用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法技术

本发明专利技术公开一种用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，根据界面属性以及表面属性，其中，陶瓷涂层配方分为两个单独复合物：一方面，由釉料形成的底层以常规方式施加在陶瓷基质中，该釉料具有获得陶瓷效果所需的必要氧化物的一部分，另一方面，由墨水形成的顶层通过喷射施加在先前的层上，该墨水具有氧化物的其他必要部分。利用烧制处理完成陶瓷产品。该方法具有的优势是调整顶层的氧化物对底层轮廓的渗透，因而在最接近表面的区域中实现适当浓度的氧化物，因而允许优化化学反应，优化获得的陶瓷效果。

【技术实现步骤摘要】
用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法
本专利技术所在领域是陶瓷工业的材料，尤其旨在用于工业陶瓷工业应用的釉料以及墨水，用于陶瓷瓷砖以及结构及卫生陶瓷，为了获得以下视觉效果或者特殊纹理的目的：金属光泽、亚光纹理、通过晶种的析晶被保护的表面等。
技术介绍
粉末、粒状产品或者散布在液体中的颗粒的粒度分布(此后表示为PSD)是一系列值，该值定义了根据颗粒孔径定级的存在的颗粒按质量或者体积的相对量。d(v,n)通常表示为Dn，是允许PSD为特征的参数的集合，其定义为颗粒的当量直径，使得控制样本的体积的量n(表示以每单元基础表示)具有的当量直径小于所述值。例如：D(v,0.50)还表示为D50，将对应于PSD的中值。d(v，0.90)还表示为D90，是通常用作釉料悬浮物的PSD的上限的参数。金属外观(光泽度)。其是材料的质量或者效果，特征在于这样的事实：材料的光泽度和颜色根据观察角度而改变，使得人眼将它们关联于金属产品(而不是它们必须具有基于金属键的原子结构)。也即，光学外观不是始终相关于产品的化学或者结构组分。具有金属外观的材料(它们不是实际是金属)的典型例子是车用油漆以及通常由塑料制成的很多日常用品的涂层。考虑到这是视觉外观效果，不易于以数字表示。虽然如此，由于金属外观相关于取决于观察角度所产生的颜色和光泽度的改变，因此能够建立基于根据角度的光学测量对所述金属外观的测量。在文献中能够发现用于估计金属外观的各种提议。例如，方程1通常使用在汽车工业中。其中，L*15°、L*45°、L*110°是利用多角度分光光度计色度计确定的亮度值。陶瓷的金属效果已经公知几百年，已经用不同的技术来获得该金属效果，范围包括热降低处理，陶瓷釉中的贵金属的颗粒悬浮，在它们的组分中具有高浓度过渡族金属氧化物的硅酸盐釉料，墨水包含晶体平面颜料(类似于使用在车用油漆中的那些)。除了在最后一种情形下金属效果是基于包含反光层颜料的涂层的应用，通常来说陶瓷金属效果是由于在对应热处理期间釉料中高反射率的析晶的微晶体的存在，这取决于角度而生成光泽变化，在中间角度(60°)具有高强度波峰。此外，在该情况下必须补充的是，金属光泽装饰施加在能够是亚光或者光泽的釉料中，从而影响墨水涂层的光泽度测量。基于该原因，在该情况下，根据方程2，基于利用标准多角度光泽仪确定的光泽度测量来估计金属外观指数θM：θM＝θ60°-θ85°(2)其中，θ60°和θ85°是用多角度光泽仪测量的涂层的光泽值，具有光泽度单位(GU)。该金属指数的确定已经结合于CIELAB坐标中的颜色的测量：L*(亮度)、a*(红-绿色组分)、b*(蓝-黄色组分)，饱和度或色度C*还根据以下方程计算：毛细管吸力渗透。这是一个物理过程，通过该过程，充当基质的多孔固体将通过孔的网络的通道来吸收液体。当吸收的液体是悬浮物时发生指定情形，诸如本专利技术中观察的情形，具有特定PSD的高浓度颗粒。化学扩散。不同于吸力渗透过程，化学扩散是这样的过程，凭借该过程，材料因原子移动而传输。在陶瓷釉料的情形下，当它们承受热处理或者烧制并且达到它们的液体状态时，由于它们是类似玻璃质的产品，因此发生化学扩散现象。不同于涉及原子和分子快速移动的气体扩散，液体扩散是一个缓慢过程，其特征在于大量的原子间相互作用。使用具有喷墨头的机器的数字瓷砖打印技术是一个经济的系统，具有高度的过程灵活性。基于该原因，该技术已经变得广泛使用在用于陶瓷瓷砖装饰的方法中，用于施加有色墨水以获得设计，以及用于施加专用墨水以获得以下效果：亚光、活性、光泽等。存在对若干相关方法的描述，诸如，专利ES2131466“用于装饰陶瓷基质的自动方法”，其概括地描述了在陶瓷中喷墨系统的使用。使用在陶瓷产品装饰中的通常所有喷墨墨水施加在釉料上，使得它们是多层陶瓷装饰。初始，用于陶瓷目的的墨水从具有不同金属的可溶性盐发展，诸如ES2152100T3“水溶液的氯化钌以染黑陶瓷表面”或者ES2238332T3“用于使用在有釉料的陶瓷物件以及表面的喷墨打印中的各墨水以及各组墨水”。但是，由于陶瓷件随后经受发生釉料熔化的热处理，由于墨水(可溶性盐)不受控制的渗透过釉料层的轮廓，导致装饰的结果缺乏稳定性，因此很快发生一些层与其他层起反应的问题。基于该原因，可溶性盐墨水非常早地就被颜料墨水代替，诸如ES2289916“陶瓷颜料的胶体分散系”，其目的在于防止与釉料底层的任何类型化学反应。为了该目的，使用的是提供用于上釉最大稳定性的颜料，由于颜料的局部或者全部溶解导致严重损失颜色。实际上，已经建立了一些方法，通常包含中间隔离层的应用，诸如ES2439941“用于在无机材料上喷墨打印的方法”，其目的是为了精确地防止釉料层以及墨水层之间的化学反应。这些方法和墨水仅通过喷射来实现不同颜色的饰面，但是不能够获得特殊效果。在现有技术中存在一些墨水应用，其声称可实现特殊效果、光泽、亚光、渗透性或者金属化，诸如US2013/0265376，但是并未提及墨水和墨水所施加的基质之间的任何类型的相互作用，因此应理解的是，层之间不存在反应或者反应不是特意期望的。存在一种情形，其具体地解决墨水和釉料的反应以在陶瓷产品中获得金属效果，ES2396399“用于通过喷墨在陶瓷基底上获得金属效果的方法”，其中，为获得金属化饰面的公知陶瓷釉料配方分为两个单独复合物：一方面，釉料以常规方式施加在陶瓷基底中，该釉料具有获得金属效果所需的氧化物的一部分；另一方面，金属墨水通过喷墨施加在先前的层中，该金属墨水具有氧化物的其他必要部分，利用烧制处理完成陶瓷产品。结果，获得具有金属效果装饰的陶瓷瓷砖。在颜料墨水中釉料内部的颜料的稳定性可最小化颜料的溶解，前面的情况与颜料墨水不同，化学反应意图发生在墨水成分和釉料成分之间。但是，方法ES2396399中未提及如何控制生成的化学反应，使得结果将取决于许多因素，诸如应用的方法、陶瓷物品的后续烧制，以及事实上一个阶段和另一阶段之间的等待时间。这会使得产品具有变化的外观，该变化的外观不适用于需要良好可再生性以及兼容严格质量参数的大多数陶瓷的使用。据我们所知道，现有技术中对该问题不存在技术解决方案。事实上，提到的专利均没有涉及对基质釉料的任何类型的物理处理，该处理旨在控制所使用的墨水的渗透或者两层之间的化学反应。因而，该问题代表了要克服的一个真正挑战。
技术实现思路
本专利技术设法通过控制相关参数以实现精确地调节釉料基质层的整个轮廓的化学组分，不给予两层之间相互作用的机会，由此克服前述问题。考虑到两个叠加层之间的化学反应是期望的，此处呈现的创新提出了机制：一个层渗透另一个层，对变量起作用以获得适当比例的所涉化学元素，目的是优化期望的陶瓷效果。正如其标题表明的，本说明涉及一种用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，当装饰陶瓷产品时使用两个接连的釉料层时，其中釉料的配方分成两个单独的复合物：一方面，釉料通过传统方法(淋釉法、喷釉枪、丝网印刷、轮转影印等)施加至陶瓷基底，该釉料具有获得期望效果所需的氧化物的一部分，另一方面，具有氧化物的其他必要部分的墨水通过喷墨施加到先前的层，利用烧制处理完成，烧制处理引起釉料的熔化，由釉料和墨水提供的氧化物的化学扩散，随之发生用于期望陶瓷效果的化学反应。根据本专利技术，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，所使用的多层陶瓷装饰的类型是单独使用釉料(2)以及墨水(4)以获得经装饰的陶瓷产品(7)，所述釉料(2)具有必要氧化物的一部分，所述墨水(4)用于通过喷射进行装饰且具有所述氧化物的其他必要部分，其特征在于，通过调整釉料PSD来执行控制两层之间的化学反应，釉料PSD的特征在于值D90<30μm，以便降低孔径并且成比例地降低墨水的毛细管吸力渗透的速度和深度。

【技术特征摘要】
2016.01.28 EP EP160002011.一种用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，所使用的多层陶瓷装饰的类型是单独使用釉料(2)以及墨水(4)以获得经装饰的陶瓷产品(7)，所述釉料(2)具有必要氧化物的一部分，所述墨水(4)用于通过喷射进行装饰且具有所述氧化物的其他必要部分，其特征在于，通过调整釉料PSD来执行控制两层之间的化学反应，釉料PSD的特征在于值D90<30μm，以便降低孔径并且成比例地降低墨水的毛细管吸力渗透的速度和深度。2.根据权利要求1所述的用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，其中，通过在配方中包括所谓成膜添加剂的不同类型有机添加剂来执行对墨水渗透的调整，所述添加剂降低了存在于釉料中的孔的数量，因而减慢或者阻止墨水渗透。3.根据权利要求2所述的用于控制多层陶瓷装饰中的化学反应的方法，其中，要使用的成膜添加剂能够选自以下不同类型的聚合物：聚氧乙烯衍生物、乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔·安吉尔·卡巴雷罗·洛佩斯，华金·哈维尔·佩雷斯·阿帕里西奥，安·玛利亚·阿洛斯·科拉多，埃琳娜·纳瓦罗·索里亚诺，
申请(专利权)人：阿拉贡卡塔拉矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES