CN1313406C

CN1313406C - 表面施涂仿陶瓷涂层材料的玻璃瓶制备方法

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Publication number: CN1313406C
Application number: CNB2005100985254A
Authority: CN
Inventors: 田英良; 孙诗兵; 万红
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: CN1730420A

Abstract

本发明属于玻璃表面处理技术领域。由于陶瓷酒瓶成本较高，尺寸规格难一致，瓶口难密封，生产周期长，有渗漏。本发明以玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的重量份数设为100，添加20～30份酒精和20～30份水；其中仿陶瓷涂层材料主要由基础釉材料、色料、添加剂、调和剂组成，(wt%)基础釉材料55～95、色料5～20、添加剂1～24.5、调和剂0.1～0.5；研磨上述与水、酒精混合的涂层材料至颗粒小于10微米，形成涂-4粘度值在16～24秒；手工喷涂或者机械自动喷涂，喷涂后经80～105℃温度干燥5～15min，在580～620℃烧结10～20分钟。本发明形成具有与陶瓷酒瓶相一致的表观效果，表面坚固，抗刮擦，颜色丰富，相对于陶瓷酒瓶成本比较低、生产周期短、尺寸规格易一致，密封性好，解决渗漏。

Description

表面施涂仿陶瓷涂层材料的玻璃瓶制备方法

技术领域：

本发明属于玻璃瓶表面处理技术领域。

背景技术

近年来，随着人们的审美要求的不断提高，我国酒行业越来越多地使用具有返朴归真效果的陶瓷酒瓶。陶瓷酒瓶反映我国悠久的酒文化历史，衬托出酒的品质和档次，诠释某些品牌酒的文化内涵。由于陶瓷酒瓶也存在着一些缺点：比如陶瓷酒瓶成本比较高，价格在2～10元/支，而涂有涂层材料的玻璃瓶价格在1.5～2.0元/支；陶瓷酒瓶尺寸规格很难达到一致，尤其瓶口尺寸偏差较大，瓶盖难以进行有效密封；陶瓷酒瓶生产周期长，一般需要7～10天，而表面涂有无机涂层材料的玻璃瓶一般需要1～2天，这样陶瓷酒瓶难以满足酒企业在短时间内的大批量需求；而且陶瓷酒瓶存在不同程度的渗漏问题，不便于酒的长时间储存。因此，在玻璃瓶表面进行涂层材料装饰，不仅可以达到陶瓷瓶的表观装饰效果，而且有效地解决像陶质酒瓶的渗漏现象，因为玻璃瓶的机体是玻璃材料，不会渗漏的。仿陶玻璃酒瓶弥补了陶瓷酒瓶的一些不足之处。

发明内容：

玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的生产是在玻璃瓶表面实施例的装饰技术，在玻璃瓶表面喷涂仿陶瓷涂层材料，其涂层材料为全无机材料，在580～620℃温度条件下烧结在玻璃瓶表面，得到一种类似于陶瓷装饰效果的玻璃酒瓶。

本发明提供了一种在玻璃瓶表面施涂仿陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、以玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的重量份数设为100，另外添加20～30份的工业酒精和20～30份的水；

其中玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料主要由基础釉材料、色料、添加剂、调和剂组成，所述玻璃瓶表面的仿陶瓷涂层材料配方重量百分比组成范围是基础釉材料55～92、色料5～20、添加剂1～24.5、调和剂0.1～0.5。

基础釉材料是一种低温玻璃材料，低温玻璃材料化学组成重量百分比范围(wt％)是：SiO₂ 8～20，Al₂O₃ 2～4，B₂O₃ 12～20，PbO 40～66，CdO 4～6，ZnO 1～2.5，Li₂O 0.5～1.5，K₂O 0.5～2.0，BaO 1～2，TiO₂ 1～2。其烧成温度在480～560℃范围，烧结时间10～20分钟。其膨胀系数在80～100×10^-7/℃。

色料是使用现有成熟的陶瓷色料市售产品，其是通过Al₂O₃、碱土金属、ZnO和着色用的过渡金属氧化物按既定比例混合后，在900～1400℃烧结，形成稳定尖晶石结构，生成比较稳定无机颜料，可以用于高温显色，保证其在高温烧结时稳定发色；

添加剂主要是氧化锆、堇青石、氧化铝、高岭土、硅酸锆粉料之一或任意两种的组合。主要用于调整玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的膨胀系数和仿陶瓷涂层材料的表面光泽性；

调和剂主要是聚乙烯醇、乙基纤维素、聚炳烯酰胺、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种物质，这些物质可用于仿陶瓷涂层浆体材料的增稠，可以提高涂层材料对玻璃瓶表面的附着性，还可以提高浆体的悬浮性。

2、通过研磨机进行研磨上述和水、酒精混合的涂层材料，使涂层材料中固体颗粒小于10微米，形成涂-4粘度值在16～24秒的仿陶瓷涂层浆体材料。

3、玻璃瓶表面仿陶瓷涂层浆体材料施涂方式可以两种方式，分别是手工喷涂和机械自动喷涂。手工喷涂采用普通喷枪，要求喷枪口径在0.5～1.5mm，雾化气体压力在0.2～0.4MPa。机械全自动喷涂工艺采用圆盘型静电液体涂装机，该产品为市售机械产品。本发明中采用的是水性喷涂浆体材料，一者具有较好的回收再利用性，二者可以有效减少环境的大气污染。仿陶瓷涂层浆体材料在高速离心力作用下喷涂出浆体，雾化粒度10～20微米，采用压力输送浆体或齿轮泵方式供浆。加之本喷涂系统采用了雾化浆体静电吸附方式，浆体带负电，玻璃瓶表面带正电。在静电吸附的作用下，使浆体对玻璃瓶表面具有较好的吸附强度和附着效率，减少喷涂过程中浆体耗损。

4、喷涂后的玻璃瓶经过80～105℃的温度干燥，干燥时间5～15min，待表面干燥后，可以送入加热炉进行仿陶瓷涂层材料的烧结，烧结温度范围在580～620℃，烧结时间在10～20分钟。

为了防止玻璃瓶底的仿陶瓷涂层材料在高温下被加热底部粘附而脱离，一般应采用厚度1～2mm穿孔耐热石棉垫、或者厚度0.6～1.2mm左右的高硅氧玻璃纤维布。

烧结后的玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料坚硬地附着的玻璃瓶表面，并且外观效果与真正的陶瓷具有同样的效果。玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料，既可以是单色装饰，也可以是多色装饰。同时具有无光、亚光和光亮表面效果。其表面坚硬，可以达到莫氏硬度5～7，可以有效避免像油漆和有机涂料因磨擦产生的划痕现象。

玻璃瓶表面进行无机涂层材料装饰，形成具有与陶瓷酒瓶相一致的表观效果，并且涂层材料相对于油漆及涂料来讲，表面坚固，抗刮擦，颜色丰富，可以解决陶瓷酒瓶储酒存在渗漏问题。相对于陶瓷酒瓶成本比较低、生产周期短、尺寸规格易一致，密封性好。

形成的仿陶瓷玻璃瓶表面可以继续进行表面装饰，比如表面彩绘和烤花，不会影响其表面装饰效果。

具体实施方式

实施例1 (红色仿陶瓷釉面玻璃瓶)

按如下配方进行配制，红色基础釉材料92份，其化学组成为(wt％)：SiO₂ 8，Al₂O₃ 2，B₂O₃ 12，PbO 66，CdO 4，ZnO 2，Li₂O 1，K₂O 1.5，BaO 1.5，TiO₂ 2。其烧成温度在500℃，膨胀系数在86×10^-7/℃；市售红色色料6.8份、高岭土1.0份、聚乙烯醇0.2份，外加水26份和工业酒精24份，投入到球磨机中进行研磨，研磨60小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为20秒，采用圆盘型静电液体涂装机进行机械自动喷涂，通过10米长的90℃烘干道干燥，干燥时间10分钟，在玻璃烤花炉内580℃烧结，烧结时间20分钟。采用厚度1mm穿孔耐热石棉隔离垫隔离网带粘结。形成外表颜色鲜艳的红色玻璃瓶，表面光亮。与红色陶瓷瓶表观效果一致。然后在其表面贴玻璃花纸进行烧烤，最终形成具有图案和文字的仿陶瓷玻璃瓶。

实施例2 (宝兰色仿陶瓷釉面玻璃瓶)

按如下配方进行配制，蓝色基础釉材料88份，其化学组成为(wt％)：SiO₂ 8，Al₂O₃ 4，B₂O₃ 15，PbO 65，CdO 4，ZnO 1，Li₂O 0.5，K₂O 0.5，BaO 1，TiO₂ 1。其烧成温度在510℃，膨胀系数在89×10^-7/℃。市售宝兰色料9.9份、高岭土2.0份、堇青石粉1份、氧化铝1份、聚炳烯酰胺0.1份，外加水27份和工业酒精24份，投入到球磨机中进行研磨，研磨60小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为21秒，采用圆盘型静电液体涂装机进行机械自动喷涂，通过10米长的90℃烘干道干燥，干燥时间15分钟，采用厚度1.5mm穿孔耐热石棉隔离垫隔离网带粘结，在玻璃烤花炉内605℃烧结，烧结时间15分钟。形成外表颜色鲜艳的宝兰色玻璃瓶，表面光亮。与宝兰色陶瓷瓶表观效果一致。然后在其表面贴玻璃花纸进行烧烤，最终形成具有图案和文字的仿陶瓷玻璃瓶。

实施例3 (豆青色仿陶瓷釉面玻璃瓶)

按如下配方进行配制，豆青色基础釉材料90份，其化学组成(wt％)是：SiO₂ 12，Al₂O₃ 3，B₂O₃ 16，PbO 59，CdO 4，ZnO 1，Li₂O 1，K₂O1，BaO 1.5，TiO₂ 1.5。其烧成温度在520℃范围内，膨胀系数在87×10^-7/℃；豆青色料7.7份、硅酸锆2份、乙基纤维素0.3份，外加水27份和工业酒精25份，投入到搅拌磨中进行研磨，研磨20小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为16秒，采用圆盘型静电液体涂装机进行机械自动喷涂，通过10米长的90℃烘干道干燥，干燥时间15分钟，采用厚度2.0mm穿孔耐热石棉隔离垫隔离网带粘结，在玻璃烤花炉内605℃烧结，烧结时间18分钟。形成外表颜色鲜艳的豆青色玻璃瓶，表面光亮。与豆青色陶瓷瓶表观效果一致。然后在其表面贴玻璃花纸进行烧烤，最终形成具有图案和文字的仿陶瓷玻璃瓶。

实施例4 (豆青色仿陶瓷釉面玻璃瓶)

按如下配方进行配制，豆青色基础釉材料90份，其化学组成(wt％)是：SiO₂ 12，Al₂O₃ 3，B₂O₃ 16，PbO 59，CdO 4，ZnO 1，Li₂O 1，K₂O1，BaO 1.5，TiO₂ 1.5。其烧成温度在520℃范围内，膨胀系数在87×10^-7/℃；豆青色料7.8份、氧化锆2份、聚乙烯醇0.2份，外加水27份和工业酒精25份，投入到搅拌磨中进行研磨，研磨20小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为19.6秒，采用圆盘型静电液体涂装机进行机械自动喷涂，通过10米长的90℃烘干道干燥，干燥时间8分钟，采用厚度1.5mm穿孔耐热石棉隔离垫隔离网带粘结，采用厚度1.6mm穿孔耐热石棉隔离垫隔离网带粘结，在玻璃烤花炉内605℃烧结，烧结时间12分钟。形成外表颜色鲜艳的豆青色玻璃瓶，表面光亮。与豆青色陶瓷瓶表观效果一致。然后在其表面贴玻璃花纸进行烧烤，最终形成具有图案和文字的仿陶瓷玻璃瓶。

实施例5 (浅草黄色仿陶玻璃瓶)

按如下配方进行配制，豆青色基础釉材料68份，其化学组成(wt％)是：SiO₂ 12，Al₂O₃ 3，B₂O₃ 16，PbO 59，CdO 4，ZnO 1，Li₂O 1，K₂O1，BaO 1.5，TiO₂ 1.5。其烧成温度在520℃范围内，膨胀系数在87×10^-7/℃；豆青色料7.9份、浅绿色料4.0份、硅酸锆12份、高岭土8份、甲基纤维素0.1份，外加水28份和工业酒精26份，投入到搅拌磨中进行研磨，研磨20小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为24秒，采用吸上式喷枪喷涂，喷口直径1.0mm，工作气压0.28MPa。喷涂后制品通过10米长的90℃烘干道干燥，干燥时间10分钟，采用厚度0.8mm的高硅氧玻璃纤维布(孔距5×5mm)防止瓶底与网带粘结，在玻璃烤花炉内615℃烧结，烧结时间10分钟。形成外表颜色为浅草黄色玻璃瓶，表面为无光亮效果，类似于陶质表面效果，表面可以进行文字描绘并烧结。

实施例6 (紫砂红色仿陶玻璃瓶)

按如下配方进行配制，红色基础釉材料65份，其化学组成为(wt％)：SiO₂ 8，Al₂O₃ 2，B₂O₃ 18，PbO 59，CdO 5，ZnO 2，Li₂O 1，K₂O 1.5，BaO 1.5，TiO₂ 2。其烧成温度在500℃，膨胀系数在86×10^-7/℃；红棕色料11.9份、黑色色料3.0份、硅酸锆10份、高岭土10份、甲基纤维素0.1份，外加水28份和工业酒精26份，投入到三辊研磨机进行研磨，研磨2小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为19.8秒，采用重力式喷枪喷涂，喷口直径1.0mm，工作气压0.28MPa。喷涂后制品通过10米长的105℃烘干道干燥，干燥时间5分钟，采用厚度0.6mm的高硅氧玻璃纤维布(孔距5×5mm)防止瓶底与网带粘结，在玻璃烤花炉内608℃烧结，烧结时间15分钟。形成外表颜色为紫砂红色玻璃瓶，表面为无光亮效果，类似于陶质表面效果，表面可以进行文字描绘并烧结。

实施例7 (暗黄色仿陶玻璃瓶)

按如下配方进行配制，黄色基础釉材料75份，其化学组成为(wt％)：SiO₂ 20，Al₂O₃ 6，B₂O₃ 20，PbO 40，CdO 6，ZnO 2.5，Li₂O1.5，K₂O 2.0，BaO 2，TiO₂ 2。其烧成温度在540℃范围内，膨胀系数在84×10^-7/℃；桔黄色料10.9份、茶色色料1.0份、硅酸锆6份、高岭土7份、羟丙基甲基纤维素0.1份，外加水28份和工业酒精27份，投入到三辊研磨机进行研磨，研磨2小时，使其形成浆体，粒度小于10微米。通过涂4杯测量其粘度值为18.5秒，采用吸上式喷枪喷涂，喷口直径1.0mm，工作气压0.29MPa。喷涂后制品通过10米长的85℃烘干道干燥，干燥时间12分钟，采用厚度1.2mm的高硅氧玻璃纤维布(孔距5×5mm)防止瓶底与网带粘结，在玻璃烤花炉内610℃烧结，烧结时间16分钟。形成外表颜色为暗黄色玻璃瓶，表面为半无光效果，类似于陶质和瓷制的中间表面效果，表面可以进行文字描绘并烧结。

Claims

1、一种表面施涂仿陶瓷涂层材料的玻璃瓶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、以玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的重量份数设为100，另外添加20～30份的工业酒精和20～30份的水；

其中玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料包括基础釉材料、色料、添加剂、调和剂，所述玻璃瓶表面的仿陶瓷涂层材料配方重量百分比组成范围是基础釉材料55～92、色料5～20、添加剂1～24.5、调和剂0.1～0.5；

基础釉材料是一种低温玻璃材料，低温玻璃材料化学组成范围重量百分比是：SiO₂ 8～20，Al₂O₃ 2～4，B₂O₃ 12～20，PbO 40～66，CdO 4～6，ZnO 1～2.5，Li₂O 0.5～1.5，K₂O 0.5～2.0，BaO 1～2，TiO₂1～2；其烧结温度在480～560℃范围内，烧结时间10～20分钟；

色料是使用现有陶瓷色料市售产品；

添加剂主要是氧化锆、堇青石、氧化铝、高岭土、硅酸锆粉料之一或任意两种的组合；主要用于调整玻璃瓶表面仿陶瓷涂层材料的膨胀系数和仿陶瓷涂层材料的表面光泽性；

调和剂主要是聚乙烯醇、乙基纤维素、聚炳烯酰胺、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种；

2)、研磨上述和水、酒精混合的涂层材料，使涂层材料中固体颗粒小于10微米，形成涂-4粘度值在16～24秒的仿陶瓷涂层浆体材料；

3)、采用手工喷涂或者机械自动喷涂进行玻璃瓶表面仿陶瓷涂层浆体材料的喷涂：手工喷涂采用普通喷枪，要求喷枪口径在0.5～1.5mm，雾化气体压力在0.2～0.4MPa；机械全自动喷涂工艺采用现有的圆盘型静电液体涂装机；

4)、喷涂后的玻璃瓶经过80～105℃的温度干燥，干燥时间5～15min，待表面干燥后，送入加热炉进行仿陶瓷涂层材料的烧结，烧结温度在580～620℃，烧结时间10～20分钟。

2、根据权利要求1所述的一种表面施涂仿陶瓷涂层材料的玻璃瓶制备方法，其特征在于，上述步骤4)中，送入加热炉进行仿陶瓷涂层材料的烧结，在玻璃瓶底部采用厚度1～2mm穿孔耐热石棉垫或者厚度0.6～1.2mm左右的高硅氧玻璃纤维布。