連續地製備用於陶瓷製品製造的粉末狀彩色材料的方法和設備的製作方法

2023-10-10 16:38:59

專利名稱：連續地製備用於陶瓷製品製造的粉末狀彩色材料的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製備粉末狀材料的方法和設備，用於製備粉末狀材料以構成用於製造細瓷瓷磚、一次燒成的瓷磚及其它類似瓷磚等陶瓷製品的基料或初始產品。
背景技術：
所述的基料或初始材料是已知的，其由一般通過對精磨陶瓷原料的水懸浮液(通常稱為料漿)進行霧化同時乾燥而獲取的基本上尺寸規則的大量微粒組成。
所述的料漿能夠具有中性色，因此使基料具有它們的構成原料的典型顏色，或者可替換地是所述料漿能夠被人工著色來賦予所述基料某種特定的顏色。
根據當前技術，基本上通過下面的操作步驟來獲取彩色料漿-製備一種含有水，原料以及著色劑物質的高濃度混合物，-利用合適的磨機或者葉輪型分散機使所述的混合物均質化，以獲取一種濃縮的彩色料漿，-用泵把該濃縮的彩色料漿傳送到一系列設有攪拌器的儲池中，攪拌器使該料漿保持懸浮狀態，以及-把該濃縮的彩色料漿送到一個靜態混合器中，在靜態混合器中該濃縮的彩色料漿與預定量的中性色料漿均勻混合，以獲取不同色調的料漿。
這種已知方法的廣泛使用已經使高質量的彩色料漿能夠獲取，但是作為一種不連續的工藝其也已經顯示出了各種各樣的缺陷。
第一個缺陷是每次需要生產大量的同一顏色的彩色料漿，它只能在色調方面被顯著地修改。
這個事實意味著生產周期的極度刻板，它需要許多大型儲池，並需要儲存大量的材料，同時伴隨著設備和運行成本的增加。
第二個重要的缺陷是每次製備不同顏色的料漿時都需要清洗磨機或者葉輪型分散機，或者需要提供許多個用於均質化的磨機或者葉輪型分散機，每一個都專用於某一種特定顏色料漿的生產。
顯而易見，這樣也大大增加了料漿的生產成本和設備的運行成本和裝備成本。

發明內容
本發明的目的就是在簡單、合理和低成本的解決方案框架內克服所述的缺陷。
通過這樣一種連續地製備用於陶瓷製品生產的粉末狀的彩色材料的方法來實現上述目的，該方法包括以下操作步驟-製備中性色料漿；-向液-固混合器中供給預定量的所述中性色料漿；-向液-固混合器中供給計量好的粉末狀的著色劑材料；以及-在液-固混合器中將中性色料漿和粉末狀的著色劑材料混合在一起，以在液-固混合器的出口處獲取彩色料漿的連續流。
通過這種方案，陶瓷磨機能夠方便地僅用於生產中性色料漿，而不需要進行頻繁的清洗操作，因此降低設備成本。
此外，對於生產的中性色料漿來說僅需要對製造瓷磚的必需的量進行著色，這使得生產非常靈活並可大大降低材料的庫存，從而顯著節省運行成本。


藉助附圖，通過閱讀隨後以非限制實施例方式提供的說明，進一步的特點和優點將會顯而易見，其中圖1是一個用於根據本發明的方法製備彩色料漿的設備示意圖；圖2是圖1所示設備的混合裝置的第一實施例示意圖；圖3是圖1所示設備的混合裝置的第二實施例示意圖；圖4示出了第一種可替代系統，其用於將粉末狀著色劑材料送到圖1所示設備的混合裝置中；圖5示出了第二種可替代系統，其用於將粉末狀著色劑材料送到圖1所示設備的混合裝置中；圖6是用於圖1所示設備的控制系統的功能框圖；圖7是本發明的一個更進一步實施例。
具體實施例方式
圖中由數字1表示的設備是這樣一個設備，其用於由中性色料漿和粉末狀著色劑材料連續地製備彩色料漿。
中性色料漿是一種精磨原料的水懸浮液，其用通常的連續的或者不連續的磨機(未示出)採用已知的生產工藝生產，因此不再更進一步描述。
為了通過連續霧化獲取大量的用作瓷磚生產基料的固體彩色微粒，著色劑材料包含大量的主要由氧化物組成的著色劑粉，從而可賦予中性色料漿特定的均勻的色彩。
特別地，為了使料漿獲取任何期望的色彩，所述的著色劑材料可僅包含一種著色劑粉，或者根據合適的「配方」按照一定比例混合在一起的多種不同顏色的著色劑粉。
具體來說，著色劑材料的成分是在生產之前的實驗室設計階段確定的，這個階段基本上分為兩個連續的傳統上稱為「配方工程」和「預生產分析」的子階段。
在配方工程期間，用分光光度計分析要生產的顏色的範圍，從而以將要使用的商用著色劑粉和可用於生產的中性色料漿為基礎對可能的配方進行調製。
在預生產分析期間，在實驗室使用進入生產時要用的材料來獲取根據工程階段調製的配方進行著色的陶瓷樣品。用分光光度計分析乾燥了的樣品，如果需要，對配方進行修正。然後對分光光度計的結果進行核對，並重複該過程直到得到滿意的色彩參數。
如圖1所示，設備1包括一個用於儲存預先製備好的中性色料漿的儲池2，該儲池設有一個攪拌器以使所述的中性色料漿一直維持懸浮狀態。一個泵3傳送儲池2中的材料並把預定量的中性色料漿提供給混合裝置4，其中被傳送的中性色料漿的流量通過位於泵3的傳送管路中的流量計5進行測量。同時將一定量的來自投料裝置6的粉末狀的著色劑材料提供給混合裝置4，從而使所述的著色劑材料和中性色料漿均勻混合，以在其出口處獲取彩色料漿的連續流。
然後彩色料漿被送到並通過合適的過濾網7，並最終被提供給常規霧化器(未示出)的料槽8，霧化器可以把彩色料漿分成細微的霧滴，細微的霧滴在熱空氣流中乾燥，從而獲取大量的在瓷磚製造中作為基料使用的固體彩色微粒。
根據本發明的一個重要方面，中性色料漿的供給，粉末狀著色劑材料的供給以及它們在混合裝置4中的混合這些操作發生在一個連續的工序中，因此在任何時候一次只需要製備用於瓷磚生產所精確必需的彩色料漿的量，這樣可大大降低庫存和設備1的運轉和安裝成本。
根據本發明更進一步的一個重要方面，設備1設有一個控制系統，該控制系統可以檢測獲取的彩色料漿的色彩，把測量後的色彩參數與期望的色彩參數進行比較，並通過反饋來調節提供給混合裝置4的中性色料漿和著色劑材料的相對量，來獲取期望色彩的料漿。
如圖6所示，所述的控制系統包括一個對所獲取的彩色料漿進行監測的分光光度計9周期性地從料槽8中提取彩色料漿樣品，然後乾燥和燒制，然後用分光光度計9進行分析。
分光光度計9與邏輯裝置10相連，在邏輯裝置10中存儲有配方工程階段確定的色彩參數，邏輯裝置10同時與流量計5相連。
所述的邏輯裝置10將測量後的色彩參數與期望的色彩參數進行比較，並且邏輯裝置將基於瞬時供給混合裝置4的中性色料漿的流量對泵3和著色劑材料投料系統6的操作進行調節，以在必要時修正後者的成分和/或供給混合裝置4的中性色料漿和著色劑材料的相對量。
根據如圖2所示的第一實施例，混合裝置4包括一個液-固混合器40，其由泵3的傳送管路和著色劑材料投料裝置6供給，以及一個位於所述液-固混合器下遊的泵41，其強制使獲取的彩色料漿進入霧化器料槽8。
用這種方式，從儲池2中抽取的全部中性色料漿流橫穿所述液-固混合器40，因此液-固混合器40可以直接賦予所述料漿最終設備1需要的色彩。
根據如圖3所示的混合裝置4的替代實施例，泵3的傳送管路被分成兩個獨立的管路，其中為液-固混合器40供給的第一管路42設有一個流量計43和一個調節閥44，第二管路45作為一個旁路。
在液-固混合器40下遊，泵41為液-液混合器46供給，所述旁路管路45也為混合器46供給。
用這種方式，在閥44調節下，從儲池2中抽取的中性色料漿流只有一部分橫穿所述液-固混合器40，這樣得到的濃縮彩色料漿然後與來自旁路管路45中的中性色料漿的其餘部分在液-液混合器46中進行混合，以獲取最終的彩色料漿。
通過這種解決方式，可以使液-固混合器40的尺寸比第一實施例中的小，這樣設備的大小和成本具有顯而易見的優勢。
值得注意的是，各種各樣能夠有效地滿足設備1功能需要的並獨立於本實施例中為混合裝置4選擇的液-固混合器已經被大量商業化生產，下面通過舉例的方式列出NETSZCH生產的型號PSI MIX，YTRON生產的型號XC，BACHILLER生產的型號BACHLIN，ROSS生產的型號SLIM以及ARDEBARINCO生產的型號DISPERSHEAR。
根據圖1所示的第一實施例，著色劑材料投料裝置6包括多個分配器50，每一個分配器50包括一個上部料鬥51和一個位於料鬥51下端出口處的抽取-分配系統。
所述的抽取-分配系統由一個螺旋抽取系統52和一個帶有突出傳送帶53的分配系統組成。這種結構只是作為示例但並不僅僅局限於此。每一個分配器50盛放一種特定顏色的著色劑粉，並根據邏輯裝置10中預設的配方連續地(包括同時地)將計量好的所述著色劑粉分配到傳送帶54上。
傳送帶54連續將著色劑粉直接傳送到液-固混合器40中。
圖4和圖5分別給出了兩個可替換實施例，粉末材料投料裝置於6包括裝置55，裝置55用於製備不同顏色的著色劑粉的均質混合物，以及一個分配器56，其用於連續地將計量好的所述均質混合物分配到混合裝置4的液-固混合器40中。
具體來說，所述的分配器56包括一個用於裝載著色劑粉均質混合物的上部料鬥57，以及一個位於料鬥57下端出口處的分配系統58。
用於製備著色劑粉混合物的裝置55包括多個分配器59，每一個該分配器盛放一種特定顏色的著色劑粉，並且不連續地將計量好的所述著色劑粉分配到傳送帶60上，傳送帶60把所述著色劑粉傳送到間歇式固-固混合器61中。
在如圖4所示的實施例中，所述的固-固混合器61把所獲取的著色劑粉混合物直接釋放到分配器56的上部料鬥57中，上部料鬥57作為一個緩衝庫用來使固-固混合器61的不連續操作與混合裝置4的連續操作相容。
根據圖5所示的實施例，固-固混合器61把著色劑粉混合物釋放到一個集裝裝置62中，集裝裝置把著色劑粉混合物收集在尺寸合適的大袋子中。
然後將所述袋子中的混合物不連續地裝載到分配器56的上部料鬥57中，在這種情況下上部料鬥再次作為用於連續地為混合裝置4供料的緩衝庫。
這種方案的優點是可以把製備粉末狀著色劑材料的步驟與製備彩色料漿的步驟分離，這樣可以產生庫存以使這兩個步驟彼此獨立地操作，從而粉末狀著色劑材料的製備可以委託給外部廠商例如陶瓷染色廠。
圖7是本發明的一個變形，這裡僅對新的前面未提及的部件進行描述。圖7中所有與已經描述過的部件相同的部件採用與前相同的附圖標記。
圖7中所示的設備與已經闡述過的實施例的不同之處在於一個液面指示器80與料槽8相結合，液面指示器用以測量容納在料槽中的料漿量。液面指示器80與本發明的控制系統相連，控制系統基於測量值改變流入料槽中的料漿流量，以使料槽中的料漿液面總是處於由操作者根據生產需要預設的最小值和最大值之間。
由於用來在瞬變泵送階段把通過泵3泵送的中性色料漿向儲池折回的裝置的存在，圖7中所示的設備也不同於前面描述過的設備。這些裝置包括一個位於泵3的傳送管路和儲池2之間的旁通管路12。兩個閥13和14與旁通管路12相聯合，閥13位於混合裝置4的上遊，閥14位於旁通管路12中。如所述的那樣，旁通管路12及閥13和14的功能是在泵3的初始瞬變階段，即，從泵啟動到達到工作流量期間，把泵3泵送的中性色料漿送回到儲池2中。在這期間，打開閥14同時關閉閥13。閥13和14由設備控制系統進行控制，控制系統利用流量計5測量瞬時泵流量。當泵達到它的工作流量時，控制系統關閉閥14來封閉旁通管路，同時打開閥13從而把液體傳送到混合裝置4中。
最後，值得注意的是水平傳感器80和旁通管路12都可以用在本發明的其它實施例中。
實踐應用中可以相據本發明進行大量的修改，但不會背離如下面的權利要求所述的發明思想範圍。
權利要求
1.一種製備用於製造陶瓷製品的粉末狀彩色材料的方法，該方法包括以下操作步驟-製備中性色料漿；-向液-固混合器(40)中供給預定量的所述中性色料漿；-向所述液-固混合器(40)中供給計量好的粉末狀的著色劑材料；以及-在液-固混合器(40)中把中性色料漿和粉末狀的著色劑材料混合在一起，以獲取彩色料漿。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於連續地執行中性色料漿的供給、著色劑材料的供給及其混合。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於進一步包括以下操作步驟-向液-液混合器(46)中供給預定量的離開液-固混合器(40)的濃縮的彩色料漿；-向所述的液-液混合器(46)中供給預定量的中性色料漿；以及-在液-液混合器(46)中混合濃縮的彩色料漿和中性色料漿，以獲取期望色調的彩色料漿。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於進一步包括以下操作步驟-測量由上述工序產生的彩色料漿得到的陶瓷樣品的色彩；-將測量的色彩參數與預定的期望色彩參數進行比較；以及-通過反饋來調節混合在一起的中性色料漿和著色劑材料的相對量，以獲取期望色彩的彩色料漿。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的著色劑材料以多種不同顏色著色劑粉的形式被供給。
6.根據權利要要求1所述的方法，其特徵在於所述的著色劑材料以不同顏色著色劑粉的混合物形式被供給。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述的著色劑粉的混合物通過下列操作步驟製備-向固-固混合器(61)中供給計量好的不同顏色的著色劑粉；以及-在固-固混合器(61)中混合所述的著色劑粉，以獲取期望的混合物。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於直接向液-固混合器(40)中供給所得到的著色劑粉的混合物。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於把所得到的著色劑粉的混合物收集在袋子中，袋子中的混合物被用來提供給液-固混合器(40)。
10.一種製備用於製造陶瓷製品的粉末狀彩色材料的設備，其包括用於製備中性色料漿的裝置，用於向混合裝置(4)中供給預定量的所述中性色料漿的裝置，和用於向所述混合裝置(4)中供給粉末狀著色劑材料的裝置，從而將中性色料漿和粉末狀著色劑材料混合在一起以獲取彩色料漿。
11.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的中性色料漿供給裝置，所述的用於供給粉末狀著色劑材料的裝置以及所述的混合裝置(4)連續運轉。
12.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的中性色料漿供給裝置包括一個儲池(2)和一個用於將中性色料漿流從所述的儲池(2)傳送給混合裝置(4)的泵(3)。
13.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於還包括用於測量被傳送給混合裝置(4)的中性色料漿的量的裝置(5)。
14.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的混合裝置(4)包括至少一個用於將中性色料漿和粉末狀著色劑材料混合在一起的液-固混合器(40)。
15.根據權利要求14所述的設備，其特徵在於所述的混合裝置(4)還包括液-液混合器(46)，用於將離開液-固混合器(40)的預定量的彩色料漿供給到液-液混合器(46)中的裝置，以及用於向所述液-液混合器(46)中供給預定量的中性色料漿的裝置，以把彩色料漿和中性色料漿混合在一起以獲取期望色調的彩色料漿。
16.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於還包括用於測量彩色料漿色彩的傳感器(9)，和用於將測量的色彩參數與預定的期望色彩參數進行比較的邏輯裝置(10)，為了獲取期望色彩的彩色料漿，邏輯裝置(10)對中性色料漿供給裝置和著色劑材料供給裝置進行調節。
17.根據權利要求16所述的設備，其特徵在於所述的傳感器包括分光光度計(9)。
18.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的著色劑材料是多種不同顏色的著色劑粉，用於將該著色劑材料向混合裝置(4)供給的裝置包括多個用於分配計量好的所述著色劑粉的分配器(50)。
19.根據權利要求18所述的設備，其特徵在於所述的分配器(50)把著色劑粉釋放在同一個傳送帶(54)上，傳送帶(54)把它們傳送給混合裝置(4)。
20.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的著色劑材料是不同顏色的著色劑粉的混合物，用於將該混合物向混合裝置(4)供給的裝置包括一個用於分配計量好的所述混合物的分配器(56)。
21.根據權利要求20所述的設備，其特徵在於還包括用於製備所述著色劑粉混合物的裝置(55)。
22.根據權利要求21所述的設備，其特徵在於所述的用於製備所述著色劑粉混合物的裝置(55)包括多個用於向固-固混合器(61)供給計量好的所述著色劑粉的分配器(59)。
23.根據權利要求22所述的設備，其特徵在於所述的固-固混合器(61)直接把著色劑粉混合物釋放到向混合裝置(4)供給的分配器(56)中。
24.根據權利要求22所述的設備，其特徵在於所述的固-固混合器(61)把著色劑粉混合物釋放到一個將其收集在袋子中的集裝裝置(62)裡。
25.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於所述的混合裝置(4)與料槽(8)相連接，料槽(8)用於存儲離開混合裝置(4)的料漿。
26.根據權利要求25所述的設備，其特徵在於所述的料槽(8)聯合有一個液面指示器(80)，液面指示器用於指示容納在所述料槽中的料漿量。
27.根據權利要求12所述的設備，其特徵在於還包括在泵瞬變期間將泵(3)泵送的中性色料漿向儲池(2)折回的裝置。
28.根據權利要求27所述的設備，其特徵在於所述的裝置包括一個位於泵(3)的傳送管路和儲池(2)之間的旁通管路(12)，一個位於介於旁通管路(12)和混合裝置(4)之間的泵傳送管路中的第一閥(13)，以及一個位於旁通管路(12)中的第二閥(14)。
全文摘要
一種製備用於陶瓷製品製造的粉末狀彩色材料的方法，包括以下操作步驟製備中性色料漿；向液－固混合器(40)中供給預定量的所述中性色料漿；向液－固混合器(40)中供給計量好的粉末狀的著色劑材料；以及在液－固混合器(40)中把中性色料漿和粉末狀的著色劑材料混合在一起，以獲取彩色料漿。
文檔編號C04B33/02GK1955142SQ20061016462
公開日2007年5月2日 申請日期2006年9月29日 優先權日2005年10月4日
發明者P·貢尼, G·P·格拉詹尼 申請人:薩克米伊莫拉機械合作社合作公司