RU2148570C1

RU2148570C1 - Porcelain glaze

Info

Publication number: RU2148570C1
Application number: RU97116648A
Authority: RU
Inventors: В.М. Логинов; Л.М. Будашкина; Р.С. Гуралова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Объединение Гжель"
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2000-05-10

Abstract

FIELD: ceramics, glaze making. SUBSTANCE: invention relates to production of glazes used for applying on porcelain articles. Glaze has the following components, wt. -%: silicon oxide 63.79-66.97; aluminium oxide 10.94-14.74; calcium oxide 9.2-10.8; magnesium oxide 4.6-5.5; sodium oxide 1.9-2.34; potassium oxide 4.07-4.57; titanium oxide 0.05-0.07 and iron oxide 0.21-0.25. Glaze properties: thermostability is 15-17 thermal cyclings; luster is 47-49%; microhardness is 6.64-6.81; melting range is 1130-1260 C; silicate modulus is 5.09-6.15; refractive index is 1.504-1.508 and modulus of normal elasticity is 7.55-7.6. EFFECT: enhanced chemical stability, luster, increased temperature coefficient of linear expansion and microhardness. 3 tbl

Description

Изобретение относится к технологии приготовления глазурей, в частности для производства фарфоровых изделий утилитарно-художественного назначения. The invention relates to a technology for the preparation of glazes, in particular for the production of porcelain utilitarian and artistic products.

Известны составы глазурей, используемые в производстве фарфоровой продукции. Known glaze compositions used in the manufacture of porcelain products.

Глазурная фарфоровая масса /1/ содержит череп политой фарфоровый 25 - 30, доломит 13 - 15, первичный каолин (каолин - сырец с содержанием полевого шпата 18 - 43%), каолинизированные кварц - полевошпатовые пески (с содержанием полевого шпата 26 - 44%) - 30 - 35, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ - 69,48 - 70,38
Al₂O₃ - 15,18 - 16,09
Fe₂O₃ - 0,45 - 0,47
CaO - 5,83 - 5,87
MgO - 3,28 - 3,30
Na₂O - 0,61 - 0,67
К₂O - 3,78 - 3,95
TiO₂ - 0,32 - 0,34
Однако состав этой глазури, как близкий к заявляемому решению по аналогичному содержанию введенных в него оксидов и предназначенный для использования в производстве тонкокерамических изделий, в частности фарфора, имеет низкие показатели, недостаточную химическую устойчивость, что свидетельствует величина силикатного модуля как отношение SiO₂ : Al₂O₃ равная 2,05 - 2,09 (оптимальная 4,2 - 6,2, которая характеризует хорошую химическую устойчивость) /3/.Glaze porcelain mass / 1 / contains a skull poured porcelain 25-30, dolomite 13-15, primary kaolin (kaolin - raw with feldspar content of 18 - 43%), kaolinized quartz - feldspar sands (with feldspar content of 26 - 44%) - 30 - 35, in the following ratio of components, wt.%:
SiO ₂ - 69.48 - 70.38
Al ₂ O ₃ - 15.18 - 16.09
Fe ₂ O ₃ - 0.45 - 0.47
CaO - 5.83 - 5.87
MgO - 3.28 - 3.30
Na ₂ O - 0.61 - 0.67
K ₂ O - 3.78 - 3.95
TiO ₂ - 0.32 - 0.34
However, the composition of this glaze, which is close to the claimed solution for a similar content of oxides introduced into it and intended for use in the production of fine-ceramic products, in particular porcelain, has low rates, insufficient chemical stability, which indicates the size of the silicate module as the ratio of SiO ₂ : Al ₂ O ₃ equal to 2.05 - 2.09 (optimal 4.2 - 6.2, which characterizes good chemical stability) / 3 /.

Глазурная шихта /2/ включает, мас,%: кварцевый песок 5 - 10, пегматит 10 - 15, череп политой фарфоровый 15 - 16, первичный каолин (каолин - сырец с содержанием полевого шпата до 18 - 43) и доломит 15 - 16 при следующем соотношении компонентов, мас.,%:
SiO₂ - 68,05 - 68,75
Al₂O₃ - 16,60 - 16,80
Ca0 - 5,89 - 6,33
MgO - 3,32 - 3,57
Na₂O - 1,09 - 1,42
К₂O - 3,36 - 3,48
TiO₂ - 0,17 - 0,18
Fe₂O₃ - 0,49 - 0,50
Данный состав массы применяется для производства тонкокерамических изделий, в частности в изготовлении фарфора для производства утилитарно-декоративных изделий.The glaze mixture / 2 / includes, wt.%: Quartz sand 5 - 10, pegmatite 10 - 15, porcelain skull watered 15 - 16, primary kaolin (raw kaolin with feldspar contents up to 18 - 43) and dolomite 15 - 16 at the following ratio of components, wt.%:
SiO ₂ - 68.05 - 68.75
Al ₂ O ₃ - 16.60 - 16.80
Ca0 - 5.89 - 6.33
MgO - 3.32 - 3.57
Na ₂ O - 1.09 - 1.42
K ₂ O - 3.36 - 3.48
TiO ₂ - 0.17 - 0.18
Fe ₂ O ₃ - 0.49 - 0.50
This mass composition is used for the production of fine-ceramic products, in particular in the manufacture of porcelain for the production of utilitarian and decorative products.

Недостатком известной глазуревой массы являются пониженная химическая устойчивость (силикатный модуль колеблется в пределах 4,1 - 4,19 < 4,2 - 6,2) (табл. 1 - сопоставительная оценка показателей глазурей), низкие показатели блеска и микротвердости, уменьшенное число теплосмен, а также относительно низкий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР). A disadvantage of the known glaze mass is reduced chemical stability (silicate modulus ranges from 4.1 - 4.19 <4.2 - 6.2) (Table 1 - a comparative assessment of the glaze), low gloss and microhardness, and a reduced number of heat exchanges , as well as a relatively low temperature coefficient of linear expansion (TEC).

В качестве прототипа заявляемого технического решения выбран известный состав глазури /2/, как наиболее близкий по шихтовому составу и к заявляемому решению по химическому составу и функциональному назначению. As a prototype of the claimed technical solution, the well-known glaze composition / 2 / was chosen as the closest in charge composition to the claimed solution in chemical composition and functional purpose.

Целью изобретения является увеличение химической устойчивости, блеска глазури, повышение ТКЛР и микротвердости, теплосмен. The aim of the invention is to increase chemical resistance, gloss of glaze, increase TECL and microhardness, heat transfer.

Предлагаемый состав фарфоровой глазури апробирован и эффективен, он близок к производимой заявителем керамической массе и отличается от него большим содержанием щелочей и оснований. Сходство составов приводит к образованию естественного перехода в месте сочетания слоя глазури и фарфора, чему благоприятствует ввод фарфорового политого черепка при помоле в количествах 3 - 13%, хотя они считаются рациональными при 12 - 15% и выше/3/; в прототипе они составляют 15 - 16%. Соотношение оксидов в составе глазури (см. табл. 1)(с разливом при 1320 - 1350^oC) свидетельствует о правильном подборе состава фарфоровой глазури. Ввод политого боя в предложенном соотношении не портит товарный вид художественно - декоративного изделия. Силикатный модуль заявляемого состава свидетельствует о хорошей химической устойчивости состава. Выбранное соотношение компонентов заявляемого состава по сравнению /1,2/ лучше способствует кристобалитизации глазуря (см.п. 4, табл. 1).The proposed composition of the porcelain glaze is tested and effective, it is close to the ceramic mass produced by the applicant and differs from it in a high content of alkalis and bases. The similarity of the compositions leads to the formation of a natural transition at the place of combination of the glaze and porcelain layer, which is favored by the introduction of porcelain watered shards when grinding in amounts of 3 - 13%, although they are considered rational at 12 - 15% and higher / 3 /; in the prototype they make up 15 - 16%. The ratio of oxides in the composition of the glaze (see table. 1) (with a spill at 1320 - 1350 ^o C) indicates the correct selection of the composition of porcelain glaze. Putting a battle in the proposed ratio does not spoil the presentation of the artistic and decorative product. The silicate module of the claimed composition indicates good chemical stability of the composition. The selected ratio of the components of the claimed composition in comparison / 1.2 / better contributes to cristobalitization of the glaze (see paragraph 4, table. 1).

Сопоставительная оценка известной и предлагаемой глазурей приведена в табл. 1. A comparative assessment of the known and proposed glazes is given in table. 1.

Предлагаемый состав глазури для покрытия фарфоровых изделий обладает достаточной химической стойкостью, механической прочностью, микротвердостью, термостойкостью, согласованностью глазури и материала по ТКЛР, имеет прозрачный и хороший блеск, ровный разлив и хорошо сплавлен, а также менее склонен к оседанию. The proposed glaze composition for coating porcelain products has sufficient chemical resistance, mechanical strength, microhardness, heat resistance, consistency of glaze and material according to the thermal expansion coefficient, has a transparent and good gloss, even spill and is well fused, and also less prone to subsidence.

Поставленная цель достигается тем, что глазурь фарфоровая, включающая SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂0, TiO₂, Fe₂O₃, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.,%:
SiO₂ - 63,79 - 66,97
Al₂O₃ - 10,94 - 14,74
CaO - 9,2 - 10,8
MgO - 4,6 - 5,5
Na₂O - 1,9 - 2,34
К₂O - 4,07 - 4,57
TiO₂ - 0,05 - 0,07
Fe₂O₃ - 0,21 - 0,25
Шихта для приготовления глазурей содержит, мас., %: пегматит чупинский 53,9 - 59,9, кварцевый песок 10,1 - 20,1, фарфоровый политой череп 3 - 13, доломит 11 - 20, каолин просяновский 2 - 6%.This goal is achieved in that the porcelain glaze, including SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , CaO, MgO, K ₂ O, Na ₂ 0, TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , contains these components in the following ratio, wt.%:
SiO ₂ - 63.79 - 66.97
Al ₂ O ₃ - 10.94 - 14.74
CaO - 9.2 - 10.8
MgO - 4.6 - 5.5
Na ₂ O - 1.9 - 2.34
K ₂ O - 4.07 - 4.57
TiO ₂ - 0.05 - 0.07
Fe ₂ O ₃ - 0.21 - 0.25
The mixture for the preparation of glazes contains, wt.%: Pegmatite Chupinsky 53.9 - 59.9, quartz sand 10.1 - 20.1, porcelain watered skull 3 - 13, dolomite 11 - 20, kaolin prosyanovsky 2 - 6%.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the claimed solutions with the known allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Из патентной и научно-технической литературы явным образом для заявителя не известен состав глазури фарфоровой, обеспечивающий повышенные химическую устойчивость, ТКЛР, блеск, микротвердость, термостойкость и теплосмен, что свидетельствует об удовлетворении критерия изобретения "изобретательский уровень". From the patent and scientific and technical literature, the applicant does not explicitly know the composition of the porcelain glaze, which provides increased chemical resistance, thermal expansion coefficient, gloss, microhardness, heat resistance and heat transfer, which indicates that the criterion of the invention is "inventive step".

Заявленное техническое решение может быть использовано в фарфорово-фаянсовой промышленности, оно раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для его осуществления, и обеспечивает изготовление фарфоровых изделий утилитарно-декоративного назначения, преимущественно подглазурным декорированием. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость". The claimed technical solution can be used in the porcelain and faience industry, it is disclosed in the application materials with the completeness sufficient for its implementation, and provides the manufacture of porcelain utilitarian and decorative purposes, mainly underglaze decoration. Thus, the proposed solution meets the criteria of the invention of "industrial applicability".

Технология приготовления состава глазури включает следующие операции: сортировку сырьевых материалов (пегматита, кварцевого песка, каолина); подготовку политого черепка, доломита; весовое дозирование указанных компонентов; тонкий помол в шаровых мельницах; ситовое и магнитное обогащение глазурной суспензии. The technology for preparing the glaze composition includes the following operations: sorting of raw materials (pegmatite, quartz sand, kaolin); preparation of watered shards, dolomite; weight dosing of these components; fine grinding in ball mills; sieve and magnetic enrichment of the glaze suspension.

Глазурование изделий состоит из следующих операций: пропитка опорных поверхностей изделия гидрофобными веществами (расплавленным парафином в керосине); глазурование декорированных изделий заявляемым составом толщиной слоя 0,1 - 0,15 мм. Glazing products consists of the following operations: impregnation of the supporting surfaces of the product with hydrophobic substances (molten paraffin in kerosene); glazing decorated products of the claimed composition with a layer thickness of 0.1 - 0.15 mm

В табл. 2 представлены конкретные составы глазурей, а в табл. 3 - их физико-химические свойства. In the table. 2 shows the specific compositions of glazes, and in table. 3 - their physicochemical properties.

Содержание красящих оксидов железа и титана незначительно, что исключает образование "мушек" на изделиях. The content of coloring oxides of iron and titanium is negligible, which eliminates the formation of "flies" on the products.

Как видно из табл. 2, использование предлагаемой фарфоровой глазури позволяет повысить химическую устойчивость, микротвердость глазури, что положительно сказывается на эксплуатационных показателях глазурованных изделий (они более долговечны и т.д.). Величина модуля нормальной упругости заявляемой глазури выше, чем у прототипа, что увеличивает термостойкость и механическую прочность фарфоровых изделий. As can be seen from the table. 2, the use of the proposed porcelain glaze can increase the chemical stability, microhardness of the glaze, which positively affects the performance of glazed products (they are more durable, etc.). The value of the modulus of normal elasticity of the claimed glaze is higher than that of the prototype, which increases the heat resistance and mechanical strength of porcelain.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Автор. св-во N 1013430, С 03 С 8/02
2. Автор. cв -во N 1013429, С 03 С 8/02
3. Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е. Л., Стройиздат, 1975, 592 с.SOURCES OF INFORMATION:
1. The author. St. N 1013430, C 03 C 8/02
2. The author. St.-in N 1013429, C 03 C 8/02
3. Augustinian A.I. Ceramics. Ed. 2nd. L., Stroyizdat, 1975, 592 p.

Claims

Porcelain glaze, including SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , CaO, MgO, Na ₂ O, K ₂ O, TiO ₂ , characterized in that it contains these components in the following amounts, wt.%:
SiO ₂ - 63.79 - 66.97
Al ₂ O ₃ - 10.94 - 14.74
CaO - 9.2 - 10.8
MgO - 4.6 - 5.5
Na ₂ O - 1.9 - 2.34
K ₂ O - 4.07 - 4.57
TiO ₂ - 0.05 - 0.07
Fe ₂ O ₃ - 0.21 - 0.25