CN106094247A - 负离子陶瓷材料、负离子陶瓷鼻托及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种负离子陶瓷材料、负离子陶瓷鼻托及其制作方法，其中，负离子陶瓷材料包括以下组分：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。负离子陶瓷鼻托，其制作原料包括：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。负离子陶瓷鼻托制造方法，包括如下步骤：准备原料、制备原料、原料干燥、添加成型剂、注塑成型、去除成型剂、窑炉烧成。采用上述方法及原料制成的陶瓷鼻托，具有质地坚硬、耐高温、防腐蚀、抗氧化、耐磨损、表面具有宝石般光泽、健康、能辅助缓解使用者眼部疲劳等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种眼镜配件，具体涉及一种眼镜的陶瓷鼻托。
背景技术
负离子在医学界被确认具有杀菌及空气净化功效，对人体健康有重要作用，能消除疲劳、促进新陈代谢、活化细胞。在发达国家已经把空气中负离子含量作为空气质量的衡量标准之一，世界卫生组织确认的空气新鲜标准中，负离子含量不低于1000—1500个/厘米3。
目前市场上有较多应用了负离子的产品，鼻托叶属于一种常用眼镜配件，直接与使用者的鼻梁皮肤接触。当前的鼻托制造材质通常为塑胶、PVC、金属，眼镜的摘、戴及使用者皮肤出汗等情况均会降低鼻托的使用寿命，鼻托会发生变色、损坏等情况，部分体质较敏感人群甚至会产生皮肤过敏等现象，对使用者的健康带来诸多危害，并且目前应用的鼻托材料还存在出油、发锈等影响美观的问题。
陶瓷产品因其材料环保，并且具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、质量轻、卫生、美观的特点，以瓷砖为例，现有的陶制品采用如下方法制作：
将高岭土、石英砂、各种颜料等原料传送到球磨机、添水球磨时间12小时左右，筛除大颗粒后输送到浆池，形成浆料；
浆料过筛去除大颗粒后，通过除铁机除铁，再通过泥浆泵及管道被输送至喷枪，由喷枪喷入喷雾塔雾化成细小液滴与由上而下进入塔内的煤气燃烧成的热空气相遇形成粉料；
压机压出成型砖，将成型砖放进干燥窑干燥；通过离心式甩釉、压力式 (水刀)喷釉或钟罩式淋釉对成型砖施釉印花；
将施釉后的砖放入窑炉，窑炉长260M，分预热段、烧成段、冷却段；烧成温度1200度、烧成时间70-80分钟；
最后，对烧制好的砖进行磨边、倒角、抛光，使其达到标准尺寸、更加美观、铺贴效果好，但是倒角、抛光过程会让砖产生如下缺陷：划痕、漏抛、光泽度低，抛光后产品防污性能差，因为：抛光后砖坯内的封闭气孔暴露，微裂纹增加，细小污物易进入。
陶瓷产品因其材料环保，并且具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、质量轻、卫生、美观的特点，因而成为一种鼻托叶制作的替代型优秀原料。但是，现有技术制作的陶瓷制品本身存在：难以塑性变形、脆性大、裂纹敏感性强等致命弱点，将其应用于制作鼻托叶等体积小精度高的物品时，存在诸多困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种质地坚硬、耐高温、防腐蚀、抗氧化、耐磨损、表面具有宝石般光泽、健康、能辅助缓解使用者眼部疲劳的负离子陶瓷鼻托及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明所述负离子陶瓷材料包括以下组分：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。
本发明还提供一种负离子陶瓷鼻托，其制作原料包括：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。
本发明还提供一种负离子陶瓷鼻托制造方法，包括如下步骤：
第一步：准备原料
原料包括钇稳定氧化锆、负离子粉。其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，与钇稳定氧化锆粉按5％－15％：95％-85％重量比添加。
第二步制备原料
将钇稳定氧化锆粉和负离子粉加入研磨机，按原料的重量比100％－200％加入纯净水，密闭球磨24－72小时。
第三步原料干燥
把第二步混合好的料浆放入烤箱，设定温度80－150℃之间烘烤12－24小时。
第四步添加成型剂，制粒。
①粉碎干燥好的原料，过150目－200目筛网；
②向原料添加成型剂；
③将备好的原料按重量比10％－20％加入成型剂，在140－180℃间由炼胶机混炼1－2小时，再冷却破碎；
④把加好成型剂的混合料用研磨机在140－170℃间研磨40－70分钟，冷却后破碎得到成型原料。
第五步注塑成型
将制备好的成型原料加入注塑机的模具中得到鼻托生胚，鼻托生胚的体积略大于鼻托成品的体积即模具制作与鼻托设计的收缩比>1。
第六步去除成型剂
共分两个步骤：
①低温除蜡：把鼻托生胚放入50-70℃的95#汽油中浸泡15-60小时；
②把除蜡后的鼻托生胚放入排胶炉中，在160-600℃之间进行多段式中温排胶。
第七步窑炉烧成
把排好胶后的鼻托生胚放入隧道炉进行烧结，隧道炉长20-50米，分低温预热段，中温排胶段，高温烧结段，冷却段；高温烧结段温度控制在1200-1550℃之间。
优选地，第二步制备原料时所用研磨球为氧化锆球，按原料的重量比150％－200％加入氧化锆球进行研磨。
优选地，第四步添加成型剂、制粒时，添加的成型剂由20％－35％重量比聚乙烯，10％－20％重量比聚丙烯，5％－10％重量比硬脂酸，50％－60％重量比的石蜡构成。
优选地，第五步注塑成型时，是以100－170℃的温度、40MPa－120MPa的压力注入模具中得到鼻托生胚。
优选地，第五步注塑成型时，模具制作与鼻托设计收缩比为120％-140％之间。
优选地，本发明的远红外陶瓷鼻托制造方法还包括第八步切削、抛光，此时，烧制好的负离子鼻托尺寸基本等同标准尺寸，用金刚砂轮对鼻托毛胚的进料口进行切削，使之圆润、光滑、平整。
更优选地，第八步切削、抛光时，砂轮对鼻托毛胚的进料口进行切削后，再把切削好的负离子鼻托毛胚放入溜光机中，加入水、高频瓷、碳化硅粉溜光24-120小时。
更优选地，第八步切削、抛光时，砂轮对鼻托毛胚的进料口进行切削后，再把溜好光的负离子鼻托加入抛光液再次装入溜光机中上光3-10小时。
附图说明
图1为负离子陶瓷鼻托立体图；
图2为负离子陶瓷鼻托烧结后示意图；
图3为负离子陶瓷鼻托抛光后示意图；
图4为负离子陶瓷鼻托制造方法流程图。
主要元件符号说明：
1 负离子陶瓷鼻托
2 进料口
1a 划痕
1b 漏抛点
1c 封闭气孔
3 安装孔
S1-S8 步骤
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图及具体实施例进一步描述本发明所述负离子陶瓷材料、负离子陶瓷鼻托及其制造方法。
本发明所述负离子陶瓷材料包括以下组分：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总材料的5％－15％重量比。
由于采用上述负离子陶瓷材料制作的成品可以检测出放射有毒物二氧化钍，当负离子粉占总材料的5％－15％重量比时，二氧化钍的含量稳定保持在安全范围内，并且该负离子陶瓷材料制作的成品(例如：负离子陶瓷鼻托)负离子释放量在1000-1500个/cm3内。
如图4所示，本发明所述负离子陶瓷鼻托制造方法，包括如下步骤：
S1准备原料
原料包括钇稳定氧化锆、负离子粉。其中，钇稳定氧化锆是1975年由德国研发的原料；负离子粉为纳米级高纯粉末，与钇稳定氧化锆粉按5％－15％：95％－85％重量比添加。
S2制备原料
将钇稳定氧化锆粉和负离子粉加入研磨机，按原料的重量比100％－200％加入纯净水，密闭球磨24－72小时。负离子陶瓷鼻托体积小，当球磨时间在此范围内时，成品的强度、硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等性能均能达到最优，并且易于塑型、脆性适中、裂纹敏感性低。
由于研磨过程中会产生热量，有少量研磨球物质析出，为了减少其它物 质的混入，研磨机的研磨球为高密度氧化锆球，按原料的重量比150％－200％加入氧化锆球进行研磨。
S3原料干燥
把第二步混合好的料浆用瓷盘盛装放入烤箱，设定温度80－150℃之间烘烤12－24小时。
S4添加成型剂，制粒。
①粉碎干燥好的原料，过150目－200目筛网；
②向原料添加成型剂；成型剂由20％－35％重量比聚乙烯，10％－20％重量比聚丙烯，5％－10％重量比硬脂酸，50％－60％重量比的石蜡构成。成型剂对负离子陶瓷鼻托成品的强度及色泽均有极大影响，需要在烧制成胚前把成型剂从鼻托生胚中去除干净，采用上述配方的成型剂易于去除并且成品形变量小
③将备好的原料按重量比10％－20％加入成型剂，在140－180℃间由炼胶机混炼1－2小时，再冷却破碎备用。
④把加好成型剂的混合料用研磨机在140－170℃间研磨40－70分钟，冷却后破碎得到成型原料。
S5注塑成型
将制备好的成型原料加入注塑机的模具中，以100－170℃的温度、40MPa－120MPa的压力注入模具中得到鼻托生胚，鼻托生胚的体积略大于鼻托成品的体积即模具制作与鼻托设计收缩比>1，采用本方法制作时，模具制作与鼻托设计收缩比优选为120％-140％之间，可以获得最接近设计尺寸的鼻托成品。
本实施例中，模具采用SKD61日本进口模具钢，以100－170℃的温度、40MPa－120MPa的压力注入模具中得到鼻托生胚，模具制作与鼻托生胚设计收缩比为120％-140％之间。
SKD61日本进口模具钢具有高硬度，不易磨损，不易生锈的优点，可以避免杂质污染鼻托影响鼻托的纯度及外型美观。
由于鼻托生胚体积小，并且含有待去除的成型剂，经过多次测试，模具制作与鼻托生胚设计收缩比为120％-140％之间时，制作出的鼻托成品更接近标准尺寸。
S6去除成型剂，共分两个步骤：
①低温除蜡：把鼻托生胚放入50-70℃的95#汽油中浸泡15-60小时，可以排出生胚中的绝大部分石蜡。
②把除蜡后的鼻托生胚放入排胶炉中，在160-600℃之间进行多段式中温排胶，生胚中的成型剂分解成气体从鼻托生胚中排出以待烧结。
S7窑炉烧成
把排好胶后的鼻托生胚放入隧道炉进行烧结。隧道炉长20-50米，分低温预热段，中温排胶段，高温烧结段，冷却段；高温烧结段温度控制在1200-1550℃之间，具体温度视不同批次、颜色进行调整。
至此，如图2所示，负离子陶瓷鼻托1的表面不规则分布有多个划痕1a、漏抛点1b、封闭气孔1c，为了获得更优秀的外观及提升负离子释放量，还包括如下步骤：
S8切削、抛光
此时，如图1所示，烧制好的负离子陶瓷鼻托尺寸基本等同标准尺寸，用电镀金刚砂轮对进料口2进行切削、抛光，使之圆润、光滑、平整，切削、抛光过程会增加新的划痕1a、让部分封闭气孔1c暴露或产生漏抛点1b，细小污物易进入，产品防污性能差，光泽度低。
为了提高负离子陶瓷鼻托的光泽度、提升负离子的均匀释放量，切削后，再把切削好的负离子陶瓷鼻托放入溜光机中，加入水、高频瓷、碳化硅粉溜光24-120小时。如图3所示，增加溜光步骤可以使其表面更光滑、封闭气孔1c及漏抛点1b的边缘更光滑，提升防污性能。
最后，再把溜好光的负离子鼻托加入抛光液再次装入溜光机中上光3-10小时，得到表面更光亮的负离子陶瓷鼻托本色产品。
使用上述方法制作的负离子陶瓷鼻托，具有高强度、高硬度、耐磨损、 耐腐蚀、抗氧化、质量轻、卫生、美观的特点，克服了普通工艺制作陶瓷鼻托时：难以塑性变形、脆性大、裂纹敏感性强等致命弱点。使用上述方法制作的负离子陶瓷鼻托，负离子释放量不低于1000—1500个/厘米3，并具有一定的抗鼻炎效果。
如图1所示负离子陶瓷鼻托1，其制作原料包括：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比；其采用如图4所示的制作方法。
上述方法及材料还适用于制作眼镜其它配件，例如镜腿、镜框。本发明提供的负离子陶瓷材料及使用其制作的产品，无须与人体接触，即能稳定、均匀地释放负离子。
Claims (10)
1.一种负离子陶瓷材料，其特征在于，包括以下组分：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。
2.一种负离子陶瓷鼻托，其特征在于，制作原料包括：钇稳定氧化锆、负离子粉，其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，负离子粉占总原料的5％－15％重量比。
3.一种负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：准备原料，原料包括钇稳定氧化锆、负离子粉。其中，负离子粉为纳米级高纯粉末，与钇稳定氧化锆粉按5％－15％：95％-85％重量比添加；
第二步：将钇稳定氧化锆粉和负离子粉加入研磨机，按原料的重量比100％－200％加入纯净水，密闭球磨24－72小时；
第三步：把第二步混合好的料浆放入烤箱，设定温度80－150℃之间烘烤12－24小时；
第四步：①粉碎干燥好的原料，过150目－200目筛网，②向原料添加成型剂，③将备好的原料按重量比10％－20％加入成型剂，在140－180℃间由炼胶机混炼1－2小时，再冷却破碎，④把加好成型剂的混合料用研磨机在140－170℃间研磨40－70分钟，冷却后破碎得到成型原料；
第五步：将制备好的成型原料加入注塑机的模具中得到鼻托生胚，模具制作与鼻托设计的收缩比>1；
第六步：①把鼻托生胚放入50-70℃的95#汽油中浸泡15-60小时，②放入排胶炉中，在160-600℃之间进行多段式中温排胶；
第七步：把鼻托生胚放入隧道炉进行烧结，隧道炉长20-50米，分低温预热段，中温排胶段，高温烧结段，冷却段；高温烧结段温度控制在1200-1550℃之间。
4.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，第二步研磨机所用研磨球为氧化锆球，按原料的重量比150％－200％加入氧化锆球进行研磨。
5.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，成型剂由20％－35％重量比聚乙烯，10％－20％重量比聚丙烯，5％－10％重量比硬脂酸，50％－60％重量比的石蜡构成。
6.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，第五步注塑成型时，是以100－170℃的温度、40MPa－120MPa的压力注入模具中得到鼻托生胚。
7.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，第五步注塑成型时，模具制作与鼻托设计收缩比为120％-140％之间。
8.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，还包括第八步切削、抛光，用金刚砂轮对鼻托毛胚的进料口进行切削。
9.如权利要求8所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，还包括，把切削好的负离子鼻托毛胚放入溜光机中，加入水、高频瓷、碳化硅粉溜光24-120小时。
10.如权利要求3所述负离子陶瓷鼻托制造方法，其特征在于，还包括，把溜好光的负离子鼻托加入抛光液再次装入溜光机中上光3-10小时。
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