釉薬

釉薬は、焼成によりセラミック体に融着されたガラス質物質の不浸透性の層またはコーティングです。グレーズは、アイテムの色付け、装飾、防水に使用できます。グレージングにより、土器の容器が液体​​を保持するのに適した状態になり、素焼きのビスケット土器の固有の多孔性が密閉されます。また、表面が硬くなります。釉薬は、石器や磁器にも使用されます。その機能に加えて、グレーズは、光沢またはマット仕上げの程度と色を含む、さまざまな表面仕上げを形成できます。釉薬は、変更されていないか、刻まれているか、彫られているか、塗装されているかのいずれかで、基礎となるデザインまたはテクスチャーを強化する場合もあります。

素焼きのビスケット磁器、テラコッタ、またはその他の種類の作品を除き、最近の数世紀に生産されたほとんどの陶器は艶出しされています。タイルはほとんど常に表面にガラス張りで、現代の建築用テラコッタは非常に頻繁にガラス張りです。施brickレンガも一般的です。国内の衛生陶器は、産業で使用される多くのセラミックと同様に、常につや出しされています。たとえば、架空送電線のセラミック絶縁体です。

伝統的な釉薬の最も重要なグループは、それぞれがその主要なセラミックフラックス剤にちなんで名付けられ、次のとおりです。

東アジアで重要な灰釉薬は、カリや石灰を含む木材または植物の灰から作られています。
磁器の長年の釉薬。
無鉛または有色の鉛glは、焼成後に光沢があり透明であり、約800°C(1,470°F)しか必要ありません。それらは約2,000年間、中国ではサンカイ、地中海周辺、ヨーロッパではビクトリア朝のマジョリカなどで使用されてきました。
塩釉薬、主にヨーロッパの石器。それは普通の塩を使用しています。
錫釉薬は、錫を添加することで不透明な白色にした鉛釉薬で製品をコーティングします。古代近東で知られており、その後イスラム陶器で重要になり、そこからヨーロッパに伝わりました。Hispano-Moresqueウェア、maiolica(マジョリカとも呼ばれる)、faience、Delftwareが含まれます。

現代の材料技術は、これらの伝統的なカテゴリーに分類されない新しいガラス質釉薬を発明しました。

目的
1250°Cの焼成温度から、石器は破片から焼成されます。磁器は、最大1400°Cの温度で焼成されます。結晶間ガラス状の相が生成され、閉気孔とおそらくはグレーズが形成されます。ただし、表面は多くの場合粗く、対応する基材の色をしています。釉薬は、硬く閉じた表面層とさまざまな色を作成するために使用できる追加の材料で作られています。釉薬の成分は互いに、また基材とは異なる酸化物の混合物から作られたガラス層を形成します。

釉薬は、審美的な効果(色と効果のaze薬)を改善するため、または機械的および電気的特性を改善するために使用されます。

皿の場合、釉薬は表面の粗さを減らすため、清掃が簡単になり、引っかき傷が少なくなるため、引っかき硬度が上がり、使用特性が向上します。

電気磁器製の高電圧絶縁体は、固有の圧縮応力によって絶縁体の強度を高めるためにガラス張りされています。同時に、表面の適切な化学組成が達成され、導電性が低下することで漏れ電流が減少します(吸水しません)。粗さの減少はまた、より速い汚れを防ぎます。

組成
釉薬には、粘土体やその他の釉薬材料の部分的な液化を促進することによって機能するセラミックフラックスを含める必要があります。フラックスは、ガラス形成剤シリカの高融点を下げ、時には三酸化ホウ素を下げます。これらのガラス形成剤は、aze薬材料に含まれていたり、下の粘土から引き出されていたりします。

セラミック釉薬の原料には一般に、主要なガラス形成剤であるシリカが含まれます。ナトリウム、カリウム、カルシウムなどのさまざまな金属酸化物がフラックスとして作用するため、融解温度が低下します。しばしば粘土から得られるアルミナは、溶けた釉薬を固め、破片が流れ落ちるのを防ぎます。酸化鉄、炭酸銅、炭酸コバルトなどの着色剤、および酸化スズや酸化ジルコニウムなどの乳白剤は、焼成fire薬の外観を変更するために使用されます。

化学的には、釉薬(他のグラスと同様)は鉱物粉の混合物で構成されています。場合によっては、鉛や金などの金属が決定要素として追加されます。

鉱物
鉱物は、一方では、シリカ(石英粉末の形)などのネットワーク形成剤、アルカリやアルカリ土類酸化物、主にナトリウムやカルシウムの酸化物などのフラックスまたは融点降下剤であり、これらはしばしば長石またはチョーク、またはホウ素と鉛の化合物はフリットとして、また酸化アルミニウムは粘稠性向上剤および粘度向上剤として使用できます。

鉛グレーズは腐食に対して特に耐性がありますが、低融点成分のナトリウムとカリウムはより簡単に除去できます。

中世後期から知られている塩glでは、火に岩塩(塩化ナトリウム)が加えられ、その煙道ガスがkiの周りを流れます。高温で放出された酸化ナトリウムはカレットと結合し、ガラス層が形成されるように表面層の融解温度を下げます。


焼成温度と達成可能な抵抗が高いほど、カラーパレットが制限されます。白色は分散(酸化スズまたは酸化ジルコニウムの添加)によって作成されますが、他の色は着色金属酸化物を追加することによってのみ達成できます。青いコバルト釉薬はよく知られています。緑は酸化クロムによって、茶色は多くの場合既に含まれているマンガンまたは鉄によって生成されます。還元性の燃焼雰囲気下では、鉄分がグレーブルーの色合いになります。

低焼成のカラフルなセラミックceramicには、多くの場合、使用中に非常に多くの物質を放出する可溶性成分が含まれているため、依然として毒性があります。多くの場合、これは、完全に「艶出し」されておらず、釉薬に比べて結晶性が高く、表面があまり閉じられていない装飾が施された装飾品に適用されます。

1450°Cで滑らかに焼かれた磁器オブジェクトは、たとえ有毒な着色物質が含まれていても、無害と見なされます。シリケート中の重金属はしっかりと艶をかけられ、それらと結合しています。

磁器とファイアンスの絵は、高温でスナイパーの火の色、または温度に敏感な釉薬の色を施した下絵として使用でき、ガラス製品の熱を減らします。

コバルトなどの特定の酸化物は、贅沢品の生産に長く使用されていました。確かに、最も純粋なコバルトはスペインを経由して中東から多大な費用がかかりました。中央ヨーロッパのそれは、より浅く、より多くの灰色の青を与えました。

青:コバルト+チタン(ルチル)
ブラウン:鉄+マンガン
青みがかった灰色:鉄+コバルト
黄色:コバルト+バナジウム
黒:銅+マンガン
黄土:鉄+バナジウム
緑:銅+鉄または銅+クロム

セラミックエナメルの色と質感は、それらが形成された焼成の雰囲気にも依存します。

酸化(すべての燃料を燃やすのに十分な酸素)
還元性(調理中にすべての燃料を消費するのに十分な酸素がなく、炎はエナメル質のまさにその材料でこの酸素を探し、そのため化学的性質と外観が変化します)。

処理する
釉薬は、乾燥混合物を粘土体の表面に乾式散布するか、高温で塩やソーダをキルンに挿入して、ナトリウム蒸気が豊富な雰囲気を作り出し、体内のア​​ルミニウムとシリカの酸化物と相互作用して適用できますガラスを形成して堆積させ、塩what薬陶器として知られるものを生産します。最も一般的には、さまざまな粉末鉱物および金属酸化物の水性懸濁液中の釉薬は、pieces薬に直接部品を浸すことによって適用されます。他の手法としては、作品の上に釉薬を注ぐこと、エアブラシまたは同様のツールで作品にスプレーすること、またはブラシまたは他のツールで直接塗ります。

焼成中にガラス製品がkiにくっつかないようにするために、アイテムの小さな部分を素焼きのままにするか、焼成後に取り除かれて廃棄されるキルンスパーや竹馬などの小さな耐火物で支えます。これらの拍車によって残された小さなマークは、完成した製品に時々見える。

陶器のaze薬の下に施される装飾は、一般的に下絵と呼ばれます。下絵は陶器の表面に適用され、生、「グリーンウェア」、または「ビスケット」のいずれかで焼成できます(グレージングと再焼成の前にいくつかの物品を最初に焼成)。濡れたover薬(通常は透明)を装飾の上に塗ります。顔料は釉薬と融合し、透明な釉薬の層の下にあるように見えます。下絵付けの例としては、ドイツ、イギリス、オランダ、中国、日本で有名な有名な「青と白」の磁器があります。印象的な青色は、コバルトを酸化コバルトまたは炭酸コバルトとして使用します。

釉薬の層の上に施された装飾は、上絵付けと呼ばれます。オーバーグレーズ法には、陶器の上に1つまたは複数のグレーズの層またはコートを適用すること、またはグレーズの上にエナメルや金属(金箔など)などのグレーズ以外の物質を適用することが含まれます。

オーバーグレーズカラーは、セラミックをより装飾的でガラスのような外観にする低温グレーズです。最初にピースが発射されます。この最初の発射はグロースト発射と呼ばれ、次に上塗り装飾が適用され、再び発射されます。一旦作品が焼成され、kiから出てくると、その質感は釉薬により滑らかになります。

歴史
歴史的には、適切な材料を発見する必要があるため、セラミックのグレージングは​​かなりゆっくりと開発され、必要な温度に確実に到達できる焼成技術も必要でした。

艶をかけられたレンガは、紀元前13世紀に建てられたチョーガザンビルのエラマイト寺院に遡ります。1049年に中国の開封でガラス張りのレンガで建てられた鉄塔は、よく知られている後の例です。

鉛ガラス陶器はおそらく戦国時代(紀元前475年から221年)に中国で作られ、その生産は漢王朝の間に増加しました。高温プロトセラドンg薬石器は、商王朝(紀元前1600〜1046年)以降、laz薬器よりも早く作られました。

日本の古fun時代には、陶器は緑がかった天然の灰glで装飾されていました。552から794 ADまで、異なる色の釉薬が導入されました。唐王朝の3色の釉薬は、一定期間頻繁に使用されていましたが、徐々に段階的に廃止されました。precise薬の正確な色と組成は回復されていません。しかし、天然灰釉薬は、全国で一般的に使用されていました。

13世紀には、花のデザインに赤、青、緑、黄色、黒のオーバーグレーズが描かれました。上塗りは、陶器に与えられた特定の外観のために非常に人気がありました。

8世紀から、艶をかけられた陶器の使用はイスラム芸術およびイスラム陶器で、通常精巧な陶器の形で普及していました。錫で不透明化されたグレージングは​​、イスラムの陶工によって開発された初期の新しい技術の1つでした。最初のイスラムの不透明なaze薬は、8世紀頃にまで遡るバスラの青い絵の具として見ることができます。もう1つの重要な貢献は、9世紀のイラク発の石器の開発でした。[完全な引用が必要]イスラム世界の革新的な陶磁器の他のセンターには、フスタット(975から1075)、ダマスカス(1100から1600年頃)、タブリーズ( 1470から1550まで)。

技術
グリーン(未焼成)セラミックは、磁器の製造において、とりわけ噴霧焼成にかけられます。焼成温度は低く、グレーズ成分を塗布した後のスムーズな焼成ほど高くはありません。精練後、ceramic薬を水に溶かした懸濁液(フリット、粉末を水に溶かしたもの)でセラミックを注いだり、浸したり、ブラッシングしたりします。接触面は、ビルトインオーブンとの結合を防ぐために自由なままです。

滑らかな焼成の場合、釉薬が溶け、その成分が互いに結合し、割れたガラスと結合します。ガラス状の混合酸化物が形成されます。

グレーズ層の膨張係数が基材の膨張係数よりも大きい場合、亀裂が発生する可能性があります。これらのひび割れは、設計要素として認識され、使用されることがあります(クラクレ)。逆の場合、グレーズ層の張力が高い場合、つまりグレーズ層が永久圧縮応力下にある場合、強度は増加しますが、これも用途に応じて望ましい場合があります。

進化
鉛の多いワニスはテラコッタ自体(調理された泥)よりも大きな膨張係数を持っているため、容器に含まれる液体をろ過する小さな亀裂が現れることがあり、多くの場合、ガラス容器に入れられた食物が鉛塩を形成し始めます非常に有毒です。19世紀には、鉛を使用せず、その結果として生じる危険なしに、長石造りのグレージングに置き換わることができることが発見されました。

毒性、生態毒性、認証
釉薬(「成形とタイルの焼成の最終段階との間のタイルの表面に適用される物質」の意味)に鉛、カドミウムまたはアンチモン(またはその化合物の1つ)が含まれている場合、欧州エコラベル、釉薬には以下のものを含めることはできません。

鉛の質量の0.5%
カドミウムの質量の0.1%
質量の0.25%がアンチモン

釉薬の種類
使用するフラックスに応じて、いくつかの種類の釉薬があります。

アルカリ釉薬-ナトリウム、カリウムまたはリチウム塩を使用;
ホウ素釉薬-ホウ酸(融解温度600°C);
鉛釉薬-酸化鉛。1950年代に部分的に禁止されるまで南フランスで使用されていた硫化鉛釉薬であるアルキフォックスは、プロバンスの生産に典型的な緑または黄色のワニス色を与えました。鉛釉薬は毒性があるためほとんど使用されていません。
「ブリストル」釉薬-酸化亜鉛 以前のものより毒性が低く、徐々にそれらを置き換えました。
さまざまなテクスチャ(マット、光沢、ラフ)、または多かれ少なかれカバー(不透明、半透明)を得るために、多くのグレージングレシピを利用できます。

青磁
青磁は、中国(中国:qingci青瓷、文字通り「緑の磁器」)および極東に固有の色と種類のセラミックの両方を指します。このエナメルは青みがかったオリーブ色の色合いを持ち、古代中国の陶磁器の特に求められている生産の特徴です。

この高温エナメルの例は、このタイプのレシピで削減して得られます:

長石:40%
シリカ:30%
チョーク(炭酸カルシウム):20%
カオリン:10%

必要に応じて、5%(追加)のタルクと1%の黄土色または酸化鉄を追加できます。

天目
茶色の斑点のある黒い日本のエナメルは「シャモア」と言います。このエナメルは次のレシピで得られます。

長石:45%
チョーク:12%
ボールクレイ:5%
シリカ:36%
ベントナイト:2%
赤い酸化鉄(赤鉄鉱):+ 8%

しの
多くの異なる忍者があります。それらは一般的に、白からオレンジまたは茶色までの厚く不透明なマットガラスに似ています。2つの忍のレシピ:

シファイトne石:70%
カオリン:30%
塩:+ 3%

phe石閃長岩:80%
カオリン:20%
塩:+ 3%

灰エナメル

「クリーム」アッシュエナメル:
長石:38%
木灰:31%
チョーク:23%
シリカ:8%

アッシュグリーンエナメル:
長石:18%
木灰:46%
ボールクレイ:27%
カオリン:9%
炭酸銅:+ 3%

アッシュブルーエナメル:
長石:38%
木灰:31%
チョーク:25%
シリカ:6%
酸化コバルト:+ 1%

環境への影響
2012年の時点で、米国では650を超えるセラミック製造施設が報告されており、先進国および発展途上世界にはさらに多くの工場があります。床タイル、壁タイル、衛生陶器、浴室付属品、台所用品、および食器はすべて、消費者が利用できる潜在的なセラミック含有製品です。重金属は、特定の色またはテクスチャを生成するためにグレーズで使用される高密度金属です。リサイクルされていないセラミック製品が温水または酸性の水にさらされると、グレーズのコンポーネントが環境に浸出する可能性が高くなります。セラミック製品が不正確に艶出しされたり損傷したりすると、重金属の浸出が起こります。鉛とクロムは、セラミック釉薬に一般的に使用される2つの重金属であり、毒性と生物蓄積性のために政府機関によって厳重に監視されています。

金属酸化物の化学
セラミック釉薬に使用される金属は、通常、金属酸化物の形です。

酸化鉛(II)
セラミック製造業者は主に、低融点範囲、広い焼成範囲、低表面張力、高屈折率、および失透抵抗性のためのフラックスとして酸化鉛(PbO)を使用します。

汚染された環境では、二酸化窒素は水(H2O)と反応して亜硝酸(HNO2)および硝酸(HNO3)を生成します。

H2O + 2NO2→HNO2 + HNO3

鉛入り釉薬の酸化鉛(II)が硝酸(HNO3)にさらされると、可溶性硝酸鉛(II)(Pb(NO3)2)が形成される

PbO + 2HNO3→Pb(NO3)2 + H2O

鉛への暴露は、鉛中毒と総称されるさまざまな健康上の問題に強く関連しているため、鉛ガラス(主に廃棄されたCRTディスプレイの形で)および鉛ガラスセラミックの廃棄は、有毒廃棄物規制の対象です。

酸化クロム(III)
酸化クロム(III)(Cr2O3)は、セラミック釉薬の着色剤として使用されます。酸化クロム(III)は、キルンが到達する温度で酸化カルシウム(CaO)および大気中の酸素と反応して、クロム酸カルシウム(CaCrO4)を生成します。酸化反応により、クロムが+3酸化状態から+6酸化状態に変化します。クロム(VI)は非常に溶けやすく、他のすべての安定した形態のクロムの中で最も動きやすい。

Cr2O3 + 2CaO + 3⁄2O2→CaCrO4

クロムは、産業排水を介して水システムに入る場合があります。クロム(VI)は環境に直接侵入するか、土壌に存在する酸化剤がクロム(III)と反応してクロム(VI)を生成します。植物は、クロム(VI)の存在下で成長すると、クロロフィルの量が減少します。

防止
製造プロセス中のクロムの酸化は、カルシウムに結合する化合物の導入により低減できます。有鉛industries薬は、製品に輝かしい光沢と滑らかな表面を与えるため、セラミック産業は鉛の代替品の使用に消極的です。米国環境保護庁は、鉛に代わる二重釉薬、バリウムの代替品を実験しましたが、鉛lead薬と同じ光学効果を達成することに失敗しました。