CN104591801A - 一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其包括以下步骤：A、使用陶瓷砖常用原料制成表面具有凹凸纹理的泥坯；B、布施有机渗透色釉墨水；C、布施有机助渗剂墨水；D、在50-200℃温度下干燥10-60分钟。本发明通过使用上述陶瓷砖泥坯制备的陶瓷砖，形成的渗透层渗入面料层内，使得装饰图案耐磨损，解决了现有全抛釉技术中通过常规色料墨水喷墨打印形成的印花装饰层不耐磨损的问题；同时，由于压制出来的砖坯表面带有凹凸纹理，使其综合装饰效果更佳、更立体。

Description

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷产品制造技术领域，尤其涉及一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法。

背景技术

陶瓷喷墨打印技术是近年来广泛应用于陶瓷砖生产的一种技术，其通过喷头将墨水打印在砖坯表面代替传统丝网印花、辊筒印花等装饰手段，由于其是一种非接触打印，可“印刷”凹凸面产品，不需要实物制版，转版简单迅速，可实现个性化生产，生产重复性好，因而使用范围越来越广。但其缺点就在于打印出来的装饰层过浅，同时，墨水烧制后耐磨性较差，随着使用时间的延长，会使得装饰效果大打折扣，因而有在喷墨打印后的装饰层上施透明釉或布透明熔块，以保护装饰层花纹的工艺。但不论是透明釉还是透明熔块，为了使喷墨装饰层呈现更好的装饰效果，就必须提高透明度，但透明度提高的同时，耐磨性也会下降(为了增加透明度，釉中多含有铅和锌等助溶剂，其在增加釉面透明度的同时，也使釉面变软，不耐磨)，因而还是不能从根本上解决保持长期装饰效果的问题。

申请号CN201210331440.6公开了一种渗花瓷质砖及其生产方法，是将水溶性的渗花墨水通过喷墨打印的方式打印在淋于砖坯表面的面浆上，虽然经过渗透后，能产生一定深度的花纹，但是因面浆含水率较高，造成水性的渗透色釉墨水的渗透难度增加，且由于砖坯水分挥发到喷头也容易造成喷头故障。此外，采用钟罩淋于砖坯表面的釉浆也容易形成边缘突起的缺陷，不利于抛光后的色差控制。此外，在世界范围内水性渗透釉墨水直到目前为止并不成熟，还远未能够应用到实际喷墨机上生产。

因而在烧制时由于和底坯收缩率不一致、进而会产生变形，生砖坯强度降低，容易裂砖。

申请号CN201110187245.6公开了一种适用于喷墨打印的水性渗透釉及其用于陶瓷砖生产的方法，是通过喷墨打印将水性渗透釉直接打印在砖坯上，再喷水助渗。但实际上水性渗透釉墨水到目前为止并不成熟，还远未能够应用到实际喷墨机上生产。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中通过常规喷墨打印形成的印花装饰层不耐磨损、立体感差等问题提出一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其包括以下步骤：

A、使用陶瓷砖常用原料制成表面具有凹凸纹理的泥坯；

B、布施有机渗透色釉墨水；

C、布施有机助渗剂墨水；

D、在50-200℃温度下干燥10-60分钟。

现有技术中，喷墨印花后会直接入窑烧成，这是针对水性渗透剂。但本方案中采用的是有机渗透釉墨水，若直接入窑高温烧成，墨水中的有机组分会挥发，这样会影响发色，而且若有机组分残留在坯体中较多，在烧成时容易出现气孔等缺陷。为解决以上问题，在本方案中，增加一步二次干燥的步骤，其可以使有机材料缓慢挥发，形成稳定渗透梯度且含有较少有机助渗材料的面料层。同时如此处理还能节约墨水用量。

优选地，在上述方法中，在步骤C和步骤D之间还包一个放置泥坯助渗形成渗透层的步骤，助渗时间不少于10分钟。墨水需要在坯体中形成一定渗透深度后再进行后续干燥步骤为好，因为干燥过程中墨水中的有机组分会挥发，这会促进墨水中的发色组分扩散，但若未形成一定深度的渗透层就进行干燥，很容易出现因挥发过快造成渗透深度较浅的问题。为此，优选在进行干燥前，先对坯体放置10分钟以上进行助渗，形成一定深度的渗透层后再进行干燥。

优选的，在步骤A中的所述砖坯为面料和底料采用面料层在上的正打二次布料后压制形成砖坯并干燥，面料层厚度为0.5-2.0mm。

优选地，在以上方法中，在步骤D之后包括在泥坯上形成装饰保护层的步骤；所述装饰保护层为釉料、透明熔块颗粒或半透明干粒中的至少一种。

使用底料和面料进行布料的方式有正打布料和反打布料两种，区分两者的方式是面料层在上部还是下部，反打布料可以较好保持面料层中因布料工艺形成的纹理，而正打布料则容易控制砖坯厚度和平整度。针对此，本发明中提供的泥坯还具使用渗透釉墨水进行装饰，和助渗剂墨水一起形成较深的渗透装饰层，对此，优选采用正打布料的方式，因为其可以较好的控制砖坯中面料层的厚度和其平整度，而且，面料层在上，在后续渗透过程无需将坯体翻转。

进一步优选的，所述面料层的厚度为0.8-1.2mm。

优选的，在步骤B中所述有机渗透色釉墨水主要成分为有机酸盐和酯的混合物，其中有机酸盐为羧基酸根、磺酸根、亚磺酸根、硫羧酸根中的至少一种与与铁、钴、铬、铜等无机发色离子中的至少一种构成的盐类；所述酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种。渗透色釉墨水的发色主要依靠其中的无机发色离子，不同的离子以及多种离子不同组合会产生不同颜色，例如单独的钴会产生鲜艳的蓝色，铁、钴和铬的组合可以产生黑色，通过以上组合可以形成丰富的全彩效果。例如使用红、黄、蓝、黑四色墨水。

进一步优选的，所述有机酸盐为羧基酸根与铁、钴、铬、铜等无机发色离子中的至少一种构成的盐类。羧基酸相较于其它有机酸，在坯体中具有更好的渗透效果，而且其容易挥发，在坯体内残留少，避免在后续烧成中产生因其挥发产生的较多气孔，提高产品品质。

优选的，在步骤B中所述喷墨打印渗透釉墨水为依次通过不同喷嘴打印多色渗透釉墨水；通过不同颜色墨水的混合，可以获得丰富的装饰效果，例如常用的为蓝、红、黄、黑4色，当然，在实际应用中不受以上限制，可以根据需求对墨水颜色进行搭配。也可以根据需要重复打印某种渗透色釉多次，以获得饱和色相。

当然，步骤B中的喷墨打印还可以使用丝网印花或滚筒印花的方式替代，但作为墨水，其更合适使用喷墨打印的方式布施。

优选的，在步骤C中所述有机助渗剂墨水主要成分为有机酸和酯的混合物，所述有机酸为羧基酸、磺酸、亚磺酸、硫羧酸中的至少一种；所述酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种，均为有机液体材料。有机型助渗剂墨水能够好的与有机型渗透色釉墨水结合，具有促进其向坯体内渗透的作用，通过喷墨打印方式可以更好的节约助渗剂墨水的用量，而且也能控制渗透层的厚度。而且根据渗透深度的需要，可以通过改变助渗剂墨水打印次数来实现不同深度渗透(渗透深度在0.2-1.5mm范围内可调)，当然也可以在后面增加喷雾、滚筒印刷、丝网印刷等更为简单的方法来达成同样的效果。优选地采用多次喷墨打印方法。

优选的，在步骤D中干燥温度为60-120℃，时间为30-50分钟。

优选的，当布料使用底料和面料进行正打或反打布料成型时，面料中含有质量百分数为0.1-2％二氧化钛、0.1-0.5％氧化锌、0.1-5％硅酸锆或0.5-5％助红剂中的至少一种。通过添加以上组分可以促进发色，达到节约墨水的目的。助红剂和其它几种组分一样，都为助色剂，有利于墨水发色，其主要成分为纳米二氧化硅，陶瓷色釉料公司均有销售，例如美高公司有此类产品。

优选的，在步骤F中，采用如下方式中的一种或多种组合的方式布施装饰保护层：施透明釉、铺布半透明干粒或铺布透明熔块。

本发明还提供了一种利用上述方法制得的陶瓷砖泥坯，其由下而上包括:底料层，面料层，装饰保护层。所述面料层上具有凹凸纹路且包括厚度为0.3～0.6mm有机液体材料形成的渗透层。以上结构的泥坯，在烧结后因为渗透层具有一定厚度，再加上0.2-0.5mm厚度的装饰保护层，可以顺利地进行抛磨处理，并且渗透层所形成的装饰图案也特别耐磨。

面料层上的凹凸纹路，是通过使用具有凹凸纹路的冲压成型模具形成的。

本发明还提供一种使用上述陶瓷砖泥坯制造陶瓷砖的方法，将上述陶瓷砖泥坯入窑烧成，然后经抛光磨边处理，得到具有同时具备有机喷墨渗透釉装饰纹理和半透明干粒或透明熔块填充模具形成的凹凸纹路一起组合装饰效果的陶瓷砖。

与现有技术相比，本发明将渗透釉墨水打印在二次布料后的面料上，并使用喷墨打印助渗剂，因喷墨打印助渗剂与渗透色釉墨水性质相同，使用方式相同，因而能够保证更好的渗透深度，使得烧制后的产品耐磨性好，花纹保持持久，并且由于装饰层具有一定的厚度，可以进行倒角等加工。

同时，由于可以通过布料系统的改变和喷墨打印图案的设计，使得面料层的布料纹理效果、模具纹理效果、渗透釉的装饰效果以及干粒或熔块的装饰效果相结合，因而比现有技术CN201210331440.6在面浆上打印渗透釉具有装饰效果更丰富、更容易操作、且有效地解决面浆水分大难渗透以及边缘突起等缺陷；由于面料中加入二氧化钛、氧化锌、助红剂、硅酸锆等助色剂，经过高温烧制后能够得到综合发色和质感，层次过渡感强和立体景深感强，能够产生更丰富的色彩和更深的渗透效果；采用公知的不同目数和硬度的模块抛光后还可获得不同光泽度的系列化产品。

本发明通过使用上述方法获得陶瓷砖泥坯制备的陶瓷砖，形成的渗透层渗入面料层内，使得装饰图案耐磨损，解决了现有全抛釉技术中通过常规色料墨水喷墨打印形成的印花装饰层不耐磨损的问题；同时，由于压制出来的砖坯表面带有凹凸纹理，优选方案中，对完成渗花后在模具凹槽中增加了一层半透明干粒或透明熔块的装饰效果，所以其综合装饰效果更佳、更立体。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例提供一种陶瓷砖泥坯和使用其制造的陶瓷砖。

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其包括如下步骤：

A、选用公知的陶瓷砖坯用底料和面料，经正打布料形成砖坯，坯体中面料层厚度为1.2mm，对砖坯进行干燥；所使用的模具具有凹凸纹理，使成型后砖坯上面料层具有凹凸纹理；

B、将干燥后的砖坯喷墨打印有机渗透色釉墨水；喷墨打印时砖坯温度为45-55℃；

C、喷墨打印有机助渗剂墨水；

D、将砖坯放置10分钟以上，使有机助渗剂墨水充分发挥作用，形成一定深度的助渗层(一般为0.3mm以上)；

E、在50℃温度下二次干燥60分钟得到具有渗透层的陶瓷砖泥坯；

F、在面料层上布施一层半透明干粒。

这里对以上工艺进行说明，步骤D中砖坯的放置时间可以根据生产需要进行调节，但不应低于10分钟，否则很难保证渗透的效果；步骤E中进行二次干燥是和现有技术有较大区别之处，现有技术中砖坯进行渗花装饰后就可以马上入窑烧成，但这种方式是建立在水性渗透剂的基础上，对于有机渗透墨水，采用二次干燥可以使其中的有机组分挥发，除了可以让渗透效果更充分外，还可以减少有机组分残留，避免在窑炉烧成的快速升温过程中剧烈挥发，形成较多气孔，对砖面的装饰效果和防污性能造成影响。因此，其干燥温度一般不超过200℃，而温度过低又影响干燥效率，因此，通常设定干燥温度为50-200℃，干燥时间为10-60分钟。从干燥效果和效率上平衡考虑，优选为设定为干燥温度为70-120℃，干燥时间为15-30分钟。

步骤B和步骤C中使用的墨水均为有机墨水，具有类似的组分，其中步骤B使用的有机渗透色釉墨水为有机酸盐和酯的混合物，其中有机酸盐为羧基酸根、磺酸根、亚磺酸根、硫羧酸根中的至少一种与与铁、钴、铬、铜等无机发色离子中的至少一种构成的盐类；酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种。而步骤C中使用的有机助渗剂墨水为有机酸和酯的混合物，有机酸为羧基酸、磺酸、亚磺酸、硫羧酸中的至少一种；所述酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种，均为有机液体材料。两者具有类似的组分，在混合使用时也可以具有类似的效果。

具体地，步骤B中使用的有机渗透色墨水按照其发色效果分为蓝、红、黄黑四色，然后使用打印机的分辨率400dpi、喷嘴孔径为200PL依次喷墨打印蓝、红、黄、黑4色有机溶剂型渗透色釉墨水。单色墨水的喷墨量在0-50g/m²，以获得足够饱和的发色效果，。这里需要说明，在实际应用中，墨水的颜色可以有多种选择，例如在本实施例中蓝、红、黄可以合成多种颜色的渗透色釉墨水，进而获得全彩效果，而黑色可以调节颜色的灰度，具体所使用墨水的种类和用量可以根据实际打印图案效果进行选择搭配。

步骤C为再使用喷墨打印机在砖坯表面喷墨打印1-3遍助渗剂墨水，助渗剂墨水总喷墨量在30±10克/m²时，渗透深度在0.3-0.6mm，满足柔抛工艺控制的要求。

通过干粒机在泥坯整面均匀铺撒一层半透明干粒，粒度在20-60目范围，以获得厚度0.3mm左右的透明装饰层。

将以上方法获得的陶瓷砖泥坯，入窑烧成，然后经高强度柔性抛光(抛削量在0.3-0.5mm范围内)和倒角加工后，即可获得具有渗透装饰层的陶瓷砖，砖体表面的渗透装饰层具有一定厚度，而且是嵌入砖坯内部，具有特别好的耐磨效果。

在本实施中，所使用的窑炉为辊道窑，烧成问题为1210～1250℃，烧成周期为50-90分钟。在实际应用中，烧成制度是根据窑炉条件和坯体配方体系进行调整，这属于本领域技术员可以根据生产经验进行判断或经过有限次实验获得，就不再做额外赘述。

另外，通过测试，当助渗剂墨水在30±10克/m²时，渗透深度在0.3-0.6mm；当助渗剂墨水在50±10克/m²时，渗透深度在0.5-0.8mm；当助渗剂墨水在80±20克/m²时，渗透深度在0.7-1.0mm。在使用时，可以根据需要的渗透深度来进行设定助渗剂墨水的用量，例如可以增大喷墨量或采用重复喷墨打印的方式。渗透釉墨水和助渗剂墨水用量较多时，可以形成较深的渗透层，能减少因过抛造成透底的缺陷。

实施例2

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其包括如下步骤：

A、选用公知的陶瓷砖坯用底料和面料，经正打布料后冲压成型形成砖坯，坯体中面料层厚度为2mm，对砖坯进行干燥；冲压成型使用的模具具有凹凸纹理，成型后砖坯面料层具有凹凸纹理；

B、将干燥后的砖坯喷墨打印有机渗透色釉墨水；喷墨打印时砖坯温度为45-55℃；

C、丝网和滚筒结合印刷布施有机助渗剂墨水；有机助渗剂墨水的用量为80±20克/m²；

D、将砖坯放置30分钟，使有机助渗剂墨水充分发挥作用，形成一定深度的助渗层；

E、在120℃温度下二次干燥20分钟得到具有渗透层深度约为0.9mm的陶瓷砖泥坯；

F、在面料层上布施一层半透明干粒。

所使用的墨水与实施例1体系相同。

在步骤A中，所使用的面料中含有助色剂，其为二氧化钛、氧化锌、助红剂、硅酸锆中的至少一种。添加量为面料质量百分数的0.1-2％二氧化钛、0.1-0.5％氧化锌、0.1-5％硅酸锆或0.5-5％助红剂。这里所使用的助红剂为业内公知的一种促进墨水中红色组分显色的添加剂，其主要组分为纳米二氧化硅，例如美高等公司就有相关产品，在本发明中的实施例中所提到的助红剂，均购自美高公司。

特定的，在本实施中使用的为1％的二氧化钛和3％的硅酸锆。

通过使用以上助色剂，可以使有机渗透釉墨水发色更充分，节省贵重原料的同时，也能获得更佳的装饰效果。

将以上获得的砖坯，在辊道窑内，经1200-1250℃烧成，经抛光、磨边处理，获得具有渗花装饰效果的陶瓷砖产品。这种产品较常规的渗花产品装饰层立体耐磨，而且耐污性更好。

实施例3

一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其包括如下步骤：

A、选用公知的陶瓷砖坯用底料和面料，经正打布料冲压成型形成砖坯，坯体中面料层厚度为0.8mm，对砖坯进行干燥；所使用的冲压成型模具上具有凹凸纹理，使成型后的砖坯的面料层上也具有凹凸纹理；

B、将干燥后的砖坯喷墨打印有机渗透色釉墨水；喷墨打印时砖坯温度为45-55℃；

C、丝网和滚筒结合印刷布施有机助渗剂墨水；有机助渗剂墨水的用量为50±10克/m²；

D、将砖坯放置15分钟，使有机助渗剂墨水充分发挥作用，形成一定深度的助渗层；

E、在80℃温度下二次干燥35分钟得到具有渗透层深度约为0.8mm的陶瓷砖泥坯；渗透层厚度与面料层厚度基本相同；

F、在面料层上布施一层透明熔块。

所使用的墨水与实施例1体系相同。

在步骤A中，所使用的面料中含有助色剂，其为二氧化钛、氧化锌、助红剂、硅酸锆中的至少一种。添加量为面料质量百分数的0.1-2％二氧化钛、0.1-0.5％氧化锌、0.1-5％硅酸锆或0.5-5％助红剂。在本实施中使用的为1％的二氧化钛、0.3％氧化锌、2％硅酸锆和3％的助红剂。

通过使用以上助色剂，可以使有机渗透釉墨水发色更充分，节省贵重原料的同时，也能获得更佳的装饰效果。

将以上获得的砖坯，在辊道窑内，经1200-1250℃烧成，经抛光、磨边处理，获得具有渗花装饰效果的陶瓷砖产品。这种产品较常规的渗花产品装饰层立体耐磨，而且耐污性更好。

在本实施例中，烧后抛光采用公知的模块组合，获得光泽度为5-30°的亚光效果。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：

A、使用陶瓷砖常用原料制成表面具有凹凸纹理的泥坯；

B、布施有机渗透色釉墨水；

C、布施有机助渗剂墨水；

D、在50-200℃温度下干燥10-60分钟。

2.根据权利要求1所述的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于，在步骤C和步骤D之间还包括一个放置泥坯助渗形成渗透层的步骤，助渗时间不少于10分钟。

3.根据权利要求1所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：所述步骤D之后还包括在泥坯上形成装饰保护层的步骤；所述装饰保护层为釉料、透明熔块颗粒或半透明干粒中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：在步骤B中所述渗透色釉墨水为有机酸盐和酯的混合物，其中有机酸盐为羧基酸根、磺酸根、亚磺酸根、硫羧酸根中的至少一种与与铁、钴、铬、铜等无机发色离子中的至少一种构成的盐类；所述酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：所述有机酸盐为羧基酸根与铁、钴、铬、铜等无机发色离子中的至少一种构成的盐。

6.根据权利要求1所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：在步骤C中所述有机助渗剂墨水主要成分为有机酸和酯的混合物，所述有机酸为羧基酸、磺酸、亚磺酸、硫羧酸中的至少一种；所述酯为长链烷烃、异辛酸甲酯、辛癸酸甲酯中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：在步骤D中放置时间为15-30min。

8.根据权利要求1所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：在步骤D中干燥温度为60-120℃，时间为30-50分钟。

9.根据权利要求1所述的具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯的制造方法，其特征在于：步骤A的原料分为底料和面料，面料中含有质量百分数为0.1-2％二氧化钛、0.1-0.5％氧化锌、0.1-5％硅酸锆或0.5-5％助红剂中的至少一种。

10.一种使用权利要求1-9所述方法制得具有凹凸纹理的陶瓷砖泥坯制造陶瓷砖的方法，将权利要求1-9所述方法制得的陶瓷砖泥坯入窑烧成，然后经抛光磨边处理，得到具有同时具备有机喷墨渗透釉装饰纹理和玻璃态物质填充模具凹槽一起组合装饰效果的陶瓷砖。