CN109626964A - 一种仿真瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种仿真瓷砖及其制备方法，所述瓷砖包括坯料层、底釉层和面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述坯料层包括至少一层泥料层和至少一层粉料层，瓷砖最底层为泥料层，所述粉料层的至少一面与泥料层接触。同时还提供了该瓷砖的制备工艺，通过对配料及工艺步骤和参数的优化调整能够有效地控制墨水颜料渗透的深度和宽度，使坯体与底釉纵向剖面上纹理吻合度高，极大提高了瓷砖的立体感和仿真度，同时由于独特的烧结工艺控制，坯体层未出现相互渗透层，进一步提高了瓷砖的立体感和仿真度。

Description

一种仿真瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种瓷砖及其制备方法，具体涉及一种仿真瓷砖及其制备方法。
背景技术
天然大理石因其高贵典雅的外观一直是人们追捧的石材装饰材料，然而天然大理石作为一种不可再生资源，开采和制作成本越来越高，为了满足人们日益增长得天然大理石需求同时合理控制制作成本，目前市面上出现了越来越多的人造大理石。然而由于技术欠佳，制备得到的人造大理石仿真度和立体感均不理想，极大地影响了大理石的逼真度。
专利申请号为CN201810587557.8的中国发明专利一种具有立体装饰效果的陶瓷砖的制造方法，其包括如下步骤：A、将表面具有凹凸纹理的泥坯在600-1050℃下进行第一次烧成；B、在第一次烧成后的坯体上布施有机渗透釉墨水和有机助渗剂墨水；C、在1150-1250℃下进行第二次烧成；D、进行抛光、磨边加工获得陶瓷砖产品。虽然在600-1050℃进行第一低温烧成，能让砖坯中的气孔充分打开并且在气孔打开后再进行渗透，渗透釉墨水会以气孔寻找扩散通道，扩散作用会加强，减少有机墨水的用量，并且可以使扩散更为均匀。但该方法为考虑布施底釉后对墨水渗透的影响，显然上述方法制备的大理石瓷砖逼真度也不够理想。
申请号为CN201420770740.9的中国实用新型专利公开了一种仿真瓷砖，包括发泡树脂基体、覆盖在发泡树脂基体表面的外层膜。仿真瓷砖还包括一PU油墨层，该PU油墨层涂敷在外层膜表面，所述发泡树脂基体内部具有多个均匀分布的气泡，所述外层膜为通过热转印至发泡树脂基体上的水印纸。该产品采用发泡树脂贴膜的结构，具有防水、防裂、防爆、耐酸等特点，尤其是重量轻。然而，上述方法采用的树脂基体以及pu等材料使瓷砖的逼真效果显著降低。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
基于目前陶瓷存在的逼真度不高的问题，本发明拟提供一种仿真瓷砖及其制备方法，旨在提高瓷砖的逼真度和立体感。
为解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种仿真瓷砖，所述瓷砖包括坯料层、底釉层和面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述坯料层包括至少一层泥料层和至少一层粉料层，瓷砖最底层为泥料层，所述粉料层的至少一面与泥料层接触。
进一步地，所述泥料以重量计包括如下组分：基础粉料+0.3-0.5％的氧化锆，其中所述基础粉料按照如下组分进行配比：黑泥20-25％、高铝石粒2-3％、龙川石粉17-24％、清远石粒7-10％、生滑石2-6％、膨润土9-17％、钾钠砂石17-30％、减水剂0.25-0.6％。
进一步地，所述粉料以重量计包括如下组分：基础粉料+4-5％的颜料。
进一步地，所述底釉层以重量计包括如下组分：SiO2 55～65％、Al3O2 10-15％、Fe2O3 0.05～0.1％、K2O 1.5-3.5％、Na2O 2～3％、MgO 1-4％、有机粘结剂8-14％。
进一步地，所述有机粘接剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩醛中的一种以上。
本发明的目的之一在于提供一种上述仿真瓷砖的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)按上述各组成配比准备粉料、泥料、底釉、面釉和油墨；
2)将泥料和粉料分别放入球磨机中进行球磨、喷雾干燥得到硬质粉体；
3)将泥料铺于磨具中然后压制成型并在850-1000℃一次烧成；
4)将粉料布施于步骤3)烧成的泥料坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
5)对步骤4)所得的坯体进行二次烧成，所述二次烧成的温度低于一次烧成；
6)在上述步骤处理后的坯体上布施底釉；
7)对布施底釉后的坯体在Tf+50℃至T2-50℃范围内进行烧成处理，其中所述Tf为所述有机粘结剂的分解温度，所述T2为所述第2次烧成温度；
8)对步骤7)所得坯体进行喷墨，墨水颜料的边界控制在距坯体对应纹理边界内150-200微米处，喷墨量为50-80g/m2·mm，所述m2为坯体表面面积，所述mm为底釉厚度；
9)对步骤8)得到的坯体布施面釉；
10)对最终得到的坯体在1200-1300℃下进行烧结，烧结时间保持在5min/mm以上，其中mm瓷砖坯体厚度。
进一步地，重复步骤3)-5)至少一次，其中第二次循环首先为将泥料铺于步骤5)得到的坯体上然后进行后续处理，此外应当控制第N次烧结温度TN低于第N-1次烧结温度TN-1。
进一步地，所述颜料包括氧化铜、氧化铁、氧化锌中的一种以上。
进一步地，在步骤8)后进行助渗处理，所述助渗处理为电压为2-5V，处理时间为20-40分钟的纵向电场处理。
进一步地，所述油墨和面釉选用本领域常见的相应配料即可。
本发明通过在底釉中添加少量的有机粘接剂，一方面粘接剂能够很好地使底釉布施在砖坯上，另一方面经过二次烧结后，底釉中的有机粘接剂经过分解挥发形成孔洞，有助于后续墨水颜料的渗透。此外，对于有机粘接剂的用量也需要进行合理的控制，当用量过低时形成的通孔率过低对墨水颜料的渗透促进作用不明显，如果用量过高则通孔率过高且孔径过大，由此会导致墨水颜料的渗透方向和深度均难以控制因此造成底釉纹理失真，基于本发明的底釉组分，将有机粘接剂的含量控制在8-14％范围内，经过后续烧结底釉中的通孔率为35-42％，平均孔径在15-20μm，为后续墨水颜料的渗透控制提供了良好的基础条件。
本发明通过对布施底釉后的砖坯进行二次烧结并将烧结温度控制在高于有机粘接剂分解温度150℃以上低于一次烧结温度50℃以上，一方面良好地促进了有机粘接剂的分解使底釉中存在合理的空隙率为后续墨水颜料的渗透提供良好地条件，另一方面，将温度控制在上述范围可以有效避免生坯体与底釉之间发生互渗从而导致剖面上纹理失真。
本发明通过对喷墨的区域进行合理的控制并配合后续的助渗处理工艺，能够有效地控制墨水颜料纵向渗透到合理位置的同时横向上的扩散能有效抵达坯体对应纹理边界处，从而使瓷砖具备理想的立体感和高的逼真度，喷墨量的以及喷墨边界的确定方式则是根据前述布施底釉烧结后底釉的孔隙率和平均孔径测算得到的，基于前述的布施底釉及二次烧结工艺，本发明所确定的喷墨边界为距坯体对应纹理边界内150-200微米处，喷墨量为50-80g/m2·mm。
本发明通过采用纵向电场处理的助渗工艺能够有效促进墨水颜料在纵向上的渗透，而电场处理的相关参数应当与所需的渗透效果相适应，若电场强度过低处理时间过短，则墨水颜料渗透达不到理想的位置导致失真；若电场强度过大处理时间过长，则墨水颜料的深度和宽度超出了理想范围，由此造成底釉和坯体的纹理不像适应，瓷砖纵向剖面纹理失真明显。基于上述原因，本发明通过大量的实验最终确定的适宜助渗工艺条件为纵向电场处理的电压控制在2-5V，处理时间控制在20-40分钟。
本发明通过分别配置泥料与粉料并严格控制成分含量配比，使坯体制备过程中纹理路径与宽度更容易控制从而与真实大理石纹路更为贴近，此外多层铺料的选择进一步增加了坯体的纵向截面逼真度。
本发明在每次铺料后均进行了烧结处理，并且严格控制各次烧结温度，由此可以有效防止粉料层与泥料层的相互渗透进而避免了坯体纵向截面的纹理失真。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：根据本发明技术方案能够有效地控制墨水颜料渗透的深度和宽度，坯体与底釉纵向剖面上纹理吻合度高，极大提高了瓷砖的立体感和仿真度，同时由于独特的烧结工艺控制，坯体层未出现相互渗透层，进一步提高了瓷砖的立体感和仿真度。
附图说明
图1本发明一种实施例制备的瓷砖的纵向剖面结构示意图；
其中，1-面釉层、2-底釉层、3-粉料层、4-泥料层。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种仿真瓷砖，所述瓷砖从底至上依次为泥料层、粉料层、底釉层、面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述泥料以重量计包括如下组分：基础粉料+0.3％的氧化锆，其中所述基础粉料按照如下组分进行配比：黑泥20％、高铝石粒3％、龙川石粉17％、清远石粒8％、生滑石5％、膨润土14％、钾钠砂石22％、减水剂0.4％；所述粉料以重量计包括如下组分：基础粉料+4％的氧化铜；所述底釉包括丙烯酸树脂8％、SiO2 60％、Al3O2 10％、Fe2O3 0.05％、K2O1.5％、Na2O 2％、MgO 2％；
所述瓷砖的制备方法包括如下步骤：
1)按上述各组成配比准备粉料、泥料、底釉、面釉和油墨；
2)将泥料和粉料分别放入球磨机中进行球磨、喷雾干燥得到硬质粉体；
3)将泥料铺于磨具中然后压制成型并在850℃一次烧成；
4)将粉料布施于步骤3)烧成的泥料坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
5)对步骤4)所得的坯体进行二次烧成，所述二次烧成的温度位800℃；
6)对步骤5)烧结后的坯体布施底釉，所述底釉厚度为2mm，所述底釉包括丙烯酸树脂8％、SiO260％、Al3O2 10％、Fe2O3 0.05％、K2O 1.5％、Na2O 2％、MgO 2％；
7)对布施底釉后的坯体在680℃范围内进行烧结；
8)对步骤7)所得坯体进行喷墨，墨水颜料的边界控制在距坯体对应纹理边界内150微米处，喷墨量为158g/m2·，所述m2为坯体表面面积；
9)对喷墨完成的坯体施加电压为4V的纵向电场，处理时间为30分钟；
10)对步骤9)得到的坯体布施面釉；
11)对最终得到的坯体在1300℃下进行烧结，烧结时间保持在50min。
根据本实施例制备的瓷砖，二次烧结后测定的孔隙率为36％、平均孔径4.8μm，成品烧结后泥料层与粉料层未出现互渗透，瓷砖底釉层油墨横向渗透与坯体表面纹理界面基本吻合，纵向截面上油墨渗透最大深度达到底釉与粉料边界，纵向上瓷砖纹理逼真，立体感强。
实施例2
一种仿真瓷砖，所述瓷砖从底至上依次为泥料层、粉料层、底釉层、面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述泥料以重量计包括如下组分：基础粉料+0.5％的氧化锆，其中所述基础粉料按照如下组分进行配比：黑泥22％、高铝石粒3％、龙川石粉21％、清远石粒9％、生滑石5％、膨润土14％、钾钠砂石18％、减水剂0.6％；所述粉料以重量计包括如下组分：基础粉料+5％的氧化铁；所述底釉厚度为1.5mm，所述底釉包括聚乙烯醇缩醛10％、SiO262％、Al3O215％、Fe2O30.07％、K2O 3.5％、Na2O3％、MgO 4％；
所述瓷砖的制备方法包括如下步骤：
1)按上述各组成配比准备粉料、泥料、底釉、面釉和油墨；
2)将泥料和粉料分别放入球磨机中进行球磨、喷雾干燥得到硬质粉体；
3)将泥料铺于磨具中然后压制成型并在950℃一次烧成；
4)将粉料布施于步骤3)烧成的泥料坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
5)对步骤4)所得的坯体进行二次烧成，所述二次烧成的温度位900℃；
6)将泥料铺于步骤5)形成的坯体上然后压制成型并在860℃进行三次烧成；
7)将粉料布施于步骤6)烧成的坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
8)对步骤7)所得的坯体进行四次烧成，所述四次烧成的温度位800℃
9)对步骤8)烧结后的坯体布施底釉，所述底釉厚度为1.5mm，所述底釉厚度为1.5mm，所述底釉包括聚乙烯醇缩醛10％、SiO262％、Al3O215％、Fe2O30.07％、K2O 3.5％、Na2O3％、MgO 4％；
10)对布施底釉后的坯体在750℃范围内进行烧结；
11)对步骤10)所得坯体进行喷墨，墨水颜料的边界控制在距坯体对应纹理边界内170微米处，喷墨量为148g/m2·，所述m2为坯体表面面积；
12)对喷墨完成的坯体施加电压为3V的纵向电场，处理时间为28分钟；
13)对步骤12)得到的坯体布施面釉；
14)对最终得到的坯体在1250℃下进行烧结，烧结时间保持在70min。
根据本实施例制备的瓷砖，二次烧结后测定的孔隙率为37％、平均孔径6.5μm，成品烧结后泥料层与粉料层未出现互渗透，瓷砖底釉层油墨横向渗透与坯体表面纹理界面基本吻合，纵向截面上油墨渗透最大深度达到底釉与粉料边界，纵向上瓷砖纹理逼真，立体感强。
实施例3
一种仿真瓷砖，所述瓷砖从底至上依次为泥料层、粉料层、底釉层、面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述泥料以重量计包括如下组分：基础粉料+0.4％的氧化锆，其中所述基础粉料按照如下组分进行配比：黑泥19.2％、高铝石粒2.6％、龙川石粉18％、清远石粒7％、生滑石3％、膨润土16％、钾钠砂石29％、减水剂0.4％；所述粉料以重量计包括如下组分：基础粉料+4.3％的氧化锌；所述底釉包括环氧树脂14％、SiO2 65％、Al3O2 15％、Fe2O3 0.1％、K2O 1.5％、Na2O 2％、MgO 2％；
所述瓷砖的制备方法包括如下步骤：
1)按上述各组成配比准备粉料、泥料、底釉、面釉和油墨；
2)将泥料和粉料分别放入球磨机中进行球磨、喷雾干燥得到硬质粉体；
3)将泥料铺于磨具中然后压制成型并在1000℃一次烧成；
4)将粉料布施于步骤3)烧成的泥料坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
5)对步骤4)所得的坯体进行二次烧成，所述二次烧成的温度位900℃；
6)对步骤5)烧结后的坯体布施底釉，所述底釉厚度为2mm，所述底釉包括环氧树脂14％、SiO2 65％、Al3O2 15％、Fe2O3 0.1％、K2O 1.5％、Na2O 2％、MgO 2％；
7)对布施底釉后的坯体在800℃范围内进行烧结；
8)对步骤7)所得坯体进行喷墨，墨水颜料的边界控制在距坯体对应纹理边界内200微米处，喷墨量为104g/m2·，所述m2为坯体表面面积；
9)对喷墨完成的坯体施加电压为2V的纵向电场，处理时间为20分钟；
10)对步骤9)得到的坯体布施面釉；
11)对最终得到的坯体在1200℃下进行烧结，烧结时间保持在65min。
根据本实施例制备的瓷砖，二次烧结后测定的孔隙率为41％、平均孔径9.7μm，成品烧结后泥料层与粉料层未出现互渗透，瓷砖底釉层油墨横向渗透与坯体表面纹理界面基本吻合，纵向截面上油墨渗透最大深度达到底釉与粉料边界，纵向上瓷砖纹理逼真，立体感强。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种仿真瓷砖，其特征在于：所述瓷砖包括坯料层、底釉层和面釉层，所述底釉层中包括渗透的油墨，所述油墨渗透的最大深度为底釉层厚度，渗透宽度与坯料横截面纹理边界吻合，所述坯料层包括至少一层泥料层和至少一层粉料层，瓷砖最底层为泥料层，所述粉料层的至少一面与泥料层接触。
2.如权利要求1所述的仿真瓷砖，其特征在于：所述泥料以重量计包括如下组分：基础粉料+0.3-0.5％的氧化锆，其中所述基础粉料按照如下组分进行配比：黑泥20-25％、高铝石粒2-3％、龙川石粉17-24％、清远石粒7-10％、生滑石2-6％、膨润土9-17％、钾钠砂石17-30％、减水剂0.25-0.6％。
3.如权利要求2所述的仿真瓷砖，其特征在于：所述粉料以重量计包括如下组分：基础粉料+4-5％的颜料。
4.如权利要求1-3任一项所述的仿真瓷砖，其特征在于：所述底釉层以重量计包括如下组分：SiO2 55～65％、Al3O2 10-15％、Fe2O3 0.05～0.1％、K2O 1.5-3.5％、Na2O 2～3％、MgO 1-4％、有机粘结剂8-14％。
5.如权利要求4任一项所述的仿真瓷砖，其特征在于：所述有机粘结剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩醛中的一种以上。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的仿真瓷砖的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)按上述各组成配比准备粉料、泥料、底釉、面釉和油墨；
2)将泥料和粉料分别放入球磨机中进行球磨、喷雾干燥得到硬质粉体；
3)将泥料铺于磨具中然后压制成型并在850-1000℃一次烧成；
4)将粉料布施于步骤3)烧成的泥料坯体上形成纹理细线的粉料层并进行HIP处理；
5)对步骤4)所得的坯体进行二次烧成，所述二次烧成的温度低于一次烧成；
6)在上述步骤处理后的坯体上布施底釉；
7)对布施底釉后的坯体在Tf+50℃至T2-50℃范围内进行烧成处理，其中所述Tf为所述有机粘结剂的分解温度，所述T2为所述第2次烧成温度；
8)对步骤7)所得坯体进行喷墨，墨水颜料的边界控制在距坯体对应纹理边界内150-200微米处，喷墨量为50-80g/m2·mm，所述m2为坯体表面面积，所述mm为底釉厚度；
9)对步骤8)得到的坯体布施面釉；
10)对最终得到的坯体在1200-1300℃下进行烧结，烧结时间保持在5min/mm以上，其中mm瓷砖坯体厚度。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：重复步骤3)-5)至少一次，其中第二次循环首先为将泥料铺于步骤5)得到的坯体上然后进行后续处理，此外应当控制第N次烧结温度TN低于第N-1次烧结温度TN-1。
8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：在步骤8)后进行助渗处理，所述助渗处理为电压为2-5V，处理时间为20-40分钟的纵向电场处理。
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