ПАСТА ДЛЯ ДЕКОРИРОВАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК C04B41/80 

Изобретение в виде пасты относится к производству и декорированию керамических и фарфоровых изделий при необходимости исключения вредных технологических процессов в условиях лабораторных исследований и в учебном процессе, например при изучении студентами технологии декорировании керамики и фарфора, за счет применения безопасных компонентов в составе пасты и при обжиге.

Паста для декорирования керамических и фарфоровых изделий, включающая порошковый наполнитель, цветовые пигменты, растворитель и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве порошкового наполнителя содержит двуокись кремния, цветовых пигментов - оксиды металлов, а также растворители и пластификаторы в смеси - окись кремния в смеси с хлористым натрием, глицерином, латексом, силиконовым маслом и водой в вес.%: двуокись кремния SiO₂ 25-27; оксиды металлов 22-24; окись кремния SiO 13-15; хлористый натрий NaCl 5-7; глицерин 12-13; латекс натуральный 0,5-1; силиконовое масло 2,2-2,5; вода - остальное.

Известна декоративная паста, состоящая из неорганического порошка, смешиваемого с органическим материалом из смеси: 4 об. ч. ацетона, 93 об. ч. пенополистирола с добавлением в раствор 4 об. ч. скипидара. Патент RU №2211851, МПК: C09D 123/34; C09D 5/08, C09D 123/34, C09D 193/04. Однако данный аналог обладает тем существенным недостатком, что содержит исключительно опасные для здоровья испаряемые компоненты.

Известна паста, включающая дозированное количество фритты и глинистого компонента, полученные при их совместном помоле мокрым способом и ситовом обогащении в среде отработанного водного раствора препарата Мажеф. См. например, патент РФ RU №2380345, МПК С04 В 41/86. Однако известная паста неэкономична, содержит много подготовительных операций и вредный для здоровья компонент в виде препарата Мажеф.

Известна паста для получения декоративного покрытия фарфоровых изделий путем нанесения слоев связующего, огнеупорного наполнителя в виде оксидов металлов и бесцветного наполнителя, включая органическое связующее в вес.% 10-40; металлический порошок 0,5-35,0; огнеупорный наполнитель - остальное, см. патент RU №2285575, МПК В22С 1/06, В22С 1/22. Однако данное техническое решение содержит тот существенный недостаток, что также содержит вредное для здоровья органическое связующее, кроме того технологически сложна, так как содержит многократные промежуточные операции, что рационально для промышленных технологий и не годится для учебного процесса.

Однако данная паста также содержит вредные при испарении компоненты (сосновое масло, скипидар, олеиновая кислота), заведомо превышающие предельно допустимую концентрацию (далее ПДК) в условиях закрытых помещений учебных лабораторий.

Известна также паста для декорирования керамических изделий, включающая порошковый наполнитель, цветовые пигменты, растворитель и пластификатор, содержащая следующие соотношения компонентов, мас.%: порошок палладия 54-65; углекислый марганец 1-5; этилцеллюлоза 0,76-1,9; сосновое масло 9,4-30,0; скипидар 9-19; олеиновая кислота 0,3-1,5; оксид меди 0,25-1,1; оксид алюминия 0,3-1,5 по патенту RU №2006077, МПК Н01В 1/02.

Однако данная паста также содержит вредные при испарении компоненты (сосновое масло, скипидар, олеиновая кислота), заведомо превышающие предельно допустимую концентрацию (далее ПДК) в условиях закрытых помещений учебных лабораторий.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предложенного изобретения является композиция (паста) для нанесения на керамические и фарфоровые изделия, включающая порошковый наполнитель - диоксид кремния, пигменты - оксиды металлов (диоксид титана, оксид железа), органические компоненты (связующее, пластификатор - полиэфирные полимеры, полистирол, полиакриламиды и др.), при следующем соотношении компонентов, мас.%: диоксид кремния - 0,01-20; пигменты - 1-65; органические компоненты - 20-95 (RU 2378230).

Однако данная паста также содержит смертельно опасные и вредные при испарении компоненты в виде полиэфирных полимеров, полистирола, полиакриламида и пр. от 20 до 90 вес.%, выделяющие при разогреве свыше 100°С канцерогены и цианиды, заведомо превышающие предельно допустимую концентрацию (далее ПДК) в условиях закрытых помещений учебных лабораторий.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание пасты для покрытия керамики и фарфора, содержащей в качестве порошкового наполнителя двуокись кремния, цветовые пигменты - оксиды металлов, растворители и абсолютно безвредные при потреблении и разогреве и даже сгорании пластификаторы как глицерин, натуральный латекс и силиконовое масло. В общем составе: окись кремния в смеси с хлористым натрием, глицерином, латексом, силиконовое масло и вода в вес.%: двуокись кремния SiO₂ 25-27; оксиды металлов 22-24; окись кремния SiO 13-15; хлористый натрий NaCl 5-7; глицерин 12-13; латекс натуральный 0,5-1; силиконовое масло 2,2-2,5; вода - остальное.

В качестве пигментов оксидов металлов, и связующие и пластификаторы используются отдельно или в комбинациях:

двуокись титана по ГОСТ 9808-84;

углерод технический по ГОСТ 7885-86;

крон свинцовый лимонный по ГОСТ 478-80;

пигмент желтый железоокисный по ГОСТ 18172-80;

окись хрома по ГОСТ 2912-79;

ультрамарин по ГОСТ 13483-68;

крон свинцовый желтый по ГОСТ 478-80;

пигмент красный железоокисный по ТУ 6-10-602-86;

Глицерин по ГОСТ 28864-90 или ГОСТ 6259-75

Силиконовое масло по ГОСТ 20841.1-75

Технический и декоративный эффект использования пасты достигается единовременным получением рабочей смеси и нанесением покрасочного слоя в смеси с остальными компонентами на поверхность керамики и фарфора, с возможностью регулировки толщины слоя и получения различной цветовой гаммы за счет применения оксидов металлов - пигментов разного колера, перед отправкой в обжиговую печь с обеспечением стандартного режима обжига.

Пример осуществления изобретения

Паста, содержащая согласно рецептуре, водный раствор в смеси двуокиси кремния, цветовых пигментов - оксиды металлов, растворителя и пластификатора, включая окись кремния в смеси с хлористым натрием, глицерином, латексом, силиконовым маслом в вес.%:

двуокись кремния SiO₂ 25-27 оксиды металлов 22-24 окись кремния SiO 13-15 хлористый натрий NaCl 5-7 глицерин 12-13 латекс натуральный 0,5-1 силиконовое масло 2,2-2,5 вода остальное.

Оценка свойств пасты для покрытия керамических изделий проводилась в соответствии с ТУ 2313-031-07507802-2000 и соответствующими ГОСТами. Свойства пасты в сравнении с прототипом исследованы отдельно.

Экспериментально определены варианты с крайними и средними значениями состава компонентов в смеси (в качестве красителя применялся альтернативный вариант - окись хрома и двуокись титана):

Вариант 1, вес.%:

двуокись кремния SiO₂ 25 оксиды металлов 22 окись кремния SiO 13 хлористый натрий NaCl 5 глицерин 12 латекс натуральный 0,5 силиконовое масло 2,2 вода остальное.

Вариант 2, вес.%:

двуокись кремния SiO₂ 26 оксиды металлов 23 окись кремния SiO 14 хлористый натрий NaCl 12,57 глицерин 12,5 латекс натуральный 0,75 силиконовое масло 2,35 вода остальное.

Вариант 3, вес.%:

двуокись кремния SiO₂ 27 оксиды металлов 24 окись кремния SiO 15 хлористый натрий NaCl 7 глицерин 13 латекс натуральный 1 силиконовое масло 2,5 вода остальное.

Результаты испытаний следующие.

В варианте 1 - получен эффект хорошей насыщенной цветности. Высыхание и затвердевание поверхности на воздухе составило порядка 3 часов.

В варианте 2 - получен эффект хорошей насыщенной цветности. Высыхание и затвердевание поверхности на воздухе составило порядка 2-2.5 часов.

В варианте 3 - получен эффект хорошей насыщенной цветности. Высыхание и затвердевание поверхности на воздухе составило порядка 1 часа.

При обжиге в печи (свыше 100°С) вышеуказанных вариантов смесей не наблюдалось превышение ПДК канцерогенов и цианидов.

Исследование прототипа в специально вентилируемом боксе в сравнении с заявляемой пастой показало, соответственно, что при обжиге в печи, в том же лабораторном помещении, превышение канцерогенов и цианидов ПДК достигало 10-12 раз, чего не наблюдалось в готовой пасте и при обжиге по заявленному изобретению.

Примечание

1. За пределами оптимальных вариантов 1 и 3 в меньшую и большую стороны наблюдалось резкое ухудшение качества пасты в сторону разжижения и нарушения монолитности или убыстрение затвердевания.

2. При внесении и замене разных окислов металлов - цветовых носителей или их смесей сохранился тот же эффект изменения интенсивности и яркости цветов.

Полученные результаты указывают на то, что по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение в виде пасты обладает за счет применения безопасных для человека альтернативных компонентов существенным санитарно-гигиеническим эффектом для безопасного проведения учебных занятий по предмету декоративно-прикладных искусств по декорированию керамики и фарфора.

Изобретение относится к пасте для декорирования керамических изделий. Технический результат изобретения заключается в снижении предельно допустимой концентрации канцерогенов и цианидов при использовании пасты для декорирования керамики. Паста содержит следующие компоненты, вес.%: двуокись кремния SiO₂ 25-27; оксиды металлов 22-24; окись кремния SiO 13-15; хлористый натрий NaCl 5-7; глицерин 12-13; латекс натуральный 0,5-1; силиконовое масло 2,2-2,5; вода - остальное. Оксиды металлов - цветовые пигменты, выбранные из следующих соединений: двуокись титана, крон свинцовый лимонный, пигмент желтый железоокисный, окись хрома, крон свинцовый желтый, отдельно или в смеси.

Паста для декорирования керамических и фарфоровых изделий, включающая порошковый наполнитель, цветовые пигменты, растворитель и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве порошкового наполнителя содержит двуокись кремния; цветовых пигментов - оксиды металлов: двуокись титана, крон свинцовый лимонный, пигмент желтый железоокисный, окись хрома, крон свинцовый желтый, отдельно или в смеси; растворителя и пластификатора в смеси - окись кремния в смеси с хлористым натрием, глицерином, латексом, силиконовым маслом и водой в вес.%: двуокись кремния SiO₂ 25-27; оксиды металлов 22-24; окись кремния SiO 13-15; хлористый натрий NaCl 5-7; глицерин 12-13; латекс натуральный 0,5-1; силиконовое масло 2,2-2,5; вода - остальное.