RU2321572C1

RU2321572C1 - Cobalt glaze

Info

Publication number: RU2321572C1
Application number: RU2006122867/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Логинов (RU); Виктор Михайлович Логинов; Галина Ивановна Селиверстова (RU); Галина Ивановна Селиверстова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Объединение Гжель"
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-04-10
Also published as: RU2006122867A

Abstract

FIELD: glaze manufacturing.

SUBSTANCE: the present innovation deals with applying glazes upon high-art porcelain products. The suggested glaze contains the following ingredients, weight%: SiO₂ 64.0-72.0; Al₂O₃ 10.3-16.7; CaO 3.6-8.0; K₂O 2.0-6.4; MgO 1.8-3.8; Co₂O₃ 1.5-4.0; Na₂O 1.3-2.5; Fe₂O₃ 0.2-1.8; TiO₂ 0.1-0.7. Glaze characteristics: thermal shock resistance 15-21 thermal cyclings; microstrength 6.66-6.85; the density of normal glaze suspension 1.5-1.58; silicate module 4.23-6.2, glitter - navy blue and melting interval - 1130-1260°C. The innovation provides the recipe ranged 1130-1260°C. The obtained result - the recipe of cobalt glaze being of high art advantages being of sufficient chemical and thermal stability.

EFFECT: higher efficiency.

3 tbl

Description

Изобретение относится к технологии приготовления глазурей кобальтовых, в частности для производства художественных фарфоровых изделий.The invention relates to a technology for the preparation of cobalt glazes, in particular for the production of artistic porcelain.

Известны составы глазурей кобальтовых, используемых в различных отраслях промышленности, в том числе в производстве художественной фарфоровой продукции.Known compositions of cobalt glazes used in various industries, including in the production of porcelain art.

Глазурная масса /А.с. СССР №359241, С04В 41/86, 1973/, предназначенная для изготовления художественных фарфоровых изделий с черным матовым покрытием, содержит состав, мас.%: SiO₂ 52-60; AL₂О₃ 23-26,3; Fe₂О₃ 4,2-5,8; MgO 2,1-2,9; MnO 0,4-0,5; R₂O 3,2-5,6; Co₂О₃ 3-5 и TiO₂ 0,3-0,4.Glaze mass / A.s. USSR No. 359241, С04В 41/86, 1973 /, intended for the manufacture of artistic porcelain with a black matte finish, contains the composition, wt.%: SiO ₂ 52-60; AL ₂ O ₃ 23-26.3; Fe ₂ O ₃ 4.2-5.8; MgO 2.1-2.9; MnO 0.4-0.5; R ₂ O 3.2-5.6; Co ₂ O ₃ 3-5 and TiO ₂ 0.3-0.4.

Ряд технических решений по а.с. СССР /№380604, №852811, 1127865, С04В 41/ и №1154229 / С03С 8/04, 1985/ включает в состав глазури наряду с другими компонентами также и оксид кобальта в пределах 3,8-5,5 (Co₂O₅), 3,2-4,8 (Со₂O₃), 4,7-6,8 (СоО) и 3,4-3,8 (СоО) мас.% соответственно.A number of technical solutions for AS The USSR / No. 380604, No. 852811, 1127865, С04В 41 / and No. 1154229 / С03С 8/04, 1985 / includes, along with other components, cobalt oxide in the range of 3.8-5.5 (Co ₂ O ₅ ), 3.2-4.8 (Co ₂ O ₃ ), 4.7-6.8 (CoO) and 3.4-3.8 (CoO) wt.%, Respectively.

Техническое решение по а.с. СССР №808406, С04В 41/86, 1981, используемое в качестве глухой цветной глазури при росписи фарфора, включает наряду с другими компонентами и оксид кобальта Со₂О₃. Интервал обжига глазури - 1280-1380°С, коэффициент термического расширения в интервале - 20-100°С, α.10⁶°С - 3,10-3,38; тип глазурного покрытия - слабо-глушеная, глушеная; цвет - голубой, серовато-голубой и светло-голубой.Technical solution for A.S. USSR No. 808406, С04В 41/86, 1981, used as a dull colored glaze for painting porcelain, includes, along with other components, cobalt oxide Co ₂ O ₃ . The glaze firing interval is 1280-1380 ° C, the coefficient of thermal expansion in the range is 20-100 ° C, α.10 ⁶ ° C - 3.10-3.38; type of glaze coating - slightly jammed, jammed; color - blue, grayish blue and light blue.

Недостаток этой глазури - многокомпонентность и высокая температура обжига.The disadvantage of this glaze is the multicomponent and high firing temperature.

Техническое решение по а.с. №319574, С04b 41/00 содержит: SiO₂ - 45-57; Al₂О₃ - 16-18; CaO - 4,8-5,3; MgO - 2-3; Na₂O - 3-4,2; K₂O 1,5-2; СоО₃ - 10-15; MnO - 0,1-0,20; Fe₂О₃ - 5-6,4; TiO₂ - 0,6-0,7.Technical solution for A.S. No. 319574, C04b 41/00 contains: SiO ₂ - 45-57; Al ₂ O ₃ - 16-18; CaO - 4.8-5.3; MgO - 2-3; Na ₂ O - 3-4.2; K ₂ O 1.5-2; CoO ₃ - 10-15; MnO - 0.1-0.20; Fe ₂ O ₃ - 5-6,4; TiO ₂ 0.6-0.7.

В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано как наиболее близкое к заявляемому решению по шихтовому и по химическому составу изобретение заявителя "Глазурь фарфоровая" (Патент РФ №2148570, С04В 41/86, 1987), включающее состав:As a prototype of the claimed technical solution is selected as closest to the claimed solution according to the charge and chemical composition of the applicant’s invention "Porcelain glaze" (RF Patent No. 2148570, С04В 41/86, 1987), including the composition:

SiO₂ SiO ₂ 63,79-66,9763.79-66.97 AL₂О₃ AL ₂ O ₃ 10,94-14,7410.94-14.74 CaOCao 9,2-10,89.2-10.8 MgOMgO 4,6-5,54.6-5.5 Na₂ONa ₂ O 1,9-2,341.9-2.34 К₂OK ₂ O 4,07-4,574.07-4.57 TiO₂ TiO ₂ 0,05-0,070.05-0.07 Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ 0,21-0,250.21-0.25

Шихта для приготовления данной глазури состоит, мас.,%: пегматит чупинский 53,9-59,9, кварцевый песок 10,1-20,1, доломит 11-20, каолин просяновский 2-6 и фарфоровый политой череп 3-13.The mixture for the preparation of this glaze consists, wt.%: Pegmatite Chupinsky 53.9-59.9, quartz sand 10.1-20.1, dolomite 11-20, kaolin prosyanovsky 2-6 and porcelain watered skull 3-13.

Технический результат изобретения - получение состава кобальтовой глазури с высокими художественными достоинствами, обладающего достаточной химической и термической стойкостью.The technical result of the invention is to obtain a composition of cobalt glaze with high artistic merits, with sufficient chemical and thermal resistance.

Для окрашивания глазури в ее состав вводят оксид кобальта, растворяющийся в глазурном расплаве, причем оксид кобальта сохраняет цвет при обжиге фарфора.To stain the glaze, cobalt oxide is dissolved in it, which dissolves in the glaze melt, and cobalt oxide retains its color when roasting porcelain.

Поставленная цель достигается тем, что глазурь кобальтовая, включающая SiO₂, Al₂О₃, CaO, MgO, К₂О, Na₂O, TiO₂ и Fe₂О₃, она дополнительно содержит оксид кобальта при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:This goal is achieved in that the cobalt glaze, including SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , CaO, MgO, K ₂ O, Na ₂ O, TiO ₂ and Fe ₂ O ₃ , it additionally contains cobalt oxide in the following ratio of ingredients, wt. %:

SiO₂ SiO ₂ 64,0-72,064.0-72.0 Al₂О₃ Al ₂ About ₃ 10,3-16,710.3-16.7 CaOCao 3,6-8,03.6-8.0 К₂OK ₂ O 2,0-6,42.0-6.4 MgOMgO 1,8-3,81.8-3.8 Со₂О₃ Co ₂ O ₃ 1,5-4,01.5-4.0 Na₂ONa ₂ O 1,3-2,51.3-2.5 Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ 0,2-1,80.2-1.8 TiO₂ TiO ₂ 0,1-0,70.1-0.7

Глазурь кобальтовую готовят из шихты следующего состава, мас.%: пегматит чупинский 33-41, кварцевый песок 25-35, фарфоровый политой череп (череп 2 обжига) 5-15, доломит 9-19, каолин просяновский 2-10, оксид кобальта Со₂O₃ 1-5, характеристики которых приведены в стандартах: пегматит чупинский ГОСТ 7030-75; песок кварцевый ГОСТ 7031-75; доломит ГОСТ23672-79; каолин ГОСТ 21286-82; оксид кобальта ГОСТ 18671-83; черепок политой фарфоровый (характеристика которого соответствует составу черепков предприятий гжельского региона Раменского района Московской области).Cobalt glaze is prepared from a mixture of the following composition, wt.%: Pegmatite Chupinsky 33-41, quartz sand 25-35, porcelain watered skull (skull 2 firing) 5-15, dolomite 9-19, kaolin prosyanovsky 2-10, cobalt oxide Co ₂ O ₃ 1-5, whose characteristics are listed in the standards: pegmatite Chupinsky GOST 7030-75; quartz sand GOST 7031-75; dolomite GOST 23672-79; kaolin GOST 21286-82; cobalt oxide GOST 18671-83; porcelain shard poured over (the characteristic of which corresponds to the composition of shards of enterprises of the Gzhel region of the Ramensky district of the Moscow region).

Приготовленная по классической технологии глазурь кобальтовая должна иметь следующие показатели: толщина глазури не более 0,2 мм, закрепленная обжигом; нормальная плотность глазурной кобальтовой суспензии - 1,5-1,58 г/см³. Плотность глазури определяется ареометром 2,3 13000-1600 ГОСТ 1300-74.The cobalt glaze prepared according to classical technology should have the following indicators: glaze thickness not more than 0.2 mm, fixed by firing; the normal density of the glaze cobalt suspension is 1.5-1.58 g / cm ³ . Glaze density is determined by a hydrometer 2,3 13000-1600 GOST 1300-74.

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.

Описываемый состав кобальтовой глазури апробирован и эффективен, он близок к производимой Заявителем фарфоровой массе. Сходство составов приводит к образованию естественного перехода в месте сочетания слоя глазури и фарфора, чему благоприятствует ввод фарфорового политого черепка при помоле в количествах 5-15%, хотя они считаются рациональными при 12-15% и выше /Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е. Л., Стройиздат, 1975, 592 с./. Соотношение оксидов в составе глазури (см. табл.1) свидетельствует о правильном подборе состава кобальтовой глазури. Ввод фарфорового политого черепка в предложенном соотношении не портит товарный вид декора изделия. Силикатный модуль заявляемого состава свидетельствует о хорошей химической устойчивости состава.The described composition of cobalt glaze is tested and effective, it is close to the porcelain mass produced by the Applicant. 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 5-15%, although they are considered rational at 12-15% and higher / Augustinik A.I. Ceramics. Ed. 2nd. L., Stroyizdat, 1975, 592 pp. /. The ratio of oxides in the composition of the glaze (see Table 1) indicates the correct selection of the composition of cobalt glaze. Putting a porcelain shard in the proposed ratio does not spoil the presentation of the product’s decor. The silicate module of the claimed composition indicates good chemical stability of the composition.

Состав глазури для покрытия фарфоровых изделий обладает достаточной химической стойкостью, механической прочностью, микротвердостью, термостойкостью, согласованностью глазури и материала по ТКЛР, имеет окрашенный и хороший блеск, ровный разлив и хорошо сплавлен.The composition of the glaze for coating porcelain products has sufficient chemical resistance, mechanical strength, microhardness, heat resistance, consistency of glaze and material according to the thermal expansion coefficient, it has a colored and good luster, even spill and is well fused.

Сопоставительная оценка известной и предлагаемой глазури кобальтовой приведена в табл.1.A comparative assessment of the known and proposed cobalt glaze is given in table 1.

Таблица 1Table 1 Показатели п.п.Indicators Оптимальное значениеOptimal value Заявленный составThe claimed composition ПрототипPrototype 1. Силикатный модуль SiO₂:Al₂О₃ 1. Silicate module SiO ₂ : Al ₂ About ₃ 4,2-6,24.2-6.2 4,23-6,24.23-6.2 4,37-5,824.37-5.82 2. Щелочной мод. Na₂O:К₂О2. Alkaline mod. Na ₂ O: K ₂ O 0,8-1,40.8-1.4 0,39-0,650.39-0.65 0,47-0,510.47-0.51 3. К₂О:Na₂O3. K ₂ O: Na ₂ O Не менее 2Not less than 2 1,54-2,561.54-2.56 1,95-2,141.95-2.14 4. СаО+MgO:К₂О+Na₂O4. CaO + MgO: K ₂ O + Na ₂ O Не превышает 2,5-3Does not exceed 2.5-3 0,88-1,00.88-1.0 2,31-2,362.31-2.36

В табл.2 представлены конкретный состав глазури, а в табл.3 - его физико-химические свойства.Table 2 presents the specific composition of the glaze, and Table 3 shows its physicochemical properties.

Таблица 2table 2 СоставStructure Содержание введенного оксида, %The content of the introduced oxide,% ГлазуриGlaze SiO₂ SiO ₂ Al₂O₃ Al ₂ O ₃ CaOCao K₂OK ₂ O MgOMgO Co₂O₃ Co ₂ O ₃ Na₂ONa ₂ O Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ TiO₂ TiO ₂ 1one 64,064.0 10,310.3 3,63.6 2,02.0 1,81.8 1,51,5 1,31.3 0,20.2 0,10.1 22 68,068.0 13,513.5 5,85.8 4,24.2 2,82,8 2,52,5 1,91.9 1,01,0 0,30.3 33 72,072.0 16,716.7 8,08.0 6,46.4 3,83.8 4,04.0 2,52,5 1,81.8 0,70.7

Таблица 3Table 3 ПоказателиIndicators Значение показателей для глазури составаThe value of indicators for the glaze composition 1one 22 33 АналогAnalogue Интервал плавления, °СMelting range, ° C 1130-12601130-1260 1130-12601130-1260 1130-12601130-1260 1130-12601130-1260 Коэффициент термич. расширен., α·10^-6, град^-1 Thermal coefficient extended., α · 10 ^-6 , deg ^-1 4,444.44 4,544,54 4,604.60 4,74-4,904.74-4.90 Микротвердость, Т-10^-3 МПаMicrohardness, T-10 ^-3 MPa 6,666.66 6,736.73 6,856.85 6,64-6,816.64-6.81 Блеск, %Gloss,% Темно-синийNavy blue Обжиг изделий, °СFiring products ° C 1320-13501320-1350 Плотность нормальной глазурной суспензии, г/см³ The density of the normal glaze suspension, g / cm ³ 1,51,5 1,541,54 1,581,58 1,3-1,321.3-1.32 Термостойкость, теплосменаHeat resistance, heat transfer >16> 16 >18> 18 >21> 21 15-2015-20

Глазурное покрытие имеет темно-синий цвет при равномерной заглушенности, при этом достигаются неординарный декоративный эффект и высокая технологичность - хорошее сцепление с фарфоровым черепком; глазурь при температуре имеет ровный розлив и блестящую поверхность.The glaze coating has a dark blue color with uniform muffling, while an extraordinary decorative effect and high adaptability are achieved - good adhesion to the porcelain shard; glaze at a temperature has a smooth filling and a shiny surface.

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 (на долговечность и т.д.).As can be seen from table 2, the use of the proposed porcelain glaze can increase the chemical resistance, microhardness of the glaze, which has a positive effect on the performance of glazed products (durability, etc.).

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 solution 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 не известен состав глазури кобальтовой, обеспечивающий повышенные химическую устойчивость, ТКЛР, блеск, микротвердость, термостойкость (число теплосмен), что свидетельствует об удовлетворении критерия изобретения «изобретательский уровень».From the patent and scientific and technical literature, the composition of cobalt glaze is clearly not known, which provides increased chemical stability, thermal expansion coefficient, gloss, microhardness, and heat resistance (number of heat shifts), 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 художественных изделий, преимущественно надглазурным 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 art products, mainly overglaze decoration. Thus, the proposed solution meets the criteria of the invention of "industrial applicability".

Claims

Cobalt 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 additionally contains cobalt oxide in the following ratio of ingredients, wt.%:

SiO ₂ 64.0-72.0 Al ₂ About ₃ 10.3-16.7 Cao 3.6-8.0 K ₂ O 2.0-6.4 MgO 1.8-3.8 Co ₂ O ₃ 1.5-4.0 Na ₂ O 1.3-2.5 Fe ₂ O ₃ 0.2-1.8 TiO ₂ 0.1-0.7