CN208263105U - 一种自动化坯体表面处理系统 - Google Patents

Abstract

本专利涉及陶瓷工艺及设备领域，公开了一种自动化坯体表面处理系统，所述系统分为基础区、着色区和功能区，包括依次贯穿所述基础区、着色区、功能区的输送平台和分别并列设置于所述基础区、着色区、功能区并位于所述输送平台上方的打印模组，所述基础区、着色区、功能区相距设置，所述基础区包括基础釉打印，所述着色区包括墨水打印，所述功能区包括保护釉打印。通过打印的方式替代传统的淋釉和喷釉可以实现精细化生产，釉料的使用量大幅度减少，釉料的利用率几乎达到100%，避免产生大量的废料，施釉过程精准到微米级别，不会造成对工作环境的污染。

Description

一种自动化坯体表面处理系统

技术领域

本专利涉及陶瓷工艺及设备领域，更具体地，涉及一种自动化坯体表面处理系统。

背景技术

陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。

经过成型工艺得到坯体后往往需要在坯体表面施加一层底釉后再用墨水印花，一来可以避免坯体大量吸收水分甚至烧裂，二来可以填补坯体表面的气孔提高其光洁度，由于底釉中含有稀土成分，还可以起到美化坯体表面、促进发色的作用。但是，现有技术中，底釉的施加一般采用淋釉和喷釉两种方式，淋釉是将釉浆抽入高位罐，通过釉槽和筛网格的缓冲作用，使釉浆通过光滑的钟罩均匀如瀑布一样覆盖在坯体表面的工艺；喷釉是用喷枪通过压缩空气使釉浆在压力的作用下喷散成雾状施加到坯体表面的工艺。不管采用淋釉还是喷釉的方式都离不开人工经验对施釉量的把控，施得太少，底釉层太薄起不到作用，施得太多，又不利于成本的控制，而且底釉层的均匀程度很难保证，为了避免坯体烧裂，施釉量至少要达到400g/m²左右。此外，除了施加到坯体表面的釉料外，还有大量的釉料在这个过程中被浪费并排放到环境中，无论是施釉过程还是排放过程都对环境造成严重污染，也不利于操作工人的身体健康。

为了提高陶瓷砖的耐磨性、防滑性和自洁性，印花工艺完成后一般会施加一层保护釉。有时候，为了提高触摸感，还会在施加保护釉之后用模具对其进行模压，但是这样形成的立体纹理效果与印花图案之间的重叠度往往很难保证，而且，经过模压会对保护釉形成局部挤压或拉伸，导致内应力的产生，即使烧结时没有裂开，得到的成品相对比较脆硬，一旦外力作用便很容易裂开。

现有技术中，坯体成型后需要经过施釉、印花等工艺处理后才能进入窑炉烧制得到成品，其中每个工艺都由不同的设备来完成，导致生产线复杂冗长，不利于品质管控和提升。

发明内容

有鉴于此，本专利为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种自动化坯体表面处理方法，改变传统处理方式，解决传统瓷砖坯体表面处理工艺高度依赖人工经验的问题，缩短整条生产线，减少对环境的污染。

为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：

一种自动化坯体表面处理方法，用打印机在坯体表面依次打印基础釉、墨水、效果釉和/或保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案。

本发明中基础釉主要用于承载墨水，防止墨水中的溶剂渗入坯体，导致坯体中水份含量提高而影响烧制、颜色发散。传统底釉中含有稀土成分，使得底釉在坯体上形成的釉层呈白色，即在坯体上形成白底。不同于传统底釉，基础釉中不含稀土成分，其成分与传统面釉的相同，只是功能不相同，传统面釉通常用在印花后的陶瓷表面，而本发明的基础釉是作为底釉使用，再通过打印白色墨水的方式直接在坯体上形成图案中的白色部分，大大节省了釉料成本。关键在于，对于通体砖，在完成磨边后不会产生釉层白线，提高了通体砖的档次。本发明中基础釉、墨水、保护釉都通过打印的方式依次施加到坯体表面，不同工序之间不需要进行转场，大大缩短了生产线、提高了生产效率。通过打印的方式替代传统的淋釉和喷釉可以实现精细化生产，釉料的使用量大幅度减少，釉料的利用率几乎达到100%，避免产生大量的废料，施釉过程精准到微米级别，不会造成对工作环境的污染。另外，所述基础釉、效果釉、保护釉等釉料效果墨水里最主要的成份有纳米超细研磨化的陶瓷熔块釉，其均匀的悬浮和分散在溶剂里形成釉料效果墨水。陶瓷熔块釉里除长石外，常见的尚有含硅酸盐类的氧化硅(高纯度石英砂)和氧化硼(硼酸盐)等帮助溶解，以及调节熔融的氧化铝。

假如喷孔发生堵塞等障碍无法向外喷釉，该喷孔对应的坯体表面便没有被基础釉覆盖，如果这种障碍是瞬时性的，坯体表面将会留下空白点缺陷，如果这种障碍是持续性的，坯体表面将会留下空白线缺陷，无论哪种缺陷都会导致坯体表面部分没有被基础釉覆盖。为保证基础釉能够完全覆盖坯体表面，防止墨水渗入坯体，所述基础釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。即使某一次打印中，某一喷孔发生堵塞等故障导致该喷孔所对应的坯体表面没有被基础釉覆盖，还可以通过其他次序的打印来弥补，降低部分坯体表面零基础釉的概率。从喷孔发生故障的概率和设备成本的平衡来看，所述基础釉最好分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置，每次打印50%的基础釉。

施加保护釉通常是最后一道施加液态处理剂的表面处理工序，假如因为喷孔堵塞等故障导致坯体表层出现空白点或空白线，烧制成型后将会在瓷砖上形成很明显的缺陷，导致废品的出现，为此，所述保护釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。即使某一次打印中，某一喷孔发生堵塞等故障导致该喷孔所对应的坯体表面没有被保护釉覆盖，还可以通过其他次序的打印来弥补，降低部分坯体表面零保护釉的概率。从喷孔发生故障的概率和设备成本的平衡来看，所述保护釉最好分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置，每次打印50%的保护釉。

效果釉是用以实现瓷砖表面特殊效果的釉料，例如剥开釉、下陷釉、闪光釉、金属釉等。施加效果釉之后一般还有在其上施加一层保护釉，但也不排除例外的情况。当施加效果釉成为最后一道施加液态处理剂的表面处理工序时，假如因为喷孔堵塞等故障导致坯体表层出现空白点或空白线，烧制成型后将会在瓷砖上形成很明显的缺陷，导致废品的出现。为此，所述效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。即使某一次打印中，某一喷孔发生堵塞等故障导致该喷孔所对应的坯体表面没有被效果釉覆盖，还可以通过其他次序的打印来弥补，降低部分坯体表面零釉料的概率。从喷孔发生故障的概率和设备成本的平衡来看，所述效果釉最好分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置，每次打印50%的效果釉。

通过打印的方式在坯体表面施加基础釉，能够保证基础釉被均匀地覆盖在坯体表面上形成基础釉层，施釉量也能够被准确控制，施釉量的大小决定了基础釉层的完整度和厚度，施釉量太小，釉滴打印到坯体表面时还没来得及晕开就干燥而固定，相邻墨滴之间形成孔隙导致基础釉层的不完整，进而给墨水留下下渗的机会；即使基础釉层完整，厚度太小也很难保证墨水不会下渗；施釉量太大又会导致成本增加。在保证基础釉层足以承载墨水的情况下，打印所述基础釉的釉量为50~100g/m²。

墨水打印形成的墨水层通常较薄，显现出来的颜色往往要比预期颜色淡，目标颜色较浅的，可以采用颜色稍微深一点的墨水来打印，但如果目标颜色比墨水能够达到的颜色还深，为了达到预期，可以采用墨水堆叠的方式，即打印两次墨水，但是墨水颜色通常比较昂贵，为此，本发明在打印之前向所述基础釉中掺杂相应的颜料是基础釉层呈现预期颜色或比预期颜色淡一点的颜色，再打印墨水形成墨水层，基础釉层与墨水层相互叠加达到与其颜色。对于目标砖面图案为由同一色系不同颜色形成的具有纹理的图案，也可以在基础釉中掺杂相应的颜料，再在部分地方打印墨水使砖面呈现深浅不一的纹理效果，还能够节省墨水的用量。

印花工艺虽然能够打印出诸如木纹的模拟自然纹理的图案，但其形成的图案属于平面图案，无论是视觉还是触感都不够逼真，现有技术通常在烧结之前采用模压的方式使其呈现自然纹理，提高触感，尽管如此，在视觉上图案依旧是平面的。而且模压法容易导致被挤压的釉层产生内应力，不利于瓷砖的使用寿命。为此，本发明采用堆叠打印的方式替代模压使瓷砖表面呈现自然纹理：具体为：在打印基础釉后用打印机打印用于形成立体效果的堆叠釉。打印机将堆叠釉逐层打印在基础釉层上后再打印墨水，形成的图案具有与堆叠釉一致的高低起伏，视觉触感俱佳，同时又避免了内应力的产生。本专利中，堆叠釉的成分与基础釉相同。

有些情况在瓷砖表面制造高低起伏的效果并不是为了使图案显得逼真，而是为了防滑而形成凹凸效果。现有技术一般是将在坯体表面需要凸起的地方先覆盖一层胶水，再将干粒洒上去，然后把没有被胶水粘住的多余的干粒吹走，最后进行烧结。不仅工序复杂，而且很难保证多余的干粒能够被全部吹走，烧结后便会留下瑕疵。为此，本发明采用打印的方式将干粒打印在坯体表面，具体为：在打印墨水后用打印机打印用于形成凹凸效果的干粒。既节省了工序又不会留下瑕疵。

本发明的另一个目的在于提供一种应用上述方法的自动化坯体表面处理系统，所述系统分为基础区、着色区和功能区，包括依次贯穿所述基础区、着色区、功能区的输送平台和分别并列设置于所述基础区、着色区、功能区并位于所述输送平台上方的打印模组，所述基础区、着色区、功能区相距设置，所述基础区包括基础釉打印，所述着色区包括墨水打印，所述功能区包括保护釉打印。

本发明的自动化坯体表面处理系统将用于基础釉打印的基础区、用于墨水打印的着色区、用于效果釉打印和/或保护釉打印的功能区布置在同一输送平台上，坯体从进入输送平台到离开输送平台的过程便完成了全部表面处理工艺可以直接进入窑炉烧结成型，相比于现有技术中每一道工序都要转到相应的设备上进行，既提高了生产效率，又缩短了生产线，有利于提高厂房的利用率。每一道工序都由打印机完成，因此每一次打印所需要的釉量或墨量都可以由机器精确控制，减少了对人工经验的依赖程度，有利于瓷砖生产的产业化。三个分区相距设置，相邻分区之间的间距给予前一道工序足够的干燥时间，也可以用于插入其他附加工序，可以适用不同要求的瓷砖打印，具有更高的灵活性。相邻分区之间的间距最好为1~10m。

前面提到喷孔不慎故障会导致基础釉或效果釉或保护釉打印不完整，最终导致产品质量的损失，严重情况下导致坯体烧裂或烧结得到的瓷砖成为废品，为此，所述基础区至少包括一对全幅面打印通道，基础釉分两部分分别从一对全幅面打印通道中的两支打印到坯体表面的同一位置，即使一对全幅面打印通道中的一支中的某一喷孔故障该喷孔所对应的坯体表面没有被基础釉覆盖，还可以通过该对全幅面打印通道中的另一支的打印来弥补，降低部分坯体表面零釉料的概率。所述功能区至少包括一对全幅面打印通道，效果釉和/或保护釉分两部分分别从一对全幅面打印通道中的两支打印到坯体表面的同一位置，即使一对全幅面打印通道中的一支中的某一喷孔故障该喷孔所对应的坯体表面没有被基础釉覆盖，还可以通过该对全幅面打印通道中的另一支的打印来弥补，降低部分坯体表面零釉料的概率。

全幅面打印通道设置在模组上，根据需要可以有不同的设置方式，为了方便操作最好采用如下方案：所述基础区、着色区和功能区分别设有若干打印模组，所述基础区和功能区的每个打印模组设有一对全幅面打印通道。

系统包括基础区、着色区和功能区三个分区而且各个分区相距设置，整个系统沿传送方向的跨度较大，为方便使用者监管打印效果并作及时调整，所述基础区、着色区、功能区分别设有用于控制所述系统的控制台，所述控制台除了能够控制该分区的打印、调整该分区的打印数据外，还可以控制整个系统或部分分区的开始和停止，当其中一个环节出现问题便于及时暂停避免进一步的损失；为方便生产线的管理，所述系统的一端设有用于控制所述系统的总控台，所述总控台可以控制各个分区。

由于整个系统沿传送方向的跨度较大，传输平台的长度也有较高的要求，但用来传送坯体的传送带的长度一般很难达到这个长度要求，为此，所述输送平台包括至少两个相互对接的传送机构。所述传送机构包括支架、设置于支架两端的主动辊和从动辊、环绕所述主动辊和从动辊的传送带。为保证坯体得到准确定位后传送到三个分区进行打印时都能够保持最初的准确定位，所有主动辊和从动辊都要保持平行，但是由于加工误差的存在，皮带两侧的周长通常是不一致的，即使强制张紧使其变形，运行过程中传送带会逐渐跑偏，坯体也会跟着跑偏，导致前后工序难以对应，影响瓷砖的质量。为此，所述传送机构还包括设置在主动辊和从动辊之间并与传送带接触配合的压辊，所述压辊两端分别活动连接于所述支架前后两侧，通过调节压辊两端或其中一端的高度以消除传送带两侧的周长差，使坯体始终沿同一直线运行，此外，传送带在安装过程中难免出现偏摆的情况，压辊的设置便于在安装过程中调整传送带的位置。

本专利与现有技术相比较有如下有益效果：本发明采用基础釉替代传统底釉，并采用打印的方式将基础釉施加到坯体表面，较传统施釉方式简单，施釉量大大减少，对施釉量的控制更为精准，釉料利用率几乎达到100%，施釉过程较为温和，不会造成严重的空气污染。基础釉、保护釉和效果釉都至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置，有效降低出现缺陷的概率。

附图说明

图1是自动化坯体表面处理系统的结构示意图；

图2是传送机构的结构示意图一；

图3是传送机构的结构示意图二

附图标记说明：基础区A，着色区B，功能区C，输送平台100，支架110，主动辊120，从动辊130，传送带140，压辊150，打印模组200，控制台300，总控台400。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。

方法实施例1

一种自动化坯体表面处理方法，用打印机在坯体表面依次打印基础釉、墨水、效果釉和保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案或效果釉形成的效果。所述基础釉、保护釉和/或效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。所述基础釉的施釉量为50g/m²。

方法实施例2

一种自动化坯体表面处理方法，先在基础釉中掺杂颜料，再用打印机在坯体表面依次打印基础釉、墨水、效果釉和/或保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案或效果釉形成的效果。所述基础釉、保护釉和/或效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。所述基础釉的施釉量为60g/m²。

方法实施例3

一种自动化坯体表面处理方法，用打印机在坯体表面依次打印基础釉、堆叠釉、墨水、保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案或效果釉形成的效果。所述基础釉、保护釉和/或效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。所述基础釉的施釉量为70g/m²。

方法实施例4

一种自动化坯体表面处理方法，用打印机在坯体表面依次打印基础釉、墨水、干粒、保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案或效果釉形成的效果。所述基础釉、保护釉和/或效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。所述基础釉的施釉量为80g/m²。

方法实施例5

一种自动化坯体表面处理方法，用打印机在坯体表面依次打印基础釉、墨水、保护釉，其中，所述基础釉用于承载墨水，所述墨水用于形成颜色或图案，所述效果釉用于形成效果，所述保护釉用于保护墨水形成的颜色或图案或效果釉形成的效果。所述基础釉、保护釉和/或效果釉至少分两次打印，并由打印机上的不同喷孔打印到坯体表面的同一位置。所述基础釉的施釉量为100g/m²。

系统实施例1

如图1所示，一种自动化坯体表面处理系统，分为基础区A、着色区B和功能区C，包括依次贯穿所述基础区A、着色区B、功能区C的输送平台100和分别并列设置于所述基础区A、着色区B、功能区C并位于所述输送平台100上方的打印模组200，所述基础区A、着色区B、功能区C相距设置，基础区A包括基础釉打印，所述着色区B包括墨水打印，所述功能区C包括效果釉打印和/或保护釉打印。

系统实施例2

作为系统实施例1的改进，所述基础区A至少包括一对全幅面打印通道（图中未示出），所述功能区C至少包括一对全幅面打印通道（图中未示出）。

系统实施例3

作为系统实施例2的改进，所述基础区A设有3个打印模组200、所述着色区B设有6个打印模组200，所述功能区C设有6个打印模组200，所述基础区A和功能区C中的每个打印模组200设有一对全幅面打印通道（图中未示出）。

系统实施例4

作为上述系统实施例的改进，所述基础区A、着色区B、功能区C分别设有用于控制所述系统的控制台300，所述系统的一端设有用于控制所述系统的总控台400。

系统实施例5

作为上述系统实施例的改进，如图2~3所示，所述输送平台100包括至少两个相互对接的传送机构，如图2所示，所述传送机构包括支架110、设置于支架两端的主动辊120和从动辊130、环绕所述主动辊120和从动辊130的传送带140、设置在主动辊120和从动辊130之间并与传送带140接触配合的压辊150，所述压辊150两端分别活动连接于所述支架前后两侧。

显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。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。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动化坯体表面处理系统，其特征在于，所述系统分为基础区、着色区和功能区，包括依次贯穿所述基础区、着色区、功能区的输送平台和分别并列设置于所述基础区、着色区、功能区并位于所述输送平台上方的打印模组，所述基础区、着色区、功能区相距设置，基础区包括基础釉打印，所述着色区包括墨水打印，所述功能区包括效果釉打印和/或保护釉打印。

2.根据权利要求1所述的自动化坯体表面处理系统，其特征在于，所述基础区至少包括一对全幅面打印通道，所述功能区至少包括一对全幅面打印通道。

3.根据权利要求2所述的自动化坯体表面处理系统，其特征在于，所述基础区、着色区和功能区分别设有若干打印模组，所述基础区和功能区的每个打印模组设有一对全幅面打印通道。

4.根据权利要求1~3任一项所述的自动化坯体表面处理系统，其特征在于，所述基础区、着色区、功能区分别设有用于控制所述系统的控制台和/或所述系统的一端设有用于控制所述系统的总控台。

5.根据权利要求1~3任一项所述的自动化坯体表面处理系统，其特征在于，所述输送平台包括至少两个相互对接的传送机构，所述传送机构包括支架、设置于支架两端的主动辊和从动辊、环绕所述主动辊和从动辊的传送带、设置在主动辊和从动辊之间并与传送带接触配合的压辊，所述压辊两端分别活动连接于所述支架前后两侧。