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摘要:本文通过大量实验,研究了陶瓷色料用于白云陶一次烧釉上手绘装饰的问题,同时考察了各种色料的发色情况及其影响因素,并对一些常见缺陷进行了分析。研究表明,对于釉烧温度在1050℃的白云陶产品,使用一次烧釉上手绘装饰工艺是可行的。
关键词:手绘;色料;一次烧成;发色
1前 言
白云陶(或称白云瓷)坯体的主要原料是白云石,并因此而得名。白云陶产品在我国南方地区广泛生产并大量出口国外,其主要装饰手法是釉下彩手绘。由于白云陶产品的烧成温度比炻器、瓷器低,所以其颜色也相对鲜艳丰富。并且由于坯体未瓷化,废弃的白云陶可经自然风化而慢慢在自然界中降解,不会对环境造成污染,属于绿色环保陶瓷。
白云陶产品的生产一般采用釉下彩绘工艺,较少使用一次烧釉上手绘装饰,也未见相关报道和文献资料。本文试对白云陶一次烧釉上手绘装饰工艺进行探讨,供业内同行参考。不妥或错漏之处,敬请专家指正。
2白云陶釉上彩手绘与釉下彩手绘工艺的区别
白云陶釉下彩手绘装饰是先在坯体上画图案,颜色碳化后再施釉烧成;而釉上彩手绘装饰是在坯体表面先施釉,然后在生釉面装饰图案,其工艺流程见图1。
由于釉层松软,釉上手绘对操作工人的要求比较高。另外,由于图案是手绘在釉层表面,所以产品在转移、挪动、装窑过程中容易碰损或污染图案,需特别注意。
相对于釉下手绘,釉上手绘装饰工艺具有明显的优点,如釉下彩手绘装饰通常只能施透明釉,而釉上彩手绘装饰则可施透明釉、乳浊釉、无光釉、颜色釉等多种釉料;釉上彩比釉下彩装饰的烧成缺陷相对要少一些,而且修补烧成缺陷更容易;且釉上彩由于图案装饰在表面,因此在生产上能很方便地区分不同产品。
3实 验
3.1 实验仪器和设备
电子天平(精度0.001g)、快速球磨机、标准筛、量筒、毛笔、烘箱、实验用高温电炉、色差仪。
3.2 实验用原料
实验用坯体为山东某厂生产的白色陶质素烧坯,坯体为12cm×7cm的长方形平板,以方便测量颜色。
实验用釉料和熔剂为淄博某厂生产的低温透明无铅熔块,该釉为碱硼熔块,不含锌、镁、锂、铍。此釉为成釉,已加工磨细,可直接加水混合使用。该釉的烧成温度范围是1000～1070℃,烧后光泽度、平整度及亮度均很好,釉面缺陷较少,在国内被广泛使用。
实验用色料为淄博福禄新型材料有限责任公司生产的釉用色料,该系列色料的细度为325目筛余小于0.5%。
实验用CMC溶液,是把5g羧甲基纤维素钠(粘度型号为C1000)溶于1000mL水中制得。在本实验中用此来代替手绘油。
3.3 实验过程
将白云陶素烧坯清洁干净后喷上透明熔块釉,釉层要稍厚一些,然后烘干备用。
实验采用的颜色配比为色料:熔剂=40:60。将仔细称量后的各原料倒入玛瑙罐中,向玛瑙罐中加入等量的CMC溶液,再加入5%～15%的水,然后快速球磨20～40min。将球磨后的浆料倒出过200目筛,备用。
把宽头毛笔用水冲洗干净,挤干水后蘸取色浆,然后在釉层上匀速画一长条色块,手绘时尽量保证颜色均匀,以方便烧后测量。将烘干后的坯体放入实验用硅碳棒电炉中烧成,升温时间设置为120min,烧成温度设置为1050℃,保温时间设置为20min,烧成结束后关闭电炉,使其自然降温。
样品烧成后,使用进口色差仪测量各颜色的色度值,测试条件:C/2°,测量结果取三次测量的平均值。
4结果与讨论
4.1 实验结果
烧后各色料完全熔入釉中,色调鲜艳、亮度高、表面无明显缺陷,获得类似釉中彩的效果。各颜色的外观及测量结果见表1。
4.2 白云陶釉上手绘装饰中影响色料发色的因素
4.2.1 色料和熔剂配比对发色的影响
色料和熔剂的配比,对烧后色料的颜色深浅有着重要影响。一般来说,色料所占比例高,烧后颜色就深;色料所占比例少,烧后颜色浅。实验表明,色料所占比例在25%～65%范围内,都可以得到正常的颜色。在用多个色料调和的复合色中,色料总量以35%～55%比较适宜。
实验证实:色料中完全不加熔剂,烧后色料不能熔入釉中,用手即可蹭掉;即使色料的手绘厚度很薄,也不能完全熔入釉中,颜色表面没有光泽。当色料:熔剂=80:20且手绘较薄时,只有钒蓝、宝蓝、镨黄、锆铁红、黑色、铬锡红、包裹色料(橘黄、红色)、紫色等色料熔入釉中,亮度好,无明显缺陷,获得釉中彩效果;其余色料则颜色表面无光泽。在该配比中,铬锡红色料烧后颜色表面有不规则裂纹,这可能和色料中钙含量较高有关;宝蓝色料熔入釉中,釉面光亮,但颜色表面发蒙,这应与宝蓝色料中氧化钴含量较高有关。部分色料烧后无光泽的原因是:这些色料的熔融温度相对较高或易析晶,当熔剂含量低时色料难以完全熔入釉中。
当色料与熔剂的质量比例为20:80且手绘较薄时,所有色料均熔入釉中,具有良好的光泽效果。海蓝色料烧后釉面有很多小白点,具体原因不明;包裹色料(橘黄、大红、深红)烧后颜色表面有大量小气泡,可能的原因有两点:一是熔剂含量高时,熔剂侵蚀、破坏包裹色料的发色结构,导致色料分解释放出气体;二是该熔剂和包裹色料的匹配性不是很好。
实验发现,按照色料:熔剂=40:60的比例,宝蓝色料烧后虽然釉面亮度很好,但色调不正,非纯正宝蓝色,且釉面有发污现象。调整宝蓝色料和熔剂的比例为25:75,烧后得到纯正的宝蓝色,釉面亮度也很好,但表面有很多小白点,且釉面有大量细毛孔;将5%的熔剂用粘土或石英替换后,烧后发色及亮度良好,未出现针孔及白点,其中用石英的效果更好一些。当宝蓝:熔剂=20:80时,发色良好,未发现缺陷,但此时宝蓝色调稍淡,需重复手绘才可得到较深的颜色。
只有将钴蓝色料的比例降到30%以下时,才能得到光泽良好的蓝色,否则为无光效果。包裹色料含量降到35%以下时,可得到亮度较好的颜色。
4.2.2 熔剂对发色的影响
熔剂不同,其化学组成各不相同,甚至差别较大,烧成后会导致色料的发色和表面光泽有所不同。对于由单一色料调出来的颜色,更换不同透明熔剂对色调的影响可能会较小;而对于用多种色料调配出的复合色,更换不同透明熔剂会引起色调变化,甚至差别很大。所以,更换熔剂后,需做实验验证并对原来的颜色配比做适当调整,以保持色调稳定。
对于包裹色料和含钴的蓝色料,不同熔剂对于其烧后的亮度有不同影响。按照色料:熔剂=40:60的比例,使用不同熔剂试验,烧后包裹色料亮度差且有起泡现象,钴蓝色料则出现无光现象。对于包裹色料,将熔剂更换为另一低温熔剂后,烧后釉面亮度及颜色良好,未出现起泡及针孔。而钴蓝色料更换熔剂后,烧后釉面为哑光。将海蓝色料的熔剂更换后,仍保持40:60比例不变,结果烧后亮度良好、颜色纯正,但表面有很多裂纹。
4.2.3 色浆浓度和手绘厚薄对发色的影响
色浆浓度由两个方面决定:粉料(色料+熔剂+粘土等其他原料)和水的比例高低、有机添加剂(比如手绘油)的加入量。一般来说,粉料的加水量越大,色浆就越稀,手绘时颜色层也就越薄,烧后颜色越淡。有机添加剂的作用是:在手绘时使色浆保持水分,不会被釉层过快吸干而影响手绘效果。在加水量不变的情况下,有机添加剂越多,色浆就越稠越浓,手绘后颜色也越厚。但有机添加剂的加入量不可过多,一方面是材料成本高、消耗量大;另一方面,加入量过多也会引起针孔等缺陷,通常加入量在粉料的10wt%以下为宜。
对于色浆较浓的颜色,手绘遍数不能太多,否则易出针孔、起泡、无光等釉面缺陷,尽量保证一次手绘成功,减少重复手绘的次数。确需补色的,也要等第一遍色干透后再手绘。当色料所占比例较高或色浆较浓时,对于包裹色料和含钴的蓝色料要特别注意,尽量做到手绘一次达到要求,注意控制重复手绘的次数,以免烧后出现无光和起泡等缺陷。
4.2.4 色料粒度对发色的影响
在釉上手绘装饰中,通常色料越细越方便手绘操作,因为细色料悬浮性好,方便手绘操作,绘画的颜色也较均匀。普通的釉用色料由于其粒度相对略粗,故还需要进一步球磨加工。不过,如果色料粒度太细,相应的发色深度也会明显减弱,比如锆系色料(钒蓝、镨黄、锆铁红、钒黄)、铬锡红色料(桃红、玛瑙红、紫色)、包裹色料(橘黄、大红)就会明显变浅。而对于绿色、含钴的蓝色、钴黑色和棕色,由于这些色料的发色能力相对较强,所以粒度变细对其无明显不利影响。
4.2.5 釉料类型对颜色的影响
在釉上手绘装饰中,色料是手绘于未烧的釉料上,在烧成时会与釉料发生作用。通常大多数产品是手绘于透明光泽釉上的,当更换为其他釉料时,由于底釉类型的性质发生变化,也会对色料的发色产生影响。比如,透明釉和乳浊釉的不同、光泽釉和无光釉的不同、无色透明釉和颜色釉的不同等,都会对色料发色产生影响。所以,更换底釉后,相应的颜色配比也需要重新试验、调整。
4.3 关于复合色的调配
在手绘装饰中,使用单一色料的情况相对比较少,因为色料的基本色很少,在生产中大多数情况下是使用复合色,但实际数量一般不超过30种。本文经大量调色实验证实,在白云陶釉上手绘装饰中,色料之间可以互相调配以得到大量的中间色,未发现明显缺陷。这样,使用有限的色料,通过相互混合就可得到丰富多样的色彩,以满足生产需要。
5 白云陶釉上手绘装饰常见缺陷分析
5.1 无光
指产品烧后颜色表面没有光泽。产生的原因可能是:颜色配比中熔剂含量太低;色料所占比例偏高;熔剂与色料不匹配。对于该缺陷,一般可通过调整色料和熔剂的比例、更换透明熔剂及不同厂家的色料来解决。
5.2 颜色扩散
颜色扩散是指色料烧后边缘不清晰,向四周扩散,一般是高钴含量的色料易出现此问题,如宝蓝等。解决方法是:降低色料含量;更换高粘度的熔剂;加入适当比例的氧化铝、硅酸锆、石英粉等。
5.3 表面有颗粒
指色料烧后表面有突起的麻点,一般铬绿、钒黄易出现此问题。解决方法是:确保色浆已混合均匀并磨细,加大颜色配比中熔剂的含量,降低色浆的浓度、减少重复操作的次数、确保颜色分散均匀无堆积。
5.4 裂纹
指颜色烧后表面出现不规则裂纹,露出坯体的白色。出现此问题多是颜色配比中色料所占比例太高、熔剂含量太低所致;另外手绘太厚也会出现此缺陷。通常棕色色料、铬锡红色料易出现此问题。
5.5 起泡
指颜色烧后表面出现突出的气泡,通常是包裹色料易出现此缺陷。一般通过更换熔剂、调整色料和熔剂的比例、控制手绘不要太厚等方法可解决此问题。
6小 结
实验表明,陶瓷色料用于白云陶一次烧釉上手绘装饰是可行的。
(1) 色料和熔剂的比例对颜料发色及缺陷的产生有重要影响;
(2) 色料之间可互相调配以得到大量复合色;
(3) 色浆浓度、手绘厚度和操作手法等问题需在大生产中根据实际情况作调整。
关键词:手绘;色料;一次烧成;发色
1前 言
白云陶(或称白云瓷)坯体的主要原料是白云石,并因此而得名。白云陶产品在我国南方地区广泛生产并大量出口国外,其主要装饰手法是釉下彩手绘。由于白云陶产品的烧成温度比炻器、瓷器低,所以其颜色也相对鲜艳丰富。并且由于坯体未瓷化,废弃的白云陶可经自然风化而慢慢在自然界中降解,不会对环境造成污染,属于绿色环保陶瓷。
白云陶产品的生产一般采用釉下彩绘工艺,较少使用一次烧釉上手绘装饰,也未见相关报道和文献资料。本文试对白云陶一次烧釉上手绘装饰工艺进行探讨,供业内同行参考。不妥或错漏之处,敬请专家指正。
2白云陶釉上彩手绘与釉下彩手绘工艺的区别
白云陶釉下彩手绘装饰是先在坯体上画图案,颜色碳化后再施釉烧成;而釉上彩手绘装饰是在坯体表面先施釉,然后在生釉面装饰图案,其工艺流程见图1。
由于釉层松软,釉上手绘对操作工人的要求比较高。另外,由于图案是手绘在釉层表面,所以产品在转移、挪动、装窑过程中容易碰损或污染图案,需特别注意。
相对于釉下手绘,釉上手绘装饰工艺具有明显的优点,如釉下彩手绘装饰通常只能施透明釉,而釉上彩手绘装饰则可施透明釉、乳浊釉、无光釉、颜色釉等多种釉料;釉上彩比釉下彩装饰的烧成缺陷相对要少一些,而且修补烧成缺陷更容易;且釉上彩由于图案装饰在表面,因此在生产上能很方便地区分不同产品。
3实 验
3.1 实验仪器和设备
电子天平(精度0.001g)、快速球磨机、标准筛、量筒、毛笔、烘箱、实验用高温电炉、色差仪。
3.2 实验用原料
实验用坯体为山东某厂生产的白色陶质素烧坯,坯体为12cm×7cm的长方形平板,以方便测量颜色。
实验用釉料和熔剂为淄博某厂生产的低温透明无铅熔块,该釉为碱硼熔块,不含锌、镁、锂、铍。此釉为成釉,已加工磨细,可直接加水混合使用。该釉的烧成温度范围是1000～1070℃,烧后光泽度、平整度及亮度均很好,釉面缺陷较少,在国内被广泛使用。
实验用色料为淄博福禄新型材料有限责任公司生产的釉用色料,该系列色料的细度为325目筛余小于0.5%。
实验用CMC溶液,是把5g羧甲基纤维素钠(粘度型号为C1000)溶于1000mL水中制得。在本实验中用此来代替手绘油。
3.3 实验过程
将白云陶素烧坯清洁干净后喷上透明熔块釉,釉层要稍厚一些,然后烘干备用。
实验采用的颜色配比为色料:熔剂=40:60。将仔细称量后的各原料倒入玛瑙罐中,向玛瑙罐中加入等量的CMC溶液,再加入5%～15%的水,然后快速球磨20～40min。将球磨后的浆料倒出过200目筛,备用。
把宽头毛笔用水冲洗干净,挤干水后蘸取色浆,然后在釉层上匀速画一长条色块,手绘时尽量保证颜色均匀,以方便烧后测量。将烘干后的坯体放入实验用硅碳棒电炉中烧成,升温时间设置为120min,烧成温度设置为1050℃,保温时间设置为20min,烧成结束后关闭电炉,使其自然降温。
样品烧成后,使用进口色差仪测量各颜色的色度值,测试条件:C/2°,测量结果取三次测量的平均值。
4结果与讨论
4.1 实验结果
烧后各色料完全熔入釉中,色调鲜艳、亮度高、表面无明显缺陷,获得类似釉中彩的效果。各颜色的外观及测量结果见表1。
4.2 白云陶釉上手绘装饰中影响色料发色的因素
4.2.1 色料和熔剂配比对发色的影响
色料和熔剂的配比,对烧后色料的颜色深浅有着重要影响。一般来说,色料所占比例高,烧后颜色就深;色料所占比例少,烧后颜色浅。实验表明,色料所占比例在25%～65%范围内,都可以得到正常的颜色。在用多个色料调和的复合色中,色料总量以35%～55%比较适宜。
实验证实:色料中完全不加熔剂,烧后色料不能熔入釉中,用手即可蹭掉;即使色料的手绘厚度很薄,也不能完全熔入釉中,颜色表面没有光泽。当色料:熔剂=80:20且手绘较薄时,只有钒蓝、宝蓝、镨黄、锆铁红、黑色、铬锡红、包裹色料(橘黄、红色)、紫色等色料熔入釉中,亮度好,无明显缺陷,获得釉中彩效果;其余色料则颜色表面无光泽。在该配比中,铬锡红色料烧后颜色表面有不规则裂纹,这可能和色料中钙含量较高有关;宝蓝色料熔入釉中,釉面光亮,但颜色表面发蒙,这应与宝蓝色料中氧化钴含量较高有关。部分色料烧后无光泽的原因是:这些色料的熔融温度相对较高或易析晶,当熔剂含量低时色料难以完全熔入釉中。
当色料与熔剂的质量比例为20:80且手绘较薄时,所有色料均熔入釉中,具有良好的光泽效果。海蓝色料烧后釉面有很多小白点,具体原因不明;包裹色料(橘黄、大红、深红)烧后颜色表面有大量小气泡,可能的原因有两点:一是熔剂含量高时,熔剂侵蚀、破坏包裹色料的发色结构,导致色料分解释放出气体;二是该熔剂和包裹色料的匹配性不是很好。
实验发现,按照色料:熔剂=40:60的比例,宝蓝色料烧后虽然釉面亮度很好,但色调不正,非纯正宝蓝色,且釉面有发污现象。调整宝蓝色料和熔剂的比例为25:75,烧后得到纯正的宝蓝色,釉面亮度也很好,但表面有很多小白点,且釉面有大量细毛孔;将5%的熔剂用粘土或石英替换后,烧后发色及亮度良好,未出现针孔及白点,其中用石英的效果更好一些。当宝蓝:熔剂=20:80时,发色良好,未发现缺陷,但此时宝蓝色调稍淡,需重复手绘才可得到较深的颜色。
只有将钴蓝色料的比例降到30%以下时,才能得到光泽良好的蓝色,否则为无光效果。包裹色料含量降到35%以下时,可得到亮度较好的颜色。
4.2.2 熔剂对发色的影响
熔剂不同,其化学组成各不相同,甚至差别较大,烧成后会导致色料的发色和表面光泽有所不同。对于由单一色料调出来的颜色,更换不同透明熔剂对色调的影响可能会较小;而对于用多种色料调配出的复合色,更换不同透明熔剂会引起色调变化,甚至差别很大。所以,更换熔剂后,需做实验验证并对原来的颜色配比做适当调整,以保持色调稳定。
对于包裹色料和含钴的蓝色料,不同熔剂对于其烧后的亮度有不同影响。按照色料:熔剂=40:60的比例,使用不同熔剂试验,烧后包裹色料亮度差且有起泡现象,钴蓝色料则出现无光现象。对于包裹色料,将熔剂更换为另一低温熔剂后,烧后釉面亮度及颜色良好,未出现起泡及针孔。而钴蓝色料更换熔剂后,烧后釉面为哑光。将海蓝色料的熔剂更换后,仍保持40:60比例不变,结果烧后亮度良好、颜色纯正,但表面有很多裂纹。
4.2.3 色浆浓度和手绘厚薄对发色的影响
色浆浓度由两个方面决定:粉料(色料+熔剂+粘土等其他原料)和水的比例高低、有机添加剂(比如手绘油)的加入量。一般来说,粉料的加水量越大,色浆就越稀,手绘时颜色层也就越薄,烧后颜色越淡。有机添加剂的作用是:在手绘时使色浆保持水分,不会被釉层过快吸干而影响手绘效果。在加水量不变的情况下,有机添加剂越多,色浆就越稠越浓,手绘后颜色也越厚。但有机添加剂的加入量不可过多,一方面是材料成本高、消耗量大;另一方面,加入量过多也会引起针孔等缺陷,通常加入量在粉料的10wt%以下为宜。
对于色浆较浓的颜色,手绘遍数不能太多,否则易出针孔、起泡、无光等釉面缺陷,尽量保证一次手绘成功,减少重复手绘的次数。确需补色的,也要等第一遍色干透后再手绘。当色料所占比例较高或色浆较浓时,对于包裹色料和含钴的蓝色料要特别注意,尽量做到手绘一次达到要求,注意控制重复手绘的次数,以免烧后出现无光和起泡等缺陷。
4.2.4 色料粒度对发色的影响
在釉上手绘装饰中,通常色料越细越方便手绘操作,因为细色料悬浮性好,方便手绘操作,绘画的颜色也较均匀。普通的釉用色料由于其粒度相对略粗,故还需要进一步球磨加工。不过,如果色料粒度太细,相应的发色深度也会明显减弱,比如锆系色料(钒蓝、镨黄、锆铁红、钒黄)、铬锡红色料(桃红、玛瑙红、紫色)、包裹色料(橘黄、大红)就会明显变浅。而对于绿色、含钴的蓝色、钴黑色和棕色,由于这些色料的发色能力相对较强,所以粒度变细对其无明显不利影响。
4.2.5 釉料类型对颜色的影响
在釉上手绘装饰中,色料是手绘于未烧的釉料上,在烧成时会与釉料发生作用。通常大多数产品是手绘于透明光泽釉上的,当更换为其他釉料时,由于底釉类型的性质发生变化,也会对色料的发色产生影响。比如,透明釉和乳浊釉的不同、光泽釉和无光釉的不同、无色透明釉和颜色釉的不同等,都会对色料发色产生影响。所以,更换底釉后,相应的颜色配比也需要重新试验、调整。
4.3 关于复合色的调配
在手绘装饰中,使用单一色料的情况相对比较少,因为色料的基本色很少,在生产中大多数情况下是使用复合色,但实际数量一般不超过30种。本文经大量调色实验证实,在白云陶釉上手绘装饰中,色料之间可以互相调配以得到大量的中间色,未发现明显缺陷。这样,使用有限的色料,通过相互混合就可得到丰富多样的色彩,以满足生产需要。
5 白云陶釉上手绘装饰常见缺陷分析
5.1 无光
指产品烧后颜色表面没有光泽。产生的原因可能是:颜色配比中熔剂含量太低;色料所占比例偏高;熔剂与色料不匹配。对于该缺陷,一般可通过调整色料和熔剂的比例、更换透明熔剂及不同厂家的色料来解决。
5.2 颜色扩散
颜色扩散是指色料烧后边缘不清晰,向四周扩散,一般是高钴含量的色料易出现此问题,如宝蓝等。解决方法是:降低色料含量;更换高粘度的熔剂;加入适当比例的氧化铝、硅酸锆、石英粉等。
5.3 表面有颗粒
指色料烧后表面有突起的麻点,一般铬绿、钒黄易出现此问题。解决方法是:确保色浆已混合均匀并磨细,加大颜色配比中熔剂的含量,降低色浆的浓度、减少重复操作的次数、确保颜色分散均匀无堆积。
5.4 裂纹
指颜色烧后表面出现不规则裂纹,露出坯体的白色。出现此问题多是颜色配比中色料所占比例太高、熔剂含量太低所致;另外手绘太厚也会出现此缺陷。通常棕色色料、铬锡红色料易出现此问题。
5.5 起泡
指颜色烧后表面出现突出的气泡,通常是包裹色料易出现此缺陷。一般通过更换熔剂、调整色料和熔剂的比例、控制手绘不要太厚等方法可解决此问题。
6小 结
实验表明,陶瓷色料用于白云陶一次烧釉上手绘装饰是可行的。
(1) 色料和熔剂的比例对颜料发色及缺陷的产生有重要影响;
(2) 色料之间可互相调配以得到大量复合色;
(3) 色浆浓度、手绘厚度和操作手法等问题需在大生产中根据实际情况作调整。