CN111565924A - 用于制备装饰性烧制基材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备装饰性烧制基材(如陶瓷，玻璃，砖，金属或金属搪瓷)的方法。该方法包括在基材的选择性位置上数字式地施加包含溶解在液体基质中的金属或准金属离子组分的底涂料油墨组合物的步骤。底涂料油墨组合物可以在施加彩色油墨之前或之后施加。与现有的工业装饰性陶瓷瓷砖方法相比，通过施用底涂料油墨组合物，在烧制基材之后改善了基材的颜色，并且降低了制造成本。

Description

用于制备装饰性烧制基材的方法
优先权声明
本申请要求于2018年1月19日提交的美国专利申请号15/876,075的优先权。上述申请的内容通过引用整体并入本文。
发明领域
本发明涉及一种制备装饰性烧制基材(如陶瓷瓷砖)的方法。该方法包括在基材的选择性位置上数字式地施加底涂料油墨组合物的步骤，该底涂料油墨组合物包含溶解在液体基质中的金属离子组分。
发明背景
大多数传统的陶瓷制造产品，例如墙瓷砖和地瓷砖，由赋予物体形状和机械性能的陶瓷体制成；陶瓷体通常具有一些孔隙和较差的美学品质。所述陶瓷体，其被定义为“生坯”或“素瓷”，如果先前被烧制，则通常涂覆有陶瓷层(陶瓷釉)；陶瓷釉通过烧制而完全烧结，从而获得适当的表面美学品质，同时成为防液屏障；实际上，在烧制后，陶瓷釉通常没有孔隙，并且通常耐磨损并耐受化学试剂(例如酸，碱，染料)的侵蚀。
陶瓷材料的美学饰面(finishing)可以通过装饰阶段来完成，即根据精确的装饰图来施加有色陶瓷材料(陶瓷颜料)。
工业装饰性陶瓷瓷砖工艺通常包含以下基本步骤。(1)在液压机中由粉末状的原料形成陶瓷瓷砖体。(2)在瓷砖上施加至少一层釉面涂层(glaze layer top coat)，提供装饰性陶瓷瓷砖的视觉和纹理特性。釉层通常使用模拟(analog)方法来施加，例如瀑布法(waterfall)或喷枪技术。(3)使用有色陶瓷油墨通过数字式喷墨或模拟(丝网印刷，辊涂等)方法在釉层上施加装饰性图像。(4)在高温陶瓷窑中烧制装饰性釉面陶瓷瓷砖。
上述陶瓷瓷砖方法的替代方法包括以下步骤。(1)在液压机中由粉末状的原料形成陶瓷瓷砖体。(2)使用金属盐染料油墨通过数字式喷墨或模拟(丝网印刷，辊涂等)方法在陶瓷瓷砖体表面上施加装饰性图像。(3)将与金属染料相容的溶剂施加到瓷砖体表面，以使染料渗透到瓷砖体中。(4)在高温窑中烧制装饰性陶瓷瓷砖。(5)抛光瓷砖表面以去除表面缺陷并产生均匀且高光泽的表面。装饰性图像不会受损，因为溶剂使染料渗透到瓷砖中。在装饰性陶瓷瓷砖领域，该过程称为“可溶性盐”。
由于陶瓷瓷砖烧制方法中涉及的高温，陶瓷瓷砖上颜料/染料的显色取决于颜料/染料和陶瓷瓷砖基材的元素组成。
例如，与不含锌的釉相比，在含锌量更高的釉上烧制后，基于锌，铁和铬金属的典型的红棕色陶瓷颜料将显示出更强烈和更理想的颜色。即使是在锌最稳定的氧化态的Zn2+无色时，也会发生这种情况。在这种情况下，Zn是添加到整体(bulk)釉料中以帮助颜料显色的必要元素。
在施加釉层之前，将诸如Zn的必要元素混合到整体釉料中。这样可以确保必要元素均匀分布在釉层中，以实现均匀的显色。但是，这些必要元素(例如Zn)通常比其他陶瓷瓷砖原料成分(例如矿泥，长石和二氧化硅)更贵。由于这种原材料成本的增加，未施加油墨的上釉的区域对瓷砖制造商而言是必要元素的浪费。
瓷砖制造商需要减少整体釉层中必要元素的使用而叉不牺牲烧制后的颜色。
附图简要说明
本申请包含至少一个彩色绘图。专利局将根据要求和支付必要费用后提供带有彩色附图的本专利或专利申请公开的副本。
图1示出了将底涂料油墨和绿色油墨施加到瓷砖上的方法，以及烧制的陶瓷瓷砖的结果。
图2示出了图1中描述的步骤之后的真实未烧制的瓷砖，其中使用酒石酸锑钠底涂料油墨，双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)底涂料油墨，和乙酸铬(III)碱性绿色油墨。
图3示出了在陶瓷窑中于1200℃烧制1小时后的来自图2的相同的瓷砖。
具体实施方式
发明人发现，通过将基底涂层组合物(底涂料油墨组合物)数字式地施加到基材上，底涂料油墨组合物改善了热处理(烧制)后装饰性基材的颜色。本发明的底涂料油墨组合物包含有助于颜料或染料显色的必要元素。通过数字式印刷将底涂料油墨组合物以精确的量施加到基材上的选定位置，这降低了将必要元素施加在整个基底上的成本。
本发明涉及一种制备装饰性烧制基材(例如陶瓷，玻璃，砖，金属，和金属搪瓷)的方法。一种优选的基材是陶瓷瓷砖。本方法包括以下步骤：(a)通过第一数字式喷墨印刷机将底涂料油墨组合物数字式地施加在基材(例如陶瓷瓷砖体)的一个或多个选定位置的表面上，以在选定位置上形成底涂料层，其中所述底涂料组合物包含溶解在第一液体基质中的的无色金属或准金属(metalloid)离子组分，(b)通过第二数字式喷墨印刷机或印刷杆(printbar)将彩色油墨组合物数字式地施加到选定位置上，其中该油墨组合物包含溶解或分散在第二液体基质中的彩色金属或准金属离子组分，以及然后(c)在高温窑中烧制基材。在陶瓷窑中烧制基材(通常达到不高于1300℃的高温)之前进行印刷步骤(a)和(b)。仅在窑烧制过程之后才能看到底涂料油墨的颜色优势。
在本方法的一个实施方式中，底涂料油墨组合物在彩色油墨组合物之前施加，即步骤(a)在步骤(b)之前施加。
在本方法的另一个实施方式中，在底涂料油墨组合物之前施加彩色油墨组合物，即在步骤(a)之前施加步骤(b)。
任选地，可以在烧制基材之前将一层或多层釉层施加到基材上。釉层提供基材的视觉和纹理特性。釉层通常使用模拟方法来施加，例如瀑布法或喷枪技术。可以通过球磨将釉料的粒径减小至接近但大于1μ的尺寸，使得能够施加。
在第一实施方式中，本方法依次包括以下步骤：(a)通过第一数字式喷墨印刷机将底涂料油墨组合物数字式地施加在基材的一个或多个选定位置的表面上，以在选定位置上形成底涂料层，其中所述底涂料组合物包含溶解在第一液体基质中的无色或近似无色的金属或准金属离子组分，(b)通过第二数字式喷墨印刷机或印刷杆将彩色油墨组合物数字式地施加到选定位置上的底涂料层上，其中该油墨组合物包含分散或溶解在第二液体基质中的彩色金属或准金属组分，以及然后(c)在高温窑中烧制基材。该方法任选地包括在步骤(a)之前的附加步骤，即，在步骤(a)之前在基材的顶部上施加釉层，然后将底涂料油墨组合物施加在釉层上的选定位置上。该方法任选地包括在(c)之前的附加步骤，即，使用数字或模拟方法，例如瀑布法或喷枪技术，施加与底涂料油墨相容的溶剂基质，以将底涂料油墨的必要元素带入瓷砖体中。
在第二实施方式中，本方法依次包括以下步骤：(a)通过第一数字式喷墨印刷机或印刷杆将彩色油墨组合物数字式地施加到基材的一个或多个选定位置上以在所述选定位置上形成彩色油墨层，其中该彩色油墨组合物包含分散或溶解在第一液体基质中的彩色金属或准金属，(b)通过第二数字式喷墨印刷机将底涂料油墨组合物数字式地施加在所述彩色层的选定位置的顶部上，其中所述底涂料组合物包含溶解在第二液体基质中的无色或近似无色的金属或准金属离子组分，以及(c)在高温窑中烧制基材。该方法任选地包括在步骤(a)之前的附加步骤，即，在步骤(a)之前在基材的顶部上施加釉层，然后将彩色油墨组合物施加在釉层上的选定位置上。该方法任选地包括在(c)之前的附加步骤，即，使用数字或模拟方法，例如瀑布法或喷枪技术，施加与底涂料油墨相容的溶剂基质，以将底涂料油墨的必要元素带入瓷砖体中。
本方法使用喷墨印刷机将底涂料油墨组合物和彩色油墨组合物数字式地施加在基材上。数字式印刷是指计算机控制的喷墨印刷机或计算机控制的激光印刷机用于印刷任何类型的材料的任何印刷方法。本方法不使用模拟印刷，模拟印刷是指手工制备的丝网/板用于印刷任何类型的材料的印刷方法。本方法使用数字式喷墨油墨技术取代传统的模拟印刷方法；通过简单地将新的数字图像文件加载到印刷机中，数字式喷墨油墨技术提供了更改印刷图案的功能；印刷的图像来自数字式设计。底涂料油墨仅按设计要求的要求数量和特定位置印刷。本方法不在基础釉料组合物中添加必要元素(金属或准金属离子组分)，因此降低了在整个基材上施用包含必要元素的釉料组合物的成本。
在本方法中，主要的功能性组分是金属或准金属离子，选自以下构成的组：铝，锑，钡，铋，硼，钙，锂，镁，钾，钠，锶，锡，钛，钨，锌，锆，镓，锗，铟，锰，镉，硒，镧，铈，镨，钕，钐，铕，钆，铽，钬，铒，铥，镱，镥，或其任意组合。金属离子组分占底涂料油墨组合物的0.1-70％w/w，1-60％w/w，10-60％w/w，或20-50％w/w。
在本方法中，金属或准金属离子组分溶解在液体基质中。在一个实施方式中，所述金属或准金属离子组分的存在形式为乙酸盐，醇盐，烷基，酰胺，脒基，锑酸盐，叠氮化物，β-二酮酸盐，硼酸盐，氨基甲酸盐，羰基，羧酸盐，氰化物，环戊二烯，胍盐，氢氧化物，咪唑酸盐，乳酸盐，锰酸盐，钼酸盐，硝酸盐，氮化物，氧化物，磷酸盐，亚磷酸盐，膦酸盐，吡唑酸盐，硒酸盐，硅酸盐，锡酸盐，硫酸盐，酒石酸盐，硫代羧酸盐，二硫代羧酸盐，硫醇盐，或钨酸盐，或其任意组合。例如，所述金属离子组分是乙酸锌，乳酸钙，酒石酸锑钠/钾或双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)。
用作本发明的数字式底涂料油墨组合物的必要元素的金属或准金属离子具有不同的形式和功能。在一种功能中，金属或准金属离子用作颜料/染料补体。呈溶质形式的无色必要元素(例如锑，钙，锡，钛，钨，锌，和锆)可增强颜料或染料的性能，这与起到标准颜料或染料的功能有所区别。
在另一功能中，本发明的底涂料油墨组合物中的金属或准金属离子用于改变表面性能。以溶解的溶质形式存在的必要元素(例如铝，锑，钡/锶，铋，硼，钙，锂/钠/钾，镁，锡，钛，锌，和锆)可能会改变表面性质，例如基材的光泽度，不透明度，粗糙度，或纹理。
以下是由金属或准金属离子作为底涂料油墨组合物中的必要元素向所有烧制应用提供的功能的示例。铝可用作遮光剂和/或降低表面光泽的耐火材料。锑可以稳定黄色和棕色钛酸盐颜料的颜色和/或作为遮光剂。钡可以将铜蓝色变色。铋可以起到强力助熔剂的作用，并与铜形成稳定合金。硼是准金属，可以在低温烧制应用中增加表面光泽和/或作为助熔剂。钙可以稳定粉红色无机颜料(Ca-Cr-Sn榍石(sphene)颜料)，充当遮光剂，和/或充当助熔剂，以增强高温烧制应用中的表面光泽。锂/钠/钾可以充当助熔剂和/或调节膨胀系数。镁可以充当消光剂和/或降低膨胀系数。锡可以稳定粉红色无机颜料(Ca-Cr-Sn榍石颜料)和/或在某些烧制应用中用作遮光剂。钛可以稳定钛酸盐基颜料和颜色，充当遮光剂，和/或杂色(variegate)表面特征。钨可以稳定黄色和棕色钛酸盐颜料的颜色。锌可以抵消钙，从而增加红棕色无机颜料(Zn-Fe-Cr尖晶石颜料，PBr 33)的强度和/或维持黑色无机颜料(Co-Mn-Fe-Cr尖晶石颜料，PBk 27)的中性阴影，和/或增强表面光泽。锆可以稳定颜料和颜色，充当遮光剂，和/或充当耐火材料。
本发明的底涂料油墨组合物包含溶解在液体基质中的金属或准金属离子组分。载液的溶剂是底涂料油墨组合物的主要流体组分。溶剂的实例包括水性溶剂和有机溶剂，例如水，乙二醇，乙二醇醚，脂肪酸酯，酮，酯，酰胺，链烷烃馏出物，丙烯酸酯等。
底涂料油墨组合物可进一步包含0.01-50％，0.1-10％，0.1-50％，1-10％，或1-50％(w/w)的一种或多种选自以下的添加剂：抗沉降(anti-settling)剂，表面活性剂，均化剂，pH缓冲剂，和消泡剂。抗沉降剂用于分散固体并维持分散体的稳定状态。抗沉降剂包括聚合物分散剂，超分散剂，磷酸盐衍生物，硫酸盐衍生物，硅烷，单体表面活性剂，加工的粘土等。合适的分散剂的实例包括但不限于以来自
Figure BDA0002498725770000071
Advanced Materials的Lamberti FLUIJET 16930，Solsperse 32000和来自Byk
Figure BDA0002498725770000072
的DisperBYK 111和DisperBYK180命名的那些。
表面活性剂用于降低底涂料油墨组合物的表面张力并改善油墨在基材上的润湿性质。油墨组合物中表面活性剂的量为0.01-5重量％，优选0.05-0.5重量％。合适的表面活性剂的实例包括但不限于以来自Goldschmidt Chemical Corporation(Hopewell，VA)的TEGORAD 2200N，TEGORAD 2100和TEGORAD 2300；以及BYK 307，BYK 330，BYK 348，BYK 377和BYK3510(BYK CHEMIE GMBH(Wesel，FRG)命名的那些。
可以使用均化添加剂来改善油墨的流动性能并产生更均匀的油墨膜表面。油墨组合物中均化剂的量为0.1-5重量％。合适的均化剂的实例包括但不限于以BYK 361N，BYK353，和BYK 354等(BYK CHEMIE GMBH)命名的那些。
在本方法中，彩色油墨组合物包含处于流体基质中的着色剂组分。着色剂可以是染料，颜料，或颜料和染料的组合。彩色油墨发色团是金属，金属氧化物，金属有机物，有机金属等，并且通常呈分散的颜料或溶解的金属盐的形式。油墨组合物中着色剂组分的量通常范围为1-50重量％，5-50，10-50，或20-50重量％。合适的颜料的实例包括但不限于名称为以下的那些：颜料蓝(Pigment Blue)1，颜料蓝15，颜料蓝15∶1，颜料蓝15∶2，颜料蓝15∶3，颜料蓝15∶4，颜料蓝15∶6，颜料蓝27，颜料蓝27∶1，颜料蓝28，颜料蓝30，颜料蓝31，颜料蓝32，颜料蓝33，颜料蓝34，颜料蓝35，颜料蓝36，颜料蓝36∶1，颜料蓝62，颜料蓝71，颜料蓝72，颜料蓝73，颜料蓝74，和颜料蓝81，颜料棕(PigmentBrown)5，颜料棕6，颜料棕7，颜料棕8，颜料棕9，颜料棕11，颜料棕24，颜料棕29，颜料棕31，颜料棕33，颜料棕34，颜料棕35，颜料棕37，颜料棕39，颜料棕40，颜料棕43，颜料棕44，颜料棕45，和颜料棕46，颜料黄(PigmentYellow)31，颜料黄32，颜料黄33，颜料黄34，颜料黄34∶1，颜料黄35，颜料黄35∶1，颜料黄36，颜料黄36∶1，颜料黄37，颜料黄37∶1，颜料黄38，颜料黄39，颜料黄39，颜料黄40，颜料黄41，颜料黄42，颜料黄43，颜料黄44，颜料黄45，颜料黄46，颜料黄47，颜料黄53，颜料黄118，颜料黄119，颜料黄157，颜料黄158，颜料黄159，颜料黄160，颜料黄161，颜料黄162，颜料黄164，颜料黄184，颜料黄189，颜料黄219，和颜料黄227，颜料绿(Pigment Green)1，颜料绿2，颜料绿3，颜料绿7，颜料绿10，颜料绿14，颜料绿15，颜料绿16，颜料绿17，颜料绿18，颜料绿19，颜料绿20，颜料绿21，颜料绿22，颜料绿23，颜料绿26，颜料绿39，颜料绿45，颜料绿48，颜料绿50，颜料绿51，和颜料绿56；颜料橙20，颜料橙20∶1，颜料橙21，颜料橙21∶1，颜料橙23，颜料橙23∶1，颜料橙45，颜料橙75，和颜料橙78；颜料红39，颜料红81∶1，颜料红81∶2，颜料红81∶3，颜料红101，颜料红101∶1，颜料红102，颜料红103，颜料红104，颜料红105，颜料红106，颜料红107，颜料红108，颜料红108∶1，颜料红109，颜料红113，颜料红113∶1，颜料红121，颜料红169，颜料红230，颜料红231，颜料红232，颜料红233，颜料红235，颜料红236，颜料红259，颜料红265，和颜料红275；颜料紫1，颜料紫1∶1，颜料紫2，颜料紫2∶2，颜料紫3，颜料紫14，颜料紫15，颜料紫16，颜料紫47，颜料紫48，和颜料紫49；颜料黑11，颜料黑12，颜料黑13，颜料黑14，颜料黑17，颜料黑22，颜料黑23，颜料黑24，颜料黑25，颜料黑26，颜料黑27，颜料黑28，颜料黑29，颜料黑30，颜料黑33，颜料黑34，和颜料黑35；二氧化钛(包括金红石和锐钛矿)；硫化锌，等或其混合物。
彩色油墨组合物可包含如上所述的用于底涂料油墨组合物的添加剂。
在本方法的一个实施例中，底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的乙酸锌，并且彩色油墨组合物(红棕色油墨)包含分散在脂肪酸酯溶剂基质中的Fe/Cr/Zn-尖晶石颜料。将底涂料油墨组合物施加到基材上可在基材烧制后增强红棕色。
在本方法的一个实施例中，第一底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)，第二底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的酒石酸锑钾，彩色油墨组合物(绿色油墨)包含溶解在水性溶剂基质中的氢氧化铬(III)乙酸铬。将底涂料油墨组合物施加到基材上会在基材烧制后将铬(III)的绿色转变为黄色。
陶瓷染料油墨比颜料油墨更容易受到陶瓷瓷砖基材的元素组成的影响。例如，典型的黄色可溶性盐染料油墨基于Cr3+的绿色溶液。Cr3+在大多数陶瓷环境中为绿色，但是在同时存在两种无色金属离子Sb+3和Ti4+的情况下，烧制后颜色将急剧转变为红黄色。在这种情况下，Sb和Ti是在可溶性盐陶瓷工艺中产生黄色的必要元素。
在本方法的另一个实施例中，底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的乳酸钙，且彩色油墨组合物包含分散在水性溶剂基质中的锡铬粉红色颜料。将底涂料油墨组合物施加在富锌的基材上增加了基材烧制后的粉红色的强度。
通过以下实施例进一步说明本发明。
实施例
实施例1.施加数字陶瓷底涂料油墨和绿色油墨产生黄色的方法
该示例概述了在陶瓷瓷砖制造过程中施加数字陶瓷底涂料和绿色油墨以产生黄色的步骤。
底涂料油墨组合物A
18％ 酒石酸锑钾-溶解的
＜34％ 水
16％ 甘油
31％ 三乙醇胺
1％ 酒石酸
＜0.3％ BYK 348
底涂料油墨组合物B
50％ 双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)-溶解的
＜50％ 水
＜0.3 BYK 348
绿色油墨组合物
29％ 乙酸铬(III)，碱性-溶解的
16％ 氢氧化铵，水溶液(35％溶液)
11％ 乳酸
＜44％ 水
＜0.3％ BYK 348
图1显示了将底涂料油墨和绿色油墨施加到瓷砖上的过程，以及烧制瓷砖的结果。小图A代表一块空白的陶瓷瓷砖体，通常由未烧制的水压粉末和粘结剂构成。其他常见的瓷砖基材包括预烧压制的瓷砖体(素瓷)，釉面未烧制的瓷砖，釉面素瓷砖，和其他类似基材。
小图B显示了在彩色油墨(小图C)之前数字式地印刷陶瓷瓷砖底涂料喷墨油墨，但是在某些应用中该印刷顺序可颠倒。印刷的图像来自数字设计。只需将新的数字图像文件加载到印刷机中即可更改印刷图案，这是数字喷墨油墨技术相对于传统模拟印刷方法的主要优势。无色底涂料油墨只能按设计要求的数量和陶瓷瓷砖位置印刷。在这个实施例中，瓷砖被分成三个部分，其中无色的锑和钛底涂料油墨(小图B)和绿色铬彩色油墨(小图C)以不同的摩尔比施加在每个部分上。调整底涂料油墨与彩色油墨的比例以优化显色的能力提供了数字喷墨相对于传统模拟印刷方法的优势。施加到每个瓷砖部分的元素摩尔比为(i)11％Sb，71％Ti，18％Cr；(ii)4％Sb，95％Ti，1％Cr；和(iii)100％Cr。
小图D示出了可溶盐陶瓷瓷砖方法中常见的可选步骤。通过数字或模拟方法(喷涂或瀑布技术)将与底涂料油墨成分兼容的溶剂施加到瓷砖表面。这将可溶性油墨成分带入瓷砖体，增加了在瓷砖内的深度，从而数字图像在由于使用而广泛磨损后在最终产品中可见。
在小图E中，底涂料的颜色益处仅在烧制过程之后可见。
图2示出了按照图1中描述的步骤的真实未烧制的瓷砖，使用酒石酸锑钠(6.5％w/w Sb)底涂料油墨，双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)(8％w/wTi)底涂料油墨，和乙酸铬(III)碱性(7.5％w/w Cr)绿色彩色油墨。由于瓷砖体的元素组成会根据所使用的原材料而变化，因此必须通过实验评估实现所需颜色转变所需的最佳底涂料油墨量。在图1中描述的三个元素混合比根据从烧制后的该瓷砖测得的颜色数据进行选择。
图3示出了与图2相同的瓷砖在陶瓷窑中于1200℃烧制1小时后的情况。无色锑和钛底涂料油墨会导致绿色铬油墨经历明显的变黄的颜色转变。图1中描述的三个元素混合比的烧制颜色数据(小图E)示于表1。
表1
Figure BDA0002498725770000121
应当理解，前述内容描述了本发明的优选实施方式，并且可以在不脱离权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下进行修改。

Claims (16)

1.一种制备装饰性烧制基材的方法，包括以下步骤：
(a)通过第一数字式喷墨印刷机将底涂料油墨组合物数字式地施加在基材的一个或多个选定位置的表面上，以在选定位置上形成底涂料层，其中所述底涂料组合物包含溶解在第一液体基质中的无色金属或准金属离子组分，
(b)通过第二数字式喷墨印刷机或印刷杆将彩色油墨组合物数字式地施加在选定位置上，其中该彩色油墨组合物包含分散或溶解在第二液体基质中的彩色颜料或染料，以及然后
(c)在高温窑中烧制基材。
2.如权利要求1所述的方法，还包括在烧制所述基材之前在所述基材上施加一层或多层釉层。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述基材由陶瓷，玻璃，砖，金属，或金属搪瓷制成。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属或准金属离子选自以下构成的离子的组：铝，锑，钡，铋，硼，钙，锂，镁，钾，钠，锶，锡，钛，钨，锌，锆，镓，锗，铟，锰，镉，硒，镧，铈，镨，钕，钐，铕，钆，铽，钬，铒，铥，镱，镥，或其任意组合。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属或准金属离子是锑或钛。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述金属或准金属离子组分的存在形式为乙酸盐，醇盐，烷基，酰胺，脒基，锑酸盐，叠氮化物，β-二酮酸盐，硼酸盐，氨基甲酸盐，羰基，羧酸盐，氰化物，环戊二烯，胍盐，氢氧化物，咪唑酸盐，乳酸盐，锰酸盐，硝酸盐，氮化物，氧化物，磷酸盐，亚磷酸盐，膦酸盐，吡唑酸盐，硒酸盐，硅酸盐，锡酸盐，硫酸盐，酒石酸盐，硫代羧酸盐，二硫代羧酸盐，硫醇盐，钛酸盐，或钨酸盐，或其任意组合。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述金属离子组分是乙酸锌，乳酸钙，双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)，酒石酸锑钾或酒石酸锑钠。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属或准金属离子组分为所述底涂料油墨组合物的0.1-70％w/w。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述金属或准金属离子组分为所述底涂料油墨组合物的10-60％w/w。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述底涂料组合物还包含0.01-50％(w/w)的一种或多种添加剂材料，所述添加剂材料选自抗沉降剂，表面活性剂，pH缓冲剂，均化剂，和消泡剂。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述液体基质包含一种或多种水性溶剂或有机溶剂。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的双(乳酸铵)二氢氧化钛(IV)，且所述彩色油墨组合物包含在水性溶剂基质中的碱性乙酸铬(III)。
13.如权利要求12所述的方法，包括施加额外的底涂料油墨组合物，该底涂料油墨组合物包含溶解在水性溶剂基质中的酒石酸锑钠或酒石酸锑钾。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述底涂料组合物包含钙离子和水，且所述彩色油墨组合物包含分散在水性溶剂基质中的锡铬粉红颜料。
15.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)在步骤(b)之前施加。
16.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)在步骤(a)之前施加。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110963786B (zh) * 2019-11-19 2023-04-28 福建省德化县山花陶瓷有限公司 一种基于德化白瓷胎体的上彩艺术瓷及其制备工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769310A (en) * 1986-01-31 1988-09-06 Ciba-Geigy Corporation Laser marking of ceramic materials, glazes, glass ceramics and glasses
CN1216033A (zh) * 1997-01-15 1999-05-05 Bk吉乌里尼化学两合公司 陶瓷表面着色的方法
CN1237557A (zh) * 1998-03-05 1999-12-08 G·威格纳里 基于钛和铬的水溶性化合物的陶瓷着色组合物及着色工艺
US20020146545A1 (en) * 2001-04-04 2002-10-10 International Paper Wear resistant laminates
US20030011648A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-16 Kabalnov Alexey S. Methods for digitally printing on ceramics
CN1420916A (zh) * 2000-01-07 2003-05-28 费罗公司 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
US6635347B1 (en) * 1998-11-18 2003-10-21 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Blended dyed product of fiber dyeable with disperse dye and polyurethane fiber and dyeing method therefor
US20080174643A1 (en) * 2006-11-24 2008-07-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid composition, ink-jet recording process, ink-jet recording ink set, recording unit, ink cartridge, ink-jet recording apparatus, and ink-jet recording ink
CN101896563A (zh) * 2007-12-19 2010-11-24 美科有限责任公司 在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的油墨,使用所述油墨在陶瓷材料上进行数字印刷的方法,以及通过所述的印刷方法制备的陶瓷制品
US20180002556A1 (en) * 2015-01-23 2018-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method and ink set

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180181A1 (en) * 2002-03-29 2004-09-16 Eric Franzoi Wear resistant laminates
WO2010121016A2 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Octi Tech Limited, LLC Ceramic article imaging process and materials
US9630425B2 (en) * 2015-04-24 2017-04-25 Electronics For Imaging, Inc. Method and apparatus for creating 3D effects with ceramic inkjet inks
US9909023B2 (en) * 2015-06-23 2018-03-06 Electronics For Imaging, Inc. Inkjet ink for ceramic tile decoration
FR3052770B1 (fr) * 2016-06-17 2018-07-13 Eurokera S.N.C. Article verrier de type vitroceramique et procede d'obtention

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769310A (en) * 1986-01-31 1988-09-06 Ciba-Geigy Corporation Laser marking of ceramic materials, glazes, glass ceramics and glasses
CN1216033A (zh) * 1997-01-15 1999-05-05 Bk吉乌里尼化学两合公司 陶瓷表面着色的方法
CN1237557A (zh) * 1998-03-05 1999-12-08 G·威格纳里 基于钛和铬的水溶性化合物的陶瓷着色组合物及着色工艺
US6635347B1 (en) * 1998-11-18 2003-10-21 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Blended dyed product of fiber dyeable with disperse dye and polyurethane fiber and dyeing method therefor
CN1420916A (zh) * 2000-01-07 2003-05-28 费罗公司 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
US20020146545A1 (en) * 2001-04-04 2002-10-10 International Paper Wear resistant laminates
US20030011648A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-16 Kabalnov Alexey S. Methods for digitally printing on ceramics
US20070263061A1 (en) * 2001-06-29 2007-11-15 Kabalnov Alexey S Methods for Digitally Printing on Ceramics
US20080174643A1 (en) * 2006-11-24 2008-07-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid composition, ink-jet recording process, ink-jet recording ink set, recording unit, ink cartridge, ink-jet recording apparatus, and ink-jet recording ink
CN101896563A (zh) * 2007-12-19 2010-11-24 美科有限责任公司 在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的油墨,使用所述油墨在陶瓷材料上进行数字印刷的方法,以及通过所述的印刷方法制备的陶瓷制品
US20180002556A1 (en) * 2015-01-23 2018-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method and ink set

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