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廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚及其生產(chǎn)工藝的制作方法

文檔序號:8269522閱讀:351來源:國知局
廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚及其生 產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前建筑陶瓷行業(yè)地磚的普遍燒成溫度在1180?1220°C之間,燒成周期在60? 85分鐘之間,高溫燒成產(chǎn)生的氣體會形成酸雨、溫室效應(yīng),破壞臭氧層;對企業(yè)而言,意味 著能耗很大,成本增加;同時在高溫燒成條件下,陶瓷色料的合成反應(yīng)普遍受到制約。噴墨 印刷技術(shù)作為絲網(wǎng)和膠輥之后陶瓷表面裝飾技術(shù)的一項革新,已在亞光、亮光、全拋釉、瓷 片等產(chǎn)品中廣泛使用。但目前陶瓷生產(chǎn)中噴墨工藝仍有一定的局限性,盡管有報道目前已 經(jīng)發(fā)明超過11種陶瓷墨水,但噴墨印刷發(fā)色與絲網(wǎng)、膠輥工藝相比仍存在色域偏窄、顏色 偏暗的狀況。常用的噴墨墨水色系仍主要為CMYK四色系和加上透明、乳白的六色,實際運 用時墨水廠家一般又將之細分成藍色、深棕、淺棕、桔黃、檸檬黃、黑色、粉紅等多種,這些墨 水普遍存在一個問題,就是燒成后產(chǎn)品顏色偏暗,對于絢艷的紅色、黃色和純正的黑色及其 少見,限制了陶瓷磚后期裝飾應(yīng)用。
[0003] 現(xiàn)行建筑陶瓷行業(yè)中,低溫燒成的產(chǎn)品主要是內(nèi)墻磚瓷片(溫度為1030°c? 1120°C),最常用的噴墨墨水主要包括藍色、深棕、桔黃、鐠黃、粉紅、黑色六種;高溫燒成的 產(chǎn)品主要是仿古地磚、全拋釉等(溫度為1180?1220°C),最常用的噴墨墨水主要包括藍 色、深棕、桔黃、黑色四種。鐠黃與粉紅幾乎只是低溫燒成產(chǎn)品專用墨水,這是由于在高溫 1180?1220°C下,色料本身的結(jié)構(gòu)容易被破壞,鐠黃和粉紅這兩種墨水幾乎不發(fā)色,因此 無法使用;另外黑色墨水普遍在高溫下發(fā)色不純正,呈現(xiàn)出不悅的綠調(diào)。
[0004] 因此降低燒成溫度和縮短燒成周期不但節(jié)能減排,促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,另一方面 也給產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)提供了更廣闊的色彩表現(xiàn)平臺。
[0005] 事實上,現(xiàn)在陶瓷行業(yè)節(jié)能的主要努力方向就是降低燒成溫度與縮短燒成周期。 30年來,我國建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度已有了大幅度的下降,從而節(jié)約了大量寶貴的 能源,保證了陶瓷工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。從降低燒成溫度成果看,衛(wèi)生瓷燒成溫度下降了 100°C?140°C,日用瓷下降了 70°C?120°C,釉面磚下降了 70°C?130°C等,由此可見取得 的節(jié)能效果十分顯著,節(jié)約下來的能源所形成的經(jīng)濟效益也非??捎^。低溫燒成的陶瓷產(chǎn) 品其關(guān)鍵在于開發(fā)與利用低溫陶瓷原料,以保證低溫快燒生產(chǎn)工藝。
[0006] 目前,可以用作低溫燒成坯體原料以及釉料的陶瓷礦物原料有:硅灰石、透輝石、 透閃石、絹云母黏土、葉蠟石、珍珠巖等,它們大多數(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑衛(wèi)生陶瓷的坯料及 釉料中,取得了良好的節(jié)能效果,特別在低溫燒成內(nèi)墻磚上的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍和成熟,但 在低于1130°C以下的低溫快速燒成建筑陶瓷地磚技術(shù)領(lǐng)域,目前還沒有比較成熟的工業(yè)化 應(yīng)用。
[0007] 現(xiàn)有建筑陶瓷干壓陶瓷地磚生產(chǎn)成熟技術(shù)領(lǐng)域,燒成溫度實現(xiàn)大幅降低一般有如 下三個途徑可以實現(xiàn) :
[0008] ①增加熔劑或者礦化劑;建筑陶瓷地磚中常用的坯體熔劑原料有鉀長石、鈉長石、 霞石等。燒成溫度降低會給瓷磚本身帶來一定風險,瓷磚的品質(zhì)可能發(fā)生改變,其抗折強度 會出現(xiàn)變化,比較容易折斷,或發(fā)生弓背現(xiàn)象;此外,瓷磚的燒成溫度降低,意味著燒成范圍 變窄。燒成范圍越寬,相對比較容易控制產(chǎn)品燒成的質(zhì)量,但燒成范圍變窄了,對窯爐的要 求就高了;如果不能在變窄的燒成范圍中及時調(diào)整,就容易出現(xiàn)產(chǎn)品燒不熟或者過燒現(xiàn)象。 常用礦化劑有方解石、白云石、滑石、螢石、含鋰礦物等,起一定的輔助降溫作用。
[0009] ②增加成型壓力;一般來言,成型壓力提高能一定程度上降低陶瓷磚燒成溫度,減 少吸水率,然而,壓力的增加不是無限制的,它往往帶來成型設(shè)備性能要求的提高與能耗的 相應(yīng)增加,增加工藝上制品黑心的程度,因此屬于輔助降溫手段。
[0010] ③降低配方球磨細度;隨陶瓷配方原料球磨細度的降低,陶瓷制品固液相反應(yīng)活 性增大,燒成溫度降低,但一般而言,細度降低到微米甚至納米級別,需要增加的成本呈幾 何指數(shù)級別倍數(shù)增加,反而不經(jīng)濟。
[0011] 以現(xiàn)有的燒結(jié)理論,使陶瓷磚坯體各組分發(fā)生固液相高溫合成物理化學反應(yīng)的極 限溫度都超過1KKTC,瓷質(zhì)磚或者炻質(zhì)一次燒成地磚燒成溫度不可能低于1KKTC,因此目 前低溫燒成只局限于在大吸水率的釉面墻磚中實現(xiàn)。我國建筑陶瓷工業(yè)每年消耗的天然礦 物資源約2億噸,而每年排放的陶瓷廢料卻高達1800萬噸,約占原礦資源使用量的10%。 在陶瓷廢料中,拋光廢料占了主要部分,如何有效地消化生產(chǎn)過程產(chǎn)生的拋光廢渣已成為 陶瓷行業(yè)當前的首要任務(wù)之一。同樣,全國每年產(chǎn)生的廢磚等固體排放量也非常驚人,但是 由于一直沒有關(guān)于廢磚的回收和循環(huán)利用實現(xiàn)市場規(guī)?;难h(huán)綜合利用技術(shù)方案,相關(guān) 高效率、低成本、低能耗的破碎細磨深加工設(shè)備在國內(nèi)一片空白。
[0012] 目前建筑陶瓷行業(yè)中循環(huán)回收工業(yè)化利用固體廢料生產(chǎn)墻地磚最大使用量不超 過35%,其根本原因是仍然存在較多的技術(shù)瓶頸,主要原因為大多數(shù)固體廢料中存在較多 揮發(fā)性有害組分,在高溫燒成中容易發(fā)泡,導致嚴重釉面缺陷而極大影響了產(chǎn)品的收成率。
[0013] 化妝土是一種施于陶瓷坯體用來遮蓋坯體表面的顏色、缺陷或粗糙表面的釉料, 具有質(zhì)地細膩、色澤均勻、遮蓋力較強、耐火度高、表現(xiàn)力豐富等特性。運用化妝土,可以改 變坯體表面的顏色,掩蓋坯體的粗糙及有害揮發(fā)組分對釉面產(chǎn)生的缺陷;同時作為釉底料 使用,可以使色釉顯得更加鮮明;運用于不同的工藝,能夠以有限的材料表現(xiàn)豐富多彩的裝 飾效果;化妝土應(yīng)用在墻磚當中,還有一個重要的作用是為了提高墻磚的不透水性,所謂墻 磚產(chǎn)品的透水性是指因墻磚吸水率較大,它在鋪貼前經(jīng)過較長時間的泡水(其目的是使墻 磚與墻體在水泥作用下粘結(jié)牢固)后,釉面顯露出水印的現(xiàn)象。而化妝土應(yīng)用在地磚中主 要是對坯體表面進行遮蓋,提高白度,減少釉面缺陷。
[0014] 在建筑陶瓷工業(yè)化妝土技術(shù)中使用最廣泛的是鋯系和鈦系化妝土。以鋯英石為乳 濁劑的鋯乳濁釉一般應(yīng)用于地磚中,該釉具有應(yīng)用溫度范圍寬,適應(yīng)性強、性能穩(wěn)定、乳濁 效率高等優(yōu)點,但存在高溫粘度大、釉面缺陷多、乳濁劑價格貴、鋯礦資源告急等缺點;另外 雖然鋯本身沒有放射性,但鋯英砂的伴生礦獨居石(La、Ca、Th、U、Ra的磷酸鹽)和磷釔石 (Y、Th、U等的磷酸鹽)卻具有放射性,而墻磚中則主要采用鈦系化妝土。理論上,Ti02的折 射率在2. 5左右,遠高于21〇2的1. 9,用作乳濁劑其乳濁效果應(yīng)遠遠大于ZrO2,實際上,有研 究數(shù)據(jù)顯示鋯系化妝土白度達到70度,而鈦系化妝土白度可達到80度,并且鈦釉一般光亮 平滑,針孔、桔釉缺陷較少,成本低廉,可以使用含著色雜質(zhì)較高的劣質(zhì)原料制造坯體。且鈦 及其伴生礦都沒有放射性,甚至把Ti02應(yīng)用在陶瓷表面還具有降解有機污染物、凈化空氣、 抗菌和自清潔等方面的潛能。然而鈦系化妝土在超過1KKTC高溫以上時,Ti02易生成金紅 石,使釉面呈淺黃色。
[0015]綜上所述,傳統(tǒng)建筑陶瓷要實現(xiàn)升級轉(zhuǎn)型并突破現(xiàn)有工藝導致的高能耗高污染高 成本的制造瓶頸,迫切需要涌現(xiàn)一種能夠?qū)崿F(xiàn)低溫快速燒成的新工藝;而傳統(tǒng)的高溫燒成 低吸水率地磚生產(chǎn)工藝一旦實現(xiàn)進一步降溫到1100°c以下燒成技術(shù)的突破,使用低成本的 優(yōu)質(zhì)鈦系化妝土制造高白底釉將形成一種新的趨勢,同時也能夠使噴墨裝飾工藝色域范圍 進一步得到擴大,有利于大幅降低各種陶瓷墨水的開發(fā)難度,對于進一步提升我國建筑陶 瓷在國際市場競爭力將具有不可估量的前景和意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 為解決上述問題,本發(fā)明提供一種廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚,其使用陶瓷行業(yè)中 瓷質(zhì)地磚或者日用瓷生產(chǎn)燒成后工序中產(chǎn)生的低等級成品或者廢品進行循環(huán)利用,實現(xiàn)了 瓷質(zhì)或者炻瓷質(zhì)陶瓷磚在低于1100°c的溫度下燒成,并使低成本的優(yōu)質(zhì)鈦系化妝土在地磚 高白底釉中工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用,同時能夠使噴墨裝飾工藝色域范圍得到進一步擴大,且相比 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝燒成周期縮短15?20分鐘,燒成能耗降低15%?20%。
[0017] 本發(fā)明還提供廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚的生產(chǎn)工藝。
[0018] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:廣色域噴墨釉飾陶瓷地磚,其中的坯料包括如下重 量份的組分:
[0019] 熟瓷料40?75份瓷石0?38份
[0020] 粘土 20?30份 礦化劑0?5份
[0021] 所述熟瓷料為粒徑小于5mm且經(jīng)過1180?1300°C高溫燒結(jié)的瓷化熟料,其吸水率 小于0. 5%,所述熟瓷料包括如下重量份的組分:
[0022] 所述熟瓷料為粒徑小于5mm且經(jīng)過1180?1300°C高溫燒
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