陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水及其制备方法，属于陶瓷砖装饰技术。本发明提供的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其中包括的各种组分按质量百分比为：色料：28%～35%；釉粉：10%～15%；负离子粉：2%～5%；碳酸镁：1%～5%；二甘醇：45%～55%；分散剂：1～3%；结合剂：0.5%～2%；表面活性剂：0.5%～2%。使用此种墨水在陶瓷砖坯上喷墨打印后形成的喷墨印花层在烧结后能释放负离子，有益人的身心健康，是一种健康环保的建材产品。
【专利说明】陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陶瓷砖装饰技术，具体为一种陶瓷喷墨打印用墨水，更具体地，涉及一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水及其制备方法。
【背景技术】
[0002]负离子是一种对人体健康非常有益的远红外辐射材料，适宜人体吸收的远红外线最佳波长为9.6 μ m，而负离子矿物晶体辐射远红外线的波长在2-18 μ m范围内，且辐射功率发射密度为0.04w/cm2略高，以上数据可以充分证实，负离子矿物晶体辐射的远红外线与人体的协调很好，可被人体全部吸收。一般而言，人每天需要约130亿个负离子，而我们的卧室，办公室，娱乐场所等环境，只能提供约I——20亿个。这种供求之间的巨大反差，往往容易导致肺炎，气管炎的呼吸疾病。
[0003]喷墨打印技术是20世纪70年代末开发成功的一种非接触式的数字印刷技术。它将墨水通过打印头上的喷嘴喷射到各种介质表面上，实现了非接触、高速度、低噪音的单色或彩色的文字或图像印刷。21世纪初，美国费罗公司开发出适合在陶瓷上进行喷墨打印的油性油墨，在我国相应的专利申请号为00818261.2。以此开始了喷墨打印技术在建筑陶瓷生产领域的广泛应用。作为一种全新的陶瓷装饰理念，陶瓷装饰用彩色打印技术可以充分利用丰富的计算机资料，把数字技术引入到传统的建筑陶瓷产品中，使陶瓷装饰紧跟时代步伐，体现时尚特色，满足人们个性化的要求，把陶瓷装饰技术推向一个崭新阶段。
[0004]喷墨打印技术与陶瓷砖生产的传`统装饰手段相比具有如下优点:(1)节能减排，产品摆脱了批量生产中需要制片、筛网、刻板等中间工序，缩短转产周期，大幅提高生产效率，也降低了转产过程中的损耗；(2)打印过程完全由计算机控制，生产过程中可以进行复杂的图案装饰，而且图案的精度和可重复性提高，可以大大提高装饰过程的机械化程度和生产效率，也可以完成小批量甚至单件产品的定制；(3)非接触式，可以在凹凸面上印刷，使得一些异形产品的装饰变得容易，极大丰富装饰效果。
[0005]但是喷墨印花工艺属于一种表面装饰技术，即在瓷砖表面通过喷墨打印机打印形成预设图案，目前公开的墨水配方中的主要成分为着色剂/色料和溶剂，以及使着色剂/色料在溶剂中均匀分散的分散剂等添加剂。喷墨打印形成的印花层多不耐磨，即使是高温烧结后，在瓷砖表面的印花层也较容易磨损，因此多需要施一层透明保护釉来保护印花层。这使得喷墨印花系列陶瓷墙地砖的生产成本和生产周期都很高。目前公知的负离子釉均为乳浊釉，不适合作为施于印花层上的保护层。所以具有负离子效果的喷墨打印陶瓷制品还未出现。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提出一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水及其制备方法，使用本发明提供的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水生产陶瓷墙地砖产品时，喷墨印花后直接高温烧成即可，无需喷墨印花后再施透明保护釉后再高温烧成，墨水中的釉料成分在烧成时会熔融，将墨水中的负离子粉和色料包裹，色料呈现喷墨印花形成的图案，而负离子粉则可以释放负离子，提高装饰空间的负离子浓度。
[0007]为达此目的，本发明采用以下技术方案:一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其中包括的各种组分按质量百分比为:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;负离子粉:2%~5% ;碳酸镁:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散剂:1~3% ;结合剂:0.5%~2% ;表面活性剂:0.5%~2%。
[0008]为了能获得较好的印花效果，并适合陶瓷墙地砖制品的高温烧成，优选地，在上述陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水中，所述负离子粉包括的矿物组分的质量百分为:电气石:30%~45%，稀土复合盐类:20%~45%，氧化钛:25%~35%。
[0009]上述稀土复合盐类，优选为镧系稀土复合盐，而且为了避免对墨水发色影响，电气石优选为白色电气石。
[0010]为了使墨水可以适用于高温烧成，优选地，在上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水中，所述的色料为镨黄、红棕、桔黄、钴蓝、尖晶石系黑色颜料中的一种或多种组合。
[0011]为了使烧结后，使用本发明提供的墨水形成的印花层具有较好的质感，优选地，在上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水中所述的釉粉的化学组分质量百分比为:二氧化硅:45%~50% ;氧化铝18%~22%,三氧化二铁:≤0.2% ;二氧化钛( 0.3% ;氧化钙8%~12% ;氧化镁4%~5% ;氧化钾:1%~3% ;氧化钠:3%~5% ;氧化钡:2%~4% ;氧化锌:1%~2% ;氧化锆:1%~2% ;烧失量:≤1% ;水:≤0.5%。
[0012]上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水呈弱碱性；其PH介于7~8之间时对喷头的腐蚀性最小。
[0013]当上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水中固含量> 50%时，具有特别好的发色效果。
[0014]本发明还提供一种上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法:其包括如下步骤:
[0015]步骤I)色料、负离子粉、釉粉的干料混合；按色料:负离子粉:釉粉的质量比为28~35:2~5:10~15称取，然后倒入快速搅拌机中混合均匀。
[0016]步骤2)气流粉碎；采用高速气流粉碎机对步骤I)混合均匀的色料、负离子粉和釉粉混合料进行打粉，得到粒径达10 μ m~50 μ m的超细粉。
[0017]步骤3)配料与一级球磨；按质量比为:40~55:1~5:45~60称取步骤2)得到的超细粉、碳酸镁、二甘醇，然后倒入以氧化铝为球衬和球子的球磨机中球磨，球磨时间12~24小时，得到颗粒直径为I~10 μ m的混合浆料。
[0018]步骤4)配料与二级球磨；按质量比为86~120:1~3:0.5~2:0.5~2的比例称取步骤3)得到的混合浆料、分散剂、结合剂、表面活性剂，倒入双行星式高速球磨机进行研磨，研磨时间4~10小时,得到墨水半成品。
[0019]步骤5)恒温真空过滤；将步骤4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒温搅拌缸中，然后进行抽真空、高速振动、使用孔径< IOym滤网过滤，得到墨水成品。
[0020]优选地，在上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法中，步骤O中所述的色料为经700~850°C温度下煅烧、颗粒度达325目标准分析筛筛余≤0.05%、水份< 0.5%的粉状镨黄、红棕、桔黄、钴蓝、尖晶石系黑色颜料中的一种或多种组合。
[0021]优选地，在上述一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法中，步骤I)中所述的釉料为选用化学组分质量比为二氧化硅45~50:氧化铝18~22:三氧化二铁O~0.2: 二氧化钛O~0.3:氧化?丐8~12:氧化镁4~5:氧化钾I~3:氧化钠3~5:氧化钡2~4:氧化锌I~2:氧化锆I~2的原料经700~850°C煅烧，煅烧时间I~3小时，得到烧失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
[0022]为了避免引入杂质，获得较好的研磨效果，以稳定墨水质量，在一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法中，步骤3)中所使用的球磨机性能要求如下:球子采用等静压成型工艺、直径10~35mm ;球衬、球子的化学成份质量百分比为:三氧化二铝≤95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二铁≤0.1%，球衬、球子的体密度≤3.7克/立方厘米，球衬、球子的一个球磨周期磨耗< 0.1 %。，莫氏硬度≤9.5。
[0023]为了避免引入杂质，获得较好的研磨效果，以稳定墨水质量，在一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法中，步骤4)中所使用的双行星式高速球磨机中球磨罐和球子的材质为氧化锆。
[0024]同现有技术相比本发明提供的方案具有如下优势:
[0025]1、墨水加工工艺简单，实用性强，经喷墨机喷墨打印后，不需要在印花层上再施以一层墨水保护釉。通过窑炉烧成，色釉混合型墨水烧结后，自身可形成一层紧密的耐磨的印花层，这大大简化了喷墨打印装饰的生产工艺，并降低生产成本、提高生产效率。[0026]2、使用此种墨水在陶瓷砖坯上喷墨打印后形成的喷墨印花层能释放负离子，有益人的身心健康。
[0027]3、色釉混合型墨水配方中引入碳酸镁，起到增强墨水的悬浮稳定性、抗结块性作用外，因其呈碱性，在加工过程中，与墨水中的酸性色料发生酸碱中合反应，并使墨水呈弱碱性，较现有技术做出的酸性墨水相比，更利于喷墨机打印头的保护(酸性会腐蚀昂贵的打印喷头)，延长喷头的使用寿命，节约成本。
[0028]4、色釉混合型墨水固体含量高，颗粒度较小，发色效果优于现有墨水。
[0029]5、色釉混合型墨水采用的溶剂为二甘醇(沸点为245°C )，不存在溶剂挥发的问题，对人类和环境较为安全。
【具体实施方式】
[0030]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0031]实施例1-5
[0032]实施例1-5所提供的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的组分配方如下表
1
[0033]表1
[0034]
【权利要求】
1.一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其中包括的各种组分按质量百分比为:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;负离子粉:2%~5% ;碳酸镁:1%~5% ; 二甘醇:45%~55% ;分散剂:1~3% ;结合剂:0.5%~2% ;表面活性剂:0.5%~2%。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其特征在于，所述负离子粉包括的矿物组分的质量百分为:电气石:30%~45%，稀土复合盐类:20%~45%，氧化钛:25%~35%。
3.如权利要求1或2所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其特征在于，所述的色料为镨黄、红棕、桔黄、钴蓝、尖晶石系黑色颜料中的一种或多种组合。
4.如权利要求3所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其特征在于，所述釉粉的化学组分质量百分比为:二氧化硅:45%~50% ;氧化铝18%~22%，三氧化二铁:(0.2% ;二氧化钛0.3% ;氧化?丐8%~12% ;氧化镁4%~5% ;氧化钾..1%~3% ;氧化钠:3%~5% ;氧化钡:2%~4% ;氧化锌:1%~2% ;氧化锆:1%~2% ;烧失量:< 1% ;水 0.5%。
5.如权利要求4所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其特征在于，所述墨水的PH值介于7~8之间。
6.如权利要求4所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水，其特征在于，所述墨水中的固含量≤50%。
7.—种如权利要求1所述的一种陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法:其包括如下步骤: 步骤I)色料、负离子粉、釉粉的干料混合；按色料:负离子粉:釉粉的质量比为28~35:2~5:10~15称取,然后倒入快速搅拌机中混合均匀； 步骤2)气流粉碎；采用高速气流粉碎机对步骤I)混合均匀的色料、负离子粉和釉粉混合料进行打粉，得到粒径达10 μ m~50 μ m的超细粉； 步骤3)配料与一级球磨；按质量比为:40~55:1~5:45~60称取步骤2)得到的超细粉、碳酸镁、二甘醇，然后倒入以氧化铝为球衬和球子的球磨机中球磨，球磨时间12~24小时，得到颗粒直径为I~10 μ m的混合浆料； 步骤4)配料与二级球磨；按质量比为86~120:1~3:0.5~2:0.5~2的比例称取步骤3)得到的混合浆料、分散剂、结合剂、表面活性剂，倒入双行星式高速球磨机进行研磨，研磨时间4~10小时，得到墨水半成品； 步骤5)恒温真空过滤；将步骤4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒温搅拌缸中，然后进行抽真空、高速振动、使用孔径< 10 μ m滤网过滤，得到墨水成品。
8.—种如权利要求7所述的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法，其特征在于，步骤I)中所述的色料为经700~850°C温度下煅烧、颗粒度达325目标准分析筛筛余< 0.05%、水份< 0.5%的粉状镨黄、红棕、桔黄、钴蓝、尖晶石系黑色颜料中的一种或多种组合。
9.一种如权利要求7或8所述的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法，其特征在于，步骤I)中所述的釉料为选用化学组分质量比为二氧化硅45~50:氧化铝18~22:三氧化二铁O~0.2:二氧化钛O~0.3:氧化?丐8~12:氧化镁4~5:氧化钾I~3:氧化钠3~5:氧化钡2~4:氧化锌I~2:氧化锆I~2的原料经700~850°C煅烧，煅烧时间I~3小时，得到烧失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
10.一种如权利要求7所述的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法，其特征在于，步骤3)中所使用的球磨机性能要求如下:球子采用等静压成型工艺、直径IOmm~35mm ;球衬、球子的化学成份质量百分比为:三氧化二铝≥95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二铁≤0.1%，球衬、球子的体密度≥3.7克/立方厘米，球衬、球子的一个球磨周期磨耗≤ 0.1%。，莫氏硬度≥ 9.5。
11.一种如权利要求7所述的陶瓷喷墨打印用色釉混合型负离子墨水的制备方法，其特征在于，步骤4)中所使用的双行星式高速球磨机中球磨罐和球子的材质为氧化锆。
【文档编号】C09D11/38GK103709830SQ201310612987
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】周燕, 丘云灵 申请人:佛山市东鹏陶瓷有限公司, 广东东鹏控股股份有限公司, 丰城市东鹏陶瓷有限公司, 广东东鹏陶瓷股份有限公司