СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ДЕКОРАТИВНО-ХУДОЖЕСТВЕННОГО ПАННО И КИСТЬ ДЛЯ НЕГО Российский патент 2005 года по МПК B44C5/04 

Изобретение относится к области строительства и декоративного искусства и может быть использовано для индивидуальной отделки интерьера официальных и жилых зданий, конструкций и строительных деталей.

Известно, что для защиты от внешних воздействий и улучшения внешнего вида керамику после утильного обжига покрывают глазурью, после чего подвергают политому обжигу, в результате которого глазурь плавится, частично проникая в поры и образуя глянцевую стеклянную поверхность.

Декорируют керамику путем росписи или перед политым обжигом (подглазурная роспись), или после него (надглазурная роспись) красками на основе керамических пигментов, в которые добавляют флюсы для лучшего сплавления с глазурью [Первая С.С. Декорирование художественной керамики, изд. ЛИСИ, 1977 г., с 25].

Известна краска для надглазурного декорирования керамических изделий, в состав которой входят пигменты по ТУ 20-3945-87, состоящие из красящих окислов с добавками флюсов, например, PbO, ZnO, Na₂O, К₂О. С целью обеспечения четкости контура рисунка в краску включают связующие компоненты, мас.%: глицерин 9-14, поливиниловый спирт 0,1-0,8, соляная кислота 35-38% концентрации, мочевиноформальдегидная смола 18,1-24,8 (а.с. СССР №1694559, С 04 В 41/85, опубл. 30.11.1991 г. в Бюл. №44).

На прочную глазурованную поверхность краски можно наносить с помощью пера и кисти, а допущенные ошибки легко устранять ватным тампоном, смоченным в скипидаре. Для придания прочности и блеска сухой, матовой поверхности росписи, необходим дополнительный декоративный обжиг при температуре 750-800°С, правда не требующей высокой термической стойкости красящих пигментов, и поэтому надглазурные краски имеют широкую цветовую палитру.

Благодаря этому, известный способ декорирования по "белью" позволяет создавать высокохудожественные произведения станкового искусства, примером которых могут служить портреты и пейзажи мастерски выполненные на фарфоровых вазах в коллекциях Российских музеев.

Недостатком данного способа является то, что во время декоративного обжига надглазурные краски, обладающие большой вязкостью и малой подвижностью своих частиц, только приплавляются к эмали, не вступая с ней в химическое взаимодействие, поэтому такая живопись со временем тускнеет и стирается при мытье [Первая С.С. "Декорирование художественной керамики", изд. ЛИСИ, 1977 г., с. 36]. Использование этой технологии для выполнения панно из строительной керамики, привлекающей своей относительной дешевизной и недефицитностью, налагает очень серьезные ограничения на условия эксплуатации таких изделий.

Известны надглазурные и подглазурные краски Дулевского красочного завода на основе пигментов молекулярного типа (Fe₂О₃, CuO и пр.), применяемые для декорирования керамики [Первая С.С. "Декорирование художественной керамики", изд. ЛИСИ, 1977 г., с 4-5, с 19]. Эти краски не позволяют решать живописных задач, будучи прозрачными. Создавая красивые эффекты в поливах, окрашивая плоские изображения, они не позволяют моделировать объемные формы средствами светотени или выразить цветом перспективу. Этим обусловлена лубочность, например, майоликовых изразцов, где проработка объемов сводится лишь к утолщению контурной линии в тенях и штриховке.

Известен температуростойкий пигмент шпинельного типа, который совместно с флюсом после замеса в глицерине наносят на белую оглазурованную поверхность изделий в виде рисунка и обжигают при 800-1300°С, получая в результате кислотостойкость 99,8% (а.с. СССР №2000306, С 09 D 5/06, опубл. в Бюл. №33-36 от 07.09.93 г.).

Известна кисть, например колонковая, для нанесения прозрачных, обычно клеевых, разводимых водой акварельных красок (В.Курчевский. Быль-сказка о карандашах и красках, изд. Педагогика, Москва, 1980 г., с 50). Для получения на бумаге равномерного оттенка акварельных красок такими кистями используют технику так называемой "отмывки".

В силу того, что эмаль намного гигроскопичнее бумаги для писания акварелью, она жадно впитывает воду, поэтому на эмали с помощью известных акварельных кистей и техники "отмывки" добиться ровного тона керамических красок почти невозможно, мазки кисти остаются заметны. Мало того, провести тонкую отводку живописных элементов обычной кистью, например №1, почти невозможно, так как кисть удерживает лишь 2-3 мм³ суспензии, и поэтому быстро отдает ее в эмаль, в результате либо через 1-2 см линия обрывается, либо на поверхности остается лишь цветная точка.

Известна разновидность надглазурной росписи - по сырой эмали (глушеной глазури), которую проводят до политого обжига. Слой молочно-белой сырой эмали 0,3-0,8 мм подпрессовывают, подсушивают, а затем расписывают водными растворами солей тяжелых металлов, причем подчеркнуто, что прибегать к этому способу целесообразно только тогда, когда необходимо выполнить не очень сложные рисунки, состоящие из линий и пятен, используя кисти или пипетки [Алферов Л.Г. Учебный курс. Технология росписи. (Дерево. Металл. Керамика.), 2000 г., с 239]. Этот способ наиболее близок по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению и потому выбран в качестве общего прототипа.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что применение известного способа, принятого за прототип, налагает существенные ограничения на выбор композиции рисунка, причем допущенные при росписи ошибки с большим трудом поддаются исправлению, оставляя грязь. Кроме того, эти краски на основе пигментов молекулярного типа требуют низких температур политого обжига - около 850°С, а при ее повышении выше 900°С, например красный цвет, полностью обесцвечивается.

Объясняется это использованием водорастворимых красок, которые при росписи по необожженной эмали имеют тенденцию к расплыву по причине высокой гигроскопичности эмали. Заданное в известной рецептуре керамических красок содержание связующих веществ органического происхождения: декстрин, клей казеиновый, глицерин, а также поливиниловые спирты и кислоты, позволяет с одной стороны ослабить этот отрицательный эффект. Но органическая связующая в составе краски является одной из существенных специфических причин появления металлизации - дефекта, например, в виде люстрового блеска или грязных пятен из оксидов металлов на поверхности изделия, а также ослабления цветовой насыщенности. Металлизация появляется в условиях восстановительной среды политого обжига, во время которого выгорающая органическая компонента краски разлагается с выделением чистого углерода, который усиливает действие восстановительной среды.

Все решения, входящие в заявленную группу, объединяет единый изобретательский замысел, направленный на решение задачи совершенствования технологии и кисти для ручной росписи по сырой эмали с одновременным использованием преимуществ, присущих художественному композиционному решению, которое позволяет создать на строительной керамике авторские произведения станковой живописи с высокой устойчивостью против действия кислот, щелочей и механических воздействий.

Такая задача вполне соответствует современным тенденциям повышения стойкости декоративного покрытия путем замены надглазурного декорирования подглазурным, а также к применению красок, вжигаемых в глазурь (а.с. СССР №513017, С 04 В 41/86, опубл. 05.05.1976 г. в бюллетене №17).

В результате решения этой задачи получаем технический результат, выражающийся в расширении ассортимента при отделке интерьера жилых помещений, строительных конструкций за счет совокупности предоставляемой заявляемым способом свободы выбора композиционного решения в соответствии с творческой индивидуальностью художника и желанием самого требовательного заказчика, с долговременной устойчивостью поверхности панно против действия кислот, щелочей и механических воздействий.

Указанный технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способу достигается использованием способа выполнения керамического декоративно-художественного панно, включающего покрытие эмалью поверхности керамической плитки стандартного размера, предварительно обожженной на утиль, уплотнение сырого эмалевого слоя и сушку его в нормальных условиях закрытого помещения, раскладку плитки на плоскости, нанесение на нее росписи керамической краской на основе высокотемпературных пигментов шпинельного типа (например, алюминаты Fe₂О₃·Al₂О₃, CuO·Al₂О₃) и последующий политой обжиг плиток в интервале температур 1010-1020°С.

Отличительной особенностью заявленного способа является то, что выкладывают плитки на укрепленной вертикально с наклоном 10-15° подложке последовательно, начиная с нижнего горизонтального ряда, плитки которого опирают на соответствующий ограничительный выступ подложки, а все последующие ряды плиток удерживаются на предыдущем под собственной тяжестью, затем наносят графические элементы произведения станковой живописи по поверхности эмали в соответствии с выбранной композицией. Выполнение ее живописных элементов осуществляют керамической краской в виде водной суспензии из пигментов шпинельного типа и флюсов, но без органических связующих добавок. Это, в свою очередь, позволяет устранять допущенные ошибки или уточнять художественный замысел, удаляя с поверхности панно красочный слой и при необходимости слоя эмали не более 0,1 мм мягкой сухой кистью и вновь прописывая освободившуюся поверхность. Снятые с подложки плитки размещают горизонтально в печи и проводят обжиг при плавно возрастающей температуре, причем его продолжительность в диапазоне от 800°С до максимальной температуры обжига не менее 3 часов. Кроме того, в заявляемом способе уточняют давление уплотнения эмалевого слоя упругим валиком в виде интервала от 0,2 до 0,3 кг/см² и продолжительность подсушивания при комнатной температуре 2-3 часами. Кроме того, в заявляемом способе конкретизируют процесс выполнения графических элементов: карандашом легкими касаниями при простой композиции панно или при более сложной его композиции - предварительно нанести графические элементы на бумагу и проколоть иголкой контурные линии рисунка, а затем перенести их с помощью набивки угольной пылью на керамическое панно. При необходимости восстанавливают поврежденный слой эмали и корректируют до первоначальной толщины.

Кроме того, в заявляемом способе уточняют, что некоторые живописные элементы рисунка выполняют керамической краской на основе пигментов шпинельного и молекулярного типов.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что для осуществления заявленного способа выполнения керамического декоративно-художественного панно используют кисть, которая содержит ворс в форме кругового прямого конуса с высотой Н, диаметр основания которого D не превышает 24 мм.

Отличительной особенностью кисти является форма ворса, который в месте его присоединения к ручке представляет цилиндр с диаметром D его основания и высотой h, равной как минимум половине высоты Н первоначального конуса кисти, а в центре верхнего основания цилиндра сохраняют круговой прямой конус, но диаметр основания которого d значительно меньше D.

На фиг.1 представлена фотография композиции "Гончар за работой".

На фиг.2 представлена фотография вариантных решений композиции "Петух".

На фиг.3 показан общий вид известной акварельной кисти в указанном заявителем источнике известности.

На фиг.4 показан общий вид заявляемой кисти.

Решение упомянутой выше задачи и достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что способ выполнения керамического декоративно-художественного панно осуществляют по следующей технологии с использованием кисти заявляемой конструкции.

Изготавливают или закупают готовый черепок кафельной плитки стандартного размера: 15×15 см, 15×20 см, 20×30 см, 20×33 см, прошедший утильный обжиг по технологии, применяемой, например, на заводе "Сокол" в г.Дедовске.

Далее на лицевую сторону плитки любым известным способом (окунанием, напылением, кистью) наносят водную суспензию эмали слоем не более 0,8 мм, которую затем подпрессовывают упругим валиком или плоской пластиной. Используют глушеную глазурь - эмаль, т.к. глазурь без добавления глушителей при обжиге становится прозрачной, а эмаль благодаря рассеивающим и отклоняющим свет частицам глушителя кажется мелочно-белой. Такой фон панно естественно более соответствует целям его использования, чем невыразительно прозрачный.

В результате подпрессовки, за счет заполнения эмалью пор приповерхностного слоя плитки, возрастает адгезия на стыке черепок-эмаль, а толщина слоя уменьшается до 0,5-0,6 мм. С помощью механизированного валика, создающего равномерное давление не менее 0,2-0,3 кг/см², обеспечим практически одну и ту же толщину и прочность слоя эмали. После 2-3 часов подсушивания при комнатной температуре плитка готова к работе.

Запас плиток может храниться до 1 года, если их сложить попарно "лицом к лицу" в коробки по размеру, в вертикальном положении и хранить в помещениях без резких перепадов температур, влажности и вдали от источников вибрации.

Для выполнения задуманного панно плитки выкладывают на подложке, размер которой соответствует художественному замыслу, не присоединяя их к подложке. Подложку, например, из древесностружечной плиты, выполненную внизу с ограничительным выступом, укрепляют вертикально с наклоном 10-15°. С упором на этот выступ выкладывают плитки нижнего горизонтального ряда, а все последующие ряды плиток выкладывают последовательно снизу вверх, причем плитки каждого последующего ряда удерживаются на предыдущем под собственной тяжестью.

Затем в соответствии с художественным замыслом по поверхности эмали наносят графические элементы рисунка графитным карандашом легкими касаниями, чтобы не повредить эмаль. Очень сложный рисунок можно предварительно проработать на бумаге, а затем, проколов иголкой контурные линии, перенести их на панно с помощью набивки угольной либо графитной пылью.

После завершения рисунка, если будут обнаружены сколы эмали, царапины, сильные потертости, их ремонтируют. Для этого берут чистую водную суспензию эмали и обычной кистью наносят ее на поврежденный участок до восстановления первоначального слоя эмали. При необходимости корректируют его толщину, срезая излишки ножом.

Для выполнения живописных элементов композиции используют керамическую краску в виде водной суспензии из высокотемпературных пигментов шпинельного типа и флюсов, без органических связующих добавок. Керамическая краска в виде водной суспензии - это дисперсная система, состоящая из двух фаз - жидкой и твердой, где в воде взвешены тонко измельченные твердые частицы пигмента и флюса. Поэтому при нанесении кистью суспензии, в эмаль и черепок легко впитывается только вода, тогда как ее твердая составляющая остается на поверхности, поскольку она нерастворима в воде, причем отсутствие в краске вязких органических связующих добавок существенно облегчит этот процесс. В результате краска не расплывается, позволяя наносить четкие контурные линии толщиной до 0,1-0,2 мм обычной кистью и быстро высыхает, предоставляя за счет этого художнику реальную возможность использовать метод творческого варьирования и доводки композиции. Устранять допущенные ошибки или уточнять художественный замысел можно неоднократно, удаляя мягкой сухой кистью с поверхности панно быстро высыхающий, нанесенный без растекания, красочный слой и только при существенном изменении композиции слой эмали не более 0,1 мм, и прописывать освободившуюся поверхность панно заново.

Мелкие элементы рисунка удается проработать только особой кистью, взяв за основу стандартную акварельную кисть (фиг.3) с диаметром D от 10 до 24 мм и длиной Н ворса 1. Для этого (фиг.4) длину Н ворса 1 уменьшают наполовину с его внешней стороны по направлению к центру с образованием цилиндра 2 - "юбочки" с высотой h и диаметром D. При этом сохраняют по центру верхнего основания 3 цилиндра 2 первоначальную длину Н ворса 1 в форме прямого кругового конуса 4 - "носика", диаметр d основания 5 которого значительно меньше диметра D цилиндра 2, а высота h₁ равна высоте h цилиндра 2.

Кисть с предложенными соотношениями "юбочки" и "носика" удерживает в "юбочке" такое количество краски (объем "юбочки" в кисти №12 300-500 мм³), которое, благодаря значительно более тонкой и направленной форме "носика", стекает на поверхность панно постепенно, тем самым обеспечивая требующуюся по замыслу длину и ширину линии.

Для того, чтобы по проложенному темному фону провести светлую линию, следует заранее изготовить изящный пружинистый скребок-лопаточку, например, из полоски жести от пивной банки, закрепив его на палочку и заточив. При потребности следует, возможно аккуратно, соскрести слой темной краски с незначительным слоем эмали, что не повредит качеству плитки в силу того, что краска в эмаль не впитывается.

Окончив роспись, плитки осторожно, не касаясь лицевой стороны, снимают и укладывают в горизонтальном положении в капсели или в специальные кассеты с полочками из огнеупорных материалов. Перед загрузкой в электропечь с выкатным подом желательно продуть плитки в капселях небольшим напором сжатого воздуха.

Сведения о режимах политого обжига представлены в таблице.

Исключив связующие вещества органического происхождения из состава краски, применяемой согласно заявляемому способу, и изменив за счет этого условия обжига в сторону ослабления действия восстановительной среды, снижаем вероятность появления металлизации и, следовательно, улучшаем качество панно.

Согласно способу, во время политого обжига, необходимо установить равномерную скорость нагревания печи от 800°С - начала плавления эмали до 1010-1020°С - стадии ее созревания, с продолжительностью этой фазы не менее 3 часов. Управление режимом окислительно-восстановительного обжига в интервале температур от 800°С до 1010-1020°С, уменьшит содержание монооксида углерода СО, способствующего восстановлению ионов до нейтрального металла, причем не только на поверхности глазури, но и вблизи поверхности и в ее глубине. Таким образом, благодаря отсутствию в краске органических связующих в сочетании с оптимальными режимом окислительно-восстановительного политого обжига, существенно снижена вероятность появления трудно управляемого дефекта - металлизация.

Готовое панно желательно обжигать в один прием, так как отклонение температуры в каждой из фаз всего на 10-15°С даст сильную разницу в оттенках цвета.

Керамическая краска на основе высокотемпературных пигментов шпинельного типа, которые практически не вступают во взаимодействие с компонентами расплава и в нем не растворяются, но при максимальной температуре обжига в интервале 1010-1020°С от контакта кристаллов шпинельного типа с силикатными расплавами эмали образуется защитная пленка, обладающая кислотостойкостью и механической прочностью.

Получаем ровную блестящую поверхность панно, а механическое воздействие на его поверхность после отжига показало, что оно представляет собой единое целое с интегрированным в стекло живописным произведением.

Пример №1.

Для выполнения композиции "Гончар за работой", представленной на фото №1, взяли 9 стандартных плиток размером 15×15 см, прошедших утильный обжиг. С помощью краскораспылителя на их лицевую поверхность нанесли слой белой эмали толщиной около 1 мм. После чего на лицевую сторону каждой плитки положили зеркальной стороной лист латуни и сложили из них стопку, придавив ее сверху гирей весом ˜90 кг. Через 1/2 часа стопку разобрали и оставили на ночь в нормальных условиях закрытого помещения подсохнуть. Поверхность эмали получилась гладкая и уплотненная, слой толщиной 0,6-0,8 мм.

Рисунок выполнялся заранее на бумаге, контуры прокалывались иглой через 2-3 мм. Плитки выстраивали в прямоугольное панно на слегка наклоненной подложке, накладывали бумажный рисунок и переводили его контуры мешочком из х/б ткани, набитым молотым углем. После набивки рисунок подправили простым карандашом прямо по поверхности плитки. Одновременно, по необходимости, проводили ремонт ее поверхности, поврежденной предыдущими операциями.

В качестве флюса к пигментам шпинельного типа добавили порошок глазури в количестве 15-20%, что способствовало лучшей интеграции красящих пигментов в эмаль. Покрыв краской большие площади рисунка, доводку осуществляли с помощью кисти с "юбочкой" и "носиком". По завершении живописи плитки аккуратно сняли с подложки и поместили в горизонтальном положении в печь, исключив риск оплывания эмали, что позволило поднять температуру обжига до 1020°С при общей его продолжительности - 5 часов. Попытка сократить время обжига путем более быстрого нагрева привело к тому, что верхняя справа плитка лопнула в печи.

Пример №2.

На фото № 2 рядом расположены два варианта росписи композиции "Петух", на которых зеленый отблеск на черных перьях был получен за счет того, что в черную шпинель добавили пигмент окиси меди молекулярного типа. Последующий обжиг при температуре 1020°С позволил установить, что пигмент окиси меди молекулярного типа при ней не выгорает, а синий кобальт достигает максимального звучания.

Преимущество заявляемого способа и кисти для его реализации заключается в удачном сочетании зрелищности и выразительности, присущей станковой живописи, с долговечностью и стойкостью поверхности декоративно-художественного керамического панно.

Таблица
Основные режимы политого обжига.Фазы обжигаПродолжительность фазы в часахИнтервал температуры градусы, °СХарактеристика процесса в каждой фазе.10-120-200Сушка. Дверца печи приоткрыта21-2200-400Устранение химической воды32-4400-600Реакции с выделением кварца. Меняется степень расширения материала44-5600-800Простой нагрев55-8800-1010Стадия созревания эмали68-91010-1020Период стабилизации

Способ выполнения керамического декоративно-художественного панно и кисть для него для повышения качества заключается в том, что выкладывают плитки на укрепленной вертикально с наклоном 10-15 подложке последовательно, начиная с нижнего горизонтального ряда, плитки которого на соответствующий ограничительный выступ подложки. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. Способ выполнения керамического декоративно-художественного панно, включающий покрытие эмалью поверхности керамической плитки стандартного размера, предварительно обожженной на утиль, уплотнение сырого эмалевого слоя и сушку его в нормальных условиях закрытого помещения, раскладку плитки на плоскости, нанесение на нее росписи керамической краской на основе высокотемпературных пигментов шпинельного типа и последующий политой обжиг плиток в интервале температур 1010-1020°С, отличающийся тем, что выкладывают плитки на укрепленной вертикально с наклоном 10-15° подложке последовательно, начиная с нижнего горизонтального ряда, плитки которого опирают на. соответствующий ограничительный выступ подложки, а все последующие ряды плиток удерживаются на предыдущем под собственной тяжестью, затем наносят графические элементы произведения станковой живописи по поверхности эмали в соответствии с выбранной композицией, с последующим выполнением ее живописных элементов керамической краской в виде водной суспензии из пигментов шпинельного типа и флюсов, без органических связующих добавок, при этом устраняют допущенные ошибки или уточняют художественный замысел путем удаления с поверхности панно красочного слоя и при необходимости слоя эмали не более 0,1 мм мягкой сухой кистью и прописывают освободившуюся поверхность заново, а обжиг плиток, снятых с подложки и размещенных горизонтально в печи, проводят при плавно возрастающей температуре, причем его продолжительность в диапазоне от 800°С до максимальной температуры обжига не менее 3 ч.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уплотняют эмалевый слой упругим валиком при давлении 0,2-0,3 кг/см² и сушат затем при комнатной температуре в течение 2-3 ч.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что графические элементы рисунка наносят графитным карандашом легкими касаниями или с помощью набивки угольной либо графитной пылью проколотых иголкой контурных линий проработанного на бумаге рисунка, с последующим восстановлением слоя эмали на поврежденных участках панно и корректировкой его первоначальной толщины.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что живописные элементы рисунка выполняют керамической краской на основе пигментов шпинельного и молекулярного типов.5. Кисть для выполнения керамического декоративно-художественного панно, включающая ворс в форме кругового прямого конуса с высотой Н, диаметр основания которого D не превышает 24 мм, отличающаяся тем, что ворс выполнен в форме цилиндра с диаметром D его основания и высотой h, равной как минимум половине высоты Н первоначального конуса, и образованием в центре верхнего основания цилиндра кругового прямого конуса, диаметр основания которого d значительно меньше D.