CN116102361B - 陶瓷下陷功能墨水、具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖及制备方法 - Google Patents
陶瓷下陷功能墨水、具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，特别涉及陶瓷下限功能墨水、具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖及制备方法。陶瓷下限功能墨水包括：按质量百分比计，碳酸钠12～18％，偏钒酸氨5～10％，硅藻土8～12％，溶剂50～70％。本发明利用硅藻土良好的微孔结构和吸附性能强等特点，在陶瓷下陷功能墨水中引入硅藻土作为下陷效果成分的载体，并搭配高硬度面釉和精雕柔光保护釉，进而精准控制下陷线条的下陷深度和宽度，实现喷墨线条的精细可控。本发明精细线条可控的精雕瓷质仿古砖的制备方法简单高效，可控性好，适合工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，特别涉及陶瓷下限功能墨水、具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖及制备方法。
背景技术
天然大理石经过雨水的侵蚀会在岩层的结合部位形成过渡纹理或裂纹。对大理石进行抛光时，抛光磨块没有接触过渡纹理的凹陷部位，促使凹陷部位与平面部位存在一定的光泽度差异，从而表观呈现为自然的凹凸线条纹理。伴随着人们生活水平的提高和对陶瓷砖装饰要求的日益丰富，陶瓷行业开发出模仿上述大理石的凹凸线条纹理的瓷砖，凹凸线条纹理与图案纹理自然融合，用手触摸手感光滑但又有轻微的阻滞感。目前，市面上具有各种装饰功能的陶瓷砖，例如仿古砖、木纹砖、大理石瓷砖等。当前主要是采用喷墨打印的方式和使用下陷墨水来对陶瓷砖进行装饰。然而，采用钒酸钡作为下陷色素的下陷墨水存在下陷深度较低的缺陷，通常烧成后陶瓷产品的下陷深度在1～1.4mm左右，而且线条较宽，严重影响美观效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提供陶瓷下限功能墨水、具有精细线条可控的精雕瓷质仿古砖及其制备方法，其利用硅藻土良好的微孔结构和吸附性能强等特点，在陶瓷下陷功能墨水中引入硅藻土作为下陷效果成分的载体，并搭配高硬度面釉和精雕柔光保护釉，进而精准控制下陷线条的下陷深度和宽度，实现喷墨线条的精细可控。本发明精细线条可控的精雕瓷质仿古砖的制备方法简单高效，可控性好，适合工业化大规模生产。
通过以下技术方案实现本发明：
第一方面，本发明提供一种陶瓷下陷功能墨水，包括：按质量百分比计，碳酸钠12～18％，偏钒酸氨5～10％，硅藻土8～12％，溶剂50～70％。
较佳地，硅藻土的细度为800～1200目。
较佳地，陶瓷下陷功能墨水还包括粘度调节剂、消泡剂中的一种或多种；优选地，陶瓷下陷功能墨水还包括：按质量百分比计，粘度调节剂1～3％，消泡剂1～2％。
较佳地，陶瓷下陷功能墨水的密度为1.2～1.5g/cm3。
第二方面，本发明提供一种具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：在坯体表面施高硬度面釉；在施高硬度面釉后的坯体表面喷墨打印设计图案；在喷墨打印设计图案的砖坯表面喷墨打印上述任一项所述的陶瓷下陷功能墨水；在喷墨打印陶瓷下陷功能墨水后的坯体表面施精雕柔光保护釉；将施精雕柔光保护釉后的坯体烧成，得到具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖。
较佳地，高硬度面釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：0.5～4.5％、SiO2：44～53％、Al2O3：28～35％、CaO：0.5～1.3％、MgO：0.5～0.8％、BaO：1.4～5.8％、Na2O：0.1～1.0％、K2O：3.3～5.6％、ZrO2：4.8～10.7％；优选地，高硬度面釉的施加方式为喷釉，比重为1.46～1.50，施加量为600～750g/m2。
较佳地，精雕柔光保护釉的始融温度为1010～1050℃。
较佳地，精雕柔光保护釉的化学成分包括：以质量百分比计，5.1～8.7％、SiO2：40～52％、Al2O3：20～27％、CaO：4.5～8.3％、MgO：1.1～3.2％、K2O：3.1～5.4％、Na2O：0.5～1.5％、ZnO：1.7～4.6％、SrO：1.0～4.0％；优选地，精雕柔光保护釉的施加方式为淋釉，比重为1.82～1.88，施加量为400～550g/m2。
较佳地，喷墨打印陶瓷下陷功能墨水的设计图案的灰度为40～80％。
第三方面，本发明提供上述所述的制备方法获得的具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖。
附图说明
图1是实施例1的砖面效果图；
图2是对比例1的砖面效果图；
图3是对比例2的砖面效果图；
图4是对比例3的砖面效果图；
图5是对比例4的砖面效果图；
图6是对比例5的砖面效果图。
具体实施方式
通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在没有特殊说明的情况下，各百分含量指质量百分含量。以下示例性说明具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖的制备方法。
将坯体粉料压制成型获得坯体。坯体粉料的化学成分不受限制，采用本领域常用的坯体配方即可。一些技术方案中，所述坯体为通体坯。例如，将坯体粉料定点定位布料并压制成型，得到底面纹理完全一致的通体坯。
在坯体表面施高硬度面釉。所述高硬度面釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：0.5～4.5％、SiO2：44～53％、Al2O3：28～35％、CaO：0.5～1.3％、MgO：0.5～0.8％、BaO：1.4～5.8％、Na2O：0.1～1.0％、K2O：3.3～5.6％、ZrO2：4.8～10.7％。所述高硬度面釉具有高含量的Al2O3，在烧成过程中于SiO2在K2O等熔剂的帮助下促使面釉层形成大量莫来石晶相，故有利于提高面釉层的硬度，防止面釉层被下陷功能墨水拨开。
一些技术方案中，高硬度面釉的原料组成包括：以质量百分比计，钾长石45～55％、钠长石5～10％、白云石5～10％、碳酸钡3～8％、煅烧高岭土10～15％、水洗高岭土5～10％、硅酸锆6～12％。
按照高硬度面釉的原料组成称取各原料，混合均匀，加入水进行球磨然后过筛，获得高硬度面釉的釉浆。高硬度面釉的釉浆细度为325目网的筛余达到0.3～0.6wt％。
所述高硬度面釉的施加方式可为喷釉。一些实施方式中，高硬度面釉的比重为1.46～1.50g/cm3，施加量为600～750g/m2。所述高硬度面釉的施加量较高，能够减少通体坯对喷墨图案颜色的影响。
所述高硬度面釉的表面硬度为7(用矿物莫氏硬度检测)。
在施高硬度面釉后的坯体表面喷墨打印设计图案。喷墨打印设计图案的颜色和图案可以根据版面设计需求进行变化。设计图案可以还原珍稀大理石的质感肌理，层次更加细腻。
在喷墨打印设计图案后的坯体表面喷墨打印陶瓷下陷功能墨水。陶瓷下陷功能墨水包括：按质量百分比计，碳酸钠12～18％，偏钒酸氨5～10％，硅藻土8～12％，溶剂50～70％。所述陶瓷下陷功能墨水的作用是拨开精雕柔光保护釉。
硅藻土具有良好的微孔结构和强吸附性能。在陶瓷下陷功能墨水中引入硅藻土，硅藻土作为偏钒酸氨的载体，将偏钒酸氨吸附在硅藻土的微孔结构内部，保证偏钒酸氨的下陷作用不向四周扩散而仅作用于硅藻土微孔结构的开口方向，从而利于下陷线条的精细可控。一些实施方式中，硅藻土的孔洞尺寸为50～400nm。
在所述陶瓷下陷功能墨水中，硅藻土的含量为8～12％。若硅藻土的含量低于8％，偏钒酸氨不能被完全吸附，这不利于下陷线条的精细可控。若硅藻土的含量超出12％，会提高陶瓷下陷功能墨水的烧成温度，也会造成硅藻土的浪费。
硅藻土的细度为800～1200目。上述尺寸的硅藻土悬浮性好，不易沉淀，能够保证墨水的均匀性佳。
所述溶剂包括但不限于1.2-丙二醇、多元醇、多元醇醚、多糖中的一种或多种。
陶瓷下陷功能墨水还可以包括粘度调节剂、消泡剂中的一种或多种。优选地，陶瓷下陷功能墨水还包括：按质量百分比计，粘度调节剂1～3％，消泡剂1～2％。所述粘度调节剂包括但不限于亚甲基双萘磺酸钠、聚乙二醇、羧甲基纤维素、丙烯酸树脂中的一种或多种。所述消泡剂包括但不限于聚醚改性有机硅消泡剂、乳液型聚硅氧烷、聚醚嵌段型消泡剂中的一种或多种。
在一些技术方案中，陶瓷下陷功能墨水的pH优选为6～8。可以采用小苏打、醋酸、磷酸二氢钠中的一种或多种来调节陶瓷下陷功能墨水的pH。
根据陶瓷下陷功能墨水的原料组成称取各原料，混合均匀后，过筛，得到陶瓷下陷功能墨水。所述陶瓷下陷功能墨水的密度为1.2～1.5g/cm3。这样的墨水密度可以促使精雕柔光保护釉层的拨开。所述陶瓷下陷功能墨水的细度为200～400nm。
控制设计图案的灰度可以调节喷墨打印陶瓷下陷功能墨水形成的线条下陷深度。优选地，控制喷墨打印陶瓷下陷功能墨水的设计图案的灰度为40～80％。设计图案的灰度低于40％，线条的下陷深度偏低；线条的灰度高于80％，线条的下陷深度过大，影响产品的装饰效果。本发明所述下陷线条纹理的下陷深度为0.01～0.5mm。本发明所述下陷功能墨水采用星光1024喷头，墨滴尺寸为12～65pl，墨水分辨率为360～400dpi。
在喷墨打印陶瓷下陷功能墨水后的坯体表面施精雕柔光保护釉。所述精雕柔光保护釉的始融温度为1010～1050℃。若精雕柔光保护釉的始熔温度偏高，保护釉的透明度差，影响图案纹理的效果。若精雕柔光保护釉的始熔温度偏低，会导致保护釉光泽度偏高。本发明所述下陷线条纹理的宽度在0.1～0.5mm之间。
精雕柔光保护釉的化学成分包括：以质量百分比计，5.1～8.7％、SiO2：40～52％、Al2O3：20～27％、CaO：4.5～8.3％、MgO：1.1～3.2％、K2O：3.1～5.4％、Na2O：0.5～
1.5％、ZnO：1.7～4.6％、SrO：1.0～4.0％。在精雕柔光保护釉中引入氧化锶和氧化锌，保证保护釉层通透的情况下，适当提高氧化铝的含量能够降低釉面光泽度，达到釉面细腻的柔光效果。玻璃相在高温烧成时以液态存在，流动性大。精雕柔光保护釉产生的玻璃相越多，在陶瓷下陷功能墨水的作用下，产品表面的下陷线条纹理越粗。本发明所述精雕柔光保护釉可以减少高温烧成时玻璃相的产生，便于下陷线条纹理的精细控制。
所述精雕柔光保护釉的原料组成包括：以质量百分比计，钾长石40～50％、钠长石10～16％、方解石10～14％、氧化锌4～8％、碳酸锶2～6％、煅烧高岭土5～10％、水洗高岭土5～10％、烧滑石4～8％。
按照精雕柔光保护釉的原料组成称取各原料，加水后球磨均匀并过筛，陈腐，获得精雕柔光保护釉的釉浆。精雕柔光保护釉的釉浆的325目筛网的筛余为0.2～0.5wt％。
所述精雕柔光保护釉的施加方式为淋釉。一些实施方式中，所述精雕柔光保护釉的比重为1.82～1.88g/cm3，施加量为400～550g/m2。如果精雕柔光保护釉的施加量过少，保护釉层形成的下陷线条很细，导致陶瓷下陷功能墨水的精雕效果不明显；若精雕柔光保护釉的施加量过多，导致保护釉层增厚，在下陷功能墨水的作用下，在保护釉釉层形成下陷线条变粗，而且砖面出现明显凹凸不平的现象而导致线条纹理失真。所述精雕柔光保护釉的流速为50～100秒(3.5mm左右的孔径杯)。
烧成。一些实施方式中，烧成周期为40～50分钟，最高烧成温度为1205～1235℃。
磨边，分级打包。精雕瓷质仿古砖表面为无毛孔的玻化表面，釉面光泽度达到15～35度，耐污染性等级5级。
本发明所述具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖，其利用硅藻土良好的微孔结构和吸附性能强等特点，在陶瓷下陷功能墨水中引入硅藻土作为下馅效果成分的载体，并搭配高硬度面釉和精雕柔光保护釉，进而精准控制下陷线条的下陷深度和宽度，实现喷墨线条的精细可控。同时，精雕瓷质仿古砖还可以配合喷墨打印图案工序，能更加形象地展示凹凸逼真的图案纹理，立体感强，逼真地还原天然石材的过渡纹理或裂纹，不仅进一步提高瓷砖的装饰效果，创造出异彩纷呈的图案，还可在瓷片和仿古砖等领域广泛应用，避免产品同质化竞争，将个性化概念提升到全新的高度，大大提高产品附加值。
下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖的制备方法包括以下步骤：
步骤1.在坯体表面施高硬度面釉。所述高硬度面釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：3.3％、SiO2：48.6％、Al2O3：30.3％、CaO：0.8％、MgO：0.6％、BaO：4.0％、Na2O：0.6％、K2O：4.4％、ZrO2：7.4％。高硬度面釉的施加方式为喷釉，比重为1.48，施加量为650g/m2。
步骤2.在施高硬度面釉后的坯体表面喷墨打印设计图案。
步骤3.在喷墨设计图案后的坯体表面喷墨打印陶瓷下陷功能墨水。陶瓷下陷功能墨水的原料组成包括：以质量百分比计，碳酸钠16％，偏钒酸氨8％，硅藻土10％，溶剂(多元醇醚)63％，粘度调节剂(丙烯酸树脂)2％，消泡剂(聚醚改性有机硅)1％。根据设计图案喷墨打印陶瓷下陷功能墨水，其使用的设计图案的灰度为50％。
步骤4.在喷墨打印陶瓷下陷功能墨水后的坯体表面施精雕柔光保护釉。精雕柔光保护釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：6.3％、SiO2：48.3％、Al2O3：25.3％、CaO：6.7％、MgO：2.1％、K2O：4.6％、Na2O：0.8％、ZnO：3.5％、SrO：2.4％。精雕柔光保护釉的施加方式为钟罩淋釉，比重为1.84，施加量为450g/m2。
步骤5.将施精雕柔光保护釉后的坯体入辊道窑快速烧成。烧成周期为45分钟，最高烧成温度为1215℃。
步骤6.经磨边后分级打包。
采用光泽度测量仪测定釉面光泽度。釉面光泽度为25度。从图1可以看出，形成无毛孔的玻化表面，砖面细腻柔和，具有精雕效果良好的下陷线条，过渡自然，展现出瓷砖凹凸逼真的纹理，立体感强，能够还原天然石材的过渡纹理或裂纹。
根据行业测试标准GB/T3810.14 2016测定釉面的耐污染性。实施例1的耐污染性等级为5级。
对比例1
与实施例1基本相同，区别仅在于：
面釉的化学组成包括：以质量百分比计，烧失：3.7％、SiO2：57.5％、Al2O3 20.3％、CaO：0.7％、MgO：0.8％、BaO：3.2％、Na2O：1.4％、K2O：4.3％、ZrO2：8.1％。面釉的施加方式为喷釉，比重为1.48，施加量为650g/m2。
如图2所示，该对比例中由于面釉的硅含量偏高，铝含量偏低，陶瓷下陷功能墨水使用的设计图案的灰度为50％时，面釉和保护釉在陶瓷下陷功能墨水作用下被拨开，出现拨开纹理边缘处有保护釉不同程度的堆积，最终导致下陷线条处凹凸不平而导致线条纹理失真，影响装饰效果。
对比例2
与实施例1基本相同，区别仅在于：采用透明保护釉替换精雕柔光保护釉。
透明保护釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：6.62％、SiO2：54.9％、Al2O3：15.03％、CaO：7.53％、MgO：3.56％、K2O：1.14％、Na2O：3.56％、ZnO：5.55％、SrO：2.11％。透明保护釉的施加方式为钟罩淋釉，比重为1.84，施加量为450g/m2。
如图3所示，该对比例中由于透明保护釉的铝含量较低，使其在高温环境下形成较多的玻璃相，陶瓷下陷功能墨水使用的设计图案的灰度为50％时，最终导致下陷线条变很粗很圆润，砖面出现明显凹凸不平的现象而导致线条纹理失真。
对比例3
与实施例1基本相同，区别仅在于：
精雕柔光保护釉的施加方式为钟罩淋釉，比重为1.84，施加量为600g/m2。
如图4所示，该对比例中，精雕柔光保护釉的施加量过量，比实施例1的施加量多150g/m2，导致保护釉层增厚，在下陷功能墨水的作用下，在保护釉釉层形成下陷线条变较粗而导致线条纹理失真。
对比例4
与实施例1基本相同，区别仅在于：
陶瓷下陷功能墨水的原料组成包括：以质量百分比计，五氧化二钒：15％、氧化铋：24％、碳酸钠：6％、氧化锌：3％，溶剂(多元醇醚)50％，粘度调节剂(丙烯酸树脂)2％。
如图5所示，该对比例中使用普通的陶瓷下陷功能墨水，拨开纹理偏粗而导致纹理失真。
对比例5
与实施例1基本相同，区别仅在于：
陶瓷下陷功能墨水的原料组成包括：以质量百分比计，碳酸钠16％，偏钒酸氨8％，硅藻土5％，溶剂(多元醇醚)68％，粘度调节剂(丙烯酸树脂)2％，消泡剂(聚醚改性有机硅)1％。
如图6所示，陶瓷下陷功能墨水配方中硅藻土用量少时，减少对偏钒酸铵拨开作用的控制，拨开纹理较粗，存在纹理失真。
Claims (7)
1.具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在坯体表面施高硬度面釉；
在施高硬度面釉后的坯体表面喷墨打印设计图案；所述高硬度面釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：0.5～4.5%、SiO2：44～53%、Al2O3：28～35%、CaO：0.5～1.3%、MgO：0.5～0.8%、BaO：1.4～5.8%、Na2O：0.1～1.0%、K2O：3.3～5.6%、ZrO2：4.8～10.7%；
在喷墨打印设计图案的砖坯表面喷墨打印陶瓷下陷功能墨水；陶瓷下陷功能墨水包括：按质量百分比计，碳酸钠12～18%，偏钒酸氨5～10%，硅藻土8～12%，溶剂50～70%，粘度调节剂1～3%，消泡剂1～2%；其中，硅藻土将偏钒酸氨吸附在硅藻土的微孔结构内部，保证偏钒酸氨的下陷作用不向四周扩散而仅作用于硅藻土微孔结构的开口方向；
在喷墨打印陶瓷下陷功能墨水后的坯体表面施精雕柔光保护釉；精雕柔光保护釉的化学成分包括：以质量百分比计，烧失：5.1～8.7%、SiO2：40～52%、Al2O3：20～27%、CaO：4.5～8.3%、MgO：1.1～3.2%、K2O：3.1～5.4%、Na2O：0.5～1.5%、ZnO：1.7～4.6%、SrO：1.0～4.0%；精雕柔光保护釉的施加方式为淋釉，比重为1.82～1.88，施加量为400～550 g/m2；
将施精雕柔光保护釉后的坯体烧成，得到具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，硅藻土的细度为800～1200目。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，陶瓷下陷功能墨水的密度为1.2～1.5 g/cm3。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高硬度面釉的施加方式为喷釉，比重为1.46～1.50，施加量为600～750 g/m2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，精雕柔光保护釉的始融温度为1010～1050℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，喷墨打印陶瓷下陷功能墨水的设计图案的灰度为40～80%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法获得的具有可控精细线条的精雕瓷质仿古砖。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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