СТЕКЛО ДЛЯ ЮВЕЛИРНОЙ ЭМАЛИ Российский патент 1997 года по МПК C03C8/10 

Изобретение относится к ювелирной промышленности, а именно к составам стекол, пригодным для нанесения декоративных и защитных покрытий на изделия из меди и ее сплавов с целью получения ювелирных эмалей синего и голубого цвета.

Известен состав ювелирной эмали, содержащей, мас. SiO₂ 39,4; Al₂O₃ 1,2; B₂O₃ 0,4; PbO 43,2; K₂O 15; Na₂O 0,7; CoO, NiO 0,8 3,0 сверх 100% [1]
Недостатком данного состава является высокое содержание окиси свинца и окиси мышьяка очень токсичных компонентов, что требует обеспечения особых защитных мероприятий по технике безопасности при варке стекла, а также имеющему недостаточную химическую устойчивость к минеральным кислотам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является состав фритты, содержащей мас. SiO₂ 36,0 -39,96; Na₂O 2,0 4,0; ZnO 0,4 1,0; K₂O 5,0 8,0; B₂O₃ 4,0 6,0; PbO 40,0 50,0; Ag₂O 0,05 1,0; Sb₂O₃ 0,01 0,1. Эмаль на данной основе включает в свой состав большое количество токсичной окиси свинца, довольно дорогие соли серебра и к тому же требует повышенной температуры обжига 860^oC. Эмаль также имеет недостаточную химическую устойчивость к минеральным кислотам /потери веса зерна 8,5 10%/.

Достигаемым техническим результатом является получение эмалевого покрытия по меди и ее сплавам и с более близкими температурами обжига /750 780^oC/ и высокой химической устойчивостью к минеральным кислотам /3,5% потери веса зерна/.

Указанный технический результат достигается тем, что состав стекла для ювелирной эмали включает SiO₂, B₂O₃, K₂O, Na₂O, PbO, оксид сурьмы и дополнительно содержит Al₂O₃, MoO₃, Co₃O₄, F: причем, в качестве оксида сурьмы содержит Sb₂O₅ при следующем соотношении компонентов, мас. SiO₂ 43,0 48,5; B₂O₃ 6,5 8,0; PbO 22,0 25,0; K₂O 9,8 - 11,4; Na₂O 3,5 5,8; Al₂O₃ 0,7 1,2; Sb_"O₅ 0,05 5,0; MoO₃ 0,05 2,5; Co₃O₄ 0,2 0,5; F' 1,9 2,4.

Новизна технического решения заключается в том, что в отличие от известного состава стеклоэмали, в предлагаемой новое соотношение компонентов /содержание окиси свинца практически вдвое ниже/, дополнительно содержатся окислы алюминия, кобальта, молибдена, а также ионы фтора.

Соотношение компонентов в составе обеспечивает совокупность новых свойств пониженную температуру обжига /750 780^oC/ и повышенную химическую устойчивость к минеральным кислотам.

Конкретные предлагаемые и граничные составы стекол приведены в табл.1.

Пример конкретного выполнения состава. Шихту готовят из 47 г кварцевого песка, что составляет 47 мас. из 12,37 г борной кислоты, что составляет 6,95 мас. борного ангидрида. Окислы натрия и калия вводились в виде 6,3 г соды и 23,22 г калиевой селитры, что составляет соответственно, 3,7 и 10,8 мас. Окись свинца вводилась в виде свинцового сурика 23,75 г /23,3 мас./ окислы сурьмы, кобальта, алюминия, молибдена, вводились в виде соответствующих окислов, в количестве, равном процентному содержанию. Ионы фтора вводятся в виде фтористого аммония в количестве 10 г. Все реактивы квалификации "ХЧ", и "ЧДА".

Указанные компоненты перемешивают в плавят в печи при температуре 1350 - 1420^oC. Время варки зависит от количества шихты и конструкции печи. Расплав выливают на стальную плиту в виде лепешек. Полученное стекло размалывают, просеивают через сито 00,2 и наносят на изделие по технологии, принятой в ювелирной промышленности. Изделие обжигается в камерной печи в интервале температур 750 780^oC.

Физико-химические свойства полученных эмалей приведены в табл.2.

Так как поставленная задача решается введением оксидов алюминия, кобальта, молибдена рассмотрим граничные пределы содержания этих компонентов, а также граничные пределы остальных компонентов, входящих в состав стекла.

При содержании в составе стекла диоксида кремния ниже заявляемого предела снижается химическая устойчивость эмалевого покрытия. При повышении содержания диоксида кремния выше заявленного предела приводит к повышению температуры обжига покрытия. При увеличении в составе оксидов натрия и калия и снижения содержания борной кислоты ухудшается химическая устойчивость покрытия, на покрытии появляются дефекты. При снижении содержания оксидов натрия и калия и повышения содержания борной кислоты снижается коэффициент термического расширения и на покрытии появляются сколы. При содержании в составе стекла оксида свинца ниже заявляемого предела ухудшается блеск эмалевого покрытия. При повышении предела содержания оксида свинца выше заявляемого предела снижается химическая устойчивость покрытия к минеральным кислотам. При содержании в составе стекла оксидов кобальта ниже заявляемого предела ухудшается сцепление эмалевого покрытия с подложкой, при увеличении содержания окиси кобальта выше заявленного предела эмалевое покрытие снижает блеск. Превышение в составе стекла окислов сурьмы, алюминия, молибдена ведет к снижению блеска, появляется кристаллизация. Снижение содержания этих окислов приводит к снижению химической устойчивости к действию минеральных кислот.

Таким образом, наиболее оптимальные составы данного набора компонентов находятся в указанных границах.

Данные составы стекол позволяют получать эмалевые покрытия на ювелирных изделиях из меди и ее сплавов.

Использование: для эмалирования изделий из меди и ее сплавов - получения ювелирных эмалей синего и голубого цветов. Сущность изобретения: стекло для ювелирной эмали содержит в мас.%: диоксид кремния 43 - 48,5 БФ SiO₂; оксид бора 6,5 - 8,0 БФ B₂O₃; оксид свинца 22 - 25 БФ PbO; оксид натрия 3,5 - 5,8 БФ Na₂O; оксид калия 9,8 - 11,4 БФ K₂O; оксид алюминия 0,7 - 1,2 БФ Al₂O₃; оксид сурьмы 0,05 - 5 БФ Sb₂O₅; фтор 1,9 - 2,4, БФ F'; оксид кобальта 0,2 - 0,5 БФ Co₂O₃; оксид молибдена 0,05 - 2,5 БФ MoO₃. Свойства стекла: температура синтеза 1400^oC, температура обжига эмали 780^oC. Эмаль имеет зеркальное отражение 65%, коэффициент линейного термического расширения 110 - 120•10^-7 град^-1, химическую стойкость /потери веса зерна/ в конц. H₂SO₄ через 1 ч при комнатной температуре 3 - 3,5%, в 20% HCl при кипячении 1 ч 3 - 3,5%. 2 табл.

Стекло для ювелирной эмали, включающее SiO₂, B₂O₃, PbO, Na₂O, K₂O и оксид сурьмы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Al₂O₃, Co₃O₄, MoO₃, F', а в качестве оксида сурьмы содержит Sb₂O₅ при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO₂ 43,0 48,5
B₂O₃ 6,5 8,0
PbO 22 25
Na₂O 3,5 5,8
K₂O 9,8 11,4
Sb₂O₅ 0,05 5
Al₂O₃ 0,7 1,2
Co₃O₄ 0,2 0,5
MoO₃ 0,05 2,50
F' 1,9 2,4