WO2021218132A1

WO2021218132A1 - 一种3d立体炫光陶瓷砖及其制备方法

Info

Publication number: WO2021218132A1
Application number: PCT/CN2020/131369
Authority: WO
Inventors: 全春辉
Original assignee: 佛山市陶莹新型材料有限公司
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-11-04
Also published as: CN111574245B; CN111574245A

Abstract

一种3D立体炫光陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、功能性墨水层、透明保护釉层，炫光面釉层包括钠长石35～40份、高岭土12～15份、碳酸钡11～15份、氧化锌1～2份、石英16～20份、氧化铝2～4份、煅烧高岭土5～6％、喷墨熔块0.5～12份，透明保护釉层包括钾长石12～15份、钠长石18～24份、高岭土12～13份、煅烧滑石8～12份、硅灰石3～5份、碳酸钡22～26份、白云石10～14份、氧化锌4～6份、氧化铝1～2份、透明高亮熔块2～6份。陶瓷砖产品呈现显著的3D立体效果，且可适配不同吸水率，从而大大拓宽具有3D立体炫光陶瓷砖的应用范围。

Description

一种3D立体炫光陶瓷砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及一种功能陶瓷砖及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，越来越多的功能陶瓷砖被人们广泛应用于日常生活中各种不同的场合。其中具有精雕、凹陷图案纹理的陶瓷砖因其装饰效果独特而深受人们青睐。而现有的这种陶瓷砖一般通过两种方式实现，一种是利用带有凹凸纹理的模具形成具有对应凹凸纹理的陶瓷砖坯体，从而赋予陶瓷砖立体图案装饰效果，另一种是在陶瓷砖坯体的装饰层上涂覆精雕墨水或下陷墨水使得装饰层的装饰图案具有一定的凹凸效果。

技术问题

然而，第一种方式由于模具的更换不便性限制了其装饰效果的多样性，第二种方式则由于功能性墨水的性能欠佳导致立体效果有待改善。

技术解决方案

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种3D立体炫光陶瓷砖及其制备方法，其3D立体炫光效果显著，可形成各种各样的装饰特效，同时可适配不同吸水率的陶瓷砖。

本发明所采取的技术方案是：一种3D立体炫光陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、功能性墨水层、透明保护釉层，所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石35~40份、高岭土12~15份、碳酸钡11~15份、氧化锌1~2份、石英16~20份、氧化铝2~4份、煅烧高岭土5~6份、喷墨熔块0.5~12份，所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石12~15份、钠长石18~24份、高岭土12~13份、煅烧滑石8~12份、硅灰石3~5份、碳酸钡22~26份、白云石10~14份、氧化锌4~6份、氧化铝1~2份、透明高亮熔块2~10份。

具体地，所述炫光面釉通过特殊的配方设计为所述喷墨图案纹理层提供良好的发色基础，解决了传统面釉发色不佳的问题，有利于各种各样的喷墨图案纹理完美呈现。而所述透明保护釉通过特殊的配方设计有利于功能性墨水的增效，从而使图案纹理更立体，同时兼具防污、耐磨的保护图案的功能。因此，本发明中的炫光面釉与透明保护釉是和功能性墨水层协同作用产生3D立体效果的，如可使仿天然石材的石纹、脉线或立体模花等的凹凸效果呈现出精雕细琢、3D立体的炫光视觉效果，同时亦协同克服了现有功能性墨水成膜性能欠佳的缺陷。

另外，本发明中的透明保护釉配方可适配不同吸水率的陶瓷砖，可通过调节高亮透明熔块的添加量以适配不同吸收率的陶瓷砖，从而实现良好的坯釉结合，大大地拓展了其应用范围。具体地，当所述坯体层的吸水率大于6%时，所述透明保护釉配方中的高亮透明熔块添加比例应该为10%左右；当所述坯体层的吸水率在1~6%时，所述透明保护釉配方中的高亮透明熔块添加比例应该为4%左右；当所述坯体层的吸水率小于1%时，所述透明保护釉配方中的高亮透明熔块添加比例应该为2%左右。

本发明中的炫光面釉和透明保护釉均采用常规陶瓷釉料的制备工艺制备而成。

作为上述方案的进一步改进，所述功能性墨水层的功能性墨水选自渗花墨水、亮光墨水、剥开釉墨水、金属墨水中的其中一种。具体地，本发明中功能性墨水的选择多样性是由于所述炫光面釉和透明保护釉均作出的特殊改良，即炫光面釉和透明保护釉两者间不仅具有良好的适配性，同时两者与市面上现有的多种功能性墨水均有良好的适应性。

作为上述方案的进一步改进，所述喷墨熔块按原料重量百分比计包括石英28~36%、钾长石18~24%、硅酸锆2.5~3%、硼酸钙3.5~5%、石灰石9.6~10.2%、白云石7~9%、磷酸钙1.8~3.4%、氧化锌7~8%、硼酸4.4~6.5%、碳酸钾2~3.2%。具体地，喷墨熔块主要为炫光面釉提供良好的白度，同时引入特定配比的磷酸钙可使喷墨熔块在后续加工中产生彩虹珍珠光泽，从而赋予面釉炫光功能。进一步地，根据研究发现，当所述喷墨熔块按原料重量百分比计为石英34.68%、钾长石22.15%、硅酸锆3%、硼酸钙5.98%、石灰石10.12%、白云石7.3%、磷酸钙2.35%、氧化锌7.13%、硼酸4.64%、碳酸钾2.65%时，该喷墨熔块配方综合性能更优。具体地，喷墨熔块主要为炫光面釉提供良好的白度，同时引入特定配比的磷酸钙可使喷墨熔块在后续加工中产生彩虹珍珠光泽，从而赋予面釉炫光功能。本发明中的喷墨熔块的制备方法为将各原料组分用混料机混合20~30min后置于熔块炉中经1540℃高温烧制后水淬冷却而成。

作为上述方案的进一步改进，所述透明高亮熔块按原料重量百分比计包括石英35~40%、氧化锌7~8%、石灰石19~21%、白云石5~6%、碳酸钾1.8~2.1%、碳酸钡1~1.3%、钾长石25~30%、硼酸0.6~1.2%。具体地，其中氧化锌的特殊配方量有利于协助发色和强化功能性墨水的3D立体炫光效果。进一步地，根据研究发现，当所述透明高亮熔块按原料重量百分比计为石英38.82%、氧化锌7.17%、石灰石19.17%、白云石5%、碳酸钾2%、碳酸钡1.17%、钾长石25.67%、硼酸1%时，该透明高亮熔块配方综合性能更优。本发明中的透明高亮熔块的制备方法为将各原料组分用混料机混合20~30min后置于熔块炉中经1480℃高温烧制后水淬冷却而成。

本发明所采取的另一个技术方案是：一种如上所述的3D立体炫光陶瓷砖的制备方法，其包括如下工艺步骤：

1）取普通陶瓷坯料混合均匀，经球磨、干燥、压制成型，得坯体层；

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，形成炫光面釉层；

3）在炫光面釉层上依次进行喷墨打印图案纹理、功能性墨水，依次形成喷墨图案纹理层和功能性墨水层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，得成品。

具体地，本发明中所述的普通陶瓷坯料为现有的普通陶瓷坯料，在此不再赘述。

作为上述方案的进一步改进，步骤2）所述淋釉的施釉比重为1.8~1.82g/cm ³。具体地，其淋釉施釉量的控制有利于涂膜的成膜均匀性。

作为上述方案的进一步改进，步骤4）所述高压喷涂的施釉比重为1.45~1.55g/cm ³。具体地，其喷涂施釉量的控制有利于涂膜的成膜均匀性。

作为上述方案的进一步改进，步骤4）所述一次高温烧成的烧成温度为1020~1150℃。

有益效果

本发明的有益效果是：

本发明通过调整炫光面釉和透明保护釉的配方，同时与功能性墨水协同增效，使高温烧成后的陶瓷砖产品呈现显著的3D立体效果，且可适配不同吸水率的陶瓷砖，从而大大拓宽具有3D立体炫光陶瓷砖的应用范围。

本发明的制备方法工艺流程简单，可控性强，有利于大规模工业化生产。

本发明的实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

实施例1

一种3D立体炫光陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、剥开釉墨水层、透明保护釉层。

所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石35份、高岭土15份、碳酸钡11份、氧化锌2份、石英16份、氧化铝4份、煅烧高岭土5份、喷墨熔块10份；所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石15份、钠长石18份、高岭土13份、煅烧滑石8份、硅灰石5份、碳酸钡22份、白云石14份、氧化锌4份、氧化铝2份、透明高亮熔块11份。

所述喷墨熔块按原料重量百分比计为石英34.68%、钾长石22.15%、硅酸锆3%、硼酸钙5.98%、石灰石10.12%、白云石7.3%、磷酸钙2.35%、氧化锌7.13%、硼酸4.64%、碳酸钾2.65%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合30min后置于熔块炉中经1540℃高温烧制后水淬冷却而成。

所述透明高亮熔块按原料重量百分比计为石英38.82%、氧化锌7.17%、石灰石19.17%、白云石5%、碳酸钾2%、碳酸钡1.17%、钾长石25.67%、硼酸1%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合30min后置于熔块炉中经1480℃高温烧制后水淬冷却而成。

制备方法：

1）取普通陶瓷坯料混合均匀，经球磨、干燥、压制成型，得吸水率为6%以上的坯体层；

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，控制施釉比重为1.8g/cm ³，形成炫光面釉层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.55g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1020℃，得实施例1成品。

本实施例中所述的普通陶瓷坯料为市售的普通瓷片坯料。

对比例1

一种具有装饰效果的陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、面釉层、喷墨图案纹理层、剥开釉墨水层、透明保护釉层。

所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石15份、钠长石18份、高岭土13份、煅烧滑石8份、硅灰石5份、碳酸钡22份、白云石14份、氧化锌4份、氧化铝2份、透明高亮熔块11份。

所述面釉层由普通陶瓷砖面釉布施而成，其可选自市售的普通陶瓷砖面釉，本对比例中所述的陶瓷砖面釉购自淄博博山金明色釉料厂的产品型号为5625的陶瓷砖面釉。

制备方法：

2）采用淋釉方式将陶瓷砖面釉涂覆于坯体层上，控制施釉比重为1.8g/cm ³，形成面釉层；

3）在面釉层上依次进行喷墨打印图案纹理、功能性墨水，依次形成喷墨图案纹理层和功能性墨水层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.55g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1020，得对比例1成品。

本对比例中所述的普通陶瓷坯料与实施例1中的普通陶瓷坯料相同。

对比例2

一种具有装饰效果的陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、剥开釉墨水层、透明面釉层。

所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石35份、高岭土15份、碳酸钡11份、氧化锌2份、石英16份、氧化铝4份、煅烧高岭土5份、喷墨熔块10份。

所述透明面釉层由普通陶瓷砖透明面釉布施而成，其可选自市售的普通陶瓷砖透明面釉，本对比例中所述的陶瓷砖透明面釉购自淄博博山金明色釉料厂的产品型号为5625的陶瓷砖透明面釉。

制备方法：

4）于功能性墨水层上高压喷涂陶瓷砖透明面釉，施釉比重为1.55g/cm ³，形成透明面釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1020℃，得对比例2成品。

对比例3

一种具有装饰效果的陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、透明保护釉层。

制备方法：

3）于炫光面釉层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.55g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1020℃，得对比例3成品。

实施例2

一种3D立体炫光陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、渗花墨水层、透明保护釉层。

所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石40份、高岭土12份、碳酸钡15份、氧化锌1份、石英20份、氧化铝2份、煅烧高岭土6份、喷墨熔块0.5份；所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石12份、钠长石24份、高岭土12份、煅烧滑石12份、硅灰石3份、碳酸钡26份、白云石10份、氧化锌6份、氧化铝1份、透明高亮熔块6份。所述喷墨熔块按原料重量百分比计为石英34.68%、钾长石22.15%、硅酸锆3%、硼酸钙5.98%、石灰石10.12%、白云石7.3%、磷酸钙2.35%、氧化锌7.13%、硼酸4.64%、碳酸钾2.65%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合20min后置于熔块炉中经1540℃高温烧制后水淬冷却而成。

所述透明高亮熔块按原料重量百分比计为石英38.82%、氧化锌7.17%、石灰石19.17%、白云石5%、碳酸钾2%、碳酸钡1.17%、钾长石25.67%、硼酸1%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合20min后置于熔块炉中经1480℃高温烧制后水淬冷却而成。

制备方法：

1）取普通陶瓷坯料混合均匀，经球磨、干燥、压制成型，得吸水率为1~6%范围内的坯体层；

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，控制施釉比重为1.82g/cm ³，形成炫光面釉层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.45g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1120℃，得实施例2成品。

本实施例中所述的普通陶瓷坯料为市售的普通石质瓷砖坯料。

实施例3

一种3D立体炫光陶瓷砖，其自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、亮光墨水层、透明保护釉层。

所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石38份、高岭土14份、碳酸钡12份、氧化锌1.5份、石英18份、氧化铝3份、煅烧高岭土5.5份、喷墨熔块6份；所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石13份、钠长石20份、高岭土12.5份、煅烧滑石10份、硅灰石4份、碳酸钡25份、白云石12份、氧化锌5份、氧化铝1.5份、透明高亮熔块11.5份。

所述喷墨熔块按原料重量百分比计为石英34.68%、钾长石22.15%、硅酸锆3%、硼酸钙

5.98%、石灰石10.12%、白云石7.3%、磷酸钙2.35%、氧化锌7.13%、硼酸4.64%、碳酸钾

2.65%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合25min后置于熔块炉中经1540℃高温烧制后水淬冷却而成。

所述透明高亮熔块按原料重量百分比计为石英38.82%、氧化锌7.17%、石灰石19.17%、白云石5%、碳酸钾2%、碳酸钡1.17%、钾长石25.67%、硼酸1%，其制备方法为将各原料组分用混料机混合25min后置于熔块炉中经1480℃高温烧制后水淬冷却而成。

制备方法：

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，控制施釉比重为1.81g/cm ³，形成炫光面釉层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.5g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1020℃，得实施例3成品。

本实施例中所述的普通陶瓷坯料为市售的普通瓷片坯料。

实施例4

所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石38份、高岭土12份、碳酸钡12份、氧化锌2份、石英16份、氧化铝3份、煅烧高岭土6份、喷墨熔块8份；所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石14份、钠长石22份、高岭土12份、煅烧滑石9份、硅灰石5份、碳酸钡23份、白云石12份、氧化锌4份、氧化铝2份、透明高亮熔块2.5份。

制备方法：

1）取普通陶瓷坯料混合均匀，经球磨、干燥、压制成型，得吸水率在1%以下的坯体层；

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，控制施釉比重为1.82g/cm ³，形成炫光面釉层；3）在炫光面釉层上依次进行喷墨打印图案纹理、功能性墨水，依次形成喷墨图案纹理层和功能性墨水层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，施釉比重为1.48g/cm ³，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，控制烧成温度为1150℃，得实施例4成品。

本实施例中所述的普通陶瓷坯料为市售的普通瓷质砖坯料。

实施例4：性能检测

分别对实施例1~4和对比例1~3所得成品进行相关性能测试，其各项产品性能测试数据如下表1所示。根据表1的产品性能测试数据可知，本申请通过调整炫光面釉和透明保护釉的配方，同时与功能性墨水协同增效，使高温烧成后的陶瓷砖产品呈现显著的3D立体效果，且兼具良好的釉面抗压强度、光亮度、防污性能等，可适配不同吸水率的陶瓷砖，从而大大拓宽具有3D立体炫光陶瓷砖的应用范围。

试样	釉面抗压强度	光亮度	防污性	3D立体炫光效果
实施例1	35MPa	85°	符合GB/T3810.14	有
对比例1	28MPa	75°	符合GB/T3810.14	无
对比例2	30MPa	78°	不符合GB/T3810.14	无
对比例3	27MPa	74°	符合GB/T3810.14	无
实施例2	33MPa	82°	符合GB/T3810.14	有
实施例3	34MPa	81°	符合GB/T3810.14	有
实施例4	35MPa	84°	符合GB/T3810.14	有

表1 各项产品性能测试结果

上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims

一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：自下而上依次为坯体层、炫光面釉层、喷墨图案纹理层、功能性墨水层、透明保护釉层，所述炫光面釉层中炫光面釉的原料组分按重量份计包括钠长石35~40份、高岭土12~15份、碳酸钡11~15份、氧化锌1~2份、石英16~20份、氧化铝2~4份、煅烧高岭土5~6份、喷墨熔块0.5~12份，所述透明保护釉层中透明保护釉的原料组分按重量份计包括钾长石12~15份、钠长石18~24份、高岭土12~13份、煅烧滑石8~12份、硅灰石3~5份、碳酸钡22~26份、白云石10~14份、氧化锌4~6份、氧化铝1~2份、透明高亮熔块2~6份。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：所述功能性墨水层的功能性墨水选自渗花墨水、亮光墨水、剥开釉墨水、金属墨水中的其中一种。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：所述喷墨熔块按原料重量百分比计包括石英28~36%、钾长石18~24%、硅酸锆2.5~3%、硼酸钙3.5~5%、石灰石9.6~10.2%、白云石7~9%、磷酸钙1.8~3.4%、氧化锌7~8%、硼酸4.4~6.5%、碳酸钾2~3.2%。
根据权利要求3所述的一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：所述喷墨熔块的制备方法为将各喷墨熔块原料组分用混料机混合20~30min后置于熔块炉中经1540℃高温烧制后水淬冷却而成。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：所述透明高亮熔块按原料重量百分比计包括石英35~40%、氧化锌7~8%、石灰石19~21%、白云石5~6%、碳酸钾1.8~2.1%、碳酸钡1~1.3%、钾长石25~30%、硼酸0.6~1.2%。
根据权利要求5所述的一种3D立体炫光陶瓷砖，其特征在于：所述透明高亮熔块的制备方法为将各透明高亮熔块原料组分用混料机混合20~30min后置于熔块炉中经1480℃高温烧制后水淬冷却而成。
一种如权利要求1~6任一项所述的3D立体炫光陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

1）取普通陶瓷坯料混合均匀，经球磨、干燥、压制成型，得坯体层；

2）采用淋釉方式将炫光面釉涂覆于坯体层上，形成炫光面釉层；

3）在炫光面釉层上依次进行喷墨打印图案纹理、功能性墨水，依次形成喷墨图案纹理层和功能性墨水层；

4）于功能性墨水层上高压喷涂透明保护釉，形成透明保护釉层，入窑炉一次高温烧成，得成品。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤2）所述淋釉的施釉比重为1.8~1.82g/cm ³。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤4）所述高压喷涂的施釉比重为1.45~1.55g/cm ³。
根据权利要求1所述的一种3D立体炫光陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤4）所述一次高温烧成的烧成温度为1020~1150℃。