Спосіб виготовлення художніх керамічних виробів

1 Спосіб виготовлення художніх керамічних виробів, що включає виготовлення черепків, їх сушіння, утилітарний випал, глазурування, випал після глазурування і нанесення декоративного покриття, який відрізняється тим, що нанесення декоративного покриття здійснюють конденсацією в вакуумі на поверхні керамічних виробів перетворених в плазму іонізованих парів металів 2 Спосіб виготовлення художніх керамічних виробів за п 1, який відрізняється тим, що при нанесенні декоративного покриття в вакуум подають реакційний газ 3 Спосіб виготовлення художніх керамічних виробів за п 2, який відрізняється тим, що реакційний газ подають в вакуум після попереднього нанесення металевого покриття Винахід належить до виробництва керамічних виробів художньо-прикладного і декоративного призначення і може бути використаний для виготовлення ваз, кубків, скарбничок, СВІЧНИКІВ І сувенірів, а також художньо-декоративних виробів і панно для оформлення інтер'єрів житлових, громадських і виробничих будинків і споруд При пошуку аналогів заявленого винаходу вивчена патентна інформація по класам 7 В 28 В 11/00, 7 В 28 В 11/04 і 7 В 44 С 1/04, а також науково-технічна інформація за період 19842001 рр включно, яка стосується способів виготовлення художніх керамічних виробів і виробів декоративно-прикладного мистецтва Відомий спосіб виготовлення художніх керамічних виробів, який включає формовку черепків на гончарному верстаті, їх сушку, випал і нанесення покриття [1, с 76 79, с 81, с 88] При виготовленні художніх керамічних виробів цим способом випал складається з трьох етапів Перший етап - утилітарний випал, метою якого є надання виготовленому на гончарному верстаті черепку достатньої механічної МІЦНОСТІ, необхідної для виконання наступної операції технологічного процесу - глазурування Перший, утилітарний, випал здійснюють при температурі 1100-1250°С, черепок доводять до потрібного ступеня спікання Після утилітарного випалу на черепок наносять глазур, після чого проводять другий випал, метою якого є наплавлення на вироби глазурі Після другого випалу на глазуровані керамічні вироби наносять узор, після чого його піддають третьому, декоративному, випалу, в процесі якого фарби узору сплавляються з глазур ю і міцно закріплюються на глазурованій поверхні керамічних виробі з Недоліком цього способу виготовлення художніх керамічних виробів є те, що він потребує проведення випалу виробів в три етапи, що робить його трудомістким, енергоємним і тривалим, тобто малопродуктивним Ким того, недоліком цього способу виготовлення художніх керамічних виробів є те, що ним виготовляються тільки вироби, які мають форму тіл обертання Відомий також спосіб виготовлення художніх керамічних виробів [1, с 72 74], який є найбільш близьким аналогом заявленого винаходу і включає виготовлення черепків, їх сушку, утилітарний випал, глазурування, випал після г шурування і нанесення декоративного покриття Ці ознаки є загальними з ознаками заявленого способу і його суттєвими ознаками При здійсненні цього способу черепки виготовляють методом лиття, яке здійснюють заливкою ливарного шликеру в ГІПСОВІ форми Після набору черепків з потрібною товщиною стінок шликер зливають, черепки виймають з форм, після чого їх сушать При виготовленні художніх керамічних виробів цим способом вироби також випалюють тричі перший або утилітарний випал - для придания черепку достатньої МІЦНОСТІ, необхідної для глазурування, другий випал - для наплавлення нанесеної на вироби глазурі, третій випал—для сплавлення з глазур'ю декоративного покриття, ю 54922 тобто фарб узорів, нанесених на вироби після другого випалу Особливістю способу виготовлення художніх керамічних виробів, який включає виготовлення черепків литтям, в порівнянні зі способом, який включає виготовлення черепків формовкою на гончарному верстаті, є те, що він дає змогу виготовляти керамічні вироби будь-якої форми Однак недоліком способу виготовлення художніх керамічних виробів, який включає виготовлення черепків литтям, є те, що він також потребує проведення випалу виробів в три етапи, що також робить його трудомістким, енергоємним і тривалим, тобто малопродуктивним Крім того, недоліком цього способу є те, що при його застосуванні можлива значна КІЛЬКІСТЬ браку виробів, який виникає при випалі після нанесення декоративного покриття і викликається недовипалом, перевипалом, обсипанням, матовістю, сухістю і закипанням фарб, а також білим нальотом на них В основу винаходу поставлено технічну задачу удосконалення способу виготовлення художніх керамічних виробів для досягнення нового технічного результату, який полягає в спрощенні способу виготовлення художніх керамічних виробів, зменшенні браку виробів і в наданні їх поверхні своєрідного вигляду і кольору Одержання зазначеного технічного результату забезпечується сукупністю суттєвих ознак, яка є сутністю заявленого способу і полягає в тому, що в способі виготовлення художніх керамічних виробів, що включає виготовлення черепків, їх сушку, утилітарний випал, глазурування, випал після г шурування і нанесення декоративного покриття, нанесення декоративного покриття здійснюють конденсацією в вакуумі на поверхні керамічних виробів перетворених в плазму іонізованих парів металів Для досягнення нового технічного результату необхідна наступна відмітна ознака заявленого способу у сукупності всіх ознак, зазначених в незалежному (першому) пункті формули винаходу нанесення декоративного покриття конденсацією в вакуумі на поверхні керамічних виробів перетворених в плазму іонізованих парів металів Вилучення цієї відмітної ознаки з сукупності ознак заявленого способу не забезпечує одержання нового технічного результату, досягнення якого є метою цього способу Отже, зазначена відмітна ознака заявленого способу є суттєвою, тому що вона необхідна і в сукупності з іншими суттєвими ознаками способу достатня для того, щоб відрізнити даний об'єкт винаходу від усіх інших об'єктів того ж призначення і одержати новий технічний результат Між зазначеними в незалежному (першому) пункті формули винаходу ознаками заявленого способу і одержуваним технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок Особливістю заявленого способу виготовлення художніх керамічних виробів, як він визначений в незалежному (першому) пункті формули винаходу, є те, що при його здійсненні суттєво змінюється технологія нанесення на керамічні вироби декоративного покриття, характер декоративного покриття і його колір При цьому відпадає потреба в проведенні випалу керамічних виробів після нанесення декоративного покриття Це дозволяє спростити спосіб виготовлення художніх керамічних виробів, зменшити брак керамічних виробів пов'язаний в способі, взятому за прототип, з випалом після нанесенім декоративного покриття, і надати поверхні керамічних виробів своєрідного вигляду і кольору Таким чином, при здійсненні заявленого способу досягається новий технічний результат Для якісного покращення одержуваного при здійсненні заявленого способу технічного результату, яке полягає в наданні декоративному покриттю своєрідного вигляду і кольору, при нанесенні на керамічні вироби декоративного покриття в вакуум подають реакційний газ З тією ж метою при нанесенні на керамічні вироби декоративного покриті я реакційний газ подають в вакуум після попереднього нанесення на керамічні вироби металевого покриття Окремою ВІДМІТНОЮ ознакою заявленого способу виготовлення художніх керамічних виробів є те, що при нанесенні на керамічні вироби декоративного покриття в вакуум подають реакційний газ Окремою ВІДМІТНОЮ ознакою заявленого способу є також те, що реакційний газ подають в вакуум після попереднього нанесення на керамічні вироби металевого покриття Окремі ВІДМІТНІ ознаки, указані в залежних пунктах формули винаходу, характеризують заявлений спосіб в окремих конкретних варіантах його здійснення, розвивають і уточнюють ознаки, наведені в незалежному (першому) пункті формули винаходу, і дозволяють якісно покращити одержуваний технічний результат Отже, вони є окремими суттєвими ВІДМІТНІ ми ознаками заявленого способу виготовлення художніх керамічних виробів Заявлений спосіб виготовлення художніх керамічних виробів здійснюють з використанням пристрою для нанесення декоративного покриття, який зображений на кресленні Пристрій для нанесення декоративного покриття містить вакуумну камеру 1, що має корпус 2 і кришку 3, закріплену на корпусі 2 за допомогою струбцин 4 3 вакуумною камерою 1 за допомогою патрубка 5, вентиля 6 і патрубка 7 сполучений вакуумний насос 8 3 патрубком 5 за допомогою патрубка 9 з'єднаний вентиль 10, сполучений з атмосферою 3 вакуумною камерою 1 за допомогою патрубка 11 і вентиля 12 сполучений також балон 13 з реакційним газом У корпусі 2 виконане вікно 14, сполучене з закріпленим на корпусі 2 порожнистим циліндром 15, у жому за допомогою втулки 16 з електроізоляційного матеріалу встановлений металевий стрижень 17, на якому встановлений катод 18, з'єднаний послідовно через резистор 19 із підпалюючим пристроєм 20 У порожнистому циліндрі 15 установлена фокусуюча котушка 21 Вакуумна камера 1 устаткована вакуумметром 22 У донній частині корпуса 2 установлений поворотний стіл 23, на якому встановлюють керамічний виріб 24 для нанесення на нього 54922 декоративного покриття До катода 18 через металевий стрижень 17 підведений негативний потенціал напругою 65 В и силою струму 70-120А До підпалюючого пристрою 20 підведений позитивний потенціал напругою 65В и силою струму 70-120А До корпуса 2, виконаному металевим, підведений негативний потенціал напругою 30220В Катод 18 виготовляють з металу, що наноситься на поверхню керамічного виробу Для виготовлення катодів використовують титан, молібден і ІНШІ метали Катод 18 є змінним елементом Підпалюючий пристрій 20 виконаний у вигляді стрижня з молібдену Резистор 19 призначений для регулювання й обмеження сили струму між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20 Як реакційні гази використовують азот, кисень і ІНШІ гази, а також їхні суміші Фокусуюча котушка 21 призначена для забезпечення необхідного ступеня іонізації потоку парів металу, що наноситься на керамічний виріб, і для спрямування потоку ІОНІВ на нього До фокусуючої котушки 21 підведений постійний струм напругою 65В Пристрій для нанесення декоративного покриття працює таким чином Перед початком роботи на металевий стрижень 17 установлюють катод 18 з металу, покриття з якого повинно наноситися на поверхню керамічного виробу На поворотний стіл 23 установлюють керамічний виріб 24, на який необхідно нанести декоративне покриття На корпусі 2 за допомогою струбцин 4 закріплюють кришку 3, забезпечуючи необхідну герметичність вакуумної камери 1 До вакуумної камери 1 через вентиль 12 приєднують балон 13 з потрібним реакційним газом Закривають вентилі 10 і 12, відкривають вентиль 6, після чого включають вакуумний насос 8 і відкачують повітря з вакуумної камери 1 доти, поки тиск у ній не понизиться до величини (0,8-2,5)10 3Па в залежності від характеру декоративного покриття, що наноситься Тиск у вакуумній камері 1 контролюють за показниками вакуумметра 22 Процес вакуумування вакуумної камери 1 продовжується 2-Зхв Після створення у вакуумній камері 1 необхідного розрядження за допомогою вентиля 6 відключають вакуумний насос 8, потім на корпус 2 подають негативний потенціал напругою 30-220В в залежності від характеру декоративного покриття, що наноситься, після чого на фокусуючу котушку 21 подають постійний струм напругою 65В, на катод 18 подають негативний потенціал, а на підпалюючий пристрій 20 - позитивний потенціал напругою 65В и силою струму 70-120А в залежності від характеру декоративного покриття, що наноситься Між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20 утворюється електрична дуга, при цьому підтримання її стабільності і регулювання величини сили струму між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20 здійснюють за допомогою резистора 19 Електрична дуга, яка утворюється між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20, має температуру 3500-4000°С, що приводить до інтенсивного плавлення і випару катода, виготовленого з металу, що має температуру плавлення і випару більш низьку, чим метал, з якого виготовлений підпалюючий пристрій 20 Під ВПЛИВОМ електромагнітного поля, створюваного фокусуючою котушкою 21, пари металу, що утворилися при випарі катода 18, іонізуються, фокусуються і з великою швидкістю викидаються у вакуумну камеру 1, утворюючи хмару плазми Іонізовані пари металу, зустрічаючи на своєму шляху керамічний виріб, проникають в його поверхню і конденсуються на ній Завдяки тому що на корпус 2 поданий негативний потенціал, що створює електростатичне поле, а пари металу, що утворилися при випарі катода, під впливом електромагнітного поля фокусуючої котушки 21 іонізуються і здобувають позитивний заряд, вони додатково прискорюються в електростатичному полі, створеному у вакуумній камері 1 негативним потенціалом на корпусі 2 Це сприяє формуванню більш спрямованого потоку іонізованих парів металу від катода 18 і більш ефективному їхньому проникненню в поверхню керамічного виробу Для рівномірного нанесення декоративного покриття на керамічний виріб його обертають за допомогою поворотного столу 23 У залежності від характеру декоративного покриття, що наноситься на керамічний виріб, одночасно з запалюванням електричної дуги між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20 чи через деякий час після цього у вакуумну камеру 1 подають дозовано реакційний газ чи суміш газів При цьому газ також іонізується, утворюючи з іонами металу катода однорідну плазму, у якій відбуваються плазмово-хімічні реакції з утворенням ХІМІЧНИХ сполук, що, конденсуючись на поверхні керамічного виробу, надають їй ВІДПОВІДНИЙ вид і колір При нанесенні деяких декоративних покрить процес проводять без використання реакційних газів Для нанесення на керамічні вироби дзеркального сріблистого покриті я використовують катоди з титана марки ВТ1-0 Реакційні гази при цьому не використовують Процес нанесення декоративного покриття триває 0,5-3,0хв у залежності від характеру поверхні керамічних виробів Для нанесення на керамічні вироби покриття кольору золота використовують катоди з титана марки ВТ1-0 і азот як реакційний газ, що подають одночасно з запалюванням електричної дуги між катодом 18 і підпалюючим пристроєм 20 Процес триває 1,5-3,0хв у залежності від форми керамічних виробів, товщини і колірного відтінку декоративного покриття, що наноситься Для нанесення на керамічні вироби декоративного покриття кольору веселки використовують катоди з титана марки ВТ1-0 і кисень як реакційний газ При цьому протягом 0,81,0хв процес проводять без подачі реакційного газу, а потім подають кисень і продовжують процес протягом 0,5-1,Охв у залежності від форми 54922 8 керамічних виробів і необхідної інтенсивності виробів після глазурування при температурі 900кольори При цьому попередньо нанесене 1050°С металеве покриття служить підсвічуючим шаром 6 Наносять декоративне покриття для нанесеного на нього різнобарвного покриття конденсацією в вакуумі на поверхні керамічних виробів перетворених в плазму іонізованих парів Після завершення процесу нанесення металів, використовуючи пристрій для нанесення декоративного покриття на керамічний виріб декоративного покриття При цьому в залежності відключають від джерел живлення електричним від характеру і кольору декоративного покриття струмом корпус 2, катод 18 і підпалюючий пристрій процес його нанесення проводять з 20, зупиняють поворотний стіл 23 і припиняють використанням реакційного газу, або без подачу реакційного газу, якщо він використання, у ВІДПОВІДНОСТІ З раніше наведеною використовувався, для чого перекривають вентиль технологією 12 Потім відкривають вентиль 10 для подачі атмосферного повітря у вакуумну камеру 1 для Розроблена конструкторська документація на його розгерметизації Після цього знімають пристрій для нанесення декоративного покриття струбцини 4 і кришку 3 і виймають керамічний на керамічні вироби, виготовлений його дослідний виріб 24 зразок Після ЦЬОГО процес нанесення декоративного Розроблена технологічна документація на покриття на керамічні вироби повторюють спосіб виготовлення художніх керамічних виробів Виготовлені зразки художніх керамічних виробів з Нижче наведений приклад конкретного використанням заявленого способу здійснення заявленого способу виготовлення художніх керамічних виробів, який здійснюють з Формула винаходу включає один незалежний і наступною ПОСЛІДОВНІСТЮ операцій два залежні пункти При цьому спосіб за залежними пунктами формули винаходу не 1 Виготовляють черепки керамічних виробів виходить за межи винаходу, як він литтям в форми, або формовкою на гончарному охарактеризований в незалежному (першому) верстаті, або ліпленням, або відтиском в формах, пункті формули винаходу або пресуванням 2 Висушують черепки керамічних виробів Джерело інформації 3 Здійснюють утилітарний випал черепків 1 Акулова Л Ф , Крапивин В А Технология керамічних виробів при температурі 1100-1250°С производства и декорирование художественных керамических изделий Учеб для худ -промышл 4 Глазурують черепки керамічних виробів училищ и училищ прикладного иск - М Высш шк , після утилітарного випалу, 1984 5 Здійснюють випал черепків керамічних 22 Фіг. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24