適用于曲面巖板的廣色域釉料配方研究

朱立洪 楊寒玲 陳志川

摘 要： 二次熱加工釉面顏色變化是影響曲面巖板質(zhì)量的重要問題，本文對應用于曲面巖板的廣色域釉料配方進行了分析研究，獲得了色差變化較小的面釉配方，優(yōu)選的面釉配方對整個通道內(nèi)墨水的發(fā)色影響較小，在整個色域范圍內(nèi)巖板熱加工前后產(chǎn)品表面基本不變色。說明基于低溫快燒平臺的面釉方向有利于降低系統(tǒng)色差△E值，變色可能性降低，色域范圍增寬，意味著可以適應更多深色產(chǎn)品的熱彎品種。并且通過分析巖板熱彎前后面釉釉層表面色度數(shù)據(jù)差異ΔE值，說明實驗獲得了高透明穩(wěn)定度、低失透的優(yōu)質(zhì)釉料，規(guī)避了熱彎處理時無光重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，避免了釉層失透及因釉層失透導致的光澤度偏差以及圖案變色變調(diào)，進而拓寬了色域范圍。

關鍵詞：曲面巖板；廣色域；釉料配方

1? 引言

現(xiàn)代建筑裝飾不僅僅局限于簡單的平面鋪貼，其中趨勢之一就是大量采用“弧面圓角”的建筑造型取代傳統(tǒng)的“平面直角”造型[1]。建筑物曲面表面、圓形大廳、曲面吧臺等，直徑一般為幾米到幾十米，而天然石材最大加工直徑為2m，難于滿足大直徑曲面產(chǎn)品的加工需求，同時，曲面石材密實度低，脆性較高，加工過程中容易開裂，壁厚大于18mm，花色不穩(wěn)定，色差明顯，圖案較為單一，施工工藝復雜，施工成本高。曲面陶瓷巖板具有陶瓷巖板的一切優(yōu)良性能，陶瓷巖板從直線到曲線的升級探索，不僅有助于設計師追求更靈動的曲面，把直線和曲面有機的融合起來，達到更高的審美藝術設計的效果，也滿足了更高品位、更高品質(zhì)消費者的需求，可滿足更多功能性的設計需求。

曲面巖板的制備過程通常包括一次燒成得到平面半成品，然后對平面半成品進行熱彎處理得到曲面巖板[2-5]。如若配套底釉、噴墨墨水、面釉配方和工藝設計不當，會導致熱彎處理過程中，坯、釉與噴墨墨水層單獨或彼此互相發(fā)生劇烈的核化和晶化等復雜物理化學反應，從而導致圖案偏色變調(diào)、失透導致變淺，嚴重時出現(xiàn)釉面針孔痱子、氣泡等缺陷，無法達到正常產(chǎn)品質(zhì)量要求。

為了解決曲面巖板易變色變調(diào)的問題，本文對應用于曲面巖板的廣色域釉料配方進行了分析研究。

2實驗儀器及方法

2.1實驗儀器

樣品實驗及檢測所用試驗儀器見表1。

2.2 樣品制備

實驗原料為工業(yè)純的釉用原料，按配方稱取一定量的原料后，加入合適的羧甲基纖維素（CMC）、三聚磷酸鈉和水放入球磨罐中，按球石：料：水=1：2：1球磨，每100g干料球磨8min得到釉漿，將釉漿比重調(diào)整至1.75±0.02備用刮釉對比。

樣品制備基本流程：壓制坯體（324mm×324mm×6.75mm）→干燥→刮底釉→噴墨→刮面釉→干燥→一次燒成→熱彎處理，施釉方式為0.3mm刮釉。

2.3 測試方法

釉面情況通過肉眼觀察，采用白度儀測試釉面白度。表征色域范圍和變色程度，使用噴墨機按一定灰度打印色卡，采用標準數(shù)字色差儀器進行測試，得到墨水的發(fā)色范圍。依據(jù)國際照明委員會發(fā)布的CIE Lab系統(tǒng)計算△Eab來表征色差，其△Eab色差公式為：

△Eab＝[（△L）2+（△a）2+（△b）2]1/2

色差值與色感程度對應關系如表2。

在第一階段一次燒成工藝流程中，制作各種噴墨通道單色50%、100%灰度的釉中彩噴墨色卡各兩份，選取八種顏色的單色墨水。其中一份燒制后保留作為對照樣本，另一份再進行第二階段熱彎處理，用標準數(shù)字色差儀器與樣本進行不同灰度單色色域Lab值比較測定，測定 △L、△a、△b和△E，規(guī)定要求分色差△E ≤ 1為合格灰度色域，記錄相應單色灰度值范圍。

3實驗過程與討論

影響曲面巖板質(zhì)量及色調(diào)的因素多而復雜，包括：一次燒成溫度和時間、熱彎溫度和時間、底釉工藝和配方、噴墨墨水類型和噴墨前后數(shù)碼工藝、面釉配方和工藝。其中面釉配方優(yōu)化調(diào)整將是解決釉面變色的關鍵因素，本文只對此內(nèi)容作研究分析。

以某一低溫快燒墻地磚一次燒成的生料半熔塊釉為初始面釉配方[6-7]，在此基礎上進行優(yōu)化設計，其中Fe2O3、TiO2含量小于1%，剩下主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、K2O和Na2O、BaO、B2O3、MgO、ZnO，這樣配方中的化學組成是9個，設定灼減、SiO2基數(shù)不變，變量為8個，每種組分原料的加入量由相應氧化物的含量確定，以初始配方為基礎，盡可能引入不同氧化物含量特性的熔塊品種，不足部分通過引入化工原料來實現(xiàn)配方中氧化物含量的增減，進行多組配方優(yōu)化設計，計算確定配方組成中不同氧化物對釉層性能的影響程度，將釉面色差ΔE作為主要考察指標，最終將色差變化最小的實驗方案對應的配方作為最優(yōu)面釉配方，記為面釉EG05，其化學組成如表3所示。

圖1為優(yōu)化面釉EG05熱彎前后釉面效果，熱彎前后顯示在深色灰度50%區(qū)域內(nèi)，復合色色調(diào)肉眼觀察幾乎沒有任何改變?；趦?yōu)化面釉EG05方案的淺色和深色色卡熱彎前后各單色LAB值和△E對比如表4所示。

表4顯示，實測各種灰度單一色卡，在50%灰度范圍內(nèi)，△E均小于3%；在100%區(qū)域灰度范圍內(nèi)，只有黑色色卡△E大于3%。鑒于在實際生產(chǎn)過程中黑色100%灰度應用場景極少，根據(jù)表2中色差值與色感程度對應關系，1.5＜△E≤3表示色差較小，由此證明，實驗優(yōu)選的面釉配方EG05對整個通道內(nèi)墨水的發(fā)色影響較小，說明在整個色域范圍內(nèi)巖板熱彎前后產(chǎn)品表面基本不變色。并且通過測量曲面巖板熱彎前后面釉釉層表面色差值ΔE也可以衡量釉中液相分相、晶化、失透程度，數(shù)據(jù)表明實驗獲得了高透明穩(wěn)定度、低失透的優(yōu)質(zhì)釉料，規(guī)避了熱彎過程中無光重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，避免了釉層失透及因釉層失透導致的光澤度偏差以及圖案變色變調(diào)，進而拓寬了色域范圍[8]。

4結(jié)論

本文對應用于曲面巖板的廣色域不變色釉料配方進行了分析研究，根據(jù)不同氧化物對釉層性能的影響程度對面釉配方進行優(yōu)化設計，獲得了色差變化較小的面釉配方，同時對熱彎前后釉面的色差值ΔE進行了測量，數(shù)據(jù)表明實驗優(yōu)選的面釉配方對整個通道內(nèi)墨水的發(fā)色影響較小，說明在整個色域范圍內(nèi)巖板熱彎前后產(chǎn) 品表面基本不變色?；诘蜏乜鞜脚_的面釉方向有利于降低系統(tǒng)色差△E值，變色可能性降低，色域范圍增寬，意味著可以適應更多深色產(chǎn)品的熱彎品種。通過分析曲面巖板熱彎前后面釉釉層表面色差值ΔE，證明實驗獲得了高透明穩(wěn)定度、低失透的優(yōu)質(zhì)釉料，規(guī)避了熱彎過程中無光重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，避免了釉層失透及因釉層失透導致的光澤度偏差以及圖案變色變調(diào)，進而拓寬了色域范圍，利用所研究的廣色域釉料可制備高彎曲度廣色域曲面巖板。

參考文獻

[1]曹樹梁，杜毅，許建華，等.瓷質(zhì)拋光弧面板與瓷質(zhì)錨固件[J].建筑技術開發(fā)，1994，24：25-26.

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[5]山東省科學院新材料研究所. 陶瓷曲面板的制造方法及多層耐火支具[P].中國：CN1049643C，2000-02-23.

[6]廣東家美陶瓷有限公司.低溫快速燒成陶瓷磚及生產(chǎn)工藝[P].中國： CN103693942B，2015-09-16.

[7]江西和美陶瓷有限公司，東莞市唯美陶瓷工業(yè)園有限公司.廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚及其生產(chǎn)工藝[P].中國： CN104591687B，2016-09-07.

[8]黃藝林.失透釉及乳濁釉在色釉上的應用[J].陶瓷，1976，4：71-78.