початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2152971
Золотовмісні КЕРАМІЧНА ФАРБА для декорування ФАРФОРУ,
КЕРАМІКИ І КРИШТАЛЮ

Ім'я заявника: Грязев Володимир Федотович; Лебедєв Анатолій Миколайович; Лебедєва Ольга Михайлівна; Альбрехт Володимир Генріхович; Тимофєєв Микола Іванович
Ім'я винахідника: Грязев В.Ф .; Лебедєв О.М .; Лебедєва О.М .; Альбрехт В.Г .; Тимофєєв Н.И.
Ім'я патентовласника: Грязев Володимир Федотович; Лебедєв Анатолій Миколайович; Лебедєва Ольга Михайлівна; Альбрехт Володимир Генріхович; Тимофєєв Микола Іванович
Адреса для листування: 620219, Єкатеринбург, вул. Бардіна 28, Будинок техніки, к.232, Єкатеринбурзький Союз наукових та інженерних організацій, президенту Союзу Лебедєву О.М.
Дата початку дії патенту: 1998.11.30

Описується золотовмісних керамічна фарба для декорування порцеляни, кераміки та кришталю, що містить резинати золота, вісмуту, хрому і родію, каніфоль і нітробензол, що відрізняється тим, що вона додатково містить хлорбензол при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Порошок резіната золота (органічна сполука золота , що містить 50% металевого золота) - 16-32, 6% -ний розчин резіната вісмуту - 6-12, 3,3% -ний розчин резіната хрому - 1,7-3,5, 5% -ний розчин резіната родію - 0,35-0,70, каніфоль - 5-30, нітробензол - 28-32, хлорбензол - 15-20. Технічний результат - запобігання осадження металевого золота з фарби і усунення її загусання при використанні і зберіганні.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області керамічних фарб, призначених для декорування глазурованих фарфорових, фаянсових, скляних і кришталевих виробів. Декорировка служить для прикраси виробів, щоб оживити їх поверхня добре підібраною гамою фарб, підкреслити або доповнити характерні риси та особливості.

До керамічним фарбам пред'являються певні вимоги. Вони не повинні утворювати осаду при тривалому зберіганні, розтікатися при нанесенні малюнка на глазуровані і скляні вироби, повинні бути досить в'язким і в той же час вільно сходити з кисті або пера, утворюючи рівну поверхню.

Фарба, нанесена на вироби, повинна досить швидко сохнути, а що утворюється при випалюванні плівка мати стійкість в окислювальному атмосфері печі, а й блиск, відповідний еталону, не повинна стиратися в процесі експлуатації. Крім того, фарби повинні відповідати затвердженим санітарно-гігієнічним нормам.

Відомий склад (див. Автор. Свідоцтво СРСР N 15778094, МКІ З 03 З 17/44, C 09 D 121/00, 5/28, публ. 15.07.90, БІ N 26) керамічної фарби для декоративного оздоблення виробів з фарфору і кераміки, що включає резинат вісмуту, резинат титану і резинат кобальту, резинат хрому, нітробензол, скипидар і хлороформ при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.:

• Резінат вісмуту - 5,5-8,3
• Резінат титану - 3,1-6,3
• Резінат кобальту - 8,8-11,4
• Резінат хрому - 14,8-20,8
• Скипидар - 27,3-50,1
• Нітробензол - 16,9-24,1
• Хлороформ - 0,8-1,8

Зазначений склад фарби забезпечує можливість випалу декоративних виробів при 1020-1050 ^{o C,} фарба стабільна при зберіганні, забезпечує швидке висихання виробів і отримання покриттів бірюзового кольору.

Однак цей склад після випалу декорованих виробів не дає дзеркально золотистої поверхні, яка значно покращує художнє сприйняття вироби і цінується покупцем.

Таку поверхню дають керамічні фарби, що містять в своєму складі золото у вигляді хімічної сполуки. Відомий золотовмісний склад керамічної фарби, який найбільш близький до заявляється винаходу і обраний нами як прототип.

Цей склад фарби був розроблений на Дулевском лакофарбовому заводі і в даний час широко використовується у вітчизняній порцелянової промисловості (ТУ 17 РСФСР 0303830-014-91). Склад фарби докладно описаний в літературі (див. Мартинов М. А. Візир В.А. "Технологія виробництва керамічних фарб". М., Гостехиздат, 1966. стор 126-133, або Візир В.А., Мартинов М.А. "Керамічні фарби", Київ, вид-во "Техніка", 1964, стор. 128, або Туманов С.Г. "Препарат рідкого золота для скла та порцеляни", "Скло і кераміка" N6, 1961 г.).

Найбільш детально технологія приготування і склад керамічної фарби описані в згаданій статті Туманова С.Г. в журналі "Скло і кераміка", на підставі якої ми і даємо нижче опис прототипу. Золотовмісні керамічну фарбу у фарфоровій промисловості прийнято називати препаратом рідкого золота, далі ми приймаємо цю термінологію.

Зміст металевого золота в Дулевском препараті зазвичай коливається від 10-12% до 15%. Процес приготування препарату досить складний.

Склад компонентів Дулевского препарату наступний, г:

• Порошок резіната золота (органічна сполука золота, що містить 50% металевого Au) - 240
• 6% -ний розчин резіната вісмуту - 90
• 3,3% -ний розчин резіната хрому - 25,25
• 5% -ний розчин резіната родію - 5,25

"Ефір" додається в кількості, необхідній для приготування 1000 г 12% -ного препарату золота. При цьому склад "Ефіру" наступний, мас.%:

• Каніфоль - 25,73
• Нітробензол - 2,57
• Скипидар - 27,44
• 2% -ний розчин резіната вісмуту - 3,09
• Хлороформ - 41,17

Резінат золота - це складна органічна сполука золота. Для його отримання необхідна кількість хлорно-амонійній солі золота розчиняють в етиловому спирті і далі доливають розрахункова кількість сірчистого бальзаму, після чого проходить випадання важко розчинної осаду органічної сполуки золота типу C ₁₀ H ₁₆ S · AuCl _3.

6% -ний розчин резіната вісмуту готують наступним чином. У розплавлену каніфоль додають розрахункова кількість основного нітрату вісмуту Bi ₃ (ОН) ₆ (NO _3)3. Далі в розплав каніфолі додають необхідну кількість нітробензолу і скипидару. Розчину дають відстоятися, після чого його фільтрують через шовкове сито, а через 10-15 днів декантирують в спеціальну ємність.

3,3% -ний розчин резіната хрому готують наступним чином. У розплавлену каніфоль вводять порціями розрахункова кількість хлористого хрому, потім доливають необхідну кількість скипидару і нітробензолу. Далі розчин охолоджують, фільтрують, відстоюють 10-15 днів і декантирують в спеціальну ємність.

5% -ний розчин резіната родію готують наступним чином. Розрахункова кількість треххлористого родію (RhCl ₃ 4H ₂ O) розчиняють в етиловому спирті і далі після витримки додають необхідну кількість сірчистого бальзаму. Утворений осад органічної сполуки родію промивають етиловим спиртом і сушать при температурі 35-40 ^{o C.} Далі висушений осад резіната розчиняють в нітробензол і отримують необхідний розчин.

Відомий (Дулевскій) препарат рідкого золота володіє рівномірною растекаемостью, добре "тримає" контур малюнка і легко стікає з кисті на глазуровану поверхню виробу. Після випалу виробів з нанесеним на них препаратом золота виходить рівна дзеркально-блискуча золота плівка, що володіє достатньою зносостійкістю в процесі експлуатації.

Відтінки і міцність плівки золота залежать від вмісту золота в препараті і від добавок в незначних кількостях інших металів - вісмуту, хрому і родію, що грають роль флюсів та Блискоутворювачі.

Однак суттєвим недоліком відомого препарату рідкого золота є його схильність до загустіння і осадження металевого золота, прогресуючі в часі і серйозно ускладнюють його застосування на конвеєрах порцелянових заводів. Це обумовлено наступними причинами.

Присутність у складі препарату хлороформу викликає відновлення металевого золота з його органічної сполуки і поступове осадження з розчину у вигляді важкого дрібнодисперсного осаду. Відновне осадження золота дещо сповільнюється присутністю в препараті нітробензолу, що виконує роль м'якого окисляє агента.

Наявність скипидару в певній пропорції з хлороформом визначає вязкотекучесть препарату, яка важлива при нанесенні малюнка на поверхню виробу.

Хлороформ обумовлює і швидке висихання нанесеного на виріб малюнка, але в процесі зберігання препарату або при використанні на конвеєрі фарфорового заводу хлороформ поступово випаровується, а це призводить до надмірного загустіння препарату і неможливості його подальшого використання. Загустіння препарату посилюється ще і тим, що залишився в процесі випаровування хлороформу скипидар не здатний утримати в розчині скільки-небудь значну кількість резіната золота і, таким чином, золото з гомогенного розчину переходить в осад.

Все це вимагає частого і ретельного перемішування препарату в процесі його використання або розведення з метою підтримати в досить текучому стані, що створює значні технологічні складнощі на фарфорових заводах при фарбуванні виробів.

Крім того, Дулевскій препарат рідкого золота в силу свого специфічного складу володіє сильним стійким запахом входять до його складу розчинників.

Таким чином, у складі відомого (Дулевского) препарату рідкого золота виявляється технічне протиріччя між його ознаками і досягається ефект. У цьому випадку не можна бути впевненим в отриманні препарату, що відповідає всім пред'явленим до нього вимогам. Тим більше, при існуючому в нашій країні монополізмі на виробництво препарату рідкого золота на Дулевском лакофарбовому заводі препарат доводиться замовляти заздалегідь, транспортувати службою спецзв'язку на порцелянові заводи, розкидані по всій країні, і зберігати перед використанням.

Ці негативні особливості відомого препарату змусили авторів винаходу критично підійти до рецептурі і технології його виготовлення, зробити пошук причин погіршення якості відомого препарату.

Метою винаходу є усунення осадження металевого золота з препарату, загустіння його і поліпшення органолептичних властивостей.

Зазначений технічний результат досягається тим, що в препарат рідкого золота, що містить резинати золота, родію, вісмуту і хрому, каніфоль і нітробензол, вводять хлорбензол при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:

Порошок резіната золота (органічна сполука золота, що містить 50% металевого золота) - 16-32

6% -ний розчин резіната вісмуту - 6-12

3,3% -ний розчин резіната хрому - 1,7-3,5

5% -ний розчин резіната родію - 0,35-0,7

Каніфоль - 5-30

Нітробензол - 28-32

Хлорбензол - 15-20

Крім того, в готовий препарат рідкого золота для поліпшення його органолептичних властивостей вводяться ароматизуючі добавки, наприклад ванілін.

Характеристика і способи приготування резіната золота, 6% -ного розчину резіната вісмуту, 3,3% -ного розчину резіната хрому, 5% -ного розчину резіната родію наведені вище.

Порівняння складів препарату-прототипу і заявляється препарату рідкого золота виявило, що останній має такі відмінності:

• відсутня так званий "ефір", хоча такі компоненти ефіру як каніфоль і нітробензол мають місце, але в інших кількостях;
• відсутні скипидар і хлороформ, а замість них міститься хлорбензол, але його кількість не відповідає сумарній кількості хлороформу і скипидару.

Таким чином, заявляється технічне рішення відповідає критерію винаходу "новизна". Воно відповідає і критерію "винахідницький рівень".

З рівня техніки (див. Наведений вище аналіз відомих технічних рішень) випливає, що жодне з них не забезпечує технічний результат: запобігання осадження металевого золота з розчину і усунення загустіння препарату при його використанні і зберіганні. Завдяки запропонованому авторами винаходу складу препарату такий результат досягається.

Хлорбензол добре розчиняє резинат золота і не викликає побічних окисно-відновних перетворень елементів препарату. Використання хлорбензолу в заявляється процентному співвідношенні дозволяє виключити з технологічного процесу так званий "Ефір", який є багатокомпонентною сумішшю (розчин каніфолі в суміші нітробензолу, хлороформу і скипидару) і спростити процедуру розчинення резіната золота. При цьому зникає необхідність встановлювати черговість додавання до резіната золота різних розчинників і контролювати окисно-відновний баланс системи.

Крім того, менша летючість і висока растворяющая здатність хлорбензолу, а й відсутність скипидару істотно знижують ризик загустіння препарату. Наявність хлорбензолу в препараті зберігає його гомогенність в часі, а зміна його змісту від максимального до мінімального призводить лише до відповідної зміни растекаемости і часу висихання на поверхні виробу.

Для поліпшення органолептичних властивостей препарату автори винаходу ввели в його склад в незначній кількості ванілін. Випробування препарату на одному з порцелянових заводів показало, що введення ваніліну наблизило несподівано запах препарату до запаху черемхи, про що позитивно відгукнулися працюють на конвеєрі художники.

З описаного вище випливає, що між суттєвими ознаками винаходу і досягається результатом існує нова причинно-наслідковий зв'язок.

Заявляється винахід є промислово придатним. В даний час спроектований ділянку, змонтовано необхідне обладнання для промислового випуску препарату, описаного в пропонованому винаході. Необхідно і відзначити, що пропонований авторами винаходу як розчинник хлорбензол є доступним сировиною для виробництва препарату.

Приклад приготування рідкого препарату золота відповідно до пропонованого винаходом. Був приготований препарат з вмістом металевого золота 12%.

Спочатку були виготовлені необхідні компоненти для приготування препарату: сірчистий бальзам, хлорно-амонійна сіль золота, резинати золота, вісмуту, хрому і родію.

Сірчистий бальзам. У скляну колбу ємністю 15 л заливали 10-12 л свежеперегнанного скипидару і засипали туди ж 1-1,2 кг меленої Черенкова сірки. Розчин підігрівали до 160 ^{o C} і витримували 4 год. Рідина при цьому кипіла і протікав процес дистиляції. Процес дистиляції закінчували, коли збирали 22,9 вагу.% Відгону. Вихід продукту становив приблизно 75%.

Хлорно-амонійна сіль золота. 120 г металевого золота завантажували в колбу з "царською горілкою". Колбу нагрівали до повного розчинення золота, а потім відганяли азотну кислоту, додаючи невеликими порціями соляну кислоту. Розчину давали охолонути і додавали стехиометрическое кількість хлористого амонію. Отриманий розчин випаровували досуха на водяній бані і отримували білий порошок хлорно-амонійній солі.

Резінат золота. Отриману хлорно-амонійну сіль золота завантажували в ємність з етиловим спиртом з розрахунку 5 г спирту на 1 г золота. Після розчинення солі в спирті доливали сірчистий бальзам (з розрахунку 3,5 г бальзаму на 1 г золота). Процес утворення нерозчинного осаду - резіната золота протікав з розігрівом протягом 1,5 год. Після утворення резіната додатково вводили 3-4 л спирту і добре розмішували. Суміші давали відстоятися і розчин декантировали, а залишився осад резіната золота промивали на фільтрі гарячою водою і спиртом, після чого сушили. Зміст металевого золота в резіната становило 50%.

Резінат вісмуту. Каніфоль (1 кг) розплавляли і нагрівали до 210-220 ^{o C.} Потім в розплав каніфолі порціями додавали 220 г основного нітрату вісмуту. Після чого нагрів припиняли і в розплавлену каніфоль вводили при перемішуванні необхідну кількість нітробензолу. Розчину давали відстоятися, після чого його фільтрували через шовкове сито. Далі розчину знову давали відстоятися і декантировали в спеціальну ємність. Таким чином отримували 6% -ний розчин резіната вісмуту.

Резінат хрому. Каніфоль (1 кг) розплавляли при 170 -180 ^{o C.} У розплав вводили 300 г хлористого хрому і підвищували температуру до 210-220 ^{o C.} Потім нагрів припиняли і при перемішуванні вливали малими порціями необхідну кількість нітробензолу. Після охолодження розчин фільтрували, відстоювали і декантировали в спеціальну ємність. Таким чином, отримували 3,3% -ний розчин резіната хрому.

Резінат родію. До 200 г треххлористого родію доливали 2-3 л етилового спирту, через добу розчин декантировали і доливали до нього 1100 г сірчистого бальзаму. Осадження резіната родію проводили в сушильній шафі при 55-60 ^{o C} протягом 3-4 діб. Осад резіната родію промивали на фільтрі етиловим спиртом і далі сушили при температурі 35-40 ^{o C.} Після чого висушений резинат родію розчиняли в подвійному (по вазі) кількості нітробензолу Із зазначеної навішування треххлористого родію отримували близько 1200 г 5% розчину резіната родію.

Приготування ПРЕПАРАТУ. Для приготування 1 кг 12% -ного препарату золота брали 240 г 50% -ного порошкоподібного резіната золота і при перемішуванні розчиняли його в 3000 мл перегнанного хлорбензолу. Отриманого розчину давали відстоятися протягом 5-6 діб, а потім обережно його декантировали з гелеобразного осаду. Після чого визначали вміст золота в розчині і завантажували 300 г нітробензолу (30% від маси препарату), далі відганяли у вакуумі надлишковий хлорбензол до його змісту близько 17% від маси препарату.

До отриманого концентрату послідовно додавали 90 г 6% -ного розчину резіната вісмуту (9% від маси препарату) 26,3 г 3,3% -ного розчину резіната хрому (2,63% від маси препарату) 5,2 г 5% - ного розчину резіната родію (0,52% від маси препарату) і 170 г (17% від маси препарату) каніфолі, після чого перемішували суміш до повчання гомогенного розчину.

Отриманого розчину давали відстоятися протягом доби і проводили його фільтрацію через шовковий або капроновий фільтр до повної відсутності зважених часток. У готовому препараті визначали вміст золота, вводили в нього ароматичну добавку ванілін і далі розливали препарат в скляні герметичні банки з помаранчевого скла.

Отриманий таким чином препарат не загусає при зберіганні і використанні, не утворює осаду металевого золота, має приємний запах і відповідає всім вимогам до керамічних фарб технічним вимогам і затвердженим санітарно-гігієнічним нормам.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Золотовмісні керамічна фарба для декорування порцеляни, кераміки та кришталю, що містить резинати золота, вісмуту, хрому і родію, каніфоль і нітробензол, що відрізняється тим, що вона додатково містить хлорбензол при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:

   • Порошок резіната золота (органічна сполука золота, що містить 50% металевого золота) - 16 - 32

   • 6% -ний розчин резіната вісмуту - 6 - 12

   • 3,3% -ний розчин резіната хрому - 1,7 - 3,5

   • 5% -ний розчин резіната родію - 0,35 - 0,70

   • Каніфоль - 5 - 30

   • Нітробензол - 28 - 32

   • Хлорбензол - 15 - 20

2. Золотовмісні керамічна фарба по п.1, що відрізняється тим, що вона додатково містить синтетичні ароматизатори добавки.

Версія для друку
Дата публікації 16.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів