一种具有编织肌理的陶瓷砖及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有编织肌理的陶瓷砖及其生产方法，由里及表依次为坯体、化妆土、面釉层、喷墨层，其特征在于，所述喷墨层所用墨水包括高温低表面张力墨水；所述编织肌理是由面釉层与高温低表面张力墨水协同作用形成的凹陷釉面。本发明所制备的陶瓷砖无需特定带模花的模具或对陶瓷生坯抛光处理，生产工艺简单，产品品种变换灵活，更适合大规模生产；在高分辨率的喷墨印刷工艺基础上，应用具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，获得了更为逼真的立体纹理装饰效果。
【专利说明】一种具有编织肌理的陶瓷砖及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑陶瓷【技术领域】，特别是涉及一种具有编织肌理的陶瓷砖的生产方法及用该方法生产的具有编织肌理的陶瓷砖。
【背景技术】
[0002]普通陶瓷砖通常局限于平面图案的装饰效果，缺乏层次感，随着近几年墙地砖仿古、仿天然石材系列产品的流行，凹凸立体纹理的装饰效果因具有特别的立体美感，在建筑陶瓷市场中倍受欢迎，应用越来越广泛。
[0003]现有的工艺通常采用机械的方法，如采用带模花模具压制成型或生坯抛光的工艺，在陶瓷坯体表面预先加工出凹凸的纹理形状，再经施釉、印花和釉烧后形成具有立体装饰效果的陶瓷。采用带模花模具压制成型法所获得的立体装饰效果完全取决于坯体表面的凹凸形状，不能与印刷图案所设计的纹理完全匹配，此外，该方法的模具制作费用昂贵，而且在凹部积聚较多的釉而使凹凸效果不够清晰，变换产品品种困难，周期长，给新花色品种的开发带来极大的障碍；而采用生坯抛光制作坯体凹凸面的方法，可设计空间小，立体装饰效果一般。
[0004]形成凹凸立体纹理效果的另一种常用工艺是在产品的釉面表面堆放干粉釉或熔块、或者再印一层较厚的釉来达到凹凸变化的立体效果，这种方法不需要特制带模花的模具，但其仿真效果较差，而且生产过程中因釉层厚而易产生针孔、气泡等缺陷，给生产造成一定的难度。如中国发明专利申请公开说明书CN1587145A公开一种使陶瓷釉面产生颗粒状凸起效果的方法。这种工艺存在两方面缺陷，一是需要严格控制釉烧温度以满足釉具有合适的流动性，制作工艺复杂，过程难以控制；二是釉层凸起在产品的表面，故其耐磨性能将受到影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决现有立体纹理装饰效果的瓷砖生产工艺复杂、成本高，图案纹理不够清晰，立体装饰效果一般的技术问题，提供一种更简单、更经济，立体效果更逼真的具有编织肌理的陶瓷砖的生产方法。
[0006]本发明的另一目的是提供一种用该方法生产的具有编织肌理的陶瓷砖。
[0007]为完成第一个发明目的，所提供的技术方案为:一种具有编织肌理的陶瓷砖生产方法，其特征在于它包括以下步骤:
(1)坯体粉料制备:按常规方法制备瓷砖坯体粉料，备用；
(2)墨水制备:制备具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，备用；
(3)化妆土制备:按常规工艺制备陶瓷砖用化妆土，所述化妆土的细度为325目筛余量为 0.3%?0.8%,比重为 1.60?1.90g/cm3 ；
(4)面釉制备:按常规工艺制备陶瓷砖用面釉，所述面釉的细度为325目筛余量在
0.5% 以内，比重为 1.50 ?1.90g/cm3 ； (5)瓷砖生坯的制备:将步骤(I)中制得的瓷砖坯体粉料均匀铺布在压砖机模腔中，在30?50MPa的压力下压制成瓷砖生还；
(6)干燥:将瓷砖生坯在干燥窑中于80?250°C下烘干；
(7)施化妆土:在干燥后的瓷砖生坯表面淋施一层化妆土 ；
(8)施面釉:将步骤(3)制备的瓷砖面釉施在淋过化妆土的瓷砖坯体表面，面釉厚度为 0.1?3mm ；
(9)喷墨印刷:将步骤(2)制得的具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水与普通陶瓷墨水分别装入数码喷墨印刷机不同的喷墨通道，按设计好的图案喷涂在施过面釉的瓷砖生坯上；
(10)干燥和烧成:将喷涂墨水的瓷砖生坯再在干燥窑中于80?150°C下烘干，接着在辊道窑中使用常规的陶瓷烧成温度制度、压力制度和气氛制度一次烧成，烧成温度为1150?1250°C，烧成周期为50?90min，制得具有编织肌理的陶瓷砖半成品；
(11)磨边:利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，制得具有编织肌理的陶瓷砖成品。
[0008]为完成第二个发明目的，采用的是按上述步骤生产的具有编织肌理的陶瓷砖。
[0009]作为进一步的技术方案，步骤(I)中所述的瓷砖坯体粉料可为瓷质砖或陶质砖的坯体粉料，步骤(3)中所述的化妆土包括瓷质砖用化妆土和陶质砖用化妆土。
[0010]在本发明所述的一种具有编织肌理的陶瓷砖生产方法的技术方案中，步骤(2)、
(4)和(9)是本发明的技术关键。
[0011]本发明所述编织肌理是由面釉层与高温低表面张力墨水协同作用形成的凹陷釉面，经过实验研究，单用面釉层和单用高温低表面张力墨水都不能达到效果。为满足以不同的印刷图案为背景对瓷砖表面进行凹凸立体纹理设计的要求，以获得更为丰富、逼真的立体装饰效果，本发明选取了具有特殊高温熔体性能的可溶性金属盐，制备成具有高温低表面张力效果的陶瓷墨水并喷涂在面釉表面，在烧成过程中，面釉相对于高温低表面张力墨水的表面张力高，当面釉表面张力达到一定程度时，釉面在高温下沿着与高温低表面张力墨水接触的边界形成一定的凹陷深度，同时又由于面釉在高温熔融状态下，其粘度较大，故而使得凹陷的周围像隆起的小岛，凹凸起伏，错落有致，从而使得整个釉面自然形成具有凹凸纹理外观的装饰效果。凹陷的纹理和深度均可自由控制，较之传统的工艺，本发明的实施可大大增强瓷砖的立体感。
[0012]在步骤(2)中，本发明采用的具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，由可溶性金属盐和有机溶剂组成。该墨水中可溶性金属盐的质量百分比含量为墨水总质量的20%?45%。所述的可溶性金属盐选自具有羧酸根离子、抗坏血酸离子、柠檬酸离子或乙二胺四乙酸离子的金属钒、钥、镍、和/或锑的络合物。所述有机溶剂为饱和脂肪烃，芳香族烃，酯类，醚类的一种或多种的任意比例混合，优选自正辛烷，环己烷，邻二甲苯，乙酸异丙酯，四氢呋喃，二乙二醇二丁醚的一种或任意多种。
[0013]在步骤(4)中，所述的具有编织肌理的陶瓷砖用面釉，包括瓷质砖用面釉和陶质砖用面釉，分别具有与瓷质砖和陶质砖坯体烧成制度相适应的熔点和热膨胀系数，保证釉面和坯体具有良好的结合性能；另一方面，在面釉中加入了 Zn、Ba等元素的化合物，调整面釉的高温粘度和表面张力大小，使面釉与本发明的高温低表面张力墨水中的金属盐保持合适大小的高温粘度和界面张力差值，保证面釉与高温低表面张力墨水具有优越的匹配性。更具体的说，本发明所述的瓷质砖用面釉中S12 40%?60%，Al2O3 18%?28%，CaO+MgO3%?10%，K2CHNa2O 4%?10%，ZnO I %?8%，ZrO2 1%?10%，BaO 1% ?8% ;陶质砖用面釉中 S1240%?60%，Al2O3 18%?28%，CaO+MgO 3%?10%，K2CHNa2O 4%?10%，ZnO 1%?8%，BaO 1%?8%。
[0014]在步骤(9)中，具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水单独占据一个或多个喷墨印刷机的喷墨通道，与普通陶瓷墨水按所设计的图案，分别以特定的路径喷涂在釉面表面，喷有高温低表面张力墨水的区域在烧成后即形成具有一定凹陷深度的釉面。
[0015]以上步骤中，凡未加特别说明的，都采用现有技术中的常规控制手段。
[0016]所述的具有编织肌理的陶瓷砖用面釉与本发明提供的高温低表面张力墨水具有良好的高温适应性。采用含ZnO、BaO成分的特殊面釉组成，调整面釉的高温粘度和表面张力大小，在高温烧成过程中，墨水中金属钒(或钥、或镍、或锑)的化合物与面釉具有合适的高温粘度和界面张力差值，使釉面不产生缺陷，同时利用墨水中金属钒(或钥、或镍、或锑)的化合物表面张力小、高温粘度低的特性，在烧成时产生表面张力小的液相，易于发生变形性的物质转移，陷入表面张力大的面釉中溶解，向周围扩散并包围在面釉周围，在面釉与高温低表面张力墨水接触的区域形成具有一定凹陷深度的釉面，从而实现立体纹理的装饰效果O
[0017]本发明一种具有编织肌理的陶瓷砖及其生产方法，借助先进的喷墨印刷工艺，可根据具体的装饰图案和花色设计出精确、清晰、细致的凹陷釉面雕刻纹理，从而获得更为丰富、逼真的立体装饰效果，突破了传统瓷砖利用瓷砖坯体表面的凹凸形状以实现立体纹理效果的局限。本发明的高温低表面张力墨水不影响花釉和普通陶瓷墨水的发色，对于釉面凹陷的深浅度可以根据墨水的喷涂量来控制，需要下陷深度深，则加大喷涂量；需要下陷深度浅，则减少喷涂量，装饰效果灵活多变。
[0018]本发明的有益效果是:本发明所涉及的一种具有编织肌理的陶瓷砖及其生产方法，无需特定带模花的模具或对陶瓷生坯抛光处理，生产工艺简单，产品品种变换灵活，更适合大规模生产；在高分辨率的喷墨印刷工艺基础上，应用具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，获得了更为逼真的立体纹理装饰效果。
[0019]实施实例实施例1:
(1)瓷质砖坯体粉料制备:采用普通陶瓷粉料制备工艺，选用高岭土、长石、石英等原料，通过配料、湿法球磨制浆、喷雾干燥造粒，制得含水率为6.5%、粒径在20?120目的瓷质砖坯体粉料，备用；
(2)高温低表面张力墨水制备:具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水的制备:选用浓度为20%的羧酸钒有机溶液，有机溶剂为1:1的正辛烷与环己烷混合物，备用；
(3)化妆土制备:按常规工艺制备陶瓷砖用化妆土，所述化妆土的细度为325目筛余量为0.3%，比重为1.90g/cm3 ；
(4)瓷质砖面釉制备:采用普通陶瓷釉浆制备工艺，选用高岭土、长石、石英等原料，通过配料、湿法球磨，制得细度为325目筛余量在0.5%以内，流速为31s(50mL)，比重为1.78g/cm3的瓷质砖面釉，化学组成范围为(重量份)=S12 60%，Al2O3 18%，MgO 1%, CaO3.6%, K2O 2.5%, Na2O 3.6%, ZnO 2%, ZrO2 4.7%, BaO 4.6%,备用； (5)瓷质砖生坯的制备:将步骤(I)中制得的瓷质砖粉料在45MPa的压力下压制成瓷质砖生坯；
(6)干燥:将瓷质砖生坯在干燥窑中于150°C下烘干；
(7)施化妆土:在干燥后的瓷砖生坯表面淋施一层化妆土，施重量为700g/m2 ；
(8)施面釉:将步骤(3)制得的瓷质砖面釉施在淋过化妆土的瓷质砖生坯上，面釉施重量为1200g/m2 ；
(9)喷墨印刷:将步骤(2)制得的具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水与普通陶瓷墨水分别装入数码喷墨印刷机不同的喷墨通道，按设计好的图案喷涂在施过面釉的瓷质砖生坯上；
(10)干燥和烧成:将喷涂墨水的瓷质砖生坯再在干燥窑中于120°C下烘干，接着在辊道窑中使用常规的陶瓷烧成温度制度、压力制度和气氛制度一次烧成，烧成温度为1200°C，烧成周期为70min，制得具有编织肌理的陶瓷砖半成品；
(11)磨边:利用常规的磨边加工设备对半成品砖进行磨边处理，制得具有编织肌理的陶瓷砖成品。
[0020]实施例2:
(1)陶质砖坯体粉料制备:采用普通陶瓷粉料制备工艺，选用高岭土、长石、石英等类原料，通过配料、湿法球磨制浆、喷雾干燥造粒，制得含水率为7.0 %、粒径在20?120目的陶质砖坯体粉料，备用；
(2)高温低表面张力墨水制备:制备具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，选用浓度为45%的朽1檬酸钥有机溶液,有机溶剂为四氢呋喃,备用；
(3)化妆土制备:按常规工艺制备陶瓷砖用化妆土，所述化妆土的细度为325目筛余量为0.8%，比重为1.60g/cm3 ；
(4)陶质砖面釉制备:采用普通陶瓷釉浆制备工艺，选用高岭土、长石、石英等类原料，通过配料、湿法球磨，制得细度为325目筛余量在0.5%以内，流速为36s(50mL)，比重为
1.75g/cm3的陶质砖面釉，化学组成范围为(重量份)=S12 48%，Al2O3 28%，MgO 1.5%、CaO8%, K2O 2.3%, Na2O 3.4%, ZnO 4%, BaO 4.8%,备用；
(5)陶质砖生坯的制备:将步骤(I)中制得的陶质砖粉料在40MPa的压力下，压制成陶质砖生坯；
(6)干燥:将陶质砖生坯在干燥窑中于130°C下烘干；
(7)施化妆土:在干燥后的瓷砖生坯表面淋施一层化妆土，施重量为600g/m2 ；
(8)施面釉:将步骤(3)制得的陶质砖面釉施在干燥后的瓷质砖生坯上，施面釉重量为 1400g/m2 ；
(9)喷墨印刷:将步骤(2)制得的具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水与普通陶瓷墨水分别装入数码喷墨印刷机不同的喷墨通道，按设计好的图案喷涂在施过面釉的陶质砖生坯上；
(10)干燥和烧成:将喷涂墨水的陶质砖生坯再在干燥窑中于130°C下烘干，接着在辊道窑中使用常规的陶瓷烧成温度制度、压力制度和气氛制度一次烧成，烧成温度为1180°C，烧成周期为67min，制得具有编织肌理的陶瓷砖半成品；
(11)磨边:利用常规的磨边加工设备对半成品砖进行磨边处理，制得具有编织肌理的陶瓷砖成品。
【权利要求】
1.一种具有编织肌理的陶瓷砖，由里及表依次为坯体、化妆土、面釉层、喷墨层，其特征在于:所述喷墨层所用墨水包括高温低表面张力墨水；所述编织肌理是由面釉层与高温低表面张力墨水协同作用形成的凹陷釉面。
2.根据权利要求1所述的具有编织肌理的陶瓷砖，其特征在于:所述高温低表面张力墨水为质量分数为20%?45%可溶性金属盐的有机溶液；所述可溶性金属盐为具有羧酸根离子、抗坏血酸离子、柠檬酸离子或乙二胺四乙酸离子的金属钒、钥、镍、和/或锑的络合物；所述有机溶液中的有机溶剂为饱和脂肪烃，芳香族烃，酯类，醚类的一种或多种的任意比例混合。
3.根据权利要求2所述的具有编织肌理的陶瓷砖，其特征在于:所述有机溶剂为正辛烷、环己烷、邻二甲苯、乙酸异丙酯、四氢呋喃、二乙二醇二丁醚的一种或任意多种。
4.根据权利要求1所述的具有编织肌理的陶瓷砖，其特征在于:所述坯体为瓷质坯体:所述面釉层所用面釉化学成分重量组成为:3102 40%?60%，八1203 18%?28%，080+1^03%?10%，^0+^0 4%?10%，2=0 1%?8%，2『02 1%?10%，8^0 1%?8%。
5.根据权利要求1所述的具有编织肌理的陶瓷砖，其特征在于:所述坯体为陶质坯体:所述面釉层所用面釉化学成分重量组成为:3102 40%?60%，八1203 18%?28%，080+1^03%?10%，^0+^0 4%?10%，2=0 1%?8%，8^0 1%?8%。
6.一种具有编织肌理的陶瓷砖生产方法，其特征在于它包括以下步骤: (1)坯体粉料制备:按常规方法制备瓷砖坯体粉料，备用； (2)墨水制备:制备具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水，备用； (3)化妆土制备:按常规工艺制备陶瓷砖用化妆土，所述化妆土的细度为325目筛余量为 0.30/:0.8%，比重为 1.60?1.90^01113 ； (4)面釉制备:按常规工艺制备陶瓷砖用面釉，所述面釉的细度为325目筛余量在0.5% 以内，比重为 1.50 ?1.90^/01113 ； (5)瓷砖生坯的制备:将步骤(1)中制得的瓷砖坯体粉料均匀铺布在压砖机模腔中，在30?501？3的压力下压制成瓷砖生还； (6)干燥:将瓷砖生坯在干燥窑中于80?2501下烘干； (7)施化妆土:在干燥后的瓷砖生坯表面淋施一层化妆土 ； (8)施面釉:将步骤(3)制备的瓷砖面釉施在淋过化妆土的瓷砖坯体表面，面釉厚度为0.1?3臟； (9)喷墨印刷:将步骤(2)制得的具有立体装饰效果的高温低表面张力墨水与普通陶瓷墨水分别装入数码喷墨印刷机不同的喷墨通道，按设计好的图案喷涂在施过面釉的瓷砖生坯上； (10)干燥和烧成:将喷涂墨水的瓷砖生坯再在干燥窑中于80?1501下烘干，接着在辊道窑中使用常规的陶瓷烧成温度制度、压力制度和气氛制度一次烧成，烧成温度为1150?12501，烧成周期为50?90-11,制得具有编织肌理的陶瓷砖半成品； (11)磨边:利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，制得具有编织肌理的陶瓷砖成品； 所述步骤(9)中喷墨印刷所用墨水含有闻温低表面张力墨水； 所述高温低表面张力墨水为质量分数为20%?45%可溶性金属盐的有机溶液； 所述可溶性金属盐为具有羧酸根离子、抗坏血酸离子、柠檬酸离子或乙二胺四乙酸离子的金属钒、钥、镍、或锑的络合物； 所述有机溶液中的有机溶剂为环状或无环状的饱和脂肪烃，芳香族烃，酯类，醚类的一种或多种的任意比例混合。
7.根据权利要求6所述的具有编织肌理的陶瓷砖生产方法，其特征在于:所述有机溶剂为正辛烷、环己烷、邻二甲苯、乙酸异丙酯、四氢呋喃、二乙二醇二丁醚的一种或任意多种。
8.根据权利要求6所述的具有编织肌理的陶瓷砖生产方法，其特征在于:所述坯体为瓷质坯体:所述面釉层所用面釉化学成分重量组成为:3102 40%飞0%，八1203 18%?28%，080+1^0 3%?10%，^0+^0 4%?10%，2=0 1%?8%，2『02 1%?10%，8已0 1%?8%。
9.根据权利要求6所述的具有编织肌理的陶瓷砖生产方法，其特征在于:所述坯体为陶质坯体:所述面釉层所用面釉化学成分重量组成为:3102 40%飞0%，八1203 18%?28%，080+1^0 3%?10%，^0+^0 4%?10%，2=0 1%?8%，8已0 1%?8%。
10.一种用于生产具有编织肌理的陶瓷砖的面釉，其特征在于化学成分重量组成为:3102 40%?60%，41203 18%?28%，080+1^0 3%?10%，4%?10%，2=0 1%?8%，21~021%?10%，8^0 1%?8%。
11.一种用于生产具有编织肌理的陶瓷砖的面釉，其特征在于面釉化学成分重量组成为:8102 40%?60%，八 1203 18%?28%，080+1^0 3%?10%，^0+^0 4%?10%，2=0 1%?8%，8已01%?8%。
12.—种高温低表面张力墨水，含有质量分数为20%?45%可溶性金属盐的有机溶液；所述可溶性金属盐为具有羧酸根离子、抗坏血酸离子、柠檬酸离子或乙二胺四乙酸离子的金属钒、钥、镍、和/或锑的络合物；所述有机溶液中的有机溶剂为饱和脂肪烃，芳香族烃，酯类，醚类的一种或多种的任意比例混合。
【文档编号】B32B18/00GK104309223SQ201410531687
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】李德发, 徐海航, 张晓芳, 徐海燕, 卢小琴, 宋云东, 郦生永 申请人:杭州诺贝尔陶瓷有限公司