CN111018567A - 一种三维立体玉质陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及陶瓷砖制备工艺技术领域，具体公开了一种三维立体玉质陶瓷砖及其制备方法，面料层采用数码布料，先将玉质料按预定纹理以不同厚度层进行布设，再将白料和高温色料按预定纹理以不同厚度层进行布设，白料和高温色料与玉质料以交叠叠加、过渡叠加和非叠加多种方式进行立体布设；玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石或钠长石30‑50份，石英0‑15份，粘土15‑25份，钙镁石5‑30份，硅灰石0‑10份，高温熔块A10‑40份，制备了一种图案线条层次分明，内部肌理三维立体，表面似透非透、温润柔和的三维立体玉质陶瓷砖。

Description

一种三维立体玉质陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷砖制备工艺技术领域，具体涉及一种三维立体玉质陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
天然玉石因其通透性好，肌理细腻柔润，经打磨抛光后可作为背景墙、点缀景观等高档装饰，且其具有特殊的似透非透、温润柔和的透光性，在灯光的照射下，内部肌理清晰可见，尤显其高档典雅。但天然玉石资源有限，且价格昂贵，无法满足大众消费需求。
目前，市场上有部分采用有机树脂加入石粉粘合而成的仿玉石材料，但其硬度较低、热稳定性和化学稳定性也较差。同时，随着陶瓷砖装饰技术的不断革新，其表面图案、颜色、纹理的效果也可达到玉石的表面效果，但其大多只停留在表面装饰上，内部肌理及通透性所呈现出来的三维立体效果与玉质感与天然玉石还存在较大的差距，且不适合于开槽与倒角。
现有技术中的立体陶瓷砖，通常采用多层布料或交叠布料的方式实现，具体参见中国实用新型授权专利，授权公告号为CN202297403U，授权公告日为2012年7月4日，公开了一种抛晶砖，它是由自下而上依次设置的底坯、布料纹理层、透明釉层、装饰纹理层、透明微晶熔块层所构成，且底坯与布料纹理层设置为通体结构或为底坯加布料纹理层两层结构中的任意一种，布料纹理层为抛坯处理而呈现清晰纹理的坯体层。该技术方案的抛晶砖，其立体效果主要是通过多层装饰纹理层简单叠加而成，其立体感不佳。
另一中国实用新型授权专利，授权公告号为CN209025343U，授权公告日为2019年6月25日，公开了一种具有立体层次感的聚晶微粉很抛光砖，其第一装饰层设置于第二装饰层的下方，且其部分接触重叠，该透视层与第一装饰层的上方覆盖设有表面釉，并使装饰层分别形成光面、灰面和暗面。该技术方案中，其立体效果主要是通过第一装饰层与第二装饰层的接触重叠而成，其无法呈现三维立体效果。
现有技术中的仿玉陶瓷砖的制备方法各不相同，但其三维立体效果及玉质感均不理想。如中国发明授权专利，授权公告号为CN107266023B，授权公告日为2019年10月29日，公开了一种表面温润如玉有透光性的喷墨渗花瓷质抛光砖及制备方法，包括坯体、坯体表面酸化剂以及助渗剂，对坯体的配方组成、坯体表面酸化剂的配方组成、助渗剂的配方组成、喷表面酸化剂和助渗剂的喷剂量以及窑炉烧成工艺的调整与优化，从而制得表面温润如玉有透光性的喷墨渗花瓷质抛光砖。该技术方案主要是利用了LiO2和P2O5的强熔剂、熔点低的特点，在高温时加快游离石英的熔融，增加整体的透明度，从而提高产品的透光性，同时促进AlNaSi2O4晶体的生成。该技术方案采用渗花的方式制备瓷质抛光砖，其图案渗透浓度有限，无法呈现较好的立体效果，同时其玉质感主要通过坯体表层的透光性和析出部分晶体来实现，其光泽主要为依靠晶体的散射，温润柔和的玉质效果不佳。
发明内容
为解决现有陶瓷砖的三维立体效果及玉质感不佳的问题，本发提供一种三维立体玉质陶瓷砖及其制备方法，制备了一种图案线条层次分明，内部肌理三维立体，表面似透非透、温润柔和的玉质陶瓷砖。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，通过先后布设面料层和坯料层，经压制成型、干燥、高温烧制、抛光打蜡后制得，其特征在于：
所述面料层采用数码布料，先将玉质料按预定纹理以不同厚度层进行布设，再将白料和高温色料按预定纹理以不同厚度层进行布设，所述白料和高温色料与玉质料以交叠叠加、过渡叠加和非叠加多种方式进行立体布设；
所述玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石或钠长石30-50份，石英0-15份，粘土15-25份，钙镁石5-30份，硅灰石0-10份，高温熔块A10-40份；所述高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O 3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF21.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O3 0.06％。
作为优选的，所述坯料层混入色料，并与面料层共同形成由表入里的通体立体装饰。
作为优选的，所述面料层上表面进行喷墨、喷墨渗花、抛釉、干粒抛中一种或多种装饰。
进一步的，所述白料的原料组成按重量份计为：钾长石0-30份，石英0-20份，粘土10-25份，钙镁石0-20份，硅灰石0-10份，烧滑石0-10，白云石0-10，高温熔块B 50-80份，所述高温熔块B的化学组成为：SiO2 67.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O 0.67％；CaO20.26％；MgO 2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％。
进一步的，所述玉质料的透光率为30-65％，白度为45-60。
进一步的，所述面料层的厚度为2-18mm。
进一步的，所述白料的透光率为10-30％，白度为80-85％。
本发明的有益效果是：
面料层采用数码布料，将玉质料与白料和高温色料以交叠叠加、过渡叠加和非叠加多种方式进行立体布料，玉质料与白料或高温色料间形成交叠叠加、非叠加和过渡的渐变叠加，从而在结构上保证了产品的三维立体；同时采用玻璃分相原理调整玉质料的配方组成，采用析晶原理调整白料的配方组成，利用玉质料和白料间不同的透光率和白度，并辅以色料，三种材料间的差异特性，进一步保证了面料层的图案线条层次分明，纹理细节三维立体，玉质效果可与天然玉石相媲美；同时，坯料层亦可混入色粒，与面料层共同形成由表入里的通体装饰效果，在增强立体装饰效果的同时，还可适宜于开槽与倒角；面料层上表面还可进行喷墨、喷墨渗花、抛釉、干粒抛等多种装饰，进一步丰富产品的装饰效果。本发明的三维立体玉质陶瓷砖的制备方法适宜于传统建筑陶瓷砖以及陶瓷大板和岩板等采用本发明的制备方法制备的陶瓷产品，应用广泛。
相比天然玉石，本发明的三维立体玉质陶瓷砖还具有以下有益效果：
(1)天然玉石为不可再生的稀缺材料，市场价格昂贵，本发明的三维立体玉质陶瓷砖销售价格远远低于天然玉石；
(2)天然玉石中大多夹杂有放射性元素，部分材料甚至放射性超标，对人体的健康有害，本发明的三维立体玉质陶瓷砖无放射性，为健康安全产品；
(3)天然玉石的抗折强度差，不耐酸碱，且莫氏硬度低，热稳定性差，本发明的三维立体玉质陶瓷砖可克服天然玉石的这些性能缺陷。
(4)本发明的三维立体玉质陶瓷砖装饰效果可更丰富，更具产品表现力，更灵活可控。
附图说明
图1为三维立体玉质陶瓷砖的断面示意图。
图中：1.坯料层；2.面料层；3.装饰层；4.色粒；21.玉质料；22.高温色料；23.白料。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，但这些实施例只是示例性的，本发明并不局限于此。
本发明的三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，具体为：首先根据原料的配方组成进行配料，经球磨、过筛除铁、喷雾造粒后进行陈腐均化，再采用数码布料的方式布设面料层和坯料层，由于陶瓷砖在压制成型时采用反打的方式，因此在数码布料时，先布设面料层后布设坯料层，然后经压制成型、干燥、高温烧制、抛光打蜡后制得三维立体玉质陶瓷砖。
面料层采用数码布料，先将玉质料按预定纹理以不同厚度层进行布设，再将白料和高温色料按预定纹理以不同厚度层进行布设，白料和高温色料布料时，采用与玉质料以交叠叠加、过渡叠加和非叠加多种方式进行立体布设，面料层的厚度为2-18mm。
本发明的三维立体玉质陶瓷砖的断面结构如图1所示，玉质料21与白料23和高温色料22间部分区域不叠加，白料23或高温色料22直接裸露于表层；部分区域逐渐过渡叠加，白料23和高温色料22形成若隐若现的层次感；部分区域交叠叠加，白料23和高温色料22形成似透非透感蒙胧感；加之玉质料21与白料23和高温色料22布均以不同厚度布设，进一步增强了产品的多层次立体变化。
同时，根据产品效果的需要，还可在坯料层1混入色粒4，并可通过部分未与白料23和高温色料22叠加的玉质料21在表面层呈现出坯料层1的色料效果，使之与面料层2共同形成由表入里的通体立体装饰，在增强立体装饰效果的同时，还可适宜于开槽与倒角，开槽与倒角后的断面同样具有多层次的装饰效果。此外，还可在面料层2上表面进行喷墨、喷墨渗花、抛釉、干粒抛中一种或多种装饰形成装饰层3，进一步丰富产品的装饰效果。
玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石或钠长石30-50份，石英0-15份，粘土15-25份，钙镁石5-30份，硅灰石0-10份，高温熔块A10-40份。其中：高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O 3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF21.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O3 0.06％。玉质料的透光率为30-65％，白度为45-60。
玉质料中高温熔块A选用具有较大实用分相区的R2O(K2O，Na2O)-
RO(CaO，MgO)-SiO2-Al2O3-P2O5-CaF2多元系统，一方面，P2O5在高硅低铝的R2O(K2O，Na2O)-RO(CaO，MgO)-SiO2-Al2O3-P2O5-CaF2系统中能有效促进熔体的分相，玻璃的形成体P2O5和SiO2的离子场强不同[P5+＝2.1，Si4+＝1.57]，P5+对氧原子的吸引力要大于Si4+，因此P5+更易夺取碱金属或碱土金属氧化物的氧原子，以取得最佳配位数，形成磷氧聚合体，从而形成分相结构。同时，P2O5的表面能小，在玻璃熔体中可降低分相液滴的形成自由焓，从而促进分相液滴的成核长大。另一方面，CaO将本身氧原子贡献给具有最高场强的P5+离子，使之取得最佳配位数，但为了保持电中性，Ca2+与P5+一同进入P2O5的微滴相中，也有利于促进玻璃熔体的分相。同时，由于Ca2+与O2-较强的结合力，使玻璃熔体中存在一些难熔的含Ca2+基团，这些难熔的基团在数量较多的情况下，充当晶核的作用，加之分相产生的液滴为玻璃熔体析晶提供了界面，降低了成核势垒，使玻璃熔体具有一定析晶倾向，可析出钙钠长石晶体。通过调整配方组成及其与其他原料间的配比，控制孤立分相液滴的尺寸小于或接近可见光波长(0.05～0.6μm)及数量，并使玻璃熔体中析出部分细小的钙钠长石晶体，玻璃熔体中分布的球形微滴相尺寸很小，小于或接近可见光波长可见光的波长，这些微滴可对可见光产生瑞利散射或衍射，呈现出玉质的柔光，同时，玻璃熔体中析出少量的细小晶体，其不仅不会影响玉质料层的透光性，反而可使其产生若隐若现的玉质效果。
白料的原料组成按重量份计为：钾长石0-30份，石英0-20份，粘土10-25份，钙镁石0-20份，硅灰石0-10份，烧滑石0-10，白云石0-10，高温熔块B 50-80份。其中：高温熔块B的化学组成为：SiO2 67.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O 0.67％；CaO 20.26％；MgO2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％。白料的乳浊效果主要是通过在玻璃熔体中析出的高折射率的乳浊粒子，增加乳浊粒子与基质玻璃的折射率差值，以达到强的乳浊效果。白料的透光率为10-30％，白度为80-85％。
高温色料为着色颜料，为红色、黄色、蓝色、黑色等颜料，通过颜料种类和含量的不同，可根据需要调制出系列不同颜色的高温色料。
实施例1
分别按原料的配方组成称取玉质料、白料和高温色料，经球磨、过筛除铁、喷雾造粒后进行陈腐均化备用，其中球磨后浆料细度控制万孔筛余0.7g/100g釉浆，喷粉粉料水分为6.0％，粉料细度控制：60目以上≤3％；60-80目：45-55％；80-100目：40-50％；100目以下≤5％；水分为5-6.5％。采用数码布料的方式布设面料层和坯料层，经压制成型、干燥、高温烧制、抛光打蜡后制得三维立体玉质陶瓷砖。
玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石40份，石英5份，白泥18份，钙镁石15份，硅灰石2份，高温熔块A20份；高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF2 1.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O30.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.4，甲基纤维素钠0.1，坯体增强剂0.1。
白料的原料组成按重量份计为：石英10份，白泥13份，钙镁石5份，烧滑石3，高温熔块B 75份；高温熔块B的化学组成为：SiO2 67.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O 0.67％；CaO 20.26％；MgO 2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.45，甲基纤维素钠0.15，坯体增强剂0.12。
高温色料为取玉质料釉浆，按干重取1.5％的钴黑色料，0.13％金棕色料，经快速球搅拌均匀而制得。
实施例2
分别按原料的配方组成称取玉质料、白料和高温色料，经球磨、过筛除铁、喷雾造粒后进行陈腐均化备用，其中球磨后浆料细度控制万孔筛余0.7g/100g釉浆，喷粉粉料水分为6.0％，粉料细度控制：60目以上≤3％；60-80目：45-55％；80-100目：40-50％；100目以下≤5％；水分为5-6.5％。采用数码布料的方式布设面料层和坯料层，经压制成型、干燥、高温烧制、抛光打蜡后制得三维立体玉质陶瓷砖。
玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石45份，石英5份，白泥20份，钙镁石7份，硅灰石3份，高温熔块A23份；高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF2 1.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O30.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.5，甲基纤维素钠0.1，坯体增强剂0.12。
白料的原料组成按重量份计为：石英10份，白泥12份，钙镁石11份，烧滑石5，高温熔块B 65份；高温熔块B的化学组成为：SiO2 67.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O0.67％；CaO 20.26％；MgO 2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.4，甲基纤维素钠0.15，坯体增强剂0.15。
高温色料1为取玉质料釉浆，按干重取1.0％的包裹红色料，经快速球搅拌均匀而制得。
高温色料2为取玉质料釉浆，按干重取0.8％的钴黑色料，经快速球搅拌均匀而制得。
实施例3
分别按原料的配方组成称取玉质料、白料和高温色料，经球磨、过筛除铁、喷雾造粒后进行陈腐均化备用，其中球磨后浆料细度控制万孔筛余0.7g/100g釉浆，喷粉粉料水分为6.0％，粉料细度控制：60目以上≤3％；60-80目：45-55％；80-100目：40-50％；100目以下≤5％；水分为5-6.5％。采用数码布料的方式布设面料层和坯料层，经压制成型、干燥，然后在面料层表面进行喷墨和淋抛釉装饰，再经高温烧制、抛光打蜡后制得三维立体玉质陶瓷砖。
玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石40份，石英6份，白泥22份，钙镁石13份，硅灰石2份，高温熔块A21份；高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF2 1.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O30.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.45，甲基纤维素钠0.12，坯体增强剂0.1。
白料的原料组成按重量份计为：石英8份，白泥12份，钙镁石8份，钾长石4份，高温熔块B78份；高温熔块B的化学组成为：SiO2 67.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O0.67％；CaO 20.26％；MgO 2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％；外加添加剂三聚磷酸钠0.4，甲基纤维素钠0.15，坯体增强剂0.12。
高温色料为取玉质料釉浆，按干重取0.7％的铬绿色料，经快速球搅拌均匀而制得。
抛釉的原料组成按重量份计为：钾长石39份，气刀土8份，石英5份，白云石14份，硅灰石3份，烧滑石5份，煅烧氧化铝3份，氧化锌4份，碳酸钡12份。抛釉釉浆出球细度为0.4g/100g，比重1.86±0.03，淋釉量为444.44g/m2。
为更进一步说明本发明的三维立体玉质陶瓷砖与天然玉石的优越性能，将本发明的三维立体玉质陶瓷砖与天然玉石进行比较，具体产品技术参数对比表如下：
本发明与天然玉石性能参数对比表
性能 实例1 实例2 实例3 天然玉石
莫氏硬度(级) 5.5 5.5 4.5 4
耐磨级数(级) 4级6000转 4级6000转 4级2100转 3级1500转
放射性 A类 A类 A类 A或B类
防污性能 良好 良好 良好 良好
抗折强度(MPa) 67 82 75 21
耐化学腐蚀性 A级 A级 B级 C级
玉质感 好 较好 好 好
从上表可以看出，本发明的实施例1-3制备的三维立体玉质陶瓷砖的产品性能与天然玉石相比，其莫氏硬度、耐磨性能、放射性、抗折强度和耐化学腐蚀性均优于天然玉石，且玉质感也与天然玉石相当。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，通过先后布设面料层和坯料层，经压制成型、干燥、高温烧制、抛光打蜡后制得，其特征在于：
所述面料层采用数码布料，先将玉质料按预定纹理以不同厚度层进行布设，再将白料和高温色料按预定纹理以不同厚度层进行布设，所述白料和高温色料与玉质料以交叠叠加、过渡叠加和非叠加多种方式进行立体布设；
所述玉质料的原料组成按重量份计为：钾长石或钠长石30-50份，石英0-15份，粘土15-25份，钙镁石5-30份，硅灰石0-10份，高温熔块A10-40份；所述高温熔块A的化学组成为：SiO2 69.18％；Al2O3 4.58％；K2O 3.48％；Na2O 2.75％；CaO 9.40％；MgO 5.01％；CaF21.98％；Ca3(PO4)2 3.56％；Fe2O3 0.06％。
2.根据权利要求1所述的三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述坯料层混入色粒，并与面料层共同形成由表入里的通体立体装饰。
3.根据权利要求1或2所述的三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述面料层上表面进行喷墨、喷墨渗花、抛釉、干粒抛中一种或多种装饰。
4.根据权利要求1所述的三维立体玉质陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述白料的原料组成按重量份计为：钾长石0-30份，石英0-20份，粘土10-25份，钙镁石0-20份，硅灰石0-10份，烧滑石0-10，白云石0-10，高温熔块B 50-80份，所述高温熔块B的化学组成为：SiO267.61％；Al2O3 4.60％；K2O 2.8％；Na2O 0.67％；CaO 20.26％；MgO 2.00％；ZnO 2.00％；Fe2O3 0.06％。
5.根据权利要求1所述的制备方法制得的三维立体玉质陶瓷砖，其特征在于：所述玉质料的透光率为30-65％，白度为45-60。
6.根据权利要求5所述的三维立体玉质陶瓷砖，其特征在于：所述面料层的厚度为2-18mm。
7.根据权利要求5或6所述的三维立体玉质陶瓷砖，其特征在于：所述白料的透光率为10-30％，白度为80-85％。
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