高遮蓋亞光印刷釉的研制

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(duì)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(shí)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(huì)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(shí)、鑒賞能力也隨之不斷提高，對(duì)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(duì)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(gè)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(xiàng)目通過了省級(jí)專家的鑒定，綜合技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項(xiàng)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(duì)比，產(chǎn)生一種獨(dú)特的裝飾效果。該項(xiàng)目研究在不對(duì)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(jì)，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(shí)呈現(xiàn)出高光澤與亞光兩種不同質(zhì)地對(duì)比，形成互相烘托、陰陽相間的獨(dú)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(diǎn)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(jì)，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(shí)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(jì)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(duì)比，具有獨(dú)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(duì)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(duì)光的漫反射和散射增強(qiáng)，引起釉面乳濁效果增強(qiáng)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(duì)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(gè)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(duì)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(jì)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(qiáng)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(duì)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(shí)它們對(duì)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?yàn)橛悦鏌o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(diǎn)（或始熔點(diǎn)）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(duì)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(shí)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(shí)則乳濁程度高，而以配位數(shù)4存在時(shí)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(huì)影響表層亞光印刷釉的釉面效果。如果面釉的始熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)溫度過低，上層印刷釉層沉入面釉中，整個(gè)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(shí)呈現(xiàn)亞光和有光的特殊裝飾要求。如果面釉的始熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)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(duì)面釉的潤濕性較差，會(huì)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(qiáng)熔劑的含量不能高，否則亞光印刷釉層會(huì)沉入面釉中；同時(shí)面釉中的硅鋁比要適中，否則會(huì)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(shí)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(duì)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(qiáng)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(shí)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(jì)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(duì)比，具有獨(dú)特的視覺效果。

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