高遮盖亚光印刷釉的研制

余心蕊 余国明 王钢

摘 要：本文主要叙述了高遮盖亚光印刷釉的研制及其应用，探讨了亚光印刷釉的配方组成及面釉的熔融性能对釉面砖产品的釉面及微观结构的影响。通过采用高乳浊的钙质无光釉作为亚光印刷基础釉，利用复合乳浊，增加遮盖能力，促使釉层表面生成较多的晶粒，成功制备出低光泽、高遮盖力的亚光印刷釉，从而使釉面砖产品表面同时呈现亚光与高光泽的特殊视觉效果。

关键词：亚光印刷釉；钙质无光釉；釉面砖；光泽度

1 前言

随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们的审美意识、鉴赏能力也随之不断提高，对于建筑陶瓷不仅仅满足于建筑功能的需求，而更注重于从居住的环境中得到艺术美的享受，因而人们对建筑陶瓷砖的表面装饰要求越来越高，表现出更加追求个性化和高档化的发展趋势，更加重视瓷砖装饰的艺术品位。因此，建筑陶瓷装饰技术和高档新型色釉料的研究与应用已越来越受到建筑陶瓷行业重视。

广东宏宇集团在建筑陶瓷装饰技术及高档新型色釉料创新方面取得了令人瞩目的成绩，并多次令欧洲一些陶瓷发达国家的同行发出由衷的赞许。2015年11月，由广东宏宇集团自主研发的《柔光镜花釉面砖产品的开发》项目通过了省级专家的鉴定，综合技术达到国际先进水平。该项目根据一些高档石材如玉石、蜡石或夹带有透明石英晶体的玛瑙石等的特殊效果，经抛光打磨后，更显得晶莹剔透，与包围其边上的石材（基体）在透光性、光泽及质感上形成鲜明的对比，产生一种独特的装饰效果。该项目研究在不对现有釉面砖配方及生产工艺参数做出重大改变的前提下，通过采用高乳浊的钙质无光釉作为亚光印刷基础釉，利用复合乳浊，增加遮盖能力，并在釉层表面生成较多的晶粒，从而成功地研发出一种低光泽、高遮盖力的亚光印刷釉，然后将此亚光印刷釉根据图案设计，先在砖体透明面釉上印刷这层亚光印刷釉（需印制图案处空出，未印亚光印刷釉），再通过喷墨打印在预留的透明面釉表面（未印亚光印刷釉处）印制高光泽度和具有一定透光性的装饰图案，从而使制备的釉面砖产品表面同时呈现出高光泽与亚光两种不同质地对比，形成互相烘托、阴阳相间的独特视觉效果，亚光印刷釉处平滑细腻、光泽度低、亚光效果良好，而高光泽处的装饰图案晶莹剔透、层次感好，产品格调高雅，艺术品位高，打破了现有釉面砖单一釉面装饰的不足。本文重点阐述了这种低光泽、高遮盖力的亚光印刷釉的试制过程。

2 试制过程

2.1 亚光印刷釉的试制

亚光印刷釉所用原料化学组成如表1所示。

亚光印刷釉的釉式如下：

按上述亚光印刷釉的釉式，称取相应的原料与适量印油，球磨制成符合丝网版或胶印辊印刷用的印刷釉备用。

2.2 亚光印刷釉的印制及烧成

根据图案设计，先在砖坯体施好高光泽面釉，再用丝网版或胶印辊印上亚光印刷釉（需印制图案处空出未印亚光印刷釉），再通过喷墨打印在预留的高光泽面釉表面（未印亚光印刷釉处）印制装饰图案，（具体印刷方法如图1所示），然后放入釉烧辊道窑在1120～1130 ℃温度下与正常生产的釉面砖产品一起釉烧。

3 结果与分析

采用上述方法制备得到的釉面砖产品，表面同时呈现亚光与高光泽的特殊效果，印亚光印刷釉处呈现非常好的亚光效果，釉面细腻柔和，顺滑如脂，而高光泽处的装饰图案晶莹剔透、层次感好，产品格调高雅，艺术品位高。用WGG60-E4光泽度计测量柔和亚光和高光镜面处的光泽度相差超过50，斜光观察可完全遮盖面釉不露出光泽，亚光效果佳，与高光泽的半透明图案形成鲜明对比，具有独特的视觉效果。

3.1 亚光印刷釉的微观结构影响

图2为亚光印刷釉表面SEM照片，从图2可以看出亚光印刷釉釉面具有一定的粗糙度，从背散射照片中可观察到釉面有尺寸相对较大数量较多的不规则晶粒，且从晶粒的形状可看出主要属于钙长石晶体，这使得釉面对光的漫反射和散射增强，引起釉面乳浊效果增强且釉面光泽度降低。从上文釉式可看出氧化钙的摩尔数达到0.7419，因此过量的氧化钙与氧化铝和二氧化硅反应生成钙长石结晶体，由于亚光印刷釉在釉面存在较多不规则晶粒，由此导致光泽度低、透光性差以及对其下部透明面釉光泽具有良好的遮盖能力，亚光效果良好，且釉面细腻。产生这种亚光效果的原因是：亚光印刷釉组成中硅酸锆、氧化铈和氧化钙含量较高，釉熔融温度高，从而导致透明性下降。图3为亚光印刷釉断面SEM照片，从图3可见亚光印刷釉与下部釉层结合良好，完全融为一体，未观察到不同釉层界限。图4为亚光印刷釉的断面背散射扫描电子显微结构照片。从图4可见，整个釉层大致可分为三层，最上层印刷釉层中可观察到较多的长的针状晶体，相对较薄的面釉层与较厚的亚光印刷釉层结合良好，且印刷釉较为致密，只存在少量的小气孔，从而保障了产品的表面质量及耐污性。

3.2 亚光印刷釉的配方组成影响

亚光印刷釉的釉面效果与其配方组成密切相关。根据亚光印刷釉的釉式可计算得到釉料的硅铝比值（Si/Al）为7.5（扣除了乳浊剂ZrSiO4引入的Si），因此，从釉料硅铝比来看，它在光泽透明釉范围内（6～10）。众所周知，在光泽釉中加上适量的添加剂可以制成无光釉，如硅铝比值（Si/Al）的恰当比例在1：3至1：6之间，用钙或镁置换一部分钠和钾可使光泽釉变成无光釉等。一方面，由于釉料配方中加入了较多的硅酸锆、氧化铈、氧化钛等高折射率、遮盖力强的乳浊剂，氧化锆、氧化铈的折射率分别为2.33和2.4，氧化钛是和玻璃折射率之差最大的乳浊剂，其折射率为2.5，由于这些分散介质与分散相之间的折射率之差，在釉面上对光产生了反射与漫反射，从而导致了釉失透，提高了遮盖力，同时它们对无光釉及结晶釉的生成都有很大地促进作用，尤其是氧化钛，只要釉中的成份适合，可以调配出乳浊效果很好及白度很高的乳浊釉，即使釉面很薄也不影响其遮盖能力，因为釉面无光是表面上生成微小的结晶所致。TiO2与CaO、SiO2反应能生成榍石结晶体，这种结晶体可以很容易生成小的针状结晶，析出的晶体非常小而且数量很多，因此适量的氧化钛可以促进微小结晶的形成；另一方面，减少了氧化钾、氧化钠和氧化镁等熔剂组分用量，釉料配方中硅铝比比较小，釉的软化点（或始熔点）温度较高，烧成后印刷釉釉面光泽度相应较低，与高光泽面釉的釉面光泽度差值达到50以上，可完全遮盖面釉不露出光泽，由此呈现良好的亚光效果，与高光泽、明亮的图案形成鲜明对比。

再者，由于亚光印刷釉熔融性能适当，使釉面细腻柔和、顺滑如脂。通过引入较多的氧化钙，生成钙长石等晶体，也可使釉面产生亚光效果。同时适量的锌不但可以促进无光釉的形成，还可以改善釉料的熔融性能，提高釉面细腻度。一方面ZnO本身的折射率（n0=2.0～2.02）高，在釉中能生成锌铝尖晶石，以滴状相存在，有利于釉的乳浊，提高遮盖力；另一方面，钛有配位数6和配位数4两种形态，当以配位数6存在时则乳浊程度高，而以配位数4存在时则乳浊度急剧降低，ZnO能促使TiO2保持配位数6，所以有利于乳浊。

3.3 亚光印刷釉与高光泽面釉的熔融性能影响

亚光印刷釉是印制在高光泽的面釉上，由于两种釉层在化学组成上存在较大差异，熔融性能不同，釉层之间还可能发生复杂的化学反应。因此，不同熔融性能的面釉层也会影响表层亚光印刷釉的釉面效果。如果面釉的始熔点和软化点温度过低，上层印刷釉层沉入面釉中，整个釉面呈现半亚光状态，釉面光泽度较高，不能满足釉面砖表面同时呈现亚光和有光的特殊装饰要求。如果面釉的始熔点和软化点温度过高，上层亚光印刷釉表面皱皮严重，亚光印刷釉不能很好地铺展开，印刷釉对面釉的润湿性较差，会影响釉面的耐污性。因此要求面釉与亚光印刷釉性能匹配完好，上部亚光印刷釉表面平整细腻、顺滑如脂，亚光效果好，与未印亚光印刷釉处透明面釉的釉面光泽度相差达50以上；面釉配方中的氧化钾和氧化钠等强熔剂的含量不能高，否则亚光印刷釉层会沉入面釉中；同时面釉中的硅铝比要适中，否则会影响到亚光印刷釉的平滑度，甚至会造成产品表面耐污能力差。

3.4 亚光印刷釉的厚度影响

由于亚光印刷釉印刷的基体是高光泽的面釉，如果印刷的厚度过薄，在高温烧成时亚光印刷釉容易受到高光泽面釉的侵蚀，影响遮盖力，从而露出光泽甚至使亚光印刷釉变成半亚光状态；如果印刷厚度过厚，则印刷釉对面釉的润湿性较差，使表面出现毛渣渣的感觉，影响釉面的耐污性能。

4 结语

本文采用高乳浊的钙质无光釉作为亚光印刷基础釉，通过引入较多的强乳浊剂硅酸锆、氧化铈和适量氧化钛等以及较多的无光剂氧化钙，利用复合乳浊，增加遮盖能力，促使釉层表面生成较多的晶粒，形成亚光效果，成功地制备出低光泽、高遮盖力的钙质亚光印刷釉，从而使制备得到的釉面砖产品表面同时呈现亚光与高光泽两种质地阴阳相间的特殊效果，印亚光印刷釉处呈现非常好的亚光效果，釉面细腻柔和、顺滑如脂，而高光泽处的装饰图案晶莹剔透、层次感好，产品格调高雅，艺术品位高。用WGG60-E4光泽度计测量，柔和亚光和高光镜面处的光泽度相差超过50，斜光观察可完全遮盖面釉不露出光泽，亚光效果佳，与高光泽的半透明图案形成鲜明对比，具有独特的视觉效果。

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