一種用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑及其應用的製作方法

2023-05-27 10:44:16 3

專利名稱：一種用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及表面光澤製劑領域，尤其是涉及一種可以用於裝飾玻璃、陶瓷和瓷器表面的光澤製劑。
背景技術：
用於玻璃、陶瓷、瓷器裝飾的光澤製劑通常為有機載體介質中的有機金屬化合物溶液，烘焙過程中有機載體充分燃燒並揮發掉。烘焙後，光澤製劑會在被裝飾的基材上形成一層光亮的、色彩豔麗的並具有彩虹效果的金屬氧化層。光澤製劑自身在釉面上顯示出極高的光澤度。它們的成膜厚度僅為10 _4- 10 5 mm，與波長屬於同一個數量級，並且由於它具有與被裝飾基材不同的折射率，因此大部分光澤製劑呈現虹彩白色或銀色。有色光澤製劑的生產可以使用過渡金屬元素的化合物，這樣烘焙後個性化光澤色彩十分明顯。含鐵的光澤製劑顯示棕紅色澤，高濃度含鈷的光澤製劑顯示紅棕色澤，含鎳的光澤製劑顯示淺棕色澤，含錳的光澤製劑顯示灰棕色澤。通過添加光亮黃金溶液可以形成有趣的色調，因此我們可以獲得各種各樣的具有金屬性的光澤色彩。迄今為止燒成後能夠在陶瓷表面上呈現極具黃金金屬外觀的裝飾性組份通常含有10%-15%的黃金，還有助熔劑和載體介質。先前技術中已經公開了這樣的組份，例如美國專利US2，994，614和US3，092，504，公開並要求保護具體的某種含金化合物和組份，這些化合物和組份對於裝飾組份烘焙後能夠呈現如黃金金屬般外觀。組份中黃金的最大含量主要取決於金的成本。另外,超過特定含量後繼續增加黃金含量並不能提高烘焙後成膜外觀與黃金的相似度。黃金的最小含量主要取決於低含量黃金薄膜的附著力和耐用性以及薄膜表面上的裝飾部分。

隨著金價的上漲，黃金的使用成本與先前相比已經翻了五至十翻，現在人們已經開始越來越感興趣於如何在裝飾組份中減少黃金使用量。出於對黃金成本的考慮，除了昂貴商品外，在一般價格商品中使用含金的裝飾組份用來裝飾變得越來越不可能。鈀金也可以應用到裝飾組份中。在某些組份中，鈀金與黃金可以一起使用，這樣烘焙後所形成的薄膜外觀呈現白色金屬效果，這是在仿效迄今為止非常昂貴的鈀金裝飾組份烘焙後所產生的裝飾效果。在其他應用領域中，它已經被用來製作呈現棕色效果。在先前技術中，鈀金與大量黃金結合使用已被應用於製作呈現具金屬性的白色裝飾效果；單獨使用鈀金，用來製作呈現棕色裝飾效果。我們可以在美國專利US3，216，834中找到相應的實施例，這個專利主要針對裝飾應用中一種新的鈀金化合物的使用。其中，一個實施例描述了一種用於製作鈷棕色含有1.5%鈀金、3%銀及少量銠和鉻的組份。其他實施例則列舉了含有高含量黃金成份和低含量鈀金成份的光亮鈀金裝飾組份。

發明內容
本發明的目的在於提供一種新穎的光澤製劑，本發明所述的光澤製劑組份中，雖然不含金屬金，但通過選擇合適的鐵、鉻、鈷和助熔劑的混合物來達到呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果，極大的節省裝飾製劑的成本。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
本發明提供了一種烘焙後能夠在陶瓷表面呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果的裝飾組份，這種組份包括溶解貴金屬化合物的含有機溶劑的介質；這種組份以其自身含有的金屬含量為特徵，主要包括:
一種溶解於溶劑中的鐵的金屬有機化合物；
一種溶解於溶劑中的鉻的金屬有機化合物；
一種溶解於溶劑中的鈷的金屬有機化合物；
一種溶解於溶劑中的基本金屬的金屬有機助熔化合物。鐵的金屬有機化合物為鐵的羧酸鹽為宜，鉻和鈷的金屬有機化合物為鉻和鈷的羧酸鹽為宜，金屬助熔劑的有機化 合物為金屬的羧酸鹽為宜。所述金屬有機化合物和基礎金屬的金屬有機助熔化合物的選擇還可以來自於金屬磺酸鹽、金屬硫醚或者金屬羧化物。除此之外，本發明還提供了一種烘焙後能夠在陶瓷表面呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果的裝飾組份的製作方法。這種方法包括製備含溶解金屬有機化合物的有機溶劑的介質裝飾組份，以其金屬含量為特徵，包括:
溶解於溶劑中的鐵的金屬有機化合物；
鐵和鉻或鈷的重量比範圍在1:1至12:1之間，應用到塗層中的鐵、鉻、鈷的總含量佔塗層總重量的0.5 % 2%,其餘含量為助熔劑和載體介質。鐵和鉻的重量比範圍在8:1到9:1間為佳；基本金屬助熔劑的含量必須足夠熔化所有金屬。在不透明或透明陶瓷坯體上塗覆這種塗層並烘焙後，所獲得的裝飾表面的外觀色彩可以同含黃金的塗層烘焙後所獲得的色彩相媲美。溶解於溶劑的一種基礎金屬的金屬有機助熔化合物，其含量需要能夠在基材上熔化所有金屬；
組份(a)被塗覆到被裝飾的陶瓷材料表面後，與被裝飾陶瓷材料一起進行烘焙，烘焙後在陶瓷表面形成的薄膜具有與黃金外觀極為相近的裝飾效果。根據陶瓷材料的不同，烘焙溫度在攝氏500度和800度之間為宜。總地來講，本專利提供了一種不含黃金但塗覆到陶瓷表面並經烘焙後形成的薄膜仍能呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果的裝飾組份。也就是說，烘焙後的裝飾表面向人眼反射光波，因為它的外觀具有黃金和黃金合金表面的特性。這個組份包含作為主要金屬成分的鐵、鉻、鈷，為了使塗覆在陶瓷表面上的組份烘焙後所形成的薄膜呈現與黃金外觀極為相近的效果，鐵、鉻、鈷的含量必須在一定重量比範圍內。鐵、鉻、鈷以可溶解於溶劑的金屬有機化合物形式存在，並按照上面所面所描述的範圍，與適合的助熔劑及介質結合，這樣就可以形成具有合適粘度的組份。若含量不在所描述範圍之內，烘焙後將無法呈現令人期待令人滿意的與黃金外觀極為相近的色彩，與此同時，形成的薄膜的反射係數和附著力也會有所降低。當本專利描述的組份用來裝飾被裝飾表面的狹窄線條時，烘焙後形成的薄膜與黃金外觀的相近程度會有所提高。當本專利描述的組份用來裝飾不透明或半透明而非全透明陶瓷，烘焙後形成的薄膜與黃金外觀的相近程度也會有所提高。本發明還涉及一種利用以上烘焙後能夠在陶瓷表面呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果的裝飾組份進行裝飾的方法。通常的方法有絲網印刷、滾、噴或刷。所施塗層中的介質充分揮發以及殘留物質充分熔化的條件取決於被裝飾基材自身能夠承受的溫度，對於玻璃基材來講，這個溫度一般在攝氏500度至600度之間，對於其他陶瓷材料如骨質瓷，這個溫度在攝氏650度至800度之間。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。本發明發現可以利用在一定狹窄比例範圍內的鐵、鉻、鈷組合物製作裝飾性組份，把這種組份塗覆在被裝飾表面上經烘焙後所形成的薄膜呈現與黃金外觀極為相近的效果。若含量不在所描述範圍之內，烘焙後將無法呈現令人期待令人滿意的與黃金外觀極為相近的色彩，與此同時，形成的薄膜的反射係數和附著力也會有所降低。依據現有技術，承載金屬有機化合物的介質的組成成分的選擇可以來自各種合適的有機溶劑，其中可以選擇香精油。例如，介質的構成可以是任何適合的簡單有機溶劑或兩種或兩種以上的有機溶劑的混合物，如甲苯、硝基苯、丁醇、苯甲醇、溶纖劑、丁基溶纖劑、丙酮、丁酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、松節油、萜品醇、二甲苯、各種帖烯類如菔烯、二戊烯等等。香精油可以包括薰衣草油、迷迭香油、穗花油和/或樟腦油。介質還可以包括一種膠粘溶劑如松香、黑浙青和任何種類的合成樹脂。也可以使用如松香酯類的增塑劑，例如甲基松香酯或松香甘油酯。被使用的合適的松香酯的為Hercules品牌下的HERC0LYN和STAYBELITE。本發明組份中的金屬成分(鐵、鉻、鈷和基礎金屬)以可溶性金屬有機化合物的形式存在。實施例中所列出的羧化物為首選。當然，其他可溶性有機金屬化合物也是可以使用的。本發明所述組份中 的鐵、鉻、鈷和作為助熔劑的基礎金屬必須以一定的形式被引進，也就是說金屬必須是可以溶解於本組份的化學個體不可分割的一部分。所以，鐵、鉻、鈷的化合物以可溶於有機溶劑的金屬有機化合物的形式被引進。如上所述的，當使用能溶解於合適溶劑中的合適的金屬有機化合物的同時，使用羧酸鹽類為最佳。類似地，以下將要討論的基礎金屬助熔劑是以助熔金屬的可熔金屬有機化合物的形式被引進，作為羧酸鹽被引進。如果配方中減少鐵的含量並且不加入鉻，但如果加入少量的錳，那麼即使反射能力和附著性能都保持良好，薄膜顏色仍會變成深棕色。鐵和鉻或鈷的重量比範圍在1:1至12:1之間，應用到塗層中的鐵、鉻、鈷的總含量佔塗層總重量的0.5 % 2%,其餘含量為助熔劑和載體介質。鐵和鉻的重量比範圍在8:1到9:1間為佳；基本金屬助熔劑的含量必須足夠熔化所有金屬。在不透明或透明陶瓷坯體上塗覆這種塗層並烘焙後，所獲得的裝飾表面的外觀色彩可以同含黃金的塗層烘焙後所獲得的色彩相媲美。其中，「wt%」表示重量百分數。如果這種裝飾組份根據現有技術進行製備，就得使用黃金，用於塗刷和絲網印刷的裝飾組份中黃金的含量為8_10wt%。然而，本發明已經清楚地表明了與市場上存在的含有黃金的組份對比來說，本發明中的組份含有的金屬成份總量較低，而且不含金，成本較低。本發明組份中的另一個重要成分是助熔材料，它是基礎金屬的可溶性金屬有機化合物，通常被用於陶瓷基材上熔化金屬層，使金屬層與陶瓷基材緊密結合在一起。助熔材料具有在高溫下軟化或熔化的特性。它們與基材反應，為金屬薄膜創造了一個具有粘性的玻璃層，提高了金屬薄膜的附著力和抗磨性能，尤其是現有技術中已知的基礎金屬如鉍、錫、銻和錳。可供參考的文獻為我們剛才提到的U.S 3，216，834。然而，並不是所有已知的基礎金屬助熔劑都能夠被應用於本專利所描述的裝飾組份中。作為助熔材料，適合應用於發明的合適的基礎金屬包括鉍(最佳)、錫、鈦和鋯。最佳方案中，可以使用鉍的金屬有機化合物例如辛酸鉍。通常來講，鉍與鐵、鉻和鈷的總和的重量比範圍為0.02:1至0.2:1，鉍與鐵、鉻和鈷的總和的最佳重量比也就是說B1: (Fe+Cr+C0)為0.1:1 (在總金屬含量的基礎上)。以下實施例是本發明最佳方案中提供的具有代表性的裝飾性組份 實施例權利要求
1.一種用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:所述光澤製劑包括: 溶於溶劑中的鐵的金屬有機化合物； 溶於溶劑中的鈷的金屬有機化合物； 溶於溶劑中的鉻的金屬有機化合物； 溶解於溶劑中的基礎金屬助熔劑； 作為金屬的鐵和鉻或鈷的重量比範圍在1:1至12:1之間，鐵、鉻、鈷的總和至少佔組份的重量比的0.5 % ;基礎金屬助熔劑的含量滿足能夠熔解全部的鐵、鉻、鈷。
2.如權利要求1所述的用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:鐵、鉻、鈷的總含量佔組份總重量的1% 12%。
3.如權利要求1所述的用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:應用到塗層中的鐵、鉻、鈷的總含量佔塗層總重量的0.5 2%之間，其餘含量為助熔劑和載體介質。
4.如權利要求1所述的用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:所述基礎金屬助熔劑的基礎金屬為鉍、錫、鈦、鋅或者他們的混合物。
5.如權利要求1所述的用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:所述的鐵的金屬有機化合物是一種鐵的羧酸鹽，所述的鉻的金屬有機化合物是鉻的羧酸鹽，所述的鈷的金屬有機化合物是鈷的羧酸鹽，所述的基礎金屬助熔劑基礎金屬的羧酸鹽。
6.如權利要求1所述的用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑，其特徵是:所述金屬有機化合物和基礎金屬的金屬有機助熔化合物為來自於金屬磺酸鹽、金屬硫醚或者金屬羧化物。
7.一種金黃色金屬膜，為權利要求1-6任意一項所述的光澤製劑轉印到玻璃、陶瓷和瓷器基材後，在攝氏約500度和800度之間進行烘焙而得。
全文摘要
本發明公開了一種用於玻璃、陶瓷和瓷器裝飾的光澤製劑及其應用，所述光澤製劑包括溶於溶劑中的鐵的金屬有機化合物；溶於溶劑中的鈷的金屬有機化合物；溶於溶劑中的鉻的金屬有機化合物；溶解於溶劑中的基礎金屬助熔劑；作為金屬的鐵和鉻的重量比範圍在1:1至12:1之間，鐵、鉻、鈷的總和至少佔組份的1wt%；基礎金屬助熔劑的含量必須滿足能夠熔解全部的鐵、鉻、鈷。本發明所述的光澤製劑組份中，雖然不含金屬金，但通過選擇合適的鐵、鉻、鈷和助熔劑的混合物來達到呈現與黃金外觀極為相近的裝飾效果，極大的節省裝飾製劑的成本。
文檔編號C04B41/85GK103159504SQ201310085619
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者劉權輝, 史蒂芬, 劉權耀 申請人:深圳市永豐源瓷業有限公司