闪光效果釉面专利技术分析

张月

（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心, 广州 510000）

1 引言

随着人们对生活品质和空间美学的追求，陶瓷釉料的花色和质感经过不断地研究开发，构造釉层特殊光学效果能带来显著的产品视觉冲击力，有利于提升产品差异化和市场竞争力[1-2]，因此，具有较大的潜力的市场价值和经济效益。面对全球化竞争日益激烈，做好专利技术研发和布局才能让企业在市场竞争中始终占据优势地位，本文对闪光效果釉面专利技术发展进行分析，以期对相关企业的专利研究和布局提供参考。

2 闪光效果釉面专利申请趋势

釉是覆盖于陶瓷坯体表面的一薄层玻璃状物质，其相关专利技术涉及的IPC 分类号主要集中于C03C8/00、C04B41/86 及其下位点组，笔者采用分类号结合关键词闪光、钻石等在智能审查系统的CNTXT 数据库进行检索和筛选后得出如下图1 所示的申请趋势，由于实用新型专利从提出申请到授权公告需要1 年左右时间，发明专利从提出申请到公开需要18 个月的时间，因此本次统计中2022 和2023 年的申请量并不是最终的数据。

由图中可以看出，从2015 年开始，闪光效果釉面的专利申请量持续上升，原因是我国建筑行业的高速发展对陶瓷板材的需求持续增加，且随着人们对美观的追求逐年提升和日趋多元化，促使相关企业不断增加对闪光效果釉面的技术研究投入。

3 闪光效果釉面专利主要申请人分析

笔者对闪光效果釉面的专利申请人进行统计分析，如下图2 所示，由图中可以看出，其排序靠前的申请人，如蒙娜丽莎集团股份有限公司、佛山市三水新明珠建陶工业有限公司、广东萨米特陶瓷有限公司、广东宏威陶瓷实业有限公司、广东宏海陶瓷实业发展有限公司、广东宏陶陶瓷有限公司等均位于广东省且申请量相差不大，由此说明，在该领域的创新主体较为集中，竞争比较激烈。

图2 申请人排序

4 闪光效果釉面专利技术梳理

笔者对闪光效果釉面专利技术进行梳理，发现主要集中于以下方面：

4.1 利用硅酸锆晶体

专利申请CN111423113A 中记载了用云母或者低温透明干粒来实现釉面闪光效果的陶瓷砖始终不够真实，无法达到类似石材的晶粒在光线下钻石般的闪光效果；而直接采用锆英砂来实现闪光效果又存在白砖落脏较多且陶瓷砖放射性超标的问题。其采用锆英砂150 目～250 目之间颗粒级配通过除铁筛选，能够有效的解决白色砖面的落脏问题，且能够在不破坏其晶体结构的情况下，将其制成40～150 目之间的钻石干粒，便于胶水干粒机器的布撒干粒，通过其折射率与釉面折射率的差异，达到减少钻石干粒使用量且保证放射性符合国家标准的情况下，可以在抛釉砖上根据图案定位实现类似钻石般的闪光效果。

专利申请CN112499971A 中记载了晶闪干粒，以侵入岩的副矿物锆英石为原料制备晶闪干粒，由于该锆英石的晶体呈四方双锥、柱状或板状，其在颗粒之间会形成三叉晶界，而通过晶闪干粒晶界上的漫反射和三叉晶界上的反射协同，增强了反射特性，实现了不同角度的晶闪效果，从而提高陶瓷砖的闪光效果。另一方面，通过加入18～45 重量份的硼酸，使在制备晶闪干粒时，氧化硼参与二氧化硅形成的玻璃结构，形成低膨胀系数的高硼硅体系，使晶闪干粒具有很低的膨胀系数。当晶闪干粒与砖坯表面的釉层材料混合时，出现较大的膨胀系数梯度差，从而在晶闪干粒四周产生可控的晶界，当光线照射时，在界面产生反射和折射。此外，通过加入含量为0.2～6 重量份的碳酸锂，使晶闪颗粒形成高亮度玻璃体，从而提高晶闪干粒的亮度。

专利申请CN112707642A 中记载了闪光面釉，包括以下原料：结晶干粒、胶水和透明基釉，结晶干粒由锆英石闪光粒子和透明干粒组成，锆英石闪光粒子和透明干粒溶于透明基釉中，并在闪光面釉中加入一定量的胶水，利用胶水的的悬浮性使得锆英石闪光粒子和透明干粒分散于透明基釉中，避免锆英石闪光粒子和透明干粒发生沉淀，在钟罩淋釉时锆英石闪光粒子镶嵌于透明基釉中，防止锆英石闪光粒子的快速沉淀。本发明的闪光面釉施于坯体表面通过烧成后，由于锆英石闪光粒子熔点高游离在釉熔体里，呈现出较好的点、线、面状晶体闪光效果、闪光自然、光泽丰富且闪光效果稳定。

专利申请CN113429130A 记载了光超耐磨钻石釉，采用高含量的SiO2+Al2O3，SiO2+Al2O3=70wt%～82wt%，降低Na2O+K2O 含量，控制SiO2/Al2O3小于1.8，促使釉浆高温下易于析晶。同时添加一定比例的五氧化二磷，目的是促使该釉浆高温下易于产生分相，分相的结果是产生大量晶核，最终产生整体析晶。整体析晶的宏观效果是釉中将产生含锆晶体。由于含锆晶体折射率高，与周围晶体或玻璃相产生较大的折射率反差，从而产生闪光效果。上述配方的全抛釉浆料，能显著提高釉的硬度和耐磨性，且显著提高釉中玻璃相的硬度、强度。另外，锆英石更容易转变为釉中含锆晶体，因此闪光效果得到明显提高。

专利申请CN113788620A 记载了陶瓷干粒釉的原料组成包括含锆透明熔块干粒和锆英砂，所述含锆透明熔块干粒的锆源为氧氯化锆。由于含锆透明干粒釉中存在少量均匀分布的锆，使釉熔体中的锆处于熔解饱和状态，可有效防止外加锆英砂颗粒在釉熔体中的高温熔融。同时，含锆透明干粒釉中的锆离子，在高温冷却过程中，将和釉熔体中的硅，形成硅酸锆晶体析出。由于晶界上原子排列混乱，存在着许多空位、位错和键变形等缺陷，使之处于应力畸变状态，因而晶界上能阶较高，使得晶界成为固态相变时优先成核的区域，因此，含锆透明干粒釉在冷却过程中形成的硅酸锆晶体将以锆英砂颗粒为析晶载体，使锆英砂颗粒进一步长大，晶体形貌棱角更分明，可极大增强闪光效果。

专利申请CN202310042384 记载了珍珠干粒的制备方法，珍珠干粒的制备工艺与常用的透明熔块制备工艺不同，由于珍珠干粒需要析出晶体，因此在珍珠干粒的烧制过程中，高于1600℃熔融，降温过程中应适当控制降温速度，在1300℃保温30min，然后自然冷却，使之析晶，得到含有锆英砂晶体的珍珠干粒，之后将结晶熔块烘干、破碎。与常规淬冷或熔融水淬方法得到的干粒相比，其具有珍珠般、带有虹彩的闪光效果。

专利申请CN202310181169 记载了金刚闪光釉料，其中，锆英砂经1100-1170℃煅烧后，过水酸洗浸泡1～2h，球磨3-5min，烘干后过80 目筛，即得到改性锆英砂。本方案采用盐酸进行酸洗，经上述工艺处理后得到的酸洗改性锆英砂，其形状已由原来的菱形转变成球型，折光效果更均匀，同时也区别于锆英砂的原矿性能，酸洗改性锆英砂的性能更为稳定，比重约为4.65～4.79，折射率为1.97-2.10。

由以上专利申请可知，采用釉料中含有的硅酸锆晶相得到具有闪光效果的釉料在近些年的专利技术研究中较多，综合以上分析可知，各专利申请的侧重点各异，例如通过控制釉料的组分，使其烧成过程中析出硅酸锆晶体，或控制硅酸锆原料的粒径或晶相，使其在釉料烧结过程中继续保持，或先制备闪光干粒配合其它釉料组分，在高温烧成中进一下析晶或产生晶界提高闪光效果。

4.2 利用氧化铁的析晶

专利申请CN115838246A 记载了还原气氛烧制银色釉的制备方法，通过改变氧化铁的添加量以及对还原气氛的控制，来调控釉层的微观结构及氧化铁的析晶行为，从而呈现出银色的效果。银色釉中雪花状晶体与叶状晶体分别在[0001]方向和[1010]方向有较好取向。正是釉层表面析出的a-Fe2O3晶体存在这种取向排列，使得它们对入射光产生了全波段的反射，抑制了a-Fe2O3本身的化学呈色，从而呈现出闪亮的银色效果，晶体结构排列导致的物理光学呈色称之为结构色。

专利申请CN113402305A 记载了砂金釉陶瓷砖及其制备方法，通过先制备出砂金晶体和砂金釉，将二者混合来制备所述砂金釉陶瓷砖的工艺效果层，实现以现有生产建筑陶瓷砖的条件制成砂金效果的陶瓷砖。另外，为了保证砂金晶体在加入釉料中釉烧时砂金晶体的完整而不熔于釉料中，需要一种特殊的砂金釉，来保持砂金晶体的形状大小及色泽稳定；该特殊砂金釉配方不同于其他釉料，其含有大量的三氧化二铁，在烧成中同砂金晶体形成共相，保证了砂金晶体在此釉料中不被溶解，从而保持了砂金晶体形状大小的完整性，其中原料中的碳酸锶、氧化钛、碳酸钡、二氧化锰为综合性结晶促进剂，在配方中起到促进三氧化二铁结晶的作用，三氧化二铁的加入使釉中Fe2O3含量饱和，抵消以Fe2O3为主的砂金晶体颗粒在釉中的逆反应，有利于保持砂金结晶体的形状，而不被釉料所熔融。

专利申请CN113651607A 记载了通过调整黑色透明釉的配方组成，在高透明和高光泽度的前提下提高釉面折光率和减小釉料的高温粘度使金砂干粒有更好的闪光效果，金砂干粒组分包括：赤铁矿晶型的三氧化二铁和方石英晶型的氧化硅。

由以上专利申请分析可知，利用Fe2O3晶体的闪光效果釉，目前的申请可以是从工艺的气氛控制出发，其次，可以从调节釉料组分，或者控制Fe2O3晶体析晶的角度出发，都能获得良好的效果。

4.3 利用其它结晶相或功能组分

专利申请CN108129027A 中记载了通过对熔块的配方组成、基础釉的配方组成、析晶晶粒的配方组成、面釉的配方组成、析晶晶粒粒度的优选、烧成工艺的调整与优化等，从而使制备的析晶釉面砖产品表面如天然金星石般析出许许多多的如天然金星石内硫化铁般的结晶体，这些结晶体小者如针尖、大者如米粒，呈透明状镶嵌在基础釉的釉体中，成品表面呈现无光状，成品表面光泽度为7～10，用手指触摸釉面，细腻平滑，无凹凸感，在斜光或灯光照射下，这些结晶体发出闪耀的光芒。

专利申请CN114213013A 记载了采用自发析晶代替外加闪光物相的方式，将高钙干粒与低温透明干粒搭配使用，在高温烧成过程中，釉熔体中形成均匀分散的局部高钙液相。均匀分散指的是高钙液相均匀分布在釉层中。局部指高钙干粒熔融后形成钙含量高的液相，所述液相没有与低温透明干粒互溶，即高钙液相没有被稀释或者均化。借助高钙干粒和低温透明干粒这两种干粒的相界面作用和存在于闪光干粒釉中的成核剂诱发成核、生长，使得釉面具有良好的钙长石晶体析晶性能，因此得到的闪光干粒抛陶瓷板的釉层中含有透光性良好且能被釉层玻璃相包裹的闪光物相。

专利申请CN114276168A 记载了坯体表面植入闪光晶种，其中，氧化铈- 硅酸锌体系晶种为立方面心结构，晶体在成长过程中具有强烈的各向异性，表面具有光滑界面，因而对可见光具有很好的镜面反射作用，使得釉面表面在光照下具有闪光的效果；面料在冷却的过程中析出具有金属光泽的析出物，使釉面呈现蓝底，闪光晶花由于在两次升降温的过程中使得闪光晶花趋于稳定成型，闪光晶花机闪光晶花边缘的釉面流动不强，化学组分变化小，保持其闪光晶花的形态不变，不会被析出的金属物质覆盖，金属只在闪光结晶以外的部位析出，并呈现蓝色，而闪光晶花呈现比金属底色更深的深蓝色，并能够在光照下形成闪光效果，最终釉面呈现蓝底深蓝闪光晶花的效果。

CN114249586A 记载了釉层内设有多个云母片，赋予了黑色瓷砖闪光效果；同时通过对坯体化学成分的控制，使得坯体整体呈深黑色。

CN113666639A 记载了选用特定的釉料配方，直接通过抛釉层获得仿黑色大理石的釉面效果，真实还原了天然石材的结晶肌理。该抛釉层的抛釉釉浆中包含了闪光抛釉、黄金属颗粒和悬浮剂，其中闪光抛釉的釉料中铁矿石、氧化铜、铁红粉等原料经高温烧制后，可使釉层呈现为黑色，再与其他原料按比例混合烧制，得到的黑色釉层发色自然，且有较高的光泽度，釉料中透光石的加入，可增加釉层的透明度，在太阳光或灯光的照射下，黑色釉面还能呈现出高亮的闪光效果。抛釉层在进行烧成时，釉料和黄金属颗粒的熔融温度存在差异，使得冷却后的黑色抛釉釉面中黄金属颗粒与釉料结合在一起，呈现出结晶肌理，如天然石材的纹理一样，实现了类似黑色真石的装饰效果。

CN111704358A 记载了闪光材料A 可以调整复合釉料闪光效果；闪光材料B 除了调整复合釉料的闪光效果外，其还主要是调整该复合釉料高温烧成温度，其保证了金色闪光釉料与透明抛釉的完全熔融，既保持釉面的平整性，又使制成的瓷质仿古砖成品具有防污、耐磨、耐用的性能，因此，本发明的金色闪光釉料可以将金色闪光釉料与透明抛釉完全熔合在一起，经抛光后成闪亮金色材料完全熔合的抛釉层，相对普通的抛釉砖，本发明的瓷质仿古砖具有如下特点：印刷闪亮金色与产品色彩文理相组合，产品层次、视觉上更具有冲击力。

由以上专利分析可知，获得闪光效果釉的技术比较丰富，为获得更具特色的视觉效果，通常和釉料颜色协同配合。

5 结论

通过对闪光效果釉近年专利技术进行梳理，发现目前相关生产企业的研发重点集中于利用硅酸锆晶体提供具有闪光效果的釉面，并提出了从原料的类型和晶相、干粒析晶控制、釉料成分等各方面控制其闪光效果，但对于特定颜色效果的釉面对其闪光等的影响相关专利研究较少。部分企业或学者则是采用析出Fe2O3晶体、硫化铁、钙长石晶体等获得闪光效果，但其研究的影响因素较为单一，相关企业或学者可从不同的角度对以上晶相进行控制和研究，进而获得新的发现。