CN113423584A - 瓷砖的装饰工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明记载了一种瓷砖(1)装饰的工艺方法包括以下步骤：提供一种原材料陶瓷制品(2)，所述陶瓷制品具有待装饰平滑表面(3)；将装饰粉(4)完全沉积在待装饰平滑表面(3)上；根据预设图纸(6)，通过辐射固定装置(5)将装饰粉(4)固定到待装饰平滑表面(3)上；清除多余的装饰粉(4)以获得装饰陶瓷制品(7)；在窑中烧制装饰陶瓷制品(7)以获得瓷砖(1)。

Description

瓷砖的装饰工艺方法
技术领域
本发明涉及一种瓷砖装饰的工艺方法。
背景技术
瓷砖的装饰可包括在扁平物品表面应用装饰元素，这些物品由陶瓷原材料制成或在低温下先进行部分地烧制，然后通过高温烧制完全定型。
已知瓷砖装饰工艺的装饰形成，通常涉及使用纳米墨水，其通过带有压电头的独特数字打印机沉积在物品表面。
更详细地说，纳米油墨是极细颗粒的粉末染料混合物，其可悬浮在特殊溶剂或其他载体中。
这种瓷砖装饰工艺与上述纳米油墨的使用有关，但是上述的使用方法存在一些缺点。
尤其是纳米油墨的染料过程研磨是通过特殊设备(雾化器和/或涡轮机)进行的，这些设备能够将颗粒减小到微米量级的非常小的尺寸，但非常昂贵，产量相当低，其能耗也不容忽视。
因此，生产纳米油墨的总体成本特别高，这些成本最终会反映在瓷砖的最终价格中，这就有可能降低产品对客户的吸引力。
同时，生产纳米油墨所需的溶剂通常是有机溶剂，这对环境和使用纳米油墨的操作员的健康有害，同时也会导致打印头磨损速度增快。
此外，已知类型的工艺方法不能根据材料本身的形式形成相应的表面装饰，即呈现浮雕和镂空，忠实地再现三维结构表面，如木材，岩石，石头或类似的。
美国专利5422146A描述了一种用于装饰物品(包括陶瓷物品)的工艺程序，该工艺程序可不使用墨水，并使用有色粉末代替。
其中，US5422146A记载了如何使用辐射固定装置的方法，其中辐射源必须使有色粉末完全固定，这样一来，便无需在窑中进行后续燃烧，并且装饰物品不必经受不必要的高温。
然而，为了实现上述完全稳定，辐射源必须具有高功率的特性，以令有色粉末颜料和物品之间进行完全的相互作用。
因此，这种装饰工艺程序还需要使用昂贵的高能耗设备，这就导致了最终产品的成本增加。
此外，通过此工艺程序获得的物品表面的耐磨性低于沉积粉末经过高温加热过程获得的物品，因为通过高温加热过程，颜料可与整个物品混合。
另外，即使US5422146A所述的工艺程序也不能做到由材料的种类形成相应的表面装饰。
鉴于上述因素，显然上述已知的装饰工艺程序需要进一步升级，目的是以实用、安全和经济的方式获得具有珍贵美学效果的装饰陶瓷制品。
发明简要描述
本发明的主要目的是为瓷砖装饰设计一种工艺方法，通过彩色和/或材料类型的表面装饰来创造具有有价值的美学效果的陶瓷物品。
本发明的另一个目的是设计一种瓷砖装饰的工艺方法，其能够在不使用纳米墨水和数字打印机的情况下进行。
本发明的另一个目标是设计一个瓷砖装饰的工艺方法，其可使用低成本的装饰设备及材料，以一种对环境和操作人员来说实用和安全的方式来获得装饰瓷砖。
本发明的另一个目标是为瓷砖装饰设计一种工艺方法，该工艺方法允许在简单、合理、容易、有效及低成本的解决方案的范围内克服现有技术的上述缺点。
上述目标是通过具有权利要求1特点的瓷砖装饰工艺方法实现的。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从瓷砖装饰工艺方法的优选但非排他性实施例的描述中更为明显，该实施例作为指示(但不限于)在附图的附表中进行说明，其中：图1是根据本发明的整个工艺方法的轴测图；
图2-8为轴测图和/或侧视图，说明了根据本发明工艺方法的各个阶段步骤。
具体实施方式
特别参考这些附图，附图标记1所指的全部代表根据本发明的工艺方法获得的瓷砖。
就本文而言，应注意，“瓷砖”一词是指宽度和长度明显大于其厚度的板状物品，即至少大一个数量级(即大于10倍以上)。
该工艺方法应至少包括以下步骤：
-提供至少一种原材料陶瓷制品2，具有至少一个待装饰平滑表面3；
-将至少一种装饰粉4完全沉积在待装饰平滑表面3上；
-根据预设图纸6，通过辐射固定装置5将装饰粉4固定到待装饰平滑表面3上；
-清除多余的装饰粉4以获得装饰陶瓷制品7；
-在窑中烧制装饰陶瓷制品7以获得瓷砖1。
本工艺方法所涉及的陶瓷制品2由原材料制成，并且具有基本平滑的表面。
就本文而言，“原材料”一词是指尚未经过窑烧的陶瓷材料混合物；“基本平滑的表面”一词也指略微凸出的表面或经过适当处理的表面，以便为最终瓷砖提供特定的美学效果(所谓的“结构化表面”)。
优选地，上述步骤在沿滑动方向D延伸的前馈线8上连续进行，陶瓷制品2放置在其上，待装饰平滑表面3朝上放置。
在图1所示的实施例中，示意性地，前馈线8以一系列连续设置的输送带9和辊道输送机10的形式表示，可在其上进行本发明所记载的工艺方法的不同阶段。
然而，容易理解的是，其他备选实施例也是可能存在的，其中前馈线8包括不同于所示或记载中预想的前馈系统，例如，在不同的处理站之间转移陶瓷制品2，以实施以本发明的工艺方法为依据的各个步骤。
在适宜情况下，本程序中使用的装饰粉4包含粉末状化合物11。
粉末状化合物11从所列材料中选择，包括：陶瓷颜料、砂和粘土(例如高岭土和铝土矿)、玻璃碎片、石英或其他适合提供特定装饰效果的化合物。
就本文所探讨的方案而言，“陶瓷颜料”一词是指陶瓷工业中用于给陶瓷制品着色的色素，由矿物氧化物、金属氧化物或具有复杂结构的金属组成。
应注意的是，装饰粉4可以由各种不同的粉末状化合物以及从最细的粉末到薄片不同粒度的成分制成。
如图1和图2所示，完全沉积装饰粉4的步骤可通过从位于前馈线8顶部的分配器12(例如料斗)上掉落的过程中获得。
为了确保可均匀地涂抹在待装饰平滑表面3上，可以通过静电沉积的方法来分布装饰粉4。
通过该方法，当陶瓷制品2接地(电势为0)时，装饰粉4的颗粒承受负电荷或正电荷。
这样一来，装饰粉4可被待装饰平滑表面3吸引，从而确保均匀覆盖。
随后，陶瓷制品2继续传输至固定装置5，通过固定装置5，装饰粉4根据预设图纸6被固定。
为了方便操作，固定装置5包括至少一个电子单元13，该电子单元13包括至少一个适于存储预设图纸6的存储单元14。
优选地，固定装置5包括至少一个与电子单元13电连接的激光装置15，能够辐射上述待装饰平滑表面3的特定点，只将与预设图纸6相对应的预设部分的装饰粉4进行固定。
优选地，激光装置15可以发射具有点状截面波束23的辐射，并且其放置的位置使得该辐射波束23基本横向设置于待装饰平滑表面3。
特别是，在图1和图3所示的实施例中，波束23基本上垂直于待装饰平滑表面3，固定步骤包括上述波束23沿基本平行于待装饰平滑表面3且横向于滑动方向D的方向移动。
在本实施例中，激光装置15安装在横杆16上，横杆16布置在前馈线8的顶部，并沿水平方向和垂直于滑动方向D延伸。
该激光装置15在横杆16上滑动，以便它可以跨越陶瓷制品2的整个宽度从一侧移动到另一侧，并在其沿滑动方向D向前移动时，将辐射引导到陶瓷制品2上的任何点。
换句话说，激光装置15的行动方式与打印机头相同，并且可以在陶瓷制品2滑动的同时移动。
在图中未详细示出的另一个实施例中，波束23可通过可相对于横杆16移动的特殊反射装置移动。
在本实施例中，激光装置15相对于横杆16固定，同时波束23的移动通过反射装置进行，在横杆16上滑动。
在另一个实施例中，如图3a所示，固定步骤包括围绕旋转轴R旋转波束23，旋转轴R与滑动方向D基本非正交。
具体而言，旋转轴R平行于滑动方向D，并可令波束23在基本上垂直于待装饰平面3的平面内旋转，以便在陶瓷制品2沿滑动方向D向移动时辐射陶瓷制品2的任何点。
应注意，在固定步骤阶段，根据预设图纸6，波束23能够击中待装饰平滑表面3的每个点。
在波束23撞击装饰粉4的位置，待装饰平滑表面3与粉末状化合物11之间诱导相互作用，从而确保其固定在待装饰平面上。
具体而言，波束23能够在构成装饰粉4的陶瓷颜料和陶瓷制品2的陶瓷材料之间诱导其相互间的化学作用。
在这方面，应注意，为了便于将装饰粉4的颗粒固定到待装饰的平面3上，如有必要，本工艺方法可设计如图4所示的解决方案，其中，装饰粉4包括至少一个可覆盖粉末状化合物11且由粘合材料制成的涂层元件17。
粘合材料是指，当由固定装置5发射的辐射激活时，具有粘合性能的材料。
例如，粘合材料是热粘合材料，当其未被波束23击中时，其不具有和/或具有可忽略不计的粘合性能，从而使得装饰粉4的颗粒不粘在一起和/或粘在待装饰平滑表面3上，当被波束23击中时，它会升温，且至少部分融化，变成粘合剂。
装饰粉4的固定主要是通过将涂层元件17粘附到待装饰平滑表面3和/或另一相邻涂层元件17来实现的。
具体而言，发射的辐射波束23通过撞击装饰粉4，诱导涂层元件17所用的粘合材料表现出粘合性能，并连接至待装饰平滑表面3和/或相邻涂层元件17。
显然，只有被辐射波束23击中的装饰粉4的部分18固定在陶瓷制品2上。
粘合材料可以适当地由聚合物材料制成，而且，由于大多数聚合物材料即使在相对较低的温度下也可以熔化和/或软化，采用聚合物材料制成的涂层元件17为粉末状化合物涂层的特殊解决方案，使得低功率激光装置15在实际应用中成为可能，从而降低了使用这项技术的成本。
一旦固定步骤完成，陶瓷制品2将进行下一步骤，在下一步骤中，清除多余的装饰粉4，即前一步骤中未根据预设图纸6固定下来的装饰粉，以获得装饰陶瓷制品7。
优选地，可通过抽吸和/或吹气、吹风进行清除，并可使未固定的装饰粉4回收，以供后续使用。
在图1和图4所示的实施例中，例如，多余装饰粉4的清除阶段通过放置在前馈线8顶部的真空吸尘器19进行。
真空吸尘器19延伸至陶瓷制品2的整个宽度，以便在陶瓷制品2沿滑动方向D向前移动时，穿过整个待装饰平滑表面3。
之后，至少一层保护涂层20可能在烧制之前施涂到装饰陶瓷制品7上。
保护涂层20旨在提供更大的抗装饰性，并为瓷砖1提供特殊装饰面。
保护涂层20可以是，例如，在烧制期间依次固定的光泽或无光泽釉，或者也可以由玻璃碎片组成，在高温处理后，玻璃片可熔化形成保护层。
例如，在图1和图6所示的实施例中，更优选地，保护涂层20的涂覆步骤可通过放置在前馈线8顶部的施涂器21进行，该施涂器21随着装饰陶瓷制品7沿滑动方向D向前移动而分布保护涂层20。
最后，装饰陶瓷制品7在窑22内高温(超过1100℃)下烧制，从而获得瓷砖1。
该步骤既具有转化原材料混合物的功能，为瓷砖1提供耐机械(打击)结构，又具有稳定瓷砖1上的装饰的功能。
在陶瓷材料的烧成温度下，装饰粉4完全固定在待装饰平滑表面3上。
如图8所示，当粉末状化合物11被涂层元件17覆盖时，热量包围窑22内部的装饰陶瓷制品7，导致涂层元件17开始升华，然后使粉末状化合物11稳定地结合在瓷砖1上。
必须强调，粉末状化合物11的完全固定是由烧制阶段达到的高温来确保的；因此，可以通过低功率激光装置15通过发射辐射来固定装饰粉4。
瓷砖1装饰工艺方法还可包括在窑22中进行可选的保护涂层20涂覆步骤以及必要的，最终烧制步骤之前，使用不同的装饰粉4和/或不同的预设图纸6重复进行沉积、固定和清除阶段。
例如，本工艺方法可仅使用具有有限(数量)的原色(基本色)装饰粉4进行所需装饰，重复使用第一原色、第二原色和第三原色等进行沉积、固定和清除步骤。
这样，在每次重复时，装饰粉4可以一个接一个地被固定，以便组合并产生不同于原色的颜色。
此外，电子单元13可以根据所使用的装饰粉4的类型，遵循设置在存储单元14上的预设图纸6来确定波束23的适当移动。
换言之，具有第一原色的装饰粉4的固定步骤可在第一张预先绘制的图纸之后进行，具有第二原色的装饰粉4的固定步骤可在第二张预先绘制的图纸之后进行，具有第三原色的装饰性粉末4的固定步骤可在第三预先绘制的图纸之后进行，依此类推。
同样，瓷砖1的装饰工艺可包括重复的沉积、固定和清除步骤，以形成多个重叠的装饰粉4层，获得材料所需效果。
更详细地说，上述步骤的重复可以实现在待装饰平滑表面3上制作凸起和凹陷，以便再现结构化三维表面的美学效果，例如由木材、岩石和天然石头等材料制成的表面。
在步骤的每个重复周期进行清除步骤，可以实现将不同的装饰粉4重新收集，用于后续处理。
如图1所示，本发明的操作如下。
由原材料制成的陶瓷制品2位于前馈线8上，并沿滑动方向D向前移动。
通过在分配器12下方的移动，待装饰平滑表面3被装饰粉4完全覆盖。
然后，根据预设图纸6，通过固定装置5固定装饰粉4，然后使用真空吸尘器19通过抽吸去除多余的装饰粉4。
然后将保护涂层20涂覆到待装饰平滑表面3上，装饰陶瓷制品7沿着滑动方向D继续在窑22内燃烧。
在窑22的出口处即可获得装饰瓷砖1。
已在实践中确定所述发明实现了预期目的，并且特别强调的是，本文瓷砖装饰的工艺方法可通过使用由陶瓷颜料、砂和粘土以及其他装饰材料制成的装饰粉，通过彩色和/或类似材料的表面装饰，可以创造出具有宝贵美学效果的陶瓷制品。
此外，此工艺方法可以避免使用纳米油墨和数字打印机，从而降低与该技术相关的成本，降低环境影响。
事实上，装饰粉除了对本领域操作人员的健康和环境更加安全外，还可用于陶瓷材料烧制之前的步骤，从而降低了与使用高功率激光设备相关的成本。
此外，本发明还提供了装饰粉静电沉积的特殊解决方案，可使其均匀分布，即使在陶瓷制品上存在浮雕或特殊美学效果的情况下也是如此。
总之，瓷砖装饰的工艺方法令使用更加实用、安全和经济的方式，利用低成本设备获取装饰瓷砖成为可能。

Claims (20)

1.一种瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
-提供至少一种原材料陶瓷制品(2)，具有至少一个待装饰平滑表面(3)；
-将至少一种装饰粉(4)完全沉积在待装饰平滑表面(3)上；
-根据预设图纸(6)，通过辐射固定装置(5)将所述装饰粉(4)固定到所述待装饰平滑表面(3)；
-清除多余的所述装饰粉(4)，以获得装饰陶瓷制品(7)；
-在窑中烧制所述装饰陶瓷制品(7)以获得瓷砖(1)。
2.如权利要求1所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述步骤是在沿滑动方向(D)延伸的前馈线(8)上连续进行的。
3.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，包括使用不同的装饰粉(4)和/或不同的预设图纸(6)重复所述沉积、固定和清除步骤。
4.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括重复上述沉积、固定和清除步骤，以形成装饰粉(4)的重叠层，从而获得材料效果。
5.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述装饰粉(4)包含粉末状化合物(11)。
6.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述粉末状化合物(11)选自以下材料：陶瓷颜料、砂和粘土、玻璃、石英或其组合。
7.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述沉积步骤是通过所述装饰粉(4)在所述待装饰平滑表面(3)上静电沉积而进行的。
8.如上述一项或多项权利要求的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述固定装置(5)包括至少一个电子单元(13)，所述电子单元(13)包括至少一个用于存储所述预设图纸(6)的存储单元(14)。
9.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述固定装置(5)包括至少一个与所述电子单元(13)电连接的激光装置(15)。
10.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述激光装置(15)通过点状截面波束(23)发射所述辐射。
11.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述波束(23)基本横向设置于所述待装饰平滑表面(3)。
12.如权利要求11所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于所述波束(23)基本垂直于所述待装饰平滑表面(3)。
13.如权利要求11或12所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述固定步骤包括，沿基本平行于所述待装饰平滑表面(3)的方向平移所述波束(23)，并相对于所述滑动方向(D)横向平移。
14.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述固定步骤包括围绕基本与所述滑动方向(D)非正交的旋转轴(R)旋转所述波束(23)。
15.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，通过所述固定装置(5)发射所述辐射，所述装饰粉(4)和所述待装饰平滑表面(3)之间产生相互作用以进行所述固定步骤。
16.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述装饰粉(4)包括至少一个覆盖所述粉末状化合物(11)且由粘合性材料制成的涂层元件(17)。
17.如权利要求16所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，所述固定步骤通过将所述涂层元件(17)粘附到所述待装饰平滑表面(3)和/或另一相邻涂层元件(17)上进行，在通过所述固定装置(5)发射的所述辐射后，所述涂层元件(17)的至少一部分将会熔化。
18.如权利要求16或17所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述烧制步骤包括所述涂层元件(17)的升华。
19.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，所述清除步骤通过抽吸和/或吹风进行。
20.如上述一项或多项权利要求所述的瓷砖(1)的装饰工艺方法，其特征在于，包括在所述装饰陶瓷制品(7)上涂覆至少一层保护涂层(20)。
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