專(zhuān)利名稱(chēng)：用于著色陶瓷的飽和可溶性鹽的漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種用于裝飾陶瓷基體的漿料以及一種使用該漿料裝飾陶瓷基體的方法。
金屬鹽溶液裝飾陶瓷基體的問(wèn)題之一就是最后的色彩不是特別鮮明。當(dāng)金屬鹽溶液應(yīng)用于輪轉(zhuǎn)凹版工藝，如System S.p.A的ROTOCOLOR時(shí)，特別顯著的就是缺少?gòu)?qiáng)烈的色彩感。焙燒后得到的色彩的強(qiáng)度很大程度上取決于所使用的特定金屬以及金屬溶解在溶劑中的濃度。溶液中金屬的最大濃度一般受到金屬鹽在所使用的溶劑中的溶解性限制。其它需要考慮的包括，不同類(lèi)型的金屬鹽的相容性，這些金屬鹽有時(shí)混和用來(lái)獲得各種色彩。還有另一個(gè)需要考慮的就是溶液的粘度，為了能夠?yàn)槭熘难b飾技術(shù)所使用，溶液粘度必須保持在一定的范圍內(nèi)。
本發(fā)明也提了一種裝飾陶瓷基體的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法包括將漿料應(yīng)用于陶瓷基體的表面，這種漿料包括的固體顆粒包括至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽，該金屬鹽分散在至少一種對(duì)著色起作用的飽和溶液中，該漿料的粘度約在10到20000厘泊之間。
根據(jù)本發(fā)明的漿料和方法能夠?qū)⒈冉饘冫}溶液的濃度更高的對(duì)著色起作用的金屬應(yīng)用于陶瓷基體。因此使用本發(fā)明的漿料和方法所獲得的最終色彩比用金屬鹽溶液所獲得的最終色彩要強(qiáng)烈。此外，裝飾設(shè)計(jì)能夠達(dá)到更清晰的程度，并且裝飾趨向于更加一致。
本發(fā)明上述的特性以及其它的特性在后面將作更詳細(xì)的描述，并且在權(quán)利要求中特別指明，下面的描述詳細(xì)地闡明了本發(fā)明的某些說(shuō)明性的實(shí)施例，這些實(shí)施例具有指示性，然而，也可以利用根據(jù)本發(fā)明的其它各種方法。
使用在漿料中的對(duì)著色起作用的金屬鹽的顆粒大小必須足夠小到能夠適應(yīng)在應(yīng)用中的條件。例如，如果漿料用于絲網(wǎng)印刷，固體顆粒必須小到能夠輕易地通過(guò)網(wǎng)眼。同樣的，如果用于輪轉(zhuǎn)凹版印刷，固體顆粒必須小到能夠輕易地填充所使用的輪轉(zhuǎn)凹版印刷設(shè)備上的孔洞。優(yōu)選的，固體顆粒的直徑小于40微米。各種熟知的技術(shù)如制粉和/或研磨技術(shù)可用于制備理想直徑的固體顆粒。
使用在漿料中的對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒必須至少部分溶于一種溶劑中，優(yōu)選為水。合適的對(duì)著色起作用的金屬鹽包括，但不局限于，羧酸鹽，例如醋酸鹽、甲酸鹽、抗壞血酸鹽、檸檬酸鹽、丙酸鹽、乳酸鹽、酒石酸鹽、乙醇酸鹽和馬來(lái)酸鹽，其它的有機(jī)鹽如取代的羧酸鹽(如甲基(aminic)或羥基)，甘氨酸鹽和尿素鹽、硫氰酸鹽以及各種金屬配合物。此外，也可以使用無(wú)機(jī)鹽，如鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽以及磷酸鹽。
如上所述，用于形成飽和溶液的優(yōu)選溶劑為水。然而，其它的溶劑如酒精也可以使用。此外，水和酒精的混合溶劑也可以使用。溶劑的選擇很大程度上取決于使用的對(duì)著色起作用的金屬鹽的溶解性、所用的應(yīng)用方法、費(fèi)用以及環(huán)境和/或處理過(guò)程因素。
分散固體顆粒的至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液優(yōu)選為包含和固體顆粒相同的對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液。例如，如果用于漿料的固體顆粒含有醋酸鈷，那么飽和溶液優(yōu)選為含有醋酸鈷的飽和溶液。然而，為了獲得所期望的色彩，還需要考慮對(duì)在某些條件下所使用的不同的對(duì)著色起作用的金屬鹽之間的相容混和以及不同的對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液之間的相容混和。
用在漿料中的固體數(shù)量在很大程度上取決于所希望得到的最終陶瓷品的色彩強(qiáng)度。普通地，漿料中的固體顆粒的重量份數(shù)約為50到90，且飽和溶液的重量份數(shù)約為20到50。
優(yōu)選地，漿料的粘度范圍約在10到20000厘泊之間，這使得漿料適合使用熟知的工藝及設(shè)備的應(yīng)用。還有需要考慮許多對(duì)漿料的粘度產(chǎn)生影響的因素。例如，熟知粘度會(huì)受到發(fā)生在溶液中的分子鍵如氫鍵強(qiáng)弱的影響。粘度也會(huì)受到用于形成飽和溶液所選擇的溶劑或混和溶劑的影響。例如，添加較低分子量的醇類(lèi)如甲醇一般會(huì)降低飽和水溶液的粘度，而添加聚乙二醇一般會(huì)增加飽和水溶液的粘度。粘度還會(huì)受到用于漿料的對(duì)著色起作用的金屬鹽的溶解性的影響，如pH值、溫度以及漿料中所使用的其它添加劑/試劑等因素的影響。
優(yōu)選地，本發(fā)明的漿料可進(jìn)一步包括一種或多種添加劑/試劑，例如流變/粘度改性劑以及觸變劑。流變/粘度改性劑可用來(lái)輔助將漿料調(diào)節(jié)到合適的粘度以用于所使用的特定的應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于輪轉(zhuǎn)凹版工藝，例如System S.p.A的ROTOCOLOR，漿料的粘度優(yōu)選為調(diào)節(jié)到約10到5000厘泊之間。對(duì)于絲網(wǎng)印刷技術(shù)，漿料的粘度優(yōu)選為調(diào)節(jié)到約1000到10000厘泊之間。流變/粘度改性劑也可被用來(lái)確保漿料能夠顯示出所期望的假塑性特征。觸變劑可被用來(lái)防止產(chǎn)生固體沉淀。用于本發(fā)明漿料中的合適的添加劑/試劑包括，如膨潤(rùn)土、改性膨潤(rùn)土、海泡石、無(wú)定形硅土、粘土等。
優(yōu)選的漿料可進(jìn)一步包括一種或多種潤(rùn)濕劑。潤(rùn)濕劑可有助于防止?jié){料在加工或貯藏過(guò)程中出現(xiàn)所不期望的變干現(xiàn)象。本發(fā)明中使用的合適的潤(rùn)濕劑包括，如乙烯醇、聚乙烯醇以及丙三醇。一些用作流變/粘度改性劑的材料也可充當(dāng)潤(rùn)濕劑，反之亦然。優(yōu)選地，漿料中的添加劑/試劑的重量份數(shù)可達(dá)15份左右。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，陶瓷基體中加入如TiO2、ZrO2、Al2O3、CaSnO3、SnO2、ZrSiO4的添加劑可進(jìn)一步增強(qiáng)色彩的形成。例如，將TiO2添加到陶瓷體中可增強(qiáng)和提高來(lái)含有銻和鉻鹽的漿料所產(chǎn)生的色彩。
本發(fā)明也提供了一種裝飾陶瓷基體的方法。該方法包括將本發(fā)明的漿料應(yīng)用于陶瓷基體的表面；將溶劑應(yīng)用于陶瓷基體的表面，其中溶劑的多少至少要部分地溶解固體顆粒；以及焙燒陶瓷基體。漿料可通過(guò)任何熟知的常規(guī)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用于陶瓷基體的表面，如平面絲網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷、橡皮凸版印刷、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、揩涂、噴涂以及各種磨盤(pán)技術(shù)。
如上所述，在漿料用于陶瓷基體表面以后，再應(yīng)用一種能夠溶解至少部分固體顆粒的溶劑。使用溶劑的方法可為多種技術(shù)，如浸漬和冷凝技術(shù)，但優(yōu)選為噴涂技術(shù)。使用的溶劑必須能夠至少部分地溶解漿料中的固體顆粒，其能夠滲透到陶瓷基體的表面下約2mm的深度。為有助于固體顆粒的溶解，溶劑的溫度優(yōu)選為約在30℃到90℃之間。
水為優(yōu)選的用于溶解對(duì)著色起作用的金屬鹽的溶劑。然而，已發(fā)現(xiàn)將鹽如檸檬酸鈉和/或氯化鈉加入到水中，會(huì)導(dǎo)致染色的結(jié)果比只使用水更清晰。各種鹽，包括無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽，都可以使用。由于檸檬酸鈉和氯化鈉由于其費(fèi)用較低以及環(huán)境污染小從而優(yōu)選使用。
如上所述，在使用溶劑將漿料中的固體顆粒至少部分溶解后，焙燒陶瓷基體并在其上形成裝飾并固定。焙燒優(yōu)選在溫度高于300℃的條件下進(jìn)行，更優(yōu)選為在約500℃到1300℃之間。焙燒時(shí)間和溫度在很大程度上取決于被染色的陶瓷顆粒的特性、所期望的色彩、以及所使用的特定的對(duì)著色起作用的金屬鹽。
盡管漿料可被用于上釉的陶瓷基體，但優(yōu)選為未焙燒的或焙燒過(guò)一次的未上釉陶瓷基體。如果陶瓷基體為未焙燒的，那么將漿料用于陶瓷基體，應(yīng)用溶劑將漿料中的固體顆粒至少部分溶解，然后將陶瓷基體在典型溫度約1000℃到1300℃的范圍內(nèi)進(jìn)行焙燒。如果陶瓷基體在典型溫度為約600℃到800℃的范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)一次焙燒，，那么將漿料用于經(jīng)過(guò)一次焙燒的基體表面，應(yīng)用溶劑將漿料中的固體顆粒至少部分溶解，然后將陶瓷基體在典型溫度為約1000℃到1200℃的范圍內(nèi)進(jìn)行焙燒。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陶瓷基體在使用漿料前經(jīng)過(guò)一次焙燒時(shí)，所用漿料產(chǎn)生的色彩強(qiáng)度比較高。在這種情況下，陶瓷基體至少部分被?；?，從而降低溶解的對(duì)著色起作用的金屬鹽向陶瓷基體中遷移和/或滲透的能力。這就導(dǎo)致了在陶瓷基體表面或稍靠下留下較高的對(duì)著色起作用的金屬鹽的濃度。
本發(fā)明特別適合用于地磚的生產(chǎn)。使用本發(fā)明的漿料和方法可以生產(chǎn)各種強(qiáng)度的較廣范圍的色彩，特別是棕色、灰色、藍(lán)色以及其它的看上去很舒適的“土”色。地磚可使用漿料進(jìn)行著色并且在焙燒后在不用進(jìn)行其它處理的條件下就可以使用。此外，因?yàn)閷?duì)著色起作用的金屬鹽滲透到陶瓷基體中一定的深度，所以可以通過(guò)使用熟知的打磨技術(shù)對(duì)焙燒后的陶瓷進(jìn)行拋光從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的著色拋光陶瓷。也可能在應(yīng)用漿料和溶劑后將釉料成分用于陶瓷表面，然后對(duì)釉料和應(yīng)用的漿料同時(shí)焙燒。
本發(fā)明的另一方面就是沉淀性試劑的使用，其能夠與上面所描述的對(duì)著色起作用的金屬鹽一起使用以獲得特殊的裝飾效果，例如在“Bordino”中，使用這種試劑對(duì)仿制天然大理石的陶瓷重新進(jìn)行裝飾。這種沉淀性試劑可以包含在漿料中或作為分散的溶液引入陶瓷基體的表面。例如，碳酸鈉、草酸鈉、氫氧化鈉、氨水和/或磷酸鈉可用于對(duì)著色起作用的金屬碳酸鹽、草酸鹽、氫氧化物和/或磷酸鹽進(jìn)行沉淀，并且在沉淀性試劑和對(duì)著色起作用的金屬鹽共存的區(qū)域?qū)χ鹱饔玫慕饘冫}進(jìn)行濃縮。
在本發(fā)明以前，在陶瓷基體上使用金屬鹽溶液獲得高強(qiáng)度色彩的方法就是噴涂金屬鹽。噴涂金屬鹽溶液的技術(shù)因?yàn)楹茈y在著色中獲得高的清晰度而不具有優(yōu)越性，而且這種技術(shù)還會(huì)向空氣中釋放可溶解的金屬。一些金屬和/或它們的鹽會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生危害，并且一些鹽如銻鹽已知是有毒的。使用根據(jù)本發(fā)明的漿料，使用非噴涂技術(shù)，可以獲得期望的高強(qiáng)度色彩。沒(méi)有懸浮微粒產(chǎn)生，并且對(duì)環(huán)境和人的危害是明顯降低。本發(fā)明的漿料可用于裝飾各種陶瓷顆粒，包括地磚和餐具。
下面的實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)權(quán)力要求的限制。
表I

通過(guò)球形粉碎機(jī)在對(duì)著色起作用的金屬飽和溶液中混和改性膨潤(rùn)土和無(wú)定形硅土得到漿料，其中膨潤(rùn)土如從Comindex S.A購(gòu)買(mǎi)的OPTIGELCF，無(wú)定形硅如從Cabot購(gòu)買(mǎi)的CAB-O-SIL，M-5級(jí)。然后添加對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒并且將混和物研磨直到固體顆粒的平均顆粒直徑為30微米左右。在研磨之后將聚乙二醇200加到漿料中。
表II

對(duì)于業(yè)內(nèi)人士來(lái)說(shuō)很容易想到其它的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，本發(fā)明并不局限于此處所展示和描述的細(xì)節(jié)和說(shuō)明性的實(shí)施例。因此，在不違背本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍或精神所作的各種改進(jìn)，應(yīng)當(dāng)在所附權(quán)利要求及其等同物所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于裝飾陶瓷基體的漿料，特征在于其包括至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒，該金屬鹽分散在至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液中，所述的漿料的粘度在10到20000厘泊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，其中，所述的固體顆粒的直徑小于40微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，其中，所述的固體顆粒在一種溶劑中至少部分可溶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，其中，所述的溶劑為水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，其中，所述的固體顆粒包括一種水溶性的對(duì)著色起作用的金屬鹽，該金屬鹽是從羧酸鹽、取代的羧酸鹽、鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽及磷酸鹽中選擇的一種或多種物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漿料，其中，所述的羧酸鹽是從醋酸鹽、甲酸鹽、抗壞血酸鹽、檸檬酸鹽、丙酸鹽、乳酸鹽、酒石酸鹽、乙醇酸鹽和馬來(lái)酸鹽中選擇的一種或多種物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，特征在于其包括重量份數(shù)為50到90的所述固體顆粒，和重量份數(shù)為20到50的所述飽和溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，其中，所述的陶瓷基體進(jìn)一步包括從TiO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、CaSnO3、ZrSiO4中選擇的一種或多種添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料，特征在于其進(jìn)一步包括從流變/粘度改性劑、觸變劑、以及濕潤(rùn)劑中選擇的一種或多種添加劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的漿料，其中，所述的添加劑包括從膨潤(rùn)土、改性膨潤(rùn)土、海泡石、無(wú)定形硅土、粘土、乙二醇、聚乙二醇、以及丙三醇中選擇的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的漿料，其中，所述的漿料包括高達(dá)15重量份數(shù)的添加劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的漿料，特征在于其進(jìn)一步包括1-5重量份數(shù)的改性膨潤(rùn)土，1-3重量份數(shù)的無(wú)定形硅土，和2-7重量份數(shù)的聚乙二醇200。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的漿料，其中，所述的固體顆粒包括從醋酸鹽和酒石酸鹽中選擇的水溶性的對(duì)著色起作用的金屬羧酸鹽。
14.一種裝飾陶瓷基體的方法，特征在于其包括將一種粘度在10到20000厘泊的漿料應(yīng)用到所述的陶瓷基體，所述的漿料包括至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒，其中金屬鹽分散在至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液中；將一種溶劑應(yīng)用到所述的陶瓷基體，其中溶劑的量為能夠溶解至少部分固體顆粒；以及將陶瓷基體進(jìn)行焙燒。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的漿料方法，其中，所述的漿料通過(guò)平版絲網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷、橡皮凸版印刷、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、揩涂、噴涂以及磨盤(pán)技術(shù)應(yīng)用于所述的陶瓷基體。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的溶劑通過(guò)噴涂技術(shù)應(yīng)用于所述的陶瓷基體。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述溶劑包括水。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的溶劑進(jìn)一步包括一種鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的鹽從氯化鈉和檸檬酸鈉中選擇。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的固體顆粒的直徑小于40微米。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的漿料進(jìn)一步包括從流變/粘度改性劑、觸變?cè)噭?、以及濕?rùn)劑中選擇的一種或多種添加劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的陶瓷基體包括一種地磚。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的陶瓷基體填加了從TiO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、CaSnO3、ZrSiO4中選擇的一種或多種物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于裝飾陶瓷基體的漿料，根據(jù)本發(fā)明的漿料包括至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒，該金屬鹽分散在至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液中，并且具有約10到20000厘泊的粘度。優(yōu)選地，固體顆粒的直徑小于40微米。本發(fā)明也提供了一種裝飾陶瓷基體的方法，其包括將一種粘度在10到20000厘泊的漿料應(yīng)用到所述的陶瓷基體，所述的漿料包括至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的固體顆粒，其中金屬鹽分散在至少一種對(duì)著色起作用的金屬鹽的飽和溶液中；將一種溶劑應(yīng)用到陶瓷基體，其中溶劑的量為能夠溶解至少部分固體顆粒；以及將陶瓷基體進(jìn)行焙燒。
文檔編號(hào)C09D11/02GK1466614SQ01816372
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
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