陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水及其制備方法，屬于陶瓷磚裝飾技術(shù)。本發(fā)明提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為：色料：28%～35%；鈣基釉粉：11.5%～17%；含有銀離子的抗菌劑：0.5%～3%；碳酸鎂：1%～5%；二甘醇：45%～55%；分散劑：1～3%；結(jié)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打印后形成的噴墨印花層在燒結(jié)后具有良好的抗菌效果，而且印花層耐磨，抗菌效果持久，特別適用于對抗菌要求迫切的公共空間底面裝飾。
【專利說明】陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷磚裝飾技術(shù)，具體為一種陶瓷噴墨打印用墨水，更具體地，涉及一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]細菌，霉菌作為病原菌對人類和動植物有很大危害，影響人們的健康甚至危及生命，帶來了重大的經(jīng)濟損失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人們的關(guān)注，抗菌制品的需求將構(gòu)成巨大的市場。陶瓷磚具有強度高，使用壽命長，裝飾效果豐富等特點，一直是人們最為常用的建筑材料，也是人們?nèi)粘＝佑|最多的材料之一。因此，若能使陶瓷磚產(chǎn)品具有抗菌功能，無疑是為人體健康增添一份保障。
[0003]噴墨打印技術(shù)是20世紀(jì)70年代末開發(fā)成功的一種非接觸式的數(shù)字印刷技術(shù)。它將墨水通過打印頭上的噴嘴噴射到各種介質(zhì)表面上，實現(xiàn)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(jì)初，美國費羅公司開發(fā)出適合在陶瓷上進行噴墨打印的油性油墨，在我國相應(yīng)的專利申請?zhí)枮?0818261.2。以此開始了噴墨打印技術(shù)在建筑陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。作為一種全新的陶瓷裝飾理念，陶瓷裝飾用彩色打印技術(shù)可以充分利用豐富的計算機資料，把數(shù)字技術(shù)引入到傳統(tǒng)的建筑陶瓷產(chǎn)品中，使陶瓷裝飾緊跟時代步伐，體現(xiàn)時尚特色，滿足人們個性化的要求，把陶瓷裝飾技術(shù)推向一個嶄新階段。
[0004]噴墨打印技術(shù)與陶瓷磚生產(chǎn)的傳統(tǒng)裝飾手段相比具有如下優(yōu)點:(1)節(jié)能減排，產(chǎn)品擺脫了批量生產(chǎn)中需要制片、篩網(wǎng)、刻板等中間工序，縮短轉(zhuǎn)產(chǎn)周期，大幅提高生產(chǎn)效率，也降低了轉(zhuǎn)產(chǎn)過程中的損耗；(2)打印過程完全由計算機控制，生產(chǎn)過程中可以進行復(fù)雜的圖案裝飾， 而且圖案的精度和可重復(fù)性提高，可以大大提高裝飾過程的機械化程度和生產(chǎn)效率，也可以完成小批量甚至單件產(chǎn)品的定制；(3)非接觸式，可以在凹凸面上印刷，使得一些異形產(chǎn)品的裝飾變得容易，極大豐富裝飾效果。但是噴墨印花工藝屬于一種表面裝飾技術(shù)，即在瓷磚表面通過噴墨打印機打印形成預(yù)設(shè)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。噴墨打印形成的印花層多不耐磨，即使是高溫?zé)Y(jié)后，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。
[0005]申請公布號為:CN103382328A的中國發(fā)明專利公開了一種陶瓷噴墨打印用墨水及具有抗菌功能的陶瓷磚。在以上專利文獻中是通過在墨水中添加抗菌劑，抗菌劑由含有銀、銅、鋅離子中一種或多種抗菌離子的可溶性無機鹽和磷酸鈣構(gòu)成，抗菌劑中磷酸鈣所占的質(zhì)量份數(shù)為8%~20%，其余為含有銀、銅、鋅離子中一種或多種抗菌離子的可溶性無機鹽。使用此種墨水生產(chǎn)的陶瓷磚具有較好的抗菌效果，但磚坯在噴墨燒成后在陶瓷磚表面形成的抗菌層耐磨度不夠，使用過程中很容易磨損而失去抗菌效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水及其制備方法，使用本發(fā)明提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水生產(chǎn)陶瓷墻地磚產(chǎn)品時，噴墨印花后直接高溫?zé)杉纯?，無需噴墨印花后再施透明保護釉后再高溫?zé)?，墨水中的鈣基釉粉成分在燒成時會熔融，將墨水中含有銀離子的抗菌劑和色料包裹，噴墨印花層中的銀離子能起到很好的抗菌效果，而色料則呈現(xiàn)噴墨印花形成的圖案，鈣基釉粉會使得所形成的噴墨印花層特別耐磨，保證抗菌效果的持久有效。
[0007]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為:色料:28%~35% ;鈣基釉粉:11.5%~17% ;含有銀離子的抗菌劑:0.5%~3% ;碳酸鎂:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結(jié)合劑:0.5%~2% ;表面活性劑:0.5%~2%ο
[0008]為了能獲得較好的抗菌效果，并適合陶瓷墻地磚制品的高溫?zé)桑瑑?yōu)選地，在上述陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水中，所述含有銀離子的抗菌劑中含有占的質(zhì)量份數(shù)為8%~20%的磷酸鈣，其余組分為銀的可溶性無機鹽。
[0009]為了使墨水可以適用于高溫?zé)?，?yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水中，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 ο
[0010]為燒結(jié)后使用本發(fā)明提供的墨水形成的印花層具有較好的質(zhì)感和耐磨性，優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水中所述的鈣基釉粉的化學(xué)組分質(zhì)量百分比為:二氧化娃:45%~50% ;氧化招18%~22%,三氧化二鐵:≤0.2% ;二氧化鈦:ξ0.3% ;氧化鈣10%~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%。
[0011]上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水呈弱堿性；其PH值介于7~8之間時對噴頭的腐蝕性最小。
[0012]當(dāng)上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水中固含量> 50%時，具有特別好的發(fā)色效果。
[0013]本發(fā)明還提供一種上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法:其包括如下步驟:
[0014]步驟I)色料、含有銀離子的抗菌劑、鈣基釉粉的干料混合；按色料:含有銀離子的抗菌劑:鈣基釉粉的質(zhì)量比為28~35:0.5~3:11.5~17稱取，然后倒入快速攪拌機中混合均勻。
[0015]步驟2)氣流粉碎；采用高速氣流粉碎機對步驟I)混合均勻的色料、含有銀離子的抗菌劑和鈣基釉粉混合料進行打粉，得到粒徑達10 μ m~50 μ m的超細粉。
[0016]步驟3)配料與一級球磨；按質(zhì)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，然后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。
[0017]步驟4)配料與二級球磨；按質(zhì)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(jié)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。
[0018]步驟5)恒溫真空過濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒溫攪拌缸中，然后進行抽真空、高速振動、使用孔徑< IOym濾網(wǎng)過濾，得到墨水成品。[0019] 優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法中，步驟I)中所述的色料為經(jīng)700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達325目標(biāo)準(zhǔn)分析篩篩余≤ 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。
[0020]優(yōu)選地，在上述一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法中，步驟I)中所述的鈣基釉粉為選用化學(xué)組分質(zhì)量比為二氧化硅45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵0~0.2: 二氧化鈦0~0.3:氧化鈣10~12: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(jīng)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。
[0021]為了避免引入雜質(zhì)，獲得較好的研磨效果，以穩(wěn)定墨水質(zhì)量，在一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法中，步驟3)中所使用的球磨機性能要求如下:球子采用等靜壓成型工藝、直徑10~35mm ;球襯、球子的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:三氧化二鋁≥95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二鐵≤0.1%，球襯、球子的體密度≥3.7克/立方厘米，球襯、球子的一個球磨周期磨耗≤ 0.1 %。，莫氏硬度≥9.5。
[0022]為了避免引入雜質(zhì)，獲得較好的研磨效果，以穩(wěn)定墨水質(zhì)量，在一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法中，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(zhì)為氧化鋯。
[0023]同現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明提供的方案具有如下優(yōu)勢:
[0024]1、墨水加工工藝簡單，實用性強，經(jīng)噴墨機噴墨打印后，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(jié)后，自身可形成一層緊密的耐磨的印花層，這大大簡化了噴墨打印裝飾的生產(chǎn)工藝，并降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。
[0025]2、此種墨水具有較好的抗菌效果，而且在陶瓷磚表面噴墨打印形成的噴墨印花層燒后特別耐磨，抗菌效果持久。
[0026]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(wěn)定性、抗結(jié)塊性作用外，因其呈堿性，在加工過程中，與墨水中的酸性色料發(fā)生酸堿中合反應(yīng)，并使墨水呈弱堿性，較現(xiàn)有技術(shù)做出的酸性墨水相比，更利于噴墨機打印頭的保護(酸性會腐蝕昂貴的打印噴頭)，延長噴頭的使用壽命，節(jié)約成本。
[0027]4、色釉混合型墨水固體含量高，顆粒度較小，發(fā)色效果優(yōu)于現(xiàn)有墨水。
[0028]5、色釉混合型墨水采用的溶劑為二甘醇(沸點為245°C )，不存在溶劑揮發(fā)的問題，對人類和環(huán)境較為安全。
【具體實施方式】
[0029]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030]實施例1-5
[0031]實施例1-5所提供的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的組分配方如下表1。
[0032]表1
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其中包括的各種組分按質(zhì)量百分比為:色料:28%~35% ;鈣基釉粉:11.5%~17% ;含有銀離子的抗菌劑:0.5%~3% ;碳酸鎂:1%~5% ;二甘醇:45%~55% ;分散劑:1~3% ;結(jié)合劑:0.5%~2% ;表面活性劑:0.5%~2%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其特征在于，所述含有銀離子的抗菌劑中含有占的質(zhì)量份數(shù)為8%~20%的磷酸鈣，其余組分為銀的可溶性無機鹽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其特征在于，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(quán)利要求3所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其特征在于，所述鈣基釉粉的化學(xué)組分質(zhì)量百分比為:二氧化硅:45%~50% ;氧化鋁18%~22%，三氧化二鐵:(0.2% ;二氧化鈦:≤0.3% ;氧化?丐10%~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%。
5.如權(quán)利要求4所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其特征在于，所述墨水的PH值介于7~8之間。
6.如權(quán)利要求4所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水，其特征在于，所述墨水中的固含量≥50%。
7.—種如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法:其包括如下步驟: 步驟I)色料、含有銀離子的抗菌劑、鈣基釉粉的干料混合；按色料:含有銀離子的抗菌劑:鈣基釉粉的質(zhì)量比為28~35:0.5~3:11.5~17稱取，然后倒入快速攪拌機中混合均勻； 步驟2)氣流粉碎；采用高速氣流粉碎機對步驟I)混合均勻的色料、含有銀離子的抗菌劑和鈣基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(zhì)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，然后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1~10 μ m的混合漿料； 步驟4)配料與二級球磨；按質(zhì)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(jié)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)恒溫真空過濾；將步驟4)得到的墨水半成品在80~100°C的恒溫攪拌缸中，然后進行抽真空、高速振動、使用孔徑≤10 μ m濾網(wǎng)過濾，得到墨水成品。
8.—種如權(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述的色料為經(jīng)700~850°C溫度下煅燒、顆粒度達325目標(biāo)準(zhǔn)分析篩篩余(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(quán)利要求7或8所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述的鈣基釉粉為選用化學(xué)組分質(zhì)量比為二氧化硅45~50:氧化鋁18~22:三氧化二鐵O~0.2: 二氧化鈦O~0.3:氧化?丐10~12: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(jīng)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(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法，其特征在于，步驟3)中所使用的球磨機性能要求如下:球子采用等靜壓成型工藝、直徑IOmm~35mm ;球襯、球子的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:三氧化二鋁≥95%，二氧化硅2%~5%，三氧化二鐵≤0.1%，球襯、球子的體密度> 3.7克/立方厘米，球襯、球子的一個球磨周期磨耗 0.1%?，吳氏硬度> 9.5。
11.一種如權(quán)利要求7所述的陶瓷噴墨打印用色釉混合型抗菌墨水的制備方法，其特征在于，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(zhì)為氧化鋯。
【文檔編號】C09D11/38GK103602144SQ201310638468
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】周燕, 丘云靈 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