CN106083006B - 一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖及其制备方法，所述瓷质砖包含坯体层，第一面浆层，第二面浆层，第一面浆层覆盖于坯体层，第二面浆层覆盖于第一面浆层，第二层面浆层含有发色剂，第二面浆层含有渗透墨水。本发明的方法制备得到的瓷质砖，因为其含有2层面浆层，不仅产品的面浆层厚度增加，而且实现了配合渗透墨水增强渗透墨水显色效果的发挥，提高了瓷质砖的强度，增加可抛光的厚度，提高了瓷质砖具有渗透墨水的效果，同时避免表面不平整的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷砖领域，特别是指一种二次淋浆结合渗透墨水瓷质砖的生产方法。
背景技术
现代建筑装修中，雄居顶级装修位置的装饰材料，莫过于高档的天然石材，图案形态自然，尤其如高档大理石，纹理精细耐看。但随着人们对矿山资源的重视，对环保的重视，在建筑装修中，人们都希望选用具有环保无放射性而且符合现代社会低碳绿色经济发展潮流的，又能有美好家居的装饰享受的耐久性装饰材料，特别是经过高温烧制而成的陶瓷砖制品。
现有技术中：
1，传统微粉抛光砖虽有防污好，耐磨性强的特点，但受限于机械布料设备的限制，对于更逼真地模拟天然石材的精细装饰纹理和质感效果一直突破不大。
2，现有陶瓷墨水喷印技术中，一种是非渗透型墨水，其图案纹理是打印在表面而不能渗透入坯体中，因此是不耐磨的，必须在其表面再施加透明釉等材料，而玻璃相成分为主的透明釉存在不耐磨的局限；另一种是采用渗透墨水渗入坯体形成图案的技术方案。而尤以采用浆料方式加喷印渗透墨水为主流方式之一。
3，湿法的浆料方式中如公开号CN102795892B的中国发明专利申请“一种渗花瓷质砖及其生产方法”所述的通过制坯，干燥，施面浆，喷墨印刷，干燥和烧成，磨边，拣选、包装、入库制得渗透效果的瓷质砖。该技术方案，一方面，该方法施面浆后马上进入喷墨印刷，由于淋施完面浆后坯体面浆层含水率高，并且坯体从一次干燥出来后本身也具有一定温度，两相结合就会对面浆层水分形成一个加速蒸发的过程，如果这时候进入喷墨印刷工序，蒸发出来的水蒸气会对喷墨印刷形成滴墨等质量问题，影响图案纹理清晰度，并且易造成对喷墨机喷头的损害；另一方面，在坯体施加面浆未经干燥的情况下喷印渗透墨水，会使墨水在横向扩散加剧，从而使图案纹理更模糊，以上皆不利于生产控制。
4，现有技术中的二次布料的干法技术方案如公开号为CN104609903A的中国发明专利申请“一种陶瓷砖的制造方法”所述的通过底料和面料的二次布料制坯，布施渗透釉墨水，布施助渗剂墨水，干燥，烧成，抛光磨边后得到陶瓷砖。该技术方案，因为坯体层较厚，为利于成型，配方中必须含有塑性料成分诸如坭类，这就使得其白度不能提高，批量生产的坯体的白度很难达到68°以上，因为白度不高，所以采用渗透墨水后，其发色就不够鲜靓；另外，由于其成本较高的助色剂是加入在面料层中的，干法粉料的较厚的面料层，也带来了产品生产成本比淋浆方式大幅增加。
现有技术中淋面浆方式大多为一次淋浆工艺，其一，为保证图案具有一定的渗透深度，所以一次性淋施大量的浆，就不易平整，凹浆、缩浆等质量缺陷多；其二，面浆中需配制一定量的助色剂，才能与渗透墨水相互作用而更好的使墨水发色，由于这种助色剂成本高，一次淋浆的方式助色剂都含在其中，相比分成二次，第一次仅为增白作用不加入助色剂，第二次才加入助色剂的方式，一次淋浆方式的成本也相对较高；此外，助色剂中的材料是细度很细甚至达到纳米级别的，因此混有助色剂的面浆料的粘稠度很高，严重影响流速，所以施淋过程中配制有助色剂的面浆是引起凹浆、缩浆，水分蒸发不易、不均引起的面裂等质量缺陷的主要因素之一。
发明内容
有鉴于上述技术方案的不足以及常规陶瓷砖非渗透喷墨打印技术的产品不耐磨，同时为解决现有渗透墨水采用的浆料的湿法方式制作瓷质砖生产控制不易，也为了形成更好的白度与耐磨度，本发明创新地提出一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，来实现这些发明目的并制得渗透墨水产生的数码喷印彩色图案瓷质砖。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种二次淋浆结合渗透墨水制备的瓷质砖，其特征在于所述瓷质砖包含坯体层，第一面浆层，第二面浆层，第一面浆层覆盖于坯体层，第二面浆层覆盖于第一面浆层，第二层面浆层含有发色剂，第二面浆层含有渗透墨水。
优选的，上述瓷质砖中，所述第一层面浆层和第二层面浆层同时含有发色剂和同时含有渗透墨水。
优选的，上述瓷质砖中，所述第一面浆层和第二面浆层的厚度比为：1：0.4-3。
优选的，上述瓷质砖中，所述第二面浆层上还覆盖有第三面浆层，第三面浆层含有发色剂和同时含有渗透墨水。
本发明还提供了一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，其包括以下步骤；
(1)按常规方法制备瓷质砖底坯，备用，配方重量百分比组成为二氧化硅64-67％、氧化铝19-22％、氧化钾+氧化钠5.5-6.9％、氧化钙+氧化镁1.3-1.8％、其它为灼减和微量杂质；
(2)配制二种面浆，面浆a和面浆b，备用，
面浆a：按重量百分比组成为二氧化硅66-70％、氧化铝18-21％、氧化钙0.2-0.5％，氧化镁0.1-0.2％，氧化钾4-6％，氧化钠3-4％，其它为灼减和微量杂质，再另加3-7％的硅酸锆，按比重为1.77-1.83g/cm3配制成面浆a；
面浆b：在面浆a的成分基础上再添加总量达2-5％的TiO2、纳米SiO2作为助色剂，按比重为1.75-1.80g/cm3配制成面浆b；
(3)第一次干燥：将步骤(1)的底坯输送入120℃-220℃的干燥窑中烘干，周期为60-100分钟；
(4)二次淋施面浆：
在烘干后的底坯表面喷淋按40-65g/m2水后到达第一次淋浆位，按350-500g/m2的用量瀑布式淋施面浆a，经过约10-20秒的传输时间，到达第二次淋浆位，按500-900g/m2的用量瀑布式淋施面浆b；
(5)第二次干燥：对已淋施了2种面浆的坯体再传输进120℃-220℃的干燥窑中，干燥周期为35-45分钟；
(6)数码喷印：在烘干了面浆层的坯体表面，喷印数码图案的渗透墨水和助渗剂；
(7)烧成：在最高温达1160℃-1220℃的窑炉中烧制而成，周期为60-90分钟；
(8)冷却、抛光：采用或柔抛/或全抛、磨边后，得到渗透墨水瓷质砖成品。
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，所述淋施的面浆层的厚度从表面向下达0.4mm-1mm。
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，步骤(3)和步骤(4)之间还包括一个使底坯表面光滑的磨坯过程，削磨掉厚度为0.1-0.3mm。
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，步骤(5)和步骤(6)之间还包括一个使坯体降温过程，使喷印渗透墨水前坯体温度保持在38℃-45℃之间。
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，步骤(6)和步骤(7)之间还包括一个使坯体置于常温下以助于渗透墨水下渗的过程，周期为25-50分钟；因为含有不同着色离子的不同色彩的墨水，下渗的深度和表现色彩的最佳饱和度不是梯度完全一致的，而且在实际生产中还需要使用到助渗剂辅助墨水的下渗，助渗剂的量越大，渗透得越深，但是浓度会在某一个深度临界点开始形成衰减，一般是加大助渗剂的量的同时也需要加大墨水的用量，这样一方面成本会增加，另一方面，向下渗透的同时，墨水也会有向四周扩散的现象，从而使得图案纹理也会显得比较模糊，所以墨水的下渗也不是下渗时间越长就越好。
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，经过步骤(8)所得到的渗透墨水瓷质砖成品，其彩色图案纹理从表层向下的深度为0.3-0.6mm；
前述的一种二次淋浆结合渗透墨水的瓷质砖的生产方法，渗透墨水是由Fe，Co，Cr，Au离子中的一种或几种形成的有机酸盐和酯的混和物；助渗剂是由有机酸和酯形成的混合物。
本发明的有益效果如下所述：
第一，本发明的浆料成分是按重量百分比组成为二氧化硅66-70％、氧化铝18-21％、氧化钙0.2-0.5％，氧化镁0.1-0.2％，氧化钾4-6％，氧化钠3-4％，其它为灼减和微量杂质，再另加3-7％硅酸锆配制成，实现了白度可达68-71°，比现有技术白度为60-65°的更高浆料白度，比干粉方式的白度更是大大提升，这种更高的浆料层白度，使渗透墨水的发色更鲜靓，也大大优于干法粉料上的发色效果。本发明浆料配方得到的瓷质砖制品硬度达4-6级，耐磨度按非釉面瓷质砖检测方法在150转数下的抛磨体积仅115-120，大大优于国家标准小于等于175的范围。
第二，本发明提出了一种渗透墨水瓷质砖的生产方法，利用浆料的湿法方式实现了和坯体层一样质地的浆料层中产生有数码喷印仿制石材纹理的自然图案，无需外加表层的釉料保护处理，这种和坯体相匹配成分的浆料表面层比釉面砖产品更耐磨。
第三，本发明采用的实施方式中淋施好面浆层后，采用了对坯体再进行二次干燥的过程，能使淋施面浆后的坯体保持干燥，不容易因坯体湿度较大甚至长期的这种工况条件下引起喷头的损坏，而且散逸的水蒸气对喷头有影响造成滴墨问题；同时较大蒸汽和湿润的浆料层上喷墨，更易横向扩散从而使图案模糊。
第四，本发明采用的是二次淋浆的工艺方案，1，相对于常规一次淋工艺900-1500g/m2面浆的用量很容易产生凹浆、缩浆等问题来说，本发明采用分二次淋浆的工艺，第一次施淋350-500g/m2，第二次施淋500-900g/m2，使得浆面层水分能分次充分蒸发，也易于平整；2，本发明采用二次淋浆技术方案，大大降低成本较高的诸如ZnO，TiO2，纳米SiO2之类的助色剂用量，可以在第一次淋浆时不加入这些助色剂，仅使浆料起到一个打底增白的作用，第二次淋浆的浆料中才加入有助色剂作用的诸如ZnO，TiO2，纳米SiO2中的一种或几种；这样的工艺方法既能达到增加白度的目的，又能降低成本，也同样达到了渗透墨水充分产生出预期发色效果的彩色图案；同时因为减少了助色剂的面浆料量，又能大大减少凹浆、缩浆等质量缺陷，对生产控制非常有利。因为助色剂成分多为纳米级的细度，在与坯体配方的浆料混合后容易产生触变反应，使得浆的粘稠度大大增高，严重影响流速，也使得水分更难的蒸发，从而容易产生凹、缩浆，面裂等质量问题。
本发明采用了既有高白高耐磨理化性能的配方组成的浆料，又能节约成本，提高产品质量的二次淋浆方案以及二次干燥等工艺手段，使渗透墨水在坯体质地的面浆层形成良好的鲜靓效果，产生预期的彩色图案瓷质砖得以实现。
本发明的方法制备得到的瓷质砖，因为其含有2层面浆层，不仅产品的面浆层厚度增加，而且实现了配合渗透墨水增强渗透墨水显色效果的发挥，提高了瓷质砖的强度，增加可抛光的厚度，提高了瓷质砖具有渗透墨水的效果，同时避免表面不平整的问题。
以下，借由具体的实施例以更好地说明本发明及其具体方法。
实施例1
(1)选用高岭土、长石、石英等坭沙原料，按常规陶瓷工艺制备坯体瓷质粉料，配方重量百分比组成为二氧化硅65％、氧化铝21.6％、氧化钾+氧化钠6％、氧化钙+氧化镁1.5％、其它为灼减和微量杂质，备用；
(2)按匹配于上述坯体原料的配方要求，配方重量百分比组成为二氧化硅69％、氧化铝21％、氧化钾+氧化钠8.5％、氧化钙+氧化镁1.5％、其它为灼减和微量杂质，外加硅酸锆5％配制第一种面浆a；在这种浆料中再增加TiO2 0.18％，纳米SiO2 3％作为助色剂来促进墨水发色要求，按过200目筛余在0.5％以内，比重在1.80±0.02g/㎝3，配制第二种面浆b。
(3)按常规工艺制备上述坯体原料的瓷砖坯体并进行干燥，干燥温度在120℃-220℃，周期为60-85分钟，干燥出来后向下一工序传输；
(4)当传输来的干燥坯降温到50℃-80℃，本实施例是在60℃-70℃时，将步骤(2)的不含助色剂的面浆a先施淋于步骤(3)的坯温在60℃-70℃的干燥坯体表面，再经过10-20秒的釉线传输到达第二淋浆位施淋含有助色剂的面浆b，形成了完整的浆面层；
(5)已施加面浆后的砖坯输进入第二次干燥，这里进行第二次干燥的温度是120℃-220℃，更优选地，控制在150℃-200℃周期约35-40分钟，二次干燥采用窑炉的余热进行利用，以更节省能源的消耗，这里要特别说明，如果不进行这一步骤的针对面浆进行的干燥，在实际生产中会很容易产生面裂、边裂等质量问题；
(6)待砖坯传输到达喷墨机并且坯温在38℃-45℃左右的条件下，按设计图案喷印渗透墨水和助渗剂，并进入到一段距离的釉线中向烧成窑炉传输，在这一釉线的传输时间约40分钟的时间过程，目的是使渗透墨水下渗到坯内并且各色彩的梯度基本一致；
(7)经过约40分钟渗透时间的彩色渗透墨水图案坯体，进入到最高温区达1160℃-1220℃的窑炉中烧制，再冷却制得一种渗透墨水瓷质砖的半成品；
(8)对半成品进行或柔抛/或全抛光、磨边，即制得本发明的渗透墨水瓷质砖成品。
本实施例制备得到的瓷质砖，因为其双层面浆层，使得渗透墨水的显色效果增强，渗透墨水层的强度增强，利于渗透墨水的深入，同时利于抛光厚度的增加，能够实现瓷质砖表面的平面效果。
以上所述，仅是为了说明本发明的较佳优选实施例而已，然而其并非是对本发明的保护范围有任何限制，任何熟悉本项技术的人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，都可以按不同要求和性能实施一种渗透墨水瓷质砖的生产方法。可见，凡是未脱离本发明技术方案的内容，尤其是权利要求之内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种二次淋浆结合渗透墨水制备的瓷质砖，其特征在于所述瓷质砖包含坯体层，第一面浆层，第二面浆层，第一面浆层覆盖于坯体层，第二面浆层覆盖于第一面浆层，第二层面浆层含有发色剂，第二面浆层含有渗透墨水；
所述的瓷质砖的生产方法包括以下步骤：
(1)按常规方法制备瓷质砖底坯，备用：配方重量百分比组成为二氧化硅64-67％、氧化铝19-22％、氧化钾+氧化钠5.5-6.9％、氧化钙+氧化镁1.3-1.8％、其它为灼减和微量杂质；
(2)配制二种面浆，面浆a和面浆b，备用，
面浆a：按重量百分比组成为二氧化硅66-70％、氧化铝18-21％、氧化钙0.2-0.5％，氧化镁0.1-0.2％，氧化钾4-6％，氧化钠3-4％，其它为灼减和微量杂质，再另加3-7％的硅酸锆，按比重为1.77-1.83g/cm3配制成面浆a；
面浆b：在面浆a的成分基础上再添加总量达2-5％的TiO2和纳米SiO2作为助色剂，按比重为1.75-1.80g/cm3配制成面浆b；
(3)第一次干燥：将步骤(1)的底坯输送入120℃-220℃的干燥窑中烘干，周期为60-100分钟；
(4)二次淋施面浆：
在烘干后的底坯表面喷淋按40-65g/m2水后到达第一次淋浆位，按350-500g/m2的用量瀑布式淋施面浆a，经过10-20秒的传输时间，到达第二次淋浆位，按500-900g/m2的用量瀑布式淋施面浆b；
(5)第二次干燥：对已淋施了2种面浆的坯体再传输进120℃-220℃的干燥窑中，干燥周期为35-45分钟；
(6)数码喷印：在烘干了面浆层的坯体表面，喷印数码图案的渗透墨水和助渗剂；
(7)烧成：在最高温达1160℃-1220℃的窑炉中烧制而成，周期为60-90分钟；
(8)冷却、抛光：采用柔抛或全抛，磨边后，得到渗透墨水瓷质砖成品。
2.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于第一层面浆层和第二层面浆层同时含有发色剂和同时含有渗透墨水。
3.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于第一面浆层和第二面浆层的厚度比为：1：0.4-3。
4.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于第二面浆层上还覆盖有第三面浆层，第三面浆层含有发色剂和同时含有渗透墨水。
5.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于所述淋施的面浆层的厚度从表面向下达0.4mm-1mm。
6.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于步骤(3)和步骤(4)之间还包括一个使底坯表面光滑的磨坯过程，削磨掉厚度为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于步骤(5)和步骤(6)之间还包括一个使坯体降温过程，使喷印渗透墨水前坯的温度保持在38℃-45℃之间。
8.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于步骤(6)和步骤(7)之间还包括一个使坯体置于常温下以助于渗透墨水下渗的过程，周期为25-50分钟。
9.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于经过步骤(8)所得到的渗透墨水瓷质砖成品，其彩色图案纹理从表层向下的深度为0.3-0.6mm。
10.根据权利要求1所述的瓷质砖，其特征在于渗透墨水是由Fe，Co，Cr，Au离子中的一种或几种形成的有机酸盐和酯的混和物；助渗剂是由有机酸和酯形成的混合物。
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