陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法
2023-10-07 10:11:34
陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法，屬於陶瓷磚裝飾技術。本發明提供的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其中包括的組分按質量百分比為：色料：28%～35%；釉粉：10%～15%；長餘輝發光材料：2%～5%；碳酸鎂：1%～5%；二甘醇：45%～55%；分散劑：1～3%；結合劑：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列印後形成的噴墨印花層後可直接燒成，而且所形成的印花層具有夜光效果，可以適用於指示、標記之用，更為安全，也能替代樓梯指示燈，可節約能源，而且還能呈現更為豐富的展示效果。
【專利說明】陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種陶瓷磚裝飾技術，具體為一種陶瓷噴墨列印用墨水，更具體地，涉及一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法。
【背景技術】
[0002]噴墨列印技術是20世紀70年代末開發成功的一種非接觸式的數字印刷技術。它將墨水通過列印頭上的噴嘴噴射到各種介質表面上，實現了非接觸、高速度、低噪音的單色或彩色的文字或圖像印刷。21世紀初，美國費羅公司開發出適合在陶瓷上進行噴墨列印的油性油墨，在我國相應的專利申請號為00818261.2。以此開始了噴墨列印技術在建築陶瓷生產領域的廣泛應用。作為一種全新的陶瓷裝飾理念，陶瓷裝飾用彩色列印技術可以充分利用豐富的計算機資料，把數位技術引入到傳統的建築陶瓷產品中，使陶瓷裝飾緊跟時代步伐，體現時尚特色，滿足人們個性化的要求，把陶瓷裝飾技術推向一個嶄新階段。
[0003]噴墨列印技術與陶瓷磚生產的傳統裝飾手段相比具有如下優點:(1)節能減排，產品擺脫了批量生產中需要製片、篩網、刻板等中間工序，縮短轉產周期，大幅提高生產效率，也降低了轉產過程中的損耗；(2)列印過程完全由計算機控制，生產過程中可以進行複雜的圖案裝飾，而且圖案的精度和可重複性提高，可以大大提高裝飾過程的機械化程度和生產效率，也可以完成小批量甚至單件產品的定製；(3)非接觸式，可以在凹凸面上印刷，使得一些異形產品的裝飾變得容易，極大豐富裝飾效果。
[0004]但是噴墨印花工藝屬於一種表面裝飾技術，即在瓷磚表面通過噴墨印表機列印形成預設圖案，目前公開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。噴墨列印形成的印花層多不耐磨，即使是高溫燒結後，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釉來保護印花層。這使得噴墨印花系列陶瓷牆地磚的生產成本和生產周期都很高。
[0005]長餘輝發光材料俗稱夜光`粉，其電子結構中有不飽和能級，在光照條件下，吸收光子能量，使電子發生能級躍遷，而在較暗的環境中，電子吸收的能量會釋放出來，產生螢光效果。目前，長餘輝發光材料在陶瓷製品的應用中多為加入釉中，製成夜光釉。夜光釉可以作為指示標引作用，例如樓梯間的指示位，房間開關的指示位等，而且也能讓製品呈現豐富的效果。但對於目前陶瓷噴墨列印用墨水不適合添加長餘輝發光材料製成夜光墨水，而且使用長餘輝發光材料製成的夜光釉透明度較低，也不適合作為噴墨印花層的保護層。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提出一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水及其製備方法，使用本發明提供的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水生產陶瓷牆地磚產品時，噴墨印花後直接高溫燒成即可，無需噴墨印花後再施透明保護釉後再高溫燒成，墨水中的釉料成分在燒成時會熔融，使得墨水中的發色組分均勻的分散在其中，進而使得噴墨印花層特別耐磨，通過加入長餘輝發光材料，在燒成時，長餘輝發光材料熔融在釉料形成固溶體，獲得具有夜光效果的噴墨印花層。
[0007]為達此目的，本發明採用以下技術方案:一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其中包括的各種組分按質量百分比為:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;長餘輝發光材料:2%~5% ;碳酸鎂:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結合劑:0.5%~2% ；表面活性劑:0.5%~2%。
[0008]優選地，在上述噴墨列印用色釉混合型夜光墨水中，所述長餘輝發光材料為如下的鋁酸鹽基長餘輝發光材料:SrAl204:Eu，Dy ；CaAl204:Eu, Nd ;Sr4Al14O25:Eu，Dy中的一種或多種組合。
[0009]優選地，在上述噴墨列印用色釉混合型夜光墨水中，所述長餘輝發光材料為如下的娃酸鹽基長餘輝發光材料:Sr2MgSi2O7:Eu, Dy ；Ca2MgSi207:Eu, Dy ；MgSi03:Mn, Eu, Dy 中的
一種或多種組合。
[0010]優選地，在上述噴墨列印用色釉混合型夜光墨水中，所述長餘輝發光材料為如下的磷酸鹽長餘輝發光材料:Ca3 (PO4)2: Eu，Gd ；Sr3(PO4)2: Eu, Gd ；Ba3 (PO4)2: Eu, Gd 中的一種或
多種組合。
[0011]為了使墨水可以適用於高溫燒成，優選地，在上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光中所述的色料為鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
[0012]為了使燒結後，使用本發明提供的墨水形成的印花層具有較好的質感，優選地，在上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光中所述的釉粉的化學組分質量百分比為:二氧化矽: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%。
[0013]上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水呈弱鹼性；其PH介於7~8之間時對噴頭的腐蝕性最小。
[0014]當上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水中固含量> 50%時，具有特別好的發色效果。
[0015]本發明還提供一種上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法:其包括如下步驟:
[0016]步驟I)色料、長餘輝發光材料、釉粉的乾料混合；按色料:長餘輝發光材料:釉粉的質量比為28~35:2~5:10~15稱取，然後倒入快速攪拌機中混合均勻。
[0017]步驟2)氣流粉碎；採用高速氣流粉碎機對步驟I)混合均勻的色料、長餘輝發光材料、釉粉混合料進行打粉，得到粒徑達10 μ m~50 μ m的超細粉。
[0018]步驟3)配料與一級球磨；按質量比為:40~55:1~5:45~60稱取步驟2)得到的超細粉、碳酸鎂、二甘醇，然後倒入以氧化鋁為球襯和球子的球磨機中球磨，球磨時間12~24小時，得到顆粒直徑為I~10 μ m的混合漿料。
[0019]步驟4)配料與二級球磨；按質量比為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、結合劑、表面活性劑，倒入雙行星式高速球磨機進行研磨，研磨時間4~10小時,得到墨水半成品。
[0020]步驟5)恆溫真空過濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恆溫攪拌缸中，然後進行抽真空、高速振動、使用孔徑< IOym濾網過濾，得到墨水成品。[0021]優選地，在上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光的製備方法中，步驟I)中所述的色料為經700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達325目標準分析篩篩餘< 0.05%、水份(0.5%的粉狀鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
[0022]優選地，在上述一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光的製備方法中，步驟I)中所述的釉料為選用化學組分質量比為二氧化矽45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵O~
0.2: 二氧化鈦O~0.3:氧化鈣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700~850°C煅燒，煅燒時間I~3小時，得到燒失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
[0023]為了避免引入雜質，獲得較好的研磨效果，以穩定墨水質量，在一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光的製備方法中，步驟3)中所使用的球磨機性能要求如下:球子採用等靜壓成型工藝、直徑10~35mm ;球襯、球子的化學成份質量百分比為:三氧化二鋁≥95%，二氧化矽2%~5%，三氧化二鐵< 0.1%，球襯、球子的體密度≥3.7克/立方釐米，球襯、球子的一個球磨周期磨耗< 0.1%。，莫氏硬度≥9.5。
[0024]為了避免引入雜質，獲得較好的研磨效果，以穩定墨水質量，在一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光的製備方法中，步驟4)中所使用的雙行星式高速球磨機中球磨罐和球子的材質為氧化鋯。
[0025]同現有技術相比本發明提供的方案具有如下優勢:
[0026]1、墨水加工工藝簡單，實用性強，經噴墨機噴墨列印後，不需要在印花層上再施以一層墨水保護釉。通過窯爐燒成，色釉混合型墨水燒結後，自身可形成一層緊密的耐磨的印花層，這大大簡化了噴墨列印裝飾的生產工藝，並降低生產成本、提高生產效率。
[0027]2、使用此種墨水在陶瓷磚坯上噴墨列印後形成的噴墨印花層具有夜光效果，可以適用於指示、標記之用，更為安全，也能替代樓梯指示燈，可節約能源，而且還能呈現更為豐富的展示效果。
[0028]3、色釉混合型墨水配方中引入碳酸鎂，起到增強墨水的懸浮穩定性、抗結塊性作用外，因其呈鹼性，在加工過程中，與墨水中的酸性色料發生酸鹼中合反應，並使墨水呈弱鹼性，較現有技術做出的酸性墨水相比，更利於噴墨機列印頭的保護(酸性會腐蝕昂貴的列印噴頭)，延長噴頭的使用壽命，節約成本。
[0029]4、色釉混合型墨水固體含量高，顆粒度較小，發色效果優於現有墨水。
[0030]5、色釉混合型墨水採用的溶劑為二甘醇(沸點為245°C )，不存在溶劑揮發的問題，對人類和環境較為安全。
【具體實施方式】
[0031 ] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0032]實施例1-10
[0033]實施例1-10所提供的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光的組分配方如下表1。
[0034]表1
[0035]
【權利要求】
1.一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其中包括的各種組分按質量百分比為:色料:28%~35% ;釉粉:10%~15% ;長餘輝發光材料:2%~5% ;碳酸鎂:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結合劑:0.5%~2% ;表面活性劑:0.5%~2%。
2.如權利要求1所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其特徵在於，所述長餘輝發光材料為=SrAl2O4:Eu, Dy ;CaAl2O4:Eu, Nd ;Sr4Al14O25:Eu, Dy !Sr2MgSi2O7:Eu, Dy ；Ca2MgSi2O7: Eu, Dy ；MgSi03:Mn, Eu, Dy ;Ca3 (PO4)2: Eu, Gd ；Sr3 (PO4)2:Eu, Gd ；Ba3 (PO4)2:Eu, Gd中的一種或多種組合。
3.如權利要求1~2中任意一項所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水,其特徵在於，所述的色料為鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
4.如權利要求3所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其特徵在於，所述釉粉的化學組分質量百分比為:二氧化矽: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% ；/jC 0.5%。
5.如權利要求4所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其特徵在於，所述墨水的PH值介於7~8之間。
6.如權利要求4所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水，其特徵在於，所述墨水中的固含量≥50%。
7.—種如權利要求1所述的一種陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法:其包括如下步驟: 步驟I)色料、長餘輝發光材料、釉粉的乾料混合；按色料:長餘輝發光材料:釉粉的質量比為28~35:2~5:10~15稱取，然後倒入快速攪拌機中混合均勻； 步驟2)氣流粉碎；採用高速氣流粉碎機對步驟I)混合均勻的色料、長餘輝發光材料、釉粉混合料進行打粉，得到粒徑達10 μ m~50 μ m的超細粉； 步驟3)配料與一級球磨；按質量比為:40~55:1~5:45~60稱取步驟2)得到的超細粉、碳酸鎂、二甘醇，然後倒入以氧化鋁為球襯和球子的球磨機中球磨，球磨時間12~24小時，得到顆粒直徑為I~10 μ m的混合漿料； 步驟4)配料與二級球磨；按質量比為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、結合劑、表面活性劑，倒入雙行星式高速球磨機進行研磨，研磨時間4~10小時，得到墨水半成品； 步驟5)恆溫真空過濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恆溫攪拌缸中，然後進行抽真空、高速振動、使用孔徑< IOym濾網過濾，得到墨水成品。
8.—種如權利要求7所述的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法，其特徵在於，步驟I)中所述的色料為經700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達325目標準分析篩篩餘(0.05%、水份< 0.5%的粉狀鐠黃、紅棕、桔黃、鈷藍、尖晶石系黑色顏料中的一種或多種組合。
9.一種如權利要求7或8所述的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法，其特徵在於，步驟I)中所述的釉料為選用化學組分質量比為二氧化矽45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵O~0.2: 二氧化鈦O~0.3:氧化鈣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700~850°C煅燒，煅燒時間I~3小時，得到燒失量≤1%、水份≤0.5%的熟料。
10.一種如權利要求7所述的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法，其特徵在於，步驟3)中所使用的球磨機性能要求如下:球子採用等靜壓成型工藝、直徑IOmm~35mm ;球襯、球子的化學成份質量百分比為:三氧化二鋁≥95%，二氧化矽2%~5%，三氧化二鐵≤ 0.1%，球襯、球子的體密度≥ 3.7克/立方釐米，球襯、球子的一個球磨周期磨耗 ≤0.1%?，吳氏硬度≥ 9.5ο
11.一種如權利要求7所述的陶瓷噴墨列印用色釉混合型夜光墨水的製備方法，其特徵在於，步驟4)中所使用的雙行星式高速球磨機中球磨罐和球子的材質為氧化鋯。
【文檔編號】C04B41/85GK103666112SQ201310638849
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】周燕, 丘雲靈 申請人: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