RU2481960C1

RU2481960C1 - Method of amber processing

Info

Publication number: RU2481960C1
Application number: RU2011142881/12A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Андреев; Вадим Вадимович Вещезеров; Марина Ивановна Иванова; Юрий Александрович Мухин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Калининградский янтарный комбинат"
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-05-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to production of amber half-stock, primarily, of minor fractions and large-size amber articles and work pieces. Proposed method consists in loading amber stock in elastic shell made from waterproof material to be sealed and placed in hydro barometric chamber. The latter is filled with fluid. Elastic shell filled with amber stock is subjected to hydrostatic compression at high fluid pressure. Note here that temperature inside said chamber is kept not higher than 120°C during the entire period of hydrostatic effects.

EFFECT: production of large-size amber articles with normal physical, chemical, aesthetic and therapeutic qualities of natural monolithic amber, recovery of industrial wastes, cheap amber half-stock.

4 cl

Description

Изобретение относится к способам обработки янтарного сырья, преимущественно мелких фракций, и получению крупноформатных янтарных изделий и заготовок.The invention relates to methods for processing amber raw materials, mainly small fractions, and obtaining large-sized amber products and blanks.

Известен способ обработки янтаря (авт. свид. СССР №1283106, публикация 1987 г.), включающий термообработку янтаря в инертной среде азота при температуре 150-170°C при одновременном продольном прессовании с усилием от 7 до 15 кг в течение 10-20 мин с последующим охлаждением с сохранением усилия продольного прессования.A known method of processing amber (ed. Certificate of the USSR No. 1283106, publication of 1987), including heat treatment of amber in an inert nitrogen atmosphere at a temperature of 150-170 ° C with simultaneous longitudinal pressing with a force of 7 to 15 kg for 10-20 minutes followed by cooling while maintaining the force of longitudinal pressing.

Недостатком известного способа является анизотропия полученного янтаря, обусловленная характером распределения давлений при продольном прессовании загруженного сырья, а также разрушение структуры янтаря (термическая деструкция), и низкая степень очистки янтаря от растворенных в нем продуктов термической деструкции, выделяющихся в процессе его нагрева после достижения температуры в рабочем пространстве 130°C.The disadvantage of this method is the anisotropy of the obtained amber, due to the nature of the pressure distribution during longitudinal pressing of the loaded raw materials, as well as the destruction of the structure of amber (thermal degradation), and the low degree of purification of amber from the thermal degradation products dissolved in it, released during its heating after reaching a temperature in work space 130 ° C.

Известен способ обработки янтаря (авт. свид. СССР №1039726, публикация 1983 г.), включающий загрузку его в рабочую камеру пресс-формы, ее герметизацию, нагрев янтаря в среде азота при 130-170°C и давлении 15-20·10⁵ Па с выдержкой 6-12 часов с последующим охлаждением.A known method of processing amber (ed. Certificate of the USSR No. 1039726, publication of 1983), including loading it into the working chamber of the mold, sealing it, heating amber in nitrogen at 130-170 ° C and a pressure of 15-20 · 10 ⁵ Pa with an exposure of 6-12 hours followed by cooling.

Недостатком известного способа является возможное разрушение структуры янтаря (термическая деструкция), а также низкая степень очистки янтаря от растворенных в нем продуктов термической деструкции, выделяющихся в процессе его нагрева после достижения температуры в рабочем пространстве 130°C, а также воздуха, находящегося в объеме загруженной массы янтаря.The disadvantage of this method is the possible destruction of the structure of amber (thermal degradation), as well as a low degree of purification of amber from the thermal degradation products dissolved in it, released during its heating after reaching a temperature in the working space of 130 ° C, as well as air in the volume loaded masses of amber.

Известен способ изготовления крупноформатных изделий из мелкой фракции природного янтаря (патент РФ №2191704, публикация 2002 г.), предусматривающий предварительный отбор кусочков янтаря с крупностью фракции ~10 мм, загрузку сырья в подогретые пресс-формы, нагрев его в пресс-формах без доступа воздуха до температуры не более 140°C и прессование при давлении не более 100 атм с последующим охлаждением в естественных условиях.A known method of manufacturing large-format products from a small fraction of natural amber (RF patent No. 2191704, publication of 2002), providing for the preliminary selection of pieces of amber with a grain size of ~ 10 mm, loading raw materials into heated molds, heating it in molds without access air to a temperature of not more than 140 ° C and pressing at a pressure of not more than 100 atm, followed by cooling in natural conditions.

Недостатком известного способа является необходимость строгого отбора янтарного сырья по цвету, форме и размерам, а также возможное разрушение структуры янтаря в процессе обработки при температуре более 130°C.The disadvantage of this method is the need for strict selection of amber raw materials by color, shape and size, as well as the possible destruction of the structure of amber during processing at a temperature of more than 130 ° C.

Известен способ обработки янтаря (патент РФ №2173258, публикация 1983 г.), включающий загрузку янтарного сырья в рабочую камеру, ее герметизацию, нагревание сырья до температуры приобретения им пластических свойств не ниже 130°C, выдержку и охлаждение. При этом после герметизации загруженной камеры осуществляют всестороннее сжатие сырья, фильтрацию и удаление продуктов термической деструкции янтаря. Сжатие, фильтрацию и удаление осуществляют путем вакуумирования рабочей камеры на протяжении всего технологического цикла изготовления изделий.A known method of processing amber (RF patent No. 2173258, publication of 1983), including loading amber raw materials into the working chamber, sealing it, heating the raw material to a temperature of acquiring plastic properties of at least 130 ° C, aging and cooling. In this case, after sealing the loaded chamber, comprehensive compression of the raw materials, filtration and removal of the products of thermal destruction of amber are carried out. Compression, filtration and removal are carried out by evacuating the working chamber throughout the entire technological cycle of manufacturing products.

Известен способ обработки янтаря (патент РФ №2200093, публикация 2003 г.), включающий загрузку янтарного сырья в рабочую камеру пресс-формы, ее герметизацию, нагрев сырья до температуры не ниже 130°C в условиях его всестороннего сжатия и выдержку при этой температуре. При этом герметизацию рабочей камеры осуществляют с использованием эластичной оболочки и проводят вакуумирование рабочей камеры с уплотнением сырья посредством воздействия эластичной оболочкой, а после вакуумирования производят дополнительное уплотнение янтарного сырья прессованием за счет воздействия на эластичную оболочку с внешней стороны пресс-формы сжатым газом, при этом в процессе вакуумирования осуществляют удаление из янтаря и рабочей камеры пресс-формы продуктов термической деструкции янтаря, их фильтрацию и охлаждение полученного изделия вместе с рабочей камерой.A known method of processing amber (RF patent No. 2200093, publication of 2003), comprising loading amber raw materials into the working chamber of the mold, sealing it, heating the raw material to a temperature of at least 130 ° C under conditions of its comprehensive compression and holding at this temperature. In this case, the sealing of the working chamber is carried out using an elastic shell and the working chamber is evacuated with compaction of raw materials by applying an elastic shell, and after evacuation, additional amber is compacted by pressing due to the action of compressed gas on the elastic shell from the outside of the mold, the process of evacuation carry out the removal from amber and the working chamber of the mold of the products of thermal destruction of amber, their filtration and cooling Acquiring products with the working chamber.

Недостатком указанных способов является то, что в процессе обработки янтаря происходит разрушение его структуры (термическая деструкция).The disadvantage of these methods is that in the process of processing amber, its structure is destroyed (thermal destruction).

Известен способ изготовления декоративных изделий из природного янтаря, включающий загрузку исходного сырья в матрицу герметичной пресс-формы, прессование нагретого исходного сырья в вакуумированной пресс-форме, фиксацию объема формообразующей полости матрицы с одновременным сбрасыванием давления и прекращением вакуумирования и последующее охлаждение пресс-формы (патент РФ №2240925, публикация 2004 г.).A known method of manufacturing decorative products from natural amber, including loading the feedstock into a mold tight mold, pressing heated feedstock in a vacuum mold, fixing the volume of the mold cavity of the matrix while relieving pressure and stopping the evacuation and subsequent cooling of the mold (patent RF №2240925, publication of 2004).

Недостатком данного способа является то, что в процессе обработки янтаря происходит разрушение его структуры. Известный способ не позволяет получать прочные и качественные изделия из янтаря.The disadvantage of this method is that in the process of processing amber, its structure is destroyed. The known method does not allow to obtain durable and high-quality products from amber.

Целью настоящего изобретения является получение крупноформатных (массой до 10 кг) монолитных янтарных изделий или заготовок из янтаря, преимущественно мелких фракций, сохраняющих физические, химические, эстетические и целебные свойства натурального монолитного янтаря, не подвергнутого термической деструкции, а также повышение коэффициента использования янтаря без применения каких-либо синтетических или натуральных примесей, утилизация отходов промышленного производства янтаря и использование дешевого янтарного сырья.The aim of the present invention is to obtain large-format (weighing up to 10 kg) monolithic amber products or blanks from amber, mainly small fractions, preserving the physical, chemical, aesthetic and healing properties of natural monolithic amber, not subjected to thermal degradation, as well as increasing the utilization rate of amber without using any synthetic or natural impurities, utilization of industrial amber waste and the use of cheap amber raw materials.

В качестве сырья используется природный янтарь различных размеров и форм, предварительно очищенный от окисной пленки и корочки.As raw materials, natural amber of various sizes and shapes, previously cleaned of oxide film and crust, is used.

Предложенный способ обеспечивает получение крупноформатных янтарных изделий или заготовок с повышенной плотностью, диэлектрической проницаемостью и светопрозрачностью янтаря, т.к. под действием давления жидкости загруженное в эластичную оболочку янтарное сырье подвергается всестороннему сжатию и уплотнению, что обеспечивает в условиях отсутствия воздуха изотропность свойств получаемых изделий по всему их объему, исключает появление внутренних пузырьков и микротрещин внутри готовых изделий.The proposed method provides large-sized amber products or blanks with increased density, dielectric constant and translucent amber, because under the influence of the liquid pressure, the amber raw material loaded into the elastic shell undergoes comprehensive compression and compaction, which ensures that, in the absence of air, the properties of the resulting products are isotropic over their entire volume, eliminates the appearance of internal bubbles and microcracks inside the finished products.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

В процессе прессования янтаря янтарное сырье загружают в эластичную оболочку, выполненную из водонепроницаемого материала, которую герметизируют и помещают в гидробарическую камеру, после чего гидробарическую камеру заполняют жидкостью и воздействуют на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем.In the process of pressing amber, amber raw materials are loaded into an elastic shell made of a waterproof material, which is sealed and placed in a hydrobaric chamber, after which the hydrobaric chamber is filled with liquid and act on the elastic shell with the amber raw material housed in it.

Воздействие осуществляют посредством всестороннего гидростатического сжатия при высоком давлении жидкости, при этом в течение всего периода времени воздействия на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем температуру внутри гидробарической камеры поддерживают не выше 120°C.The impact is carried out by means of comprehensive hydrostatic compression at high pressure of the liquid, while during the entire period of exposure to the elastic shell with the amber raw material housed in it, the temperature inside the hydrobaric chamber is maintained no higher than 120 ° C.

Всестороннее воздействие на эластичную оболочку осуществляют давлением в диапазоне 300-2000 атм.Comprehensive impact on the elastic shell is carried out by pressure in the range of 300-2000 atm.

Всестороннее воздействие гидростатическим давлением на эластичную оболочку осуществляют в течение времени от 1 до 11 часов.Comprehensive impact of hydrostatic pressure on the elastic shell is carried out for a period of time from 1 to 11 hours.

Эластичную оболочку герметизируют путем полного покрытия ее поверхности силиконом.The elastic shell is sealed by completely coating its surface with silicone.

Процесс обработки янтаря осуществляют следующим образом.The processing of amber is as follows.

Предварительно очищенное янтарное сырье загружают в эластичную оболочку, выполненную из водонепроницаемого материала, например из резины. Затем указанную оболочку герметизируют, например, путем полного покрытия ее поверхности слоем силикона и помещают в гидробарическую камеру, при этом гидробарическая камера может быть предварительно нагрета до рабочего диапазона температур. После этого гидробарическую камеру заполняют жидкостью, например водой, закрывают, подают рабочее давление и воздействуют на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем.Pre-purified amber raw materials are loaded into an elastic shell made of a waterproof material, for example, rubber. Then the specified shell is sealed, for example, by completely covering its surface with a silicone layer and placed in a hydrobaric chamber, while the hydrobaric chamber can be preheated to an operating temperature range. After that, the pressure chamber is filled with a liquid, for example water, closed, the working pressure is applied, and the elastic shell with amber raw material placed in it is applied.

Воздействие осуществляют посредством гидростатического сжатия при высоком давлении жидкости в диапазоне 300-2000 атм в течение времени от 1 до 11 часов. При этом в течение всего периода времени воздействия на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем температуру внутри гидробарической камеры поддерживают в заданном рабочем диапазоне от 70°C до 120°C.The impact is carried out by hydrostatic compression at high fluid pressure in the range of 300-2000 atm for a time from 1 to 11 hours. At the same time, during the entire period of exposure to the elastic shell with the amber raw materials placed in it, the temperature inside the hydrobaric chamber is maintained in the specified operating range from 70 ° C to 120 ° C.

Нагрев гидробарической камеры и поддержание заданной рабочей температуры внутри нее осуществляют с помощью электронагревателей, а для точной выдержки рабочей температуры применяют термопару.The pressure chamber is heated and the set operating temperature inside it is maintained using electric heaters, and a thermocouple is used to precisely maintain the operating temperature.

По истечении заданного периода времени давление с гидробарической камеры снимают и охлаждают камеру до температуры окружающей среды. При этом для ускорения процесса охлаждения может применяться дополнительное воздушное или водяное охлаждение. Однако охлаждение не должно быть слишком интенсивным, т.к. это может привести к хрупкости готового изделия.After a predetermined period of time, the pressure from the hydrobaric chamber is removed and the chamber is cooled to ambient temperature. At the same time, additional air or water cooling can be used to speed up the cooling process. However, the cooling should not be too intense, because this can lead to fragility of the finished product.

После охлаждения камеру открывают и извлекают из нее эластичную оболочку с готовым изделием. После этого оболочку разрезают и извлекают готовое изделие.After cooling, the chamber is opened and an elastic shell with a finished product is removed from it. After that, the shell is cut and the finished product is removed.

Применение предлагаемого способа обработки янтаря позволяет получать качественные крупноформатные изделия или заготовки из янтаря с сохраненной структурой, а следовательно, с неизмененными физическими, химическими, целебными и эстетическими свойствами натурального монолитного природного янтаря, не подвергнутого термической деструкции.The application of the proposed method for processing amber allows you to get high-quality large-sized products or blanks from amber with a preserved structure, and therefore, with unchanged physical, chemical, healing and aesthetic properties of natural monolithic natural amber, not subjected to thermal degradation.

Предложенный способ позволяет повысить коэффициент использования янтаря без применения каких-либо синтетических или натуральных примесей, утилизировать отходы промышленного производства янтаря и использовать дешевое янтарное сырье.The proposed method allows to increase the utilization of amber without the use of any synthetic or natural impurities, to utilize wastes from industrial production of amber and to use cheap amber raw materials.

Claims

1. Amber processing method, characterized in that the amber raw material is loaded into an elastic shell made of a waterproof material, which is sealed and placed in a hydrobaric chamber, after which the hydrobaric chamber is filled with liquid and exposed to the elastic shell with the amber raw material housed in it by means of a comprehensive hydrostatic compression at high pressure of the liquid, while during the entire period of time the impact on the elastic shell with the temperature of amber Ura inside the pressure chamber support no higher than 120 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the elastic sheath is subjected to pressure in the range of 300-2000 atm.

3. The method according to claim 1, characterized in that the comprehensive impact of hydrostatic pressure on the elastic shell is carried out for a period of time from 1 to 11 hours

4. The method according to claim 1, characterized in that the elastic shell is sealed by completely coating its surface with silicone.