特殊浮凸纹理木纹的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种特殊浮凸纹理木纹的制作方法，所述制备方法包括：1）将木材截面去除纹理的图案作为第一图案输入第一喷墨打印机，采用第一喷墨打印机在砖坯上喷涂油性墨水，从而形成喷涂有第一图案的砖坯；2）将木材截面纹理作为第二图案输入第二喷墨打印机，采用第二喷墨打印机，在步骤1）制备的喷涂有第一图案的砖坯上，喷涂保护釉形成木材纹理，从而在砖坯上形成具有特殊浮凸纹理木纹。
【专利说明】特殊浮凸纹理木纹的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑陶瓷材料应用【技术领域】，具体涉及一种特殊浮凸纹理木纹的制作 方法。
【背景技术】
[0002] 尽管当今世界已发展生产了多种新型建筑结构材料和装饰材料，但由于木材具有 其独特的优良特性，木质饰面给人以一种特殊的优美观感，这是其他装饰材料无法与之相 比的。所以，木材在建筑工程尤其是装饰领域中，始终保持着重要的地位。但是，林木生长 缓慢，我国又是森林资源贫乏的国家之一，这与我国高速发展的经济建设需用大量木材，形 成日益突出的矛盾。因此，在建筑工程中，一定要经济合理地使用木材，做到长材不短用，优 材不劣用，并加强对木材的防腐、防火处理，以提高木材的耐久性，延长使用年限。同时应该 充分利用木材的边角碎料，生产各种人造板材，这是对木材进行综合利用的重要途径。
[0003] 其中，硬木多取自落叶性的细叶林木，包括橡木、桃心木与桦木、红橡，硬楓，赤扬， 榉木，黄杨等。通常价格较高，但品质相对比软木优良。它的颜色与纹理变化多，但由于近 几年热带雨林不断遭到破坏，导致硬木来源短缺，多数供应商现在只从规划良好、经过认证 许可的再造林地中购买此种木材。
[0004] 长期以来人们也一直在利用各种工艺手段和材料来模仿天然木材。然而如何将世 界各地的各种高档名贵木材通过陶瓷制作工艺非常逼真的还原到瓷砖上面，是一个难题。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在填补现有无法通过简便易行的方式在陶瓷上获得特殊浮凸纹理木纹 的技术空白，本发明提供了一种特殊浮凸纹理木纹的制作方法。
[0006] 本发明提供了一种特殊浮凸纹理木纹的制作方法，所述制备方法包括： 1) 将木材截面去除纹理的图案作为第一图案输入第一喷墨打印机，采用第一喷墨打印 机在砖坯上喷涂油性墨水，从而形成喷涂有第一图案的砖坯； 2) 将木材截面纹理作为第二图案输入第二喷墨打印机，采用第二喷墨打印机，在步骤 1)制备的喷涂有第一图案的砖坯上，喷涂保护釉形成木材纹理，从而在砖坯上形成具有特 殊浮凸纹理木纹； 其中，其中所述保护釉包括有机硅表面活性剂，以所述保护釉总质量为100%，其固体 成分包括 50 ?53% Si02、13 ?16% Α1203、0· 2 ?0· 5% Fe203、8 ?11% Ca0、4 ?6% MgO、 1. 5 ?2. 4% K20、4 ?5. 1% Na2O0
[0007] 本发明中可以选择任意木材截面，将该木材截面图高清扫描输入电脑中，并进行 一系列后期处理，实现图形的优化。其中，对于优化后的木材截面图去除木材截面上的纹理 之后即可得到第一图案，采用第一喷墨打印机在砖坯上喷涂该第一图案；优化后的木材截 面图，可以作为木材截面纹理图稿（第二图案），第二喷墨打印机识别木材截面纹理图稿中 的纹理，根据该识别出的纹理，第二喷墨打印机在喷涂有木材端面去除纹理的基底层的砖 坯上特定位置喷涂保护釉，保护釉与油性墨水自然结合并呈现凹凸效果，以形成木材纹理， 从而得到在砖坯上形成具有特殊浮凸纹理木纹，这样的砖坯再经过烧成、磨边等工序即可 得到具有特殊浮凸纹理木纹的陶瓷； 喷墨墨水的分散剂与溶剂决定了目前市场上的墨水均具有油性特征，油性的大小对于 喷保护釉料之后能否根据自身表面张力在特定纹理处形成比较自然的浮凸效果非常关键， 油性太小会导致表面平滑而产生不了模具效果，油性太大则又会产生缩釉缺陷，导致产品 容易藏污，因此对墨水的选择也很重要，选择本申请中的油性墨水则能够恰到好处的实现 浮凸效果； 喷墨保护釉的研宄内容是本技术的重点部分，我们的项目实施方案是打印完各种木纹 图案之后，在砖坯表面喷上一层保护釉，起到对砖面图案的保护作用，同时也增强表面的防 污效果。由于喷墨墨水是带有油性的特点，保护釉在表面张力的作用下在喷的过程中会被 图案灰度大墨水量多的纹理排斥而产生缩釉缺陷。为了解决这一问题，就需要调整保护釉 釉浆的表面张力，我们引进了一种有机硅表面活性剂，例如聚硅氧烧，能根据加入量的不同 产生不同的表面张力。通过实验我们确定了配方结构，让这种具有特定表面张力的釉浆可 以根据不同纹理的不同墨水量，顺着木纹的纹理自动产生0. 2?0. 3mm的下陷效果。
[0008] 较佳地，在进行步骤1)之前，对所述砖坯进行施釉，施釉工艺参数为：面釉比重 I. 40-L 42,面釉重量 74-76g/盘，釉的成分包括 57 ?62% Si02、22 ?25wt% Α1203、(λ 1 ? 0· 5% Ca0、0. 2 ?0· 4% MgO、3. 5 ?4. 2% K2O 和 2. 3 ?2. 7wt% Na20。
[0009] 最后喷到砖面的釉料根据自身的部分亲油特性在木纹图案的独特肌理处，与喷墨 墨水自然结合并呈现出凹凸效果，最终达到浮凸效果完全根据木纹纹理进行深浅过度。
[0010] 较佳地，木材包括硬木，通过加工使得木材截面纹理形成的第二图案中纹理处的 灰度提高。
[0011] 在选材过程中，我们收集了各种各样的珍贵木材图稿，并进行局部的设计加工，提 高不同区域纹理的灰度对比，让木纹肌理更加容易体现出该工艺技术的优势，让产品达到 预想的表面质感。
[0012] 较佳地，砖坯的成分包括4.3-4.7￥七％几（烧失量）、64-67.￥七％5102、20- 20. 7wt% AL203、0. 25-0· 40wt% Ca0、0. 6-0· 9wt% MgO 以及 5. 4-6. 2wt% KNaO。
[0013] 坯体配方设计时，为了控制好砖的变形，将所选原料按不同比例确定几个配方，分 别进行泥浆性能、干燥敏感性和生坯干燥强度的测试，并对烧制后的小样进行物理、化学性 能检测，上述主分的砖坯各方面性能较好的一种。
[0014] 较佳地，步骤1)中，控制砖坯表面的温度在35-40°C。
[0015] 为了保证墨水在砖表面的渗透和干湿一致，确保喷墨图案的稳定，我们将进喷墨 机的砖坯表面温度严格控制在35?40度。
[0016] 较佳地，步骤1)中，第一喷墨打印机包括精度达到360dpi、有8级灰度可选、喷墨 量为6-42pl的喷墨打印机。
[0017] 随着喷墨机的大量普及，喷墨机以及喷头的型号也越来越多，主要差别体现在分 辨率与喷墨量上，由于我们这一项目主要是针对各种名贵木纹，图案都比较清晰，并且线状 纹理一般也比较深色，这就要求喷墨机打印既要清晰又要喷墨量足够大。经过对比分析之 后我们选择了精度均为360dpi的Xaar 1001 GS6，Xaar 1001 GS6有8级灰度可选，喷墨量 大小分别为6?42pl、12?84pl，能够保证木纹纹理打印的精细度。
[0018] 较佳地，步骤1)中，喷涂油性墨水的工艺参数包括：油性墨水比重1. 3-1. 4,油性 墨水重量10 -25克每平方。
[0019] 较佳地，步骤2)中，第二喷墨打印机为精度达到360dpi、有8级灰度可选、喷墨量 大小为12-84pl的喷墨打印机。
[0020] Xaar 1001 GS12的精度均为360dpi，有8级灰度可选，而Xaar 1001 GS12的喷墨 量大小为12?84pl，喷墨量是GS6型号的一倍，能够满足高档名贵木纹中的深色细腻纹理 的打印需要，提高颜色的饱和度。
[0021] 较佳地，步骤2)中，喷涂保护釉的工艺参数包括：保护釉比重1. 30- 1. 35,保护釉 重量18 - 23g/盘。
[0022] 较佳地，在完成步骤1)的4-6分钟内，进行步骤2)。
[0023] 砖坯喷墨后到喷保护釉的时间长短是稳定木纹图案浮凸效果非常重要的控制点， 太长或太短都会让浮凸效果产生变化。一般以36?42米，时间4?6分钟为宜。
[0024] 本发明的有益效果： 本发明通过采用特殊浮凸纹理木纹制作技术，充分利用了精细的木纹纹理、喷墨墨水、 部分亲油性的釉料三者之间的有效结合，在表面形成完全根据木纹纹理进行浮凸深浅变化 的自然效果，能够很逼真的还原了各种高档名贵木材的原始质感。解决了瓷砖表面的浮凸 走势肌理完全与高档名贵木材细密纹理相一致的整体生产难题； 本技术可广泛应用于各种高低温日用、建筑、艺术陶瓷坯料，并对陶瓷喷墨产品品质提 升具有重大意义，且不受产品规格限制，也可用于陶瓷板的表面装饰。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1示出了本发明中一个实施方式的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式 仅用于说明本发明，而非限制本发明。
[0027] 发明目的 本发明通过采用特殊浮凸纹理木纹制作技术，充分利用了精细的木纹纹理、喷墨墨水、 部分亲油性的釉料三者之间的有效结合，在表面形成完全根据木纹纹理进行浮凸深浅变化 的自然效果，能够很逼真的还原了各种高档名贵木材的原始质感。解决了瓷砖表面的浮凸 走势肌理完全与高档名贵木材细密纹理相一致的整体生产难题； 本技术可广泛应用于各种高低温日用、建筑、艺术陶瓷坯料，并对陶瓷喷墨产品品质提 升具有重大意义，且不受产品规格限制，也可用于陶瓷板的表面装饰。
[0028] 技术内容 1、总体方案： 首先挑选具有独特细密纹理的名贵木纹原稿并进行设计处理，让线条肌理走势清晰自 然。然后根据喷墨打印机喷头的特征进行喷头型号的挑选与组合，可以非常精细的对设计 图稿进行打印。以及选择有合适性能特性的喷墨墨水，并研发出一种有适度亲油性的釉料 配方，能让最后喷到砖面的釉料根据自身的部分亲油特性在木纹图案的独特肌理处，与喷 墨墨水自然结合并呈现出凹凸效果，最终达到浮凸效果完全根据木纹纹理进行深浅过度， 非常自然逼真。采用该工艺技术生产的产品可根据不同的要求进行随意切割和组合铺贴， 不受图案断面限制； 通过生产实践，本项目在合理的现场工艺参数控制下，生产的产品能够根据设想的结 果在表面产生与图案完全一致的0. 2?0. 3mm深浅的浮凸纹理，并且效果稳定可控，证明该 技术使用的配方结构是合理的，工艺过程控制是可行的； 经国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心检测，该技术的产品质量符合GB/ T4100-2006标准附录G的要求，放射性核数指标符合GB6566-2001标准中的A类装饰材料 要求。
[0029] 2、创新点： (1) 自主研发出具有特定表面张力的釉料配方，让釉料与墨水在木纹的特殊肌理处产 生与纹理完全一致的浮凸模具效果； (2) 组合运用Xaar 1001GS6与Xaar 1001GS12两种型号的喷头进行喷墨打印木纹图 案，保证图案精细度和深色部位的喷墨量； (3) 选择使用具有适当偏油性的快干型喷墨墨水，快速形成固定图案； (4) 制定合理稳定的烧成制度，让釉料与墨水根据各自的特点形成深度在0. 02mm至 0. 03mm深度的木纹纹理； (5) 产品仿真名贵木纹（黄花梨、鸡翅木）效果明显。
[0030] 3、技术难点 (1) 独特肌理的木纹图案的挑选与设计，利于浮凸效果的产生； (2) 喷墨机喷头型号的选择与组合，既要保证精细度又要保证喷墨量； (3) 喷墨墨水性能的对比分析，满足油性、快干的特点； (4) 具有特定表面张力的保护釉料的研发，能与墨水自然结合成特定的浮凸纹理； (5) 生产过程的工艺控制，让保护釉与墨水之间之间组合出来的浮凸效果是稳定的。
[0031] 4、详细技术内容： (1)木纹图稿的挑选与设计研宄 世界森林面积广袤，树种丰富，各种木材纹理多变，为我们的图案来源提供了大量的素 材。在木材的种类当中，有快速生长的疏松材质，有缓慢生长的坚硬材质。相对于疏松材质 的木材，坚硬木材具有更加细密清晰的线状肌理与生产痕迹。经过小试对比发现，疏松材质 的木纹一般淡雅，线状肌理不明朗，在喷保护釉的过程中釉料不容易与墨水产生排斥反应， 比较难形成纹理浮凸变化。而纹理越清晰越细密的各种珍贵木材纹理，就越容易让釉料与 墨水在特定的纹理处产生反应，最后形成我们预想的与纹理完全吻合的浮凸效果。因此在 选材过程中，我们收集了各种各样的珍贵木材图稿，并进行局部的设计加工，提高不同区域 纹理的灰度对比，让木纹肌理更加容易体现出该工艺技术的优势，让产品达到预想的表面 质感。
[0032] (2)喷墨机喷头型号与组合的研宄 随着喷墨机的大量普及，喷墨机以及喷头的型号也越来越多，主要差别体现在分辨率 与喷墨量上，由于我们这一项目主要是针对各种名贵木纹，图案都比较清晰，并且线状纹理 一般也比较深色，这就要求喷墨机打印既要清晰又要喷墨量足够大。经过对比分析之后我 们选择了精度均为360dpi的Xaar 1001 GS6与Xaar 1001 GS12的喷头进行组合使用，Xaar 1001 GS6有8级灰度可选，墨点大小为6?42pl，能够保证木纹纹理打印的精细度。而Xaar 1001 GS12的墨点大小为12?84pl，喷墨量是GS6型号的一倍，能够满足高档名贵木纹中 的深色细腻纹理的打印需要，提高颜色的饱和度。
[0033] (3)喷墨墨水性能的分析 喷墨墨水的分散剂与溶剂决定了目前市场上的墨水均具有油性特征，油性的大小对于 喷保护釉料之后能否根据自身表面张力在特定纹理处形成比较自然的浮凸效果也有一定 的影响，油性太小可能会导致表面平滑而产生不了模具效果，油性太大则可能又会产生缩 釉缺陷，导致产品容易藏污。我们采用了福禄公司的墨水FA 2.0系列的墨水，喷釉后与釉 料的结合能够产生我们所需要的表面凹凸质感。
[0034] (4)喷墨保护釉的研发 喷墨保护釉的研宄内容是本技术的重点部分，我们的项目实施方案是打印完各种木纹 图案之后，在砖坯表面喷上一层保护釉，起到对砖面图案的保护作用，同时也增强表面的防 污效果。由于喷墨墨水是带有油性的特点，保护釉在表面张力的作用下在喷的过程中会被 图案灰度大墨水量多的纹理排斥而产生缩釉缺陷。为了解决这一问题，就需要调整保护釉 釉浆的表面张力，我们引进了一种有机硅表面活性剂，能根据加入量的不同产生不同的表 面张力。通过实验我们确定了配方结构，让这种具有特定表面张力的釉浆可以根据不同纹 理的不同墨水量，顺着木纹的纹理自动产生〇. 2?0. 3mm的下陷效果。
[0035] (5)生产过程的工艺参数控制 在解决了以上四个方面的问题之后，生产现场的工艺参数控制也是稳定这种下陷浮凸 效果非常关键的过程，生产工艺控制主要有喷墨前的砖坯表面温度、喷墨后砖坯到喷保护 釉处的距离与时间长短、保护釉的比重与喷釉量这三个方面。
[0036] ①、为了保证墨水在砖表面的渗透和干湿一致，确保喷墨图案的稳定，我们将进喷 墨机的砖坯表面温度严格控制在35?40度。
[0037] ②、砖坯喷墨后到喷保护釉的时间长短是稳定木纹图案浮凸效果非常重要的控制 点，太长或太短都会让浮凸效果产生变化。一般以36?42米，时间4?6分钟为宜。
[0038] ③、保护釉的喷釉量必须也要适中，少了产生不了浮凸效果，多了则容易使表面纹 理在烧成时熔平。以600_X900_X11±0. 3mm规格为例，在比重1. 30?1. 35的情况下 喷釉量控制在100?130g效果最佳。
[0039] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本 发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发 明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的 工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适 的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0040] 实施例 坯体配方的试验及原料加工 坯体配方设计时，为了控制好砖的变形，将所选原料按不同比例确定几个配方，分别进 行泥浆性能、干燥敏感性和生坯干燥强度的测试，并对烧制后的小样进行物理、化学性能检 测，根据结果选择最佳方案进行中试。下表1-1为坯体配方化学成分。 [0041 ] 表1-1坯体配方化学成分
【权利要求】
1. 一种特殊浮凸纹理木纹的制作方法，其特征在于，所述制备方法包括： 1) 将木材截面去除纹理的图案作为第一图案输入第一喷墨打印机，采用第一喷墨打印 机在砖坯上喷涂油性墨水，从而形成喷涂有第一图案的砖坯； 2) 将木材截面纹理作为第二图案输入第二喷墨打印机，采用第二喷墨打印机，在步骤 1)制备的喷涂有第一图案的砖坯上，喷涂保护釉形成木材纹理，从而在砖坯上形成具有特 殊浮凸纹理木纹； 其中所述保护釉包括有机硅表面活性剂，以所述保护釉的总质量为100%，其固体成分 包括 50 ?53%Si02、13 ?16% A1203、0. 2 ?0? 5% Fe203、8 ?11% Ca0、4 ?6% MgO、l. 5 ? 2. 4% K20、4 ?5. 1% Na20〇
2. 根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在进行步骤1)之前，对所述砖坯进行 施釉，施釉工艺参数为：面釉比重1.40-1. 42,面釉重量74-76g/盘，面釉的成分包括57? 62%Si02、22 ?25wt% A1203、0. 1 ?0? 5% Ca0、0. 2 ?0? 4% MgO、3. 5 ?4. 2% K20 和 2. 3 ? 2. 7wt°/〇 Na20〇
3. 根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，木材包括硬木，通过加工使得木 材截面纹理形成的第二图案中纹理处的灰度提高。
4. 根据权利要求1-3中任一所述的制作方法，其特征在于，砖坯的成分包括4. 3- 4. 7wt% 烧矢量、64-67. wt% Si02、20-20. 7wt% AL203、0. 25-0? 40wt% Ca0、0. 6-0? 9wt% MgO 以及 5. 4 - 6. 2wt% KNaO。
5. 根据权利要求1-4中任一所述的制作方法，其特征在于，步骤1)中，控制砖坯表面的 温度在35-40 °C。
6. 根据权利要求1-5中任一所述的制作方法，其特征在于，步骤1)中，第一喷墨打印机 包括精度达到360dpi、有8级灰度可选、喷墨量大小为6-42pl的喷墨打印机。
7. 根据权利要求1-6中任一所述的制作方法，其特征在于，步骤1)中，喷涂油性墨水的 工艺参数包括：油性墨水比重1. 3 - 1. 4,油性墨水重量10 - 25。
8. 根据权利要求1-7中任一所述的制作方法，其特征在于，步骤2)中，第二喷墨打印机 为精度达到360dpi、有8级灰度可选、喷墨量大小为12-84pl的喷墨打印机。
9. 根据权利要求1-8中任一所述的制作方法，其特征在于，步骤2)中，喷涂保护釉的工 艺参数包括：保护釉比重1. 30- 1. 35,保护釉重量18 - 23g/盘。
10. 根据权利要求1-9中任一所述的制作方法，其特征在于，在完成步骤1)的4-6分钟 内，进行步骤2)。
【文档编号】C04B41/86GK104496565SQ201410687261
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】刘一军, 谢志军, 李惠文, 黄玲艳 申请人:广东蒙娜丽莎新型材料集团有限公司