CN101614062B

CN101614062B - 釉面金属马赛克单元及其制备方法

Info

Publication number: CN101614062B
Application number: CN2009103047441A
Authority: CN
Inventors: 黄永建
Original assignee: CHENGDU ZAIJIAN DECORATING MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHENGDU ZAIJIAN DECORATING MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: CN101614062A

Abstract

本发明涉及一种釉面金属马赛克单元及其制备方法，属于马赛克制备技术领域。所要解决技术问题是提供一种耐摩擦、抗腐蚀性且装饰效果极强的釉面金属马赛克。本发明的技术方案是：包括化学性质不活泼的金属材料的坯体，及其表面覆盖的透明釉料形成的釉体。具体是将金属材料冲压成需要尺寸的坯体，表面清洗后施釉形成素烧坯；素烧坯灼烧后，经过组合等形成的装饰品，该装饰品具有了良好的耐腐蚀性能、耐磨性能及与釉体同步收缩的特点，并且成品呈现带保护层的双色或多彩色效应，成品五彩斑斓、自然大方、高贵华丽，弥补了现有马赛克靠人为拼花的呆板、不自然状况。

Description

釉面金属马赛克单元及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种釉面金属马赛克及其加工方法，属于马赛克制备技术领域。

背景技术

马赛克(mosaic)原义为：镶嵌，镶嵌图案，镶嵌工艺，发源于古希腊。早期希腊人的大理石马赛克最常用黑色与白色来相互搭配。发展到晚期的希腊马赛克时，艺术家为了更多元化地丰富其作品，开始需要更小的碎石片，使用愈来愈多的色彩。马赛克主要用于墙面和地面的装饰。由于马赛克其单元的单位面积小，色彩种类繁多，具有无穷的组合方式，它能将设计师的造型和设计的灵感表现的淋漓尽致，被广泛应用于宾馆、酒店、酒吧、车站、游泳池、娱乐场所、居家墙地面以及艺术拼花等等。马赛克按照材质、工艺可以分为玻璃马赛克、陶瓷马赛克、石材马赛克、金属马赛克。金属马赛克因色泽为原材料本身色泽，显得颜色单调，使其使用范围受到局限。金属经过电镀或烤漆，可以丰富色调，但使用过程中产品的耐摩擦和抗腐蚀性极低，使其产品的使用范围也大大受到局限。

釉是施于陶瓷坯体表面上的一层极薄的玻璃体。施釉目的在于改善坯体表面性能和提高产品的力学性能。通常疏松多孔的陶坯表面粗糙，易于沾污和吸湿。通过施釉，产品表面变得平滑、光亮、不吸湿、不透气。同时在釉下装饰中，釉层还能保护画面，使之经久耐用，并防止彩料中有毒元素的溶出。如果使釉着色、析晶、乳浊、消光、开片等，还能增加产品的艺术性，掩盖坯体不良的颜色。陶瓷品种繁多，釉品种也多，可按烧成温度进行分类。也可按釉面特征分类，分为透明釉、乳浊釉、结晶釉、无光釉、光泽釉、碎纹釉、单色釉、花釉等各种类型。一般认为釉系玻璃体，但制品上的釉层与玻璃毕竟还是有区别的。因为在高温下，釉中一些组分挥发；坯釉之间相互反应；釉的熔化受到坯件烧成制度的限制，所以釉层的微观组织结构和化学组成的均匀性都较玻璃为差。釉是施于陶瓷坯体表面形成的马赛克无法实现金属高贵的装饰效果。

目前为止，未见在金属表面施釉，制备马赛克的报道。

发明内容

本发明所要解决技术问题是提供一种耐摩擦、抗腐蚀性且装饰效果很强的新型马赛克，釉面金属马赛克及其生产方法，由釉面金属马赛克单元经过组合、图案设计等形成马赛克装饰品。

本发明通过以下技术方案实现：所述釉面金属马赛克单元包括化学性质不活泼的金属材料的坯体与覆盖在坯体表面的釉体，所述釉体是由高温透明釉料形成。

为了最终的马赛克具有金属本身的颜色的装饰效果，采用透明油料在坯体表面形成彩色透明釉体。考虑坯体的收缩温度和氧化温度，所述的釉料的烧成温度应与之适应，比如选择紫铜材料的坯体，则釉料的选择应该是其烧成温度在680～1000℃之间。

釉体组成为：B₂O₃ 43-45％、SiO₂ 22-28％、CaO 2-5％、MgO 0.7-2％、Al₂O₃ 0.6-2％、Na₂O8-11％、K₂O 11-15％。或添加一定量的Co₂O₃、Ni₃O₄、Fe₂O₃、Cr₂O₃、NdO等中的一种或多种调整颜色。

坯体材料选择的依据是坯体的稳定性，可选择金属活动顺序在氢后的除Hg外的金属铜、银、铂、金或合金，当然也可以是其它化学性质不活泼、在空气中稳定且耐酸碱的金属，如锇、钨、锆、铑或合金。或表面覆盖铜等化学性质不活泼的金属的材料。

Cu属于H后金属，本身具有较强的抗腐蚀性能；Cu在元素周期表中位于第29，本身具有较大的密度，使其具有较高的硬度，赋予它有良好的耐磨性能；且价格相对其它不活泼金属低，是首选材料。同时，Cu因它电子排布和轨道杂化本身特性，赋予它有良好的延展性能，使其容易冲压成型和高温烧制后几乎不变形，因此，釉面铜马赛克具有了良好的耐腐蚀性能、耐磨性能及与釉、体同步收缩的特点。

由于

在紫铜颗粒表面上施透明高温釉料，会形成“Cu-CuO”双色效应。优选的坯体材料是紫铜，铜含量达到96％以上。

为了进一步加强装饰效果，在釉料里加入一些有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等等中的一种或多种进行颜色调整得到彩色透明釉料。使成品表面的釉体为彩色釉体，具有“Cu-CuO-彩色透明釉料”的混合色，并带金星的双色或多彩色效应，可以达到颜色变化多端，五彩斑斓的效果。

所述釉体可以为双层釉体，坯体表面覆盖彩色透明釉体，彩色透明釉体表面再覆盖无色透明釉体。

马赛克就是由这些单元经过组合、图案设计等形成的五彩斑斓、自然大方、高贵华丽的装饰品。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该釉面铜马赛克单元的生产方法，

(1)、将金属材料冲压成需要尺寸的坯体、并进行表面清洗；

(2)准备釉料：根据坯体材料的收缩温度和氧化温度，选择相应烧成温度的透明釉料；

(3)施釉：采用淋釉方式给坯体表面施釉，形成覆盖有釉体的素烧坯；

为了使得成品具有五彩斑斓的立体梦幻效果，可在坯体表面施双层釉料，先在坯体上施一层彩色透明釉料，再在其上面施一层白色粉末状的透明釉料。

(4)素烧坯升温灼烧即得。

进一步地，以紫铜材料的坯体为例，制备马赛克单元。

(1)、将紫铜冲压成需要尺寸的坯体，先用pH为4.6左右的缓冲溶液(H₂SO₄和草酸组成)进行清洗，除去杂质Zn；再用弱碱进行清洗。

(2)准备釉料：

釉料的组成及重量配比关系为：B₂O₃ 43～45％、SiO₂ 22～28％、CaO 2～5％、MgO 0.7～2％、Al₂O₃ 0.6～2％、Na₂O 8～11％、K₂O 11～15％。

混合物在池炉里用1200℃左右烧制，气泡消失后出炉呈无色透明状，然后粉碎过筛250目得到白色粉末状的透明釉料(类似白糖)。若需得到彩色透明釉料，则在上述配方中加入Co₂O₃、Ni₃O₄、Fe₂O₃、Cr₂O₃、NdO等中的一种或多种，用量取决于所需颜色而定；还可以将上述配方进行适当调整，控制烧成气氛，结晶、析晶、显色温度得到铜、铁、铬等金星釉料。所得釉料的烧成温度在680～1000℃。

(3)施釉：采用淋釉(加水为液态)方式给坯体表面施釉，形成覆盖有釉体的素烧坯；

为了使得成品具有五彩斑斓的立体梦幻效果，可在坯体表面施双层釉料，先用彩色透明釉料或金星釉料在坯体表面进行施釉；再在其上面施一层白色粉末状透明釉料(采用筛粉方式)。

(4)素烧坯从室温升温至800～1000℃的焙烧，冷却即得。

上述双层釉体也可以在第一次施釉彩色透明釉料后800～1000℃高温焙烧10～20分钟，然后再施第二层白色粉末状的透明釉料，780～800℃的焙烧8～14分钟，冷却即得。所述彩色透明釉料是透明釉料里加入一些有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃中的一种或多种进行颜色调整所得。

上述素烧坯从升温至烧成温度的升温速度控制在13～17℃/分钟。

本发明釉面马赛克的表面颜色鲜艳、纯正，还可通过工艺变化制成立体、幻彩、渐变、花纹等效果可用各种做装饰。也是是制作艺术拼图和镶嵌画的最好材料。

附图说明：

图1是本发明马赛克耐摩擦性检测示意图，其中编号1为重物(490牛顿)，2为皮带，3为被测物，4为固定框架。

具体实施方式

本发明釉面金属马赛克，以釉面紫铜马赛克为例，将紫铜坯体材料按需要的尺寸冲压成型，然后采用以下的工艺步骤制成的呈现“Cu-CuO-透明釉料”的带保护层的双色或多彩色效应蓝雅釉马赛克。选择烧成温度在680～820℃之间的透明釉料。

(1)、把彩色透明釉料的一种或多种进行颜色调整后研磨至细度为250目左右，采用淋釉方式给紫铜坯体进行施釉，其目的是保证坯体上带有需要颜色，形成“Cu-CuO-彩色透明釉料”的多彩色效应。

(2)再在彩色透明釉料上面施一层细度为250目左右的白色粉末状的透明釉料，其目进行封闭保护、利于多彩显色。

(3)将上述马赛克素烧坯通过1小时左右加热至800-1000℃的烧成温度，保温10-20分钟，其目的是在充裕的时间里让“Cu-CuO-彩色透明釉料”充分相互渗透、反应、结晶。

(4)冷却至室温即得本发明马赛克单元。随炉冷却过程中，由于紫铜良好的延展性随釉体同步收缩，达到成品变形小、平整度高的效果，从而得到表面形成有“Cu-CuO-彩色透明釉料”带保护层的双色或多彩色效应的成品。

为了增强施釉效果，清除紫铜颗粒表面的杂质和提高“Cu-CuO-彩色透明釉料”充分相互渗透、反应、结晶的可能性和可行性，在给紫铜颗粒施釉前进行以下处理：施釉前用H₂SO₄和草酸进行钝化、清洗；

先用pH为4.6左右的缓冲溶液(含14～18wt％的H₂SO₄和13～18wt％的草酸)进行清洗，除去杂质Zn；再用弱碱进行清洗。缓冲溶液的溶剂为水。

为了清洗干净、彻底，可在弱碱中加入一定量的挥发性溶剂，比如：EDTA中加入一定量的聚乙烯醇。形成含64～72wt％的EDTA和28～36wt％的聚乙烯醇的混合弱碱液。

选择的溶剂其挥发性不宜太快，比如，不宜选择乙醇等挥发性较强的溶剂，否则达不到彻底清洗的目的，会影响釉料与坯体的粘接。

由于Cu属于H后金属，本身具有较强的抗腐蚀性能；Cu在元素周期表中位于第29，本身具有较大的密度，使其具有较高的硬度，赋予它有良好的耐磨性能；Cu因它电子排布和轨道杂化本身特性，赋予它有良好的延展性能，使其容易冲压成型和高温烧制后几乎不变形的特点，这样一来，经过高温烧制后的施釉紫铜马赛克随炉冷却后具有了良好的耐腐蚀性能、耐磨性能及与釉体同步收缩的特点，并且成品呈现“Cu-CuO-彩色透明釉料”的带保护层的双色或多彩色效应，成品五彩斑斓、自然大方、高贵华丽，弥补了现有马赛克靠人为拼花的呆板、不自然状况，正是消费水平日益提高的人们追求的装饰产品。

以下通过具体实施例的方式对本发明作进一步详述，但不应理解为是对本发明的任何限制。以下实施例首先对紫铜来料进行严格把关，检验铜含量达到96％为合格。按要求尺寸冲压成型紫铜坯体(以下实施例采用紫铜片为坯体)，用pH为4.6左右的缓冲溶液(含17％的H₂SO₄和16％的草酸)进行钝化、清洗；再用含68％EDTA和32％聚乙烯醇的混合液进行敏化、清洗晾干后进行施釉、烧成成品。

为了检测本发明施釉金属马赛克的耐摩擦性、抗腐蚀性，以下实施例制备的成品通过以下方法检测：

1、耐摩擦性检测(质量差减法测及感观法测定)

①、实验目的：检测铜片施釉前后耐摩擦能力大小；

②、实验仪器及设备：铜片、施釉的铜片马赛克、重物(490牛顿)、皮带(橡胶)、固定框架见图1，其中编号1为重物(490牛顿)，2为皮带(橡胶)，3为被测物，4为固定框架。

③、实验步骤：先将被测物(相同规格的铜片和施釉的铜片马赛克)称重后把被测面(铜片的任何一面和施釉的铜片马赛克的釉面)固定到固定框架上，然后用承载490牛顿重物的橡胶皮带来回拖动，一个来回为一次，在一定次数后，取下被测物，把被测物清洁、除尘后称重。固定前与固定后的质量百分比差为这个周期的摩擦损耗量；每个周期后肉眼感观摩擦表面发生的情况，并作相应的记录。

2、抗腐蚀性检测(质量差减法测及感观法测定)

①、实验目的：检测铜片施釉前后抗腐蚀性能力的大小。

②、实验试剂及仪器：铜片、釉面金属马赛克、硫酸(16％)、氢氟酸(13％)、盐酸(17％)、氢氧化钠(16％)、酒精、鞋油、指甲油、烧杯；

③、实验步骤：将被测物(相同规格的铜片和施釉的铜片马赛克)称重后防入配制好的实验试剂液中24小时，进行清洁、除尘、60℃恒重后称重，浸泡前与浸泡后质量百分比差为本次实验的损耗量，对比实验4次的平均值为这个周期的实验结果，在被测物(相同规格的铜片和施釉的铜片马赛克)的被测面(铜片的任何一面和施釉的铜片马赛克的釉面)滴鞋油、指甲油48小时后观察浸润污染情况。

实施例1：施釉紫铜马赛克(透明)的制备

(1)、釉料配制：釉料的组成及配比关系为：

B₂O₃ 44％、SiO₂ 25％、CaO 4％、MgO 1％、Al₂O₃ 1％、Na₂O 10％、K₂O 15％。

在池炉里用1200℃左右烧，气泡消失出炉，然后粉碎过筛250目得到白色粉末状的透明釉料。所得釉料的烧成温度在680～1000℃。

(2)采用淋釉(白色粉末状的透明釉料加水)方式给紫铜坯体进行施釉形成覆盖有釉体的素烧坯；

(3)将上述素烧坯通过1小时左右加热至800～1000℃的烧成温度，保温10～20分钟；

(4)、冷却至室温，使其表面形成有保护层的成品(紫铜色)。耐摩擦性、抗腐蚀性检测结果见表1。

实施例2：施釉紫铜马赛克(蓝色)的制备

(1)、釉料配制：釉料的组成及配比关系为：

B₂O₃ 44％、SiO₂ 25％、CaO 4％、MgO 1％、Al₂O₃ 1％、Na₂O 10％、K₂O 14％、Co₂O₃ 1％

在池炉里用1200℃左右烧，气泡消失出炉蓝色透明状，然后粉碎过筛250目得到蓝色粉末状的透明釉料。所得釉料的烧成温度在680～1000℃。

(2)将蓝色透明釉料研磨至细度为250目左右，采用淋釉(加水)方式给紫铜坯体表面施釉；其目的是保证坯体上带有需要颜色，形成“Cu-CuO-蓝色透明釉料”的多彩色效应。

(3)采用筛粉方式再在蓝色透明釉料上面施一层细度为250目左右的白色粉末状的透明釉料，其目进行封闭保护、利于多彩显色。形成覆盖有釉体的素烧坯；

(4)、将上述素烧坯通过1小时左右加热至800～1000℃的烧成温度，保温10～20分钟；冷却至室温即得。耐摩擦性、抗腐蚀性检测结果见表1。

实施例3：施釉紫铜马赛克(红色)的制备

(1)、釉料制备同实施例1，釉料的组成及重量配比关系为：B₂O₃ 43％(无水硼砂)、SiO₂ 25％、Zn₂O 8％、Al₂O₃ 2％、Na₂O 8％、K₂O 12％、SeO 0.6％、GeO1.4％。

在池炉里用1200℃左右烧制气泡消失出炉，然后粉碎过筛250目得到浅黄色透明釉料。所得釉料的烧成温度在680～1000℃。

(2)将浅黄色透明釉料研磨至细度为250目左右，采用筛粉方式给紫铜坯体表面施釉得到素烧坯。

(3)把素烧坯通过1小时左右加热至800-1000℃的烧成温度，680-710℃保温10-20分钟进行二次显色至鲜红，冷却；

(4)、再在上面施一层细度为250目左右的白色粉末状的透明釉料，通过30-50分钟加热至780-800℃的烧成温度，保温8-14分钟，冷却得到表面有保护层的多彩色效应的成品。耐摩擦性、抗腐蚀性检测结果见表1。

当然，也可以在白色透明油料加入Co₂O₃、Ni₃O₄、Fe₂O₃、Cr₂O₃、NdO等中的一种或多种，用量取决于所需颜色而定；还可以将上述配方进行适当调整，控制烧成气氛，结晶、析晶、显色温度得到铜、铁、铬等金星釉料。其烧成温度在680～1000℃。

表1

表2

另外，采用酒精、鞋油、指甲油等对样品进行上述试验，均无明显浸润污染情况。

综上所述，釉面金属马赛克较未施釉的铜片耐摩擦性、抗腐蚀性有明显的提高，抗酸碱(氢氟酸除外)能力明显提高，对有机物质反应无明显变化。

Claims

1.釉面金属马赛克单元，包括化学性质不活泼的金属材料坯体或表面覆盖化学性质不活泼的金属材料的坯体，其特征在于：所述坯体表面覆盖有透明釉体。

2.根据权利要求1所述的釉面金属马赛克单元，其特征在于：所述坯体材料为铜材料或表面覆盖铜的材料。

3.根据权利要求1或2所述的釉面金属马赛克单元，其特征在于：所述釉体为釉料中添加Co₂O₃、Ni₃O₄、Fe₂O₃、Cr₂O₃、NdO中的一种或多种形成的彩色透明釉体。

4.根据权利要求3所述的釉面金属马赛克单元，其特征在于：所述釉体为双层釉体，坯体表面覆盖彩色透明釉体，彩色透明釉体表面再覆盖无色透明釉体。

5.制备釉面金属马赛克单元的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将金属材料，冲压成需要尺寸的坯体、并进行表面清洗；

(2)准备釉料：根据坯体采用的金属材料的收缩温度和氧化温度，选择相应烧成温度的透明釉料；

(3)施釉：采用淋釉方式或筛分方式给坯体表面施釉，形成素烧坯；

(4)素烧坯升温灼烧即得。

6.根据权利要求5所述的制备釉面金属马赛克单元的方法，其特征在于：第(3)步骤先在坯体施以彩色透明釉料焙烧后再在其表面施一层白色粉末状的透明釉料，焙烧即得成品。

7.根据权利要求5或6所述的制备釉面金属马赛克单元的方法，其特征在于：所述金属材料为紫铜或表面覆盖紫铜的材料。

8.根据权利要求7所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：紫铜表面先用弱酸性溶液进行清洗，再用弱碱溶液进行清洗。

9.根据权利要求8所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：弱酸性溶液为pH为4.6的缓冲溶液，含14～18wt％的H₂SO₄和13～18wt％的草酸；所述弱碱溶液含64～72wt％的EDTA和28～36wt％的聚乙烯醇。

10.根据权利要求7所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：所述透明釉料组成为：B₂O₃ 43～45％、SiO₂ 22～28％、CaO 2～5％、MgO 0.7～2％、Al₂O₃ 0.6～2％、Na₂O 8～11％、K₂O 11～15％；或其中加入有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃中的一种或多种进行颜色调整所得的彩色透明釉料。

11.根据权利要求8所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：所述透明釉料组成为：B₂O₃ 43～45％、SiO₂ 22～28％、CaO 2～5％、MgO 0.7～2％、Al₂O₃ 0.6～2％、Na₂O 8～11％、K₂O 11～15％；或其中加入有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃中的一种或多种进行颜色调整所得的彩色透明釉料。

12.根据权利要求9所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：所述透明釉料组成为：B₂O₃ 43～45％、SiO₂ 22～28％、CaO 2～5％、MgO 0.7～2％、Al₂O₃ 0.6～2％、Na₂O 8～11％、K₂O 11～15％；或其中加入有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃中的一种或多种进行颜色调整所得的彩色透明釉料。

13.根据权利要求5所述的的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：第(3)步骤先在坯体表面施以彩色透明釉料后再在其表面施一层白色粉末状的透明釉料，焙烧即得成品。

14.根据权利要求13所述的制备釉面金属马赛克单元的方法，其特征在于：所述金属材料为紫铜或表面覆盖紫铜的材料。

15.根据权利要求14所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：紫铜表面先用弱酸性溶液进行清洗，再用弱碱溶液进行清洗。

16.根据权利要求15所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：弱酸性溶液为pH为4.6的缓冲溶液，含14～18wt％的H₂SO₄和13～18wt％的草酸；所述弱碱溶液含64～72wt％的EDTA和28～36wt％的聚乙烯醇。

17.根据权利要求16所述的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：所述透明釉料组成为：B₂O₃43～45％、SiO₂22～28％、CaO 2～5％、MgO 0.7～2％、Al₂O₃0.6～2％、Na₂O 8～11％、K₂O 11～15％；或其中加入有色金属氧化物粉末，C₂O₃、NiO、Fe₂O₃、Cr₂O₃中的一种或多种进行颜色调整所得的彩色透明釉料。

18.根据权利要求13所述的的釉面金属马赛克单元的制备方法，其特征在于：坯体施以彩色透明釉料后于800～1000℃高温焙烧10～20分钟，再在其表面施一层白色粉末状的透明釉料得到素烧坯，素烧坯再经780～800℃的焙烧8～14分钟即得成品。

19.根据权利要求18所述的釉面马赛克单元的制备方法，其特征在于：从室温升温至焙烧温度的升温速率为13～17℃/分钟。