RU2161146C1 - Method of making porcelain ware decorated with cobalt - Google Patents

Method of making porcelain ware decorated with cobalt Download PDF

Info

Publication number
RU2161146C1
RU2161146C1 RU99109745A RU99109745A RU2161146C1 RU 2161146 C1 RU2161146 C1 RU 2161146C1 RU 99109745 A RU99109745 A RU 99109745A RU 99109745 A RU99109745 A RU 99109745A RU 2161146 C1 RU2161146 C1 RU 2161146C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
porcelain
paint
cobalt
firing
products
Prior art date
Application number
RU99109745A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Логинов
Л.М. Будашкина
Е.П. Горбатов
Р.С. Гуралова
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) "Объединение Гжель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) "Объединение Гжель" filed Critical Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) "Объединение Гжель"
Priority to RU99109745A priority Critical patent/RU2161146C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161146C1 publication Critical patent/RU2161146C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0013Iron group metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of porcelain products decorated preferably with cobalt. SUBSTANCE: in order to manufacture highly artistic products decorated with cobalt paint having improved properties, what is claimed is optimum mode of third period of gazed firing is 1020-1120 C and 1120-1220 C with carbon monoxide carbon content of 1.78-1.8% and 1.24-1.32% in gas medium; optimum thicknesses, when applying layer of cobalt paint onto porcelain ware, range from 20 to 240 mcm; layer of glaze applied is 80-300 mcm; cobalt oxide content in paint varies from 1.25 to 2.50 mg/sq.cm and dextrin content varies from 8 to 14%. EFFECT: more efficient preparation method. 6 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологии производства фарфоровых изделий, преимущественно художественных, декорированных подглазурной росписью. The invention relates to a technology for the production of porcelain, mainly art, decorated with underglaze painting.

Отличительные признаки фарфора - белый цвет, отсутствие пористости, прочность, термостойкость и химическая стойкость, просвечиваемость, определяются как составом исходного сырья, так и технологией его обработки [1]. Distinctive features of porcelain - white color, lack of porosity, strength, heat resistance and chemical resistance, translucency, are determined both by the composition of the feedstock and its processing technology [1].

Известны способы производства фарфоровых изделий, декорированных надглазурной и подглазурной кобальтовой росписью [2, 3], технология которых включает следующие основные операции: приготовление керамической массы, формование, сушку, обжиг, роспись, глазурование, обжиг и т.д. - примерно одинаковые на многих предприятиях. Технологии подглазурного способа присущи повышенные отходы (до 1,5-2%) при отжиге изделий по сравнению надглазурного. Known methods for the production of porcelain, decorated with overglaze and underglaze cobalt painting [2, 3], the technology of which includes the following basic operations: preparation of ceramic mass, molding, drying, firing, painting, glazing, firing, etc. - approximately the same in many enterprises. The technology of the underglaze method is characterized by increased waste (up to 1.5-2%) during annealing of products as compared to overglaze.

Известен "Способ декорирования фарфорофаянсовых изделий" (авт. св. 483374, кл. C 04 B 33/34), относящийся к подглазурной росписи. The well-known "Method of decorating porcelain products" (ed. St. 483374, class C 04 B 33/34), relating to underglaze painting.

Классическая система двухкратного обжига (первый - на утель и второй - политой, отражают характер газовой среды в печи), являющегося основным процессом производства фарфоровых изделий, включает (с различными параметрами состава газов, температуры и скорости нагревания) периоды:
1-й протекает в газовой окислительной среде при подъеме температуры T = 50-920oC, он характеризуется постоянной (или с малыми отклонениями) до T = 920oC и окислительной газовой средой, что способствует выгоранию углерода CO из черепа, которое должно быть закончено до начала следующего восстановительного периода, когда глазурный слой спекается и уплотняется, углерод, адсорбированный черепом, должен полностью выгореть к началу периода восстановления. Если это условие не будет достигнуто, то соотношение CO:CO2 станет менее чем 0,1 и снова начнется выгорание углерода с тем лишь усложнением, что к тому времени на черепе образуется расплав глазури,
газовая среда - восстановительная,
2-ой слой протекает при 920-1020oC, происходит интенсивное выгорание углерода в черепе и окисление соединений железа и создается восстановительная газовая среда, если окислительная среда при первой выдержке случайно в том или ином участке замещается восстановительной, то произойдет повторное науглероживание черепа, при большом содержании CO может произойти не только науглероживание черепа, но и восстановление окислов тяжелых металлов, иногда вводимых в глазурь, среда - восстановительно-окислительная,
3-ий начинается при 1020-1250oC, в данном интервале T осуществляется процесс восстановления и происходит интенсивная усадка массы, при этом протекает постепенное закрытие капилляров и пор в черепе, и диффузия газов в черепе постепенно затухает, как следствие, процесс восстановления не доходит до конца и заканчиваются основные процессы спекания при T=1350-1410oC, протекает в нейтральной газовой среде.
The classical double-firing system (the first one is fired and the second one is watered, reflects the nature of the gas environment in the furnace), which is the main process for the production of porcelain products, includes (with various parameters of gas composition, temperature and heating rate) periods:
The 1st proceeds in a gas oxidizing medium when the temperature rises T = 50-920 o C, it is characterized by a constant (or with small deviations) to T = 920 o C and an oxidizing gas medium, which contributes to the burning of carbon CO from the skull, which should be completed before the start of the next recovery period, when the glaze layer is sintered and compacted, the carbon adsorbed by the skull should completely burn out by the beginning of the recovery period. If this condition is not reached, then the CO: CO 2 ratio will become less than 0.1 and carbon burnout will begin again, with the only complication being that by that time a glaze melt will form on the skull,
gas medium - reducing,
The 2nd layer proceeds at 920-1020 o C, intense burning of carbon in the skull and oxidation of iron compounds occur and a reducing gas medium is created, if the oxidizing medium is accidentally replaced by a reducing medium during the first exposure, then re-carburization of the skull will occur, when a high CO content can cause not only carburization of the skull, but also the reduction of heavy metal oxides, sometimes introduced into the glaze, the environment is reductive-oxidative,
The third begins at 1020-1250 o C, in this interval T, the recovery process is carried out and intensive shrinkage of the mass occurs, while the capillaries and pores in the skull are gradually closed, and gas diffusion in the skull gradually fades, as a result, the recovery process does not reach to the end, the main sintering processes are completed at T = 1350-1410 o C, proceeds in a neutral gas medium.

Третий период обжига является специфической особенностью фарфорового производства, он даже в классическом варианте отличается от других, например в заявляемой технологии на предмет изобретения. The third period of firing is a specific feature of porcelain production, it even differs from the others in the classical version, for example, in the claimed technology for the subject of the invention.

Приведенные выше температурные границы не являются неизменными, они зависят от состава фарфоровой кассы, состава красок, вида росписи и т.д. The above temperature limits are not unchanged, they depend on the composition of the porcelain cash register, the composition of paints, the type of painting, etc.

В газовом режиме обжига туннельной печи целесообразно поддерживать концентрацию углерода CO (при бескапсельном обжиге) в интервале 1000-1100oC в размере 3-4%, а с 1100-1250oC 6-8%. Соотношение моноксида углерода и диоксида углерода CO:CO2 должно быть в этот период больше 0,3 [1]. Указанное соотношение справедливо для технологии Дулевского фарфорового завода. Для остальных предприятий приведенные соотношения составляют 3-3,5 и 3,5-4,5% соответственно. Для способа изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом (подглазурная роспись), приведенные соотношения, т.е. CO:CO2, должны быть менее 2% в зависимости от температуры обжига.In the gas mode of firing the tunnel kiln, it is advisable to maintain the concentration of carbon CO (with drop-free firing) in the range of 1000-1100 o C in the amount of 3-4%, and from 1100-1250 o C 6-8%. The ratio of carbon monoxide and carbon dioxide CO: CO 2 should be greater than 0.3 during this period [1]. The indicated ratio is valid for the technology of the Dulevo Porcelain Factory. For other enterprises, the given ratios are 3-3.5 and 3.5-4.5%, respectively. For the method of manufacturing porcelain products decorated with cobalt (underglaze painting), the ratios given, i.e. CO: CO 2 must be less than 2% depending on the firing temperature.

Последовательный ход изменения температуры (подъем, выдержка, ее снижение и характер газовой среды в печи) отмечаются в режиме обжига, назначенном в соответствии с теми реакциями, которые необходимо осуществить для получения черепа требуемых свойств. The sequential course of temperature changes (rise, exposure, its decrease and the nature of the gas medium in the furnace) are noted in the firing mode, assigned in accordance with those reactions that must be carried out to obtain the skull with the required properties.

На фарфоровых заводах РФ, СНГ и зарубежных применяемый интервал температуры политого обжига, при котором фарфор приобретает все свои ценные свойства, колеблется в пределах 1320-1400oC [2]: 1160-1180oС (Багдановичский), 1320-1350oC (Барановский, Полтавский), 1350-1380oC (Дмитровский), 1380-1400oC (Кузяевский, Дулевский) и др.At the porcelain factories of the Russian Federation, the CIS and foreign countries, the used range of temperature for poured firing, in which porcelain acquires all its valuable properties, ranges from 1320-1400 o C [2]: 1160-1180 o С (Bagdanovichsky), 1320-1350 o C ( Baranovsky, Poltava), 1350-1380 o C (Dmitrovsky), 1380-1400 o C (Kuzyaevsky, Dulevsky), etc.

На большинстве западно-европейских заводов температура обжига хозяйственного фарфора - 1380-1410oC [2].In most Western European factories, the firing temperature of household porcelain is 1380-1410 o C [2].

Известны способы изготовления изделий, декорированных кобальтом, в которых как в окраске керамических изделий и подкрашивании масс, так и получении различной цветовой гаммы, в надглазурной росписи художественных изделий оксид кобальта CoO (ГОСТ 18 671-85) находит широкое применение. В подглазурной росписи кобальтовые краски, в отличие от художественных, выдерживая высокую температуру политого обжига (до 1460oC), придают также изделию ограниченную цветовую гамму. Они подвергаются во время обжига сильному воздействию огня и частично растворяются в глазури. Цветовая палитра ограничена устойчивостью систем красок к высоким температурам в разной газовой среде. Поэтому набор таких красок крайне ограничен в отечественной и зарубежной практике фарфорового производства.Known methods for the manufacture of products decorated with cobalt, in which both in the coloring of ceramic products and tinting of the masses, and in obtaining different colors, in the overglaze painting of art products cobalt oxide CoO (GOST 18 671-85) is widely used. In the underglaze painting, cobalt paints, unlike art paints, withstanding the high temperature of poured firing (up to 1460 o C), also give the product a limited range of colors. They are exposed to intense fire during firing and partially dissolve in the glaze. The color palette is limited by the resistance of paint systems to high temperatures in different gas environments. Therefore, the set of such paints is extremely limited in domestic and foreign practice of porcelain production.

Например, на фарфоровых изделиях, декорированных вручную синими известными красками немецкой фирмы "Дегусса", содержащими кобальт, наблюдается сильное их растворение в глазури, более высокую интенсивность ее окрашивания по сравнению с кобальтовой краской заявителя. К причинам, препятствующим использованию данного технического результата, относится то, что металлизация проявляется почти всегда на поверхности глазури. For example, on porcelain products decorated by hand with blue known paints of the German company Degussa containing cobalt, their strong dissolution in the glaze, a higher intensity of its coloring compared to the cobalt paint of the applicant, is observed. The reasons that impede the use of this technical result include the fact that metallization occurs almost always on the surface of the glaze.

В фундаментальных работах по технологии фарфорового производства (Будников П. П. Теплотехника в производстве фарфора и фаянса.- М.: 1972, Будинков П. П. Избранные труды.- Киев, 1960, Будников П.П.- Обжиг фарфора.- М.: 1972, Булавин И.А. Технология фарфорового и фаянсового производства.- М. , 1975, Августник А.И.- Керамика.- Л., 1975, Мороз И.И. и др. Справочник по фарфорофаянсовой промышленности, т. 1,2, M., 1960, Визир В.А. и Мартынов М. А. Керамические краски. - Киев, 1964, Милдс М., Лаушке Р. Роспись фарфора.- М. , 1971 и др. ) сведения, в части рассмотрения или упоминания вопросов, увязанных с вторым обжигом фарфора и металлизацией, отсутствуют. В зарубежной литературе, например [4, с.49-60, раздел "Дефекты керамического декора"] , специфические причины появления и устранения металлизации трактуют следующим образом: "Дефект встречается на изделиях, декорированных синим кобальтом, и проявляется на поверхности глазури в виде грязных пятен цвета меди. Обычно это вызвано избыточным содержанием кобальта в краске, недостаточным количеством флюса, слишком тонким слоем глазури или толстым слоем краски. С обожженного изделия металлизацию можно устранить, протерев пятна Pb3O4 и подвергнув изделие повторному обжигу. Чтобы предотвратить металлизацию, уменьшают содержание кобальта в краске или наносят подглазурную краску более тонким слоем. Описанные методы устранения металлизации используют, например, на чешских и словацких фарфоровых заводах в Даловище, Стара Роле, на "Карловарском фарфоре" и т.д." Однако приведенные рекомендации по исключению указанного дефекта требуют времени и затраты, но в них отсутствуют главное - количественно-качественные рекомендации - исключение ее в третьем периоде политого обжига за счет регулирования концентрацией моноксида углерода СО и соотношения CO:CO2.In fundamental works on the technology of porcelain production (Budnikov P.P. Heat engineering in the production of porcelain and faience .- M: 1972, Budinkov P.P. Selected works.- Kiev, 1960, Budnikov P.P.- Roasting of porcelain.- M .: 1972, Bulavin I.A. Technology of porcelain and earthenware production.- M., 1975, Avgustnik A.I.- Ceramics.- L., 1975, Moroz I.I. et al. Handbook of the porcelain industry. 1,2, M., 1960, Vizir V.A. and Martynov M.A. Ceramic paints .-- Kiev, 1964, Mills M., Lauske R. Porcelain painting.- M., 1971 and others) information, in parts of the consideration or mention of issues yazannyh a second firing porcelain and metallization no. In foreign literature, for example [4, p. 49-60, section "Defects of ceramic decor"], the specific causes of the appearance and elimination of metallization are interpreted as follows: "The defect occurs on products decorated with blue cobalt and appears on the surface of the glaze as dirty stains of copper color.This is usually caused by excessive cobalt in the paint, insufficient flux, too thin a layer of glaze or a thick layer of paint.From a baked product, metallization can be eliminated by wiping the stains with Pb 3 O 4 and exposing re-firing. To prevent metallization, reduce the cobalt content in the paint or apply a thinner layer of underglaze paint. The described methods for removing metallization are used, for example, in Czech and Slovak porcelain factories in Dalovishte, Stara Role, Karlovy Vary China, etc. . " However, the above recommendations on eliminating this defect require time and cost, but they lack the main thing - quantitative and qualitative recommendations - eliminating it in the third period of watered firing due to the regulation of the concentration of carbon monoxide CO and the ratio CO: CO 2 .

Эффект металлизации (Мейсен) включает также тройной обжиг: вначале выполняют утельный, политой, роспись по изделию политого обжига, затем обжиг в электропечи при Т = 1300oC. Однако эта технология снижает сочность кобальтовой краски.The metallization effect (Meissen) also includes triple firing: first, piece-dressing, poured, is painted on the product of poured firing, then firing in an electric furnace at T = 1300 o C. However, this technology reduces the juiciness of cobalt paint.

В патентных материалах также не найдены сведения, относящиеся к данному вопросу, за исключение кобальтовой краски и глазури, например в авт. св. 1542921 "Керамический пигмент синего цвета" (кл. 5 С 03 С 1/04). В имеющихся материалах вопросы влияния чистоты синего тона, снижение температуры обжига не увязаны с металлизацией. The patent materials also did not find information related to this issue, with the exception of cobalt paint and glaze, for example, in ed. St. 1542921 "Ceramic pigment of blue color" (CL 5 C 03 C 1/04). In the available materials, the questions of the influence of the purity of the blue tone, the decrease in the firing temperature are not linked to metallization.

В СНГ и за рубежом рисунок выполняют с использованием ручной росписи и пера. Последний позволяет получать очень тонкие контуры, применяют его только для изделий небольших серий, для изделий больших серий эффект рисунка пером дает трафаретная печать или печать с металлической пластины. Краску для работы пером разбавляют сильнее. In the CIS and abroad, drawing is performed using hand-painted and a pen. The latter allows you to get very thin contours, it is used only for products of small series, for products of large series the effect of drawing with a pen is given by screen printing or printing from a metal plate. Paint for working with a pen is diluted more strongly.

Отечественные подглазурные синие краски, например состав подглазурной синей краски NN 28-35 [3, с.299], имеют шихтовую смесь с содержанием оксида кобальта (!!) (7,5-50%). Domestic underglaze blue paints, for example, the composition of underglaze blue paints NN 28-35 [3, p. 299], have a charge mixture containing cobalt oxide (!!) (7.5-50%).

Заданное в рецептуре красок N 30,31% содержание пегматита, доломита, фарфорового черепка увеличивает в химическом составе формируемого декора общее %-содержание оксидов кальция и железа, что уменьшает синюю тональность декора и прозрачность расплава суспензии краски. При заданном % содержании керамических масс в составах красок N 30,31 уменьшается в химическом составе компонентов и наличие оксидов алюминия, которые при термообработке черепков или при прокаливании смеси при подготовке суспензии синей краски химически взаимодействуют с оксидами кобальта (CoO), при этом часть последнего при высокой температуре приобретает зеленоватый оттенок, свойственный этому минеральному пигменту, что в результате ухудшает чистоту тона синего декора, снижает качество изделия - осыпание краски ("полет кобальта"), вызывает металлизацию на поверхности обожженного изделия. На вероятность возникновения дефектов существенное влияние оказывает температурный режим 3 периода политого обжига. The content of pegmatite, dolomite, and porcelain shard specified in the paint formulation N 30.31% increases the total% content of calcium and iron oxides in the chemical composition of the formed decor, which reduces the blue tonality of the decor and the transparency of the melt of the paint suspension. For a given% content of ceramic masses in the paint compositions N 30.31, the presence of aluminum oxides, which chemically interact with cobalt oxides (CoO) during the heat treatment of shards or upon calcination of the mixture during preparation of a suspension of blue paint, decreases in the chemical composition of the components, high temperature acquires a greenish tint, characteristic of this mineral pigment, which as a result degrades the purity of the blue decor tone, reduces the quality of the product - paint shedding (“cobalt flight”), causing t metallization on the surface of the calcined product. The probability of occurrence of defects is significantly affected by the temperature regime of 3 periods of watered firing.

Режимы обжига фарфоровых изделий, изготовленных из отечественного сырья, отличаются от зарубежных режимов более продолжительным нагреванием в интервале 900-1040oC [2], например режимов, используемых на Майсенской фарфоровой мануфактуре.The firing regimes of porcelain products made from domestic raw materials differ from foreign modes by longer heating in the range of 900-1040 o C [2], for example, the modes used at the Meissen porcelain factory.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом, применяемым Ленинградским фарфоровым заводом им. Ломоносова (ЛФЗ) с температурой обжига изделий 1380-1410oC [2], декорируемых краской N 3 Дулевского красочного завода, выпускаемой согласно стандарта "Краски подглазурные ТУ 2362-008-00303833-95" с добавлением декстрина, в котором путем приготовления керамической массы, формования, сушки, глазурования и последующий политой обжиг в печи природным газом.The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a method of manufacturing porcelain products decorated with cobalt, used by the Leningrad Porcelain Factory named after Lomonosov (LFZ) with a firing temperature of products of 1380-1410 o C [2], decorated with paint N 3 of the Dulevo paint factory, produced according to the standard "Underglaze paints TU 2362-008-00303833-95" with the addition of dextrin, in which by preparing ceramic mass , molding, drying, glazing and subsequent watered firing in a furnace with natural gas.

В настоящее время кобальтовые краски производит Дулевский красочный завод [2, 380 с.]. Однако готовая краска N3 при высокой температуре обжига до 1350oC не дает сочности цветовой гаммы и оттенков, присущих окиси кобальта. Окись кобальта Нижне-Уфалейского завода, применяемая этим заводом, имеет следующий химический состав, мас.%: Co 71,19; Ni 0,78; Fe 0,08; Mn 0,039; Cu 0,009; S 0,011 [3]. Подглазурная краска включает также декстрин.Currently, cobalt paints are produced by the Dulevo colorful plant [2, 380 p.]. However, the finished paint N3 at a high firing temperature up to 1350 o C does not give the juiciness of the color scheme and shades inherent in cobalt oxide. The cobalt oxide of the Nizhne-Ufaleysky plant used by this plant has the following chemical composition, wt.%: Co 71.19; Ni 0.78; Fe 0.08; Mn 0.039; Cu 0.009; S 0.011 [3]. Underglaze paint also includes dextrin.

Рецептура фарфоровой массы ЛФЗ содержит ингредиенты, мас.% [3]: пегматит 9,4, глина 12, каолин 40, полевой шпат 9,6, песок кварцевый 26,5, глинозем технический 2,5, со следующим химическим составом, мас.%: SiO2 68,02; Al2O3 21,48; CaO 0,3; TiO2 0,39; MgO 0,15; K2O 2,0; Fe2O3 0,3; Na2O 1,15; ППП- 6,2.The porcelain mass formulation LFZ contains ingredients, wt.% [3]: pegmatite 9.4, clay 12, kaolin 40, feldspar 9.6, silica sand 26.5, technical alumina 2.5, with the following chemical composition, wt. %: SiO 2 68.02; Al 2 O 3 21.48; CaO 0.3; TiO 2 0.39; MgO 0.15; K 2 O 2.0; Fe 2 O 3 0.3; Na 2 O 1.15; PPP-6.2.

Причем в 3 периоде политого обжига при Т=1040-1120oC содержание СО составляет 2,5-3%.Moreover, in the 3rd period of poured firing at T = 1040-1120 o C, the CO content is 2.5-3%.

Рецептура подглазурной синей краски ЛФЗ (роспись выполняется пером сеткой) несколько снижает качество расплава и чистоту цветового тона, содержание пегматита, доломита, фарфорового черепка увеличивает в химическом составе формируемого декора общего % - содержания оксидов кальция и железа, что уменьшает синюю тональность декора и прозрачность расплава суспензии краски, которые при термообработке черепков или при прокаливании смеси при подготовке суспензии синей краски химически взаимодействуют с оксидами кобальта (CoO), при этом часть последнего при высокой Т = 1380-1410oC приобретает зеленоватый оттенок, свойственный этому минеральному пигменту, что в результате ухудшает чистоту и сочность тона синего декора, снижает качество изделия "полет кобальта", вызывает металлизацию на поверхности обожженного изделия. Кроме того, верхний диапазон Т = 1410oC требует увеличения энергозатрат.The formulation of the underglaze blue paint of LFZ (painting is done with a pen grid) slightly reduces the quality of the melt and the purity of the color tone, the content of pegmatite, dolomite, and porcelain shard increases the overall composition of the decor% of calcium and iron oxides in the chemical composition, which reduces the blue tonality of the decor and the transparency of the melt paint suspensions, which during the heat treatment of shards or during the calcination of the mixture during the preparation of a suspension of blue paint chemically interact with cobalt oxides (CoO), while part of Latter high T = 1380-1410 o C acquires a greenish hue characteristic of this mineral pigment, as a result deteriorates the purity and juiciness tone blue decor, reduces the quality of products "cobalt flight", causing the metallization on the surface of the calcined product. In addition, the upper range T = 1410 o C requires an increase in energy consumption.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что известный способ, кроме того, не учитывает часто встречаемый дефект в технологическом процессе изготовления фарфора - металлизацию, резко снижающую качество фарфоровой продукции и зависящую от окислительно-восстановительных условий 3 периода политого обжига, неравномерности нанесения слоя краски, органических добавок и т.д. В камерных печах одной конструкции, при одних и тех же режимах обжига, выход бракованных изделий с одним и тем же орнаментом из-за металлизации кобальта различен. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype include the fact that the known method also does not take into account a frequently encountered defect in the porcelain manufacturing process - metallization, which sharply reduces the quality of porcelain products and depends on the oxidation -restoring conditions for 3 periods of poured firing, uneven application of a layer of paint, organic additives, etc. In chamber furnaces of the same design, under the same firing conditions, the output of defective products with the same ornament due to the metallization of cobalt is different.

При реализации заявляемого изобретения "Способ изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом" оптимально используются режимные характеристики окислительно - восстановительного обжига декорированных изделий с учетом их особенностей физических процессов, увязанных: с ручным кобальтовым декорированием и рецептурой подглазурной кобальтовой краски, содержащей органическую связку. When implementing the claimed invention "Method for the manufacture of porcelain products decorated with cobalt", the operational characteristics of the redox roasting of decorated products are optimally used, taking into account their characteristics of physical processes associated with: manual cobalt decoration and the formulation of underglaze cobalt paint containing an organic bond.

Технический результат описываемого способа на предлагаемое изобретение - выпуск высокохудожественной фарфоровой продукции, декорированной подглазурной кобальтовой краской с минимальным браком и улучшенной белизной, а также снижение энергозатрат. The technical result of the described method for the present invention is the release of highly artistic porcelain products, decorated with underglaze cobalt paint with minimal defects and improved whiteness, as well as reducing energy consumption.

Существует прямая корреляционная связь между совокупностью признаков, перечисленных в формуле изобретения, и вышеизложенным техническим результатом. Доказательством является решение компромиссной задачи: отработка режимов восстановительного периода политого обжига при Т=1020 - 1120oC, подбор с учетом физико-химических процессов применительно выбранной фарфоровой массе, составов глазури и кобальтовой краски, тесно увязанной с содержанием в ней декстрина, причем изготовление изделий ограничено температурным верхним пределом. Подглазурная, мазковая ручная роспись кобальтом изделий определяет весь технологический процесс, включая рецепты кобальтовой краски и глазури, температуры 3 периода политого обжига, а также вопросы, связанные с ограничением Т мак. обжига не выше 1410oC. При более высоких Т происходит резкое увеличение энергозатрат, ухудшение качества кобальтовой краски (нечеткость контуров рисунка).There is a direct correlation between the set of features listed in the claims, and the above technical result. The proof is a solution to the compromise problem: working out the recovery periods of the watered firing at Т = 1020 - 1120 o C, selection taking into account the physicochemical processes in relation to the selected porcelain mass, the compositions of glaze and cobalt paint, closely linked to the content of dextrin in it, and the manufacture of products limited by temperature upper limit. Underglaze, brushstroke hand-painted with cobalt products determines the entire technological process, including recipes for cobalt paint and glaze, temperature 3 periods of poured firing, as well as issues related to the limitation of T max. firing no higher than 1410 o C. At higher T there is a sharp increase in energy consumption, deterioration in the quality of cobalt paint (blurred contours of the picture).

Специфика рецептуры краски, используемой для декорирования, такова, что в качестве основного ингредиента применяют оксид кобальта /!!,!!!/ Co3O4 (или CoO + Со2O3), который выдерживает лишь нейтральную среду в восстановительном периоде, так как оксид кобальта склонен к восстановлению.The specificity of the paint formulation used for decoration is such that cobalt oxide / !!, !!! / Co 3 O 4 (or CoO + Co 2 O 3 ) is used as the main ingredient, which can withstand only a neutral environment in the recovery period, so how cobalt oxide is prone to reduction.

Установлено, что выгорающая органическая связка - декстрин С6H10O5 в условиях восстановительной среды (3 периода политого отжига) разлагается с выделением чистого углерода. Последний обеспечивает условия сильно восстановительной газовой среды, близкой равновесной.It was found that a burnable organic binder, dextrin С 6 H 10 O 5 , under conditions of a reducing environment (3 periods of watered annealing) decomposes with the release of pure carbon. The latter provides conditions for a strongly reducing gas medium close to equilibrium.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается, как в известном способе изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом, включает приготовление керамической массы, формование, сушку, утельный обжиг, глазурование, ручную роспись (сетчатую) и последующий политой обжиг в печи природным газом. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved, as in the known method of manufacturing porcelain products decorated with cobalt, includes the preparation of ceramic mass, molding, drying, baking, glazing, hand painting (mesh) and subsequent watered firing in a kiln with natural gas.

Особенность способа заключается в том, что оптимальный режим третьего периода политого обжига составляет 1020-1120oС и 1126 -1220oС соответственно, оптимальная толщина слоя кобальтовой краски на фарфоровых изделиях составляет 20-240 мкм, слоя глазури 80-300 мкм, что наилучшее качество фарфоровых изделий обеспечивается при содержании в краске оксида кобальта 1,25-2,50 мг/см2, количество декстрина в составе краски 8-14%, вероятность появления металлизации на поверхности изделий при содержании моноксида углерода соответственно 1,48-1,8 и 1,24-1,32% в газовой среде практически равно нулю.The peculiarity of the method lies in the fact that the optimal mode of the third period of poured firing is 1020-1120 o C and 1126 -1220 o C, respectively, the optimal thickness of the layer of cobalt paint on porcelain is 20-240 microns, the glaze layer is 80-300 microns, which is the best the quality of porcelain products is ensured when the content of cobalt oxide in the paint is 1.25-2.50 mg / cm 2 , the amount of dextrin in the paint composition is 8-14%, the likelihood of metallization on the surface of the products when the carbon monoxide content is 1.48-1.8, respectively and 1.24-1.32% in a gaseous environment almost equal to zero.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". An analysis of the state of the art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information, and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features that were identical (identical) to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Заявляемое техническое решение в части температурных режимов (3 периода политого обжига) обжига наиболее оптимально для достижения технического результата, изготовления подглазурной синей краски, глазури с учетом состава используемой фарфоровой массы и доминирующие на конечный результат: качество живописи по чистоте достигаемого тона и сокращение брака фарфоровых изделий. The claimed technical solution in terms of temperature conditions (3 periods of poured firing) firing is most optimal for achieving a technical result, manufacturing of underglaze blue paint, glaze taking into account the composition of the used porcelain mass and dominating the final result: the quality of the painting in terms of the purity of the achieved tone and reduction of marriage of porcelain .

В технике ручной росписи при нанесении рисунка живописец наносит особые мазки, сводя их в одну точку, с разной густотой краски. Получается как бы наложение слоев друг на друга. В этом месте скапливается избыток декстрина при росписи изделий, на глазури образуется воронка, что объясняется тем, что глазурь в восстановительной среде становится более легкоплавкой и менее вязкой, что способствует усилению процесса впитывания расплава в керамику. С увеличением количества декстрина (в пределах 10-30%) в краске угол смачивания уменьшается с 90 до 30 град. Этим и объясняется усиление процесса пропитки пористого керамического тела. Уменьшение слоя глазури над местом с повышенный содержанием декстрина обеспечивает доступ монооксида углерода к оксиду кобальта краски, что способствует восстановлению ионов кобальта и образованию нежелательного дефекта металлизации. In the technique of hand painting, when applying the drawing, the painter applies special strokes, bringing them to one point, with different thicknesses of paint. It turns out, as it were, the imposition of layers on each other. An excess of dextrin accumulates in this place when painting products, a funnel forms on the glaze, which is explained by the fact that the glaze in the reducing medium becomes more fusible and less viscous, which contributes to enhancing the absorption of the melt into ceramics. With an increase in the amount of dextrin (within 10-30%) in the paint, the wetting angle decreases from 90 to 30 degrees. This explains the intensification of the process of impregnation of a porous ceramic body. Reducing the glaze layer above the site with a high dextrin content provides carbon monoxide access to the cobalt oxide of the paint, which helps to restore cobalt ions and the formation of an undesirable metallization defect.

При политом обжиге, когда краска находится под слоем глазури, при пиролизе декстрина создается восстановительная среда, которая способствует образованию низших оксидов, составлявших глазурь и краситель, имеющих более низкие Т плавления, и самое главное, существенно снижает вязкость глазурного расплава. Это и способствует сильному впитыванию легкоплавкого расплава керамикой, а в месте повышенного содержания декстрина глазурный слой становится тонким, поэтому открывается доступ газовой восстановительной среды печи к оксиду кобальта, который восстанавливается до низших оксидов или даже металла. На восстановление ионов до нейтрального металла влияют условия политого обжига (3 периода), органическая связка красителя и толщина слоя кобальтовой краски и глазури. В местах расположения красочного слоя глазурь окрашена, металлизация проявляется в виде кристаллов разной формы и каплевидных металлических участков. Металлизация, зависящая от условий обжига, неравномерности нанесения слоя краски, органических добавок в составе краски декстрина, проявляется не только на поверхности глазури, но и вблизи поверхности и в ее глубине, толщина нанесенного слоя краски изменяется от 20 до 240 мкм в зависимости от техники росписи, а толщина слоя глазури - от 80 до 300 мкм. When firing is poured, when the paint is under a layer of glaze, during the pyrolysis of dextrin, a reducing medium is created that promotes the formation of lower oxides that make up the glaze and dye, having lower melting points, and most importantly, significantly reduces the viscosity of the glaze melt. This contributes to the strong absorption of the low-melting melt by ceramics, and at the place of the increased dextrin content the glaze layer becomes thin, therefore, the gas reducing atmosphere of the furnace opens up to cobalt oxide, which is reduced to lower oxides or even metal. The reduction of ions to a neutral metal is affected by the conditions of poured firing (3 periods), the organic dye bunch and the thickness of the cobalt paint and glaze layer. At the locations of the paint layer, the glaze is colored, metallization appears in the form of crystals of various shapes and drop-shaped metal sections. Metallization, depending on the firing conditions, uneven application of the paint layer, organic additives in the composition of dextrin paint, appears not only on the surface of the glaze, but also near the surface and in its depth, the thickness of the applied paint layer varies from 20 to 240 microns depending on the painting technique and the thickness of the layer of glaze is from 80 to 300 microns.

Оптимальная толщина красочного слоя и глазури, при которой кобальтовая краска полностью растворяется в глазури при Т= 1000- 1200oC, что исключает металлизацию, существенно влияющую на качество фарфоровых изделий, обеспечивается при содержании оксида кобальта не менее 1,25 мг/см2, а при содержании более 2,5 мг/см2 появляется металлизация. Установлено, что оптимальный слой содержит 1,25 - 2,50 мг/см2 оксида кобальта.The optimal thickness of the paint layer and the glaze, in which cobalt paint is completely dissolved in the glaze at T = 1000-1200 o C, which eliminates metallization, significantly affecting the quality of porcelain, is provided when the content of cobalt oxide is not less than 1.25 mg / cm 2 , and with a content of more than 2.5 mg / cm 2 , metallization appears. It was found that the optimal layer contains 1.25 - 2.50 mg / cm 2 cobalt oxide.

Существенное влияние на металлизацию оказывает газовая среда печи. От давления печи и Т обжига зависит содержание монооксида углерода СО, способствующего восстановлению не только ионов кобальта, но и других металлов, входящих в состав глазури и керамики. С другой стороны, на восстановление оксидов, входящих в состав глазури и краски, влияет присутствие углерода С в органической связке краски - декстрин. Последний в условиях восстановленной среды разлагается с выделением углерода, который усиливает действие восстановительной среды, переводя ее в разряд сильновосстановительной среды, близкой к равновесной газовой среде. Таким образом, ограничителем верхнего предела температуры обжига является металлизация кобальта, увеличение ее связано с повышением температуры и содержанием моноксида углерода, ухудшение качества кобальтовой краски. A significant effect on metallization is exerted by the gas environment of the furnace. The content of carbon monoxide CO, which contributes to the recovery of not only cobalt ions, but also other metals that make up the glaze and ceramics, depends on the furnace pressure and T firing. On the other hand, the presence of carbon C in the organic bond of the paint, dextrin, affects the reduction of the oxides that make up the glaze and paint. The latter decomposes under the conditions of the reduced medium with the release of carbon, which enhances the action of the reducing medium, transferring it to the discharge of a highly reducing medium close to the equilibrium gas medium. Thus, the limiter of the upper limit of the firing temperature is cobalt metallization, its increase is associated with an increase in temperature and the content of carbon monoxide, deterioration in the quality of cobalt paint.

Важнейшей особенностью режима 3 периода политого обжига является необходимость установления соотношений CO:CO2 = 1,78 - 1,8% и 1,24 - 1,32%.The most important feature of regime 3 of the period of poured firing is the need to establish the ratios of CO: CO 2 = 1.78 - 1.8% and 1.24 - 1.32%.

Для этого процесс обжига четко разделен на указанные периоды с различными составами газов, Т и скорости нагревания. For this, the firing process is clearly divided into the indicated periods with different compositions of gases, T and heating rate.

У заявителя содержание CO равно: в 3 периоде политого обжига 1,78-1,8 и 1,24-1,32 % при T = 1020-1120oC и 1120-1220oC соответственно в указанном периоде наблюдается полное отсутствие металлизации на фарфоровых изделиях. В нейтральном режиме 4 периода содержание CO составляет 0,4-0,6%.The applicant has a CO content of: in the 3rd period of watered firing, 1.78-1.8 and 1.24-1.32% at T = 1020-1120 o C and 1120-1220 o C, respectively, in the indicated period there is a complete absence of metallization on porcelain products. In the neutral mode of 4 periods, the CO content is 0.4-0.6%.

Концентрация CO в интервале 1020-1120oC в диапазоне 1,78-1,8, а с 1120-1220oC - 1,24-1,32.The concentration of CO in the range of 1020-1120 o C in the range of 1.78-1.8, and from 1120-1220 o C - 1.24-1.32.

Благодаря управлению газовым режимом окислительно- восстановительного обжига с учетом особенностей рецептуры кобальтовой краски, глазури и совершенствования технологии ручного нанесения ее на изделия исключен из технологии производства фарфоровой продукции трудно управляемый дефект - металлизация, что позволит улучшить ее качество. Due to the control of the gas regime of redox firing, taking into account the peculiarities of the cobalt paint formulation, glaze and the improvement of the technology of manual application of it to products, it is difficult to control a defect — metallization — that will improve its quality.

Пример. Example.

Особенностью данного способа производства фарфоровых изделий является уникальность подглазурной кобальтовой росписи, определяющей весь технологический процесс, включая формообразование, декорирование, глазурование, обжиг. A feature of this method for the production of porcelain is the uniqueness of the underglaze cobalt painting that defines the entire process, including shaping, decoration, glazing, firing.

Технология способа изготовления декорированных кобальтом фарфоровых изделий включает следующие операции: приготовление фарфоровой массы, подглазурной краски и глазури, отливку, формование или прессование изделий, сушку, первый обжиг, декорирование, нанесение бесцветной глазури и второй - политой обжиг изделий. The technology of the method for manufacturing porcelain products decorated with cobalt includes the following operations: preparation of porcelain, underglaze paint and glaze, casting, molding or pressing of products, drying, first firing, decoration, applying colorless glaze and the second with watered firing of products.

Коржевая фарфоровая масса, применяемая для приготовления шликера, перемешивается в мешалке, в которую заранее залита умягченная вода и электролиты (кальцинированная сода 0,1-0,2 и жидкое стекло 0,2-0,4%). Очищенный литейный шликер под давлением подается к литейным столам. При затворении гипсового пластического теста строго соблюдают дозировку воды и гипса, обеспечивающую получение гипсовых отливок с нормальной пористостью в зависимости от толщины стенки изделий, типа форм. Porcelain cake mix used for slurry preparation is mixed in a mixer, in which softened water and electrolytes are poured in advance (soda ash 0.1-0.2 and liquid glass 0.2-0.4%). The cleaned foundry slip under pressure is fed to the foundry tables. When mixing gypsum plastic dough, the dosage of water and gypsum is strictly observed, which ensures the production of gypsum castings with normal porosity depending on the wall thickness of the products, type of molds.

С заданной влажностью, вязкостью и коэффициентом структурирования шликер заливают во внутреннюю полость гипсовой формы, в результате чего происходит перераспределение влаги между шликером, который отдает влагу, и гипсовой формой, которая эту влагу впитывает: глиномасса переходит в состояние пластического теста. Отформованное пустотелое керамическое изделие подвяливается в формах до влажности 18%. Фабрикат высушивают в естественных условиях и в камере при T = 60oC. По завершении утельного обжига при T= 920-940oC на поверхность фабриката наносят вручную подглазурную роспись, особенности которой подробно описаны выше.With a given moisture content, viscosity and structure factor, the slip is poured into the internal cavity of the gypsum form, as a result of which the moisture is redistributed between the slip, which gives off moisture, and the gypsum form, which absorbs this moisture: the clay mass goes into the state of plastic dough. The molded hollow ceramic product is dried in molds to a moisture content of 18%. The product is dried under natural conditions and in a chamber at T = 60 o C. At the end of the batch firing at T = 920-940 o C, underglaze painting is manually applied to the surface of the product, the features of which are described in detail above.

В заявляемом способе используют фарфоровую массу, содержащую пегматит, кварцевый песок, глину, каолин, череп 1 и 2 обжига дополнительно вводят отходы фарфорового производства, при этом указанные ингредиенты имеют следующее содержание мас. %: пегматит 21,0 - 25,0, кварцевый песок 18,0 - 21,0, глина 4,5 -5,0 каолин 32,0 - 35,0, череп 1 обжига 3,0 - 4,0, череп 2 обжига (фарфоровый бой) 1,0 - 2,0, отходы фарфорового производства 13,0 - 17,0. In the inventive method, a porcelain mass containing pegmatite, quartz sand, clay, kaolin, skull 1 and 2 of firing is additionally used to add waste from china production, while these ingredients have the following wt. %: pegmatite 21.0 - 25.0, quartz sand 18.0 - 21.0, clay 4.5 -5.0 kaolin 32.0 - 35.0, skull 1 roasting 3.0 - 4.0, skull 2 firing (porcelain battle) 1.0 - 2.0, waste from china production 13.0 - 17.0.

Данная фарфоровая масса по своим основным физико-техническим показателям (пластичность, механическая прочность, белизна и др.) соответствует основным технологическим требованиям производства фарфоровых изделий декоративно художественного назначения. This porcelain mass in its basic physical and technical indicators (ductility, mechanical strength, whiteness, etc.) meets the basic technological requirements for the production of decorative and artistic porcelain.

Используемая рецептура подглазурной синей краски содержит следующие ингредиенты, мас. %: оксид кобальта (!!,!!!) Co3O4 (или CoO + Со2О3) 47-53, песок кварцевый 22,0-31,0, каолин 13,0 - 18,0, пегматит 5-7,0, череп фарфоровый 0,5-1,0, доломит 1,0 - 2,0, а также дополнительно декстрин, клей казеиновый и глицерин технический при следующем % содержании в суспензии подглазурной синей краски: декстрин 8-14, клей казеиновый 1,0 - 3,0, глицерин технический 0,5-1,5.Used recipe for underglaze blue paint contains the following ingredients, wt. %: cobalt oxide (!!, !!!) Co 3 O 4 (or CoO + Co 2 O 3 ) 47-53, silica sand 22.0-31.0, kaolin 13.0 - 18.0, pegmatite 5 -7.0, porcelain skull 0.5-1.0, dolomite 1.0 - 2.0, and also optional dextrin, casein and technical glycerin glue with the following% content in the suspension of underglaze blue paint: dextrin 8-14, glue casein 1.0 - 3.0, technical glycerin 0.5-1.5.

Температуру обжига в 3 периоде политого обжига поднимают до 1220oC и создают восстановительную газовую среду (подробно описано выше). Восстановление оксида железа, кальция и натрия начинается при определенных условиях и завершается до закрытия пор, после чего оксид углерода CO не сможет свободно проникать в материал изделия. Восстановительные условия создаются увеличением концентрации CO при 1020-1220oС. Увеличение содержания CO нежелательно, т.к. при этом в продуктах горения образуется сажа, которая осаждается на изделиях. При ее выгорании на поверхности глазури возможно появление такого дефекта, как наколы. В нейтральном режиме обжига СО 0,4-0,6%.The firing temperature in the 3rd period of watered firing is raised to 1220 o C and create a reducing gas environment (described in detail above). The reduction of iron oxide, calcium and sodium begins under certain conditions and ends before the pores are closed, after which carbon monoxide CO will not be able to freely penetrate into the product material. Recovery conditions are created by increasing the concentration of CO at 1020-1220 o C. An increase in the content of CO is undesirable, because at the same time, soot is formed in the combustion products, which is deposited on the products. When it burns out on the surface of the glaze, a defect such as pricks may appear. In the neutral mode of firing СО 0.4-0.6%.

В табл. 1 приведены оптимальные количественно-качественные показатели предлагаемого способа, которые удовлетворяют качеству 1 сорта фарфоровых изделий. In the table. 1 shows the optimal quantitative and qualitative indicators of the proposed method, which satisfy the quality of 1 grade of porcelain.

В табл. 2 приведены оптимальные данные результатов эксперимента, что должно быть исключено на практике. При увеличении соотношения CO: CO2 свыше 0,2 (в 3 периоде политого обжига при Т=1020-1120oC и свыше 0,15 при T 1120-1220oC) наблюдается металлизация, т. е. выпуск несортной продукции - бракованной.In the table. 2 shows the optimal data of the experimental results, which should be excluded in practice. With an increase in the CO: CO 2 ratio of more than 0.2 (in the 3rd period of poured firing at Т = 1020-1120 o C and over 0.15 at T 1120-1220 o C) metallization is observed, i.e., the production of non-sorted products is defective .

В исследованиях оценка декорированных изделий производилась на высушенных черепках вместимостью 250-600 см2.In studies, decorated products were evaluated on dried shards with a capacity of 250-600 cm 2 .

Оценка качества поверхности декора оценивалась по металлизации (по количеству "п" - шт. диаметру "ф" - мм) на площади декора вместимостью изделия 250 см2 согласно ТУ N 5991 - 102-2953050 96 "Изделия художественные фарфоровые" с увязкой температуры обжига. Оценка качества тона синего соответствует по эталонному образцу с ярко-синей тональностью декора, а также по полученному химическому составу подглазурной краски с учетом примеров (см. табл.1).Assessment of the surface quality of the decor was assessed by metallization (by the number "p" - pcs. Diameter "f" - mm) on the decor area with a product capacity of 250 cm 2 according to TU N 5991 - 102-2953050 96 "Porcelain art products" with reference to the firing temperature. Evaluation of the quality of the blue tone corresponds to the reference sample with a bright blue tonality of the decor, as well as to the obtained chemical composition of the underglaze paint, taking into account the examples (see Table 1).

Состав подглазурной синей краски оптимален по чистоте живописи и чистоте синего тона, выходу брака, что и подтверждается химическим анализом состава, и способствует как улучшению чистоты тона, так и улучшению качества живописи на поверхности фарфора. The composition of the underglaze blue paint is optimal in terms of the purity of the painting and the purity of the blue tone, the yield of marriage, which is confirmed by the chemical analysis of the composition, and contributes both to an improvement in the purity of the tone and to an improvement in the quality of the painting on the porcelain surface.

В опытах составы подглазурной синей краски были подготовлены и с наличием водного раствора декстрина (преимущественно, картофельного); клея казеинового и глицерина, компонентов в суспензиях, подготовленных на основе составов: декстрин -8-14, казеиновый клей - 1,0-3,0 и глицерин - 0,5-2,0. При указанном % содержании названных компонентов полученные суспензии красок имели большую эластичность: улучшенную адгезию к декорируемым поверхностям изделий, при этом не изменялся цветовой (синий) тон живописи и чистота ее поверхности, отсутствовали дефекты краски при глазуровании и политом обжиге, продукция соответствовала в основном требованиям 1 сорта. In the experiments, the compositions of the underglaze blue paint were prepared with the presence of an aqueous solution of dextrin (mainly potato); glue of casein and glycerin, components in suspensions prepared on the basis of the compositions: dextrin -8-14, casein glue - 1.0-3.0 and glycerin - 0.5-2.0. At the indicated% content of the aforementioned components, the obtained paint suspensions had greater elasticity: improved adhesion to the decorated surfaces of the products, while the color (blue) tone of the painting and the cleanliness of its surface did not change, there were no paint defects during glazing and watered firing, the products mainly met the requirements 1 varieties.

Растекание краски вызывает малое количество декстрина, вводимого в состав краски для закрепления на поверхности неглазурованного изделия перед глазурованием. Spreading of the paint causes a small amount of dextrin, which is introduced into the paint for fixing on the surface of the unglazed product before glazing.

Технология изготовления подглазурной синей краски следующая: производят мокрый помол всех предварительно подготовленных компонентов: оксида кобальта, кварцевого песка и каолина, пегматита, черепка фарфорового, доломита; помол производят до дисперсности, характеризующейся остатком на сите N 0056 - 0,1% - "следы", затем полученный раствор смешивают с параллельно подготовленным органическим связующим в составе декстрина, казеинового клея. Далее их перемешивают с добавлением глицерина, отстаивают и сливают через сито N 0056 впитывающие избыток влаги в гипсовые сухие формы, отвяливают до влажности 32-42%. Готовую краску синего цвета (чистого) с высокой кроющей способностью и хорошей сопротивляемостью к действию расплавленной глазури наносят на поверхность фарфоровых изделий; последние сушат и обжигают при температуре 1020-1250oC с учетом регулирования CO. Цикл обжига составляет 17 ч.The manufacturing technology of the underglaze blue paint is as follows: wet grinding of all previously prepared components is performed: cobalt oxide, quartz sand and kaolin, pegmatite, porcelain shard, dolomite; grinding is carried out to a dispersion characterized by a residue on a sieve N 0056 - 0.1% - “traces”, then the resulting solution is mixed with a parallel prepared organic binder consisting of dextrin, casein glue. Then they are mixed with the addition of glycerin, defended and poured through a No. 0056 sieve, absorbing excess moisture into dry gypsum forms, and dried to a moisture content of 32-42%. The finished blue (pure) paint with high hiding power and good resistance to the action of molten glaze is applied to the surface of porcelain; the latter are dried and fired at a temperature of 1020-1250 o C taking into account the regulation of CO. The firing cycle is 17 hours.

Подглазурная синяя краска для живописи изделий художественного фарфора соответствует цвету и оттенку эталонов, поверхность готовых изделий ровная, глянцевая; краска обладает высокой укрывистостью и повышенной устойчивостью в глазурном расплаве; вероятность дефекта краски при росписи, глазуровании и обжиге ничтожна; цветовая гамма соответствует требованиям стандартов и покупателя, не способствует снижению сортности; краска обладает необходимыми свойствами для живописи - набор теней, непрерывность линии при отводке и т. д.; формированная живопись по фарфору имеет живой, чистый синий тон и чистую поверхность, она имеет сильный блеск и синий цвет, от темного до светло-голубого в зависимости от толщины нанесенного ее слоя (20-290 мкм) и концентрации. Металлизацию исключают путем регулирования CO. Underglaze blue paint for painting art porcelain products corresponds to the color and shade of the standards, the surface of the finished products is smooth, glossy; the paint has a high hiding power and increased stability in the glaze melt; the probability of a paint defect during painting, glazing and firing is negligible; the color gamut meets the requirements of standards and the buyer, does not contribute to the reduction of grades; paint has the necessary properties for painting - a set of shadows, the continuity of the line during layering, etc .; the formed porcelain painting has a lively, pure blue tone and a clean surface, it has a strong shine and blue color, from dark to light blue, depending on the thickness of its applied layer (20-290 microns) and concentration. Metallization is eliminated by controlling CO.

Глазурование производится по схеме: глазурование фабриката кобальтовой и бесцветной глазурью; пропитка его поверхностей гидрофобными веществами или глазурование окунанием в глазурную суспензию; толщина слоя 0,1-0,2 мм. Glazing is performed according to the scheme: glazing of the product with cobalt and colorless glaze; impregnation of its surfaces with hydrophobic substances or glazing by dipping into the glaze suspension; layer thickness 0.1-0.2 mm.

Изделия расписывают в один цвет - синий подглазурной краской (очень прочной, с красивыми оттенками полутонов) по белому фону фарфора, наносимой быстрыми широкими мазками в сочетании с тонкой графической прорисовкой деталей. Products are painted in one color - blue underglaze paint (very durable, with beautiful shades of halftone) on a white porcelain background, applied with quick, wide strokes in combination with a delicate graphic rendering of details.

Сходство фарфоровой массы и глазури составов в описываемой технологии приводит к образованию естественного перехода в месте сочетания слоя глазури и фарфора, чему благоприятствует ввод фарфорового политого черепка при помоле в количествах 3-13%, силикатный модуль (4,5-5,8; оптимальное значение - 4,2-6,2 - [1]) свидетельствует о хорошей химической устойчивости используемого состава. Выбранное соотношение компонентов состава глазури лучше способствует кристобалитизации глазури. The similarity of the porcelain mass and the glaze of the compositions in the described technology leads to the formation of a natural transition at the place of the combination of the glaze and porcelain layer, which is favored by the introduction of porcelain watered shards during grinding in amounts of 3-13%, silicate module (4.5-5.8; optimal value - 4.2-6.2 - [1]) indicates a good chemical stability of the composition used. The selected ratio of the components of the glaze composition better contributes to the cristobalitization of the glaze.

Состав глазури для покрытия фарфоровых изделий обладает достаточной химической стойкостью, механической прочностью, микротвердостью, термостойкостью, имеет прозрачный и хороший блеск, ровный разлив и хорошо сплавлен, а также менее склонен к оседанию. The glaze composition for coating porcelain products has sufficient chemical resistance, mechanical strength, microhardness, heat resistance, has a transparent and good gloss, even spill and is well fused, and also less prone to subsidence.

Шихта для приготовления глазурей содержит, мас.%: пегматит чупинский 53,0-66,0, кварцевый песок 10,0-20,0, фарфоровый политой череп 3-13, доломит 11-20, каолин просяновский 2-6%. The mixture for the preparation of glazes contains, wt.%: Pegmatite Chupinsky 53.0-66.0, quartz sand 10.0-20.0, porcelain watered skull 3-13, dolomite 11-20, kaolin prosyanovsky 2-6%.

Утельный обжиг производится в камерных печах типа ПКВ (среда в печи - окислительная, подъем Т за счет расхода газа и воздуха горелки, время обжига - 8 ч) при Т = 920-940oC; затем операции: контроль и маркировка товарного знака; подглазурная ручная роспись и глазурование изделий (плотность глазурной суспензии: для бесцветной 1,3-1,32; для кобальтовой глазури 1,5-1,58 г/см3 в зависимости ассортимента изделий); политой обжиг в камерных печах (продолжительность подъема Т= 920-940oC за 5-6 ч); окислительная выдержка протекает с 920-940oC до 1020oC при скорости подъема Т 20oC/ч с продолжительностью выдержки за 4 ч при газовой резко окислительной среде; начало восстановительного периода при T=1020-112oC с завершением при Т= 1120-1220oC при скорости подъема Т 40-50oC/ч. В течение этого периода печи находятся под давлением, и за 3-4 ч окись железа превращается в закись, что придает черепку белый цвет; начало нейтрального периода с Т = 1120-1220o, завершение - при 1410oC продолжительностью периода 3 ч с конечной выдержкой 1-2 ч; среда слегка восстановительная с чередованием окислительной. Интервал максимальных температур обжига фарфоровых масс составляет 40-50oC.Partial firing is carried out in chamber furnaces of the PKV type (the environment in the furnace is oxidizing, the rise of T due to the flow of gas and air of the burner, the firing time is 8 hours) at T = 920-940 o C; then operations: control and marking of a trademark; underglaze hand-painted and glazed products (density of the glaze suspension: for colorless 1.3-1.32; for cobalt glaze 1.5-1.58 g / cm 3 depending on the range of products); watered firing in chamber furnaces (rise time T = 920-940 o C for 5-6 hours); oxidative aging proceeds from 920-940 o C to 1020 o C at an ascent rate of T 20 o C / h with a holding time of 4 hours with a gas sharply oxidizing environment; the beginning of the recovery period at T = 1020-112 o C with the completion at T = 1120-1220 o C at an ascent rate of T 40-50 o C / h During this period, the furnaces are under pressure, and in 3-4 hours the iron oxide turns into nitrous oxide, which gives the shard a white color; the beginning of the neutral period with T = 1120-1220 o , the completion - at 1410 o C for a period of 3 hours with a final exposure of 1-2 hours; medium slightly reducing alternating oxidative. The range of maximum firing temperatures of porcelain masses is 40-50 o C.

Обжиг изделий после декорирования производится при Т = 1220- 1410oC, его нарушение ведет к неправильной усадке фарфора и деформации формы, к нарушению цветового звучания кобальта.Firing products after decoration is carried out at T = 1220-1410 o C, its violation leads to improper shrinkage of porcelain and deformation of the form, to the violation of the color sound of cobalt.

Аэродинамические параметры регулируются непосредственно в камерных печах. С увеличением объема газов их давление в печи повышается. При узком интервале спекания фарфора увеличение давления в печной камере приводит к относительно резкому подъему Т, изделия подвергаются тепловому удару, что обуславливает появление брака "прыщ". Кроме того, отмечается некоторое смещение окислительно-восстановительного равновесия, в результате чего в окислительный период в печах образуется слабовосстановительная среда, а в восстановительной - сильновосстановительная, что происходит вследствие конверсии природного газа, используемого в качестве топлива. Aerodynamic parameters are regulated directly in chamber furnaces. With an increase in the volume of gases, their pressure in the furnace increases. With a narrow interval of porcelain sintering, an increase in pressure in the furnace chamber leads to a relatively sharp rise in T, the products are subjected to thermal shock, which leads to the appearance of a “pimple” marriage. In addition, a certain shift in the redox equilibrium is noted, as a result of which a weakly reducing medium is formed in the furnaces during the oxidative period, and a strongly reducing one is formed in the reducing period, which occurs due to the conversion of natural gas used as fuel.

Таким образом, способ изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом, соответствует основным технологическим требованиям производства фарфоровых изделий декоративно-художественного назначения согласно требованиям ГОСТа "28399-89 "Изделия фарфоровые", ТУ 5991-102-2953050-96 "Изделия художественные фарфоровые", с белизной 60-69%; параметры выделения свинца и кадмия с внутренних поверхностей полых и плоских изделий не превышают требований ГОСТа 28390-89. Thus, the method of manufacturing porcelain products decorated with cobalt meets the basic technological requirements for the production of decorative and artistic porcelain in accordance with the requirements of GOST "28399-89" Porcelain products ", TU 5991-102-2953050-96" Porcelain art products ", with white 60-69%; the parameters for the release of lead and cadmium from the inner surfaces of hollow and flat products do not exceed the requirements of GOST 28390-89.

В качестве сырьевых материалов, используемых по данному способу производства фарфоровой продукции, применяют материалы, разрешенные службами санитарно-эпидемиологического надзора РФ. As raw materials used for this method of production of porcelain products, apply materials permitted by the sanitary and epidemiological surveillance services of the Russian Federation.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство и технология: воплощающие заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в керамической промышленности, в частности в технологии производства фарфоровых изделий, преимущественные художественных, декорированных подглазурной росписью;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- заявленное техническое решение раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для его осуществления, и обеспечивает изготовление фарфоровых изделий утилитарно-декоративного назначения.
Thus, the above information indicates that when using the claimed method the following set of conditions:
- tool and technology: embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in the ceramic industry, in particular in the production technology of porcelain, mainly artistic, decorated with underglaze painting;
- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
- the claimed technical solution is disclosed in the application materials with the completeness sufficient for its implementation, and ensures the manufacture of porcelain utilitarian and decorative purposes.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Источники информации
1. Августиник А.И. Керамика.- Л.: Стройиздат, изд. 2-е, 1975, 392 с.
Sources of information
1. Augustinian A.I. Ceramics.- L.: Stroyizdat, ed. 2nd, 1975, 392 p.

2. Технология фарфорового и фаянсового производства.- М.: Легкая индустрия, 1975. /Под ред. И.А. Булавина, 444 с. 2. Technology of porcelain and earthenware production .- M.: Light Industry, 1975. / Ed. I.A. Bulavina, 444 p.

3. Справочник по фарфорофаянсовой промышленности. И.И.Мороз и др. - М.: Легкая индустрия, 1980, т.2. 3. Reference on the porcelain industry. I.I. Moroz et al. - M.: Light Industry, 1980, v. 2.

4. Хладек И. и др. Декорирование фарфоровой посуды. -М.: Легпромбытиздат, 1990, 160 с. 4. Hladek I. et al. Dressing of china. -M .: Legprombytizdat, 1990, 160 p.

5. Лисиенко В.Г. и др. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах. - Киев, Наукова думка, 1982, 232 с. 5. Lisienko V.G. and others. Mathematical modeling of heat transfer in furnaces and units. - Kiev, Naukova Dumka, 1982, 232 p.

Claims (5)

1. Способ изготовления фарфоровых изделий, декорированных кобальтом, включающий приготовление фарфоровой массы, формование, сушку, утельный обжиг, декорирование, глазурование и последующий политой обжиг при температуре до 1410oC, включающий четыре периода обработки, отличающийся тем, что оптимальный режим третьего периода политого обжига составляет 1020 - 1120oC и 1120 - 1220oC соответственно при содержании моноксида углерода 1,78 - 1,8% и 1,24 - 1,32% в газовой среде.1. A method of manufacturing porcelain products decorated with cobalt, including the preparation of porcelain mass, molding, drying, baking, dressing, glazing and subsequent watered firing at temperatures up to 1410 o C, including four processing periods, characterized in that the optimal mode of the third period is poured firing is 1020 - 1120 o C and 1120 - 1220 o C, respectively, with a carbon monoxide content of 1.78 - 1.8% and 1.24 - 1.32% in a gaseous medium. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальная толщина наносимого слоя кобальтовой краски на фарфоровых изделиях составляет 20 - 240 мкм. 2. The method according to claim 1, characterized in that the optimum thickness of the applied layer of cobalt paint on porcelain products is 20 to 240 microns. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальная толщина наносимого слоя глазури на фарфоровых изделиях составляет 80 - 300 мкм. 3. The method according to claim 1, characterized in that the optimal thickness of the applied layer of glaze on porcelain products is 80 - 300 microns. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что наилучшее качество фарфоровых изделий обеспечивается при содержании в краске оксида кобальта 1,25 - 2,50 мг/см2.4. The method according to claim 1, characterized in that the best quality of porcelain products is ensured when the content of cobalt oxide in the paint is 1.25 - 2.50 mg / cm 2 . 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество декстрина в составе краски составляет 8 - 14%. 5. The method according to claim 1, characterized in that the amount of dextrin in the paint is 8 to 14%.
RU99109745A 1999-05-11 1999-05-11 Method of making porcelain ware decorated with cobalt RU2161146C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109745A RU2161146C1 (en) 1999-05-11 1999-05-11 Method of making porcelain ware decorated with cobalt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109745A RU2161146C1 (en) 1999-05-11 1999-05-11 Method of making porcelain ware decorated with cobalt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2161146C1 true RU2161146C1 (en) 2000-12-27

Family

ID=20219624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109745A RU2161146C1 (en) 1999-05-11 1999-05-11 Method of making porcelain ware decorated with cobalt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161146C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЛОХ Л.С. и др. Печная газовая среда при спекании фарфора. - Стекло и керамика, 1984, N 1, с.21 - 22. БУЛАВИН И.А. Технология фарфорового и фаянсового производства. - М.: Легкая индустрия, 1975, с.223 - 230. *
ХЛАДЕК И. и др. Декорирование фарфоровой посуды. - Легпромбытиздат, 1990, 160 с. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110776256B (en) White radial crystal flower dry grain glaze, light-transmitting ceramic tile and preparation method thereof
CN101786795B (en) Enamel glaze and preparation process thereof
CN111875415B (en) Method for manufacturing soft glazed ceramic chip
CN110790506A (en) Granular double-layer reaction glaze and preparation method thereof
CN103102178B (en) Purple matt glaze and preparation method thereof
CN105330158A (en) Glaze of brunet ceramic and preparation method of glaze
CN105777089A (en) Light-permeable tile and preparation method thereof
KR101953542B1 (en) Method for manufacturing a heat-resistant ceramic using a multi-colored high-strength pigment composition for ceramics and a multi-colored high-strength pigment composition for ceramics and a heat-resistant ceramic
CN108484114B (en) Glazed ceramic tile with high-content polishing waste and preparation method thereof
CN113979783B (en) Jade-imitated marble ceramic tile and preparation method thereof
CN106045579A (en) Celeste ceramic with ripple glaze and firing method of ceramic
CN106630633B (en) A kind of five color painting in the glaze polishing glazed tile and preparation method thereof
Al-Saad Chemical composition and manufacturing technology of a collection of various types of Islamic glazes excavated from Jordan
Colomban Glazes and enamels
CN1325429C (en) Underglazed color porcelain and its production
KR100873029B1 (en) A chinaware produced using natural porcelain
CN113912295A (en) Medium-low temperature fast-firing glaze with silver spot effect and application thereof
KR101300357B1 (en) Method for Manufacturing of Tortoise Shell Pattern Crack Ceramics
KR100387919B1 (en) The method of preparing and application for chianware glaze
RU2161146C1 (en) Method of making porcelain ware decorated with cobalt
CN114620936A (en) Celadon product with surface flashing and in-glaze color effects and decoration method
CN1765817A (en) Green glaze ink color ceramics production method
CN108046843A (en) A kind of ceramic coloring technique
KR101054253B1 (en) Method for preparing a green-ceramic pigment for reduction fire using copper oxide and a green ceramic thereof
KR100387920B1 (en) The method of preparing and application for chinaware glaze

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090512

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180512