專利名稱：一種彩色無氟仿瓷琉璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種彩色無氟仿瓷琉璃，屬于玻璃新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
仿瓷琉璃(又稱乳濁玻璃)是一種被廣泛應用于日用器皿、化妝品包裝，以及建筑照明與裝飾等領(lǐng)域的新材料，生產(chǎn)規(guī)模在逐步擴大，具有良好的市場發(fā)展前景。仿瓷琉璃“失透”的原因是玻璃熔體在冷卻過程中自發(fā)地析出了與基礎(chǔ)玻璃的折射率相差較大的分散相，使得進入玻璃的光被強烈散射而非透射。玻璃熔體在冷卻過程中分散相的出現(xiàn)可以是由于一種液相在另一種液相中不混溶而引發(fā)的液-液相分離造成的，也可能是由于析晶、微小氣泡或微裂紋造成的。根據(jù)分散相的尺寸和濃度不同玻璃制品會呈現(xiàn)出不透明或半透明的外觀。當玻璃組成中引入著色劑時，著色效果不同于透明玻璃材 料的，而是因會明顯變淡。目前仿瓷琉璃的生產(chǎn)主要是以氟化物作乳濁劑，在玻璃熔體冷卻過程中析出大量的CaF2和NaF晶體，進而造成玻璃制品的“失透”。但這種氟化物仿瓷琉璃存在耐火材料侵蝕嚴重以及環(huán)境污染問題等問題，極大地限制了它的應用范圍。到目前為止，還未見對玻璃熔體分相或析晶起始溫度以及成型時冷卻速度的依賴程度低，且能夠克服乳濁程度不均勻以及條紋等缺陷的無氟仿瓷琉璃的制造方法的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對耐火材料侵蝕低，無污染的一種彩色無氟仿瓷琉璃。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的彩色無氟仿瓷琉璃為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外共有五層，其中第一層(最內(nèi)層)是第一明料層，第二層是白料層，第三層為第二明料層，第四層是色料層，第五層為第三明料層；其中白料層的厚度為O. 7 O. 95mm，色料層的厚度為O. 6^0. 85mm。具體的，第一明料層厚度為O. 5^0. 75mm，第二明料層厚度為I. (Tl. 5mm，第三明料層厚度為O. 2^0. 3_。所述的白料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為Si0258 . 3 60. 9%，Α12032· 6 3. 5%，B2O3I 2. 1%，Ρ2055· 5 6. 2%, Na2013 15. 5%, Κ203· 2 4. 2%, Ca02. 8 3. 1%，Ba08. 5 9. 5%。優(yōu)選的，所述的白料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為Si0258 . 3飛O. 91%，Α12032· 63 3. 5%, B2O3 I. 0 2· 1%，P2O5 5. 6 5. 8%, Na2O 13 15. 5%, K2O 3. 2 4. 2%, CaO
2.86 3. 1%，Ba08. 5 9. 56%。所述的色料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為SiO2 58. 3 60. 91%，Al2O3 2. 63 3. 5%，B2O3I 2. 1%，P2O5 5. 5 6. 2%, Na2013 15. 5%, Κ203· 2 4. 2%, Ca02. 86 3. 1%，Ba08. 5 9. 56%，著色劑 O. 02-1. 5%ο所述的著色劑為CoO，CuO, NiO和Cr2O3中的一種或一種以上混合。所述的第一明料層、第二明料層、第三明料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為Si0271. 52 73. 85%, Al2O3O. 8 I. 98%, B2O3I I. 72%, Na2O 14. 7 15. 95%, K2O 3. 36 5. 86%,Ca04. 32^4. 82%。所述一種彩色無氟仿瓷琉璃的制造方法的主要包括以下步驟(a)分別稱取明料、白料和色料的組成，準確稱量并混和均勻。分別將三種配合料在爐窯中熔融并均化；(b)將均化的明料熔體經(jīng)料道流至工作部，并降溫至粘度約為IO2 2Pa. s使之適合吹制成型。類似地，將均化的白料和色料熔體冷卻至適合人工吹制成型的溫度和粘度；(C)采用人工多次套料吹制成型工藝，成型后的彩色無氟仿瓷琉璃共有五層，其中其中第一層是第一明料層，第二層是白料層，第三層為第二明料層，第四層是色料層，第五層為第三明料層；
(d)將步驟(C)得到的仿瓷琉璃制品放入退火窯中在48(T520°C退火I小時后隨爐冷卻。白料層所用的白料的各原料重量份組成為石英砂58. 38飛O. 82份、氧化鋁I. 65 2. 53份、氫氧化鋁I. 55 I. 85份、硼酸I. 79 3. 75份、焦磷酸鈉10. 3 11. 6份、純堿12. 54 16. 82份、碳酸鉀4. 78 6. 27份、碳酸鋇11. 05 12. 43份、方解石5. 16 5. 59份。所述的色料是在白料的基礎(chǔ)上再添加O. 02^1. 63份著色劑。明料層所用的明料的各原料重量份組成為石英砂72.2Γ74.6份、氧化鋁
O.51 I. 01份、氫氧化鋁O. 46 I. 55份、硼酸I. 79 3. 07份、純堿25. 19 27. 33份、碳酸鉀5. 02 8. 75份、方解石7. 79 8. 69份。本發(fā)明采用人工套料吹制成型的方法制造無氟彩色仿瓷琉璃。白料和色料熔體冷卻過程中發(fā)生了液-液分相，即在基質(zhì)玻璃中析出了尺寸為300nm左右的球狀富磷相，從而造成強烈的光散射使琉璃制品“失透”；白料和色料熔體的分相起始溫度都小于1050°C，遠遠低于套料時的操作溫度，同時分相發(fā)生時的粘度大于IO2 5Pa · S，有利于吹制成型；人工吹制成型工藝與機械吹制成型相比，熔體的冷卻速度更低，有利于提高玻璃的分相程度，進而增進乳濁程度；由于本工藝采用多次套料操作，反復升溫和降溫操作有利于玻璃制品的乳濁程度不均勻以及條紋缺陷的消除；另外明料和白料玻璃在25-300°C之間的熱膨脹系數(shù)之差均小于6. OX 10_7/°C，另外，在套料過程中白料和色料處于第二和第四層，這保證了仿瓷琉璃在制造及其日常使用過程中不會出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。從內(nèi)到外顏色由淺到深過度，使其色澤更加艷麗、莊重、美觀、大方，更具有觀賞價值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種彩色無氟仿瓷琉璃所具有的有益效果是這種仿瓷琉璃克服了傳統(tǒng)仿瓷琉璃生產(chǎn)對玻璃熔體分相或析晶的起始溫度以及成型時冷卻速度的依賴程度高的弊端，同時這種產(chǎn)品也不易出現(xiàn)常見的乳濁程度不均勻和條紋等缺陷。其白料層和色料層處于第二和第四層，這保證了仿瓷琉璃在制造及其日常使用過程中不會出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。從內(nèi)到外顏色由淺到深過度，使其色澤更加艷麗、莊重、美觀、大方，更具有觀賞價值。非常適合高端琉璃工藝制品的生產(chǎn)。


圖I是實施例I中白料琉璃的電子掃描形貌圖。圖2是實施例I中白料熔體在高溫區(qū)的溫度-平衡粘度曲線圖。
從圖I、圖2可以看出由于熔體在冷卻過程中發(fā)生液-液分相，白料琉璃中存在大量的第二相，因而導致強烈的乳濁效果，另外該白料熔體的粘度偏離平衡態(tài)的溫度是在1045°C，低于其成型時的溫度1113°C。
具體實施例方式以下通過具體實施 例對本發(fā)明一種彩色無氟仿瓷琉璃做進一步說明，其中實施例I為最佳實施例。實施例f 4的制造方法具體步驟如下(a)以石英砂、氧化鋁、氫氧化鋁、硼酸、硼砂、磷酸鈣、焦磷酸鈉、純堿、硝酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋇和方解石，Cr2O3等為原料，分別按照明料、白料和色料的化學組成準確稱量并混和均勻，其中明料在爐窯中于1550°C熔融并均化，白料和色料則在1500°C熔融并均化；(b)由(a)步驟得到的明料玻璃熔體經(jīng)料道流至工作部后溫度為1210°C，粘度約為IO2 2Pa. S。通過吹桿挑出適量玻璃液，并吹成壁厚為5mm的小泡(稱為1#小泡)。(c)由(a)步驟得到的白料玻璃熔體降溫至1113°C，粘度約為IO2 2Pa. S。將(b)步驟得到的1#小泡蘸取適量白料玻璃液，使其均勻包覆在1#小泡的表面，此時白料的厚度為5mm。然后將1#小泡進一步吹大(稱為2#小泡)。(d)將(C)步驟得到的2#小泡蘸取適量明料玻璃液，使其均勻包覆在2#小泡的表面，此時明料的厚度為10mm。然后將2#小泡進一步吹大(稱為3#小泡)。(e)由(a)步驟得到的色料玻璃熔體降溫至1113°C，粘度約為IO2 2Pa. S。將⑷步驟得到的3#小泡蘸取適量色料玻璃液，使其均勻包覆在3#小泡的表面，此時色料的厚度為5mm。然后將小泡進一步吹大(稱為4#小泡)。(f)將(e)步驟得到的4#小泡蘸取適量明料玻璃液，使其均勻包覆在4#小泡的表面，此時明料的厚度為2mm。然后將4#小泡在模具中進一步吹大至需要的規(guī)格。(g)將(f)步驟得到的仿瓷琉璃制品放入退火窯中在540°C退火I小時后隨爐冷卻。實施例I :明料層化學組成質(zhì)量百分數(shù)(wt%)為
權(quán)利要求
1.一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的彩色無氟仿瓷琉璃為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外共有五層，依次為第一明料層、白料層、第二明料層、色料層和第三明料層；其中白料層的厚度為0. 7 0. 95mm，色料層的厚度為0. 6 0. 85mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于第一明料層厚度為.0.5 0. 75mm，第二明料層厚度為I. (Tl. 5mm，第三明料層厚度為0. 2 0. 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的白料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為=SiO2 58. 3 60. 9%, Al2O3 2. 6 3. 5%, B2O3 I 2. 1%，P2O5 5. 5 6. 2%,Na2013 15. 5%, K2O 3. 2 4. 2%, CaO 2. 8 3. 1%，BaO 8. 5 9. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的白料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為=SiO2 58. 3 60. 91%, Al2O3 2. 63 3. 5%, B2O3 I. 0 2. 1%，P2O5 5. 6 5. 8%,Na2013 15. 5%, K2O 3. 2 4. 2%, CaO 2. 86 3. 1%，BaO 8. 5 9. 56%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的色料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為=SiO2 58. 3 60. 91%, Al2O3 2. 63 3. 5%, B2O3 I 2. 1%，P2O5 5. 5 6. 2%,Na2013 15. 5%, K2O 3. 2 4. 2%, CaO 2. 86 3. 1%，BaO 8. 5 9. 56%，著色劑 0. 02-1. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的著色劑為CoO，CuO, NiO和Cr2O3中的一種或一種以上混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的第一明料層、第二明料層、第三明料層的化學組成質(zhì)量百分數(shù)為=SiO2 71. 52 73. 85%，Al2O3 0. 8 I. 98%，B2O3I I. 72%, Na2O 14. 7 15. 95%, K2O 3. 36 5. 86%, CaO 4. 32 4. 82%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的白料層所用各原料重量份組成為石英砂58. 38 60. 82份、氧化鋁I. 65 2. 53份、氫氧化鋁I. 55 I. 85份、硼酸I. 79 3. 75份、焦磷酸鈉10. 3 11. 6份、純堿12. 54 16. 82份、碳酸鉀4. 78 6. 27份、碳酸鋇11. 05^12. 43份、方解石5. 16^5. 59份；所述的色料是在白料的基礎(chǔ)上再添加.0.02 I. 63份著色劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色無氟仿瓷琉璃，其特征在于所述的第一明料層、第二明料層、第三明料層明料的各原料重量份組成為石英砂72. 204. 6份、氧化鋁.0.51 I. 01份、氫氧化鋁0. 46 I. 55份、硼酸I. 79 3. 07份、純堿25. 19 27. 33份、碳酸鉀.5.02 8. 75份、方解石7. 79 8. 69份。
全文摘要
一種彩色無氟仿瓷琉璃，屬于玻璃新材料領(lǐng)域。其特征在于所述的彩色無氟仿瓷琉璃為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外共有五層，其中第一層是第一明料層，第二層是白料層，第三層為第二明料層，第四層是色料層，第五層為第三明料層；其中白料層的厚度為0.7~0.95mm，色料層的厚度為0.6~0.85mm。這種仿瓷琉璃克服了傳統(tǒng)仿瓷琉璃生產(chǎn)對玻璃熔體分相或析晶的起始溫度以及成型時冷卻速度的依賴程度高的弊端，同時這種產(chǎn)品也不易出現(xiàn)常見的乳濁程度不均勻和條紋等缺陷。
文檔編號B32B17/06GK102806727SQ2012102619
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者趙成水, 司志鋒, 劉樹江, 李緒寶, 朱洪范, 司書波, 沈建興, 孫兆寶 申請人:淄博市寶泉社會福利玻璃制品廠