались в лицевую поверхность изделия из стекла и незначительно деформировались за счет низкой вязкости. В результате на лицевой поверхности изделия из стекла образовалось декоративное покрытие на синих льдистых красках. Отключали плазмотрон. Снимали изделие с турнетки.
Контроль качества стеклоизделий, декоративных льдистыми красками, осуществляли в соответствии с требованиями ГОСТ 30407.
Способ декорирования льдистыми красками изделий из стекла, включающий помол исходного сырья и получение из него гранул, нанесение покрытия на изделие из стекла, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм, и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку c расходом 2,5-3,5 г/с, а нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с-1 изделие из стекла.
