摘要 本文通過對我國22年內(1985~2006年)陶瓷色釉料與添加劑發明專利和實用新型專利的系統分析,歸納了其研究新特點,并對其發展動態作出了預測。
關鍵詞 陶瓷,色釉料與添加劑,研究新特點,發展動態
1前言
我國的日用陶瓷和建筑衛生陶瓷產品,就其產量而言,早已穩居世界第一,但傳統產品仍以中低檔為主。其中重要的原因在于產品的裝飾水平和材質與國際先進水平相比還存在較大差距,具體則表現在作為主要裝飾材料的色釉料以及各類陶瓷添加劑等。隨著我國改革開放事業的不斷發展,我國陶瓷色釉料及添加劑的研究開發也十分熱烈,呈現出“百舸爭流、百花爭艷”的蓬勃向上氛圍和環境。這一特點和趨勢可從我國138件發明專利和207件實用新型專利(1985~2006年)所闡述的內容反映出。本文分析和歸納了國內陶瓷色釉料及添加劑專利技術的研究新特點和發展動態,以資陶瓷行業相關人員參考。
2陶瓷色釉料專利技術的研究新特點和動向
2.1 更加重視綠色環保以及同國際先進水平接軌
隨著人們生活水平和質量的不斷提升,陶瓷產品的綠色環保和對人體健康影響等問題更加備受關注和重視,我國陶瓷色釉料專利“骨瓷用高光澤度無鉛釉”、“骨質瓷用無鉛熔塊釉”、“高級日用瓷無鉛熔塊釉”、“適用于二次燒成用的無鉛熔塊釉”、“無鉛無鋅透明熔塊釉”、“無鉛琉璃釉的制備方法”、“無鉛無鎘陶瓷釉上顏料”、“一種高光澤無公害陶瓷裝飾材料用熔劑的制備方法(無鉛無鎘無鋅)”等專利均圍繞了綠色環保這一中心。
2.2 色釉料的開發品種更齊全、色彩更豐富
色釉料的開發品種和色彩覆蓋“紅、橙、黃、綠、青、藍、紫”的所有領域,除此之外,還有各種工藝色釉料創新問世。色釉料的不同品種可廣泛適用于低溫、中溫和高溫燒成,使產品更加絢麗多彩、巧奪天工。其中,我國的陶瓷色釉料專利有“陶瓷用低溫大紅色釉料及其制造方法”、“釉下大紅色釉料及其制備方法、陶瓷面釉及其制備方法和大紅陶瓷釉下彩”、“陶瓷鮮紅釉的制造方法”、“中溫陶瓷大紅釉的配制方法”、“陶瓷大紅窯變釉及其應用方法”、“紅色窯變天目陶瓷制造方法及其所使用的陶瓷釉”、“高溫大紅釉及其制備方法”等,僅紅色釉料就種類繁多,覆蓋低、中、高溫,其中不乏有新意的專利。
除紅色色釉料外,“淡雅陶瓷乳釉”、“一種龍泉青瓷冰裂紋釉及其產品的制作方法”、“彩色變色玲瓏釉”、“綠彩金星釉料”、“一種具有金屬質感的陶瓷用釉料”、“一種銅綠結晶釉及其制作方法”、“用天然石為原料制備深色(結晶)釉料及其方法”、“鋯銀紅陶瓷顏料”、“藍色無機顏料的制造方法”、“綠色系列無機顏料”、“釹硅紫陶瓷顏料”、“一種新型鉻錫紫顏料及其制備方法”、“陶瓷器無鉛金紅色顏料及制造方法”、“稀土著色的金色光澤顏料”、“珠光顏料”、“氟金云母珠光顏料及其制作”、“銀色珠光顏料”等專利將色釉料世界裝飾得五彩繽紛,深受國內外人士所喜愛。
2.3 更重視開發特殊功能和復合功能的新產品
陶瓷專利“汝瓷發光釉及其制備方法”、“無放射性彩色夜光釉陶瓷釉制造技術”、“高輻射遠紅外燒結釉料”、“殺菌釉料及殺菌陶瓷”、“保健抗菌多功能陶瓷釉及其陶瓷制品”、“同時具備抗污及抗菌功能的高溫陶瓷釉藥、陶瓷釉面及其制法”、“具有抑菌功能的紅外輻射陶瓷釉層及其制備方法”、“抗微生物陶瓷釉”、“永久性自潔凈納米陶瓷釉”、“高反射、吸紫外光陶瓷釉料及使用該陶瓷釉料制備陶瓷聚光腔的方法”、“光致發光釉及其制造方法”、“非放射性環保蓄能發光釉料”、“無毒彩色夜光釉及其制造方法和應用”、“安全防偽用色料”等則將陶瓷釉料的特殊功能和復合功能演繹和表現得淋漓盡致、生動活潑。
除以上特色專利外,還有不少陶瓷高品位高藝術化的色釉專利問世,例如:“工藝陶瓷套彩珍珠釉及其制法”、“金屬銹斑藝術瓷釉的制備方法”、“硅鋅礦結晶釉的定位定形技術”、“無光牛仔釉之制作方法”、“磷鋯鎂復合乳濁釉的配制方法”、“一種能自行生成豎狀網紋、魚鱗紋或橫向網紋的面釉及其應用”、“一種仿麻紡織品釉面及其釉料的制作方法”、“仿天然石材紋理的邊界效果滲花釉及其制備方法”、“建筑衛生陶瓷用金屬光澤結晶釉”等。
2.4 更加重視開發廢碴、天然石等的應用研究
“用鐵、鈦含量高的工業廢渣制作黑色釉料”、“以天然石為原料制備深色(結晶)釉料及其方法”、“用含鈦爐渣制作陶瓷釉的配方”、“珍珠巖瓷釉及其制造方法”、“一種廢瓷制得的瓷釉及其制備方法”、“利用黃金尾礦生產的陶瓷色釉及其工藝方法”、“由含鐵工業廢碴制取高溫陶瓷著色用氧化鐵顏料的方法”、“利用硼鎂礦制造陶瓷熔塊的工藝方法”等專利均是變廢為寶、挖掘二次可利用資源,利于環保、利于陶瓷工業可持續性發展的范例。
3陶瓷添加劑專利的研究新特點和動向
雖然說我國陶瓷添加劑專利的研究開發范圍和水平與世界先進工業國相比差距仍較大,但近20年來也取得了一些令人矚目和可喜的進步和成績,其主要表現在以下兩方面。
3.1各種類型的抗菌劑琳瑯滿目
在過去22年(1985~2006年)中,類型繁多的抗菌劑發明專利共批準和公開了21件,可廣泛應用于建筑材料、陶瓷、塑料、涂料、油漆、紙、紡織品及木材等行業上。例如:“納米載銀抗菌劑的制備方法”、“長效無機抗菌劑及其制備和應用”、“稀土負載型納米二氧化鈦抗菌劑及其制備方法”、“一種含高價銀磷酸鹽無機抗菌劑及其制備方法”、“一種超細復合無機抗菌劑的制備方法”、“銀銅無機抗菌劑”、“液態納米單質銀抗菌劑及其制備方法”、“稀土激活載銀系無機抗菌劑及其制備方法”、“載銀銨改性納米沸石抗菌劑及其制備方法”、“一種抗變色無機抗菌劑”、“一種麥飯石無機抗菌劑及其制備方法”、“一種核殼結構的稀土納米抗菌劑及其制備方法和應用”、“高溫無機抗菌劑”等。
3.2 具有其它功能的各類陶瓷添加劑專利層出不窮
各類功能的陶瓷添加劑專利種類繁多,例如:“陶瓷釉用復合增白劑及其生產方法”、“一種復合陶瓷減水劑的制備方法”、“一種陶瓷材料研磨助劑的制備方法”、“陶瓷解凝增強劑”、“陶瓷釉面磚乳濁釉乳濁劑”、“一種陶瓷燒成助熔劑”、“一種骨質瓷復合增塑劑及其制備方法”、“納米彩色著色劑的制造”、“一種高溫修補釉組合物及其制備方法和應用”、“牙釉質表面早期齲損修復涂劑”、“在陶瓷膜中添加阻止劑以在大氣燒結過程中阻止粒子的結晶生長”、“一種高溫硫敏陶瓷脫硫劑及其制備方法”、“一種高效多用無損傷擦凈劑的制造”等,都是國內先進和種類較齊全的,有著廣泛應用價值的陶瓷添加劑專利。
4與國外先進工業國存在的差距
我國陶瓷色釉料及陶瓷添加劑專利成果和水平雖說豐碩且不斷提升,但與世界先進水平相比差距仍較大,陶瓷科技工作者應進一步明確奮斗目標和努力方向,群策群力,爭取在較短的時期內能在下述領域取得進展和突破,逐步形成較強的專利競爭力和較系統全面的陶瓷色釉料及陶瓷添加劑專利體系,要研討和制定出切實可行的陶瓷專利戰略,先學習后趕超,不斷填補國內空白,并開拓世界陶瓷前沿專利;最終使我國上升為在陶瓷行業專利發明和專利推廣應用方面的強國。以下是學習并應趕超的內容和目標,在此與陶瓷界業內同仁共同學習和商榷。
近年來,國外隨著市場的變化,一些金、鉑、銀等金屬花紙和彩光花紙應運而生;國外新近又研制出一種用三層保護釉的新型花紙,其耐磨性比傳統釉上花紙高500倍;為適應機械化、自動化的貼花操作,已有用熱貼花紙取代冷貼花紙,用卷筒花紙取代單張花紙的實際應用。
網印花紙的比例已占85%以上,且大部分是多種過濾色的電分版小膜花紙。最近,正在研制使用計算機的噴墨技術配合陶瓷四原色料制成的噴墨色料水,用數碼技術經過打印機打印成花紙。例如:2004年在意大利國際陶展會上Ferro公司展出了陶瓷裝飾用噴墨印刷機TITAN700及耗材紅、黃、藍、黑四原色油墨,它采用更精細的高分散性納米陶瓷色料和特殊的印油制成。
在掛網制版技術上,日、英、德等先進國家均能達到150線/英寸,英國正在研究200線/英寸的超細網屏;直接在陶瓷制品上印花的技術在各國也有發展,如網印、滾印、轉移印花等,許多凹凸不平的產品部位也能印出效果清晰的花面。
目前國外杯類產品裝飾趨勢是“告別花卉、迎接亮色”,傳統的花卉圖案已位居第二,取而代之的是單色的各種石灰綠、檸檬黃和鮮橙色,統稱淡“亮色”。在炻器產品上,正在研究用反應釉或花釉來代替普通白釉、顏色釉來裝飾炻器,提高炻器的檔次。
陶瓷用相干色料及干涉色色釉已作為精品進入市場并已開始商業運行。相干色料的基本特征是隨觀察者觀察角度和光源入射角度的變化,顏色也隨之變化,從而產生生動的、迷彩的視覺效果;陶瓷用相干色料主要用鈦或鐵鹽覆蓋在云母鱗片基體上或覆蓋在硅或氧化鋁鱗片基體上制成的,為了避免鱗片的溶解,目前主要用在低溫的三度燒陶瓷制品的裝飾上,最近的進展是已出現能用于1100℃~1200℃燒成溫度下裝飾的陶瓷相干色料。
近年來對陶瓷色料的表面改性技術及加工工藝的進展很快,這也是適應裝飾技術和裝飾品種發展的需要。如:為適應干法布料、干法施釉等技術要求和發展的需要,出現了各種干混色料,為提高其分散性和流動性,必須對色料進行表面改性;為適應輥筒印刷和膠輥印刷的要求和發展的需要,出現了易分散色料(俗稱速溶色料);為提高其分散性和穩定性,也必須對色料進行細磨和表面改性。
新型鋯系顏料發展很快,可使彩燒溫度降到600~700℃;三原色或四原色陶瓷顏料的問世,打破了陶瓷顏料專色專用的陳規;四色轉移印花工藝水平與先進制版技術的結合,印出了高分辨率的畫面和天然彩色攝影等名貴藝術作品。
國外在降低金水的含金量和采用代金材料方面取得了新進展,目前金水的含金量已降至6~8%。仿金表層有的采用電解鍍金法,有的采用真空鍍金法,既華麗又節省成為。
參考文獻
1 周健兒等.關于中國日用陶瓷工業可持續發展的戰略思考.中國硅酸鹽學會日用陶瓷專業委員會年會演講稿,2006
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