CN112723916B - 一种氧化锆陶瓷表面批花方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及陶瓷批花工艺领域，具体公开了一种氧化锆陶瓷表面批花方法，该批花方法包括以下步骤：素胚烧制步骤，将陶瓷件烧结得到陶瓷素胚；转印并烧制步骤，将印刷有浆料的转印纸粘附在陶瓷素胚的表面，后进行烧结成瓷。得到批花图案较为完整，且鼓包情况较少的表面批花的氧化锆陶瓷。另外，批花所用的浆料由于先将色料粉体与防沉剂进行干混，所制得的浆料与陶瓷表面的结合力非常好，且防沉降性能较好，可以平衡浆料的粘度与印刷性能、流平性能，且在印刷时，黏网情况出现较少。

Description

一种氧化锆陶瓷表面批花方法

技术领域

本申请涉及陶瓷批花工艺领域，更具体地说，它涉及一种氧化锆陶瓷表面批花方法。

背景技术

氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性的特点，具有优异的隔热性能，且其热膨胀系数接近于钢铁，因此广泛应用于各领域，比如可以制作成表壳、表带、手链、吊坠、滚珠轴承、耐磨刀具、分散和研磨介质或工艺品领域中。

在氧化锆陶瓷生产过程中，为了使得其表面具有较为美观的图案，一般通过批花工艺，使得氧化锆陶瓷表面具有美观的图案。在批花工艺中，先将氧化锆陶瓷烧结成瓷，然后将表面具有图案的转印纸贴附在氧化锆陶瓷的表面，后将产品整体放置于烧结炉中，经过热处理后，转印纸上的图案固定于氧化锆陶瓷表面，形成表面批花。

但是在对氧化锆陶瓷进行表面批花工艺时，由于氧化锆陶瓷成瓷后表面致密且较为光滑，因此，转印纸与氧化锆陶瓷表面的附着力差，所以在热处理过程中，转移纸部分容易与氧化锆陶瓷表面脱离，导致在进行热处理过程后，最终氧化锆陶瓷表面出现鼓包的情况。

发明内容

为了获得批花图案表面无鼓包的氧化锆陶瓷，本申请提供一种氧化锆陶瓷表面批花方法。

本申请提供一种氧化锆陶瓷表面批花方法，采用如下的技术方案：

一种氧化锆陶瓷表面批花方法，包括以下步骤：

素胚烧制步骤，将陶瓷件烧结得到陶瓷素胚；

转印并烧制步骤，将转印纸印刷有浆料的一面粘附在陶瓷素胚的表面，后进行烧结成瓷。

在生产具有表面批花的氧化锆陶瓷时，现有技术中，是通过在成瓷的瓷器表面进行贴附转印纸后进行热加工，使得转印纸上的图案与瓷器结合。但是对于氧化锆陶瓷来说，成瓷后的氧化锆陶瓷件表面致密且较为光滑，当采用上述方法进行表面批花时，转印纸上的图案与陶瓷件的粘结效果不好，在烧制过程中或者使用过程中，图案易与陶瓷件部分脱落，而导致批花的陶瓷件的表面具有鼓包或者掉色等问题，导致陶瓷件报废。若将转印纸与生坯陶瓷粘附并一同烧结成瓷，由于转印纸上浆料的收缩率与陶瓷件的收缩率不同，所以在烧制过程中，二者易脱落，而且使得陶瓷表面批花图案产生裂纹。

通过采用上述技术方案，先将陶瓷件烧结形成陶瓷素胚，使其表面未完全致密、具有较多的孔洞，且陶瓷素胚已经基本成型，然后将转印纸粘附在陶瓷素胚的表面，并进行烧结，随着素胚陶瓷的成瓷，转印纸上的浆料会粘附在陶瓷表面，并且有部分的浆料从陶瓷素胚的孔洞中渗入陶瓷内部，使得陶瓷表面与转印图案的结合力较好，图案不易脱落，在烧制过程中，鼓包情况大大降低，所制得的陶瓷由于色料部分渗入表层，故其展现的色彩具有立体景深，可呈现出立体、深邃的视觉效果，同时由于转印图案与陶瓷表面的结合力强，在使用过程中耐摩擦能力高，不易脱落。

优选的，所述素胚烧制步骤中，将陶瓷件在低于成瓷温度50-150℃下烧结得到陶瓷素胚。

通过采用上述技术方案，在烧制陶瓷素胚的过程中，在低于成瓷温度50-150℃下烧结即可得到表面较为均匀的陶瓷素胚，若烧结温度较高，则陶瓷素胚内部孔洞关闭，不利于后续色料的渗入，若温度较低，则陶瓷素胚烧制效果不好，素胚强度差，不利于素胚的后续加工。

优选的，所述素胚烧制步骤中，将陶瓷件烧制1-3h，使得素胚具有600MPa以上的抗弯强度，且相对于陶瓷生坯来说，收缩率为10～15％。

优选的，所述素胚烧制步骤中，对得到的陶瓷素胚进行抛光处理，抛光后清洗并烘干，抛光后陶瓷表面粗糙度Ra＝0.4-1.6。

通过采用上述技术方案，在素胚烧制完成后，对陶瓷表面进行抛光，去除陶瓷表面的可视凹凸点、异色点、杂质等瑕疵，以便于后续素胚与转印纸粘附时，得到的批花表面较为平滑。

优选的，在对陶瓷素胚进行抛光处理时，采用滚抛工艺，滚抛工艺使用200～600目SiC和

锆球做为研磨介质，滚抛时间3～15H，滚抛转速100～360rpm；直至素胚表面出现光泽，粗糙度达到Ra＝0.4～1.6。

优选的，所述转印并烧制步骤中，转印纸通过沾水的方式湿润，并将印刷有色料层的一面粘附在陶瓷素胚的表面，且在素胚再烧结成瓷的过程中，烧结温度1400-1550℃，烧结时间1-4h。

通过采用上述技术方案，在转印并烧制步骤中，使用沾水的方式即可将转印纸粘附在陶瓷素胚的表面，在素胚再成瓷过程中，成瓷温度为1400-1550℃，烧结时间1-4h，即可使得转印纸上的色料图案，较好地与陶瓷的表面结合，且部分浆料可以通过素胚的孔洞渗入陶瓷中，使得批花得到的陶瓷的表面具有较好的视觉效果。

优选的，在转印纸通过沾水的方式粘附在陶瓷素胚表面时，将转印纸浸入水中润湿，再将转印纸置于吸水海绵的表面，使吸水海绵吸去转印纸上多余水分，转印纸吸水率为35～65％。以此方式将转印纸润湿，使得转印纸能平铺至素胚陶瓷表面，并且转印纸与素胚陶瓷表面之间在贴合时没有气泡和凸起。

通过采用上述技术方案，在转印纸的沾水过程中，可以使用将转印纸浸入水中润湿，再将转印纸置于吸水海绵表面，吸水海绵吸去转印纸上多余水分的方式，使其湿润，这样在湿润转印纸过程中，使得转印纸含水量较为均匀，且水分不会过多导致滴落。当转印纸的吸水率为35～65％时(即1g批花转印纸吸收的水分为0.35～0.65g)，转印纸可以较好地黏附在素胚表面。

优选的，所述转印并烧制步骤中，将转印纸粘附在陶瓷素胚的表面后，将其在85-105℃条件下烘干，然后再进行烧结成瓷。

通过采用上述技术方案，转印纸粘附在陶瓷素胚后，先将其进行烘干，以使得在后续烧结成瓷的过程中，转印纸的位置不会发生偏移。

优选的，还包括转印纸制备步骤，转印纸制备步骤包括设计网版步骤与转印纸印刷步骤；

设计网版步骤，制得与实际图案呈镜像的网版；

转印纸印刷步骤，将网版上的图案使用浆料印刷在同一张转印纸上，烘干。

通过采用上述技术方案，在转印纸制备过程中，可先根据最后所需的实际图案进行网板设计，得到与实际图案呈镜像的网版，后使用该网板进行印刷，使得各颜色的浆料均位于同一张转印纸上，得到可以进行批花的转印纸。

优选的，在设计网版步骤中，网板与实际陶瓷件上呈现的图案呈镜像，且网板的数量为多个，一个网板用于设置同一种颜色图案，网版上设置对位Mark图案。

通过采用上述技术方案，在进行设置网板的过程中，由于后续需要使用网板对转印纸进行印刷，并将转印纸粘贴至陶瓷素胚表面，所以网板上的图案与实际图案为镜像关系。在对转印纸进行印刷的过程中，一种网板印刷同一种颜色图案，这样防止同一张网板涂覆不同颜色的浆料导致颜色扩散混合，导致颜色有误。而对位Mark图案可使得在印刷过程中的对位精度更加精确。

优选的，在转印纸印刷步骤，使用涂覆有不同颜色浆料的对应网版，将图案印刷在同一张转印纸上，然后将其进行烘干，制得具有图案的转印纸。

通过采用上述技术方案，将不同颜色的浆料分别通过对应的网板印刷在同一张转印纸上，使得该转印纸上具有待批花的图案。将其烘干后即可使用。

优选的，在所述转印纸印刷步骤，烘干温度为85-105℃，烘干时间为1-4h。

在烘干过程中，烘干温度为85-105℃，即可使得浆料中的有机溶剂挥发，使得色料附着在转印纸表面。

优选的，在所述转印并烧制步骤后，还包括镀光学膜步骤；

镀光学膜步骤，将烧结成瓷的陶瓷件表面进行镀光学膜，得到批花陶瓷。

通过采用上述技术方案，在烧结成瓷的陶瓷件的表面可以进行镀光学膜，使得陶瓷具有较好的其他性质，比如可以镀AF膜等，以对陶瓷表面形成的图案进行保护，除此之外，还可以具有较好的防止指纹污染、油脂污染等效果。

优选的，所述转印纸的浆料由包含以下重量份的原料组成：

45-85份 前处理色料粉体；

10-50份 有机溶剂；

1-7份 有机载体；

0.8-3.1份 助剂；

所述前处理色料粉体由下述方法制得：将色料粉体与防沉剂干混，且二者的比例范围为(9-20)：1。

通过采用上述技术方案，在制备印刷浆料的过程中，对其中的色料粉体进行前处理，即将色料粉体与防沉剂混合，使得在后续制备印刷浆料时，色料粉体与防沉剂能均匀的混合，使得浆料的防沉剂性能有所提高，且制得的浆料的粘度适中，在印刷时，粘网问题产生的情况较少。除此之外，其与陶瓷表面的结合力也较好。

优选的，所述色料粉体的粉体中位粒径D50范围为0.3-0.5um。

通过采用上述技术方案，当色料粉体的D50范围为0.3-0.5um时，所制得的浆料的颜色较为细腻，且浆料印刷时，色泽清晰，除此之外，且防沉淀性较好。当粒径过大，会导致色料粉体烧结温度过高，色料粒子难于渗入至素胚表面孔洞中，导致批花时无法在1400-1550℃的烧结温度下显示出预计的色彩和图案效果，若粒径过小，会导致浆料团聚严重，后续印刷将会出现堵网、黏网的现象，同时浆料的固含量也很难提升。

优选的，所述色料粉体为红色色料、黑色色料或紫色色料中的一种。

通过采用上述技术方案，不同颜色的色料粉体，可以获得不同的颜色印刷浆料。

优选的，防沉剂为膨润土、钛酸脂偶联剂、气相二氧化硅中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，无机防沉剂采用膨润土、钛酸脂偶联剂、气相二氧化硅中的一种或多种，其可以有效地防止色料粉体沉降，且在干混过程中，可以与色料粉体较好地混合均匀。

优选的，所述有机溶剂为煤油、庚烷、己烷、环己烷、松油醇、异戊烷、正戊烷、石油醚、异辛烷、三甲基戊烷、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、异佛尔酮、环己酮中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，有机溶剂可以选取煤油、庚烷、己烷、环己烷、松油醇、异戊烷、正戊烷、石油醚、异辛烷、三甲基戊烷、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、异佛尔酮、环己酮中的一种或多种，其可以使得浆体中的各物质混合，且混合较为均匀。

优选的，所述有机载体为松香、松节油、乙基纤维素、聚氨酯类中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，有机载体选用松香、松节油、乙基纤维素、聚氨酯类中的一种或多种。其可以将色料粉体与其余固体粉末混合形成膏状浆料，便于后续印刷。

优选的，所述助剂包括消泡剂、分散剂与流平剂，其中，

消泡剂的重量份为0.3-1.1份；

分散剂的重量份为0.5-2.0份；

流平剂的重量份为0.1-1份。

通过采用上述技术方案，助剂可以为消泡剂、分散剂与流平剂等，其中，消泡剂可以减少浆料中气泡的产生,且可以使产生的气泡破裂，提高浆料的质量，分散剂可以使得各物质分散较为均匀，流平剂可以使得浆料在印刷至转印纸表面后具有较好的流平性，消除印刷层丝网网痕。

优选的，所述分散剂为聚丙烯酸氨类、聚乙二醇中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，分散剂选用聚丙烯酸氨类、聚乙二醇中的一种或多种，可以得到分散较为均匀的浆料，其在印刷时，印刷效果较好。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂、聚醚类含硅消泡剂中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，消泡剂可以选用聚硅氧烷消泡剂、聚醚类含硅消泡剂中的一种或多种，其具有较好的消泡效果，使得浆料中的气泡产生较少，可以减少浆料由于具有气泡导致印刷时印刷层出现孔洞。

优选的，所述流平剂为硅油、有机硅氧烷、丙烯酸酯类中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，流平剂可以采用硅油、有机硅氧烷、丙烯酸酯类中的一种或多种，可以使得浆料具有较好的流平性，使得其便于印刷。

优选的，一种印刷浆料，包含以下重量份的原料组成：

60份 色料粉体；

31份 有机溶剂；

3份 防沉剂；

0.8份 消泡剂；

1.2份 分散剂；

4.0份 有机载体；

1.0份 流平剂。

通过采用上述技术方案，当各原料采用上述比例制得，其印刷效果较好，且不易粘网，除此之外，其与氧化锆陶瓷的表面较易粘结。

优选的，所述浆料由包括以下步骤制得：

步骤一：前处理粉体制备：将色料粉体研磨，使其D50为0.3-0.5um，烘干后，加入防沉剂进行干混，制得前处理粉体；

步骤二：配置浆料；将有机溶剂、消泡剂、分散剂和前处理粉体混合，并进行研磨，然后加入有机载体和流平剂，继续研磨，混合均匀，得到浆料；

步骤三：静置，得到浆料。

通过采用上述技术方案，在制备浆料时，先对色料粉体进行前处理，在前处理的过程中，先将色料粉体进行研磨，使其D50在0.3-0.5um范围内，待其烘干后，添加防沉剂进行干混，使得色料粉体与防沉剂较好的混合，使得前处理粉体在加入浆料后，具有较好的防沉淀性。在配置浆料时，将有机溶剂、消泡剂、分散剂和前处理粉体先进行初步混合，使其混合较为均匀，然后加入有机载体和流平剂，使其形成浆状物，继续研磨，使得浆状物中各物质分散较为均匀，最后得到浆料。但是由于浆料在混合时，会产生部分的气泡，包括在使用前的运输过程中，由于浆料摇晃，与空气接触等因素，导致浆料中混有气泡。所以通过静置，使得浆料中的气泡在消泡剂的作用下逸出并破裂，减少浆料中的气泡，使得浆料在使用过程中，其印刷效果较好。

优选的，在步骤一中，采用砂磨机中磨制，使得色料粉体的D50范围在0.3-0.5um。

通过采用上述技术方案，在对色料粉体进行研磨的过程中，可以使用砂磨机，其可以使得色料粉体的粒径达到标准，且可以一次进行大量的色料粉体研磨。

优选的，在步骤一中，采用湿法研磨。

通过采用上述技术方案，湿法研磨可以获得粒径较小的粉体，除此之外，湿法研磨可以减少研磨时过热，或者避免由于粉末较细、表面电荷聚集产生团聚的现象。

优选的，所述步骤一中，烘干时间为150-250℃，烘干时间为2-10h。

通过采用上述技术方案，在研磨过程中，采用湿法研磨，所以研磨完成后，需要对其进行烘干，烘干时间为150-250℃，烘干时间为2-10h，其烘干效果较好，且能耗相对较低。

优选的，所述步骤一中，防沉剂与烘干后的色料粉体干混时间为30min-4h。

由于制备的印刷浆料粘度非常大，进行浆料制备时的球磨混合力度受到限制，多种色料粉体难于混合均匀，通过采用上述技术方案，二者干混，可以在粉体湿混前即将色料粉体与防沉剂混合均匀，针对色料粉体进行表面改性，可有利于印刷浆料制备过程中粉体与浆料中的溶剂和其他助剂混合均匀。

优选的，所述步骤二中，采用球磨的研磨方式，且在第二次球磨后，将浆料轧浆，以使浆料混合均匀。

通过采用上述技术方案，球磨可以使得大部分浆料混合较为均匀，但由于浆料粘度太大，球磨混合程度还是不够，所以后期将浆料通过轧浆进行混合，其混合更加均匀。

优选的，所述步骤二中，第一次球磨中，按照重量比为w粉体：w球＝1:(3-5)的比例加入

的锆球，球磨1-5h。

通过采用上述技术方案，在第一球磨时，采用

的锆球进行球磨，球磨过程中，可以使得各物质较好地进行初混，达到浆料的初步均匀。

优选的，第二次球磨过程中，球磨30min-4h后，将锆球过滤。

通过采用上述技术方案，在球磨完成后，将锆球过滤，便于后续将浆料通过轧膜机。

优选的，所述轧浆选用三辊轧膜机，轧浆5-15次，辊间间隙为5-50um。

通过采用上述技术方案，三辊轧膜机在将浆料混匀的过程中，将浆料中可能存在的团聚物碾碎，进一步提升浆料的均匀性。

优选的，所述轧浆过程中，将浆料用调墨刀提起，使得浆料高度为15～25cm，若浆料流下过程中未出现断点，则停止轧浆，浆料混合较为均匀，若浆料流下过程中出现断点，则继续进行轧浆，直至其混合均匀。

通过采用上述技术方案，在判断浆料是否混合均匀时，可以采用上述方法，若混合均匀，则不会出现断点，该浆料在印刷时，其印刷效果也较好，不会出现图形拖尾，印不清等缺陷。

优选的，所述步骤三中，静置时间为24h以上。

通过采用上述技术方案，将浆料进行静置24h以上，可以使得浆料中混在的小气泡全部逸出并破裂，减少浆料中的气泡。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用先制备陶瓷素胚，后在陶瓷素胚表面粘附转印纸，后进行整体成瓷，由于素胚表面暂未达到完全致密，具有较多的孔洞，所以其与转印纸上的色料结合效果较好，获得的表面批花的氧化锆陶瓷的批花图案较为完整，且鼓包情况较少的效果。

2、本申请中制备浆料时，优选采用将色料粉体与防沉剂混合，以制得前处理色料粉体，使得浆料的防沉降性能较好，且可以与氧化锆陶瓷具有较好的结合力。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

下列各制备例与实施例中，各原料均为市售可得。

部分原料的选择如表1所示。

表1：原料厂家型号

原料和/或中间体的制备例

制备例1

一种浆料，各原料重量如表2所示，由下述方法制得：

步骤一：前处理粉体制备：将色料粉体加入砂磨机中磨制D50＝0.3-0.5um，在烘干温度为200℃，烘干4h，将其加入至混料罐中与防沉剂干混2h，制得前处理粉体。

步骤二：配置浆料；在配料罐中加入有机溶剂、消泡剂、分散剂和步骤一得到的前处理粉体混合，按照重量比为w粉体：w球＝1:4的比例加入

的锆球，球磨3h后，加入有机载体和流平剂，继续球磨2h，过滤出锆球后，将三辊轧膜机的辊间间隙设置为50um，将浆料通过三辊轧膜机9遍后，得到使用调墨刀将浆料提起25cm后，浆料流下过程中未出现断点的浆料。

步骤三：静置，得到浆料，且在印刷浆料使用前将浆料静置24h以上，使浆料中的气泡排出。

表2：制备例1中各物质的选取及其重量

这里需要说明的是：本制备例中所采用的红色色料粉体，可以是市售获得，但是在本制备例中，红色色料粉体包括显色物质与包裹在其外部的高温相包覆层，其中，显色物质是按照以下配料分子式复配制得的粉体：

xABO₃+yR₂O₃+zC

其中，A代表：Ba、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Sr、Li、K中的一种或者多种；

B代表：Ti、Sn、Se、Co、Ta、Nb中的一种或者多种；

R代表稀土元素Y、Ho、Dy、Er、Nd、La、Sm中的一种或者多种；

C代表MnO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃、CaF₂中的一种或多种；

其中，x＝0.1-1mol；y＝0.01-0.2mol；z＝0.01-0.3mol；

当A为Ba、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Sr中的一种或多种组合时，B为Ti、Sn、Se、Co中的一种或者多种组合；

当A为Li或K的一种或两种组合时，B为Ta或Nb中的一种或两种组合。

在本制备例中，选用的红色色粉中，A代表Ba，B代表Ti，R代表稀土元素Sm和Y，Sm₂O₃和Y₂O₃的的质量比为1:1，C代表MnO₂；

其中，x＝0.5mol；y＝0.04mol；z＝0.2mol。

红色色粉的制备步骤如下：

步骤一：显色物质制备。

S11：预处理。将制作显色物质的氧化物煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为1h，煅烧完毕后用研钵研碎。

S12：配料、球磨混合、干燥。将经过预处理的氧化物原料按照配方分子式进行配料后，共制得10kg，后投入球磨机中进行球磨，球磨采用湿法球磨，且在球磨前添加质量为氧化物原料质量0.1％的聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵作为分散剂。球磨完成后进行烘干，得到干燥粉体。

S13：煅烧、粉碎、过筛。将干燥粉体置于烧结炉中进行煅烧，煅烧温度为1200℃，煅烧时间为3h。煅烧后进行粉碎，粉碎后过筛得到显色物质，具体的，过筛所用的筛子的目数为120目，小于120目的粉体为显色物质。

步骤二：包裹高温相包覆层。

S21：表面活性剂的添加。将步骤一制得的显色物质加入到含有双性表面活性剂的水溶液中，其中双性表面活性剂选取卵磷脂，且其添加量占加入显色物质质量的0.6％。搅拌2h，使得双性表面活性剂与显色物质结合。

S22：硝化物、氯化物或者有机硅的添加。将步骤S21获得的与双性表面活性剂结合后的显色物质中，继续添加硝化物、氯化物与有机硅，并继续搅拌至所添加的硝化物、氯化物或者有机硅包覆在双性表面活性剂外形成包覆层，进而形成具有包覆层的显色物质，并与水形成浑浊液。本制备例中的硝化物为Zr(NO₃)₄、氯化物为AlCl₃、有机硅为氨基硅烷，且Zr(NO₃)₄、AlCl₃与氨基硅烷的摩尔比为1:1:1，搅拌时间为2h。

S23：烘干、煅烧。将步骤S22得到的浑浊液过滤，得到粉体，后将粉体烘干后煅烧。

具体的，烘干温度为120℃，烘干时间为5H，煅烧温度为500℃，煅烧时间3h，得到具有高温相包覆层的显色物质，然后将其粉碎后过筛，取小于120目的粉体即为红色色料粉体。

制备例2

一种浆料，与制备例1的区别在于，各物质的选择如表3所示；

且在步骤一中，烘干温度为150℃，烘干10h，干混时间为30min。在步骤二中，w粉体：w球＝1:3，第一次球磨时间为5h，第二次球磨时间为30min，调节三辊轧膜机的辊间间隙为5um，通过三辊轧膜机15遍。

表3：制备例2中各物质的选取及其重量

这里需要说明的是：本制备例中所采用的黑色色料粉体，可以是市售获得，但是在本制备例中，黑色色料粉体由下述方法制得：

一种黑色色料粉体，包含化学通式为Ti_1-x-y(A_xB_y)O_z的复合掺杂型材料,其中，A为Bi，B为Sn、Fe，x＝0.001，y＝0.2(Sn、Fe分别为0.1、0.1),z＝1.9495，制备过程包括有以下步骤：

步骤一：原料干燥处理：将原料于120℃下烘干5h，使得各原料的含水率均＜0.1％；

步骤二：原料球磨及干燥：将经过步骤一干燥后的金红石型氧化钛63.8161kg、氧化铋0.2330kg、氧化锡15.071kg、氧化铁7.9844kg(共计87.1045kg)添加至球磨罐中，加入260kg纯水、0.87kg聚丙烯酸胺类分散剂，再加入175kg的

锆球，将球磨罐置于球磨机上，设定转速150rpm，球磨时间1h；球磨完成后出料于托盘内烘干，烘干温度100℃，时间15h，获得粒径为0.1～0.5μm、含水率＜0.2％的物料；

步骤三：烧结：将步骤二的产物置于烧结炉中，烧结温度为1200℃，烧结时间为6h，烧结气氛为空气；

步骤四：粉碎过筛：将步骤三的烧结产物置于粉碎机中粉碎，过200目筛后制得黑色色料粉体。

制备例3

一种浆料，与制备例1的区别在于，各物质的选择如表4所示；

且在步骤一中，烘干温度为250℃，烘干2h，干混时间为4h。在步骤二中，w粉体：w球＝1:5，第一次球磨时间为1h，第二次球磨时间为4h，调节三辊轧膜机的辊间间隙为5um，通过三辊轧膜机15遍。

表4：制备例3中各物质的选取及其重量

原料	选用具体物质	重量(kg)
			色料粉体	紫色色料粉体	60
防沉剂	气相二氧化硅	3.0
			有机溶剂	松油醇	30
消泡剂	聚硅氧烷消泡剂	0.8
			分散剂	聚乙二醇	1.2
有机载体	松香	4.0
			流平剂	硅油	1.0

这里需要说明的是：本制备例中所采用的紫色色料粉体，可以是市售获得，但是在本制备例中，紫色色料粉体包括SiO₂异相包覆层和显色芯层，显色芯层包括钇铝尖晶石和氧化硒，钇铝尖晶石的含量占紫色色料粉体重量的55％，氧化硒的含量占紫色色料粉体重量的40％，SiO₂异相包覆层的含量占紫色色料粉体重量的5％。

一种紫色色料粉体的制备方法，包括如下步骤：

A、球磨及干燥：按照重量百分比，将尖晶石材料、氧化物混合，得到混合粉体，并加入至研磨设备的料筒中，然后将混合粉体与水以重量比为1:1.0加入纯水，并加入聚丙烯酸铵分散剂5027，再加入

的锆球，球磨锆球添加体积占研磨料筒的研磨腔体积的40％，再将料筒置于砂磨机中，在转速为900rpm的条件下球磨6h，再在温度为100℃的条件下烘干15h，得到球磨料；其中，聚丙烯酸铵分散剂5027的添加量为混合粉体重量的0.1％；

B、第一次煅烧、粉碎和过筛：将步骤A的球磨料在温度为1000℃的条件下煅烧8h，再将煅烧后的粉体粉碎，过400目筛后得到显色芯层；

C、异相包裹和第二次煅烧：按照显色芯层与水的重量比为1:1加入纯水至研磨料筒中，然后加入卵磷脂，搅拌溶解，再加入显色芯层，在转速为600rpm的条件下球磨2h；再加入异相包裹材料，在转速为900rpm的条件下继续球磨5h，然后在温度为100℃添加下烘干12h，再在温度为500℃的条件下煅烧3h，过400目筛后制得紫色色料粉体；其中卵磷脂的添加量为显色芯层的0.1％。

制备例4

一种浆料，与制备例1的区别在于，各物质的选择如表5所示，且黑色色粉与制备例2中相同。

表5：制备例4中各物质的选取及其重量

制备例5

一种浆料，与制备例1的区别在于，各物质的选择如表6所示。

表6：制备例5中各物质的选取及其重量

对比制备例1

一种浆料，与制备例1的区别在于，由下述方法制得：

配置浆料，在配料罐中依次加入色料粉体(D50＝0.3-0.5um)、有机溶剂、消泡剂、分散剂和防沉剂混合，按照重量比为w粉体：w球＝1:4的比例，加入

的锆球，球磨3h后，加入有机载体和流平剂，继续球磨2h，过滤出锆球后，浆料通过三辊轧膜机9遍后，得到浆料，静置，得到浆料，且在印刷浆料使用前将浆料静置24h以上，使浆料中的气泡排出。

对比制备例2

一种浆料，与对比制备例1的区别在于，各物质的选择如表3所示，即与制备例2一致。

对比制备例3

一种浆料，与对比制备例1的区别在于，各物质的选择如表4所示，即与制备例3一致。

实施例

实施例1

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，由下述方法制得：

转印纸制备步骤，制备印刷有浆料的转印纸。

具体的，转印纸制备步骤包括设计网版步骤与转印纸印刷步骤。

设计网版步骤：制得与实际图案呈镜像的网版。

网板与实际陶瓷件上呈现的图案呈镜像，且网板的数量为多个，一个网板用于涂覆同一种颜色浆料的图案，网版上设置对位Mark图案。在本实施例中，网板的数量为3个，且分别涂覆有对比制备例1-3制得的浆料。

转印纸印刷步骤：将网版上的图案使用浆料印刷在同一张转印纸上，烘干。

使用涂覆有不同颜色浆料的对应网版，将图案通过印刷机印刷在同一张转印纸上，然后将其进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2.5h，使其烘干，制得具有浆料形成的图案的转印纸。

素胚烧制步骤：将陶瓷件烧结得到陶瓷素胚。

将氧化锆陶瓷原料进行烧结，在低于成瓷温度1300℃下，烧结得到陶瓷素胚，烧制时间为2h，以使陶瓷素胚具有600MPa以上的抗弯强度，且相对于陶瓷生坯，收缩率为11％。烧制完成后，使用滚抛工艺对陶瓷素胚表面进行抛光处理，抛光后清洗并烘干，抛光后陶瓷表面粗糙度Ra＝1.0。滚抛过程中，使用200～600目SiC和

锆球做为研磨介质，滚抛时间5h，滚抛转速200rpm，直至素胚表面出现光泽，粗糙度达到Ra＝1.0。

这里需要注意的是，在实际操作过程中，素胚烧制步骤与转印纸制备步骤二者的先后顺序可根据实际情况进行调整，步骤改变对后续成品的效果并无较大影响。

转印并烧制步骤：将印刷有浆料的转印纸粘附在陶瓷素胚的表面，后进行烧结成瓷。将转印纸制备步骤中制得的转印纸，将转印纸浸入水中润湿，再将转印纸置于吸水海绵表面，吸水海绵吸去转印纸上多余水分的方式，使其湿润，这样在湿润转印纸过程中，使得转印纸含水量较为均匀，且水分不会过多导致滴落。且润湿后的转印纸，其吸水率为55％，将润湿的转印纸粘附在陶瓷素胚的表面。贴附过程中，转印纸与陶瓷素胚之间无气泡或凸起。将粘附有转印纸的陶瓷素胚进行烘干，烘干温度为95℃，烘干时间为2h，使得转印纸与陶瓷素胚紧密结合，以避免在后续成瓷过程中，转印纸与陶瓷素胚发生相对移动。烘干后进行烧结成瓷。在烧结成瓷过程中，成瓷温度1470℃，烧结时间3h。以得到致密度6.0g/cm³以上的陶瓷坯。

在本实施例中，成瓷温度为1470℃，烧结时间为3h。

为了使得陶瓷件表面的图案不易脱离，在批花完成后，还可以包括镀光学膜步骤：

镀光学膜步骤：将烧结成瓷的陶瓷件表面进行镀光学膜，得到批花陶瓷。在本实施例中，通过镀膜机对陶瓷表面镀AF膜，以使陶瓷表面具有较好的防止指纹污染、油脂污染等效果。在本实施例中，AF膜的厚度为10nm。

实施例2

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，与实施例1的区别在于：

转印纸制备步骤中，网板的数量为3个，且分别涂覆有制备例1-3制得的浆料。

实施例3

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，与实施例1的区别在于：

转印纸制备步骤中，网板的数量为3个，且分别涂覆有制备例3-5制得的浆料。

对比例

对比例1

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，由下述方法制得：

与实施例1的区别在于：

在转印纸制备步骤后，分别为陶瓷件成瓷步骤、转印批花步骤与镀光学膜步骤；

陶瓷件成瓷步骤：将氧化锆陶瓷烧结成瓷，成瓷温度为成瓷温度1450℃，烧结时间为4h。

转印批花步骤：将成瓷后的氧化锆陶瓷的表面进行贴附转印纸，将转印纸沾水粘附于陶瓷表面后，对其进行烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为1h，然后进行热处理，即将贴附有转印纸的氧化锆陶瓷进行加热，加热温度为1450℃，加热时间为2h，得到表面具有批花的氧化锆陶瓷。

镀光学膜步骤：与实施例1中步骤相同。

对比例2

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，与对比例1的区别在于：转印纸制备步骤中，网板的数量为3个，且分别涂覆有制备例1-3制得的浆料。

对比例3

一种具有表面批花的氧化锆陶瓷，与实施例1的区别在于：

在转印纸制备步骤后，分别为转印步骤、烧结成瓷步骤与镀光学膜步骤。

转印步骤：将氧化锆陶瓷土成型，将转印纸与陶瓷生坯在等静压工艺下，将转印纸压合在陶瓷生坯表面。其中，等静压压力为100MPa，等静压温度为75℃，等静压保压时间为15min。

烧结成瓷步骤：将贴附有转移纸的氧化锆陶瓷土进行烧制，烧制温度为1450℃，烧结时间4h。

镀光学膜步骤：与实施例1中步骤相同。

性能检测试验

检测方法/试验方法

1.转印纸图案与氧化锆陶瓷表面的结合力测试

观察实施例1-3与对比例1-3中制得的氧化锆批花陶瓷，在批花处是否有鼓包发生。

若无鼓包情况发生，则记为0；

若有轻微鼓包情况发生，且鼓包面积低于总图案面积的5％，则记为1；

若有鼓包情况发生，且鼓包面积占总图案面积的5-15％(不包含15％)，则记为2；

若有鼓包情况发生，且鼓包面积占总图案面积的15-30％(不包含30％)，则记为3；

若有鼓包情况发生，且鼓包面积占总图案面积的30-45％(不包含45％)，则记为3；

若有鼓包情况发生，且鼓包面积占总图案面积的45-60％(不包含60％)，则记为4；

若有鼓包情况发生，且鼓包面积大于等于总图案面积的60％，则记为5；

测试结果如表7所示。

表7：转印纸与氧化锆陶瓷表面结合力测试数据

结合实施例1-2和对比例1-2并结合表7可以看出，在对氧化锆陶瓷进行批花工艺时，先将氧化锆陶瓷烧制成素胚后，再进行贴附转印纸，然后进行整体烧制成瓷，得到的具有批花表面的氧化锆陶瓷，相比于烧制成瓷后，进行贴附转印纸并热处理的工艺来说，前者的方式中，产生鼓包情况大大的减少，且批花效果较好。说明采用上述方法，可以使得氧化锆陶瓷在批花过程中，具有较好的批花效果。

除此之外，从表7可以得知，采用制备例1-3的浆料，相比于采用对比制备例1-3的浆料来说，在相同的工艺下，制备例1-3的浆料与氧化锆陶瓷表面具有更好的结合力。其原因可以是因为浆料的粘度较大，可以较好地与氧化锆表面结合。

结合实施例1和对比例3并结合表7可以看出，在对氧化锆陶瓷进行批花工艺时，在烧制前，将转印纸粘附于氧化锆原土的表面，后进行一同烧制时，由于转印纸上的浆料与氧化锆原土的收缩率不同，所以在热处理下，二者分离，导致脱落，无法获得表面具有批花的氧化锆陶瓷。

结合实施例1-3并结合表7可以看出，在对氧化锆陶瓷进行批花工艺时，先将氧化锆陶瓷烧制成素胚后，再进行贴附转印纸，然后进行整体烧制成瓷，得到的具有批花表面的氧化锆陶瓷这一系列过程中，对于浆料的选择性较低，采用该方式获得的氧化锆陶瓷，其表面均可有较好的批花图案。

2.浆料测试。

2.1浆料黏度测试，使用布式粘度计对制备例1-5与对比制备例1-3进行黏度测试，测试条件为25±0.5℃，湿度为60±10％，测试转速取0.5rpm。测试浆料黏度。

测试结果如表8所示。

表8：各制备例与对比制备例的浆料黏度测试数据

2.2浆料防沉降性测试，分别使用不同试管装有20ml的制备例1-5与对比制备例1-3制得的浆料，静置24h后，测定试管中上清液占比，计算沉降率X。X值越小，说明浆料沉降性越好。其中，总浆料为a毫升，放置24小时后，上清液有b毫升，则沉降率X计算式为：

测试结果如表9所示。

2.3浆料的印刷性能与流平性。将制备例1-5与对比制备例1-3制得的浆料，涂覆在不同印刷网板上进行印刷，其中，印刷网版目数为325目，乳胶厚度为50um，线径为18um。

2.3.1若浆料会在网版的网孔进行残留，即发生堵网，说明印刷性能与流平性能不佳，记为B1。若浆料未在网版的网孔进行残留，说明印刷性能与流平性能较好，记为A1。

2.3.2若印刷图形出现有网痕、锯齿、渗边、拖尾或图形不饱满等现象，说明印刷性能与流平性能不佳，记为B2。若印刷图形未出现有网痕、锯齿、渗边、拖尾或图形不饱满等现象，说明印刷性能与流平性能较好，记为A2。

测试结果如表9所示。

表9：各制备例与对比制备例的浆料测试数据

结合制备例1-3和对比制备例1-3并结合表8-9可以看出，

在制备红色、黑色与紫色浆料的过程中，色料粉体先与防沉剂进行干混后，所制得的浆料的防沉降性能较好，且可以较好的平衡浆料的粘度与印刷性能、流平性能，获得粘度较好，且同时具备较好的印刷性能、流平性能的浆料。虽然不同颜色的色料粉体的成分不同，但是先与防沉剂干混后，均具有较好的上述特性，具有较好的通用性。使用该浆料制备的转印纸，其表面较为光滑，所制得的批花氧化锆陶瓷，其形成的图案表面较为光滑，且完整性较好，除此之外，在陶瓷与转移纸一同成瓷的过程中，由于其粘度较好，所以其渗透入陶瓷素胚表面的孔洞后，减少二者相对移动，使得氧化锆陶瓷表面批花后，图案较为完整，且与陶瓷表面连接较为紧密。

结合制备例1-5并结合表8-9可以看出，采用本方案的方法，在制备印刷浆料的过程中，由于先将防沉降剂与色料粉体进行干混，所以最终制得的浆料的沉降率为0.5-2.5％之间，其防沉降性能较好。除此之外，采用本方案中的方法，制得的浆料的粘度较大，但是其粘网出现较少，使得浆料的粘度与印刷性能、流平性能可以调和，即获得的浆料粘度较大，其色泽较为充实，且其易印刷，在印刷过程中，出现网痕、锯齿、渗边、拖尾或图形不饱满等现象较少。所制得的转移纸图案清晰，在与陶瓷素胚烧结成瓷的过程中，浆料不易沉降，使得批花图案色泽均匀，且显色度较好。

除此之外，在制备不同的浆料过程中，添加剂使用的不同，可能会影响浆料的部分参数，但是整体来看，采用上述方法制得的浆料，具有较好的粘性与印刷性能，在实际对氧化锆陶瓷进行批花工艺时，其可以与氧化锆陶瓷具有较好的粘结性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：包括以下步骤：

素胚烧制步骤，将陶瓷件烧结得到陶瓷素胚，所述素胚烧制步骤中，将陶瓷件在1300℃下烧结1-3h得到陶瓷素胚，然后对得到的陶瓷素胚进行抛光处理，抛光后清洗并烘干，抛光后陶瓷表面粗糙度Ra=0.4-1.6；

转印并烧制步骤，将印刷有浆料的转印纸粘附在陶瓷素胚的表面，后进行烧结成瓷，所述转印并烧制步骤中，转印纸通过沾水的方式湿润，将印刷有色料层的一面粘附在陶瓷素胚的表面，且在烧结成瓷过程中，成瓷温度1470℃，烧结时间1-4 h；

其中，所述转印纸的浆料由包含以下重量份的原料组成：

45-85份 前处理色料粉体；

10-50份 有机溶剂；

1-7份 有机载体；

0.8-3.1份 助剂；

所述前处理色料粉体由下述方法制得：将色料粉体与防沉剂干混，且二者的比例范围为（9-20）：1，

所述色料粉体为红色色料、黑色色料或紫色色料中的一种，其中红色色料粉体包括显色物质与包裹在其外部的高温相包覆层，显色物质是按照以下配料分子式复配制得的粉体：xABO₃+yR₂O₃+zC，其中，A代表：Ba、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Sr、Li、K中的一种或者多种；B代表：Ti、Sn、Se、Co、Ta、Nb中的一种或者多种；R代表稀土元素Y、Ho、Dy、Er、Nd、La、Sm中的一种或者多种；C代表MnO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃、CaF₂中的一种或多种；

其中，x＝0.1-1mol；y＝0.01-0.2mol；z＝0.01-0.3mol；当A为Ba、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Sr中的一种或多种组合时，B为Ti、Sn、Se、Co中的一种或者多种组合；当A为Li或K的一种或两种组合时，B为Ta或Nb中的一种或两种组合；

所述黑色色料粉体，包含化学通式为Ti_1-x-y(A_xB_y)O_z的复合掺杂型材料，其中，A为Bi，B为Sn、Fe，x＝0.001，y＝0.1，z＝1.9495；

所述紫色色料粉体包括SiO₂异相包覆层和显色芯层，显色芯层包括钇铝尖晶石和氧化硒，钇铝尖晶石的含量占紫色色料粉体重量的55％，氧化硒的含量占紫色色料粉体重量的40％，SiO₂异相包覆层的含量占紫色色料粉体重量的5％。

2.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：还包括转印纸制备步骤，转印纸制备步骤包括设计网版步骤与转印纸印刷步骤；设计网版步骤，制得与实际图案呈镜像关系的网版；转印纸印刷步骤，将网版上的图案使用浆料印刷在同一张转印纸上，烘干。

3.根据权利要求2所述的一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：所述转印纸印刷步骤中，烘干温度为85-105℃。

4.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：在所述转印并烧制步骤后，还包括镀光学膜步骤；镀光学膜步骤，将烧结成瓷的陶瓷件表面进行镀光学膜，得到批花陶瓷。

5.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：所述助剂包括消泡剂、分散剂与流平剂，其中，

消泡剂的重量份为0.3-1.1份；

分散剂的重量份为0.5-2.0份；

流平剂的重量份为0.1-1份。

6.根据权利要求5所述的一种氧化锆陶瓷表面批花方法，其特征在于：所述浆料由包括以下步骤制得：

步骤一：前处理粉体制备：将色料粉体研磨，使其D50为0.3-0.5μm，烘干后，加入防沉剂进行干混，制得前处理粉体；

步骤二：配置浆料；将有机溶剂、消泡剂、分散剂和前处理粉体混合，并进行研磨，然后加入有机载体和流平剂，继续研磨，混合均匀，得到浆料；

步骤三：静置，得到浆料。