CN103159504A - 一种用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂及其应用，所述光泽制剂包括溶于溶剂中的铁的金属有机化合物；溶于溶剂中的钴的金属有机化合物；溶于溶剂中的铬的金属有机化合物；溶解于溶剂中的基础金属助熔剂；作为金属的铁和铬的重量比范围在1:1至12:1之间，铁、铬、钴的总和至少占组份的1wt%；基础金属助熔剂的含量必须满足能够熔解全部的铁、铬、钴。本发明所述的光泽制剂组份中，虽然不含金属金，但通过选择合适的铁、铬、钴和助熔剂的混合物来达到呈现与黄金外观极为相近的装饰效果，极大的节省装饰制剂的成本。

Description

一种用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂及其应用

技术领域

本发明涉及表面光泽制剂领域，尤其是涉及一种可以用于装饰玻璃、陶瓷和瓷器表面的光泽制剂。 

背景技术

用于玻璃、陶瓷、瓷器装饰的光泽制剂通常为有机载体介质中的有机金属化合物溶液，烘焙过程中有机载体充分燃烧并挥发掉。烘焙后，光泽制剂会在被装饰的基材上形成一层光亮的、色彩艳丽的并具有彩虹效果的金属氧化层。光泽制剂自身在釉面上显示出极高的光泽度。它们的成膜厚度仅为10 ^-4 - 10 ^-5 mm，与波长属于同一个数量级，并且由于它具有与被装饰基材不同的折射率，因此大部分光泽制剂呈现虹彩白色或银色。 

有色光泽制剂的生产可以使用过渡金属元素的化合物，这样烘焙后个性化光泽色彩十分明显。含铁的光泽制剂显示棕红色泽，高浓度含钴的光泽制剂显示红棕色泽，含镍的光泽制剂显示浅棕色泽，含锰的光泽制剂显示灰棕色泽。通过添加光亮黄金溶液可以形成有趣的色调，因此我们可以获得各种各样的具有金属性的光泽色彩。 

迄今为止烧成后能够在陶瓷表面上呈现极具黄金金属外观的装饰性组份通常含有10%-15%的黄金，还有助熔剂和载体介质。先前技术中已经公开了这样的组份，例如美国专利US2,994,614和US3,092,504 ，公开并要求保护具体的某种含金化合物和组份，这些化合物和组份对于装饰组份烘焙后能够呈现如黄金金属般外观。 

组份中黄金的最大含量主要取决于金的成本。另外，超过特定含量后继续增加黄金含量并不能提高烘焙后成膜外观与黄金的相似度。黄金的最小含量主要取决于低含量黄金薄膜的附着力和耐用性以及薄膜表面上的装饰部分。 

随着金价的上涨，黄金的使用成本与先前相比已经翻了五至十翻，现在人们已经开始越来越感兴趣于如何在装饰组份中减少黄金使用量。出于对黄金成本的考虑，除了昂贵商品外，在一般价格商品中使用含金的装饰组份用来装饰变得越来越不可能。 

钯金也可以应用到装饰组份中。在某些组份中，钯金与黄金可以一起使用，这样烘焙后所形成的薄膜外观呈现白色金属效果，这是在仿效迄今为止非常昂贵的钯金装饰组份烘焙后所产生的装饰效果。在其他应用领域中，它已经被用来制作呈现棕色效果。在先前技术中，钯金与大量黄金结合使用已被应用于制作呈现具金属性的白色装饰效果；单独使用钯金，用来制作呈现棕色装饰效果。我们可以在美国专利US3,216,834中找到相应的实施例，这个专利主要针对装饰应用中一种新的钯金化合物的使用。其中，一个实施例描述了一种用于制作钴棕色含有1.5%钯金、3%银及少量铑和铬的组份。其他实施例则列举了含有高含量黄金成份和低含量钯金成份的光亮钯金装饰组份。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的光泽制剂，本发明所述的光泽制剂组份中，虽然不含金属金，但通过选择合适的铁、铬、钴和助熔剂的混合物来达到呈现与黄金外观极为相近的装饰效果，极大的节省装饰制剂的成本。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

本发明提供了一种烘焙后能够在陶瓷表面呈现与黄金外观极为相近的装饰效果的装饰组份，这种组份包括溶解贵金属化合物的含有机溶剂的介质；这种组份以其自身含有的金属含量为特征，主要包括：

一种溶解于溶剂中的铁的金属有机化合物；

一种溶解于溶剂中的铬的金属有机化合物；

一种溶解于溶剂中的钴的金属有机化合物；

一种溶解于溶剂中的基本金属的金属有机助熔化合物。

铁的金属有机化合物为铁的羧酸盐为宜，铬和钴的金属有机化合物为铬和钴的羧酸盐为宜，金属助熔剂的有机化合物为金属的羧酸盐为宜。 

所述金属有机化合物和基础金属的金属有机助熔化合物的选择还可以来自于金属磺酸盐、金属硫醚或者金属羧化物。 

除此之外，本发明还提供了一种烘焙后能够在陶瓷表面呈现与黄金外观极为相近的装饰效果的装饰组份的制作方法。这种方法包括制备含溶解金属有机化合物的有机溶剂的介质装饰组份，以其金属含量为特征，包括： 

溶解于溶剂中的铁的金属有机化合物；

铁和铬或钴的重量比范围在1:1至12:1之间，应用到涂层中的铁、铬、钴的总含量占涂层总重量的0.5 % ~ 2%, 其余含量为助熔剂和载体介质。铁和铬的重量比范围在8:1 到9:1间为佳；基本金属助熔剂的含量必须足够熔化所有金属。在不透明或透明陶瓷坯体上涂覆这种涂层并烘焙后，所获得的装饰表面的外观色彩可以同含黄金的涂层烘焙后所获得的色彩相媲美。

溶解于溶剂的一种基础金属的金属有机助熔化合物，其含量需要能够在基材上熔化所有金属； 

组份(a)被涂覆到被装饰的陶瓷材料表面后，与被装饰陶瓷材料一起进行烘焙，烘焙后在陶瓷表面形成的薄膜具有与黄金外观极为相近的装饰效果。

根据陶瓷材料的不同，烘焙温度在摄氏500度和800度之间为宜。 

总地来讲，本专利提供了一种不含黄金但涂覆到陶瓷表面并经烘焙后形成的薄膜仍能呈现与黄金外观极为相近的装饰效果的装饰组份。也就是说，烘焙后的装饰表面向人眼反射光波，因为它的外观具有黄金和黄金合金表面的特性。这个组份包含作为主要金属成分的铁、铬、钴，为了使涂覆在陶瓷表面上的组份烘焙后所形成的薄膜呈现与黄金外观极为相近的效果，铁、铬、钴的含量必须在一定重量比范围内。铁、铬、钴以可溶解于溶剂的金属有机化合物形式存在，并按照上面所面所描述的范围，与适合的助熔剂及介质结合，这样就可以形成具有合适粘度的组份。若含量不在所描述范围之内，烘焙后将无法呈现令人期待令人满意的与黄金外观极为相近的色彩，与此同时，形成的薄膜的反射系数和附着力也会有所降低。当本专利描述的组份用来装饰被装饰表面的狭窄线条时，烘焙后形成的薄膜与黄金外观的相近程度会有所提高。当本专利描述的组份用来装饰不透明或半透明而非全透明陶瓷，烘焙后形成的薄膜与黄金外观的相近程度也会有所提高。 

本发明还涉及一种利用以上烘焙后能够在陶瓷表面呈现与黄金外观极为相近的装饰效果的装饰组份进行装饰的方法。通常的方法有丝网印刷、滚、喷或刷。所施涂层中的介质充分挥发以及残留物质充分熔化的条件取决于被装饰基材自身能够承受的温度，对于玻璃基材来讲，这个温度一般在摄氏500度至600度之间，对于其他陶瓷材料如骨质瓷，这个温度在摄氏650度至800度之间。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 

本发明发现可以利用在一定狭窄比例范围内的铁、铬、钴组合物制作装饰性组份，把这种组份涂覆在被装饰表面上经烘焙后所形成的薄膜呈现与黄金外观极为相近的效果。若含量不在所描述范围之内，烘焙后将无法呈现令人期待令人满意的与黄金外观极为相近的色彩，与此同时，形成的薄膜的反射系数和附着力也会有所降低。 

依据现有技术，承载金属有机化合物的介质的组成成分的选择可以来自各种合适的有机溶剂，其中可以选择香精油。例如，介质的构成可以是任何适合的简单有机溶剂或两种或两种以上的有机溶剂的混合物，如甲苯、硝基苯、丁醇、苯甲醇、溶纤剂、丁基溶纤剂、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、松节油、萜品醇、二甲苯、各种帖烯类如蒎烯、二戊烯等等。香精油可以包括薰衣草油、迷迭香油、穗花油和/或樟脑油。 

介质还可以包括一种胶粘溶剂如松香、黑沥青和任何种类的合成树脂。 

也可以使用如松香酯类的增塑剂，例如甲基松香酯或松香甘油酯。被使用的合适的松香酯的为Hercules品牌下的HERCOLYN和STAYBELITE。 

本发明组份中的金属成分（铁、铬、钴和基础金属）以可溶性金属有机化合物的形式存在。实施例中所列出的羧化物为首选。当然，其他可溶性有机金属化合物也是可以使用的。 

本发明所述组份中的铁、铬、钴和作为助熔剂的基础金属必须以一定的形式被引进，也就是说金属必须是可以溶解于本组份的化学个体不可分割的一部分。所以，铁、铬、钴的化合物以可溶于有机溶剂的金属有机化合物的形式被引进。如上所述的，当使用能溶解于合适溶剂中的合适的金属有机化合物的同时，使用羧酸盐类为最佳。 

类似地，以下将要讨论的基础金属助熔剂是以助熔金属的可熔金属有机化合物的形式被引进，作为羧酸盐被引进。 

如果配方中减少铁的含量并且不加入铬，但如果加入少量的锰，那么即使反射能力和附着性能都保持良好，薄膜颜色仍会变成深棕色。 

铁和铬或钴的重量比范围在1:1至12:1之间，应用到涂层中的铁、铬、钴的总含量占涂层总重量的0.5 % ~ 2%, 其余含量为助熔剂和载体介质。铁和铬的重量比范围在8:1 到9:1间为佳；基本金属助熔剂的含量必须足够熔化所有金属。在不透明或透明陶瓷坯体上涂覆这种涂层并烘焙后，所获得的装饰表面的外观色彩可以同含黄金的涂层烘焙后所获得的色彩相媲美。其中，“wt%”表示重量百分数。 

如果这种装饰组份根据现有技术进行制备，就得使用黄金，用于涂刷和丝网印刷的装饰组份中黄金的含量为8-10wt%。然而，本发明已经清楚地表明了与市场上存在的含有黄金的组份对比来说，本发明中的组份含有的金属成份总量较低，而且不含金，成本较低。 

本发明组份中的另一个重要成分是助熔材料，它是基础金属的可溶性金属有机化合物，通常被用于陶瓷基材上熔化金属层，使金属层与陶瓷基材紧密结合在一起。助熔材料具有在高温下软化或熔化的特性。它们与基材反应，为金属薄膜创造了一个具有粘性的玻璃层，提高了金属薄膜的附着力和抗磨性能，尤其是现有技术中已知的基础金属如铋、锡、锑和锰。可供参考的文献为我们刚才提到的U.S 3,216,834。然而，并不是所有已知的基础金属助熔剂都能够被应用于本专利所描述的装饰组份中。作为助熔材料，适合应用于发明的合适的基础金属包括铋（最佳）、锡、钛和锆。 

最佳方案中，可以使用铋的金属有机化合物例如辛酸铋。通常来讲，铋与铁、铬和钴的总和的重量比范围为0.02:1至0.2:1，铋与铁、铬和钴的总和的最佳重量比也就是说Bi:(Fe+Cr+CO)为0.1:1（在总金属含量的基础上）。 

以下实施例是本发明最佳方案中提供的具有代表性的装饰性组份 

实施例1

按实施例1中给出的比例制作的组份相对而言粘度较高，比较适合应用于丝网应刷制作陶瓷花纸。喷或刷工艺中需要粘度较低的组份，因此需要使用甲苯、二甲苯或其它合适溶剂按照重量比对半稀释实施例1组份，

实施例1组份中的具体成分如下：

有机碳氢化合物溶液指甲苯。

  

一般来说，作为溶剂，甲苯和松节油为首选。增塑剂的选择必须适合于具体的领域和实际条件。溶剂和树酯形成糊状物，添加溶剂和树酯是为了调整具体应用领域对粘度要求的不同。通常，根据现有技术，范围在300-2500 mPas之间的组份适合应用于丝网印刷。

把本发明组份涂覆于陶瓷物件之后，在先有技术提供的典型温度下对陶瓷物件进行烘焙，玻璃的典型烘焙温度范围约为摄氏500度至650度之间，骨质瓷约为摄氏650度 至800度之间。烘焙过程实际上就是有机物分解挥发，在基础金属氧化粘合剂中只留下细微的铁、铬、钴和铜的颗粒。 

当铁、铬和钴比例的选取依照本发明说述，所获得的烘焙后的薄膜呈现与黄金外观极为相近的装饰效果。 由于其成本相对较低，本发明所述的装饰性组份可以被应用到很多成本花费并不是很大的领域中，在这些领域中金的装饰部分如果使用传统的含金组份，那么成本将会是非常高的。 

根据本发明形成的具有黄金外观的薄膜的生产局限性很大，它是一种不透明或透明物质，但却总能呈现金色效果。当这种薄膜用来装饰狭窄线条时，其强大的反射能力可以提高与黄金外观的形似度。 

Claims (7)

1.一种用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：所述光泽制剂包括：

溶于溶剂中的铁的金属有机化合物；

溶于溶剂中的钴的金属有机化合物；

溶于溶剂中的铬的金属有机化合物；

溶解于溶剂中的基础金属助熔剂；

作为金属的铁和铬或钴的重量比范围在1:1至12:1之间，铁、铬、钴的总和至少占组份的重量比的0.5 %；基础金属助熔剂的含量满足能够熔解全部的铁、铬、钴。

2.如权利要求1所述的用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：铁、铬、钴的总含量占组份总重量的1% ~ 12%。

3.如权利要求1所述的用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：应用到涂层中的铁、铬、钴的总含量占涂层总重量的0.5~2%之间, 其余含量为助熔剂和载体介质。

4.如权利要求1所述的用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：所述基础金属助熔剂的基础金属为铋、锡、钛、锌或者他们的混合物。

5.如权利要求1所述的用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：所述的铁的金属有机化合物是一种铁的羧酸盐，所述的铬的金属有机化合物是铬的羧酸盐，所述的钴的金属有机化合物是钴的羧酸盐，所述的基础金属助熔剂基础金属的羧酸盐。

6.如权利要求1所述的用于玻璃、陶瓷和瓷器装饰的光泽制剂，其特征是：所述金属有机化合物和基础金属的金属有机助熔化合物为来自于金属磺酸盐、金属硫醚或者金属羧化物。

7.一种金黄色金属膜，为权利要求1-6任意一项所述的光泽制剂转印到玻璃、陶瓷和瓷器基材后，在摄氏约500度和800度之间进行烘焙而得。