陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水及其制備方法，屬于陶瓷磚裝飾技術(shù)。本發(fā)明提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為：色料：28%～35%；釉粉：10%～15%；負(fù)離子粉：2%～5%；碳酸鎂：1%～5%；二甘醇：45%～55%；分散劑：1～3%；結(jié)合劑：0.5%～2%；表面活性劑：0.5%～2%。使用此種墨水在陶瓷磚坯上噴墨打印后形成的噴墨印花層在燒結(jié)后能釋放負(fù)離子，有益人的身心健康，是一種健康環(huán)保的建材產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷磚裝飾技術(shù)，具體為一種陶瓷噴墨打印用墨水，更具體地，涉及一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)離子是一種對(duì)人體健康非常有益的遠(yuǎn)紅外輻射材料，適宜人體吸收的遠(yuǎn)紅外線最佳波長(zhǎng)為9.6 μ m，而負(fù)離子礦物晶體輻射遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)在2-18 μ m范圍內(nèi)，且輻射功率發(fā)射密度為0.04w/cm2略高，以上數(shù)據(jù)可以充分證實(shí)，負(fù)離子礦物晶體輻射的遠(yuǎn)紅外線與人體的協(xié)調(diào)很好，可被人體全部吸收。一般而言，人每天需要約130億個(gè)負(fù)離子，而我們的臥室，辦公室，娛樂(lè)場(chǎng)所等環(huán)境，只能提供約I——20億個(gè)。這種供求之間的巨大反差，往往容易導(dǎo)致肺炎，氣管炎的呼吸疾病。
[0003]噴墨打印技術(shù)是20世紀(jì)70年代末開(kāi)發(fā)成功的一種非接觸式的數(shù)字印刷技術(shù)。它將墨水通過(guò)打印頭上的噴嘴噴射到各種介質(zhì)表面上，實(shí)現(xiàn)了非接觸、高速度、低噪音的單色或彩色的文字或圖像印刷。21世紀(jì)初，美國(guó)費(fèi)羅公司開(kāi)發(fā)出適合在陶瓷上進(jìn)行噴墨打印的油性油墨，在我國(guó)相應(yīng)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?0818261.2。以此開(kāi)始了噴墨打印技術(shù)在建筑陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。作為一種全新的陶瓷裝飾理念，陶瓷裝飾用彩色打印技術(shù)可以充分利用豐富的計(jì)算機(jī)資料，把數(shù)字技術(shù)引入到傳統(tǒng)的建筑陶瓷產(chǎn)品中，使陶瓷裝飾緊跟時(shí)代步伐，體現(xiàn)時(shí)尚特色，滿足人們個(gè)性化的要求，把陶瓷裝飾技術(shù)推向一個(gè)嶄新階段。
[0004]噴墨打印技術(shù)與陶瓷磚生產(chǎn)的傳`統(tǒng)裝飾手段相比具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)節(jié)能減排，產(chǎn)品擺脫了批量生產(chǎn)中需要制片、篩網(wǎng)、刻板等中間工序，縮短轉(zhuǎn)產(chǎn)周期，大幅提高生產(chǎn)效率，也降低了轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中的損耗；(2)打印過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，生產(chǎn)過(guò)程中可以進(jìn)行復(fù)雜的圖案裝飾，而且圖案的精度和可重復(fù)性提高，可以大大提高裝飾過(guò)程的機(jī)械化程度和生產(chǎn)效率，也可以完成小批量甚至單件產(chǎn)品的定制；(3)非接觸式，可以在凹凸面上印刷，使得一些異形產(chǎn)品的裝飾變得容易，極大豐富裝飾效果。
[0005]但是噴墨印花工藝屬于一種表面裝飾技術(shù)，即在瓷磚表面通過(guò)噴墨打印機(jī)打印形成預(yù)設(shè)圖案，目前公開(kāi)的墨水配方中的主要成分為著色劑/色料和溶劑，以及使著色劑/色料在溶劑中均勻分散的分散劑等添加劑。噴墨打印形成的印花層多不耐磨，即使是高溫?zé)Y(jié)后，在瓷磚表面的印花層也較容易磨損，因此多需要施一層透明保護(hù)釉來(lái)保護(hù)印花層。這使得噴墨印花系列陶瓷墻地磚的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期都很高。目前公知的負(fù)離子釉均為乳濁釉，不適合作為施于印花層上的保護(hù)層。所以具有負(fù)離子效果的噴墨打印陶瓷制品還未出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水及其制備方法，使用本發(fā)明提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水生產(chǎn)陶瓷墻地磚產(chǎn)品時(shí)，噴墨印花后直接高溫?zé)杉纯桑瑹o(wú)需噴墨印花后再施透明保護(hù)釉后再高溫?zé)?，墨水中的釉料成分在燒成時(shí)會(huì)熔融，將墨水中的負(fù)離子粉和色料包裹，色料呈現(xiàn)噴墨印花形成的圖案，而負(fù)離子粉則可以釋放負(fù)離子，提高裝飾空間的負(fù)離子濃度。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;負(fù)離子粉:2%~5% ;碳酸鎂:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結(jié)合劑:0.5%~2% ;表面活性劑:0.5%~2%。
[0008]為了能獲得較好的印花效果，并適合陶瓷墻地磚制品的高溫?zé)桑瑑?yōu)選地，在上述陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水中，所述負(fù)離子粉包括的礦物組分的質(zhì)量百分為:電氣石:30%~45%，稀土復(fù)合鹽類:20%~45%，氧化鈦:25%~35%。
[0009]上述稀土復(fù)合鹽類，優(yōu)選為鑭系稀土復(fù)合鹽，而且為了避免對(duì)墨水發(fā)色影響，電氣石優(yōu)選為白色電氣石。
[0010]為了使墨水可以適用于高溫?zé)?，?yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水中，所述的色料為鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍(lán)、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
[0011]為了使燒結(jié)后，使用本發(fā)明提供的墨水形成的印花層具有較好的質(zhì)感，優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水中所述的釉粉的化學(xué)組分質(zhì)量百分比為:二氧化硅:45%~50% ;氧化鋁18%~22%,三氧化二鐵:≤0.2% ;二氧化鈦( 0.3% ;氧化鈣8%~12% ;氧化鎂4%~5% ;氧化鉀:1%~3% ;氧化鈉:3%~5% ;氧化鋇:2%~4% ;氧化鋅:1%~2% ;氧化鋯:1%~2% ;燒失量:≤1% ;水:≤0.5%。
[0012]上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水呈弱堿性；其PH介于7~8之間時(shí)對(duì)噴頭的腐蝕性最小。
[0013]當(dāng)上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水中固含量> 50%時(shí)，具有特別好的發(fā)色效果。
[0014]本發(fā)明還提供一種上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法:其包括如下步驟:
[0015]步驟I)色料、負(fù)離子粉、釉粉的干料混合；按色料:負(fù)離子粉:釉粉的質(zhì)量比為28~35:2~5:10~15稱取，然后倒入快速攪拌機(jī)中混合均勻。
[0016]步驟2)氣流粉碎；采用高速氣流粉碎機(jī)對(duì)步驟I)混合均勻的色料、負(fù)離子粉和釉粉混合料進(jìn)行打粉，得到粒徑達(dá)10 μ m~50 μ m的超細(xì)粉。
[0017]步驟3)配料與一級(jí)球磨；按質(zhì)量比為:40~55:1~5:45~60稱取步驟2)得到的超細(xì)粉、碳酸鎂、二甘醇，然后倒入以氧化鋁為球襯和球子的球磨機(jī)中球磨，球磨時(shí)間12~24小時(shí)，得到顆粒直徑為I~10 μ m的混合漿料。
[0018]步驟4)配料與二級(jí)球磨；按質(zhì)量比為86~120:1~3:0.5~2:0.5~2的比例稱取步驟3)得到的混合漿料、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑，倒入雙行星式高速球磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間4~10小時(shí),得到墨水半成品。
[0019]步驟5)恒溫真空過(guò)濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒溫?cái)嚢韪字?，然后進(jìn)行抽真空、高速振動(dòng)、使用孔徑< IOym濾網(wǎng)過(guò)濾，得到墨水成品。
[0020]優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法中，步驟O中所述的色料為經(jīng)700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達(dá)325目標(biāo)準(zhǔn)分析篩篩余≤0.05%、水份< 0.5%的粉狀鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍(lán)、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
[0021]優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法中，步驟I)中所述的釉料為選用化學(xué)組分質(zhì)量比為二氧化硅45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵O~0.2: 二氧化鈦O~0.3:氧化?丐8~12:氧化鎂4~5:氧化鉀I~3:氧化鈉3~5:氧化鋇2~4:氧化鋅I~2:氧化鋯I~2的原料經(jīng)700~850°C煅燒，煅燒時(shí)間I~3小時(shí)，得到燒失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
[0022]為了避免引入雜質(zhì)，獲得較好的研磨效果，以穩(wěn)定墨水質(zhì)量，在一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法中，步驟3)中所使用的球磨機(jī)性能要求如下:球子采用等靜壓成型工藝、直徑10~35mm ;球襯、球子的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:三氧化二鋁≤95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二鐵≤0.1%，球襯、球子的體密度≤3.7克/立方厘米，球襯、球子的一個(gè)球磨周期磨耗< 0.1 %。，莫氏硬度≤9.5。
[0023]為了避免引入雜質(zhì)，獲得較好的研磨效果，以穩(wěn)定墨水質(zhì)量，在一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法中，步驟4)中所使用的雙行星式高速球磨機(jī)中球磨罐和球子的材質(zhì)為氧化鋯。
[0024]同現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明提供的方案具有如下優(yōu)勢(shì):
[0025]1、墨水加工工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)噴墨機(jī)噴墨打印后，不需要在印花層上再施以一層墨水保護(hù)釉。通過(guò)窯爐燒成，色釉混合型墨水燒結(jié)后，自身可形成一層緊密的耐磨的印花層，這大大簡(jiǎn)化了噴墨打印裝飾的生產(chǎn)工藝，并降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。[0026]2、使用此種墨水在陶瓷磚坯上噴墨打印后形成的噴墨印花層能釋放負(fù)離子，有益人的身心健康。
[0027]3、色釉混合型墨水配方中引入碳酸鎂，起到增強(qiáng)墨水的懸浮穩(wěn)定性、抗結(jié)塊性作用外，因其呈堿性，在加工過(guò)程中，與墨水中的酸性色料發(fā)生酸堿中合反應(yīng)，并使墨水呈弱堿性，較現(xiàn)有技術(shù)做出的酸性墨水相比，更利于噴墨機(jī)打印頭的保護(hù)(酸性會(huì)腐蝕昂貴的打印噴頭)，延長(zhǎng)噴頭的使用壽命，節(jié)約成本。
[0028]4、色釉混合型墨水固體含量高，顆粒度較小，發(fā)色效果優(yōu)于現(xiàn)有墨水。
[0029]5、色釉混合型墨水采用的溶劑為二甘醇(沸點(diǎn)為245°C )，不存在溶劑揮發(fā)的問(wèn)題，對(duì)人類和環(huán)境較為安全。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0031]實(shí)施例1-5
[0032]實(shí)施例1-5所提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的組分配方如下表
1
[0033]表1
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;負(fù)離子粉:2%~5% ;碳酸鎂:1%~5% ; 二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結(jié)合劑:0.5%~2% ;表面活性劑:0.5%~2%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其特征在于，所述負(fù)離子粉包括的礦物組分的質(zhì)量百分為:電氣石:30%~45%，稀土復(fù)合鹽類:20%~45%，氧化鈦:25%~35%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其特征在于，所述的色料為鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍(lán)、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
4.如權(quán)利要求3所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其特征在于，所述釉粉的化學(xué)組分質(zhì)量百分比為:二氧化硅:45%~50% ;氧化鋁18%~22%，三氧化二鐵:(0.2% ;二氧化鈦0.3% ;氧化?丐8%~12% ;氧化鎂4%~5% ;氧化鉀..1%~3% ;氧化鈉:3%~5% ;氧化鋇:2%~4% ;氧化鋅:1%~2% ;氧化鋯:1%~2% ;燒失量:< 1% ;水 0.5%。
5.如權(quán)利要求4所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其特征在于，所述墨水的PH值介于7~8之間。
6.如權(quán)利要求4所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水，其特征在于，所述墨水中的固含量≤50%。
7.—種如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法:其包括如下步驟: 步驟I)色料、負(fù)離子粉、釉粉的干料混合；按色料:負(fù)離子粉:釉粉的質(zhì)量比為28~35:2~5:10~15稱取,然后倒入快速攪拌機(jī)中混合均勻； 步驟2)氣流粉碎；采用高速氣流粉碎機(jī)對(duì)步驟I)混合均勻的色料、負(fù)離子粉和釉粉混合料進(jìn)行打粉，得到粒徑達(dá)10 μ m~50 μ m的超細(xì)粉； 步驟3)配料與一級(jí)球磨；按質(zhì)量比為:40~55:1~5:45~60稱取步驟2)得到的超細(xì)粉、碳酸鎂、二甘醇，然后倒入以氧化鋁為球襯和球子的球磨機(jī)中球磨，球磨時(shí)間12~24小時(shí)，得到顆粒直徑為I~10 μ m的混合漿料； 步驟4)配料與二級(jí)球磨；按質(zhì)量比為86~120:1~3:0.5~2:0.5~2的比例稱取步驟3)得到的混合漿料、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑，倒入雙行星式高速球磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間4~10小時(shí)，得到墨水半成品； 步驟5)恒溫真空過(guò)濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒溫?cái)嚢韪字?，然后進(jìn)行抽真空、高速振動(dòng)、使用孔徑< 10 μ m濾網(wǎng)過(guò)濾，得到墨水成品。
8.—種如權(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述的色料為經(jīng)700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達(dá)325目標(biāo)準(zhǔn)分析篩篩余< 0.05%、水份< 0.5%的粉狀鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍(lán)、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
9.一種如權(quán)利要求7或8所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述的釉料為選用化學(xué)組分質(zhì)量比為二氧化硅45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵O~0.2:二氧化鈦O~0.3:氧化?丐8~12:氧化鎂4~5:氧化鉀I~3:氧化鈉3~5:氧化鋇2~4:氧化鋅I~2:氧化鋯I~2的原料經(jīng)700~850°C煅燒，煅燒時(shí)間I~3小時(shí)，得到燒失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
10.一種如權(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法，其特征在于，步驟3)中所使用的球磨機(jī)性能要求如下:球子采用等靜壓成型工藝、直徑IOmm~35mm ;球襯、球子的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:三氧化二鋁≥95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二鐵≤0.1%，球襯、球子的體密度≥3.7克/立方厘米，球襯、球子的一個(gè)球磨周期磨耗≤ 0.1%。，莫氏硬度≥ 9.5。
11.一種如權(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型負(fù)離子墨水的制備方法，其特征在于，步驟4)中所使用的雙行星式高速球磨機(jī)中球磨罐和球子的材質(zhì)為氧化鋯。
【文檔編號(hào)】C09D11/38GK103709830SQ201310612987
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】周燕, 丘云靈 申請(qǐng)人:佛山市東鵬陶瓷有限公司, 廣東東鵬控股股份有限公司, 豐城市東鵬陶瓷有限公司, 廣東東鵬陶瓷股份有限公司