СПОСОБ ДЕКОРИРОВАНИЯ ЛЬДИСТЫМИ КРАСКАМИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА
METHOD FOR DECORATING GLASS PRODUCTS WITH ICY PAINTS

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.
-1
Технический результат достигается тем, чтоспособ 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 изделие из стекла.
-1
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 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.
-1
Как видно из таблицы 2, оптимальным технологическими параметрами декорирования изделий из стекла льдистыми красками является частота вращения турнетки 0,10-0,15 с и расход гранул шихты из порошкового питателя равный 2,5-3,5 г/с.
Таблица 1
Сопоставительный анализ технологических операций известного и предполагаемого способов
Известный способ
Предлагаемый способ
Варка флюса во вращающейся или гарнисажной печиПомол флюсаПолучение гранул флюса размером 0,1-0,5 ммНанесение адгезита на лицевую поверхность изделия из стеклаНанесение гранул флюса на лицевую поверхность изделий из стеклаОбжиг изделии из стекла в муфельной печи при500-550°СКонтроль качества (ГОСТ 30407)
Помол боя хрусталяУсреднение измельченного хрусталя с красителемГранулирование шихты до размера 0,6-1,0 ммЗагрузка гранул шихты в порошковый питательПодача гранул шихты плазменную горелку (расход 2,5-3,5 г/с)Плазменное напыление покрытия на вращающееся с частотой 0,10-0,15 с<sup>-1</sup> изделие из стеклаКонтроль качества (ГОСТ 30407)
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
№ п/п
Скорость вращения турнетки, с<sup>-1</sup>
Расход шихты, г/с
Время декорирования
Органолептическая оценка качества покрытия
1
0,5
2,0
5
Неравномерное покрытие
2,0
10
Неравномерное покрытие
2,5
15
Деформация
2,5
20
Потеки
2,5
25
Потеки
2
0,10<sup>*</sup>
2,5
5
Неравномерное покрытие
2,5<sup>*</sup>
10<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
2,5<sup>*</sup>
15<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
2,0<sup>*</sup>
20<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
2,0
25
Потеки
3
0,15<sup>*</sup>
2,5
5
Неравномерное покрытие
2,5<sup>*</sup>
10<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
3,5<sup>*</sup>
15<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
3,5<sup>*</sup>
20<sup>*</sup>
Равномерное покрытие
3,5
25
Потеки
4
0,2
2,5
5
Самоотслоение
2,5
10
Неравномерное покрытие
3,5
15
Неравномерное покрытие
3,5
20
Потеки
3,5
25
Деформация
*-оптимальный вариант.
Пример
2
2
3
2
2
2
3
3
2
3
В качестве исходного материала применяли бой хрусталя со следующим химическим составом: SiO- 56,5; AlO- 0,5; NaO - 1,0; КО - 14,2; РbО - 24,0; ВО- 1,2; SO- 0,4; ZnO - 1,8; FeO- 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.
3
Гранулированную шихту помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8М, параметры работы которого были следующие: мощность 12 кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м/час.
-1
Изделие из прозрачного стекла (Na-Ca-Si) устанавливали на вращающуюся турнетку с частотой 0,15 с. 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.