CN115093251B - 可打印立体图案的釉浆及高立体感陶瓷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于陶瓷领域，公开了可打印立体图案的釉浆及高立体感陶瓷的制备方法。釉浆包括釉料、隔离剂、助剂和水，当所述釉浆在干燥的过程中，所述隔离剂与水互溶，可均匀分散在釉浆中，施釉后，伴随釉浆中水分的吸收和蒸发，可自发在釉浆的表面形成隔离膜，使后续布施的釉浆无法覆盖在前者上。克服了现有釉易于混合，无法实现个性化打印的不足，首次实现在同一陶瓷面上复合多种装饰效果釉浆，可以将各种不同光泽、不同效果的釉料实现定位（定点、定线、定面）组合，实现一砖多面（多色、亚亮不一、凹凸）的效果，可替代大板辊筒工艺。克服了传统辊筒工艺只能得到质感较粗的砖面产品，实现与喷墨打印数字对接，可以制备得到表面细腻的陶瓷。

Description

可打印立体图案的釉浆及高立体感陶瓷的制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷领域，具体涉及可打印立体图案的釉浆及高立体感陶瓷的制备方法。

背景技术

陶瓷喷墨打印技术，极大的丰富了陶瓷图案的设计，越来越受到人们的欢迎，已经成为了陶瓷领域的成熟技术。与常规的喷墨打印相同，陶瓷喷墨打印得到的是二维平面的图案，立体感较弱。

强立体感能给陶瓷带来更好的装饰效果，能更为真实地展现图案，带来独特的装饰效果，因此越来越受到人们的欢迎。通过将颗粒较大的干粒粘结固定在坯体或釉中，之后烧成得到产品，是获得高立体感陶瓷的主流方法。

CN110627510A采用数码喷墨结合干法釉料技术制备一种图案立体感可调的陶瓷砖，将保湿墨水打印在釉面上，保证墨水不会快速渗透，起到对后面胶水墨水的承接作用，保证胶水墨水会长时间漂浮在保湿墨水表面，从而能粘结更多干粒，有利于干粒形成立体感非常强的效果。该方法对墨水有特殊的要求，然而其能粘结的干粒也较为有限，干粒的颗粒较大，难以得到所需要图案，可控性较差。

CN111391084A公开了一种立体感强的陶瓷砖的生产系统及工艺，包括输送装置、喷墨打印装置和干粒打印装置，所述干粒打印装置包括施胶单元和干粒定位布料单元，所述输送装置用于输送陶瓷砖坯，所述干粒打印装置的施胶单元和干粒定位布料单元按照所述输送装置的输送方向依次设置于所述输送装置的上方，所述喷墨打印装置的输出端与所述干粒打印装置的输入端连接。该技术依赖于特定的生产系统，需要对生产线进行相应的调整，成本较高。该方法的效率较为低下，图案的精细程度同样受到干粒大小的影响，同样难以精确控制图案的立体感。

CN112341157A公开了一种立体感强的图案装饰陶瓷砖的制备方法，将坯体原料和深色干混色料混合制得深色坯料，将坯体原料和浅色干混色料经加压造粒制得浅色块状料；将深色坯料进行布料得到底坯层，将浅色块状料通过格栅布料在底坯层的表面得到装饰面料层，经过压制和干燥后得到表面间隔均匀排列有所述浅色块状料的装饰坯体。该方法同样不能实现喷墨打印。

如何方便、快捷地制备得到强立体感的陶瓷，是一项有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种可打印立体图案的釉浆及高立体感陶瓷的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供：

一种可打印立体图案的釉浆，包括釉料、隔离剂、助剂和水，当所述釉浆在干燥的过程中，所述隔离剂与水互溶，可均匀分散在釉浆中，施釉后，伴随釉浆中水分的吸收和蒸发，可自发在釉浆的表面形成隔离膜，使后续布施的釉浆无法覆盖在前者上。

在一些釉浆的实例中，所述隔离剂选自聚乙烯醇、有机硅酸盐和丙烯酸盐中的至少一种；和/或

在一些釉浆的实例中，所述隔离剂的用量为所述釉料质量的4.5～12.5%。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆的固含量为40～55wt%。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆的比重为1.35～1.53 g/mL。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆在25℃下的流速为13～20s。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆在25℃下的表面张力为42.5～58.5mN/m。

在一些釉浆的实例中，所述助剂包括悬浮剂、防腐剂、颜料中的至少一种。

在一些釉浆的实例中，所述釉料选自金属釉、干粒釉、亮光釉、亚光釉、柔光釉、颜色釉、珠光釉、乳浊釉、透明釉、砂金釉中的一种。

在一些釉浆的实例中，其质量组成为：釉料100份、悬浮剂25～45份、去离子水15～35份、隔离剂4.5～12.5份，防腐剂适量。

在一些釉浆的实例中，所述防腐剂的用量为0.05～2.5份。

在一些釉浆的实例中，所述防腐剂选自亚硝酸盐、硅酸镁锂和亚磷酸酯及其衍生物中的至少一种。

在一些釉浆的实例中，所述悬浮剂选自膨润土、聚丙烯酸树脂、羧甲基纤维素钠和黄原胶中的至少一种。

本发明的第二个方面，提供：

一种高立体感陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

使用本发明第一个方面所述的釉浆在干燥的坯体上逐层打印得到设定高度的图案；

进一步在坯体上施釉，施釉完成后干燥、烧成，后处理得到高立体感陶瓷。

在一些制备方法的实例中，所述图案的高度为0.3～0.8mm。

在一些制备方法的实例中，所述坯体为具有釉层和/或图案层的坯体。

本发明的第三个方面，提供：

一种陶瓷，其具有使用本发明第一个方面所述的釉浆打印得到的釉层；或按本发明第二个方面所述的制备方法制备得到。

本发明的有益效果是：

本发明一些实例的可打印立体图案的釉浆，克服了现有釉易于混合，无法实现个性化打印的不足，首次实现在同一陶瓷面上复合多种装饰效果釉浆，可以将各种不同光泽、不同效果的釉料实现定位（定点、定线、定面）组合，实现一砖多面（多色、亚亮不一、凹凸）的效果，可替代大板辊筒工艺。克服了传统辊筒工艺只能得到质感较粗的砖面产品，实现与喷墨打印数字对接，可以制备得到表面细腻的陶瓷。

本发明一些实例的制备方法，通过输入数字化文件，实现釉料喷墨打印的信息融合，通过将各种不同光泽、不同效果的釉料实现定位（定点、定线、定面）组合，实现一砖多面（多色、亚亮不一、凹凸）的效果，可替代大板辊筒工艺，相比传统辊筒工艺 (产品砖面质感较粗)，实现与喷墨打印数字对接。

本发明一些实例的制备方法，无需对现有陶瓷喷墨打印设备进行大的改造，有利于充分利用现有的设备。

本发明一些实例的制备方法，可以与对釉面进行“通体”打印，形成真正的3D立体效果。运用到全抛釉面中，不同颜色、不同效果的质感熔入釉中，全抛釉产品图案将不再是单纯的玻璃板下的画。数字釉料打印工艺的实现，未来将可能全面颠覆传统的釉线生产工艺，实现陶瓷技术的全新升级，对行业具有划时代的意义。

附图说明

图1是实施例S1的瓷砖照片。

图2是实施例S2的瓷砖照片。

图3是实施例S3的瓷砖照片。

图4是实施例S4的瓷砖照片。

图5是实施例S5的瓷砖照片。

图6是实施例S6的瓷砖照片。

图7是实施例S7的瓷砖照片。

图8是对比例D2的瓷砖照片。

图9是对比例D3的瓷砖照片。

图10是对比例D4的瓷砖照片。

具体实施方式

本发明的第一个方面，提供：

一种可打印立体图案的釉浆，包括釉料、隔离剂、助剂和水，当所述釉浆在干燥的过程中，所述隔离剂与水互溶，可均匀分散在釉浆中，施釉后，伴随釉浆中水分的吸收和蒸发，可自发在釉浆的表面形成隔离膜，使后续布施的釉浆无法覆盖在前者上。

本发明的可打印立体图案的釉浆，由于隔离剂是水溶性的，能够将均匀分散在釉浆中，隔离剂分散后，在釉浆形成一张“网”，将釉浆紧紧包裹住，在陶瓷生产线上，砖坯自身有一定的温度以及坯体表面的多孔结构，使得釉浆中水分迅速被吸收和蒸发，此时“网”开始收紧，可在干燥的釉浆表面形成隔离膜，降低了釉面的表面张力，使后面所施釉浆在隔离釉上无法覆盖，只能变成釉珠滚落，因此达到隔离釉浆的目的。釉浆通过3D数字釉料设备打印釉浆，通过连续打印，可实现釉浆堆叠，形成一定高度，最终形成立体图案。

在一些釉浆的实例中，所述隔离剂选自聚乙烯醇、有机硅酸盐和丙烯酸盐中的至少一种。

在一些釉浆的实例中，有机硅酸盐选自甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、聚甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。

隔离剂的添加量以能够实现隔离效果即可，根据选用的隔离剂种类，其添加量有所差异。在一些釉浆的实例中，所述隔离剂的用量为所述釉料质量的4.5～12.5%。这样既可以获得良好的隔离效果，又可以避免过多隔离剂影响效果釉的展示。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆的固含量为40～55wt%。这样可以更好地满足数码打印的需要。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆的比重为1.35～1.53 g/mL。这样可以更好地满足数码打印的需要。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆在25℃下的流速为13～20s。这样可以更好地满足数码打印的需要。

在一些釉浆的实例中，所述釉浆在25℃下的表面张力为42.5～58.5mN/m。这样可以更好地满足数码打印的需要。

为了调整釉料的性能，可以根据需要添加适当的助剂。在一些釉浆的实例中，所述助剂包括悬浮剂、防腐剂、颜料中的至少一种等常规助剂。

釉料的种类可以根据需要的效果进行选择，效果釉的种类对3D结构的打印基本没有影响。在一些釉浆的实例中，所述釉料选自金属釉、干粒釉、亮光釉、亚光釉、柔光釉、颜色釉、珠光釉、乳浊釉、透明釉、砂金釉中的一种。

方便保存运输起见，使用前的釉浆的固含量可以稍高些。在一些釉浆的实例中，其质量组成为：釉料100份、悬浮剂25～45份、去离子水15～35份、隔离剂4.5～12.5份，防腐剂适量。使用前，进一步使用水、溶剂等进一步稀释，以满足数码打印的需要。

在一些釉浆的实例中，所述防腐剂的用量为0.05～2.5份。

在一些釉浆的实例中，所述防腐剂选自亚硝酸盐、硅酸镁锂和亚磷酸酯及其衍生物中的至少一种。

在一些釉浆的实例中，所述悬浮剂选自膨润土、聚丙烯酸树脂、羧甲基纤维素钠和黄原胶中的至少一种。

本发明的第二个方面，提供：

一种高立体感陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

使用本发明第一个方面所述的釉浆在干燥的坯体上逐层打印得到设定高度的图案；

进一步在坯体上施釉，施釉完成后干燥、烧成，后处理得到高立体感陶瓷。

在一些制备方法的实例中，所述图案的高度为0.3～0.8mm。

在一些制备方法的实例中，所述坯体为具有釉层和/或图案层的坯体。

本发明的第三个方面，提供：

一种陶瓷，其具有使用本发明第一个方面所述的釉浆打印得到的釉层；或按本发明第二个方面所述的制备方法制备得到。

本发明一些实例的可打印立体图案的釉浆，可以采用湿法打印，通过数字釉料打印机单通道或多通道同时打印在坯体层、面釉层、喷墨层、数字釉层、透明釉层，打印效果包含模具面、仿古面、抛光面。具体工艺流程为：坯体→面釉→喷墨打印→喷数字釉层→（喷/淋透明釉层）→烧成→抛光/不抛/半抛/亚抛。

以下实例中采用的各原材料的单位的统一为质量g。

将下面原料按比例配制，统一用陶瓷专用球磨设备研磨釉料，控制粉体的粒径，将研磨好的数字釉料倒出装瓶，结合数字釉料打印机设备打印测试。

表1、不同可打印立体图案的釉浆原料组成

编号	效果釉种类	膨润土	隔离剂	硅酸镁锂
					实施例1	金属釉	25	4.5	0.05
实施例2	金属釉	40	6.0	0.25
					实施例3	干粒釉	45	12.5	2.5
实施例4	亚光釉	42	8.5	0.5
					实施例5	颜色釉	35	9.5*	0.75
实施例6	珠光釉	28	11	1.0
					实施例7	亚光釉	42	8.5**	0.5
对比例1	金属釉	20	8.5	1.0
					对比例2	金属釉	25	10	0.5
对比例3	干粒釉	45	3	2.5
					对比例4	金属釉	25	—	0.05

说明：方便比较起见，各实施例中，效果釉的添加量均为100g，使用的效果釉为现有的商品化效果釉；悬浮剂为膨润土，防腐剂为硅酸镁锂。隔离剂中，数值未标记的实施例，隔离剂为聚乙烯醇，*标记的为丙烯酸盐，**标记的为有机硅酸盐。

釉浆中还添加有适量的水和表面张力调节剂，以调节釉浆的比重、固含量、表面张力、流速等。

根据GB-T 6750-2007 色漆和清漆 密度的测定比重瓶法、GB-T 6541－86 石油产品油对水界面张力测定法和GB T1723-1993 涂料粘度测定法对所制备的釉浆进行性能测试，结果如表2所示。

表2、不同釉浆的性能检测结果

编号	比重	固含量/%	表面张力/mN/m	流速/s
					实施例1	1.53	55.3	45.6	14.29
实施例2	1.48	51.7	52.1	19.65
					实施例3	1.35	40.3	58.5	18.06
实施例4	1.40	45.6	42.5	13.05
					实施例5	1.45	49.5	47.6	15.20
实施例6	1.51	53.9	55.3	17.86
					实施例7	1.40	45.6	43.8	13.83
对比例1	1.93	76.9	168.2	58.69
					对比例2	1.31	35.9	33.7	13.64
对比例3	1.78	69.9	30.5	12.35
					对比例4	1.56	56.4	46.2	14.12

实施例S1

已喷墨设计的砖坯通过数字釉料打印设备，通过设计打印程序设计釉料喷印方式，多通道同时打印金属隔离釉浆，再通过钟罩淋全抛釉浆，烧成，抛光。

通过数字釉料打印的瓷砖，在釉面上展示了金属釉光泽的文字，全抛釉自然在金属釉上方剥开，丰富了全抛砖的设计（详见图1）。

实施例S2

素坯通过数字釉料打印设备，通过设计打印程序设计釉料图案，打印金属釉料，烧成。

砖坯通过数字打印金属釉料，使得不需要辊筒即可形成图案成为可能，该方法不仅解决了辊筒的消耗性问题，并且大大解决了辊筒图案单一，成本高的问题，通过数字打印，可以实现“去辊筒化”，降低了生产成本，并且可以在统一板面实现多种图案，具有极大的灵活性（详见图2）。

实施例S3

已喷墨设计的砖坯通过数字釉料打印设备，通过设计打印程序设计釉料喷印方式，多通道同时打印亚光干粒隔离釉，再淋抛釉，烧成，全抛光。

通过数字釉料打印的瓷砖，在釉面上出现亮亚交错的纹理和图案，丰富了全抛砖的设计，似的全抛砖不再仅是一副玻璃板下的画（详见图3）。

实施例S4

平面素坯通过钟罩淋釉方式先整面布施一道底釉，再经过陶瓷喷墨打印机打印颜色设计，设计基础底面花纹图案，最后通过数字釉料打印设备喷印数字釉料，多通道同时打印，形成一定凹凸感的陶瓷釉面效果，烧成，抛光或不抛光（详见图4）。

实施例S5

平面素坯通过钟罩淋釉方式先整面布施一道底釉，通过数字釉料打印设备多通道打印数字隔离颜色釉，再通过钟罩淋普通釉料，普通釉料接触到隔离颜色釉，被自动隔离分开，形成一个平面下釉多种釉料，突破了现有的工艺，使得陶瓷的釉面装饰效果有更多的可能性（详见图5）。

实施例S6

平面素坯通过钟罩淋釉方式先整面布施一道底釉，通过数字釉料打印设备多通道打印数字隔离珠光釉，再通过钟罩淋砂金釉，烧成，抛光。

砂金釉中隐约透出珠光色彩，两者相辅相成，形成特殊效果釉面，使得瓷砖设计风格更高档（详见图6）。

实施例S7

平面素坯通过钟罩淋釉方式先整面布施一道底釉，再经过陶瓷喷墨打印机打印颜色设计，设计基础底面花纹图案，最后通过数字釉料打印设备喷印数字釉料，多通道同时打印，形成一定凹凸感的陶瓷釉面效果，烧成，抛光或不抛光（详见图7）。

对比例D1

按照实施例S1的工艺，对比例D1由于比重过高，粘度过大，在数字釉料打印设备中无法喷印出釉浆。

对比例D2

按照实施例S2的工艺，对比例D2由于比重过低，粘度过小，在数字釉料打印设备中会渗出喷头留到砖坯上，使得釉面喷印效果差，烧成后釉料出现“塌釉”现象，整体效果不理想（详见图8）。

对比例D3

对比例D3与实施例S3的成分对比，隔离剂超出范围，工艺参数与实施例S3完全相同，砖面的干粒隔离釉不能完全将全抛釉剥开，图案完全覆盖，达不到预期的效果（详见图9）。

对比例D4

使用对比例4的釉浆，按照实施例S1的工艺进行打印处理。由于未使用隔离剂，打印的过程未能形成预期的立体图案，通过钟罩淋全抛釉浆后，金属效果釉和全抛釉混杂，导致预期的图案模糊，达不到预期的效果（详见图10）。

由上述实施例和对比例可知：

实施例S1～S7的数字釉料，在数字喷印过程中，釉料能流畅精准打印在砖坯上，烧成后效果达到预期；对比例D1～D3中，釉浆的性能不能得到满足，在打印过程中出现无法喷印、漏釉、塌釉、堵塞喷头、不能剥釉等问题。对比例D4釉浆的性能虽然满足打印需要，但是因为缺乏隔离剂，无法形成立体图案。

实施例S1～S7的数据表明，不同的效果釉均可以制备成为可打印立体图案的釉浆，说明效果釉对打印立体图案没有影响，可以根据需要选择不同的效果釉，满足不同产品的需要。这极大地扩展了本技术的应用范围。

以上是对本发明所作的进一步详细说明，不可视为对本发明的具体实施的局限。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的简单推演或替换，都在本发的保护中。

Claims (9)

1.一种可打印立体图案的釉浆，包括釉料、隔离剂、助剂和水，所述釉浆的固含量为40～55wt%，所述釉浆在25℃下的表面张力为42.5～58.5mN/m，所述隔离剂选自聚乙烯醇、有机硅酸盐和丙烯酸盐中的至少一种，所述隔离剂的用量为所述釉料质量的4.5～12.5%，当所述釉浆在干燥的过程中，所述隔离剂与水互溶，可均匀分散在釉浆中，施釉后，伴随釉浆中水分的吸收和蒸发，可自发在釉浆的表面形成隔离膜，使后续布施的釉浆无法覆盖在前者上。

2.根据权利要求1所述的釉浆，其特征在于：

所述釉浆的比重为1.35～1.53 g/mL；和/或

所述釉浆在25℃下的流速为13～20s。

3.根据权利要求1或2所述的釉浆，其特征在于：所述助剂包括悬浮剂、防腐剂、颜料中的至少一种；和/或

所述釉料选自金属釉、干粒釉、亮光釉、亚光釉、柔光釉、颜色釉、珠光釉、乳浊釉、透明釉、砂金釉中的一种。

4.根据权利要求3所述的釉浆，其特征在于：其质量组成为：釉料100份、悬浮剂25～45份、去离子水15～35份、隔离剂4.5～12.5份，防腐剂适量。

5.根据权利要求4所述的釉浆，其特征在于：所述防腐剂的用量为0.05～2.5份；和/或

所述防腐剂选自亚硝酸盐、硅酸镁锂和亚磷酸酯及其衍生物中的至少一种；和/或

所述悬浮剂选自膨润土、聚丙烯酸树脂、羧甲基纤维素钠和黄原胶中的至少一种。

6.一种高立体感陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

使用权利要求1～5任一项所述的釉浆在干燥的坯体上逐层打印得到设定高度的图案；

进一步在坯体上施釉，施釉完成后干燥、烧成，后处理得到高立体感陶瓷。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述图案的高度为0.3～0.8mm。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：所述坯体为具有釉层和/或图案层的坯体。

9.一种陶瓷，其特征在于：其具有使用权利要求1～5任一项所述可打印立体图案的釉浆打印得到的釉层；或按权利要求6～8任一项所述的制备方法制备得到。