СПОСОБ ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК C23C14/06 

Изобретение относится к вакуумной обработке поверхностей изделий, в частности к отделке материалом на основе металла стеклянных или керамических изделий с декоративной целью.

Известен способ отделки поверхностей из стекла или керамики, включающей создание вакуума, проведение ионно-вакуумной очистки и нагрев изделия с последующим нанесением на поверхность металлических покрытий.

Однако в данном способе велико время, требуемое с момента начала подготовительной операции до момента окончания отделки. Это объясняется тем, что операция нагрева, очистки и вакуумного напыления проводятся в одной вакуумной камере.

Известен также способ декоративной отделки поверхности изделий из стекла, керамики или металла или их производных, включающий подготовку поверхности и нанесение отделочного материала на часть поверхности при закрытии оставшейся части маской.

Однако в этом способе происходит разрушение изделий из тонкого стекла вследствие газодинамического воздействия частиц отделочного материала и высокого температурного воздействия.

Известен также способ декоративной отделки поверхности изделий из стекла, керамики, металла или их производных, включающий подготовку отделываемой поверхности, нагрев изделия и нанесение отделочного материала на подготовленную поверхность в вакууме.

Однако велико время отделки операции вследствие выполнения всех операций и проведения ионно-вакуумной очистки в одной вакуумной камере. Также ведение частичной отделки поверхности затруднено, что не позволяет выполнять рекламные или иного характера тексты на поверхности стеклянных изделий.

Целью изобретения является уменьшение времени отделки поверхности стеклянных, фаянсовых или фарфоровых изделий и обеспечение качественных декоративных свойств.

Для этого в способе декоративной отделки изделий из стекла или керамики, включающем подготовку отделываемой поверхности нагрев изделия и нанесение отделочного материала на подготовленную поверхность в вакууме, нагрев изделия и декоративную отделку поверхности осуществляют раздельно, а именно нагрев изделия ведут с заданным темпом нагрева 16,5-17,5 град/мин для стеклянных изделия, доводя температуру изделия до 350^оС в отдельно стоящей термопечи, и затем в течение короткого времени (1-3 с) перемещают равномерно нагретое изделие в вакуумную камеру.

Цель достигают тем, что в вакуумной камере не достигают глубокого вакуума, а отделку ведут при разрежении 4˙ 10^-3 мм рт.ст.

Цель достигают и тем, что отделке подвергают часть поверхности изделия, на которой размещается, например, рекламный текст или товарный знак, а остальная поверхность закрывается маской. В другом случае маской закрывают рекламный текст или товарный знак, а остальную часть внешней поверхности покрывают раствором щелочи или моющих средств, а затем спиртом протирают поверхность товарного знака и проводят нагрев в отдельно стоящей печи. Раздельное нагревание в печи и перемещение нагретого изделия в вакуумную печь позволяет в шесть раз сократить время отделки. Обычно при вакуумной очистке и нагреве в вакуумной камере очень большое время занимает ионно-вакуумная очистка и для отделки изделия равной поверхности необходимо затратить не менее 1-1,5 ч, так как для качественной ионной очистки необходим глубокий вакуум. Особенно важно выдержать и темп нагрева стеклянного изделия. При темпе нагрева менее 16,5 град/мин резко растет время нагрева, а при величине более 17,5 град/мин происходит растрескивание стекла. Важен также и направляемый поток тепловой энергии. Его необходимо подавать снизу вверх, достигая равномерного нагрева всего изделия до точно выбранной температуры 350^оС. При меньшей температуре не достигается качественной отделки, а при величине более 350^оС возникают стрессовые напряжения, которые ведут к растрескиванию изделия при помещении его в камеру вакуумирования. Более свободные режимы можно обеспечить при отделке керамики, но логика та же, что и для стекла. Важно и то, что при времени перемещения более 3 с возможны температурные перекосы стеклянного изделия, а менее чем за 1 с переместить изделие в вакуумную печь не удается технологически. Для сохранения температуры нагретого изделия целесообразно перемещать его через обогреваемый тоннель или в термосе, что позволяет избежать термоперекосов и достичь качественного покрытия, например, титаном. Общее время нахождения стеклянного изделия в вакуумной камере не более 4,5 мин, что вполне достаточно для производительности, превышающей в 6 и более раз прототип. Новым является прием маскирования части поверхности, что позволяет наносить рекламные тексты на стекла витражей, а также любые виды товарных знаков на стаканах из тонкого стекла, бутылках.

Проведенные работы при нанесении рекламных текстов показали определенные трудности: вследствие газодинамического воздействия частиц металла или оксида алюминия и термического воздействия пламени происходит разрушение стакана из тонкого стекла. Совершенно неочевиден был ранее прием закрытия маской или нанесения специального вещества на рекламный текст или изобретения и последующей обработки раствором щелочи или моющих средств всей оставшейся поверхности стеклянного изделия. Как известно, после обработки моющими средствами невозможно "посадить" металл даже при глубокой вакуумной очистке на стекло.

П р и м е р 1. Брали сервиз из фаянса в количестве 15 предметов, протирали его спиртом ректификатом и помещали в теновую печь на специально созданных подставках в виде пирамиды. Вели нагрев в течение 20 мин с темпом нагрева 17,5 град/мин. Затем в течение 1 с весь сервиз перемещали при температуре темпа изделий 350^оС в вакуумную камеру установки ВМ-700 и сразу включали откачку до 2 ˙10^-1 мм рт.ст. проводили натекание азота в течение 4 мин, и углубляя вакуум до 4˙ 10^-3 мм рт.ст. включали боковые пушки и вели отделку титаном внешней поверхности чашек, блюдец, чайника в течение 50 с. Получали цвет сервиза под золото. Сервиз брали из магазина.

П р и м е р 2. Брали тот же сервиз, закрывали маской часть поверхности на чашках, например, фольгой, на которой вырезано наименование "Иван Поддубный".

Поверхность текста промыли чистым спиртом и сервиз установили в термопечь, после доведения температуры чашек до 350^оС, чашки вместе с маской устанавливали в вакуумную камеру и вели отделку сервиза, как в примере 1. Сервиз выводили из вакуумной камеры снимали маску.

П р и м ер 3. Брали сервиз, а маской закрывали изображение на боковой поверхности. Остальную поверхность протирали раствором мыла. Затем снимали маску, изображение протирали спиртом и далее ставили сервиз в печь. Все режимы, как в способе 1.

Время обработки в вакууме по всем трем примерам составляло 4,5 мин 50 с, что в 6-8 раз превышает время по способу-прототипу.

Использование: декоративная отделка стеклянных и керамических изделий. Сущность изобретения: в способе декоративной отделки поверхности изделий нагрев изделия и декоративную отделку поверхности осуществляют раздельно, причем нагрев стеклянных изделий ведут в камере нагрева при атмосферном давлении со скоростью нагрева 16,5-17,5 град/мин в течение 18-20 мин до достижения температуры изделия 350°С, а нагрев керамических изделий со скоростью 25-100 град/мин до достижения температуры изделия 350-380°С. 8 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ из стекла, керамики, металла и их производных, включающий подготовку отделываемой поверхности изделия, нагрев изделия и нанесение на подготовленную отделываемую поверхность изделия отделочного материала в вакууме, отличающийся тем, что нагрев изделия и нанесение на подготовленную отделываемую поверхность изделия отделочного материала в вакууме осуществляют раздельно следующим образом: нагрев изделия производят предварительно при подготовке отделываемой поверхности указанного изделия в отдельной камере нагрева, а затем помещают изделие в вакуумную камеру с температурой, равной температуре нагрева изделия, после чего наносят отделочный материал, на отделываемую поверхность изделий. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве камеры нагрева используют муфельную или теновую термопечи. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что нагрев изделий из стекла осуществляют в камере нагрева при атмосферном давлении со скоростью нагрева 16,5 17,5 град/мин в течение 18-20 мин до 350^oС. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что нагрев изделий из керамики осуществляют со скоростью 25-100 град./мин до 350-380^oС. 5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что изделия из камеры нагрева помещают в вакуумную камеру путем перемещения изделий из камеры нагрева в вакуумную камеру в течение 1-3 с в равномерно нагретом пространстве окружающей среды. 6. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что изделия из камеры нагрева помещают в вакуумную камеру путем перемещения изделий через нагретый до температуры нагрева изделий тоннель в виде теплоизолированного стакана, который размещают между камерой нагрева и вакуумной камерой. 7. Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что нанесение отделочного материала в вакуумной камере на отделываемую поверхность изделий осуществляют следующим образом: сначала создают вакуум со степенью разряжения газа вначале 2 · 10^-1 4 · 10^-3 мм рт.ст. в течение 5 мин, затем включают плазмотроны и ведут обработку отделываемой поверхности изделий отделочным материалом в течение 50-55 с. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве отделочного материала используют титан. 9. Способ по пп.1-8, отличающийся тем, что нанесение отделочного материала на изделия осуществляют на часть поверхности изделий с помощью маски.