Бірюзовий керамічний пігмент

Бірюзовий керамічний пігмент, що містить SiO2, A12O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, CoO і Сг2О3, який відрізняється тим, що він додатково містить FeO, МnО і ТіО2 при наступному співвідношенні компонентів, мас .%: 2 C2 1 3 91163 4 - використання в якості компонентів пігментної досягається, є керамічний пігмент бірюзового кошихти тільки дорогокоштуючої технічно чистої сильору, який містить наступні компоненти, мас.%: ровини, що значно збільшує її собівартість. SiO2 36,65-40,76; Крім того відомий керамічний пігмент бірюзоАl2О3 25,13-27,92; вого кольору для надглазурних і підглазурних краFe2O3 0,78-0,87; сок, який містить, мас.%: СаО 0,58-0,65; Cr2О3 38,0-40,0; MgO 0,31-0,34; Аl2О3 37,0-40,0; Na2O 1,70-1,89; ZnO 6,0-8,0; K2О 1,33-1,47; СоО 11,0-13,0; СоО 10,6-14,3; SiO2 3,0-4,0 Cr2О3 14,5-17,02; [Пат. 2035411 Росія, МКИ6 С03С1/04. КерамиNaF 1,0-2,2 ческий пигмент бирюзового цвета для надглазур[А.с. 1350122 СССР, МКИ4 С03С1/04. Кераминых и подглазурных красок /Д.П. Васильев, А.И. ческий пигмент бирюзового цвета / И.В. Пищ, Т.И. Глебычева и др. - №5056708/33; заявл. 27.07.92; Ротман и др., (СССР). - №4033261/29-33; заявл. опубл. 20.05.95, Бюл. №14]. 05.03.86; опубл. 07.11.87, Бюл. №41] - (прототип). Недоліком зазначеного пігменту є: Недоліками прототипу є: - висока температура випалу (1350°С); - обмежена область використання (для деко- довготривала витримка при максимальній рування виробів з фарфору, фаянсу та скла); температурі випалу (4 години); - вміст шкідливого компоненту - фториду на- великий вміст вартісних компонентів (окидів трію (до 2,2 мас.%); хрому та кобальту відповідно до 40,0 і 13,0 мас.%); - великий вміст високовартісного компоненту - використання в якості компонентів пігментної окиду кобальту (до 14,3 мас.%); шихти переважно (до 96-97 мас.%) дорогокоштую- використання в якості основного сировинного чої технічно чистої сировини, що значно збільшує матеріалу пігментної шихти - природного вартісноїї собівартість. го компоненту (каоліну до 74,0 мас.%). Також відомий керамічний пігмент, що вклюЗадачею винаходу є розробка складів керамічає, мас.%: чного пігменту зі зниженою собівартістю, який не Cr2О3 28,0-33,0; містить шкідливих компонентів і забезпечує форZnO 18,0-24,0; мування скло- та ангобних покриттів насиченого Аl2О3 30,0-38,0; бірюзового кольору за рахунок використання як Со2О3 8,0-13,0; основного компонента - кислого електросталеплаВ2 О3 3,0-5,0 вильного шлаку шляхом активізації твердофазо[А.с. 1065358 СССР, МКИ3 С03С1/04. Керамивих реакцій при випалі між додатково введеними ческий пигмент / И.В. Пищ, К.Е Бирюкова и Л.В. компонентами (оксидом хрому і кобальту) з утвоСлепухова, (СССР). - №3447143/29-33; заренням хроміту кобальту (СоCr2О4), який виступає явл.31.05.82; опубл. 07.01.84, Бюл. №1]. як основний хромофор при формуванні стійкого та Недоліками цього пігменту є: інтенсивного бірюзового забарвлення. - висока температура випалу (до 1270°С); Поставлена задача вирішується тим, що відо- великий вміст вартісних компонентів (окидів мий керамічний пігмент бірюзового кольору, який хрому, цинку та кобальту відповідно до 33,0; 24,0 і включає SiO2, Аl2О3, Fe2O3, СаО, MgO, Na2O, K2O, 13,0 мас.%); СоО і Cr2О3 відповідно до винаходу додатково - використання в якості компонентів пігментної містить FeO, MnO і ТіО2 при наступному співвідшихти тільки дорогокоштуючої технічно чистої синошенні компонентів, мас.%: ровини, що значно збільшує її собівартість. SiO2 59,50-64,10 Відомий також керамічний пігмент, який місАl2О3 2,25-2,45 тить, мас.%: Fe2O3 4,30-4,60 SiO2 40,0-45,0; CaO 1,90-2,05 Аl2О3 25,0-30,0; MgO 1,05-1,15 Fe2O3 2,0-3,0; Na2O 0,04-0,05 СаО 10,0-13,0; K2O 0,06-0,08 MgO 0,3-0,5; CoO 7,70-9,50 Na2O 1,5-2,7; Cr2O3 15,40-19,20 CuO 13,0-14,0 FeO 1,55-1,70 [Пат. 2320550 Росія, МКИ8 С03С1/04. КерамиMnO 0,50-0,55 ческий пигмент / Ю.А. Щепочкина TiO2 0,15-0,17,1 №2006127674/03; заявл.31.07.2006; опубл. причому як основний сировинний компонент 27.03.2008, Бюл. №9]. використовують кислий електросталеплавильний Недоліками такого пігменту є: шлак. - висока температура синтезу (до 1470 С); Кислий електросталеплавильний шлак є вто- складність технології одержання, яка обуморинним матеріалом металургійного виробництва, влена попереднім отриманням пігменту у вигляді який утворюється внаслідок високотемпературної високотемпературного розплаву з подальшою йовзаємодії складових вихідної сировини як між сого грануляцією на воду. бою, так і газовим середовищем печі, а також її Найбільш близьким до запропонованого винафутеровкою з наступним охолодженням розплаву, ходу за технічною сутністю та результатом, що що утворився; відрізняється достатньо високою 5 91163 6 однорідністю і дисперсністю (вміст фракції менше льний шлак, а також оксиди кобальту та хрому, 1 мм біля 76 мас.%). Після помелу частка так звасумісним мокрим помелом в кульовому млині до ної пігментної складової (розмір часток менше 0,25 розміру повного проходження часток крізь сито мм) в такому шлаці складає 97 мас.% від маси 10000 отв/см2 з наступним сушінням. Після цього її вихідного матеріалу. Її хімічний склад характеризавантажують у керамічні чи шамотні тиглі та визується переважним вмістом кремнезему (до 84 палюють з витримкою при максимальній темперамас.%) і порівняно невисокою концентрацією октурі 1150-1200°С на протязі 1 години. сидів заліза (сумарно до 8 мас.%). Фазовий склад В процесі випалу запропонованого керамічнопігментної частини такого шлаку в основному го пігменту, завдяки відзначеним особливостям шлаку, активно відбуваються процеси, що супропредставлений -кварцем, невеликою кількістю воджуються утворенням нових кристалічних спофериту магнію (MgFe2O4) і вюститу (FeO), а також лук, які, в свою чергу, виступають в ролі стійких скловидною фазою. Початок утворення рідкої фахромофорів і сприяють інтенсивному забарвленню зи в системі фіксується при температурі 1140склопокриттів чи ангобів при подальшому високо1150°С, що обумовлює високу реакційну здатність температурному випалі. зазначеного металургійного шлаку. Крім того, елеПісля синтезу пігменту здійснюють його тонкий ктросталеплавильним шлаком до складів пігменту помел до розміру часток не більше 5-10 мкм і повносяться оксиди алюмінію, кальцію та магнію, а дальше введення до складу глазурей чи ангобів в також ефективні флюсуючі компоненти (оксиди кількості до 6 мас.ч. (понад 100 мас.% їх сухої двовалентного заліза, марганцю і діоксид титану), складової). Одержані після випалу покриття, які які традиційно вводяться з дорогокоштуючими містять запропонований пігмент, відрізняються природними чи технічно чистими матеріалами; високою якістю, рівномірним яскравим та стабільостанні ж сприяють зниженню температури синтезу керамічних пігментів. ним бірюзовим кольором ( =495-498 нм) в широСутність винаходу полягає в наступному. кому температурному інтервалі (1150-1250°С). Готують шихту, в якості сировинних компоненПриклади конкретного виконання винаходу тів якої використовують попередньо подрібнений і наведені в табл. 1 і 2. магнітно збагачений кислий електросталеплавиТаблиця 1 Хімічний склад запропонованого пігменту, мас.% Номер пігменту 1 2 3 Прототип SiO2 64,10 61,70 59,50 36,65 Аl2О3 Fe2O3 2,45 4,60 2,35 4,45 2,25 4,30 25,13 0,78 СаО 2,05 1,95 1,90 0,58 Найменування компонентів MgO Na2O K2О СоО Cr2О3 1,15 0,05 0,08 7,70 15,40 1,10 0,04 0,07 8,60 17,45 1,05 0,04 0,06 9,50 19,20 0,31 1,70 1,33 14,30 17,02 FeO 1,70 1,60 1,55 МnО 0,55 0,53 0,50 ТіО2 0,17 0,16 0,15 NaF 2,2 Таблиця 2 Характеристики запропонованого пігменту та покриттів, отриманих з їх введенням Характеристики Номер пігменту пігменту Колір (візуальна Температура оцінка) синтезу, °С 1 Бірюзовий 1200 2 Бірюзовий 1200 Насичений бірю3 1200 зовий Прототип Бірюзовий 1200 глазурного покриття Колірний тон, Колір (візуальна Температура Колірний тон, нм оцінка) випалу, °С нм 497 Бірюзовий 1150-1250 495 497 Бірюзовий 1150-1250 496 Насичений бі499 1150-1250 498 рюзовий 502,5 Аналіз приведених даних свідчить про те, що запропонований склад керамічного пігменту, отриманий на основі відходу металургійного виробництва (кислого електросталеплавильного шлаку), у межах заданого кількісного співвідношення компонентів забезпечує формування інтенсивного та стійкого бірюзового забарвлення покриттів, випалених у достатньо широкому температурному інтервалі (1150-1250°С); при цьому характеризується відсутністю шкідливих компонентів і зниженим вмістом оксиду кобальту та обумовлює суттєве зниження собівартості керамічних виробів в цілому. Запропонований винахід може бути успішно використаний для отримання кольорової як глазурованої, так і ангобованої кераміки різного функціонального призначення. 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 91163 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601