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，優選的面釉配方對整個通道內墨水的發色影響較小，在整個色域范圍內巖板熱加工前后產品表面基本不變色。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據差異ΔE值，說明實驗獲得了高透明穩定度、低失透的優質釉料，規避了熱彎處理時無光重結晶現象的發生，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，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、失透導致變淺，嚴重時出現釉面針孔痱子、氣泡等缺陷，無法達到正常產品質量要求。

為了解決曲面巖板易變色變調的問題，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，采用標準數字色差儀器進行測試，得到墨水的發色范圍。依據國際照明委員會發布的CIE Lab系統計算△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

影響曲面巖板質量及色調的因素多而復雜，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碼工藝、面釉配方和工藝。其中面釉配方優化調整將是解決釉面變色的關鍵因素，本文只對此內容作研究分析。

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配方中氧化物含量的增減，進行多組配方優化設計，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面釉配方，記為面釉EG05，其化學組成如表3所示。

圖1為優化面釉EG05熱彎前后釉面效果，熱彎前后顯示在深色灰度50%區域內，復合色色調肉眼觀察幾乎沒有任何改變。基于優化面釉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，△E均小于3%；在100%區域灰度范圍內，只有黑色色卡△E大于3%。鑒于在實際生產過程中黑色100%灰度應用場景極少，根據表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，實驗優選的面釉配方EG05對整個通道內墨水的發色影響較小，說明在整個色域范圍內巖板熱彎前后產品表面基本不變色。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，數據表明實驗獲得了高透明穩定度、低失透的優質釉料，規避了熱彎過程中無光重結晶現象的發生，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，進而拓寬了色域范圍[8]。

4結論

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，根據不同氧化物對釉層性能的影響程度對面釉配方進行優化設計，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，數據表明實驗優選的面釉配方對整個通道內墨水的發色影響較小，說明在整個色域范圍內巖板熱彎前后產 品表面基本不變色。基于低溫快燒平臺的面釉方向有利于降低系統色差△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定度、低失透的優質釉料，規避了熱彎過程中無光重結晶現象的發生，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，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.瓷質拋光弧面板與瓷質錨固件[J].建筑技術開發，1994，24：25-26.

[2]山東省新材料研究所.曲面陶瓷板或曲面陶瓷磚的制造方法[P].中國：CN1039806C，1998-09-16.

[3]山東天虹弧板有限公司.微晶玻璃-陶瓷復合曲面板的制造方法[P].中國：CN1295168C，2007-01-17.

[4]山東省科學院新材料研究所.陶瓷曲面板的制造方法及弧型爐[P].中國：CN1062537C，2001-02-28.

[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園有限公司.廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚及其生產工藝[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.