本發(fā)明涉及建筑陶瓷技術領域，特別是涉及一種利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷板及其制備方法。
背景技術：
半透光陶瓷薄板，因其特殊的半透光性能，在一些特殊場合深受消費者喜愛。目前市面上的半透光陶瓷薄板坯體中間層無裝飾或者裝飾圖案簡單，如專利申請?zhí)?01010122751.2坯體中間層無裝飾。專利申請?zhí)?01610208026.4為采用魔術布料機，布半透光坯料與不透光坯料，通過對光線的吸收不同而形成明暗相間的裝飾效果。其缺點為半透光坯料與不透光坯料布料不均勻，細節(jié)表達不清晰，裝飾圖案層次不豐富，技術復雜，靈活性差，且不透光坯料比半透光坯料高溫20～30℃，兩者在燒成后的結合性能上差，造成熱穩(wěn)定性能差，無法滿足生產以及裝飾需求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術中半透光陶瓷薄板坯體中間層無裝飾，或裝飾圖案層次不豐富，工藝復雜的問題。本發(fā)明提供了一種利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷薄板坯體，其透光性能更好，坯料統(tǒng)一，坯體中間層層次細節(jié)豐富，工藝簡單，坯體中間層裝飾圖案可靈活多變。
一方面，本發(fā)明提供一種利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷薄板，其包括：半透光坯體、從所述半透光坯體的上表面滲入所述半透光坯體中的中間噴墨圖案層、位于所述半透光坯體的上表面上的消色釉層、以及位于所述消色釉層上的表面圖案層。
本發(fā)明中的消色釉層是能夠使中間噴墨圖案層的墨水消色的消色釉層，本發(fā)明的半透光陶瓷薄板由于在坯體表面具有消色釉層，使得中間噴墨圖案層的噴墨裝飾在表面無法顯示，因此其表面的裝飾圖案只為所述表面圖案層，而中間噴墨圖案層則完全在坯體中間層。本發(fā)明的半透光陶瓷薄板坯料統(tǒng)一，熱穩(wěn)定性能優(yōu)異，且該坯體中間層層次細節(jié)豐富，通過噴墨即可形成，工藝簡單，并可隨意調整細節(jié)圖案變化，靈活性高，通過圖案不同的灰度對光線的吸收從而形成明暗相間，層次豐富的裝飾效果。
所述中間圖案層在所述半透光坯體中的滲入深度可為1～2mm。本發(fā)明的中間圖案層在半透光坯體中滲入一定的深度，可以獲得層次更豐富的裝飾效果。
較佳地，所述消色釉層的厚度為0.04～0.1mm。
另一方面，本發(fā)明提供上述半透光陶瓷薄板的制備方法，其包括以下步驟：
制備半透光坯體；
在半透光坯體上施消色釉；
在消色釉上施第一噴墨滲花墨水，其中，所述消色釉能夠使在消色釉層中的所述第一噴墨滲花墨水消色；以及
待第一噴墨滲花墨水完全穿透消色釉后，在消色釉上施第二噴墨非滲透墨水，然后燒成，即得所述半透光陶瓷薄板。
本發(fā)明中，由于在坯體表面施加了一層消色釉，該消色釉能夠使第一噴墨滲花墨水消色，使得第一噴墨滲花墨水的噴墨裝飾在表面無法顯示，且對第二噴墨非滲透墨水(第二噴墨普通陶瓷墨水)無消色作用，因此其表面的裝飾圖案只為第二噴墨普通陶瓷墨水(其為普通陶瓷墨水，無滲透性能，非滲透墨水)形成的裝飾圖案，而第一噴墨滲花墨水形成的裝飾圖案則完全在坯體中間層。中間層的圖案裝飾采用噴墨工藝，因此可隨意調整細節(jié)圖案變化，靈活性高，通過圖案不同的灰度對光線的吸收從而形成明暗相間，層次豐富的裝飾效果。而且，坯體中無需引入不同于基料的其它坯料，因而熱穩(wěn)定性優(yōu)異。
較佳地，所述半透光坯體的配方為：超白高嶺土：0～9，c30土(c30土為一種高黏性的高嶺土，其可塑性指數(shù)≧17。例如購于佛山市石易金陶瓷原料有限公司)：8～15，石英：15～35，熔融石英：2～20，煅燒滑石粉：8～20，鉀長石粉：20～35，膨潤土：3～7，w增強劑(w增強劑為一種坯體增強劑，例如購于博耐德(上海)陶瓷釉料有限公司)：1～4，納米石英2～8。由該配方形成的半透光坯體具有優(yōu)異的濕強度、助色性能和透光性能。
較佳地，所述消色釉的配方為：超白高嶺土：0～9，c30土：8～15，石英：15～35，熔融石英：2～20，煅燒滑石粉：8～20，鉀長石粉：20～35，膨潤土：3～7，納米氧化鋅：0.5～5。該消色釉中含有納米氧化鋅，其在高溫下能和墨水中的金屬鐵系氧化物反應，使其失去發(fā)色性能，達到徹底消色。
較佳地，所述納米氧化鋅的原生粒徑小于800nm，優(yōu)選為50nm～300nm。根據(jù)本發(fā)明，可以以較低的成本獲得優(yōu)異的消色效果。
較佳地，所述第一噴墨滲花墨水為噴墨滲花棕色墨水。高溫下噴墨滲花棕色墨水中的金屬鐵系氧化物活性強，在無納米石英的包裹下，易與消色釉和納米氧化鋅反應，被還原或轉化成其他物質而失去發(fā)色性能。
較佳地，半透光坯體的水分控制在0.4％以下。
較佳地，燒成溫度為1150～1230℃。
附圖說明
圖1為一種利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷板的截面圖。
具體實施方式
以下結合附圖和下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。如無特別說明，本發(fā)明中述及的含量均指質量(重量)百分含量。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷板的截面圖。如圖1所示，半透光陶瓷板具備：半透光坯體(坯體)、從所述半透光坯體的上表面滲入所述半透光坯體中的中間噴墨圖案層(噴墨裝飾1)、位于所述半透光坯體的上表面上的消色釉層(消色釉)、以及位于所述消色釉層上的表面圖案層(噴墨裝飾2)。本發(fā)明中的“半透光”是指透光率在10％～45％之間。以下，具體說明本發(fā)明的半透光陶瓷板及其制備方法。
半透光坯體
半透光坯體的配方可為：按重量份計，超白高嶺土：0～9，c30土：8～15，石英：15～35，熔融石英：2～20，煅燒滑石粉：8～20，鉀長石粉：20～35，膨潤土：3～7，w增強劑：1～4，納米石英：2～8。其化學全分析：il(燒失)：3.8～4.52，sio2：67.68～80.34，al2o3：10.1～15.5，fe2o3，0.10～0.45，tio2：0.31～1.4，cao：0.1～0.7，mgo：2.1～3.8，k2o：2.5～4.2，na2o：0.7～1.5。
因配方中的原料主要為脊性料，壓制成型后的濕強度差，在釉線上易造成爛磚。因此在配方中引入c30土，其可塑性強，可快速提高坯體的濕強度。c30土為一種高黏性的高嶺土，其可塑性指數(shù)≧17。c30土的化學全分析為：il：5.62，sio2：67.28，al2o3：17.83，fe2o3：0.45，tio2：0.01，cao：0.13，mgo：0.55，k2o：1.34，na2o：0.36。c30土的含量為8～15重量份，這樣可以有效提高坯體濕強度，在后續(xù)噴釉烘干時，不易造成坯體開裂。
為提高墨水的發(fā)色性能，坯體原料中不加入硅灰石、碳酸鈣、碳酸鋇、氧化鋁、氧化鋅等常用原料，配方原料中納米石英為棕色墨水助紅劑。本發(fā)明中，納米石英是指粒徑為納米級的石英，例如其粒徑可為1nm～100nm，比表面積大于150m2/g。納米石英的含量為2～8重量份，這樣可以提高棕色墨水的成色性能，使棕色墨水更深，更紅。
為進一步提高坯體的透光度，坯料中加入熔融石英，在高溫燒成時，熔融石英優(yōu)先石英形成液相，液相的熔融石英包裹并溶解石英，促進了石英的熔融，因此透光度增加。另外熔融石英的膨脹系數(shù)低，減少了因坯釉膨脹系數(shù)不匹配造成的變形問題。熔融石英的含量為2～20重量份，這樣可以有效降低坯體膨脹系數(shù)，并提高坯體透光率。
w增強劑是指坯體增強劑，其可以增加坯體的強度。
坯體的制備及烘干：按常規(guī)制坯方法(例如依次混料、造粒、成型等)制備陶瓷薄板生坯并烘干。例如烘干溫度為150～165℃，烘干時間為45～60分鐘。烘干后水分可控制在0.4％以下。本發(fā)明可提供一種半透光陶瓷薄板，因此半透光坯體的厚度優(yōu)選為6mm以下。
消色釉層和中間噴墨圖案層
在半透光坯體上施消色釉以形成消色釉層。采用第一噴墨滲花墨水在消色釉層上噴印已設計好的裝飾圖案。本發(fā)明中，消色釉是指能夠使第一噴墨滲花墨水消色的釉料。由于消色釉能夠使第一噴墨滲花墨水消色，因此消色釉層處不會顯示出第一噴墨滲花墨水的顏色。而且第一噴墨滲花墨水可穿過消色釉層滲入坯體中，因此在坯體中可顯示出第一噴墨滲花墨水的顏色和圖案，即形成中間噴墨圖案層。本發(fā)明中，中間層的圖案裝飾采用噴墨工藝，因此可隨意調整細節(jié)圖案變化，靈活性高，通過圖案不同的灰度對光線的吸收從而形成明暗相間，層次豐富的裝飾效果。
關于消色釉和第一噴墨滲花墨水的選擇，只要消色釉能夠使第一噴墨滲花墨水消色即可。在一個示例中，消色釉的配方為：按重量份計，超白高嶺土：0～9，c30土：8～15，石英：15～35，熔融石英：2～20，煅燒滑石粉：8～20，鉀長石粉：20～35，膨潤土：3～7，納米氧化鋅：0.5～5。其化學全分析：il：3.8～4.52，sio2：60.68～75.34，al2o3：10.1～15.5，fe2o3：0.10～0.45，tio2：0.31～1.4，cao：0.1～0.7，mgo：2.1～3.8，k2o：2.5～4.2，na2o：0.7～1.5，zno：0.5～5。第一噴墨滲花墨水選擇噴墨滲花棕色墨水。
噴墨滲花棕色墨水由于納米石英的包裹而保障墨水中的金屬鐵系氧化物在高溫下能穩(wěn)定成色，本發(fā)明中，為達到消色效果，消色釉中不加納米石英。為使消色更徹底，消色釉中加入納米氧化鋅，其在高溫下能和墨水中的金屬鐵系氧化物反應，使其失去發(fā)色性能，達到徹底消色。
納米氧化鋅的原生粒徑可小于800nm，優(yōu)選為50nm～300nm。原生粒徑指納米材料中的團聚顆粒中一次顆粒的粒徑。納米氧化鋅的比表面積可大于30m2/g，優(yōu)選大于150m2/g。納米氧化鋅的堆積孔孔徑可小于400nm，優(yōu)選小于100nm。
具備上述粒徑的納米氧化鋅與墨水中的金屬鐵系氧化物反應活性較高，因此以較少的含量(0.5～5重量份，優(yōu)選為0.5～2.5重量份)即可達到消色效果。納米氧化鋅的原生粒徑大于800nm，且加入量低于2.5％時，其與墨水中的金屬鐵系氧化物反應活性降低，不能達到完全消色。當加入量高于2.5％時，可達到完全消色，但增加了原料成本，因此選用原生粒徑小于800nm的納米氧化鋅。
納米氧化鋅類別主要包括氣相納米氧化鋅、沉淀納米氧化鋅、納米氧化鋅氣凝膠以及分子篩，但不限于此，包括所有應用不同生產原理和工藝而制得的納米氧化鋅。
消色釉層的制備：將消色釉噴在烘干的坯體上。消色釉出球細度要求325目篩余0.5～0.8，比重可為1.78～1.87。噴釉重可為280～400g/m2，釉比重可為1.5～1.55。燒成后的厚度可控制在0.04～0.1mm，優(yōu)選為0.07～0.09mm。若厚度過小，則不能完全覆蓋坯體層中棕色墨水顏色；若厚度過大，則釉層水份較難烘干，且太厚釉層烘干時易開裂。施加消色釉層后，可再次烘干，烘干溫度可為80～120℃，烘干時間可為10～20分鐘。烘干后水分控制在0.8％以下。
中間噴墨圖案層的制備：將施有消色釉的陶瓷薄板坯體用數(shù)碼噴墨機噴印已設計好的裝飾圖案。墨水(第一噴墨滲花墨水)可采用噴墨滲花棕色墨水以及助滲劑。墨水與助滲劑的噴量關系可為墨水灰度加助滲劑灰度為100％。為達到豐富的坯體中間層裝飾效果，墨水采用多通道噴墨打印，使得墨量加大，墨水完全穿透消色釉層，且滲透到坯體層，在坯體層可滲透1～2mm，在光線的照射下，坯體中間層的棕色墨水吸收光線形成深淺明暗層次凸顯，細節(jié)豐富的裝飾圖案。
施加第一噴墨滲花墨水后，可將坯體靜置3分鐘或以上，例如3～5分鐘，以保證其滲透深度。
待第一噴墨滲花墨水完全穿透消色釉后，在消色釉上再次用數(shù)碼噴墨機噴印已設計好的裝飾圖案。墨水(第二噴墨普通陶瓷墨水)沒有特別限制，例如可采用市面上墨水公司提供的普通陶瓷墨水。其提供的顏色主要為棕色、桔黃、黃色、藍色、黑色。第二次噴的是普通陶瓷墨水，無滲透性能，只在消色釉表面成色。
施加第二噴墨普通陶瓷墨水后，進行燒成。燒成溫度可為1150～1230℃。燒成時間可為45～75分鐘。燒成制得半透明陶瓷薄板半成品，經磨邊分級后及可打包入庫。
由于在坯體表面噴了一層消色釉，使得第一噴墨滲花墨水的噴墨裝飾在表面無法顯示，因此其表面的裝飾圖案只為第二噴墨普通陶瓷墨水的噴墨裝飾圖案，而第一噴墨滲花墨水的裝飾圖案則完全在坯體中間層。中間層的圖案裝飾采用噴墨工藝，因此可隨意調整細節(jié)圖案變化，靈活性高，通過圖案不同的灰度對光線的吸收從而形成明暗相間，層次豐富的裝飾效果。本發(fā)明得到的利用墨水吸光裝飾的半透光陶瓷薄板坯體，其透光性能更好，坯料統(tǒng)一，坯體中間層層次細節(jié)豐富，工藝簡單，坯體中間層裝飾圖案可靈活多變。本發(fā)明的半透光陶瓷薄板坯體的規(guī)格可為(800～1600)mm×(1200～2400)mm×(3～6)mm。
下面進一步例舉實施例以詳細說明本發(fā)明。同樣應理解，以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據(jù)本發(fā)明的上述內容作出的一些非本質的改進和調整均屬于本發(fā)明的保護范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個示例，即本領域技術人員可以通過本文的說明做合適的范圍內選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。
測試方法：
吸水率：采用gb/t3810.3-2006陶瓷磚試驗方法第3部分中吸水率的測定；
粒徑：采用kw510型濕法全自動激光粒度分析儀測定粒子的粒徑；
比表面積：采用3h-2000ps2型納米材料比表面積及孔徑測定儀測定；
堆積孔孔徑：采用3h-2000ps2型納米材料比表面積及孔徑測定儀測定；
透光度：采用77c-1智能瓷胎透光度儀檢測。
實施例1：
1：半透光陶瓷薄板坯料的制備：半透光坯體的配方為：超白高嶺土：9，c30土(購于佛山市石易金陶瓷原料有限公司)：12，石英：30，熔融石英：15，煅燒滑石粉：13，鉀長石粉：22，膨潤土4，w增強劑(購于博耐德(上海)陶瓷釉料有限公司)：2，納米石英4。其化學全分析：il：4.25，sio2：74.98，al2o3：13.4，fe2o3，0.15，tio2：0.14，cao：0.46，mgo：3.56，k2o：2.29，na2o：0.72。
因配方中的原料主要為脊性料，壓制成型后的濕強度差，在釉線上易造成爛磚。因此在配方中引入c30土，其可塑性強，可快速提高坯體的濕強度。c30土的化學全分析為：il：5.62，sio2：67.28，al2o3：17.83，fe2o3，0.45，tio2：0.01，cao：0.13，mgo：0.55，k2o：1.34，na2o：0.36。
為提高墨水的發(fā)色性能，坯體原料中不加入硅灰石，碳酸鈣，碳酸鋇，氧化鋁，氧化鋅等常用原料，配方原料中納米石英為棕色墨水助紅劑，該納米石英購自上海美高色料有限公司，型號nmsio900，其粒徑為10～25nm。
為進一步提高坯體的透光度，坯料中加入熔融石英，在高溫燒成時，熔融石英優(yōu)先石英形成液相，液相的熔融石英包裹并溶解石英，促進了石英的熔融，因此透光度增加。另外熔融石英的膨脹系數(shù)低，減少了因坯釉膨脹系數(shù)不匹配造成的變形問題。
2：坯體的制備及烘干：按半透光坯體的配方將各原料混勻后噴粉、壓制成陶瓷薄板生坯并烘干，烘干溫度為155℃，烘干時間為55分鐘，烘干后水分控制在0.4％。制得的坯體的厚度為5.6mm。
3：消色釉的制備：配方為：超白高嶺土：9，c30土：12，石英：30，熔融石英：15，煅燒滑石粉：18，鉀長石粉：22，膨潤土4，納米氧化鋅2，其化學全分析：il：4.45，sio2：73.08，al2o3：13.66，fe2o3，0.13，tio2：0.14，cao：0.63，mgo：4.66，k2o：2.34，na2o：0.66。消色釉細度要求325目篩余0.5～0.8，比重1.78～1.87，備用。
噴墨滲花棕色墨水由于納米石英的包裹而保障墨水中的金屬鐵系氧化物在高溫下能穩(wěn)定成色，為達到消色效果，此處不加納米石英。為使消色更徹底，此時加入納米氧化鋅，其在高溫下能和墨水中的金屬鐵系氧化物反應，使其失去發(fā)色性能，達到徹底消色。
本實施例中，納米氧化鋅購自上海美高色料有限公司，型號nmzn003，其原生粒徑為400nm，比表面積為165m2/g，堆積孔孔徑為75nm。
4：噴消色釉，將步驟3制得的消色釉噴在步驟2烘干的坯體上。噴釉重330±3g/m2，釉比重1.52，燒成后的厚度控制在0.08mm。
5：再次烘干：將步驟4制得的陶瓷薄板坯體再次烘干，烘干溫度為95℃，烘干時間為15分鐘，水分控制在0.65％。
6：坯體中間層噴墨裝飾：將步驟5制得的陶瓷薄板坯體用數(shù)碼噴墨機噴印已設計好的裝飾圖案，墨水采用上海美高色料有限公司提供的噴墨滲花棕色墨水(型號：inkmetl253mb1)以及助滲劑(型號：metfluidbs)。
由于高溫下噴墨滲花棕色墨水中的金屬鐵系氧化物活性強，在無納米石英的包裹下，易與消色釉和納米氧化鋅反應，被還原或轉化成其他物質而失去發(fā)色性能。而噴墨滲花藍色或黃色或黑色墨水因其穩(wěn)定的金屬氧化物，在高溫下不與消色釉或納米氧化鋅反應，使得消色釉無法起到消色作用。因而此時只用噴墨滲花棕色墨水。
為達到豐富的坯體中間層裝飾效果，墨水采用4通道棕色墨水和2通道助滲劑打印，使得墨量加大，墨水完全穿透消色釉層，且滲透到坯體層，在坯體層可滲透1～2mm，在光線的照射下，坯體中間層的棕色墨水吸收光線形成深淺明暗層次凸顯，細節(jié)豐富的裝飾圖案。墨水與助滲劑的噴量關系為墨水灰度加助滲劑灰度為100％。
7：將步驟6制得的陶瓷薄板磚坯體靜置3分鐘，以保證其滲透深度。
8：再次噴墨裝飾：將步驟7制得的瓷質磚坯體再次用數(shù)碼噴墨機噴印已設計好的裝飾圖案。墨水采用福祿(蘇州)新型材料有限公司提供的普通陶瓷墨水。其提供的顏色主要為棕色(型號：br-601)、桔黃(型號：be-201)、黃色(型號：ye-401)、藍色(型號：bl-511)、黑色(型號：bk-301)。
9：燒成：將步驟8制得的陶瓷薄板坯體燒成，燒成溫度為1195℃，燒成時間65分鐘制得半透明陶瓷薄板半成品，經磨邊分級后及可打包入庫。制得的半透明陶瓷薄板的規(guī)格為900mm×1800mm×5.5mm。本發(fā)明的半透明陶瓷薄板是一種瓷質磚，其吸水率為0.1％以下。
由于步驟4在坯體表面噴了一層消色釉，使得步驟6的噴墨裝飾在表面無法顯示，因此其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。中間層的圖案裝飾采用噴墨工藝，因此可隨意調整細節(jié)圖案變化，靈活性高，通過圖案不同的灰度對光線的吸收從而形成明暗相間，層次豐富的裝飾效果。制得的半透明陶瓷薄板透光率為20％。
實施例2：
基本同實施例1，不同之處在于納米氧化鋅為廣東道氏技術股份有限公司提供，其原生粒徑為320nm，比表面積為204m2/g，堆積孔孔徑為65nm。結果得到了半透光陶瓷薄板，透光率為20％，其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。
實施例3：
基本同實施例1，不同之處在于消色釉的配方為：超白高嶺土：9，c30土：12，石英：25，熔融石英：20，煅燒滑石粉：18，鉀長石粉：22，膨潤土4，納米氧化鋅2。結果得到了半透光陶瓷薄板，透光率為22％，其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。
實施例5：
基本同實施例1，不同之處在于坯體的配方為：超白高嶺土：9，c30土：12，石英：25，熔融石英：20，煅燒滑石粉：13，鉀長石粉：22，膨潤土4，w增強劑：2，納米石英4。結果得到了半透光陶瓷薄板，透光率為27％，其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。
實施例6：
基本同實施例1，不同之處在于消色釉層的厚度為0.05mm。結果得到了半透光陶瓷薄板，透光度為21％，其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。
實施例7：
基本同實施例1，不同之處在于坯體層的厚度為4.0mm。結果得到了半透光陶瓷薄板，透光度為28％，其表面的裝飾圖案只為步驟7的噴墨裝飾圖案，而步驟6的裝飾圖案則完全在坯體中間層。