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        高遮蓋亞光印刷釉的研制

        2016-05-14 13:21:00余心蕊余國明王鋼
        佛山陶瓷 2016年6期

        余心蕊 余國明 王鋼

        摘 要:本文主要敘述了高遮蓋亞光印刷釉的研制及其應(yīng)用,探討了亞光印刷釉的配方組成及面釉的熔融性能對釉面磚產(chǎn)品的釉面及微觀結(jié)構(gòu)的影響。通過采用高乳濁的鈣質(zhì)無光釉作為亞光印刷基礎(chǔ)釉,利用復(fù)合乳濁,增加遮蓋能力,促使釉層表面生成較多的晶粒,成功制備出低光澤、高遮蓋力的亞光印刷釉,從而使釉面磚產(chǎn)品表面同時呈現(xiàn)亞光與高光澤的特殊視覺效果。

        關(guān)鍵詞:亞光印刷釉;鈣質(zhì)無光釉;釉面磚;光澤度

        1 前言

        隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們的審美意識、鑒賞能力也隨之不斷提高,對于建筑陶瓷不僅僅滿足于建筑功能的需求,而更注重于從居住的環(huán)境中得到藝術(shù)美的享受,因而人們對建筑陶瓷磚的表面裝飾要求越來越高,表現(xiàn)出更加追求個性化和高檔化的發(fā)展趨勢,更加重視瓷磚裝飾的藝術(shù)品位。因此,建筑陶瓷裝飾技術(shù)和高檔新型色釉料的研究與應(yīng)用已越來越受到建筑陶瓷行業(yè)重視。

        廣東宏宇集團(tuán)在建筑陶瓷裝飾技術(shù)及高檔新型色釉料創(chuàng)新方面取得了令人矚目的成績,并多次令歐洲一些陶瓷發(fā)達(dá)國家的同行發(fā)出由衷的贊許。2015年11月,由廣東宏宇集團(tuán)自主研發(fā)的《柔光鏡花釉面磚產(chǎn)品的開發(fā)》項目通過了省級專家的鑒定,綜合技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項目根據(jù)一些高檔石材如玉石、蠟石或夾帶有透明石英晶體的瑪瑙石等的特殊效果,經(jīng)拋光打磨后,更顯得晶瑩剔透,與包圍其邊上的石材(基體)在透光性、光澤及質(zhì)感上形成鮮明的對比,產(chǎn)生一種獨特的裝飾效果。該項目研究在不對現(xiàn)有釉面磚配方及生產(chǎn)工藝參數(shù)做出重大改變的前提下,通過采用高乳濁的鈣質(zhì)無光釉作為亞光印刷基礎(chǔ)釉,利用復(fù)合乳濁,增加遮蓋能力,并在釉層表面生成較多的晶粒,從而成功地研發(fā)出一種低光澤、高遮蓋力的亞光印刷釉,然后將此亞光印刷釉根據(jù)圖案設(shè)計,先在磚體透明面釉上印刷這層亞光印刷釉(需印制圖案處空出,未印亞光印刷釉),再通過噴墨打印在預(yù)留的透明面釉表面(未印亞光印刷釉處)印制高光澤度和具有一定透光性的裝飾圖案,從而使制備的釉面磚產(chǎn)品表面同時呈現(xiàn)出高光澤與亞光兩種不同質(zhì)地對比,形成互相烘托、陰陽相間的獨特視覺效果,亞光印刷釉處平滑細(xì)膩、光澤度低、亞光效果良好,而高光澤處的裝飾圖案晶瑩剔透、層次感好,產(chǎn)品格調(diào)高雅,藝術(shù)品位高,打破了現(xiàn)有釉面磚單一釉面裝飾的不足。本文重點闡述了這種低光澤、高遮蓋力的亞光印刷釉的試制過程。

        2 試制過程

        2.1 亞光印刷釉的試制

        亞光印刷釉所用原料化學(xué)組成如表1所示。

        亞光印刷釉的釉式如下:

        按上述亞光印刷釉的釉式,稱取相應(yīng)的原料與適量印油,球磨制成符合絲網(wǎng)版或膠印輥印刷用的印刷釉備用。

        2.2 亞光印刷釉的印制及燒成

        根據(jù)圖案設(shè)計,先在磚坯體施好高光澤面釉,再用絲網(wǎng)版或膠印輥印上亞光印刷釉(需印制圖案處空出未印亞光印刷釉),再通過噴墨打印在預(yù)留的高光澤面釉表面(未印亞光印刷釉處)印制裝飾圖案,(具體印刷方法如圖1所示),然后放入釉燒輥道窯在1120~1130 ℃溫度下與正常生產(chǎn)的釉面磚產(chǎn)品一起釉燒。

        3 結(jié)果與分析

        采用上述方法制備得到的釉面磚產(chǎn)品,表面同時呈現(xiàn)亞光與高光澤的特殊效果,印亞光印刷釉處呈現(xiàn)非常好的亞光效果,釉面細(xì)膩柔和,順滑如脂,而高光澤處的裝飾圖案晶瑩剔透、層次感好,產(chǎn)品格調(diào)高雅,藝術(shù)品位高。用WGG60-E4光澤度計測量柔和亞光和高光鏡面處的光澤度相差超過50,斜光觀察可完全遮蓋面釉不露出光澤,亞光效果佳,與高光澤的半透明圖案形成鮮明對比,具有獨特的視覺效果。

        3.1 亞光印刷釉的微觀結(jié)構(gòu)影響

        圖2為亞光印刷釉表面SEM照片,從圖2可以看出亞光印刷釉釉面具有一定的粗糙度,從背散射照片中可觀察到釉面有尺寸相對較大數(shù)量較多的不規(guī)則晶粒,且從晶粒的形狀可看出主要屬于鈣長石晶體,這使得釉面對光的漫反射和散射增強,引起釉面乳濁效果增強且釉面光澤度降低。從上文釉式可看出氧化鈣的摩爾數(shù)達(dá)到0.7419,因此過量的氧化鈣與氧化鋁和二氧化硅反應(yīng)生成鈣長石結(jié)晶體,由于亞光印刷釉在釉面存在較多不規(guī)則晶粒,由此導(dǎo)致光澤度低、透光性差以及對其下部透明面釉光澤具有良好的遮蓋能力,亞光效果良好,且釉面細(xì)膩。產(chǎn)生這種亞光效果的原因是:亞光印刷釉組成中硅酸鋯、氧化鈰和氧化鈣含量較高,釉熔融溫度高,從而導(dǎo)致透明性下降。圖3為亞光印刷釉斷面SEM照片,從圖3可見亞光印刷釉與下部釉層結(jié)合良好,完全融為一體,未觀察到不同釉層界限。圖4為亞光印刷釉的斷面背散射掃描電子顯微結(jié)構(gòu)照片。從圖4可見,整個釉層大致可分為三層,最上層印刷釉層中可觀察到較多的長的針狀晶體,相對較薄的面釉層與較厚的亞光印刷釉層結(jié)合良好,且印刷釉較為致密,只存在少量的小氣孔,從而保障了產(chǎn)品的表面質(zhì)量及耐污性。

        3.2 亞光印刷釉的配方組成影響

        亞光印刷釉的釉面效果與其配方組成密切相關(guān)。根據(jù)亞光印刷釉的釉式可計算得到釉料的硅鋁比值(Si/Al)為7.5(扣除了乳濁劑ZrSiO4引入的Si),因此,從釉料硅鋁比來看,它在光澤透明釉范圍內(nèi)(6~10)。眾所周知,在光澤釉中加上適量的添加劑可以制成無光釉,如硅鋁比值(Si/Al)的恰當(dāng)比例在1:3至1:6之間,用鈣或鎂置換一部分鈉和鉀可使光澤釉變成無光釉等。一方面,由于釉料配方中加入了較多的硅酸鋯、氧化鈰、氧化鈦等高折射率、遮蓋力強的乳濁劑,氧化鋯、氧化鈰的折射率分別為2.33和2.4,氧化鈦是和玻璃折射率之差最大的乳濁劑,其折射率為2.5,由于這些分散介質(zhì)與分散相之間的折射率之差,在釉面上對光產(chǎn)生了反射與漫反射,從而導(dǎo)致了釉失透,提高了遮蓋力,同時它們對無光釉及結(jié)晶釉的生成都有很大地促進(jìn)作用,尤其是氧化鈦,只要釉中的成份適合,可以調(diào)配出乳濁效果很好及白度很高的乳濁釉,即使釉面很薄也不影響其遮蓋能力,因為釉面無光是表面上生成微小的結(jié)晶所致。TiO2與CaO、SiO2反應(yīng)能生成榍石結(jié)晶體,這種結(jié)晶體可以很容易生成小的針狀結(jié)晶,析出的晶體非常小而且數(shù)量很多,因此適量的氧化鈦可以促進(jìn)微小結(jié)晶的形成;另一方面,減少了氧化鉀、氧化鈉和氧化鎂等熔劑組分用量,釉料配方中硅鋁比比較小,釉的軟化點(或始熔點)溫度較高,燒成后印刷釉釉面光澤度相應(yīng)較低,與高光澤面釉的釉面光澤度差值達(dá)到50以上,可完全遮蓋面釉不露出光澤,由此呈現(xiàn)良好的亞光效果,與高光澤、明亮的圖案形成鮮明對比。

        再者,由于亞光印刷釉熔融性能適當(dāng),使釉面細(xì)膩柔和、順滑如脂。通過引入較多的氧化鈣,生成鈣長石等晶體,也可使釉面產(chǎn)生亞光效果。同時適量的鋅不但可以促進(jìn)無光釉的形成,還可以改善釉料的熔融性能,提高釉面細(xì)膩度。一方面ZnO本身的折射率(n0=2.0~2.02)高,在釉中能生成鋅鋁尖晶石,以滴狀相存在,有利于釉的乳濁,提高遮蓋力;另一方面,鈦有配位數(shù)6和配位數(shù)4兩種形態(tài),當(dāng)以配位數(shù)6存在時則乳濁程度高,而以配位數(shù)4存在時則乳濁度急劇降低,ZnO能促使TiO2保持配位數(shù)6,所以有利于乳濁。

        3.3 亞光印刷釉與高光澤面釉的熔融性能影響

        亞光印刷釉是印制在高光澤的面釉上,由于兩種釉層在化學(xué)組成上存在較大差異,熔融性能不同,釉層之間還可能發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。因此,不同熔融性能的面釉層也會影響表層亞光印刷釉的釉面效果。如果面釉的始熔點和軟化點溫度過低,上層印刷釉層沉入面釉中,整個釉面呈現(xiàn)半亞光狀態(tài),釉面光澤度較高,不能滿足釉面磚表面同時呈現(xiàn)亞光和有光的特殊裝飾要求。如果面釉的始熔點和軟化點溫度過高,上層亞光印刷釉表面皺皮嚴(yán)重,亞光印刷釉不能很好地鋪展開,印刷釉對面釉的潤濕性較差,會影響釉面的耐污性。因此要求面釉與亞光印刷釉性能匹配完好,上部亞光印刷釉表面平整細(xì)膩、順滑如脂,亞光效果好,與未印亞光印刷釉處透明面釉的釉面光澤度相差達(dá)50以上;面釉配方中的氧化鉀和氧化鈉等強熔劑的含量不能高,否則亞光印刷釉層會沉入面釉中;同時面釉中的硅鋁比要適中,否則會影響到亞光印刷釉的平滑度,甚至?xí)斐僧a(chǎn)品表面耐污能力差。

        3.4 亞光印刷釉的厚度影響

        由于亞光印刷釉印刷的基體是高光澤的面釉,如果印刷的厚度過薄,在高溫?zé)蓵r亞光印刷釉容易受到高光澤面釉的侵蝕,影響遮蓋力,從而露出光澤甚至使亞光印刷釉變成半亞光狀態(tài);如果印刷厚度過厚,則印刷釉對面釉的潤濕性較差,使表面出現(xiàn)毛渣渣的感覺,影響釉面的耐污性能。

        4 結(jié)語

        本文采用高乳濁的鈣質(zhì)無光釉作為亞光印刷基礎(chǔ)釉,通過引入較多的強乳濁劑硅酸鋯、氧化鈰和適量氧化鈦等以及較多的無光劑氧化鈣,利用復(fù)合乳濁,增加遮蓋能力,促使釉層表面生成較多的晶粒,形成亞光效果,成功地制備出低光澤、高遮蓋力的鈣質(zhì)亞光印刷釉,從而使制備得到的釉面磚產(chǎn)品表面同時呈現(xiàn)亞光與高光澤兩種質(zhì)地陰陽相間的特殊效果,印亞光印刷釉處呈現(xiàn)非常好的亞光效果,釉面細(xì)膩柔和、順滑如脂,而高光澤處的裝飾圖案晶瑩剔透、層次感好,產(chǎn)品格調(diào)高雅,藝術(shù)品位高。用WGG60-E4光澤度計測量,柔和亞光和高光鏡面處的光澤度相差超過50,斜光觀察可完全遮蓋面釉不露出光澤,亞光效果佳,與高光澤的半透明圖案形成鮮明對比,具有獨特的視覺效果。

        參考文獻(xiàn)

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