用于通過膠態(tài)分散然后是常規(guī)壓制技術(shù)來制造著色陶瓷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工藝，在所述工藝中將由金屬鹽組成的顏色溶液引入到陶瓷漿料并且隨后與粘結(jié)劑結(jié)合、干燥、壓制成生坯狀態(tài)并進行燒結(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請是2012年3月I日提交的序列號13/410，251的部分繼續(xù)申請。
[0004]用于給陶瓷著色的當前技術(shù)由于加工而具有局限性。目前，方法涉及將預燒結(jié)的陶瓷體浸入到包含金屬鹽的著色溶液中。這類方法可能常常會導致陶瓷表面上的不均勻著色。另外，著色溶液到陶瓷的氣孔中的滲透在很大程度上受所述溶液的組分、組成以及性質(zhì)影響。取決于所述溶液中存在的成分，可能會產(chǎn)生極少或無顏色滲透。
[0005]當試圖給預燒結(jié)的陶瓷著色時這類缺點出現(xiàn)。這種情況推動了對用于給陶瓷體著色的一種替代方法的需要。這種方法將不需要給預燒結(jié)的陶瓷體著色并且將導致具有固有顏色美觀性的陶瓷，所述固有顏色美觀性在整個陶瓷中、內(nèi)部和表面上都是均勻的。本發(fā)明涉及在一種注漿成型過程中創(chuàng)建有色陶瓷，在所述過程中將由金屬鹽組成的顏色溶液引入到所述注漿中并且隨后與粘結(jié)劑結(jié)合、干燥、按壓成生坯狀態(tài)并進行燒結(jié)。
[0006]用于給陶瓷體著色的當前方法涉及將預燒結(jié)的具有最終形狀的陶瓷浸入到著色液體中。這些過程要求廣泛范圍的浸泡時間和干燥時間，以確保一致和高質(zhì)量結(jié)果。在浸入之后，使陶瓷體干燥并進行燒結(jié)，此后實現(xiàn)最終顏色。
[0007]當前所用的浸入方法在很大程度上取決于著色液體的毛細管作用和所述液體到陶瓷氣孔中的浸透。著色液體的性質(zhì)，如組成、濃度、粘度、pH值、表面張力以及潤濕能力直接影響所述液體的性能。如果未優(yōu)化任何性質(zhì)，那么可能會導致不合期望的結(jié)果，如著色不成比例或顏色到陶瓷體中的滲透較差。
[0008]這些方法在陶瓷經(jīng)過加工和制作之后給陶瓷體著色。在陶瓷的初始制作之后，將著色劑添加至陶瓷系統(tǒng)。因此，顏色不是陶瓷固有的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及一種用于通過膠態(tài)分散來給陶瓷著色的工藝。在這個注漿成型過程中，將由金屬鹽組成的著色溶液引入到所述漿料并且隨后與粘結(jié)劑結(jié)合、干燥成可壓制的有色粉末、壓制成生坯狀態(tài)并且進行燒結(jié)。
[0010]著色溶液可包括例如金屬鹽、溶劑、有機溶劑如環(huán)氧丙烷的衍生物以及可以引入到所述注漿成型過程的酸。
[0011]可以將這種著色溶液添加至所述注漿。所述溶液與所述陶瓷漿料充分混合，此后所述陶瓷體與粘結(jié)劑結(jié)合、干燥并最終經(jīng)受燒結(jié)過程。
[0012]在最終燒結(jié)之后，所得陶瓷體在其全部組成中都擁有均勻的固有顏色。
[0013]本發(fā)明利用金屬鹽作為添加至所述注漿的著色液體中存在的著色劑。所述金屬鹽的主要性質(zhì)是這樣的，使得其在所述溶劑中可溶解。
[0014]來自周期表上的第3至第12族的過渡金屬的金屬鹽可以用于所述著色溶液。另夕卜，也可以使用稀土金屬的鹽?？梢允褂贸恃趸镄问交虬韵玛庪x子的金屬鹽:如Cl'SOp SO3' Br\ Γ、NO2-以及 NO f。
[0015]當所述著色溶液與通過膠態(tài)分散制成有色陶瓷的工藝相關(guān)時，所述著色溶液應(yīng)包含介于0.01重量％至5重量％范圍內(nèi)的金屬鹽。所述金屬鹽的濃度直接取決于將要實現(xiàn)的目標顏色。
[0016]優(yōu)選的著色溶液還包含有機溶劑。這種溶劑的目的在于保證包含所述金屬鹽的溶液的均勻性。聚環(huán)氧丙烷的衍生物可以用于這個目的。
[0017]當所述著色溶液與通過注漿制成有色陶瓷的工藝相關(guān)時，所述著色溶液應(yīng)包含I重量％至約10重量％的有機溶劑和0.5重量％至10重量％的粘結(jié)劑。
[0018]優(yōu)選的著色溶液還包含酸。這種組分的目的在于:當所述著色溶液被混合到所述陶瓷漿料中時，通過保持穩(wěn)定的pH值來維持所述著色溶液的膠態(tài)穩(wěn)定性。在1.0至4.0范圍內(nèi)的酸性pH水平是理想的。
[0019]當所述著色溶液與通過膠態(tài)分散制成有色陶瓷的工藝相關(guān)時，所述著色溶液應(yīng)包含0.05重量％至約5重量％的酸。
[0020]所述溶劑的主要性質(zhì)在于它可以使所述金屬鹽溶解并促成均勻的溶液。溶劑可包括水、醇類、酮類、有機溶劑或其混合物。所述溶劑占所述溶液重量的大部分。
[0021]本發(fā)明包括用以制作有色陶瓷的工藝。由于顏色的獨特性質(zhì)(包括色相、色度以及色調(diào)變化)，所以在所述注漿成型過程之前將不同比率的著色液體添加至所述陶瓷漿料。所述比率直接取決于將要實現(xiàn)的目標顏色。
[0022]當所述膠態(tài)注漿與用以制成有色陶瓷的工藝相關(guān)時，所述膠態(tài)注漿應(yīng)使得著色液體的克數(shù)/克陶瓷漿料的比率在約0.01至約1.00的范圍內(nèi)。
[0023]本發(fā)明可以用于使用著色劑到陶瓷漿料中的獨特膠態(tài)混合過程來制作有色陶瓷。將所述著色液體添加至所述陶瓷漿料并且之后混合，以保證得到均勻的混合物。隨后將所述漿料混合物與粘結(jié)劑結(jié)合、干燥成粉末、壓制成生坯狀態(tài)并且進行燒結(jié)。
[0024]在最終燒結(jié)之后，產(chǎn)生均勻著色的陶瓷體。
[0025]本發(fā)明的一個目的在于，創(chuàng)建一種具有特定色相、色度以及色調(diào)變化的有色陶瓷體。另一個目的在于，創(chuàng)建一種允許實現(xiàn)眾多顏色的工藝。
[0026]又一個目的在于，創(chuàng)建一種允許制作具有均勻和一致顏色的陶瓷體而不會對所述陶瓷的機械和光學性質(zhì)造成不利影響的工藝。
[0027]再另一個目的在于，創(chuàng)建一種設(shè)計用于導致著色一致的陶瓷的陶瓷制作工藝的著色溶液。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明涉及在陶瓷的初始加工和制作過程中給所述陶瓷體著色。在加工階段，將著色溶液添加至陶瓷系統(tǒng)。結(jié)果是陶瓷具有本征顏色性質(zhì)和完整的顏色飽和度。
[0029]具有已知組成和濃度的顏色溶液可以用于創(chuàng)建具有所希望色相、色度以及色調(diào)變化的任何顏色。本發(fā)明涉及一種設(shè)計用于在材料的制造過程中給陶瓷著色的工藝，本發(fā)明使用金屬鹽作為著色劑以及用于使所述鹽分散到溶液中的溶劑。
[0030]這里所述的工藝確保顏色完全且均勻地滲透到陶瓷體中。隨后可以將這種陶瓷體切割或研磨成任何形狀或形式。最終燒結(jié)的陶瓷體將會完整著色而不需要額外的著色過程，使用常規(guī)的陶瓷著色方法所述著色過程通常會花費幾個小時。
[0031]著色溶液和這里所述的工藝不會對天然陶瓷的機械和光學性質(zhì)造成不利影響。因為著色劑在膠態(tài)過程中進行混合，所以著色離子均勻分布在整個陶瓷晶體結(jié)構(gòu)中。因此，著色離子并入整個陶瓷中。
[0032]應(yīng)思
[0033]本發(fā)明涉及使用著色劑到陶瓷漿料中的獨特膠態(tài)混合過程來制作有色陶瓷。這種過程可以應(yīng)用于牙科行業(yè)，特別是牙科氧化鋯的制作中。目前，制作氧化鋯塊體用于研磨成牙冠、牙橋和牙頂蓋。由于牙齒的天然強度和美觀性，牙科陶瓷中需要這類機械和光學性質(zhì)。
[0034]目前，從氧化鋯塊體研磨牙科框架。因為氧化鋯的天然顏色是白色，所以需要給陶瓷著色。因此，使用利用著色液體的常規(guī)浸入方法來給陶瓷著色。當前方法涉及將具有最終形狀的預燒結(jié)的氧化鋯框架浸入到顏色液體中持續(xù)特定的浸泡時間段。隨后將框架干燥并進行燒結(jié)。牙科行業(yè)大量使用VITA經(jīng)典色板作為牙齒美觀性的標準。這些顏色在色相、色度以及色調(diào)變化方面是獨特的。常規(guī)顏色液體被制成與這些性質(zhì)相匹配。
[0035]本發(fā)明可以消除對于預燒結(jié)的牙科框架的著色過程的需要?？梢詫⒀趸喲揽铺沾芍谱鞒删哂凶罱K所希望產(chǎn)品的固有顏色性質(zhì)。
[0036]使用與VITA經(jīng)典牙科色調(diào)的色相、色度以及色調(diào)變化相匹配的顏色來制作牙科氧化鋯陶瓷在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0037]制作可以研磨成具有最終形狀的特定牙科框架并且隨后可以進行燒結(jié)的牙科氧化鋯陶瓷也在本發(fā)明范圍內(nèi)。所得的燒結(jié)氧化鋯框架將具有最終形狀和與VITA經(jīng)典色調(diào)匹配的最終顏色。
[0038]測試結(jié)果
[0039]已使用本發(fā)明實現(xiàn)成功的結(jié)果。使用具有已知濃度和組成并且混合到膠態(tài)氧化鋯漿料中的著色溶液。
[0040]將包含TbCl3、CrCl3、丙二醇、37%鹽酸以及去離子水的著色溶液添加至氧化鋯漿料。
[00