Caracterización y rendimiento de tintas en las fritas mates
El proyecto principal tiene como interés principal el estudio de once fritas mates.
El proyecto presentado tiene como interés principal el estudio de once fritas mates. Mediante la realización de distintos ensayos se llevó a cabo la caracterización y cuantificación de algunos parámetros de las fritas. Éstos permitieron analizar los resultados y extraer conclusiones que ayudasen a conocer el comportamiento de cada una de ellas en el seno de un esmalte formado por caolín y nefelina como únicas materias primas.
Las fritas objeto de este estudio eran mates de cal o mates de cinc ya, que incorporan grandes cantidades de ambos óxidos. Por lo general, las fritas mates de cal son duras y viscosas, generando el efecto mate por la cristalización de la wollastonita (CaO·SiO2). Los mates de zinc suelen presentar texturas satinadas y sus propiedades están provocadas por la cristalización de la willemita (ZnO·SiO2). En ambos casos, a ambos tipos de fritas puede adicionarse pequeñas cantidades de zinc para ayudar a mejorar la opacidad y aumentar la resistencia química del esmalte.
Finalmente los datos se obtuvieron a partir de la realización de los siguientes ensayos: coeficientes de dilatación térmicos (CDT), sellados, viscosidad en fundido o fusibilidad y análisis del brillo, colorimetría y rendimiento de tintas mediante el uso del
brillómetro y el colorímetro.
Finalmente, se llevó a cabo un estudio empleando tres fritas del conjunto estudiado. Éstas correspondían con las fritas FR1, FR5 y FR7, las cuales poseían la mayor diferencia en cuanto a los óxidos que conforman su estructura. Se realizaron cortes entre ellas en un esmalte formado por mayor cantidad de materias primas, de modo que se observara los cambios producidos en la superficie y el rendimiento de tintas de cada uno de los esmaltes propuestos.
Conclusiones generales
PRIMERO. En los coeficientes de dilatación, la frita FR7 destacó con el valor más elevado. Se observó la presencia de óxido de potasio y óxido de bario, los cuales provocan en aumento del coeficiente en mayor o menor medida. Además de las conclusiones obtenidas de forma teórica, debemos tener en cuenta la presencia de “factores externos”. En el momento en que los coeficientes de dilatación pasan al campo empírico, se debe tener en cuenta un factor fundamental como es el horno de producción. Aunque en el presente proyecto no se ha trabajado a este nivel, es necesario comentar la necesidad de controlar el ciclo de temperatura al que se someten las piezas.
SEGUNDO. La fusibilidad y la temperatura de sellado nos aportaron datos que permitieron afirmar su estrecha relación. Destacaron las fritas FR5 y FR6, que fueron las más fundentes y, al mismo tiempo, fueron las fritas que tuvieron las temperaturas de sellado más bajas.
Similar a la forma de semiesfera obtenida en la frita FR1 (Frita patrón), se encuentran las fritas FR9 y FR2. En cuanto a fundencia podemos afirmar que tienen propiedades similares. Al compararlo con la temperatura de sellado, se observa claramente que se encuentran en valores muy cercanos aunque ligeramente inferiores a la frita patrón.
Respecto al resto de fritas, todas muestran claramente mayor refractariedad, ya que los botones apenas sufrieron cambios. Este hecho también lo confirma la temperatura de sellado, ya que todas se encuentran por encima de la frita FR1.
TERCERO. Las fritas mates caracterizadas se encuentran compuestas por óxidos matificantes, tales como el Ca, Zn y Ba. La conclusión general obtenida al comparar los valores del brillómetro con los botones y sellados, es la relación entre fundencia y brillo.
Si se observan las temperaturas de sellado, las más fundentes respecto a la frita FR1 son: FR5, FR6, FR9 y FR2. Los esmaltes compuestos con estas fritas han obtenido valores por encima de los datos estándar de FR1. Lo mismo ocurre con las fritas más
refractarias, todas han desarrollado superficies más mates que la frita patrón.
Por tanto, se puede concluir que las fritas más fundentes son aquellas que han desarrollado más brillo. Esto evidencia que tienen menores irregularidades en su superficie debido a la mayor fundencia. Por el contrario, el resto de esmaltes mates poseen mayor cantidad de infundidos o desvitrificaciones provocadas por su mayor
refractariedad. Como resultado, su superficie será más rugosa que aquellas fritas más fundentes.
CUARTO. El rendimiento y desarrollo del color está ligado a los óxidos que forman parte de la composición de las fritas. La sensibilidad de las tintas cerámicas es elevada, lo que provoca que en ocasiones se pierda completamente la tonalidad.
La tinta azul es una de las que tiene mejor rendimiento. El Ba es uno de los óxidos que mejora el rendimiento de color azul en las tintas compuestas por cobre (Cu) y cobalto (Co). Como se puede comprobar, además del buen rendimiento en todos los esmaltes, destaca el desarrollo en el esmalte de la frita FR7.
En cuanto a las tintas marrón y beige, por lo general todas las fritas tiene un buen rendimiento del color. Es de destacar, en ambos casos, el bajo desarrollo en el esmalte compuesto por la frita FR7. La presencia de Ba como mayoritario genera tonalidades amarillentas en la superficie. El negro es estable en el esmalte pero se aprecian tendencias hacia tonos verdosos y azulados. Visualmente, estas tonalidades se aprecian notablemente en los esmaltes formados por las fritas FR7, FR8, FR3 y FR5.
Por último, la tinta rosa es una de las más sensibles. El desarrollo y rendimiento de esta tinta está ligada fundamentalmente a la presencia del óxido de cal (Ca) y zinc (Zn). Del conjunto de fritas caracterizadas, seis de ellas están compuestas por óxido de calcio. De este grupo de fritas mates de cal, únicamente dos de ellas están formadas en su totalidad por óxido de calcio (Ca).
Conclusiones del rendimiento de tintas mediante el corte de fritas mates
Posteriormente, tras el análisis de todos los datos, se decidió aproximarse y entender cómo interactúan las fritas en la composición de un esmalte más complejo. Se emplearon las fritas con mayor diferencia en su composición (FR1, FR5 Y FR7) y se realizaron distintos cortes para realizar un análisis visual de la superficie y el desarrollo de las tintas en cada uno de ellos.
En el estudio empírico del corte de fritas mates, se llegaron a las siguientes conclusiones respecto al brillo y el rendimiento de tintas mediante el análisis visual y el empleo del colorímetro y brillómetro.
En cuanto al brillo, destaca la frita FR5 aportando mayor brillo debido a la elevada fundencia. La adición de esta frita junto con la frita FR1 y FR7 hace que aumente el brillo de la superficie en mayor o menor medida. Por el contrario, la frita FR7 tiende a aporta mayor maticidad por la presencia de infundidos que no llegan a descomponerse en el seno del esmalte. Por ello, introducir esta frita junto con las fritas FR1 y FR5, disminuirá el brillo y reducirá la fundencia del esmalte.
El corte de fritas ha llevado a observar diferencias acusadas en el desarrollo del color rosa, ya que es la tinta más sensible. Si analizamos el esmalte patrón con las pruebas en las que no hay corte entre fritas, podemos apreciar diferencias significativas en cuanto al rendimiento. Por lo general, el desarrollo de las tintas es correcto, pero con dos excepciones. Por un lado, la prueba 7 pone de manifiesto la presencia de Ba en la composición de la frita FR7, ya que daña el rendimiento de la tinta marrón y beige. Por otro lado, la prueba 3 ofrece un excelente rendimiento de la tinta rosa. Aquí se pone de manifiesto la presencia de Ca, frente a FR1 de Zn y FR7 de Ba.
Cuando el análisis del desarrollo de las tintas se realiza en los cortes de las fritas, se observan diferencias más acusadas. En las pruebas 4, 5 y 6, la mayor diferencia radica en la tinta rosa. A medida que aumentamos la presencia de la frita FR5, el color se vuelve más vivo debido a la mayor presencia de Ca.
En las pruebas 8, 9 y 10, hay mayores diferencias. El marrón y el beige tienen menor rendimiento cuando la presencia de FR1 es mayor, mientras que el tono se vuelve más notable al introducir porcentajes más elevados de FR7. La tinta negra, con tendencia a tonos azulados, se vuelve más intensa cuando el corte de fritas está en 50% y varía ligeramente hacia el rojizo cuando aumentamos la presencia de FR7. Este cambio de colores está asociado nuevamente a la presencia de Ba en la composición de la frita FR7. Por último, en este corte la tinta rosa no llega a desarrollarse de forma adecuada. Únicamente aumenta ligeramente cuando el corte es del 50%, debido a la ligera presencia de Ca en la frita FR1.
El último corte propuesto entre las fritas FR5 y FR7 ha dado resultados dispares. La prueba 12, formada por un porcentaje mayor de FR5 desarrolla colores estables, con una tonalidad rosa excelente. A medida que aumentamos la presencia de la frita FR7, los tonos marrón, beige y negro varían por el Ba, pero mantiene un buen rendimiento de la tinta rosa.
Por tanto, mediante el corte de fritas mates se ha concluido que la presencia de los óxidos provoca la variación de las tintas. Introducir porcentajes de fritas, en mayor o menor medida, nos ayudan a mejorar el desarrollo de ciertos colores. Así, como ejemplo perfecto, adicionar la frita FR5 en las composiciones con FR1 y FR7 –dos fritas que no desarrollaban el color rosa–, ha ayudado a aumentar la intensidad de esta tinta.
