Изобретение относится к области нанесения декоративных покрытий и может быть использовано для декоративного оформления поверхности фарфоровых, фаянсовых и т. п. керамических изделий широкого ассортимента, преимущественно посуды. The invention relates to the field of decorative coatings and can be used for decorative surface decoration of porcelain, earthenware, etc. ceramic products of a wide assortment, mainly tableware.
Известен способ декорирования (наложение красочного фона) глазурированных фарфоровых изделий, включающий операцию нанесения краски на поверхность изделия одним из известных способов, например распылением аэрографом, и последующий обжиг. A known method of decorating (applying a colorful background) of glazed porcelain products, including the operation of applying paint to the surface of the product using one of the known methods, for example by spraying with an airbrush, and subsequent firing.
Недостатки известного способа низкое качество декоративного слоя из-за неоднородности последнего, высокая стоимость, красящих пигментов, в частности при нанесении люстровых красок. The disadvantages of this method are the low quality of the decorative layer due to the heterogeneity of the latter, the high cost of coloring pigments, in particular when applying chandelier paints.
Цель повышение качества изделий при снижении себестоимости. The goal is to improve product quality while reducing cost.
Поставленная цель достигается тем, что в способе декорирования глазурированных керамических изделий, преимущественно фарфоровых, включающем нанесение декоративного слоя и последующий обжиг, декоративный слой формируют посредством нанесения на изделие слоя на основе металла или нитрида, или карбида, или карбонитрида металла, или сплавов на его основе толщиной 0,05-1,0 мкм с последующим обжигом в окислительной среде. В качестве материала декоративного слоя используют преимущественно металлы, нитриды, карбиды, карбонитриды металлов IV группы Периодической таблицы или их сплавы. Обжиг проводят в интервале температур 500-900оС. Слой металла может быть нанесен методом вакуумно-дугового испарения. Перед обжигом на слои металла может быть нанесен красками декоративный рисунок любым известным способом. Сравнительный анализ показал, что предложенное техническое решение по сравнению с известными соответствует критериям патентоспособности, поскольку совокупность заявленных признаков не была обнаружена в данной и смежной областях науки и техники для достижения поставленной задачи.This goal is achieved by the fact that in the method of decorating glazed ceramic products, mainly porcelain, including applying a decorative layer and subsequent firing, a decorative layer is formed by applying a layer to the product based on a metal or nitride, or carbide, or metal carbonitride, or alloys based on it a thickness of 0.05-1.0 microns, followed by firing in an oxidizing environment. As the material of the decorative layer, mainly metals, nitrides, carbides, carbonitrides of metals of group IV of the Periodic table or their alloys are used. Firing is carried out in the temperature range of 500-900 about C. The metal layer can be applied by vacuum-arc evaporation. Before firing, a decorative pattern can be applied to the metal layers with paints in any known manner. A comparative analysis showed that the proposed technical solution, in comparison with the known ones, meets the patentability criteria, since the totality of the claimed features was not found in this and related fields of science and technology to achieve the task.
П р и м е р. На фарфоровое изделие (тарелку) наносили металлическое покрытие вакуумно-дуговым методом в установке булат-ЗТ. Изделие помещали на держатель, являющийся анодом двухступенчатого разряда. Перед нанесением металлического слоя изделие обрабатывали в газовой плазме двухступенчатого вакуумно-дугового разряда при силе токе дуги 120А, давлении азота 4х10-3 мм рт.ст. и наличии на изделии плавающего потенциала. Подложкодержатель при этом находился под потенциалом анода. Обработку проводили в течение 10 мин, после чего отключали систему газового разряда и включили испаритель, оснащенный катодами, соответственно из титана, циркония или сплава титан 30 мас. циркония, меди. Покрытие наносили из каждого металла толщиной 0,05-0,5 и 1 мкм при токе дуги 70 А в вакууме 1-2х10-4 мм рт.ст. После этого изделия подвергали отжигу в муфельной печи в течение 2 ч при температурах 600-700, 800 и 900оС (на часть образцов предварительно был нанесен рисунок с помощью диколя. Эти образцы отжигали при 800 и 900оС). Проводили визуальную оценку качества покрытия после отжига. Результаты экспериментов с визуальной оценкой декоративного вида изделия приведены в таблице.PRI me R. A metal coating was applied to a porcelain product (plate) by the vacuum-arc method in the damask-ZT installation. The product was placed on a holder, which is an anode of a two-stage discharge. Before applying the metal layer, the product was processed in a gas plasma of a two-stage vacuum-arc discharge with an arc current of 120A and a nitrogen pressure of 4x10 -3 mm Hg. and the presence on the product of floating potential. The substrate holder was under the potential of the anode. The treatment was carried out for 10 min, after which the gas discharge system was turned off and the evaporator equipped with cathodes of titanium, zirconium or titanium alloy 30 wt. zirconium, copper. The coating was applied from each metal with a thickness of 0.05-0.5 and 1 μm at an arc current of 70 A in a vacuum of 1-2x10 -4 mm Hg. Thereafter, the product was annealed in a muffle furnace for 2 hours at temperatures of 600-700, 800 and 900 C (in some of the samples had been previously applied image by means dikolya. These samples were annealed at 800 and 900 C). Conducted a visual assessment of the quality of the coating after annealing. The results of experiments with a visual assessment of the decorative appearance of the product are shown in the table.
В примерах 12, 13 и 14 процесс вели так же, как в примере 2, только после обработки вакуумно-дуговым разрядом азот не отключали и осаждение вели в случае примера 12 при его давлении 2,5 ˙ 10-3 мм рт.ст. в случае примера 13 при дополнительной подаче ацетилена в количестве 30% от содержания азота при том же давлении. В примере 14 вместо азота подавали ацетилен при давлении 3 ˙ 10-4 мм рт.ст. В результате обжига получен люстровый цвет поверхности, содержащий в каждом из примеров оттенки, не имеющие места в примере 2, за счет большей плотности зелено-розовых тонов.In examples 12, 13 and 14, the process was carried out in the same way as in example 2, only after treatment with a vacuum-arc discharge, the nitrogen was not turned off and the deposition was carried out in the case of example 12 at a pressure of 2.5 ˙ 10 -3 mm Hg. in the case of example 13 with an additional supply of acetylene in an amount of 30% of the nitrogen content at the same pressure. In example 14, instead of nitrogen, acetylene was fed at a pressure of 3 × 10 -4 mm Hg. As a result of firing, a chandelier surface color was obtained, containing in each of the examples shades that did not occur in Example 2, due to the higher density of green-pink tones.
Анализ результатов показывает, что отжиг в интервале 600-900оС позволяет получить на поверхности изделий слой, не уступающий по своим цветовым характеристикам слою, получаемому традиционным методом с использованием красок, причем с образованием дополнительных оттенков механическое воздействие на поверхность изделий показало, что покрытие после отжига представляет собой единое целое с изделием. Отжиг при температуре 1000оС ухудшил внешний вид изделия (люстровый эффект проявился слабее). Отжиг при температуре 400оС показал существенную неоднородность покрытия по цвету, а также пониженную прочность сцепления. Отжиг образцов с диколем и оценка результатов показали возможность совмещения двух способов декорирования: с использованием металлического покрытия согласно изобретению и традиционного способа декорирования диколем.Analysis of the results indicates that annealing in the range 600-900 ° C allows to obtain products at the surface layer is not inferior in its layer color characteristics obtainable by the conventional method using the ink, and to form additional shades mechanical action on the surface of products showed that after coating Annealing is a unit with the product. Annealing at 1000 C worsened product appearance (luster effect was weaker). Annealing at 400 ° C showed substantial heterogeneity in color coatings, and decreased adhesion strength. Annealing the samples with dicol and evaluating the results showed the possibility of combining two methods of decoration: using a metal coating according to the invention and the traditional method of decorating with dicol.