CN103045003A - 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，由可溶性金属配合物和有机溶剂组成，该陶瓷墨水中可溶性金属配合物的质量百分比含量为墨水总质量的30-60wt%；所述可溶性金属配合物为羧酸金属盐，所述有机溶剂为正癸烷、硅酸乙酯、乙酸乙酯、异丙醇、正己烷、邻二甲苯其中的一种或者任意多种的任意任意比例的混合。该陶瓷墨水使用方法为涂覆于经300℃加热过的施有透明釉的陶瓷坯体表面，经过900-1200℃煅烧，保温1-3小时。本发明的陶瓷墨水为均一相，不沉降，不会阻塞打印机喷嘴或者对其造成磨损，效果优良、环境友好、生产成本低、便于推广应用，具有很好的装饰效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于陶瓷表面装饰的墨水，特别涉及一种用于陶瓷装饰的喷墨打印用墨水以及使用该墨水对施有透明釉的未烧成陶瓷坯体进行装饰的方法。
背景技术
随着市场经济和计算机技术的发展，现有的传统陶瓷的装饰手段已不能满足市场的需要。计算机现代化设计手段的引入，是今后陶瓷产品设计发展方向的必然趋势。目前，用于无模成型的新工艺-喷墨打印技术正成为世界范围的研究热点,与之配套的各种陶瓷墨水也纷纷亮相。喷墨打印法是一种极具潜力的装饰技术，该法是将陶瓷表面装饰墨水所用着色剂制成多色墨水，通过计算机控制的打印机将其直接打印到陶瓷表面进行装饰。
近几年,国内已有单位从事喷墨打印用陶瓷墨水的研究与开发,，发表了一些研究论文，主要研究单位与代表性的相关论文有:天津大学的“Sol-Gel法制备连续式喷墨打印用彩色陶瓷墨水的理化性能”、“反相微乳液法制备高浓度ZrO2陶瓷墨水”、“BaTiO3陶瓷墨水的制备与性能”；南昌航空工业学院的“喷打用蓝色及红色陶瓷表面装饰墨水的制备与性能”；陕西科技大学的“反相微乳液法制备陶瓷装饰用彩喷墨水”等。
国外陶瓷墨水的研究起始较早，2000年世界第一台工业使用的陶瓷装饰喷墨打印机问世，打印机是由美国FERRO公司开发的Karejet***，墨水也是由FERRO公司与赛尔公司联合研制的陶瓷墨水。Airey等的美国专利5407474号公开了一种包含固体无机颜料的油墨，这种油墨可以利用喷墨打印机应用到高温物品上，但是由于无机固体与悬浮无机固体的溶液之间的密度差别大，所以这种基于悬浮在溶液中的固体的油墨是不稳定的。
2000年1月7日，FERRO公司向美国专利商标局提交了一份名为《用于陶瓷釉面砖（瓦）和表面的彩色喷墨印刷的独特的油墨和油墨组合》的专利，该专利阐述了一种新的陶瓷墨水的制作方法技术，即将着色剂做成有机相并溶解在有机溶剂中，该发明为陶瓷喷墨打印技术奠定了良好基础。但该专利所涉及的墨水生产成本较高，如红色主要用到了含金的金属配合物，这些金属配合物一般价格较为昂贵，每克动辄上千元，不适宜推广应用。
现在已有的众多文献对陶瓷墨水的制备方法所进行的研究，着重解决的是陶瓷墨水的分散性和稳定性问题。但是综合国内外研究现状来看，目前已公开发表的陶瓷墨水制备方法仍集中于分散法、溶胶凝胶法和反相乳相法，且所用直接原材料多为金属氧化物，并且以上三种生产方法中，溶胶-凝胶法由于制造工艺方法复杂、原料昂贵、溶胶不稳定而受到限制，反相乳相法由于制得的墨水固相含量低，也有许多技术问题待解决，分散法的问题在于颜料颗粒度较大，易团聚并且会阻塞或磨损打印机喷嘴。
发明内容
本发明的目的，是为解决陶瓷墨水的稳定性、分散性以及陶瓷墨水由于色料颗粒度大所造成的打印机喷嘴阻塞和磨损的问题，提供一种效果优良、环境友好、生产成本低、便于推广应用的喷墨打印用的红色陶瓷墨水。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，由可溶性金属配合物和有机溶剂组成，该陶瓷墨水中金属配合物的质量百分比含量为墨水总质量的30-60wt%；所述可溶性金属配合物为羧酸金属盐，所述的有机溶剂为长链饱和烃，不饱和烃，芳香族烃，环状饱和烃，脂类，醇类的其中一种或者任意多种的任意比例的混合。
所述金属配合物为羧酸锡、羧酸铬。
所述金属配合物为二月桂酸二丁基锡，异辛酸铬。
所述有机溶剂为正癸烷、硅酸乙酯、乙酸乙酯、异丙醇、正己烷、邻二甲苯其中的一种或者任意多种的任意任意比例的混合。
所述红色陶瓷墨水粘度为5-50厘泊，表面张力为20-45毫牛/米，密度为0.5-2.5克/毫升。
一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法，具有如下步骤：
（1）在现有透明釉料中外加5.0wt%氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面
（2）将步骤（1）施釉后的陶瓷坯体加热至300℃
（3）将包含可溶性的金属配合物的红色陶瓷墨水涂覆到步骤（2）加热后的覆有透明釉料的陶瓷坯体表面；
（4）将步骤（3）的陶瓷坯体置于窑炉中，煅烧至900-1200℃，保温1-3小时。
所述步骤（4）优选的煅烧温度为1140℃。
本发明的有益效果是，提供了一种效果优良、环境友好、生产成本低、便于推广应用的喷墨打印用的红色陶瓷墨水，该红色陶瓷墨水为均一相，不沉降，不会阻塞打印机喷嘴或者对其造成磨损，对施有透明釉的陶瓷表面具有很好的装饰效果。
具体实施方式
本发明通过喷墨打印装置，将该红色陶瓷墨水打印在涂覆有透明釉的未烧成的陶瓷坯体表面上，然后进炉煅烧至1000℃以上，并保温1到3个小时。在这个过程中，墨水中所包含的金属配合物中的有机键断裂，并且随着温度升高，其中所含碳、氢元素被烧掉，只剩下金属氧化物氧化锡以及氧化铬。氧化锡及氧化钴同涂覆于陶瓷表面的透明釉料中的氧化物（二氧化硅，氧化钙等）通过一系列物理化学变化，显现出较好的黑色。
下面通过具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
参照表1所示的配方(表中数值均为质量比，即实施例1为二月桂酸二丁基锡：异辛酸铬：硅酸乙酯：正癸烷的质量比＝16∶1∶10∶7)，配制实施例1的红色陶瓷墨水，墨水外观呈绿色透明溶液；在现有透明釉料中外加5.0wt％氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面；通过喷墨打印机，在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印，然后进炉煅烧至1140℃，保温3小时，待冷却后检测发色效果，检测结果详见表2。
实施例2
参照表1所示的配方(表中数值均为质量比)，配制实施例2的红色陶瓷墨水，墨水外观呈绿色透明溶液；在现有透明釉料中外加5.0wt％氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面；通过喷墨打印机，在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印，然后进炉煅烧至1140℃，保温3小时，待冷却后检测发色效果，检测结果详见表2。
实施例3
参照表1所示的配方(表中数值均为质量比)，配制实施例3的红色陶瓷墨水，墨水外观呈绿色透明溶液；在现有透明釉料中外加5.0wt％氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面；通过喷墨打印机，在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印，然后进炉煅烧至1140℃，保温3小时，待冷却后检测发色效果，检测结果详见表2。
实施例4
参照表1所示的配方(表中数值均为质量比)，配制实施例4的红色陶瓷墨水，墨水外观呈绿色透明溶液；在现有透明釉料中外加5.0wt％氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面；通过喷墨打印机，在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印，然后进炉煅烧至1140℃，保温3小时，待冷却后检测发色效果，检测结果详见表2。
表1
表2
| № | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| L* | 64.5 | 59.6 | 65.6 | 61.9 |
| a* | 38.6 | 37.7 | 39.3 | 38.0 |
| b* | 7.8 | 12.7 | 7.2 | 7.7 |
| 打印流畅性 | 流畅 | 流畅 | 流畅 | 流畅 |
| 耐摩擦性能 | 无摩擦痕迹 | 无摩擦痕迹 | 无摩擦痕迹 | 无摩擦痕迹 |
| 打印性能 | 好 | 好 | 好 | 好 |
从表2中看出，本发明的产品打印性能较好，显色效果好。
在不偏离本发明的主体原则下，本领域的技术人员易于对本发明作出其他的更改或者变化，比如使用其他的羧酸锡或者羧酸铬，或更改墨水中羧酸锡或羧酸铬的重量比，或更改墨水所使用的具体溶剂或助剂等等，因此，本发明并不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示而不必经过创造性的劳动，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，由可溶性金属配合物和有机溶剂组成，该陶瓷墨水中金属配合物的质量百分比含量为墨水总质量的30-60wt%；所述可溶性金属配合物为羧酸金属盐，所述的有机溶剂为长链饱和烃，不饱和烃，芳香族烃，环状饱和烃，脂类，醇类，其中的一种或者任意多种的任意比例的混合。
2.根据权利要求1的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，其特征在于，所述金属配合物为羧酸锡、羧酸铬。
3.根据权利要求1的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，其特征在于，所述金属配合物为二月桂酸二丁基锡，异辛酸铬。
4.根据权利要求1的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，其特征在于，所述有机溶剂为正癸烷、硅酸乙酯、乙酸乙酯、异丙醇、正己烷、邻二甲苯其中的一种或者任意多种的任意任意比例的混合。
5.根据权利要求1的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水，其特征在于，所述红色陶瓷墨水粘度为5-50厘泊，表面张力为20-45毫牛/米，密度为0.5-2.5克/毫升。
6.根据权利要求1的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法，具有如下步骤：
（1）在现有透明釉料中外加5.0wt%氧化钙，搅拌均匀，然后涂覆到陶瓷坯体表面
（2）将步骤（1）施釉后的陶瓷坯体加热至300℃
（3）将包含可溶性的金属配合物的红色陶瓷墨水涂覆到步骤（2）加热后的覆有透明釉料的陶瓷坯体表面；
（4）将步骤（3）的陶瓷坯体置于窑炉中，煅烧至900-1200℃，保温1-3小时。
7.据权利要求5的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法，其特征在于，所述步骤（4）优选的煅烧温度为1140℃。
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2012
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