Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

MỤC LỤC
Phần I GIỚI THIỆU VỀ MÀU SẮC
1.
2.
3.
4.
5.

3

Phân loại
Bản chất vật lý của chất màu
Màu của vật thể được chiếu sáng
Các đại lượng đặc trưng cho cảm thụ màu sắc
Chất màu vô cơ

Phần II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨ
1.
2.
3.
4.

Khái niệm và phân loại
Sơ đồ công nghệ sản xuất gốm sứ
Nguyên liệu sản xuất gốm sứ
Các công đoạn chính sản xuất gốm sứ

Phần III MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ
1.
2.
3.
4.

Khái niệm
Phân loại
Một số tính chất của men
Trang trí men bằng màu

5
5
6
7
9
10
10
10
11
12

Phần IV MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ
1.
2.
3.
4.
5.

3

3
4
4

Khái niệm và phân loại màu dùng trong gốm sứ
Quy trình công nghệ sản xuất chất màu
Các yêu cầu cơ bản của màu gốm sứ
Sản xuất picmen và màu trên men
Sản xuất picmen và màu dưới men

Phần V MÁY VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ - MÀU
Page 1

13
13
15
16
16
22

26


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

1. Danh mục thiết bị, máy móc được sử dụng phổ biến trong ngành
công nghiệp gốm sứ
26

2. Giới thiệu một số thiết bị

27

Phần VI MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN
XUẤT GỐM SỨ
29
1) Các ngyên liệu cơ bản
2) Tính
độc
hại

29
của

bột

màu

vô

cơ

30
3) Xu hướng nghiên cứu bột màu thế hệ mới, thân thiện với môi

trường

dựa

trên

cơ

sở

các

nguyên

tố

đất

hiếm

31
Phần VII Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH
NUNG GỐM
33
Phần VIII TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG VIỆC SỬ
DỤNG LÒ ĐỐT
34
1) Quy trình nung đốt trong lò thủ công truyền thống
2) Quy trình nung đốt bằng lò gas con thoi

Phần IX TÀI LIỆU THAM KHẢO

34
35

36

Page 2


GVGD: Ngô Văn Cờ
I.

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÀU SẮC
1) PHÂN LOẠI

Màu vật thể chia làm 2 loại: màu hữu cơ và màu vô cơ
a) MÀU HỮU CƠ

Cấu tạo mạch nguyên tử C gồm liên kết đôi và đơn xen kẽ là đặc điểm quan trọng
nhất đối với hợp chất hữu cơ có màu. Bời vì các mạch như vậy có xuất hiện hiệu ứng liên
hợp san bằng các liên kết đôi và đơn.
Cơ chế xuất hiện màu: Khi ánh sáng đập vào phân tử thì phần năng lượng chính
được dùng để chuyển electron từ mức cơ bản sang mức cao hơn làm cho xuất hiện màu sắc
khác nhau tùy vào bước sóng ánh sáng
b) MÀU VÔ CƠ

Màu của đa số hợp chất vô cơ được quyết định bởi các bước chuyển electron và do đó
bởi sự chuyển điện tích từ nguyên tử của nguyên tố này sang nguyên tử của nguyên tố khác
Cơ chế xuất hiện màu: Trạng thái electron trong phân tử , độ linh động và sự chuyển
mức năng lượng của chúng khi có kích thích sang đã tạo nên khả năng xuất hiện màu.
2) BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT MÀU

Màu sắc của vật thể ngoài việc phụ thuộc vào bản chất hóa học của chất màu, nó còn
phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như: bản chất của nguồn chiếu sáng, tính chất của bề
mặt được chiếu sáng, chiều dạy lớp hấp thụ ánh sáng
3) MÀU CỦA VẬT THỂ ĐƯỢC CHIẾU SÁNG

Màu của vật thể mà ta quan sát được là kết quả của quá trình:
-

Quá trình tương tác của dao động điện từ tạo ra tia sáng với phân tử của chất
Quá trình hấp thụ có chọn lọc ánh sáng của vật thể
Quá trình cảm thụ màu ở mắt

Trong đó quá trình thứ 2 có ý nghĩa quyết định tạo nên sự khác biệt về màu sắc của thế
giới tự nhiên

Page 3


GVGD: Ngô Văn Cờ
4)
5)

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO SỰ THỤ CẢM MÀU SẮC
Tông màu , sắc màu
Độ thuần sắc , độ bão hòa
Độ chói , độ sáng
CHẤT MÀU VÔ CƠ

Khái niệm
Chất màu vô cơ là cụm từ dùng để chỉ một chất chứa các hạt nhỏ mà không thể hòa
tan được trong dung dịch và có khả năng tạo màu , bảo vệ , hoặc có từ tính,…
Thành phần của chất màu vô cơ
Ngoại trừ một số ngoại lệ, pigment vô cơ thường là các oxid, các hợp chất sulfua,
oxid hydroxid, silicat và carbonat và thường chứa 1 loại hạt duy nhất (vd: α-Fe2O3) với cấu
trúc mạng tinh thể
Tiêu chuẩn đánh giá
-

II.

Độ axid/kiềm
Độ bền
Cường độ màu
Chỉ số ăn mòn
Tỷ trọng
Độ phân tán
Độ ổn định nhiệt
Kích thước hạt
Diện tích bền mặt riêng
Độ bóng
Thể tích xếp chặt
Độ truyền suốt

CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT GỐM SỨ
1) KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Page 4

GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

a) Khái niệm

Gốm sứ là các vật liệu vô cơ với cấu trúc dị thể, thành phần khoáng và hóa khác nhau.
Thành phần pha của vật liệu gốm sứ gồm pha đa tinh thể, pha thủy tinh và có thể có cả pha
khí. Các sản phẩm gốm sẩn xuất trên cơ sở nguyên liệu dạng bột mịn, tạo hình rồi đem nung
ở nhiệt độ cao.
b) Phân loại

Có nhiều cách phân loại khác nhau:
-

Theo thành phần hóa học và thành phần pha: gốm sứ hệ Al 2O3 – SiO2, hệ MgO –
SiO2, hệ K2O – Al2O3 – SiO2…
Theo độ xốp của vật liệu: vật liệu xốp sít đặc, kết khối…
Theo cấu trúc hạt vật liệu: gốm thô, gốm mịn…
Theo thành phần khoáng chính trong sẩn phẩm: gốm mulit, gốm corund…
Theo truyền thống hình thành: đất nung, sành, sứ…
Mục đích sử dụng: gốm sứ dân dụng, gốm sứ kỹ thuật

2) SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨ
a) Các phương pháp sản xuất gốm sứ
Page 5


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Nguyên liệu

Nguyên liệu

Nguyên liệu

Nước

Nước

Nước

Nghiền trộn

Nghiền trộn

Nghiền trộn

Sấy phun

Lọc ép

Bể huyền phù

Ép tạo hình

Luyện đất

Rót vào khuôn

Ủ
Sấy

Tạo hình

Mộc

Tráng men

Sấy

Sấy

Nung

Tráng men

Tráng men

Sản phẩm

Nung

Nung

Sản phẩm

Sản phẩm

a)

b)

c)

Phương pháp ép bản khô

Phương pháp dẻo

Phương pháp đổ rót

Hình 1: Các phương pháp sản xuất gốm sứ

Page 6


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

b) Sơ đồ công nghệ chung

Hình 2: sơ đồ công nghệ chung

Page 7


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Quy trình sản xuất gốm sứ
Đất dẻo trước khi đưa vào tạo hình sẽ được đưa qua máy luyện và hút chân không lần
hai và được đùn ra với các kích thước có đường kính khác nhau tuỳ thuộc vào sản phẩm sản
xuất.
Sau đó được đưa qua bàn cắt và đưa vào máy ép lăn, sản phẩm tạo hình được đưa qua
buồng sấy.
Tiếp theo, sản phẩm được đưa qua các công đoạn: sửa, nung sơ (nhiệt độ nung là
O
700 C), chuốt hàng, trang trí sản phẩm, làm men, cắt chân, lò nung.
Sản phẩm ra lò sẽ được bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS) phân loại chất
lượng, mài chân, đóng gói trước khi đưa đi tiêu thụ.
3) NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GỐM SỨ
a) Đất sét

Là tên chung chỉ nguyên liệu chứa các nhôm khoáng Alumo – Silicat ngậm nước có
cấu trúc lớp với độ phân tán cao, trộn với nước có tính dẻo.
Đất sét cung cấp đồng thời Al2O3 và SiO2. Ngoài ra còn có lẫn: cát, đá vôi, tràng
thạch, các tạp chất khác.
b) Nhóm nguyên liệu cung cấp SiO2

Cát là nguyên liệu chính cung cấp SiO2, Quăczit
c) Nguyên liệu cung cấp CaO

Đá vôi CaCO3: đây là thành phần quan trọng nhất của sản xuất xương gốm và men.
Đá hoa cương, Đôlômit
d) Tràng thạch

Là hợp chất của silicat – alumin, không chứa nước. Trong thành phần có Na 2O, K2O,
CaO
Trạch tràng là vật liệu gầy, không có tính dẻo, đóng vai trò là chất chảy trong mộc và
men gốm sứ
e) Hoạt thạch

Là các silicat – magie ngậm nước có cấu trúc lớp Mg 3(Si2O5)2(OH)2 hoặc
3MgO.4SiO2.H2O.
4) CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH SẢN SUẤT GỐM SỨ
Page 8


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

a) Nghiền trộn

Qua trình nghiền có tác dụng trộn, tránh sự kết tụ lại, làm tăng mức hoạt hóa bề mặt
vật liệu và đồng nhất phối liệu do kết hợp trộn nghiền trong máy nghiền.
b) Chuẩn phối liệu vào sản phẩm

Yêu cầu cơ bản:
-

Đạt độ chính xác cao về thành phần hóa học và tỉ lệ các loại cở hạt
Đạt độ đồng nhất về thành phần hóa, thành phần hạt, lượng nước tạo hình, chất điện
giải hay các loại phụ gia…trong phối liệu theo thời gian và vị trí khác nhau.

Có 3 phương pháp tạo hình cơ bản sau:

c)

Phương pháp ép bán khô
Phương pháp dẻo
Phương pháp đổ rót
Sấy
Mục đích là loại bỏ nước liên kết hóa học hay nước liên kết hóa lí

Sau khi hình thành sản phẩm mộc phải sấy để loại nước. Có thể sấy tự nhiên hay sấy
cưỡng bức với mục đích là loại nước sao cho nhanh nhất mà không làm biến dạng hay vỡ
sản phẩm.
d) Tráng men

Các phương pháp tráng men:
-

Dội men phia trong và phía ngoài sẩn phẩm.
Nhúng toàn bộ vật thể vào men.
Phun men.

Huyền phù men thường có các cấu tử giống như các cấu tử của xương gốm nhưng
mịn hơn và chứa nhiều thành phần dễ chảy hơn.
Nhờ có độ xốp của bề mặt xương gốm, ở nhiệt độ cao men sẽ chảy láng trên bề mặt
sản phẩm.
e) Nung

Là quá trình gia nhiệt cho sản phẩm gốm sứ với chế độ thích hợp, sau đó làm nguội
với điều kiện thích hợp.
Page 9

GVGD: Ngô Văn Cờ
III.

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ
1) KHÁI NIỆM

Men là một lớp thủy tinh( thủy tinh là chất vô cơ nóng chảy bị làm quá lạnh về trạng
thái rắn mà không kết tinh) có chiều dày 0,15 – 0,4 phủ lên bề mặt xương gốm xứ. Lớp thủy
tinh này hình thành trong quá trình nung và có thể có tác dụng làm cho bề mặt xương gốm sứ
trở nên sít đặc, nhẵn bóng.
Về mặt ký thuật men là một phương pháp trang trí sản phẩm , do đó tăng giá trị sẩn
phẩm
2) PHÂN LOẠI
a) Phân loại theo thành phần

Men chì:
-

Men chứa PbO và B2O3.
Men chứa PbO nhưng không chứa B2O3.

Men không chứa chì:
Men chúa B2O3
Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm cao.
Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm thấp.
Phân loại theo cách sản xuất
Men sống : loại men đưa lên bề mặt xương gốm từ những nguyên liệu thô nghiền mịn

chưa được gia nhiệt.
- Men chín ( Men frit): loại men nấu thành thủy tinh trước, nghiền mịn rồi đưa lên bề
mặt xương.
- Men muối: được tao thành do các chất bay hơi bám trên bề mặt sản phẩm tạo thành
lớp men có hàm lượng kềm thấp.
- Men tự tạo: phối liệu trong qua trình nung hình thành trên bề mặt sản phẩm một bề
mặt tương đối nhẵn bóng.
c) Phân loại theo nhiệt độ nung
- Men khó chảy: men này có nhiệt độ nóng chảy cao( 1250 -1450 0C), có độ nhớt lớn,
hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng kềm thấp.
- Men dễ chảy: men này có nhiệt độ nóng chảy cao( <1250 0C), có độ nhớt bé, hàm
lượng SiO2 thấp và hàm lượng kềm cao.
d) Phân loại theo cảm quan
- Men trong: lớp men trong suốt có thể nhìn thấy xương gốm qua lớp men
- Men không trong: lớp men không trong suốt, không nhìn thấy xương gốm qua lớp
men. Men không trong có thể do tác dụng tạo đục cuẩ những hạt keo.
b)
-

Page 10


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

e) Phân loại theo cách nung

Công đoạn phủ men được thực hiện sau khi sấy hoặc nung non
f)

3)
a)

Nung một lần( có độ bền cơ học đủ lớn):  sấy  phủ men  nung
Nung hai lần: Mộc  nung lần 1  tráng men  nung hoàn thiện
Phân loại theo thẩm mỹ
Men chảy
Men rạn, men kết tinh, men sần, men co, men khử…
MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA MEN
Độ nhớt

Men không có điểm nóng chảy xác định mà có sự thay đổi dần từ trạng thái dẻo
quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do vậy độ nhớt cũng thay đổi theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng
độ nhớt giảm và ngược lại. Độ nhớt của men phụ thuộc vào thuộc vào thành phần hóa của
men.
Các oxit làm tăng độ nhớt của men là: SiO2, Al2O3, Cr2O3, MgO…
b) Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt lớn làm men khó chảy láng đều trên bề mặt, sức căng bề mặt nhỏ lại
không đủ tạo bề măt bóng láng nên men bị hút vào xương mộc làm men bị sần và không
bóng.
Sức căng bề mặt phụ thuộc vào thành phần và nhiệt độ.
c) Sự giản nở

Sự giản nở của men được biểu thị bằng sự giản nở của vật liệu khi nâng lên một độ
gọi là hệ số giãn nở nhiệt..
Quá trình giãn nở nhiệt của men cũng tương tự như thủy tinh khi làm nguội dưới điểm
chuyển hóa men sẽ đóng rắn, nên phải làm nguội hoàn toàn và hệ số giản nở phải tương
đương với xương gốm.
Hệ số giản nở tăng hạn chế khả năng nứt men, hệ số giản nở men giảm hạn chế hiện

tượng bong men.
d) Độ cứng của men

Là khả năng chịu lực cơ học mài xiếc hoặc ấn lún trên bề mặt của men
Phương pháp xác định độ lún:
Page 11


GVGD: Ngô Văn Cờ
e)

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Khả năng chóng tác dụng vạch xước
Khả năng chóng ấn lún
Khả năng chóng bào mòn
Độ bền hóa an toàn thực phẩm

Khả năng chóng ăn mòn của men trước hêt là để đảm bảo độ bóng, giá trị mỹ phẩm
trong quá trình sử dụng và bảo quản.
Trong men có một số yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe con người như: Pb, Cd, Bi, Ba,
As… nên cần chú ý vấn đề môi trường ngay từ quá trình chuẩn bị phối liệu
Trong quá trình sản xuất vẫn dùng các chất trên tuy nhiên kỹ thuật frit hóa men
thường dùng có thể chuyển các độc tố thành dạng hợp chất khó hòa tan, phân hủy trong vật
liệu gốm và không được vượt qua giới hạn cho phép đối với sức khỏe con người
4) TRANG TRÍ MEN BẰNG MÀU

Màu sắc phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc của chất tạo màu và chất chảy, cách thức
trang trí.
a)

b)
c)
-

Các phương pháp trang trí bề mặt gốm
Tạo men thủy tinh
Dùng chất màu
Tạo hình nỗi trên bề mặt me
Kỹ thật đưa màu lên men
Màu trên men
Lớp trang trí trên bề mặt men, trong nhiều trường hợp màu hơi chìm vào men
Màu được đưa lên men khi lớp men nền đã ổn định
Ưu điểm: các tông màu trên men phong phú và tươi hơn

Ba thành phần chính của bột màu: chất màu + chất chảy + phụ gia. Khác biệt
chính giữa hai loại màu là chất chảy. với màu trên men chất chảy là thủy tinh hay frit chảy ở
nhiệt độ thấp.
d) Màu dưới men

Lớp men nằm giữa xương và men và được lớp men bảo vệ chóng lại tác dụng hủy
hoại cơ học, hóa học và môi trường.
Ba thành phần chính của bột màu: chất chảy + chất màu cơn bản + phụ gia. Chất
lượng bột màu phụ thuộc chủ yếu vào màu cơ bản( pigment). Pigment được chế tạo bằng
cách trộn các phối liệu theo tỷ lệ thích hợp, nghiền cho đủ độ mịn và đông nhất.
Page 12


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Để tăng độ bền lien kết giữa bột màu và xương mộc, phải dùng chất chảy và phụ gia
tuy nhiên trong trường hợp này vai trò chất chảy không quan trọng.
Màu thủy tinh:
Men có bản chất là thủy tinh màu
Đơn điệu và không thể trang trí những hình phức tạp
IV.
MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ
1) KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MÀU DÙNG TRONG GỐM SỨ
a) Khái niệm
-

Chất màu cho gốm sứ chủ yếu thuộc hệ dung dịch rắn( picmen). Như vậy cấu trúc các
chất màu là không hoàn chỉnh nghĩa là có sự biến dang về cấu trúc (do phân cực). Kết quả có
sự sai lệch là thông số mạng lưới của tinh thể dẫn đến xuất hiện màu.
Các picmen thông thường là nguồn nguyên liệu cơ bản để chế tạo các chất màu gốm
sứ. Các picmen thong thường là các aluminat hoặc các silicat thuộc loại spinel, vilemit,
granat, corund… Các picmen được đặc trưng bởi khả năng tạo màu cao, bền vĩnh cửu với tác
động hóa học, ánh sáng, các loại dầu mở và nhiệt độ cao.
b)

-

Phân loại
Theo vị trí trang trí màu và men
Màu trên men: chất màu + chất chảy + phụ gia
Màu dưới men: bột màu dưới men gồm: chất chảy + chất màu cơ bản + phụ gia
Màu trong men còn gọi là thủy tinh màu.

Sự khác biệt giữa hai loại này là chất chảy, chất chảy dùng cho màu trên men là thủy tinh

hay frit chảy ở nhiệt độ thấp hơn.
 Theo bản chất tạo màu
- Chất tạo màu ion: các đơn oxit được trộn lẫn với men và tráng lên sản phẩm gốm sứ

sau sấy hoặc đã nung sơ bộ. Các ion thường gặp: Co2+ : tím xanh, Ni2+: tím, Cu2+:
xanh đồng, Fe3+: nâu vàng…
- Chất tạo màu dạng keo: men được nhuộm màu bởi các tinh thể kim loại có kích thước
hạt keo, màu sắc chất tạo màu phụ thuộc vào kích thước hạt keo. Các chất tạo màu
dạng keo thường là: Au, Ag, Cu…
c) Các hệ nguyên tố cơ bản dùng trong sản xuất màu gốm sứ

Xanh

Xanh lá
cây

Vàng

Màu
Da cam
Đỏ
Page 13

Tím

Nâu

Đen

Trắng

GVGD: Ngô Văn Cờ
Co-Al

Co-Cr

Pb-Sb

Co-Zn
Co-Si
Co-Al-Sn

Co-Cr-Zn
Co-Cr-Al
Co-Cr-Si

Pb-Sb-Sn
Pb-Sb-Zn

Co-Al-Si

Cr

V-Sn

Cr-Si
Cr-Ca-F
Cr-Br

V-Zn
Sb-Ti-Cr
V
V-Si
V-Si-Al
PbCrO4
BaCrO4
SrCrO4
ZnCrO4

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ
Cd-SeS
PbCrO4
V-Pb

Cd-SeS
Au-Al
Cr-SnCa
Cr-SnSi

Au-Al

Fe-Cr-Zn

Fe-Cr-Co

SnO2

Cr-Sn

Fe-Cr-Mn
Fe-Cr

Fe-Cr-Co-Ni
Fe-Cr-Co-Mn

ZrO2
TiO2
NaF

Fe-O

Cr-Zn

Cr-Cu

Sb2O

Fe-O
Mn-P

Fe-O
Sb-Ti-Cr

Các hệ nguyên tố cơ bản dùng trong sản xuất màu gốm sứ

2) QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT MÀU
a) Công nghệ sản xuất chung

Page 14

Sb2O5
PbMoO4
CeO2
As2O3


GVGD: Ngô Văn Cờ

MÀU GỐC SẤY

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

RỬA NGHIỀNNUNG NGHIỀN TRỘN
CÂN

NGHIỀN KHÔOXIT TẠO MÀ

PHỐI LIỆU

b) Quy trình chế tạo màu
 Trộn nghiền
-

Oxit mang màu+Oxit tạo khoáng+Chất độn (oxyt hoặc muối kim loại mịn)

-

Các phương pháp trộn khác nhau:
+ Nghiền với nước trong máy nghiền bi

Page 15


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

+ Nung nóng chảy
+Lắng đọng từ dung dịch nước
+Tẩm ướt bằng dung dịch nước
Dùng cách nghiền với đá cuội theo phương pháp nghiền khô hoặc nghiền ướt
 Nghiền

-Nghiền để tách khối ra
-Tỉ lệ giữ màu đem nghiền, nước và bi nghiền là 1:1
- Phần còn lại trên sàng 10.000 lỗ/cm2 là không vượt quá 0,2%
 Rửa

- Giảm thiểu tối đa các muối hoặc acid ảnh hưởng tới màu
- Loại phần dư chưa phản ứng hoặc chất hòa tan
-Rửa bằng nước, acid hoặc bazơ
-Sấy khô, sàng tạo màu gốc
3) CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA MÀU GỐM SỨ
-

Bền vững với tác động của nhiệt độ cao trong quá trình đưa màu lên sản phẩm gốm

-

Không bị tác động hòa tan các chất nóng chảy, các loại men và chất chảy

-

Dễ dàng phủ trang trí lên sản phẩm

-

Có tính kinh tế

-

Điều quan trọng nhất là phối hợp để thu nhận được tông màu cần thiết.

4) SẢN XUÁT CÁC PICMEN VÀ MÀU TRÊN MEN
a) Khái niệm và phân loại

Chất màu gốm sứ trên men là hỗn hợp picmen khoáng chịu nhiệt có chứa các thủy
tinh dễ chảy ( chất trợ dung).
Theo nhiệt độ được chia thành 3 nhóm:
-

Các màu nung ở nhiệt độ 775oC

±

15oC
Page 16


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ
o

-

Các màu nung ở nhiệt độ 805 C

-

Các màu nung ở nhiệt độ 815oC

±
±

15oC
15oC

Theo độ bền axit:
Độ bền axit ở nhiệt độ trong nhà sau khi nung
Nồng độ axit acetic, %
Thờ gian, giờ
1
0.25
3
1
3
3
6
12

Nhóm
1
2
3
4
b) Chất trợ dung

Chất trợ dung sử dụng trong gốm sứ là các thủy tinh dễ chảy của chì, bo và chì-bokiềm.
Phân loại theo nhiệt độ nóng chảy và thành phần hóa học:
Nhóm chất trợ dung
Biên mềm, T1

1. Silicat chì
2. Silicat chì - bo
3. Silicat chì - bo – kiềm

Nhiệt độ, °C
Tạo thành giọt, Chảy hỗn lọan,
T2
T3

420-455
365 -450
435-690

560 – 600
460 – 545
550 – 780

700 - 825
590 - 695
715-950

Thành phần chất trợ dung cho các chất màu trên men:
Thành phần từ các chất trợ dung
Na20

K20

ZnO

Màu của chất màu để sử dụng
lọai chất trợ dung này

PbO

B203

Si02

1,00
1,00
1.00
1,00
1,00
1,00
1,00

0.50

1,00
0,50
-

1,25
0,50
0,25
1,00
0,50
0,25
1,50

Page 17

Đen
Đỏ
Đỏ
Đỏ
Nâu
Xanh
Xanh


GVGD: Ngô Văn Cờ
0,45

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

0,14

_
0,35
0.60

0,50
0,10

0,30
0,25

0,10

_

0,04
1,00
1,00
1,00
0.15
0,30
1,00
1,00
0,70
0,65
1,00
1,00

0,90
1,00
0.75

2,37
0,69
2,50
1,50
0,75
0,50
0,75
2.50

1,43
0.50
0,75
1,26
2,88
0,70
1,00
1,00
1,50
0,75
0,25
1,25

Xanh
Xanh
Xanh
Đỏ tía
Đỏ tía
Đỏ tía
Nâu
Nâu

Nâu
Nâu
Tím
Tím

c) Giới thiệu các chất màu trên men

Chất màu

Cách điều chế

Các picmen và chất màu xanh da trời

hợp chất côban, oxit nhôm,oxit kẽm và các loại phèn
nhôm kali

Các pigment và chất màu xanh lá cây

oxit đồng và oxit niken
oxit crom

Các picmen và chất màu vàng

các oxit antimon, oxit uran, cromat chì và các pigment
rutin.

Các picmen và chất màu đỏ

oxit sắt và oxit vàng
PbCrO4 và hợp chất selen và cađimi.

Các picmen và chất màu nâu

oxit sắt, kẽm mangan và crom

d) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh

Page 18


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Cơ sở của các pigment màu xanh là ion coban, nếu nằm ở cựa hóa trị 4 sẽ cho màu
xanh, còn nằm ở cựa hóa trị 6 là màu gạch đỏ. Về thành phần picmen coban chia ra nhóm
silicat và nhóm aluminat.
Các nguyên liệu cơ bản để sản xuất picmen màu xanh là oxit coban Co2O3 và
cacbonat coban CoCO3. Đưa vào thành phần picmen 1 ít oxit kẽm ZnO, oxit nhôm Al2O3 và
các oxit khác sẽ cho các tông màu xanh khác nhau.
Các picmen màu xanh cho ở bảng sau:
Nhiệt độ
nung 0C

Thành phần, %

N0pigmen
t

Màu

1

Xanh
sáng

53,77

2

Xanh

-

3

Xanh

-

96

Xanh
sáng

49,87

97

Xanh

-

98

Xanh

-

25,00

34,2

-

25,00

15,80

-

-

99

Xanh

24,51

63,73

-

-

-

-

11,76

-

5,2
9,1
-

-

4,6
-

Oxit
nhôm

Oxit
coban

Oxit Axit Thạch Fenspa Cacbonat Nitrat
kẽm Boric

anh
t
Kali
Kali
Nhà máy chất màu Đu-lép
34,3
8,75
3,16
2
50,0
25,00
0
57,1
14,29
4
Nhà máy gốm sứ kỹ nghệ Kiép
48,1
2,01
2
57,1
14,29
28,57
4

Nguồn tham khảo
4
Xanh
37,5
41,7
15,6

5
Xanh
22,7
36,4
27,2
6
Xanh
33,3
33,3
33,4
Công nghệ sản xuất picmen màu xanh như sau:

13001350
13201350
13201350
13201350
13201350
12901300
12901300
1300
1300

Các nguyên liệu được định lượng theo công thức yêu cầu, nạp vào máy nghiền bi và
nghiền trong 48 giờ đạt được độ mịn và độ đồng nhất cao.
Sau khi nghiền, phối liệu được nạp vào chén samot và sấy trong là sấy trong khoảng
48 giờ đến 52 giờ ở nhiệt độ 80oC-90oC. Phối liệu sấy xong chuyển qua các chén samot mới.

Page 19

GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Bên trong các chén samot mới này được xoa một lớp oxit nhôm mỏng. Các chén samot được
nạp đầy ¾ thể tích phối liệu cho từng chén và xếp vào lò nung.
Nung ở nhiệt độ 1320oC-1350oC trong khoảng thời gian 20-24 giờ khi nhiệt độ đạt
1300oC cần phải lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 1-1,5 giờ để thu được picmen có màu
đồng nhất.
Trong thời gian nung nhiệt độ cần phải nâng nhiệt từ từ (tới 960oC trong vòng 6-7
giờ), từ nhiệt độ 960oC tới nhiệt độ 1060oC trong vòng từ 4-5 giờ và từ nhiệt độ 1060oC1350oC trong vòng 8 giờ.
Môi trường nung picmen này như sau: Tới nhiệt độ 960oC nung ở môi trường oxy
hóa, trong khoảng nhiệt độ 960oC-1060oC nung trong môi trường oxy hóa mạnh, trong
khoảng nhiệt độ 1300oC-1320oC trong mội trường khí trung tính và lưu từ 1,5-2 giờ ở nhiệt
độ này. Kết thúc nung trong khoảng thời gian 1 giờ ở môi trường khử yếu.
Khi nhiệt độ trong lò đạt 1350oC thì kết thúc nung. Các picmen đã nung sau khi làm
nguội lấy ra khỏi các chén nung, nghiền trong máy nghiền lăn và sau đó nghiền trong máy
nghiền bi.
Sau khi nghiền, picmen được sấy trong lò sấy ở nhiệt độ 70oC-90oC và sàn qua 4000
lỗ/cm2. Để thu nhận các màu trên men, các picmen được trộn với các chất trợ dung tương
ứng.
Các màu trên men được thu bằng cách nghiền phối hôp các chất màu đã chuẩn bị
xong. Tỉ lệ định lượng các vật liệu, nước và bi được xác định qua thực nghiệm. Các vật liệu
được định lượng theo công thức nạp vào máy nghiền bi và nghiền trong khoảng 7-8 ngày
đêm để đạt được độ mịn không vượt quá 0.2% của phần còn lại trên sang 10.000 lỗ/cm 2.
Sau khi kiểm tra màu, độ mịn và độ chảy, chất màu được đổ vào các chén samot sạch
cho nhóm màu này và được sấy ở nhiệt độ 80-90oC cho tới hàm lượng chất ẩm màu không
quá 0,3%. Chất màu sau khi sấy được sàng qua sàng N0 28-30 trong tủ hút và sau đó đóng
gói bảo quản.

Page 20


GVGD: Ngô Văn Cờ

Oxit coban

Sunfat kẽm

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Minium

Oxit crom

Thạch anh

Trộn

Trộn

Sấy

Nung

Trộn

Axit boric

Đập nhỏ

Lưu huỳnh

Sấy

Nung
Rửa

Chất trợ dung N0 6

Nghiền

Rửa
Nghiền
Sấy
Rửa
Picmen xanh lá N0 23

Sấy

Picmen xanh lá cây trên men N0 52

Sản xuất màu lá cây sẫm N052

Page 21


GVGD: Ngô Văn Cờ
e)
-

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Các yêu cầu kỹ thuật đối với pigment và chất màu trên men
Màu phải phù hợp với màu chuẩn
Độ ẩm không lớn hơn 1%
Phần tồn tại trên sàng 10000/cm2 không lớn hơn 0,5%
Phản ứng kéo nước-trung tính.

Màu và tông màu được thể hiện trên sản phẩm bằng một lớp vừa phải và nung trong môi
trường oxy hóa với nhiệ độ phù hợp và lưu ở nhiệt độ cuối cùng trong vòng 10-12 phút phải
phù hợp với màu và tông chuẩn của nhà máy sản xuất. Chú ý:
Lớp chất màu vừa phải là lớp của chất màu phủ lên kim loại
Tăng lớp màu phủ không cho phép nhưng giảm lớp màu cho phép trong giới hạn đảm
bảo màu và độ bong sau khi nung
- Độ ẩm bột màu không quá 0,3%. Phần còn lại trên sàng 10.000 lỗ/cm 2 không quá
0,02% nhiệt độ nung chất màu không vượt quá giới hạn cho phép của chất màu đỏ
5) SẢN XUÁT CÁC PICMEN VÀ MÀU DƯỚI MEN
a) Khái niệm và phân loại
-

Các chất màu dưới men cho các sản phẩm gốm xốp là các hỗn hợp pigment với các
nguyên liệu dễ cháy, trong đó dễ cháy nhất là fenspat hoặc các frit tương ứng.
Để chuẩn bị các chất màu dưới men chỉ sử dụng được một hoặc một số hợp chất hỗn
hợp các oxit của kim loại mà khi nung không bị phân hủy, không tan trong men và không
gây khuyết tật cho men, cũng như phải đảm bảo sau khi nung giữ được hình ảnh rõ nét nhất.
Đối với oxit, sử dụng chủ yếu các oxit sau:
Oxit

Màu

Oxit coban

xanh và xanh da trời

Oxit niken

nâu và tím

Oxit sắt

màu vàng, đỏ và nâu

Oxit đồng

xanh lá cây và xanh đen

Oxit mangan

cho màu nâu, tím và hồng

Oxit uran

vàng

Oxit crom
xanh là cây và đỏ
Các chất màu dưới men cho gốm xốp thường nung ở nhiệt độ 1050oC-11500C (cho
gốm mềm) cho tới nhiệt độ 11500C-12500C (cho gốm cứng). Các chất màu dưới men được
phủ ngay lên mặt xương gốm xốp và sau đó phủ tiếp bằng lớp men.

Page 22


GVGD: Ngô Văn Cờ

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

b) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh lá

Nguyên liệu chính để sản xuất các pigment màu xanh là oxit coban và photphat coban
Để thu nhận được các tông và sắc thái màu khác nhau thường đưa thêm vào thành phần
các pigment các chất như oxit crom, oxit nhôm, oxit niken, oxit magie, oxit kẽm.
Thành phần các picmen màu xanh như sau:





Xanh lá cây: Cr 2 O 3
Xanh lá cây sáng: Cr 2 O 3 . 0,2 - 1A1 2 O 3
Xanh lá cây xám : Cr 2 O 3 . 0,05 - 1CoO
Xanh lá cây nâu: Cr 2 O 3 . 0,05 - 0,3 Fe 2 O 3

Để thu được oxit crom từ anhydric crom thì nung anhydric crom tới nhiệt độ 200 0C, nó
phân hủy theo phương trình: 2CrO3  Cr2O3 +1,5O2
Sự phân hủy này thường có them chất phụ có mầu đen CrO3.nCr2O3 rất khó phân hủy
khi nung. Để ngăn ngừa hiện tượng này thì anhydric crom đuộc nung ở nhiệt độ cao hơn và
cho them vào các chất khử thì chất phu nối trên không hình thành.
Quá trình chuẩn bị oxit crom theo phương pháp này gồm nung anhydric crom, rửa,

nghiền, rửa và sấy các picmen. Khi nung thì các chén nung được nạp đầy ¾ thể tích hạt mịn
anhydric crom, trước khi nạp vào chén nung được tráng mỏng một lớp nhôm oxit.
Nung anhydric crom trong môi trường khử ở nhiệt độ 1300 0C trong 20 – 22 giờ. Cho tới
600 0C nung được nâng lên từ từ cho khỏi nứt chén nung tới 1250 0C cần giữ trong 1,5 – 2
giờ sau đó tăng lên 1300 0C và kết thúc nung. Picmen sau khi lấy ra khỏi chén nung cho vào
bể để rửa. Rửa theo phương pháp gạn tới 8 – 10 lần sau đó cho vào máy nghiền bi để nghiền
2 giờ. Tiếp theo cho và rửa bằng máy ly tâm bằng nước nóng cho đến khi picmen được làm
sạch tuyệt đối.

Thành phần, phần khối lượng
Màu
piemen

Oxit Oxit Oxit Oxit Oxit photfat Cromat Oxit Cao
coban niken nhôm kẽm thiếc cabon coban Đồng lanh

Page 23

Cacbon
Phèn Cacbon
Asen
at
amoni coban
magie


GVGD: Ngô Văn Cờ
1

14

15
16

Xanh da
trời
Xanh sáng
Xanh sáng
Xanh
Xanh
Xanh
Xanh
Xanh sẩm
Xanh sẩm
Xanh sẩm
Xanh sẩm
Xanh sẩm
Xanh xám
sẩm
Xanh tím
Xanh
Xanh nhạt

17

Xanh nhạt 13,6

2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13

32,5
7,5
20,0
44.6
50.0
30,9
27,0
-

38,3
50,0
-

Sản xuất các chất màu trong gốm sứ
39,6 15.8

-

-

39,6

-

-

-

5,0

-

-

53.8
33,1
48,5
42,4
61,0
36,0
55,4
16,1
-

-

9,0
5.9
32.4
28,4
64,0

80,7
-

-

-

67.5
-

-

-

-

89,7
-

9,0
-

37,9
29,2 14,6 55.7

-

-

44.3

-

31,2
-

-

-

-

55,4 31,0

-

-

-

-

-

-

-

-

37,2
22,7
19,1
29.2
31,5
1,3
3,2
-

-

-

Các picmen màu xanh cho chất màu dưới men

Page 24


GVGD: Ngô Văn Cờ

Cao lanh
Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

Lưu huỳnh

Oxyt coban

Trộn

Nung

Đập nhỏ

Sàng

Nghiền

Rửa
Sấy
Sàng
Chất màu xanh lá cây

Quy trình sản xuất picmen màu xanh lá cây

Page 25

Thạch anh

Cao lanh