Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДЕКОРИРОВАНИЯ ЛЬДИСТЫМИ КРАСКАМИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА

Изобретение относится к области декорирования изделий из стекла льдистыми красками и может быть использовано в стекольной промышленности.

Из уровня техники известны различные способы декорирования изделий из стекла силикатными красками, включающие предварительную подготовку красок (растирание, усреднение с органическим наполнителем), нанесение нанесения краски на лицевую поверхность ручным способом и последующую термическую обработку при 500-550 С.

Недостатками данных способов являются длительность и трудоемкость технологического процесса, заключающаяся в применении ручного труда и длительный последующий обжиг в муфельных печах изделий из стекла с нанесенным покрытием из силикатных красок. Кроме того, при обжиге в печах необходимо обеспечить содержание кислорода с избытком для получения слабоокислительной среды и предотвращения восстановительных условий, что можем существенно повлиять на степень окисления красящих оксидов и изменить цветовые характеристики покрытия из силикатных красок.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ декорирования льдистыми красками, включающий подготовку гранул флюса размером 0,1-0,5 мм, предварительное нанесение на лицевую поверхность стеклоизделия выгорающего адгезита и обжиг [Бессмертный В.С., Дюмина П.С., Дикунова Л.М. Декорирование стекла и изделий из него с использованием альтернативных источников энергии. Белгород: Kооперативное образование, 2004, с. 180].

Недостатком прототипа является длительность технологического процесса и, как следствие, энергоемкость.

Технический результат предлагаемого способа заключается в сокращении энергозатрат из-за снижения длительности технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что способ декорирования льдистыми красками изделий из стекла включает помол исходного сырья и получение из него гранул, нанесения покрытия на изделие из стекла, причем в качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с), а нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с^-1 изделие из стекла.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в качестве исходного сырья для помола используют бой хрусталя с последующим усреднением с красителем, из которого получают гранулы с размером 0,6-1,0 мм и их подают из порошкового питателя в плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с), а нанесение покрытия осуществляют с помощью плазменного напыления гранул шихты на вращающееся на турнетке с частотой 0,10-0,15 с^-1 изделие из стекла.

Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.

Проведенный анализ способов декорирования изделий из стекла позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».

Технологические параметры декорирования стеклоизделий льдистыми красками и показатели качества представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, оптимальным технологическими параметрами декорирования изделий из стекла льдистыми красками является частота вращения турнетки 0,10-0,15 с^-1 и расход гранул шихты из порошкового питателя равный 2,5-3,5 г/с.

Таблица 1

Сопоставительный анализ технологических операций известного и предполагаемого способов

Экспериментально, установлено, что оптимальный размер шихты составляет 0,6-1,0 мм. При размерах шихты от 1,5 до 3 мм наблюдается ее непровар в плазменном факеле и неравномерная окраска льдистых красок. При размере шихты менее 0,6 мм происходит интенсивный разогрев капель расплава льдистых красок. Это приводит к снижению вязкости расплава и образованию таких видов брака на лицевой поверхности, как потек и деформация.

Таблица 2

Технологические параметры декорирования стеклоизделий льдистыми красками и показатели качества

^{*-оптимальный вариант.}

Пример

В качестве исходного материала применяли бой хрусталя со следующим химическим составом: SiO₂ - 56,5; Al₂O₃ - 0,5; Na₂O - 1,0; К₂О - 14,2; РbО - 24,0; В₂О₃ - 1,2; SO₃ - 0,4; ZnO - 1,8; Fe₂O₃ - 0,024. Красителем для получения льдистой краски синего цвета использовали оксид кобальта, который добавляли сверх 100% в количестве 0,5%.

Производили совместный помол боя свинцового хрусталя с красителем в шаровой фарфоровой мельнице объемом 10 л с уролитовыми шарами в течение 2 часов.

Усредненный тонкомолотый порошок гранулировали в тарельчатом лабораторном грануляторе с получением гранул шихты 0,6-1,0 мм.

Гранулированную шихту помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8М, параметры работы которого были следующие: мощность 12 кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м³/час.

Изделие из прозрачного стекла (Na-Ca-Si) устанавливали на вращающуюся турнетку с частотой 0,15 с^-1. Зажигали плазменную горелку ГН-5Р электродугового плазмотрона УПУ-8М и затем подавали гранулы шихты из порошкового питателя в плазменную горелку ГН-5Р. Под действием высоких температур плазменного факела (порядка 7800 К) происходило практически мгновенное расплавление гранул шихты, с образованием капель расплава. Капли расплава транспортировались отходящим потоком плазмообразующего газа (аргона) к лицевой поверхности медленно вращающегося изделия из стекла. Отходящий плазмообразующий газ равномерно подогревал изделие из стекла, а капли расплава в процессе транспортировки отходящим потоком плазмообразующего газа –аргона, остывали, что способствовало понижению вязкости расплава. При контакте с разогретым стеклоизделием капли расплава частично впаивались в лицевую поверхность изделия из стекла и незначительно деформировались за счет низкой вязкости. В результате на лицевой поверхности изделия из стекла образовалось декоративное покрытие на синих льдистых красках. Отключали плазмотрон. Снимали изделие с турнетки.

Контроль качества стеклоизделий, декоративных льдистыми красками, осуществляли в соответствии с требованиями ГОСТ 30407.