CN114621032B - 一种薄型化全抛釉陶瓷板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄型化全抛釉陶瓷板及其制备方法,属于陶瓷岩板生产制造领域。所述制备方法包括以下步骤:在砖坯表面喷墨打印白色墨水形成油膜以防止水分渗入砖坯;在喷墨打印白色墨水后的砖坯表面喷墨打印图案;在喷墨打印图案后的砖坯表面进行砖面喷火燃烧处理;在喷火燃烧处理后的砖坯表面喷施全抛釉;以及,将喷施全抛釉后的砖坯烧成,得到薄型化全抛釉陶瓷板。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄型化全抛釉陶瓷板及其制备方法,属于陶瓷岩板生产制造领域。
背景技术
近年来,全抛釉系列陶瓷产品由于制备工艺操作简单、图案设计种类丰富等诸多优势,正逐渐取代大部分的抛光砖市场。随着全屋定制时代的到来以及陶瓷生产装置的升级,大规格陶瓷板和薄型化陶瓷板以其优异的性能受到极大追捧。在绿色家居概念的指引下,陶瓷板的轻质化、薄型化已经迫在眉睫。
在薄型陶瓷板生产过程中,由于薄型陶瓷板的坯体较薄(通常平均厚度在4mm以下),因此坯体吸收釉料中的水分后强度会迅速下降。然而,全抛釉陶瓷板要求全抛釉层具有一定厚度,否则施釉量较少的全抛釉陶瓷板采用正常抛光工序会出现全抛釉层抛穿的现象,如抛光深度较浅则会出现局部抛漏。这些都会影响全抛釉陶瓷板的表面质量。然而,施釉量较多的全抛釉陶瓷板中全抛釉釉料的大量堆积使得全抛釉层厚度占据砖坯厚度的比例相较于常规陶瓷产品高出很多,这也给薄型化全抛釉陶瓷板的生产带来了较大的难度。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种薄型化全抛釉陶瓷板及其制备方法,通过改善全抛釉的配方和调整薄型化陶瓷板的生产工艺,解决了薄型化全抛釉陶瓷板生产过程中破损率高的问题,极大提升了薄型化陶瓷板的装饰效果,拓宽了产品应用范围。
具体来说,第一方面,本发明提供了一种薄型化全抛釉陶瓷板的制备方法,包括以下步骤:
在砖坯表面喷墨打印白色墨水形成油膜以防止水分渗入砖坯;
在喷墨打印白色墨水后的砖坯表面喷墨打印图案;
在喷墨打印图案后的砖坯表面进行砖面喷火燃烧处理;
在喷火燃烧处理后的砖坯表面喷施全抛釉;以及,
将喷施全抛釉后的砖坯烧成,得到薄型化全抛釉陶瓷板。
较佳地,所述白色墨水的有效固体成分的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:55~60%、Al2O3:8.0~12%、CaO:0.1~0.3%、Na2O:2.5~3.5%、ZrO2:25~30%。
较佳地,通过控制喷墨打印对应位置的图案灰度来调控白色墨水的使用量;采用多通道打印的方式喷墨打印白色墨水,喷墨打印白色墨水对应位置的各通道预先设置的图案灰度之和在20%~100%之间。
较佳地,所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:48~52%、Al2O3:19~21%、CaO:9.0~11%、MgO:5.0~6.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%、ZnO:4.0~6.0%、BaO:2.0~3.0%。
较佳地,所述全抛釉的矿物组成包括:以质量百分比计,刚玉:10~20%、拉长石:15~25%、钡冰长石:5~10%、玻璃相:50~70%。
较佳地,所述全抛釉的比重为1.60~1.70g/cm3,施釉量为400~550g/m2。
较佳地,最高烧成温度为1180~1220℃,烧成周期为60~90分钟。
较佳地,所述白色墨水的始融温度为1100~1150℃;所述全抛釉的始融温度为1050~1100℃。
较佳地,所述全抛釉的膨胀系数为6.5~7.0×10-6/K;所述砖坯的膨胀系数为7.3~7.8×10-6/K。
第二方面,本发明提供了一种根据上述制备方法得到的薄型化全抛釉陶瓷板。
有益效果
本发明通过先行喷墨打印白色墨水而后喷施全抛釉的方式所制得的薄型化全抛釉陶瓷板,规格可以做到长1600~3200×宽800~1600×厚2.7~6.0mm,有效减少了产品的破损情况。经过烧成,砖面平整度高,抛光后产品综合优等率>90%,优等率较常规工艺提升20~60%,极大改善了超薄陶瓷板的装饰效果,拓宽了产品应用范围。
附图说明
图1为本发明所述薄型化全抛釉陶瓷板的制备流程图;
图2为实施例1制备的薄型化全抛釉陶瓷板的搬抬状态示意图;
图3为实施例1制备的薄型化全抛釉陶瓷板的砖面效果图;
图4为对比例2制备的薄型化全抛釉陶瓷板的砖面效果图;
图5为对比例3制备的薄型化全抛釉陶瓷板的砖面效果图;
图6为对比例4制备的薄型化全抛釉陶瓷板的砖面效果图。
具体实施方式
通过下述实施方式进一步说明本发明,应理解,下述实施方式仅用于说明本发明,而非限制本发明。在没有特殊说明的情况下,含量指的是质量百分含量。
以下结合图1示例性说明本发明所述薄型化全抛釉陶瓷板的制备方法。
利用坯体粉料成型获得砖坯。可利用压机干压成型以形成砖坯。所述坯体粉料的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:60~65%、Al2O3:21~25%、CaO:5.0~6.5%、MgO:4.0~5.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%。在一些实施方式中,所述坯体粉料的化学组成可包括:以质量百分比计,SiO2:60~65%、Al2O3:21~25%、Fe2O3:0.20~0.80%、TiO2:0.10~0.60%、CaO:5.0~6.5%、MgO:4.0~5.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%、烧失:4.0~6.0%。
将砖坯干燥。干燥后的砖坯水分控制在0.3~0.5 wt%。干燥时间可为40~60min。
在干燥后的砖坯表面喷墨打印白色墨水。区别于在砖坯表面施加具有遮盖作用的底釉来遮盖砖坯颜色和促进喷墨图案发色,本发明采用喷墨打印白色墨水的工序,此种方式除了遮盖砖坯颜色和促进喷墨图案发色以外,还能够在砖坯表面形成油膜以防止水分快速渗透到砖坯当中,从而有效防止砖坯强度的衰减而导致烂砖。
上述白色墨水除了有效固体成分以外,还具有有机溶剂。有机溶剂采用墨水常用的有机溶剂即可。有机溶剂的选择对白色墨水的功能无特殊影响。有效固体成分占白色墨水的质量百分比优选为25~40%。所述白色墨水的有效固体成分的化学组成可包括:以质量百分比计,SiO2:55~60%、Al2O3:8.0~12%、CaO:0.1~0.3%、Na2O:2.5~3.5%、ZrO2:25~30%。本发明采用的白色墨水具有高含量的氧化锆,这样可以在较低的白色墨水使用量的前提下,也可以具有优异的遮盖效果。所述白色墨水的有效固体成分的上述组成可以使白色墨水的烧成温度与全抛釉的烧成温度相匹配,其中,白色墨水的始融温度可以为1100~1150℃,全抛釉的始融温度可以为1050~1100℃。否则,在烧成过程中,白色墨水过于高温,釉面会出现类似“火山口”的大孔;而白色墨水过于低温,釉面容易出现“痱子”。
在一些实施方式中,所述白色墨水的有效固体成分的化学组成可包括:以质量百分比计,SiO2:55~60%、Al2O3:8.0~12%、Fe2O3:0.01~0.10%、TiO2:0.01~0.10%、CaO:0.1~0.3%、MgO:0.01~0.15%、K2O:0.01~0.10%、Na2O:2.5~3.5%、ZrO2:25~30%、烧失:0.10~0.50%。
可以通过控制喷墨打印对应位置的图案灰度来调控白色墨水的使用量。作为优选,可以采用多通道打印的方式喷墨打印白色墨水。其中,单个通道喷墨打印墨水的灰度均可在0%~100%之间预先设置。喷墨打印白色墨水对应位置的各通道预先设置的图案灰度之和在20%~100%之间为宜。如果喷墨打印白色墨水对应位置的各通道预先设置的图案灰度之和低于20%,则喷全抛釉前砖面形成的油膜过薄,烂砖概率偏高;如果喷墨打印白色墨水对应位置的各通道预先设置的图案灰度之和高于100%,则砖面形成的油膜过厚,喷完全抛釉的砖面干得过慢,容易出现落脏等其他缺陷。具体实施方式中喷墨打印白色墨水的喷头型号包括但不限于SG1024HF、GS40等。
在喷墨打印白色墨水后的砖坯表面喷墨打印图案。喷墨打印的颜色和图案依照版面设计效果而变化。
对喷墨打印图案后的砖坯进行砖面喷火燃烧处理。可采用喷火燃烧机进行砖面喷火燃烧处理。以砖面喷火燃烧的火焰刚好燃烧到砖面为宜,作为优选,火焰的顶点与砖面之间的距离为0~1cm。砖面喷火燃烧处理不当,会导致喷墨图案因收缩出现开裂甚至脱落或者难以减少砖面油性而无法达到预期的燃烧效果。喷火燃烧的时间可以结合釉线正常速度根据火焰高度进行调整,以使得火焰处理涉及整个砖面即可。对喷墨打印图案后的砖面进行喷火燃烧可以有效减少砖面的油性以及墨水油性带来的后续喷釉排墨的现象。生产过程中,喷火燃烧装置通过控制燃气阀门的开度来控制火焰的高度,通过控制喷火孔的闸门来控制火焰的宽度。
本发明施全抛釉前,采用喷墨打印白色墨水的方式来减少水分渗透,但是却也导致砖面的油性相对较重,所以采用燃烧机喷火燃烧的方式减少砖面油性,从而利于后续喷施全抛釉工艺的进行。
将砖面喷火燃烧处理后的砖坯进行干燥。将砖坯进行电干燥或者热风干燥箱干燥。干燥温度可以设置为120~180℃,干燥时间可以为50~90秒。干燥后的砖坯温度可以控制在75±5℃。目的在于提升喷全抛釉前的砖面温度,从而起到减少釉面排墨和增加水分蒸发量的作用。
在干燥后的砖坯表面施全抛釉。所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:48~52%、Al2O3:19~21%、CaO:9.0~11%、MgO:5.0~6.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%、ZnO:4.0~6.0%、BaO:2.0~3.0%。
采用上述组成的全抛釉的目的在于匹配坯体的膨胀系数。由于薄型陶瓷板搬抬过程中的弹性形变相对其他厚砖(板)会大很多,这种较大的弹性形变会使得釉面受到压应力的作用,上述化学组成的釉料能够保证釉面不被拉裂,同时具有较好的耐热稳定性。另外,较普通抛釉而言,该釉料还能有效提升釉面的硬度和耐磨度。所述全抛釉的膨胀系数为6.5~7.0×10-6/K。所述砖坯的膨胀系数为7.3~7.8×10-6/K。作为优选,所述全抛釉的膨胀系数小于坯体0.5~0.8×10-6/K。
在一些实施方式中,所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:48~52%、Al2O3:19~21%、Fe2O3:0.16~0.46%、TiO2:0.10~0.20%、CaO:9.0~11%、MgO:5.0~6.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%、ZnO:4.0~6.0%、BaO:2.0~3.0%、烧失:2.0~3.0%。
所述全抛釉的矿物组成包括:以质量百分比计,刚玉:10~20%、拉长石:15~25%、钡冰长石:5~10%、玻璃相:50~70%。
所述全抛釉的施加方式为喷釉。由于薄型化全抛釉陶瓷板的砖坯厚度较薄,因此,如果在喷墨打印白色墨水的砖坯表面施加隔离釉后再淋全抛釉,固然可以减少釉面排墨,但同时也会大大增加釉料水分进入砖坯的几率,进而增加砖坯的破损率。其中,所述全抛釉的比重为1.60~1.70g/cm3,施釉量为400~550g/m2。将施釉量控制在此范围的目的在于控制产品的优等率:全抛釉施釉量过高,砖面会干得过慢,容易出现落脏等缺陷;而全抛釉施釉量过低,会导致釉层太薄,抛光时很容易出现局部抛穿或者漏抛的情况。
将施加全抛釉后的砖坯干燥。可以将砖坯进行电干燥或者热风干燥箱干燥。干燥温度可以设置为120~180℃,干燥时间可以为60~120秒。干燥后的砖坯水分可以控制在2.7wt%以内。
烧成得到薄型化全抛釉陶瓷板。最高烧成温度可以为1180~1220℃,烧成周期可以为60~90分钟。作为示例,最高烧成温度为1220℃,烧成周期为72分钟。
抛光,磨边分级。
本发明通过先行喷墨打印白色墨水而后喷涂全抛釉的方式,成功解决了水分快速渗透到砖坯而引起砖坯强度下降带来的破损率高的问题,有效减少了产品的破损情况。经过烧成,砖面平整度高,抛光后产品综合优等率>90%,优等率较常规工艺提升20~60%,极大改善了薄型化陶瓷板的装饰效果,拓宽了产品应用范围。一些技术方案中,薄型化陶瓷板的规格达到长1600~3200×宽800~1600×厚2.7~6.0mm,例如长3200×宽1600×厚3.0mm。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解,以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择,而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
薄型化全抛釉陶瓷板的制备方法包括以下步骤:
(1)将坯体粉料使用压机干压成型制成砖坯。
(2)对砖坯干燥。
(3)在干燥后的砖坯表面喷墨打印白色墨水。所述白色墨水的有效固体成分的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:57.34%、Al2O3:9.97%、Fe2O3:0.03%、TiO2:0.08%、CaO:0.18%、MgO:0.05%、K2O:0.02%、Na2O:2.86%、ZrO2:28.83%、烧失:0.31%。通过双通道打印白色墨水,双通道的预先设置的图案灰度之和为40%。
(4)在喷墨打印白色墨水后的砖坯表面喷墨打印图案。
(5)对喷墨打印图案后的砖坯进行砖面喷火燃烧处理。
(6)将砖面喷火燃烧处理后的砖坯干燥处理。干燥温度设置为170℃,干燥时间为53秒,干燥后的砖坯温度控制在75±5℃。
(7)在干燥处理后的砖坯表面喷施全抛釉。所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:50.00%、Al2O3:19.60%、Fe2O3:0.27%、TiO2:0.12%、CaO:10.30%、MgO:6.00%、K2O:1.69%、Na2O:1.78%、ZnO:4.78%、BaO:2.71%、烧失:2.29%。全抛釉的膨胀系数为6.6785×10-6/K。全抛釉的比重为1.65g/cm3,施釉量为458g/m2。
(8)将施加全抛釉后的砖坯干燥。干燥温度为140℃,干燥时间为60秒,干燥后的砖坯水分控制在2.3wt%。
(9)烧成,抛光,磨边分级。最高烧成温度为1220℃,烧成周期为72分钟。
图2为实施例1制备的薄型化全抛釉陶瓷板的搬抬状态示意图;图3为实施例1制备的薄型化全抛釉陶瓷板的砖面效果图。从图中可以看出,所制得的薄型化全抛釉陶瓷板无烂砖、边裂等情况,韧性优异,抛光后的砖面平整度较好。
根据国家标准GB/T 3810.9-2016测试釉面热稳定性。通过试样在15℃和145℃之间的10次循环来测定整砖的抗热震性。所制得的薄型化全抛釉陶瓷板在测试釉面热稳定性能的过程中无釉裂发生。
对比例1
与实施例1基本相同,区别在于所使用的全抛釉的化学组成不同。所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:52.30%、Al2O3:13.30%、Fe2O3:0.21%、TiO2:0.10%、CaO:10.10%、MgO:3.51%、K2O:2.61%、Na2O:2.31%、ZnO:2.31%、BaO:4.07%、烧失:8.83%。全抛釉的膨胀系数为8.1263×10-6/K。全抛釉的比重为1.65g/cm3,施釉量为458g/ m2。
由于该全抛釉的膨胀系数较坯体大,所制得的薄型化全抛釉陶瓷板砖型上翘严重,在测试釉面热稳定性能过程中出现釉裂。
对比例2
与实施例1基本相同,区别在于所使用的白色墨水的有效固体成分的化学组成不同。所述白色墨水的有效固体成分的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:65.37%、Al2O3:9.17%、Fe2O3:0.03%、TiO2:0.07%、CaO:0.16%、MgO:0.04%、K2O:0.52%、Na2O:4.36%、ZrO2:19.65%、烧失:0.30%。所述白色墨水的始融温度为1080℃。
如图4所示,所制得的薄型化全抛釉陶瓷板釉面出现较多的“痱子”,抛光后形成了釉面的白点。
对比例3
与实施例1基本相同,区别在于没有对喷墨打印白色墨水与图案后的砖坯进行砖面喷火燃烧处理。
如图5所示,由于砖面油性较强,施釉后砖面干燥的速度明显减慢,同时需要增加喷墨助平剂来防止釉面出现排墨的问题。
对比例4
与实施例1基本相同,区别主要在于采用钟罩淋全抛釉。
如图6所示,陶瓷板的釉线破损明显增加。主要原因在于淋大规格陶瓷薄板所用的钟罩釉幕较宽,容易造成左中右施釉量偏差大,加之此类薄型陶瓷板所需釉量相对普通砖较少,淋釉皮带速度会较快,皮带的震动、拉扯力和淋釉的釉幕均会对砖坯造成一定的冲击力,因此容易造成砖坯的破损。另外,由于淋釉的釉料比重高、水分少,釉面干燥速度较快,也容易造成淋釉后的砖面产生针孔。
Claims (4)
1.一种薄型化全抛釉陶瓷板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在砖坯表面喷墨打印始融温度为1100~1150℃的白色墨水,在砖坯表面形成油膜以防止水分渗入砖坯;所述白色墨水的有效固体成分的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:55~60%、Al2O3:8.0~12%、CaO:0.1~0.3%、Na2O:2.5~3.5%、ZrO2:25~30%;
在喷墨打印白色墨水后的砖坯表面喷墨打印图案;
通过控制喷墨打印对应位置的图案灰度来调控白色墨水的使用量;采用多通道打印的方式喷墨打印白色墨水,喷墨打印白色墨水对应位置的各通道预先设置的图案灰度之和在20%~100%之间;
在喷墨打印图案后的砖坯表面进行砖面喷火燃烧处理;
在喷火燃烧处理后的砖坯表面喷施始融温度为1050~1100℃的全抛釉;所述全抛釉的化学组成包括:以质量百分比计,SiO2:48~52%、Al2O3:19~21%、CaO:9.0~11%、MgO:5.0~6.0%、K2O:1.0~2.0%、Na2O:1.0~2.0%、ZnO:4.0~6.0%、BaO:2.0~3.0%;所述全抛釉的比重为1.60~1.70g/cm3,施釉量为400~550g/m2;所述全抛釉的膨胀系数为6.5×10-6/K~7.0×10-6/K;所述全抛釉的矿物组成包括:以质量百分比计,刚玉:10~20%、拉长石:15~25%、钡冰长石:5~10%、玻璃相:50~70%;以及,
将喷施全抛釉后的砖坯烧成,得到薄型化全抛釉陶瓷板。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,最高烧成温度为1180~1220℃,烧成周期为60~90分钟。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述砖坯的膨胀系数为7.3×10-6/K~7.8×10-6/K。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法得到的薄型化全抛釉陶瓷板。
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