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品的釉面及微觀結構的影響。通過采用高乳濁的鈣質無光釉作為亞光印刷基礎釉，利用復合乳濁，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，從而使釉面磚產品表面同時呈現亞光與高光澤的特殊視覺效果。

關鍵詞：亞光印刷釉；鈣質無光釉；釉面磚；光澤度

1 前言

隨著我國社會經濟的不斷發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境中得到藝術美的享受，因而人們對建筑陶瓷磚的表面裝飾要求越來越高，表現出更加追求個性化和高檔化的發展趨勢，更加重視瓷磚裝飾的藝術品位。因此，建筑陶瓷裝飾技術和高檔新型色釉料的研究與應用已越來越受到建筑陶瓷行業重視。

廣東宏宇集團在建筑陶瓷裝飾技術及高檔新型色釉料創新方面取得了令人矚目的成績，并多次令歐洲一些陶瓷發達國家的同行發出由衷的贊許。2015年11月，由廣東宏宇集團自主研發的《柔光鏡花釉面磚產品的開發》項目通過了省級專家的鑒定，綜合技術達到國際先進水平。該項目根據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、光澤及質感上形成鮮明的對比，產生一種獨特的裝飾效果。該項目研究在不對現有釉面磚配方及生產工藝參數做出重大改變的前提下，通過采用高乳濁的鈣質無光釉作為亞光印刷基礎釉，利用復合乳濁，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圖案設計，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品表面同時呈現出高光澤與亞光兩種不同質地對比，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，產品格調高雅，藝術品位高，打破了現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，稱取相應的原料與適量印油，球磨制成符合絲網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

根據圖案設計，先在磚坯體施好高光澤面釉，再用絲網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 ℃溫度下與正常生產的釉面磚產品一起釉燒。

3 結果與分析

采用上述方法制備得到的釉面磚產品，表面同時呈現亞光與高光澤的特殊效果，印亞光印刷釉處呈現非常好的亞光效果，釉面細膩柔和，順滑如脂，而高光澤處的裝飾圖案晶瑩剔透、層次感好，產品格調高雅，藝術品位高。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構影響

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量較多的不規則晶粒，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達到0.7419，因此過量的氧化鈣與氧化鋁和二氧化硅反應生成鈣長石結晶體，由于亞光印刷釉在釉面存在較多不規則晶粒，由此導致光澤度低、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，且釉面細膩。產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構照片。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，從而保障了產品的表面質量及耐污性。

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。根據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（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，由于這些分散介質與分散相之間的折射率之差，在釉面上對光產生了反射與漫反射，從而導致了釉失透，提高了遮蓋力，同時它們對無光釉及結晶釉的生成都有很大地促進作用，尤其是氧化鈦，只要釉中的成份適合，可以調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晶所致。TiO2與CaO、SiO2反應能生成榍石結晶體，這種結晶體可以很容易生成小的針狀結晶，析出的晶體非常小而且數量很多，因此適量的氧化鈦可以促進微小結晶的形成；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較低，與高光澤面釉的釉面光澤度差值達到50以上，可完全遮蓋面釉不露出光澤，由此呈現良好的亞光效果，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，使釉面細膩柔和、順滑如脂。通過引入較多的氧化鈣，生成鈣長石等晶體，也可使釉面產生亞光效果。同時適量的鋅不但可以促進無光釉的形成，還可以改善釉料的熔融性能，提高釉面細膩度。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6和配位數4兩種形態，當以配位數6存在時則乳濁程度高，而以配位數4存在時則乳濁度急劇降低，ZnO能促使TiO2保持配位數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組成上存在較大差異，熔融性能不同，釉層之間還可能發生復雜的化學反應。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，整個釉面呈現半亞光狀態，釉面光澤度較高，不能滿足釉面磚表面同時呈現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，甚至會造成產品表面耐污能力差。

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，在高溫燒成時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；如果印刷厚度過厚，則印刷釉對面釉的潤濕性較差，使表面出現毛渣渣的感覺，影響釉面的耐污性能。

4 結語

本文采用高乳濁的鈣質無光釉作為亞光印刷基礎釉，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、高遮蓋力的鈣質亞光印刷釉，從而使制備得到的釉面磚產品表面同時呈現亞光與高光澤兩種質地陰陽相間的特殊效果，印亞光印刷釉處呈現非常好的亞光效果，釉面細膩柔和、順滑如脂，而高光澤處的裝飾圖案晶瑩剔透、層次感好，產品格調高雅，藝術品位高。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

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