CN1830690A - 金刚三维石及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种金刚三维石及其制造方法。该种金刚三维石，是瓷质材料的制品，其由最少2种－10种明显可区分的坯体色图案组成；其每种色最少有1－10000块面积为2cm²到0.5m²而厚度达2mm－30mm的坯体色图案区，在制品表层有一层占制品表面积0.1％－100％的含有20到8000万金刚砂颗粒的釉料图案层。由于在制品的表面层的釉料中加入金刚砂，使其具有更好的防滑性，且以印刷釉方式制作的较薄的图案釉层的三维石板材具有更厚的坯体色图案层，由于坯体色图案层通体耐磨从而使其图案具有不变，从而更加适于实用。

Description

金刚三维石及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种建材领域的用作装饰材料的陶瓷仿石材料，尤其涉及适用于永久性地面的不怕磨损又图案精细并有防滑效果的仿石图案的金刚三维石及其制造方法。

背景技术

当今随着科技的发展和人们生活水平的提高，作为地面和墙面的装饰材料，人们希望其具有天然石材的表面外观，例如仿花岗石、大理石的图案，以增加产品的高档感。

因此，业界便不断改进仿天然石材的装饰板材结构，本发明人是在陶瓷装饰板材领域拥有多项中国及欧、美、日等国外专利的研发者，在陶瓷领域达十多项专利，如曾提出一种立体瓷质花岗石、大理石技术的专利，其公告号为WO97/36840(1997年10月9日公开)，根据该专利技术所制成的仿石材料，其表面形成有清晰分界的图案，并且在进行表面加工时，其图案基本上不会变化，如此能有效提升其整体结构在使用上的稳固性。

为了满足人们的实用性需求，本发明人又提出了“瓷质仿花岗石板材及其制造方法”的专利，其公告号为WO99/28262(1999年6月10日公开)，该专利技术既然可以提供给使用者一更具有实用功效的瓷质仿花岗石板材，确实具有进步性，但是在实际使用时却发现其结构中还存在不足。根据该技术的制品只具有其表面的图案，没有制品在三维空间的图案，而且没有如同天然熔岩流动形成图案的质感，所以产品不能很真实地反映天然花岗石由里到外的图案质感，尤其是边部的中下部没有图案效果，如果在用于家具台面和建筑装修的墙或柱的外露边缘必需要对边部进行磨边抛光时，由于其中、下部没有与表层为一体的颗粒图案，所以在实用中较天然石材有不真实、不完全的重大缺陷。

现有技术中的自由布料产品，从制品表层到内部的三维空间图案比较乱，不能形成如同克隆天然石材一样的从制品表面到制品下部都有稳定的同一色区的完全均匀一致的彩色图案区域，故较天然石材亦存在有不能真实仿真的缺陷。

尽管现有技术的微粉类产品能够产生大小不一、图案边沿过渡较好、小块图案自然、有天然大理石、花岗石中如月牙状内凹的如岩流动出现般特别图案效果好的特点，而且有若干大小不一的小色块等优点，但是，整块产品如同只有一个大的色区，不能克隆天然花岗石、大理石的如同大花白、大花绿、爵士白、啡钻、金彩钻、加州金麻等很有图案规律特点的由1到5类大的图案区组成的规范图案，所以其存在有很大局限性。

为了满足人们的实用性需求，本发明人又曾提出一种“瓷质粉料烧结的三维彩色图案板材”的专利，其公开号为CN 1339363A(2002年3月13日公开)，上述的瓷质粉料烧结的三维彩色图案板材，虽提出了利用瓷质彩色原料的粉料，经压制，并烧制成的瓷质产品，其制品具有不同色彩或同一色彩但具不同色泽深浅度或不同混合色组成的轮廓清晰的瓷质烧成图案区，图案区从制品表层到底部厚度的70-100％区域中都是均匀分布，而可制成如同天然石材的三维空间的仿石材料；在功效上有很大进步，能使粉料在不同色区有规定分布，有三维效果。

然而上述这些本人的先有技术发明，都只是在坯体图案本身的变化，都只强调形成抛光的平面制品，只强调具有一定厚度坯体图案及不怕磨损的优点。

而现有技术中的仿古砖产品技术，只能在表面单纯印刷很薄一层陶瓷釉料形成釉面图案层来表现仿石效果，不是由坯体色形成图案，由于釉层色料成本高，不可能印刷很厚，而且印刷太厚如达2mm-8mm厚度时，就会产生表面严重不平，无法使用。而且由于釉是呈玻璃相状态，易裂、易碎，成本又高，更不适合印刷太厚，加之玻璃相状态的釉层韧性差，比较坯体色而言，就是相同的厚度，耐磨度差2-5倍以上。所以，一般印刷厚度在0.1mm-0.3mm的仿古砖一旦在人流量大的地方应用，图案层将会很快被磨去或部分磨去而使图案不完整，失去了地面美观的完整性。

一切本技术领域人员都知道，色彩最为丰富的是色釉料，即仿古砖或彩釉砖的表现力，几乎可以作出自然界一切色彩；其次是坯体色，它也可以制作出较好的红、兰、绿、黑、紫、青、橙或深或浅的色调。但渗花色是采用醋酸盐烧成还原为硅酸盐制造方法，由于必须要先能经溶解才能渗入砖坯的缝隙中，所以限定了其色彩对鲜艳的或深色的红、黑、兰、绿、青、紫等色不能制作出来，但如采用强溶制造方法会对印花的工具造成损坏而且有环保影响，不可进行大生产，而因成本十分高昂也没有生产应用价值。

而且，在本发明人的原制造方法的发明上，因为以前本人在先技术中采用图案模具格栅在制品上部成型预定图案的坯体色图案时，制造方法上常出现的由于布料时有一个必须的对上层粉料的刮平动作，所以就会把表层3mm-5mm厚度的粉图案刮乱，又由于推粉架向压机推动时会由于图案格栅平面下部的不可避免的缝隙位而漏失图案粉料在推料架平台上，而形成了图案缺花，凹凸变化等因素；因为以前本人先有技术中采用图案模具格栅在制品上部成型预定图案的坯体色图案时，制造方法上常出现的由于格栅移动时漏料而形成的图案粉料混乱，进而形成即使在抛光时加刮1mm-2mm深度也还是有图案不完整一部图案表现不出来造成次品、废品，同时因抛刮的深度太深形成了因表层和内层烧成度不一样的后期变形产生废次品的问题。这些制造方法问题，使砖坯的表层在烧成后就出现坯体色的完整的预定图案不能成为可能。更为重要的是，在坯体色的制造方法中，由于模具图案格栅不能太小太窄，如2cm²的空孔位和2mm宽的图案缝隙则是不可行的，因为含有一定水份的粉料会在生产中经几十次重复就会粘堵了图案模具的缝或孔。在色彩丰富和图案精细上，绝对不如施釉印刷制造方法和抹扫釉制造方法的仿古砖(具有仿石效果的瓷质装饰板材)图案精细美妙。

在现有的瓷质砖的制造工艺中，其所使用的生产装置主要包括陶瓷冲压压机、冲压模的上冲头、冲压模的平台板、冲压模下模蕊、可前后运动的料车、制作预定彩色图案的图案模具格栅。在实际制造过程中，图案模具格栅在进入压机平台和冲压模下模蕊之前，是如同一切陶瓷喂料推料架一样，都由一块大型的料车平台板作垫板，料车的运动中运载或各色图案粉料的粉料格栅或图案模具格栅都是贴着料车平台板向冲压模框运动的，由于色料是随料车运动，所以色料会出现二个问题，其一是由于底部不可能十分密合，所以一部分图案中的规定色区的色料会从下面的缝中漏到其它规定的色区中去，使底部色区色混乱；其二，由于料车的快速运动，色区中推动的反方向图案格板上推着粉料的区域和没有推着粉料的中间和前面的粉料部分会出现凹状和山丘状，这是业内共知的工艺现象。但这在没有图案区的普通瓷质砖生产中没有影响，因为其粉料只要进入了冲压模框内，对上部刮平就行了，而这在生产有预定三维坯体色图案的产品时就会出现问题，即因漏料后造成的上表面出现凹下部分的色区预定色粉料不够，只能在刮平时自然地由其它色粉料刮填在表层。所以必然导致出现了图案不完整的问题；又由于对取用上层的图案，而又必须有一个如同一切布料机的刮平工艺(这是一切陶瓷压砖机必须的，如果不刮平，就会产生粉料的致密度不一致，进而造成制作中半成品会在干燥工艺、烧成工艺中出现缝裂、边裂、变形等引起废品问题，所以刮平工艺是瓷质砖生产的必须工序)，这就必然会把上部图案刮混3-5mm，更必然会加大烧成制品在以后的刮平、抛光工序的深度，上面表层才会出现较完整的图案。也就是说如果要解决此问题，有时只有加大刮抛深度达1.5-2.5mm(因为陶瓷粉料和砖坯的压缩比为2∶1，所以刮乱层厚度若为3-5mm，则砖坯和烧成品的刮乱层厚度为1.5-2.5mm。)，才能把混料的凹坑部分的不准确图案混色区和布料时刮平工艺拉花的上面部图案区刮平抛掉，这又加大了成本，而且有的部分刮抛去2.5mm深度也刮抛不出完整的图案形状，造成废次品。而且又因为瓷质砖表层和内层烧成度不同所以吸水率不一致，对有高硬度特征的瓷质砖，只要刮深2mm以上，就会产生后期变形的问题，这是业内公知的工艺问题，由此又会产生质量问题，增加了废次品。

有鉴于上述现有多项先有发明技术中的缺陷和不足之处及现有仿古砖的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年的丰富务实经验及专业知识，积极加以研究创新，以期能克服先有发明和现代仿古砖的缺陷，在解决了复杂的生产方法问题后，现在终于创新性地设计出有实用价值的本发明。

本案申请人是实际生产制造仿天然石材的装饰板材的研发者，发展此类产品已有数年丰富经验，对于现有的本人的发明的坯体色图案仿天然石材装饰板材结构及现有仿古砖技术产品所存在的问题及缺陷相当了解，而本发明即是根据上述缺陷研究开发而创设的，其确实能达到预期的目的及功效，不但在空间结构型态上确属创新，在制造方法方法上，为解决制品表层和三维空间坯体色图案的完整性一次制造方法完成也有根本性的提升和创新，使新颖性和实用性成为可能，而且和现有的装饰板材比较确实具有相当的创新功效，比较现有产品更具有技术进步性及实用性，并产生了好的实用的优良功效，确实具有实用性。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的三维仿石板材存在的缺陷，而提供一种新型结构的金刚三维石，所要解决的技术问题是使其在制品的表面层的釉料中加入金刚砂，使其具有更好的防滑性，且以印刷釉方式制作的较薄的图案釉层的三维石板材具有更厚的坯体色图案层，由于坯体色图案层通体耐磨从而使其图案具有不变，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的三维仿石板材的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的金刚三维石的制造方法，所要解决的技术问题是使其制造设备中设有一平面抽板装置，并在制造过程中料车有一相对停顿时间，在这段时间内拉开平面抽板装置，使各色区粉料在不改变图案区位置的情况下，准确而快速地垂直向下落入压机冲压模框内，保持底部图案的完整性，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种金刚三维石，是瓷质材料的制品，其由最少2种-10种明显可区分的坯体色图案组成；其每种色最少有1-10000块面积为2cm²到0.5m²而厚度达2mm-30mm的坯体色图案区，其特征在于：在制品表层有一层占制品表面积0.1％-100％的含有20到8000万金刚砂颗粒的釉料图案层。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的金刚三维石，其中所述的坯体色图案区至少有一个图案的一个角的角度在5°-60°之间；而且从制品的最少一个侧剖面来看，其中最少有一个色区的一块彩色图案与其它色区的图案块之间相交的交界线，是从制品表面垂直向下的，其偏离垂直线的误差在±30°之内。

前述的金刚三维石，其中所述的坯体色图案区最少有一种色的2块坯体色图案面积较另一色的最少2块坯体色图案面积差异比例达1∶2到1∶50倍。

前述的金刚三维石，其中所述的釉料图案层是凹陷状，其深度达1mm-8mm，其面积达制品表平面的10％-80％，其凹下的釉料图案层含有20-8000万金刚砂颗粒。

前述的金刚三维石，其中所述的表层中在任一直径5cm的距离的范围内都有一块凹下的含金刚砂粒的釉料层。

前述的金刚三维石，其中所述的表层还包括：坯体色图案区之外的，由渗花色工艺而烧成的渗花色图案区。

前述的金刚三维石，其中所述的坯体色图案区具有由1-5种颜色、5-1000个面积在1cm²-20cm²、并具有微粉料特征的长度在1cm-5cm以内，长宽比为1∶1-1∶3的呈内凹月牙形状的、多边形的图案，该内凹月牙状最突出的二个端点连成的直线与其内凹部最凹点的距离为1.5mm-30mm。

前述的金刚三维石，其中所述的位于表层的坯体色图案区的10％-95％为抛光的表平面。

前述的金刚三维石，其中所述的釉料图案层是金色或银色的金属色釉层。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种金刚三维石制造方法，其特征在于其包括以下步骤：(1)、准备图案格栅模具和下部的抽板装置；(2)、把准备好的各色瓷质粉料装入预定图案位置的图案格栅模具之中；(3)、当推粉架上的装有各色瓷质粉料的图案模具格栅向压机运动，并经过冲压模具平台板，到达冲压模具的上冲头之下和冲压模具下模蕊之上的图案所需的准确的预定垂直投影叠合位置时，立即停止运动；(4)、然后使冲压下模蕊下降形成压机冲压模框，同时在0.1秒-6秒的时间内完全拉开图案模具格栅之下的托粉料抽板装置，使有规定图案特征的各色粉料按图案模具格栅的规定区域准确地向下落入冲压模框之内；(5)、然后，推粉架退出压机，回位到下一轮准备位置，使冲压模具上冲头下压，使冲压模框中之下背面方向形成具有清晰可辨特征的规定的三维图案瓷质坯体色的砖坯半成品；(6)、将此半成品经干燥工艺，再对所需预定图案区的表层施以彩色釉层；(7)、再经由陶瓷制品的烧成工序。

为实现本发明的技术方案，就必须在工艺上必备先有技术的瓷质砖布粉料工艺中的陶瓷冲压压机、冲压模的上冲头、冲压模的平台板、冲压模下模蕊、可前后运动的料车、制作克隆预定彩色图案的最少不同的二个色的各1-10000块和预定产品图案形状一致的平面板状的图案模具格栅，作为规定各色粉料的图案形状位置的关键性工具外，还必须加设一个紧贴图案模具格栅下部的可以移动的其上平面部为平板状的、托着图案模具格栅上各规定的彩色图案粉料区中的彩色瓷质砖粉料的抽板装置。其制造工艺程序是：(1)、当推粉架上的装有各色瓷质粉料的图案模具格栅向压机运动，并经过冲压模具平台板，到达冲压模具的上冲头之下和冲压模具下模蕊之上的图案所需的准确的预定垂直投影叠合位置时，立即停止运动；(2)、然后使冲压下模蕊下降形成压机冲压模框，同时在0.1秒-6秒的时间内完全拉开图案模具格栅之下的托粉料抽板装置，使有规定图案特征的各色粉料按图案模具格栅的规定区域准确地向下落入冲压模框之内；(3)、然后，推粉架退出压机，回位到下一轮准备位置，使冲压模具上冲头下压，使冲压模框中之下背面方向形成具有清晰可辨特征的规定的三维图案瓷质坯体色的砖坯半成品；(4)、将此半成品经干燥工艺，再对所需预定图案区之表层施以金刚三维石的彩色釉层；(5)、再经由陶瓷制品的烧成工序。

采用了图案模具格栅的辅助装置平面抽板托垫后，在料车向前运动时图案模具的各色区粉料被下面平面抽板托着，和料车一起向前运动，而不是粉料被格栅从后面推动，所以各色粉料不会从下面的缝隙中漏跑到后面的其它区格栅模具区去，也不会因推动力、不会因格栅图案垂直板面与粉料的远近而形成表平面凹凸不平的山丘状态，所以会在运行中十分平稳；又由于在到达预定的冲压模框即冲压模蕊上部时，虽然平面抽板紧贴图案模具格栅快速抽开，会有一点对上面载承的各色区粉料有一点磨擦力，但是由于拉开速度快，而且粉料本身没有运动，所以各色粉料基本上都是因重力而全部垂直落入图案的模具格栅限定的预定区域，并且底部图案的完整性很好，不会如同料车推动各色区粉料而出现的各种丘状堆起和下凹及大量从下部缝隙中向后漏滑的色区粉料形成加剧的凹凸状和色彩混乱的问题。正确地实施本发明工艺，背底面的图案在烧成后，立即全部都十分清楚地显现出来，即可以生产亚光坯体色图案的产品。

本发明的提出技术方案可以不经过对图案表层刮平工艺，就能实现通体三维坯体色图案制品可以一经砖坯压制后，立即干燥、烧成，就能得到制品表平面和制品三维空间同具一样的彩色预定图案产品。这为本发明在砖坯阶段，即在没有烧成前就可以进行印刷釉工艺，从而提供了技术支持的可行性。此工艺的创新，形成了可以构思和创新在坯体图案的基础上组合金刚三维石的印刷工艺形成全新功能的发明专利产品。

本发明提出的金刚三维石，还在表平面一些图案区域设计为下凹1mm-8mm，可以使凸起部分为经常被踩踏受磨的受力部分，但由于这部分是坯体图案，即使磨掉1mm-2mm厚度制品一样有图案存在，而在踩磨时制品凹下部分的金刚砂部分是不易被踩磨受力的，所以凹下部分的金刚砂也是不易被磨掉的，从而达到长期踩磨的情况下，制品表面依然有图案，而且防滑效果也依然存在。又加上采用对凹下的含金刚砂部分每5cm距离都有多边包围的设计(一般人的鞋的长、宽都不会小于5cm)，使每一次人的踩踏都会受力在凸起部分，而每一次踩磨都会踏上凹下的部分，从而使装修在地面的制品在行人踩踏上的每一步都有防滑作用，而由于凸起部分是三维坯体色图案，从而不怕多年磨损而缺失图案。凸起部分比印刷仿古砖强数十倍到近百倍的耐磨寿命。而且凹下部分的金刚砂层还会因没有作为主要受力部分，将会大部留存，所以可以图案不变，一样防滑且寿命数十倍提升。如果凹下的深度超过1mm，达1-8mm，其保持各种特性的寿命会更长，这特别适用于人和车可混行的广场、道路场所。

借由上述技术方案，本发明金刚三维石及其制造方法至少具有下列优点：

1、本发明提出的金刚三维石，其在制品的表面层的釉料中加入金刚砂后，使制品有更好的防滑性，而且含金刚砂粒的釉层的耐磨性也大大优于普通的釉层，加之金刚砂粒的多种角度菱面在光线反射下呈现跳跃反光，具有金属般光泽。本技术领域的人员都知道，制品表层加有金刚砂的，即使是在有肥皂水的情况下，人踩踏在制品表面上都不会打滑。

2、本发明提出的金刚三维石，其既具有一定色彩表现力又具有耐磨的特征。一切本技术领域人员都知道，色彩最为丰富的是色釉料，即仿古砖或彩釉砖的表现力，几乎可以作出自然界一切色彩；其次是坯体色，它也可以制作出较好的红、兰、绿、黑、紫、青、橙或深或浅的色调。但渗花色是采用醋酸盐烧成还原为硅酸盐工艺，由于必须要先能经溶解才能渗入砖坯的缝隙中，所以限定了其色彩对鲜艳的或深色的红、黑、兰、绿、青、紫等色不能制作出来，但如采用强溶工艺会对印花的工具造成损坏而且有环保影响，不可进行大生产，而因成本十分高昂也没有生产应用价值。而本发明就是由于制造方法上的创新突破，形成了使坯体色有一定色彩表现力的低成本而且有厚度能耐磨的特征，能和釉料色印刷精细的高度色彩表现力二者有机组合，形成了新的功能的发明产品。

3、本发明提出的金刚三维石，其以印刷釉方式制作的只有0.05mm-0.2mm厚度的图案釉层图案能组合上有2mm-30mm厚度的坯体色图案层，达到使本发明的金刚三维石的总体图案不怕磨损的，根本性超越现代仿古砖的目的。尤其以本发明制成砖块和大板面制品用于广场、过道、梯级、商务大厅、大堂及门厅入口等人流量大或人流频率高，即用于易被踩磨损的地方有显著功效。也就是说，如果把印刷釉层磨掉一些部分，对现代印刷工艺的仿古砖而言被磨的地方没有了图案，其整体表面图案会面目全非，也就完全没有了整体图案装饰的效果。而如果是本发明，由于坯体图案的厚度是根本不易被磨掉的，即使是部分印刷图案的部分有些被磨去，但整个制品多数图案总体是完好的，尤其是在仿古彩釉层的下部，制造的是同一色的坯体色层，即使是印刷彩色层被磨损，但坯体色根本不易磨掉，所以图案的完整性仍然是很好的。

4、本发明提出的金刚三维石，还在表平面一些图案区域设计为下凹1mm-8mm，可以使凸起部分为经常被踩踏受磨的受力部分，但由于这部分是坯体图案，即使磨掉1mm-2mm厚度制品一样有图案存在，而在踩磨时制品凹下部分的金刚砂部分是不易被踩磨受力的，所以凹下部分的金刚砂也是不易被磨掉的，从而达到长期踩磨的情况下，制品表面依然有图案，而且防滑效果也依然存在。

5、本发明提出的一种新的金刚三维石的制造方法，使预定的三维坯体色图案能不经过后加工的刮平工艺，而在烧成后立即出现制品的表层和三维空间的完整的预定彩色图案，节省了制造程序，并且节约了原材料，同时降低了废品的产出率，提升了合格产品的产出率。

附图说明

图1是本发明金刚三维石法实施例的尺寸为1000mm×1000mm的制品的平面图案结构示意图。

图2是本发明金刚三维石实施例的尺寸为1000mm×1000mm的厚度为20mm的制品的剖面局部图案结构示意图。

图3是本发明金刚三维石制造方法实施例中装载各色预定彩色粉料的图案模具格栅的平面示意图。

图4是本发明金刚三维石制造方法实施例中装载各色预定彩色粉料的图案模具格栅的剖面局部示意图。

图5是本发明金刚三维石制造方法实施例的载有各色粉料预定所需图案模具格栅完全进入压机的上冲头之下的垂直投影位置和下模蕊之上时的三者正确叠合的垂直投影示意图。

图6是本发明金刚三维石制造方法实施例的载有各色粉料预定所需图案模具格栅之下紧贴其之可抽动并且上部为平面板的抽板装置，并表示其进入了压机冲压模上冲头之下的垂直投影位置和没有下降的冲压模下模蕊之上的预定图案所需的正确叠合垂直投影位置时的侧面剖面示意图。

图7是本发明金刚三维石制造方法实施例的载有各色粉料预定所需图案模具格栅之下紧贴其可抽动并且上部为平面板的装置，并表示其进入了压机冲压模上冲头之下的垂直投影位置和冲压模下模蕊之上的预定图案所需的正确叠合垂直投影位置时，运料车及图案模具格栅停顿0.1-6秒钟，冲压模之下冲压模蕊下降，同时紧贴图案模具的平面板向后抽动拉开，使各色粉料按预定图案区的设计，准确、完整地落入冲压模蕊下降后形成的冲压模框中时，此时状态的侧面剖面示意图。

图8是本发明金刚三维石制造方法实施例的布料车已退出压机的状态，载有各色粉料预定所需图案模具格栅之下紧贴其可抽动并且上部为平面板的抽板装置已回位，上冲头下压，把有预定图案的粉料压紧形成有一定强度、密度的有预定图案特征的坯体三维图案预制砖坯时的示意图。

图9是本发明金刚三维石制造方法实施例对形成的有预定图案特征的坯体色三维图案预制砖坯的表层印刷金刚三维石含有金刚砂的灰黄色釉料和含有金刚砂的暗棕色釉料的印刷工序示意图。

1：米黄色瓷质材料图案区

2：黄色金刚三维石釉料

3：暗棕色釉料层

102：灰黄色的瓷质材料烧结图案区

103：暗棕色瓷质材料烧结图案区

191：米黄色粉料图案区

192：灰黄色粉料图案区

193：暗棕色粉料图案区

4：图案模具格栅

5：彩色粉料砖坯

6：抽板装置

7：冲压下模蕊

8：图案模具格栅

9：横梁

10：下机座

11：上冲头

12：冲压模框

13：平台板

14：推料架

15：布料车

16：上冲头平面四个边线位置的垂直投影

17：图案模具格栅内侧四边线位置的平面垂直投影

18：陶瓷压机冲压下模蕊平面四个边线位置的垂直投影

19：下模座

20：基座

21：丝网印刷网框

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种金刚三维石及其制造方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，是本发明金刚三维石的实施例的尺寸为1000mm×1000mm的制品的平面图案结构示意图。大黑点部分图案区表示米黄色瓷质材料图案区1，黑色部分图案区表示为表层的含有金刚砂粒的灰黄色金刚三维石釉料2；小黑点部分图案区表示为表层的含有金刚砂粒的金刚三维石暗棕色釉3。各个图案区的数量以及组合方式是根据设计的不同而有所变化，其影响的是金刚三维石的图案，但对于本发明的技术方案本身没有实质影响，也就是说其图案区的数量可以在2-10种的范围内任意选择，其各个图案的形状和组合位置关系可以根据本领域技术人员的具体设计而定。上述的大黑点部分米黄色瓷质材料图案区1是坯体色图案区，其每一块图案区的面积为2cm²到0.5m²而厚度达2mm-30mm。

请参阅图2所示，是本发明金刚三维石实施例的尺寸为1000mm×1000mm的厚度为20mm的制品的横截面局部放大部分结构示意图。大黑点部分图案区表示米黄色瓷质材料图案区1；黑色部分图案区表示为表层的含有金刚砂粒的灰黄色金刚三维石釉料2；小直线部分图案区表示为含有金刚砂粒的金刚三维石暗棕色釉3；黑色部分釉料2和小直线部分暗棕色釉3是凹陷于制品表平面1mm或者更多，最多可以凹陷表平面8mm，所有的凹陷部分的面积总和占全部表平面的10-80％，较佳的为40-60，并请参阅图1所示，其凹陷面积为总表平面的75％；小黑点部分图案区表示含有金刚砂粒的暗棕色瓷质材料烧结区103；斜线部分图案区表示灰黄色瓷质材料烧结区102。其中，由黑色部分图案区釉料2、小直线部分图案区釉料3和小黑点部分图案烧结区103构成的金刚三维石制品表层的釉料图案层占制品表面积0.1％-100％，其含有20-8000万金刚砂颗粒。而且每5cm的距离内有一块由凸起部分多面或全面包围的凹下的含金刚砂粒的釉料层。其凹下的图案区有金色或银色的金属色釉层。

从制品的最少一个侧剖面来看，其中最少有一个色区的一块彩色图案与其它色区的图案块之间相交的交界线，是从制品表面垂直向下。因坯体色图案在制作时是将各相应图案的坯体色原料通过图案模具落入冲压模框中冲压而成的，所以其各图案块之间的交界线是从表面向下垂直的，即使有误差使交界线从表面向下不完全垂直，一般也在±30°之内。

本发明的再一实施例中，其最少有一种色的2块坯体色图案面积较另一色的最少2块坯体色图案面积差异比例达1∶2至1∶50倍，较佳的为1∶10至1∶30倍。

在又一实施例中，在坯体色图案层中有1种或1-5种颜色、由5-1000个面积在1cm²-20cm²、并具有微粉料特征的长度在1cm-5cm以内，长宽比为1∶1-1∶3的呈内凹月牙形状的、多边形的图案，该内凹月牙状最突出的二个端点连成的直线与其内凹部最凹点的距离为1.5mm-30mm。

釉料图案层出的面积的表面的图案部分的10％-95％为抛光平面；制品的表层存在坯体色图案区之外的，由渗花色工艺而烧成的渗花色图案区。

请参阅图3所示，是本发明金刚三维石实施例制造方法中所必需的装载各色预定彩色粉料的图案模具的平面示意图。粗黑线部分表示钢质图案模具格栅4的平面俯视位置；大黑点部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的米黄色瓷质粉料191；小黑点部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的暗棕色瓷质粉料193；斜线部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的灰黄色瓷质粉料192。

请参阅图4所示，是本发明金刚三维石制造方法实施例制造工艺中所必需的装载各色预定彩色粉料的图案模具格栅及紧贴下部的上部为平面状的抽板装置在布料车上的剖面局部示意图。粗黑线部分表示钢质图案模具格栅4的剖面局部位置；大黑点部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的米黄色瓷质粉料191；小黑点部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的暗棕色瓷质粉料193；斜线部分表示置放在钢质图案模具格栅的预定形状之内的灰黄色瓷质粉料192；十字交叉线部分表示承载粉料的平板抽板装置6。

请参阅图5所示，是本发明金刚三维石制造方法实施例的载有各色粉料的图案模具格栅完全进入压机的上冲头之下和下冲头之上的三者叠合位置的投影示意图。靠最内部的四边形的四个边的部分是上冲头的平面板四个边线的垂直投影16；最外部的四边形的四个边的位置是载有各色粉料的平面板状钢质模具格栅的内框四个边线部分的垂直投影17；中间的四边形的四个边的部分是冲压下模蕊的四个边线的垂直投影18。

图6是本发明金刚三维石制造方法实施例各设备要素及位置状态示意图。在压机冲压前，推料架准确到位时，载有各色粉料的图案模具格栅8之下，有紧贴其的可抽动的上部为平面板的抽板装置6，该图表示在布料车15之上的可移动的推料架14，处于停顿时，压机冲压模的上冲头11没有下降，且冲压模下模蕊7和图案模具格栅8处于预定图案所需的正确垂直投影叠合位置。从图可见，冲压模具的台面平台板13和没有下降之下模蕊7处于同一平面位置；标号9表示支撑冲压模上冲头的陶瓷压机的横梁；标号10表示陶瓷压机的机座；标号19表示陶瓷压机的下模座。

图7是本发明金刚三维石制造方法实施例的各设备要素及位置状态示意图。从图可见，布料车15上的推粉料车14没有移动，而冲压模之下模蕊7已经下落入下模座19之内，其上平面与冲压模具台面平台板13内侧之间形成了冲压模框12，平面板状的抽板装置6已经快速退后，使图案模具格栅4中的各色粉料按预定图案位置准确垂直地落入冲压模框12中；标号9表示支撑冲压模上冲头的陶瓷压机的横梁；标号10表示陶瓷压机的机座；标号11表示陶瓷压机的冲压模的上冲头。

图8是本发明金刚三维石制造方法实施例的各设备要素位置状态的剖面侧面示意图。从图可见，布料车15上的推粉料车14已经退出冲压模之外，进入准备下一个载图案粉料之动作的位置，而且图案模具格栅4下部之平板状的抽板装置6已经回到其下部，而垂直下落的进入冲压模框中的预定图案区各色粉料，由于冲压模上冲头11的下压，已经压缩成为有预定图案特征的砖坯5。从图可见，冲压模下模蕊7下落入下模座19之内，其上平面与冲压模具台面平台板13内侧之间形成的冲压模框，在其中存在有预定图案之砖坯5；标号9表示支撑冲压模上冲头的陶瓷压机的横梁；标号10表示陶瓷压机的机座。

图9是本发明金刚三维石制造方法实施例的各设备要素位置状态的剖面侧面示意图。标号2表示为表层的含有金刚砂粒的灰黄色金刚三维石釉料；标号3表示为表层的含有金刚砂粒的金刚三维石暗棕色釉；标号191表示为瓷质产品的没有烧结的米黄色粉料图案区；标号192表示为瓷质产品的没有烧结的灰黄色粉料图案区；标号193表示为瓷质产品的没有烧结的暗棕色粉料图案区；标号20表示印刷金刚三维石用的丝网印刷机架的基座侧剖面示意图；标号21表示印刷金刚三维石用的丝网印刷网框的侧面示意图。从图可见，一块有预定图案区的经压机压制的粉料砖坯(没有烧成前的半成品)，处于丝网印刷网框21之下，灰黄色192瓷质粉料图案区之上，印刷了一层含有金刚砂粒的灰黄色金刚三维石釉料层2；其暗棕色193瓷质粉料图案区之上，印刷了一层含有金刚砂粒的暗棕色金刚三维石釉料层3；其米黄色191瓷质粉料图案的上层，也可见印刷了局部的含金刚砂粒暗棕色金刚三维石釉料层3。

实施例

现将本发明一种金刚三维石及其工艺方法以实施例进一步说明，其制造过程包括以下一些步骤：

(1)首先，准备好瓷质米黄色粉料为第一组；第二组灰黄色瓷质粉料，第三组为暗棕色瓷质粉料，把三组材料分别装入三个容器之中；

(2)接着准备好一条瓷质砖生产所需的干燥窑、烧成窑、一台陶瓷压机及所需的冲压模具、布料车、推粉架，并特别在推粉架上安装上一套规定的如图3和图4所示的金刚三维石图案形状的图案模具格栅4，其紧贴下平面安装有可承载各色粉料的可移动的上部为平面状的抽板装置6，此时把以上三个容器置于图案模具格栅之上，使各色瓷质粉料按图3所示的图案区，其中第一组米黄色粉料落入模具图案区191，第二组灰黄色瓷质粉料落入模具图案区192，第三组暗棕色瓷质粉料落入模具图案区193。具体方法可以用管道把三个区的原材料同时落入、注入、装入各自的图案格栅区域，也可以采用复合模板分三次落入、注入、装入每一图案格栅区域。

(3)再接着，如图6所示，用布料车15上的推粉架14将载有各种色粉料在预定所需的图案区的图案模具格栅4和承载粉料的紧贴图案模具格栅下部的抽板装置6一起，向压机推进，使其处于压机冲压模具上冲头和压机冲压模具下模蕊之间的正确垂直投影叠合位置(如图6和图5所示)，并立即停顿下来。

(4)然后，如图7所示，在停顿的时间内，冲压模下模蕊平面立即下降，并且与模具台面平台板13的内侧形成一个模具的冲压模框12，同时紧贴图案模具格栅的下部的抽板装置6快速向后抽拉开，使其中的各色粉料在图案模具格栅4的形状规定之下垂直地并保持图案形状地落入了冲压模框12之内。在这个关键工序上，保持相对停顿状态十分重要，这种上冲头、图案模具、下模蕊的正确垂直投影的叠合位置，是预定图案粉料垂直下落而图案位置不会变化的关键，为解决料车运动惯性和拉开抽板平面板装置的时间过程，制作大板面制品的停顿时间应在0.1-6秒，制作小板面制品的停顿时间也应在0.1-2秒，此为较好的工艺参数范围。而且由于料车的惯性，形成影响叠合的移动一定要控制好，确保预定图案的各色粉料能有效地准确落入到冲压模框之内。

(5)再然后，如图8所示，先使布料车15上面的推粉架14退出冲压模之外，准备下一个载图案粉料的动作，并马上使冲压模的上冲头11向下垂直下压，压入冲压模框之中的预定图案之各色粉料，使之成为有预定三维坯体色图案的半成品砖坯。

(6)再一步骤，把砖坯正背面翻转过来，使背面的预定图案向上，如图9所示，第一次送入一个丝网印刷机的有预制图案的网框21之下，在灰黄色瓷质粉料192的图案区上部，印刷一层有预定图案的金刚三维石的含有金刚砂粒的灰黄色釉料层2；第二次送入一个丝网印刷机的有预制图案的网框21之下，在暗棕色瓷质粉料193的图案区上部和米黄色瓷质粉料191图案区上部，印刷一层有预定图案的含有金刚砂粒的暗棕色金刚三维石釉料层3。这里要说明的是，为了使制品表平面图案层出现预定区域凹下1mm的预定图案之范围，以便印刷含金刚砂粒的色釉，必须对冲压模下模蕊按所需的图案位置预制为凸1mm的凸模，这是本领域人员都了解的常识。

(7)把以上半成品经过瓷质砖的干燥和经陶瓷烧成窑烧制，就得到了本发明制品金刚三维石。

本领域的技术人员可以理解，如果结合常规先有技术采用二次布料工艺，先在冲压模框中布入20％-95％左右厚度的预定图案粉料，再在其上面布入普通粉料，则可以得到二次布料的半通体坯体色图案制品，需制作这种要求的制品时可以节约一些色料成本。

本领域的技术人员可以理解，形成上述红、黄、白、蓝、黑、绿、橙、紫等不同色的硅酸盐砖坯体色图案块可以例如通过采用或加入Fe₂O₃、Na₂O、V₂O₅、CoO、MnO₂、Cr₂O₃、CuO等来实现。

以上所述，仅是为了说明本发明的较佳优选实施例而已，然而其并非是对本发明的限制，任何熟悉本项技术的人员可能利用上述提示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，都可以按不同要求的图案和性能实施制作一种金刚三维石及其工艺方法。可见，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种金刚三维石，是瓷质材料的制品，其由最少2种-10种明显可区分的坯体色图案组成；其每种色最少有1-10000块面积为2cm²到0.5m²而厚度达2mm-30mm的坯体色图案区，其特征在于：在制品表层有一层占制品表面积0.1％-100％的含有20到8000万金刚砂颗粒的釉料图案层。

2、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的坯体色图案区至少有一个图案的一个角的角度在5°-60°之间；而且从制品的最少一个侧剖面来看，其中最少有一个色区的一块彩色图案与其它色区的图案块之间相交的交界线，是从制品表面垂直向下的，其偏离垂直线的误差在±30°之内。

3、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的坯体色图案区最少有一种色的2块坯体色图案面积较另一色的最少2块坯体色图案面积差异比例达1∶2到1∶50倍。

4、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的釉料图案层是凹陷状，其深度达1mm-8mm，其面积达制品表平面的10％-80％，其凹下的釉料图案层含有20-8000万金刚砂颗粒。

5、根据权利要求4所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的表层中在任一直径5cm的距离的范围内都有一块凹下的含金刚砂粒的釉料层。

6、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的表层还包括：坯体色图案区之外的，由渗花色工艺而烧成的渗花色图案区。

7、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于在其中所述的坯体色图案区具有由1-5种颜色、5-1000个面积在1cm²-20cm²、并具有微粉料特征的长度在1cm-5cm以内，长宽比为1∶1-1∶3的呈内凹月牙形状的、多边形的图案，该内凹月牙状最突出的二个端点连成的直线与其内凹部最凹点的距离为1.5mm-30mm。

8、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的位于表层的坯体色图案区的10％-95％为抛光的表平面。

9、根据权利要求1所述的金刚三维石，其特征在于其中所述的釉料图案层是金色或银色的金属色釉层。

10、一种金刚三维石制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

(1)、准备图案格栅模具和下部的抽板装置；

(2)、把准备好的各色瓷质粉料装入预定图案位置的图案格栅模具之中；

(3)、当推粉架上的装有各色瓷质粉料的图案模具格栅向压机运动，并经过冲压模具平台板，到达冲压模具的上冲头之下和冲压模具下模蕊之上的图案所需的准确的预定垂直投影叠合位置时，立即停止运动；

(4)、然后使冲压下模蕊下降形成压机冲压模框，同时在0.1秒-6秒的时间内完全拉开图案模具格栅之下的托粉料抽板装置，使有规定图案特征的各色粉料按图案模具格栅的规定区域准确地向下落入冲压模框之内；

(5)、然后，推粉架退出压机，回位到下一轮准备位置，使冲压模具上冲头下压，使冲压模框中之下背面方向形成具有清晰可辨特征的规定的三维图案瓷质坯体色的砖坯半成品；

(6)、将此半成品经干燥工艺，再对所需预定图案区的表层施以彩色釉层；

(7)、再经由陶瓷制品的烧成工序。

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