MÀU MEN TRONG GỐM SỨ

Đồ gốm là loại đồ dùng rất phổ biết và gần gủi trong đời sống chúng ta ở hiện nay. Ở mọi thời đại, mọi gia đình nó luôn luôn có mặt và phục vụ đắc lực cho cuộc sống, từ những vật dụng cho việc ăn uống, chứa đựng, đến những snả phẩm phục vụ cho đời sống tinh thần, như tượng trang trí, lọ hoa, tranh gốm,…cho cả những công trình kiến trúc của dân tộc ta như gạch, ngói…Cùng với sự đi lên của đất nước, sự phát triển kinh tế xã hội, cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, nhu cầu về thẩm mỹ vì thế của phát triển không ngừng. Việc mua sắm các sản phẩm có kiểu dáng đẹp và bắt mắt được chú trọng nhiều hơn. Men màu ra đời cùng với nhu cầu của xã hội và việc nghiên cứu, phát triển đa dạng các loại men màu quan trọng. Vì thế việc chế tạo ra các loại men màu dùng trong sản xuất gốm sứ bằng cách nhuộm màu men trong hay là đưa vào các chất màu không tan (pigment). Đó chính là mục đích nghiên cứu của đề tài: tìm hiểu men màu trong trang trí gốm sứ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Màu Men Trong Trang Trí Gốm Sứ

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lê Thanh Vân Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt

MSSV: 2004140029 Lớp: 05DHHH3

LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập tại trường em đã tiếp thu rất nhiều kiến thức và bài tiểu luận này là thành quả của quá trình học tập và rèn luyện dưới sự dày công dạy bảo của quý thầy cô Em xin gửi thư viện nhà trường, đặc biệt đến cô Vân lời cảm ơn chân thành, người đã giúp em hoàn thành tốt bài tiểu luận này

Với thời gian thực tập hạn hẹp và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không tránh khỏi những thiếu xót, em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô

Cuối cùng, em kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp của mình Kính chúc Th.S Lê Thanh Vân sức khỏe dồi dào, đạt được nhiều thành công trong công việc và cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt

MSSV: 2004140029

Lớp: 05DHHH3

Nhận xét:

TP Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

MỞ ĐẦU

Đồ gốm là loại đồ dùng rất phổ biết và gần gủi trong đời sống chúng ta ở hiện nay Ở mọi thời đại, mọi gia đình nó luôn luôn có mặt và phục vụ đắc lực cho cuộc sống, từ những vật dụng cho việc ăn uống, chứa đựng, đến những snả phẩm phục vụ cho đời sống tinh thần, như tượng trang trí, lọ hoa, tranh gốm,…cho cả những công trình kiến trúc của dân tộc ta như gạch, ngói…Cùng với sự đi lên của đất nước, sự phát triển kinh tế - xã hội, cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, nhu cầu

về thẩm mỹ vì thế của phát triển không ngừng Việc mua sắm các sản phẩm có kiểu dáng đẹp và bắt mắt được chú trọng nhiều hơn Men màu ra đời cùng với nhu cầu của xã hội và việc nghiên cứu, phát triển đa dạng các loại men màu quan trọng Vì thế việc chế tạo ra các loại men màu dùng trong sản xuất gốm sứ bằng cách nhuộm màu men trong hay là đưa vào các chất màu không tan (pigment) Đó chính là mục đích nghiên cứu của đề tài: tìm hiểu men màu trong trang trí gốm sứ

Mục lục

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU

1.1. Giới thiệu về chất màu

Ngay từ thời tiền sử, con người đã biết sử dụng các khoáng chất (ocher) có sẵn trong tự nhiên làm chất màu, các hình vẽ trong hang động của người Plestosene ở miền nam nước pháp, miền bắc Tây Ban Nha, miền Bắc Phi, có tuổi khoảng 30.000 năm Màu sắc trên hình vẽ cho thấy họ đã biết sử dụng các chất tạo màu chế tạo từ than đá, đất sét, khoáng chất,

Khoảng năm 2000 TCN, các dạng khoáng chất tự nhiên đã được con người khai thác và xử lí nhằm nâng cao chất lượng màu sắc và hiệu quả sử dụng Con người cũng biết cách phối trộn các dạng khoáng chất có sẵn để thu được sản phẩm có màu sắc mới đẹp hơn

Các chất Asen sunfit, chì atimonat là pigment màu vàng được sản xuất đầu tiên trên lịch sử Các pigment ultramarine và coban nhôm spinel là những pigment đầu tiên được sản xuất

Khoảng 4000 năm trước người ai cập đã tạo ra ít nhất là 4 loại pigment có màu đỏ như ocrơ nung, thần sa, thuốc nhuộm màu đỏ chàm và đỏ tía, các thuốc nhuộm màu xanh chàm và xanh lục Các chất trên rất bền màu vì chúng là oxít kim loại hay muối kim loại Các kĩ thuật tráng men, nhuộm, sơn phát triển rất mạnh ở ai cập và Babilon cùng với sự phát triển của kĩ thuật sản xuất và pha chế chất màu: màu xanh ai cập là dạng hỗn hợp silicat của đồng và canxi, các dạng pigment đen được tạo bởi các muối sunfua kim loại như sunfua antimon, chì Dạng pigment xanh chế tạo từ oxit coban và sắt

Vào khoảng thế kỉ XVIII, ngành sản xuất pigment có quy mô công nghiệp bắt đầu

ra đời và phát triển với các sản phẩm như pigment berlin blue năm 1704, pigment cobalt blue năm 1777, pigment crom yellow và scheele xanh dương năm 1778

Hiện nay ngành công nghiệp sản xuất pigment phát triển rộng theo cả chiều rộng và chiều sâu Rất nhiều loại pigment mới được nghiên cứu và sản xuất như: cadimi red, molybden red, mangan green, pigment hỗn hợp giữa oxit kim loại và bismut, pigment white lithopone và nhất là dạng pigment oxit titan được nghiên cứu và sản xuất với quy mô rất lớn

1.1.1 Định nghĩa chất màu

Chất màu có nguồn gốc từ tiếng Latin “pigmentum” với nghĩa nguyên thủy là màu sắc trong Sau này được hiểu rộng hơi bao gồm cả lĩnh vực trang trí màu sắc

Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học

Vào cuối thời kì trung đại, từ pigment còn dùng để chỉ tất cả các tinh chất được chiết xuất từ các loại cây (đặc biệt là các chất dùng để nhuộm màu) Pigment còn được dùng trong các thuật ngữ sinh học để chỉ chất nhuộm màu tế bào

Nghĩa mới nhất của pigment xuất hiện vào khoảng đầu thế kỉ XX, dựa vào những tiêu chuẩn hiện nay từ “pigment” dùng để chỉ những chất dạng hạt nhỏ không hòa tan trong dung môi và có khả năng tạo màu, bảo vệ hoặc có từ tính

Để đánh giá chất lượng của pigment có thể dựa vào các đặc tính, tính chất và tiêu chuẩn sau:

• Thành phần hóa học

• Các tính chất quang học

• Khả năng khuếch tán trong dung môi

• Khả năng che phủ, bảo vệ

• Cường độ màu

• Các tính chất lý học như tỷ trọng, kích thước hạt…

Các chất màu ngoài thành phần chính là pigment còn có thể có mặt các chất khác được gọi chung là “extender” (phụ gia) Extender là những chất dạng bột và không hòa tan trong dung môi, thường có màu trắng hay màu rất nhạt Sự phân biệt giữa pigment

và extender dựa vào mục đích sử dụng Extender không phải là chất màu, nó chỉ làm thay đổi tính chất của chất màu theo hướng mong muốn hay làm thay đổi dung lượng của chất màu nhằm giảm lượng chất màu và giảm giá thành

1.1.2 Khái quát về lựa chọn và phân loại pigment

1.1.2.1. Lựa chọn

Khi lựa chọn một pigment cho một ứng dụng cụ thể nào đó, cần phải chú ý đến nhiều đặc điểm Các tính màu như màu sắc, cường độ màu, khả năng tán xạ, độ phủ… rất quan trọng cho việc đánh giá hiệu quả sử dụng cũng như hiệu quả kinh tế của pigment

Ngoài ra, cũng cần chú ý đến các tính chất sau:

• Các tính chất hóa lý cơ bản: thành phần hóa học, lượng muối và độ ẩm, các chất tan trong nước và tan trong axit, kích thước hạt, khối lượng riêng và

độ cứng

• Các tính bền: khả năng chịu được sự ảnh hưởng của ánh sáng, thời tiết, nhiệt, hóa chất, chống ăn mòn và giữ được độ bóng

• Khả năng liên kết với vật liệu: tương tác với các chất kết dính, khả năng phân tán, khả năng tương thích và hiệu ứng đóng rắn tốt

1.1.2.2. Phân loại

Pigment trắng: Màu nhìn thấy là do hiện tượng tán xạ ánh sáng không chọn lọc (ví dụ: pigment và ZnS, lithopone, kẽm trắng)

Pigment màu là màu nhìn thấy do vật liệu hấp thụ ánh sáng có chọn lọc và do hiện tượng tán xạ ánh sáng( ví dụ: oxit sắt màu đỏ và vàng, pigment cadmium, pigment ultramarine, crom vàng, cobalt xanh)

Pigment đen: màu nhìn thấy là do hiện tượng hấp thụ ánh sáng không chọn lọc ( pigment: cacbon đen, sắt oxit đen)

Pigment có hiệu ứng kim loại: màu nhìn thấy là do hiện tượng phản xạ ánh sáng đều đặn hoặc hiện tượng giao thoa ánh sáng Ánh kim loại do sự phản xạ đều đặn trên

bề mặt phẳng hoặc mặt song song của các hạt pigment kim loại( ví dụ các lớp nhôm) Pigment có màu xà cừ: do hiện tượng phản xạ đều đặn trên bề mặt các lớp hạt pigment song song(ví dụ: TiO2 trên mica)

Pigment giao thoa: màu bóng do hiện tượng giap thoa ánh sáng(oxit sắt trên mica) Pigment phát quang: do hiện tượng bức xạ và các nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích và phát ra anh sáng có bức sóng dài hơn sau một khoảng thời gian ngắn( ví dụ: ZnS xử lí với bạc)

Pigment huỳnh quang: do khả năng hấp thụ các bức xạ và phát ra các ánh sáng có bước sóng dài hơn

Pigment lân quang: do hiện tượng bức xạ và các nguyên tử ở trạng thái kích thích

và phát ra ánh sáng có bước sóng dài hơn sau vài giờ( ví dụ: ZnS xử lí với đồng)

1.2. Các phương pháp sản xuất pigment

1.2.1 Phương pháp ướt

Do đặc điểm có nhiều loại pigment vô cơ, nhất là các pigment oxide kim loại thường bị biến đổi tính chất khi đốt nóng ở nhiệt cao nên khi điều chế chúng ta phải hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt bằng cách điều chế trực tiếp chúng bằng dung dịch

Ví dụ, để điều chế pigment đỏ oxide sắt, ta có thể thực hiện phản ứng trung hòa muối sắt bằng kiềm ở nhiệt độ thích hợp, quá trình đề hydrat hóa hydroxide sắt sẽ xảy ra ngay trong dung dịch

Đốivới các pigment là hỗn hợp các oxide kim loại, con đường trộn trực tiếp các oxide kim loại nhiều khi không thu được sản phẩm mong muốn, do vậy người ta phải

Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học

tiến hành thu hỗn hợp các muối kim loại bằng cách kết tủa đồng thời chúng trong dung dịch, sau đó đem nung hay trung hòa ở nhiệt độ cao

Như vậy, đặc điểm chủ yếu của phương pháp này là các sản phẩm pigment đều được điều chế từ dung dịch

1.2.2 Phương pháp khô

Tất cả sản phẩm pigment vô cơ không thể điều chế được trực tiếp từ dung dịch hay quá trình điều chế từ dung dịch phức tạp, tốn kém, hiệu quả thấp… hầu như diều phải trải qua quá trình đốt nóng ở nhiệt độ cao Đặc điểm của phương pháp này là dưới tác dụng của nhiệt, các chất sẽ bị đề hydrat hóa, bị phân hủy hay kết hợp tạo khoáng

Ví dụ, để điều chế pigment ultramarine, người ta trộn thành phần phối liệu là đất sét, sođa, sau đó đem nung ở nhiệt độ thích hợp sẽ thu được sản phẩm dạng

Đối với các pigment vô cơ là các oxide kim loại không bị thay đổi tính chất theo nhiệt độ cũng thường được sản xuất theo phương pháp nung trực tiếp muối hay hydroxide của chúng

Ngoài ra, phương pháp khô còn dùng trong trường hợp phản ứng điều chế pigment chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao Ví dụ, phản ứng điều chế pigment oxide crôm:

Phương pháp nung hầu như không được sử dụng đối với các pigment oxide kim loại

dễ bị thăng hoa khi tăng nhiệt độ hay bị oxy hóa bởi không khí ở nhiệt độ cao

CHƯƠNG 2

MÀU MEN TRONG TRANG TRÍ GỐM SỨ

2.1. Tổng quan về men trong sản phẩm gốm sứ

2.1.1. Khái niệm chung

Với các sản phẩm gốm sứ có phủ men, công đoạn phủ men thực hiện sau khi sấy hoặc là nung non Sau khi sấy, khi mộc đã có độ bền cơ đủ lớn, người ta phủ men rồi đem nung Cũng có thể mộc được nung lần thứ nhất, tráng men rồi nung hoàn thiện

Có nhiều phương pháp đưa men lên bề mặt gốm như:

Tráng men: mộc thô được làm sạch bề mặt rồi nhúng vào huyền phù men Nhờ

độ xốp bề mặt mộc rất cao, huyền phù bị hút bám một lớp mỏng trên mộc khi nung lớp này sẽ nóng chảy thành men

Phun men: huyền phù men được phun thành lớp bụi rất đều và độ dày vừa phải bám lên bề mặt xương mộc Phun men cho năng suất và chất lượng rất cao, tiết kiệm nguyên liệu Với những sản phẩm gốm đặc biệt, dùng trường plama phun lớp men phủ lên bề mặt

Huyền phù men: thường có các cấu tử giống như các cấu tử của xương gốm sứ, nhưng mịn hơn và chứa nhiều thành phần dễ chảy hơn Sau khi đưa men lên bề mặt, đem nung tới nhiệt độ xác định, men sẽ chảy tạo thành một lớp thủy tinh mỏng chảy láng trên bề mặt thành phẩm

Theo cảm quan, men có thể được phân thành:

 Men trong: nếu lớp men là trong suốt, có thề nhìn thấy xương gốm qua lớp men

 Men không trong: nếu lớp men không trong suốt, không thể nhìn thấy xương gốm qua lớp men Men không trong có thể do tác dụng tạo đục của những hạt keo, trường hợp này thường được gọi là men đục Men màu là men không trongdo tác dụng của các chất màu dùng trang trí Theo cách chế tạo men được chia thành:

 Men sống hoặc men nguyên liệu: loại men đưa lên bề mặt xương từ những nguyên liệu thô nghiền mịn, chưa được gia nhiệt

 Men chín hoặc men frit: loại men được nấu thành thủy tinh trước, nghiền mịn rồi đưa len bề mặt xương

2.2. Các phương pháp trang trí sản phẩm gốm sứ.

Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học

Trang trí sản phẩm gốm sư sứ bao gồm trang trí bằng chất màu, lustre, email, bằng men màu, engoben hoặc chất màu từ các kim loại quí

2.2.1. Trang trí bằng chất màu gốm sứ

Chất màu gốm sứ dùng để trang trí trực tiếp vào men hay xương gốm về bản chất

là một loại thủy tinh màu được tạo nên bởi hỗn hợp chất tạo màu, chất trợ dung và chất

hỗ trợ màu

Chất tạo màu là yếu tố mang màu và là thành phần cơ bản để tạo nên chất chất màu gốm sứ chất tạo màu có thể là:

 Các chất phân tán keo trong men thường là các oxýt hay các hợp chất kim loại

 Các chất phân tán kao trong men tạo nên chất màu keo, ví dụ các kim loại Ag,

Pb, Au phân tán keo trong men

 Các chất không hòa tan trong men, tồn tại dưới dạng các hạt nhỏ phân tán và gây đục

2.2.2. Trang trí bằng lustre

Đó là những rezinat kim loại, sau khi nung sẽ xuất hiện một lớp kim loại hay oxýt kim loại trên lớp men gốm tạo nên hiệu quả màu lấp lánh

2.2.3. Trang trí bằng chất màu kim loại quý.

Thuộc loại chất màu keo, ví dụ các kim loại Ag, Pt, Au phân tách keo để tạo thành chất màu

2.2.4. Trang trí bằng email

Đó là lớp màu dày có sử dụng chất chảy rất nhớt để có thể tạo được những đường nét sắc sảo Có thể là đục hay trong

2.2.5. Trang trí bằng men màu

Một trong những phương pháp trang trí dùng men màu, có thể là men trong hay men đục Men trở nên có màu là do hiện tượng hấp thụ một phần phổ ánh sáng, phần còn lại phản xạ lại mắt chúng ta và tạo nên màu chúng t nhìn thấy

2.2.6. Trang trí bằng engobe

Lớp engobe phủ lên đồ đất nung có vai trò như lớp men, trong trường hợp là men lót cho gốm mịn, lớp engobe tạo nền bên dưới và làm tăng hiệu quả thẩm mỹ cho lớp men và màu trang trí bên trên lên rất nhiều

2.3. Trang trí bằng men màu

2.3.1. Khái niệm men màu

Men màu là men trong được cho thêm các chất nhuộm màu ion( ví dụ như màu xanh dương cobalt, màu xanh lá đồng, màu tím mangan, màu vàng sắt), các pigment (là chất màu không tan, ví dụ như xanh lá crôm, màu nâu sắt) và chất nhuộm màu keo(ví dụ như các hạt Cu hay Au có kích thước 10-100 nm tạo nên màu đỏ)

2.3.2. Phân loại

Có nhiều phương pháp trang trí bề mặt sản phẩm gốm như tạo men thủy tinh màu, dùng chất màu, tạo hình nổi trên bề mặt men

Để trang trí màu cho men, trước hết cần chế tạo chất màu và sau đó là kỹ thuật đưa màu lên men Màu sắc có được phụ thuộc thành phần và cấu trúc chất tạo màu và chất chảy, thành phần pha thủy tinh men nền và cách thức trang trí

Tùy theo vị trí lớp màu trang trí so với men nền, có thể phân thành: màu trên men

và màu dưới men

2.3.3. Khả năng tạo men thủy tinh màu

Ta biết men thường có cấu trúc thủy tinh Cấu trúc của men nền ảnh hưởng quyết định tới các dạng màu dùng để trang trí men Vì vậy nên xem xét quá trình tạo màu thủy tinh

Trong ô mạng thủy tinh silicat, cấu tử tạo màu có thể là:

• Các ion tạo mạng lưới thủy tinh:

,,,

• Các ion biến tính:

• Các ion trung gian có thể tạo thủy tinh hay không tùy thuộc vào thành phần thủy tinh cơ sở:

Thủy tinh có màu khi trong thành phần có các cấu tử gây màu Tùy bản chất hóa học trong thủy tinh, các cấu tử gây màu dược phân chia thành những nhóm:

1. Nhóm tạo màu ion:

,…

2. Nhóm tạo màu keo, phân tử:

Ag, Au, Cu, Se, Se-CdS, Ti-Ce

2.3.4. Chất tạo màu ion

Chủ yếu là các nguyên tố thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp hoặc đất hiếm ở dạng các oxyt hoặc các hợp chất khác với hàm lượng cần thiết hoà tan trong thủy tinh tạo hệ đồng thể

Đây là nhóm màu phổ biến nhất, các chất tạo màu loại này có màu sắc phụ thuộc hóa trị của ion.Vì vậy môi trường nung có ảnh hưởng lớn tới màu sắc nhóm màu này

do phản ứng oxy hóa-khử làm biến đổi giá trị của các ion

Trong một số cách phân loại khác, nhóm màu này có thể thuộc về nhóm màu đơn oxit Khi dùng với mục đích trang trí cho men, các đơn oxít dễ hòa tan trong men ở dạng ion tạo nên màu trong thủy tinh làm màu trang trí không rõ nét Hơn nữa những loại này cũng có thể biến đổi oxy hóa do môi trường hoặc dễ phản ứng với những oxít màu khác, làm màu định trang trí bị biến đổi

2.3.5. Chất tạo màu dạng keo