CN109437978B - 低温陶瓷坯釉直印釉墨及其应用和陶瓷制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温陶瓷坯釉直印釉墨及其应用和陶瓷制品，釉墨包括重量百分含量为60％‑75％的无机陶瓷颜料和25％‑40％的改性硅脂；所述无机陶瓷颜料包括重量百分含量为60％‑75％的熔剂和25％‑40％的色剂；所述熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石49％～55％,石英20％～28％,五水硼砂20％～26％,方解石2％～8％,高岭土1％～6％。无机陶瓷颜料和所述改性硅脂均混后辊轧即制成直印釉墨。通过丝网印刷或移印机印刷等机械印刷方式将釉墨印在陶瓷原坯或生釉层上，制作时将陶瓷的坯、釉及釉墨图案三者一次烧制成型，彻底去除传统陶瓷花纸在高温烧制中铅、镉的挥发，以及陶瓷花纸在高温反应后存留于陶瓷中的部分铅、镉对人体的伤害，适用低温范围烧制，制作工艺简单，色彩光亮，成本低，具有浮雕感及釉中彩的效果。
Description
技术领域
本发明涉及日用陶瓷装饰技术领域，特别涉及一种低温陶瓷坯釉直印釉墨及其应用和陶瓷制品。
背景技术
传统日用陶瓷的生产制作需要经过二次或三次烧成，每次烧制时长约在10小时以上，最后一次是将陶瓷花纸贴在烧制好的瓷器表面经过800℃～850℃，8～10小时的烧烤(如果陶瓷器型较大则需花费更长时间)。
然而，传统的生产工艺中存在的问题：1.陶瓷颜料的含铅量约达到40％～50％以上，因此陶瓷花纸烧烤过程中产生大量的铅、镉等有害物质的挥发和排放；2.高温环境的二次或多次烧制过程，工序冗长复杂，人工操作时间长，能源消耗大；3.大多数日用陶瓷制品采用花纸装饰，其展示效果比较单一，已无法满足当今人们对日用陶瓷的审美意识和观感；4.陶瓷花纸的制作工艺复杂，工作环境恶劣，存在大量有机物的挥发，危害操作人员的身体健康。
虽然采用陶瓷花纸有上述种种问题，但是在制作过程中想要替代陶瓷花纸(如采用釉墨)或改变其烧制流程存在许多技术困难，中国的传统日用陶瓷制作工艺存在已有上千年历史，改变其烧制工序困难显而易见，其中包括：1.如果减少一次陶瓷花纸的烧制工序，其装饰效果只能在陶瓷第一次烧制时进行，但是日用陶瓷根据特点用途不同，其烧制温度从低温陶器(1020℃～1100℃)到高温陶器(1200℃～1380℃)不等，作为替代花纸装饰的釉墨需要具备良好的温度适应性，特别是适用于低温烧制的釉墨比较罕见；2.釉墨的抗热震性能和不同烧制温度的陶瓷坯釉的匹配需具有良好的化学反应性能及稳定性；3.如何选择一种或多种混合介质，与陶瓷颜料混合并产生极好的润滑性，拒水性，均匀性。4.选用的介质如何与陶瓷颜料的配比达到最佳使用性能(当介质用量过大时，润滑，阻水等印刷效果好，但是颜色会变浅，变差)5.如何使釉墨的熔剂能适合不同的烧制温度，颜色不会变浅，又能保持色彩的鲜艳度和光泽度。
由此可见，想要使用釉墨来替代陶瓷花纸，需要结合原料的功能性、兼容性、釉墨的使用温度、装饰效果、制作流程的简易性等因素综合考量，在研制配方和工艺时具有较强的系统性和复杂性，存在较大的技术困难。
CN101412637A中公开了一种陶瓷制品装饰用拒水剂及其制造方法，成分体系采用Al-Si-K-Zn元素组合，其声称具有一定的拒水效果，但是却存在如下问题：1.采用ZnO作为原料需要经过高温煅烧(1200℃左右)，如果像该专利公开中未经过煅烧直接加入生釉中，将会影响釉料的技术性能，而经过煅烧则又会增加工序和能耗。2.氧化锌对某些色釉的发色有不佳影响，尤其是铬釉，Si-Al-Zn系化学成分体系作为助熔剂和Co系Cr系Fe系等金属氧化物制作的各色色料(色剂)结合制作成的各类色系的色釉会存在色系改变问题,如Co黑色会有明显的浅棕色相,Cr系绿色会有浅蓝色色相,其原因是在玻璃熔块(熔剂)中引入Zn所造成，而该专利公开中的黑色着色氧化物中恰恰含有CrO，即产生上述的色系改变问题。所以该专利采用的ZnO限制了色釉中其他原料的选择范围。3.按化学成分分析，该拒水剂的使用温度应为1150℃～1200℃，不适用于低温烧制。4.其制成的产品为液态，在装饰时只能通过毛笔彩绘的方式进行，该过程中需加入大量煤油作为载体，气味刺鼻，且易挥发，易燃，污染环境，容易发生危险。由此可见，上述产品的使用方式虽然与陶瓷花纸不同，但是仍然无法解决制备工艺繁琐、污染环境、使用温度适应性差，组分之间兼容性不佳等问题。
因鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温陶瓷坯釉直印釉墨及其应用和陶瓷制品，使用时陶瓷的坯、釉及釉墨图案三者一次烧制成型，彻底去除陶瓷花纸在高温烧制中铅、镉的挥发，以及陶瓷花纸在高温反应后存留与陶瓷中的部分铅、镉对人体的伤害，适用于低温烧制陶瓷，制作工艺简单，色彩光亮，成本低，具有浮雕感，立体感及釉中彩效果。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供的一种低温陶瓷坯釉直印釉墨，包括重量百分含量为60％-75％的无机陶瓷颜料和25％-40％的改性硅脂；
所述无机陶瓷颜料包括重量百分含量为60％-75％的熔剂(在相关技术中亦作“溶剂”)和25％-40％的色剂；
所述熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石49％～55％,石英20％～28％,五水硼砂20％～26％,方解石2％～8％,高岭土1％～6％,将以上原料混合均匀，经1450℃玻璃池炉熔化制备成无机玻璃熔块，即得到所述熔剂；
所述无机陶瓷颜料和所述改性硅脂均混后辊轧即制成所述直印釉墨。
进一步地，所述直印釉墨的使用温度为980℃～1080℃。这使得釉墨可以适用于低温陶瓷的烧制，并可以在低温陶瓷烧制中实现坯、釉及釉墨图案三者一次烧制成型。
进一步地，所述釉墨为膏状。本公开涉及配方比例时调配合理，不会过于稀薄，在最后一道工序选用辊轧成形，使得最终的产品呈膏状，适用于丝网印刷或移印机印刷，与液态拒水剂需要毛笔彩绘的相比，不需要使用煤油作为载体，环保安全。
进一步地，所述釉墨使用时通过丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上。釉墨成品只需进行坯、釉、釉墨的一次烧制，就可以制作成精美的瓷器。
进一步地，若直接将所述釉墨印在生坯上，再施上釉浆，由于改性硅脂超强的拒水性，该釉墨覆盖的图案部分不会附着任何釉浆，经过高温烧制后，图案部分厚度仅为0.2mm，而周边附着釉浆部分为0.6-0.8mm，从在瓷面产生了一种带有浮雕效果的充满立体感的图案，而在熔剂的帮助下，该图案色彩鲜艳，光泽明亮，是低温花纸烧制无法达到的效果。
进一步地，当釉墨印在生釉层上时，在烧制过程中，该釉墨中的硅脂部分提前遇热挥发后，熔剂和釉浆产生熔融反应，使釉墨中的色剂下陷溶于釉层中，最终达到一种“釉中彩”的效果，而花纸只能烤制在釉层表面，无法形成这种效果。
进一步地，制备所述熔剂时，在所述经1450℃玻璃池炉熔化制备成无机玻璃熔块后，还包括研磨，筛分，除铁和烘干的步骤。
进一步地，所述无机陶瓷颜料和所述色剂混合时，研磨、烘干、粉碎成细度小于80μm的细粉。
第二方面，本发明还提供一种上述釉墨的应用，所述釉墨使用时通过丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上。
第三方面，本发明还提供一种陶瓷制品，印刷有上述的低温陶瓷坯釉直印釉墨。
本发明提供的低温陶瓷坯釉直印釉墨及其应用和陶瓷制品，使用时陶瓷的坯、釉及釉墨图案三者一次烧制成型，彻底去除陶瓷花纸在高温烧制中铅、镉的挥发，以及陶瓷花纸在高温反应后存留与陶瓷中的部分铅、镉对人体的伤害，适用于低温烧制范围，制作工艺简单，色彩光亮，成本低，具有浮雕感，立体感及釉中彩效果。与相关技术中的Al-Si-K-Zn体系相比，不采用ZnO，原料不用预先烧结，而且可以广泛适用于Co系Cr系Fe系等色剂，同时仍然能保持良好的色彩和光泽。
从工业应用上看，本发明提供的釉墨能够起到节能降耗，环保减排，减少装饰成本并提高美感的效果。
在节能降耗方面，一般每条烤花纸窑炉用电量约为3500度/天，电费约为2000元/天(按照平均电费0.6元/度)。以陶瓷产区福建省德化县为例，该瓷区拥有约1000条烤花窑炉，其日用电量约为3500000度，电费约为200万元。如果2000多家企业当中有20％～40％的产品逐步采用陶瓷坯釉直印釉墨工艺，每天的用电量可减少60～80万度，节约电费40多万元。坯釉直印油墨的推广应用对于行业节能降耗有显著效果，对企业降低生产成本增加效益也有明显的作用。
在环保减排方面，一般日用陶瓷丝网颜料的含铅量约40％～50％以上，在陶瓷花纸的烧烤过程中有99.5％的铅化合物气体排放到空气中，剩余的0.5％仍残留在陶瓷中，无论排放还是残留的铅都对环境和身体健康造成污染和伤害。采用坯釉直印釉墨一次烧成无有害物质排放及残留，有效保护了环境，更杜绝了对人体的伤害，有利于无铅镉陶瓷的出口创汇。
在减少装饰成本并提高美感的效果方面，采用此工艺印一个10x5cm2的图案，釉墨成本仅为0.02元左右，而同样规格的陶瓷花纸图案成本为0.1元左右，一次烧成的工艺更进一步降低了生产成本。由于其装饰效果具有浮雕感，立体感及釉中彩效果，美观性和观赏性受到人们喜爱，销售价格也高于传统二次烧成花纸的产品，提高了企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的低温陶瓷坯釉直印釉墨的制备流程图。
具体实施方式
下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种低温陶瓷坯釉直印釉墨，由重量百分含量为60％的无机陶瓷颜料和40％的改性硅脂组成。
改性硅脂由改性硅油无机稠化而成,无毒,无味,具有超好的润滑性，拒水性,存放时间长等特点。通过在无机材料中有效的引入有机材料的优质特性,发挥有机材料和无机材料良好的互补性,从而满足直印釉墨所需要的各项性能。由于这种改性硅脂极好的润滑性，及适中的粘结性，可方便的通过机械丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上。
无机陶瓷颜料由重量百分含量为60％的熔剂和40％的色剂组成。
熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石53％,石英21％,五水硼砂22％,方解石2％％,高岭土2％。
本发明实施例的熔剂适用于多数类型的色剂，熔剂和色剂的兼容性良好，可以根据实际图案的需要来选择相应的色剂。本实施例采用淄博福禄新型材料有限公司生产的各色系系列产品。也可以采用其他市售的Co系、Cr系、Fe系、Zr系、Pr系等色剂。
请参考图1，在准备好以上各种原料后，采用如下的制备流程制备直印釉墨：
步骤一：制备熔剂
将熔剂的原料按比例混合均匀，经1450℃玻璃池炉熔化成熔融块，再进行研磨，筛分，除铁和烘干，即得到所述熔剂。
步骤二：混合熔剂和色剂
将陶瓷熔剂与色剂按照60％：40％的重量配比均匀充分的混合，研磨，烘干，粉碎制成细度小于80μm的细粉，即得到无机陶瓷颜料。
步骤三：将无机陶瓷颜料和改性硅脂混合辊轧
无机陶瓷颜料和改性硅脂按照60％：40％的重量配比进行搅拌、均混及辊轧，即制成直印釉墨。
釉墨成品呈膏状，使用温度为980℃～1080℃。釉墨使用时通过丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上，坯、釉及釉墨图案三者一次烧制成型。
使用时，直接将所述釉墨印在生坯上，再施上釉浆，经过烧制后，釉墨形成的图案部分厚度为0.2mm，周边附着釉浆部分的厚度为0.6-0.8mm，从而在瓷面产生立体浮雕的效果。
当釉墨印在生釉层上时，在烧制过程中，该釉墨中的硅脂部分提前遇热挥发后，熔剂和釉浆产生熔融反应，使釉墨中的色剂下陷溶于釉层中，最终达到一种“釉中彩”的效果。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石49％,石英28％,五水硼砂20％,方解石2％,高岭土1％。其余部分均与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石55％,石英20％,五水硼砂20％,方解石3％,高岭土2％。其余部分均与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石49％,石英22％,五水硼砂26％,方解石2％,高岭土1％。其余部分均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石49％,石英20％,五水硼砂21％,方解石8％,高岭土2％。其余部分均与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，熔剂的原料按重量百分比包括：钾长石51％,石英20％,五水硼砂20％,方解石3％,高岭土6％。其余部分均与实施例1相同。
试验例
使用实施例1-6的釉墨直印在直径为130mm的瓷盘上，釉墨图案尺寸为2.5X4.5cm，每个实施例各直印三个瓷盘，共得到18个印有花纹瓷盘样品。然后按照QBT2455-2011陶瓷颜料中的相关标准测定产品外观、含水率、抗热震性、铅镉溶出量、光泽度、色差、耐酸性能和耐碱性能等八项指标，记录在下表1中。
表1产品性能测试结果
经过以上试验结果可知，本发明实施例提供的直印釉墨各项指标符合相关标准，且具有良好的抗热震性、光泽度、耐酸性和耐碱性。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.低温陶瓷坯釉直印釉墨，其特征在于，由重量百分含量为60％-75％的无机陶瓷颜料和25％-40％的改性硅脂组成；所述改性硅脂由改性硅油无机稠化而成，所述改性硅脂具有润滑性和拒水性；
所述无机陶瓷颜料由重量百分含量为60％-75％的熔剂和25％-40％的色剂组成；
所述熔剂的原料按重量百分比由钾长石49％～55％,石英20％～28％,五水硼砂20％～26％,方解石2％～8％,高岭土1％～6％组成,将以上原料混合均匀，经1450℃玻璃池炉熔化制备成无机玻璃熔块，即得到所述熔剂；
所述无机陶瓷颜料和所述改性硅脂均混后辊轧即制成所述直印釉墨；其中，所述直印釉墨的使用温度为980℃～1080℃，所述釉墨为膏状；
所述釉墨使用时通过丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上；
若直接将所述釉墨印在生坯上，再施上釉浆，该釉墨覆盖的图案部分不会附着任何釉浆，经过烧制后，釉墨形成的图案部分厚度为0.2mm，周边附着釉浆部分的厚度为0.6-0.8mm，以在瓷面产生立体浮雕；
当釉墨印在生釉层上时，在烧制过程中，随着温度的升高，釉墨中改性硅脂部分完全挥发，熔剂和色剂部分完全溶于釉层中。
2.根据权利要求1所述的低温陶瓷坯釉直印釉墨，其特征在于，制备所述熔剂时，在所述经1450℃玻璃池炉熔化制备成无机玻璃熔块后，还包括研磨，筛分，除铁和烘干的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的低温陶瓷坯釉直印釉墨，其特征在于，制备所述无机陶瓷颜料时，将所述熔剂和所述色剂混合，研磨、烘干、粉碎成细度小于80μm的细粉。
4.权利要求1或2所述低温陶瓷坯釉直印釉墨的应用，其特征在于，所述釉墨使用时通过丝网印刷或移印机印刷的方式直接印在原坯上或者生釉层上。
5.陶瓷制品，其特征在于，印刷有权利要求1-3任一所述的低温陶瓷坯釉直印釉墨。
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