ГЛАЗУРЬ ФАРФОРОВАЯ Российский патент 2000 года по МПК C04B41/86 C03C8/02 

Изобретение относится к технологии приготовления глазурей, в частности для производства фарфоровых изделий утилитарно-художественного назначения.

Известны составы глазурей, используемые в производстве фарфоровой продукции.

Глазурная фарфоровая масса /1/ содержит череп политой фарфоровый 25 - 30, доломит 13 - 15, первичный каолин (каолин - сырец с содержанием полевого шпата 18 - 43%), каолинизированные кварц - полевошпатовые пески (с содержанием полевого шпата 26 - 44%) - 30 - 35, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ - 69,48 - 70,38
Al₂O₃ - 15,18 - 16,09
Fe₂O₃ - 0,45 - 0,47
CaO - 5,83 - 5,87
MgO - 3,28 - 3,30
Na₂O - 0,61 - 0,67
К₂O - 3,78 - 3,95
TiO₂ - 0,32 - 0,34
Однако состав этой глазури, как близкий к заявляемому решению по аналогичному содержанию введенных в него оксидов и предназначенный для использования в производстве тонкокерамических изделий, в частности фарфора, имеет низкие показатели, недостаточную химическую устойчивость, что свидетельствует величина силикатного модуля как отношение SiO₂ : Al₂O₃ равная 2,05 - 2,09 (оптимальная 4,2 - 6,2, которая характеризует хорошую химическую устойчивость) /3/.

Глазурная шихта /2/ включает, мас,%: кварцевый песок 5 - 10, пегматит 10 - 15, череп политой фарфоровый 15 - 16, первичный каолин (каолин - сырец с содержанием полевого шпата до 18 - 43) и доломит 15 - 16 при следующем соотношении компонентов, мас.,%:
SiO₂ - 68,05 - 68,75
Al₂O₃ - 16,60 - 16,80
Ca0 - 5,89 - 6,33
MgO - 3,32 - 3,57
Na₂O - 1,09 - 1,42
К₂O - 3,36 - 3,48
TiO₂ - 0,17 - 0,18
Fe₂O₃ - 0,49 - 0,50
Данный состав массы применяется для производства тонкокерамических изделий, в частности в изготовлении фарфора для производства утилитарно-декоративных изделий.

Недостатком известной глазуревой массы являются пониженная химическая устойчивость (силикатный модуль колеблется в пределах 4,1 - 4,19 < 4,2 - 6,2) (табл. 1 - сопоставительная оценка показателей глазурей), низкие показатели блеска и микротвердости, уменьшенное число теплосмен, а также относительно низкий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР).

В качестве прототипа заявляемого технического решения выбран известный состав глазури /2/, как наиболее близкий по шихтовому составу и к заявляемому решению по химическому составу и функциональному назначению.

Целью изобретения является увеличение химической устойчивости, блеска глазури, повышение ТКЛР и микротвердости, теплосмен.

Предлагаемый состав фарфоровой глазури апробирован и эффективен, он близок к производимой заявителем керамической массе и отличается от него большим содержанием щелочей и оснований. Сходство составов приводит к образованию естественного перехода в месте сочетания слоя глазури и фарфора, чему благоприятствует ввод фарфорового политого черепка при помоле в количествах 3 - 13%, хотя они считаются рациональными при 12 - 15% и выше/3/; в прототипе они составляют 15 - 16%. Соотношение оксидов в составе глазури (см. табл. 1)(с разливом при 1320 - 1350^oC) свидетельствует о правильном подборе состава фарфоровой глазури. Ввод политого боя в предложенном соотношении не портит товарный вид художественно - декоративного изделия. Силикатный модуль заявляемого состава свидетельствует о хорошей химической устойчивости состава. Выбранное соотношение компонентов заявляемого состава по сравнению /1,2/ лучше способствует кристобалитизации глазуря (см.п. 4, табл. 1).

Сопоставительная оценка известной и предлагаемой глазурей приведена в табл. 1.

Предлагаемый состав глазури для покрытия фарфоровых изделий обладает достаточной химической стойкостью, механической прочностью, микротвердостью, термостойкостью, согласованностью глазури и материала по ТКЛР, имеет прозрачный и хороший блеск, ровный разлив и хорошо сплавлен, а также менее склонен к оседанию.

Поставленная цель достигается тем, что глазурь фарфоровая, включающая SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂0, TiO₂, Fe₂O₃, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.,%:
SiO₂ - 63,79 - 66,97
Al₂O₃ - 10,94 - 14,74
CaO - 9,2 - 10,8
MgO - 4,6 - 5,5
Na₂O - 1,9 - 2,34
К₂O - 4,07 - 4,57
TiO₂ - 0,05 - 0,07
Fe₂O₃ - 0,21 - 0,25
Шихта для приготовления глазурей содержит, мас., %: пегматит чупинский 53,9 - 59,9, кварцевый песок 10,1 - 20,1, фарфоровый политой череп 3 - 13, доломит 11 - 20, каолин просяновский 2 - 6%.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы явным образом для заявителя не известен состав глазури фарфоровой, обеспечивающий повышенные химическую устойчивость, ТКЛР, блеск, микротвердость, термостойкость и теплосмен, что свидетельствует об удовлетворении критерия изобретения "изобретательский уровень".

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 изделий утилитарно-декоративного назначения, преимущественно подглазурным декорированием. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

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.

Глазурование изделий состоит из следующих операций: пропитка опорных поверхностей изделия гидрофобными веществами (расплавленным парафином в керосине); глазурование декорированных изделий заявляемым составом толщиной слоя 0,1 - 0,15 мм.

В табл. 2 представлены конкретные составы глазурей, а в табл. 3 - их физико-химические свойства.

Содержание красящих оксидов железа и титана незначительно, что исключает образование "мушек" на изделиях.

Как видно из табл. 2, использование предлагаемой фарфоровой глазури позволяет повысить химическую устойчивость, микротвердость глазури, что положительно сказывается на эксплуатационных показателях глазурованных изделий (они более долговечны и т.д.). Величина модуля нормальной упругости заявляемой глазури выше, чем у прототипа, что увеличивает термостойкость и механическую прочность фарфоровых изделий.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Автор. св-во N 1013430, С 03 С 8/02
2. Автор. cв -во N 1013429, С 03 С 8/02
3. Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е. Л., Стройиздат, 1975, 592 с.

Использование: производство глазурей для нанесения на фарфоровые изделия. Сущность: глазурь содержит следующие компоненты, мас.%: оксид кремния 63,79 - 66,97, оксид аллюминия 10,94 - 14,74, оксид кальция 9,2 - 10,8, оксид магния 4,6 - 5,5, оксид натрия 1,9 - 2,34, оксид калия 4,07 - 4,57, оксид титана 0,05 - 0,07, оксид железа 0,21 - 0,25. Характеристики глазури: термостойкость 15 - 17 теплосмен, блеск 47 - 49%, микротвердость 6,64 - 6,81, интервал плавления 1130 - 1260^oC, силикатный модуль 5,09 - 6,15, показатель преломления 1,504 - 1,508, модуль нормальной упругости 7,55 - 7,6. Технический результат изобретения - увеличение химической устойчивости, блеска, повышение ТКЛР и микротвердости. 3 табл.

Глазурь фарфоровая, включающая SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, TiO₂, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%:
SiO₂ - 63,79 - 66,97
Al₂O₃ - 10,94 - 14,74
CaO - 9,2 - 10,8
MgO - 4,6 - 5,5
Na₂O - 1,9 - 2,34
K₂O - 4,07 - 4,57
TiO₂ - 0,05 - 0,07
Fe₂O₃ - 0,21 - 0,25