|
Что такое керамические краски?
Прежде чем ответить на вопрос, что такое керамические краски, необходимо отметить, что устоявшейся терминологии в этой области пока нет. Поэтому определения будут формироваться по мере изложения используемых слов.
Керамические краски – это минеральные краски, т.е. краски на основе минеральных красителей – красящих оксидов металлов. Известно, что в природе существуют цветные оксиды/соли, например, оксид железа имеет рыжий цвет, оксид кобальта –синий, оксид хрома – зеленый и т.п. Они или их смеси называются пигментами. Однако использование пигментов для декорирования (нанесения рисунка) керамики невозможно из-за высокой температуры плавления. Керамика и стекло декорируются при температурах 480 – 1450 0С. Температуры плавления пигментов, как правило, выше указанного верхнего предела. Поэтому процесс изготовления красок состоит из следующих этапов:
- помол сырья (тугоплавких цветных и легкоплавких бесцветных компонентов);
- плавление сырья;
- охлаждение расплава;
- помол охлажденного расплава.
Бесцветные легкоплавкие оксиды (кремния, натрия, калия, бора и т.п.) называются флюсами . Смешивание флюсов с пигментами позволяет получать при нагреве цветные расплавы, практически аналоги цветного стекла (прозрачные) или смальты (непрозрачные). Обычные керамические краски получаются путем помола в шаровых мельницах охлажденного специальным образом расплава минеральных компонентов – фритты. Дисперсность помола (средняя величина частицы краски) составляет 4 – 8 мкм, что позволяет применять керамические краски для всех используемых сегодня методов нанесения.
Характер нанесения красок (надглазурные, подглазурные, межглазурные, стекольные) зависит от соотношения пигмент-флюс. В высокотемпературной области подглазурного декорирования в красках больше пигмента и меньше флюса (примерное соотношение – ок. 80% пигмента и ок. 20% флюса). Для межглазурных, надглазурных и стекольных красок это соотношение последовательно меняется. Краски для тонкостенного стекла, наоборот, содержат ок. 80% флюса и ок. 20% пигмента. Соответственно, чем больше пигмента и меньше флюса, тем выше температура обжига краски и ее укрывистость.
При производстве красок для декорирования различных материалов (фарфор, эмаль, стекло) используются флюсы различного состава с целью согласования коэффициента термического расширения (КТР). Кроме этого, важным фактором является стойкость краски к внешним воздействиям и агрессивным средам. Чем выше температура обжига, тем выше стойкость краски. Очевидно, что наивысшей стойкостью обладают подглазурные краски, затем межглазурные, надглазурные и стекольные.
Для удобства декорирования краски объединены в коллекции. Использование коллекций красок позволяет обжигать многоцветное изделие в один обжиг. Для получения промежуточных оттенков керамические краски смешиваемы, но не универсально. С точки зрения смешиваемости они делятся на две группы: кадмиевые (красные, оранжевые, теплые желтые тона) и бескадмиевые (все остальные цвета). Внутри каждой из групп краски смешиваются универсально, т.е. в любых соотношениях. Смешивание кадмиевых красок с безкадмиевыми возможно только ограниченно и в каждом случае требует обжиговой проверки. Это обусловлено тем, что кадмиевые краски менее огнестойки. Смешивание красок между группами еще более понижает огнестойкость смеси. Поэтому конкретные соотношения при смешивании зависят от температуры обжига. Смешивание кадмиевых красок с бескадмиевыми в равных долях, как правило, ведет к образованию грязно-серого оттенка или полному выгоранию смеси. Использование кадмиевых красок и/или их смесей возможно только при плотном наложении. Исторически считалось, что вследствие пониженной огнестойкости использование кадмиевых красок в высокотемпературной (более 950 0С) области невозможно. Однако с появлением ок. 50 лет назад т.н. “включенных” пигментов эта проблема была решена. “Включенным” называется красящий пигмент, заключенный в прозрачную оболочку из оксида циркония. Это позволяет использовать кадмиевые красители при температурах до 1350 0С в межглазурной и поглазурной областях декорирования, а также при окрашивании масс (Примечания по смешиваемости и совместимости с глазурями можно найти в описаниях соответствующих коллекций). Технология производства включенных пигментов является достаточно сложной, что определяет их относительно более высокую цену.
В группе бескадмиевых красок можно выделить пурпурные краски. Это краски в основном от розовых до темно-малиновых оттенков, хотя возможны насыщенно-синие и коричневые тона. Характерной особенностью является использование соединений золота при их производстве, что определяет их высокую цену. Отличаются высокой интенсивностью и укрывистостью, поэтому наносятся тонкими слоями. Смешивание пурпурных красок наиболее часто осуществляется с синими тонами для получения фиолетовых и лиловых оттенков. Нужно отметить, что розовые тона невозможно получить смешиванием красного с белым из-за принадлежности этих цветов к разным группам красок. Для получения розовых тонов используются только пурпурные краски. Использование пурпурных красок возможно только для стекла, надглазурном и межглазурном декорировании при температурах не выше 1220 0С. В подглазурной области пурпурные краски не применяются. Для достижения аналогичных эффектов при подглазурном декорировании используются либо соли золота, либо пигменты без содержания благородных металлов. При декорировании эмали рекомендуется применение пурпурных красок, не содержащих серебра, т.к. вследствие высокой реакционной способности эмали возможен уход цвета в коричневые тона. Поэтому выбор пурпурных красок для эмали ограничен.
Отдельной разновидностью красок можно считать интерферентные краски и краски с эффектом “металлик”. Эти краски применяются при декорировании стекла и надглазурной росписи и не содержат благородных металлов. Интерферентные краски создают эффект перламутра различных оттенков, краски “металлик” имитируют металлический отблеск с золотым, серебряным, бронзовым и медным оттенками. Характерной особенностью этих красок является форма частицы. В отличие от обычных красок она имеет вид не шарика, а чешуйки, что и обеспечивает появление металлического отблеска. Чтобы не разрушить такую форму частицы, эти краски не растираются при кистевом нанесении и продавливаются только через грубые сетки в шелкографном варианте. Наилучший декорационный эффект такие краски дают на темных непрзрачных подложках при плотном наложении. Поэтому при декорировании стекла рекомендуется применять белые или темные подслои, а при декорировании фарфора и керамики – темные глазури. Необходимо учитывать, что краски с эффектом “металлик” имитируют благородные металлы только приблизительно и, как правило, их не заменяют. Однако одновременное использование таких красок и препаратов благородных металлов могут давать очень интересные декорационые эффекты.
В отдельную группу керамических красок можно объединить препараты благородных металлов. В отличие от обычных красок, представляющих собой порошки, препараты благородных металлов имеют вид жидкостей или паст, за исключением пудровых препаратов. Препараты благородных металлов представляют собой металлоорганические соединения, в которых атом металла и/или молекула оксида/соли встроена в полимерную структуру. После обжига препараты благородных металлов образуют на поверхности изделия металлическую/металлоксидную пленку, толщина которой зависит от процентного содержания неорганической компоненты. В зависимости от содержания металла препараты благородных металлов можно разделить на:
- люстры (люстр – мужского рода) – до 6%
- глянцы – от 7 до 15%
- полиры – от 16 до 40%
- пудры – от 40 до 100%.
Соответственно, чем выше процент, тем ближе декорационный эффект к виду массивного металла и, естественно, выше удельная стоимость препарата. Более подробную информацию о препаратах благородных металлов можно получить в статье “Создание и применение препаратов благородных металлов”.
Для более полного понимания основ декорирования керамики необходимо также осветить вопросы методов нанесения, использования вспомогательных материалов (сред), режимов обжига, стойкости и экологичности. Эти и другие вопросы по мере появления ищите на страницах нашего сайта.
Флюсы – смесь бесцветных минеральных оксидов и/или солей.
Стекло – это охлажденный прозрачный расплав легкоплавких оксидов. Температурный диапазон декорирования: от 480 0С (хрусталь) до 700 0С (строительное и автостекло). КТР = 80-100 . 10-7 1/К.
Смальта – это охлажденный непрозрачный расплав легкоплавких оксидов и/или солей. Температурный диапазон декорирования зависит от состава и, как правило, не превышает 800 0С. По величине КТР приближен к стеклу.
Фритта – это охлажденный методом капельного литья расплав минеральных компонентов. Имеет вид стекловидных шариков неправильной формы.
Укрывистость – степень непрозрачности.
КТР – это величина, характеризующая изменение размера тела при изменении температуры.
Коллекция – это набор красок с одинаковой температурой обжига.
|
