Los esmaltes cerámicos: ¡la componente química!

El esmalte cerámico o esmalte para cerámica es un revestimiento inorgánico fundente que se fija sobre cerámica a alta temperatura (de 800 a 1250 °C). Es una sustancia de base vítrea y puede ser de cualquier tipología de color.

La composición de los esmaltes cerámicos

El componente de base de cada sustancia vítrea es la sílice (el vitrificante).

Esta última funde entorno a 1705ºC, una temperatura demasiado elevada para una pasta cerámica normal; para bajar el punto de fusión es necesario, por tanto, utilizar un fundente.

La sílice en combinación con el fundente, alcanzando la tempertura de fusión, se vuelve demasiado fluída y poco viscosa y no puede adherirse corectamente al cuerpo cerámico. Para solucionar este problema, es necesario pues un tercer componente refractario: la alúmina.

Este elemento estabiliza la sílice en estado fundido, aumentando resistencia y viscosidad y permite al esmalte permanecer unido a la superficie cerámica.

Un esmalte cerámico está, por tanto, compuesto por 3 elementos básicos:

●         El vitrificante

●         el fundente

●         el estabilizante

Los vitrificantes

El vitrificante principal es la sílice (óxido de silicio SiO2), fácilmente disponible sea puro (cuarzo) o impuro (arena), o en combinación con otros elementos (arcillas, feldespatos, wollastonitas, etc…).

Los fundentes

Los fundentes son muchos y de diversa naturaleza.

Pueden ser de base plúmbica, borácica (ejemplo: las fritas), alcalina (sodio y potasio) o alcalinotérrea (ejemplo: carbonato de calcio).

Entre los más comunes (aquéllos usados a las temperaturas de gres porcelánico) nos encontramos los fundentes alcalinos o los derivados de los compuestos que contienen sodio, potasio, calcio, magnesio, litio y bario.

También los feldespatos, de sodio o de potasio, actúan como fundentes para esmaltes que se cuecen a medias y altas temperaturas sólo en virtud de la componente alcalina.

Los estabilizantes

Entre los estabilizantes o refractarios el principal es la alúmina, u óxido de aluminio (Al2O3), que en porcentajes más o menos elevados está presente en todas las arcillas.

La historia de los esmaltes cerámicos.

Los esmaltes cerámicos eran conocidos y utilizados desde hace más de 10.000 años en la civilización mesopotámica y por los antiguos egipcios.

No eran esmaltes tal y como los conocemos hoy. Estos pueblos utilizaban principalmente técnicas de aplicación del vidriado: reproducían los objetos cerámicos con componentes vidriosos para convertir la superficie en brillante e impermeable.

El máximo esplendor y la evolución de los esmaltes se pueden identificar con la civilización islámica a partir del siglo VIII D.C. El claro ejemplo son las mezquitas, cuyas superficies están recubiertas de piezas esmaltadas, como la Mezquita del Shah en Irán (1600)

A través de los árabes y los españoles, estas técnicas han sido “importadas” en Europa.

En la parte final del periodo medieval y en el renacentista, también en Italia los esmaltes llegan y son una realidad en las ciudades de Faenza y Deruta. En particular, Italia desarrolló y se volvión famosa en el arte de la mayólica (que puede ser identificada como una técnica de uso de los esmaltes).

El el curso del siglo XVI será, sobre todo, la manufactura florentina, ligada a los Medici, la que produce esmaltes; así lo atestiguan los objetos conservados en el Museo de plata de Florencia.

También en la pintura se prefiere el uso de esmalte a la pintura con esmalte. En el siglo XVII utilizar el esmalte se convierte en una técnica muy extendida en toda Europa, sea para objetos de culto o personales o para la casa.

En el siglo XVIII el esmalte es un importante elemento para la decoración de pequeños objetos, siempre muy valiosos y estilistas: relojes, brazaletes, etc…

En el curso de los años viene usado con técnicas siempre más similares a aquéllas que conocemos actualmente; no se habla únicamente sólo de esmaltes para decoración, nacen también los esmaltes de uso industrial.

Esmaltes industriales y esmaltes para la decoración

No existe una fórmula química exacta para la realización de los esmaltes.

Hay muchísimas variantes a considerar que pueden convertir un esmalte más o menos optimizado o más o menos apto a determinadas funciones y objetivos.

Actualmente existen softwares expecíficos que ayudan a calcular las fórmulas con el fin de que el esmalte tenga el equilibrio justo de todos los componentes. Este trabajo está ligado estrechamente al sector químico y es el fruto de largas investigaciones y experimentaciones.

Sicer, a través de su Technology Lab, lleva a cabo un constante trabajo de investigación y desarrollo, también sobre esmaltes cerámicos y de los componentes de estos últimos.. Este trabajo permite a la empresa de Fiorano crear productos siempre nuevos y de alto potencial técnico.

Sicer, dentro de su gama de productos, ha estudiado diversas tipologías de esmaltes para la cerámica industrial, dedicados tanto a pavimento como a revestimiento, así como un amplío catálogo de productos dedicados a la cerámica artística/decorativa para cualquier tipo de soporte cerámico.

La formulación de los esmaltes industriales; descubramos alguna cosa más

La categoría esmaltes industriales se puede subdividir en 3 principales familias específicas para:

  • piezas
  • placas
  • tejas

Cada una de estas categorías tiene sus peculiaridades y, en particular, en lo que respecta a la familia de los esmaltes para piezas, la formulación parte del revestimiento cerámico.

El revestimiento cerámico se puede definir como un ensamblaje “multiestrato” estudiado para la petición específica y personalizada del cliente.

Cada proyecto, así como la consiguiente elección del esmalte a realizar y a utilizar, engloba la elección tecnológica en uso existente en la planta productiva del cliente y el desarrollo “hecho a medida” de la propuesta del “paquete multiestrato” más apto.

Todos los productos involucrados son “hechos a medida” y, principalmente, es el soporte cerámico el que marca el desarrollo sobre la base de sus características químico-físicas-mecánicas y relativa cocción.

Nuestro “multiestrato” se compone de:

1. engobe o monoesmalte (versión más vitrificada) que esconde el color del soporte y prepara el sustrato para las aplicaciones sucesivas,

2. esmalte, sea opaco o transparente, brillante o mate,

3. decoración digital para el efecto gráfico,

4. esmalte de protección transparente (brillo o mate).

Específicamente el esmalte de cubierta final no es un producto estándard, también en estos casos existen diversas fórmulas estudiadas por el Technology Lab que responden a diferentes exigencias finales, tales como:

  1. protección y antideslizamiento (esmalte de la línea GLR antislip)
  2. protección y efecto matérico
  3. protección y superficie lapable

Independientemente de estas características, todas las series de esmaltes Sicer deben garantizar:

  • ausencia de defectos,
  • óptimo nivel de pulido,
  • resistencia al rayado (dependiendo del lugar de la colocación),
  • efecto estético elevado

Cada componente de nuestro “multiestrato”, es decir, cada esmalte elegido y utilizado, debe ser ajustado con el soporte teniendo en cuenta estos factores:

  • Propiedad termo-dilatométrica,
  • emisiones que se generan durante la cocción,
  • tipo de superficie deseada a la salida del horno,
  • desarrollo cromático de la decoración digital.

Esmaltes cerámicos industriales no contaminantes: la respuesta concreta de Sicer.

Los aspectos que deben ser estudiados y analizados para la producción de esmaltes cerámicos son múltiples y muy complejos según la influencia de parámetros diferentes y cambiantes.

El equipo de ingenieros químicos del Technology Lab estudia de manera cotidiana soluciones para obtener el mejor resultado, sin descuidar el aspecto económico de la formulación (hoy fundamental para el cliente final) y el cuidado del medioambiente (fundamental para Sicer).

Todos los esmaltes cerámicos desarrollados y comercializados por Sicer son aplúmbicos y realizados seleccionando materias primas no nocivas para el medioambiente, aspecto siempre central para la empresa, que dirige su investigación y desarrollo hacia soluciones y productos ecocompatibles.

El compromiso de Sicer por el cuidado ambiental es, de hecho, una constante, es un ejemplo de esto la ahora famosa serie patentada de tintas y colas digitales “LOW EMISSION”, formulada con el ambicioso objetivo de contrarrestar y reducir el problema de emisiones nocivas a la atmósfera.