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1、(10)申请公布号 CN 103045003 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103045003 A *CN103045003A* (21)申请号 201210549391.3 (22)申请日 2012.12.18 C09D 11/02(2006.01) (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路 92 号 (72)发明人 王富民 王利锋 蔡哲 蔡旺锋 张旭斌 王录 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 张宏祥 (54) 发明名称 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水及其使用方法 (57) 摘要 本发明公开了一种喷墨打印用。
2、红色陶瓷墨 水， 由可溶性金属配合物和有机溶剂组成， 该陶瓷 墨水中可溶性金属配合物的质量百分比含量为墨 水总质量的 30-60wt% ； 所述可溶性金属配合物为 羧酸金属盐， 所述有机溶剂为正癸烷、 硅酸乙酯、 乙酸乙酯、 异丙醇、 正己烷、 邻二甲苯其中的一种 或者任意多种的任意任意比例的混合。该陶瓷墨 水使用方法为涂覆于经 300加热过的施有透明 釉的陶瓷坯体表面， 经过 900-1200煅烧， 保温 1-3 小时。本发明的陶瓷墨水为均一相， 不沉降， 不会阻塞打印机喷嘴或者对其造成磨损， 效果优 良、 环境友好、 生产成本低、 便于推广应用， 具有很 好的装饰效果。 (51)Int.C。
3、l. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 由可溶性金属配合物和有机溶剂组成， 该陶瓷墨水 中金属配合物的质量百分比含量为墨水总质量的 30-60wt% ； 所述可溶性金属配合物为羧 酸金属盐， 所述的有机溶剂为长链饱和烃， 不饱和烃， 芳香族烃， 环状饱和烃， 脂类， 醇类， 其 中的一种或者任意多种的任意比例的混合。 2. 根据权利要求 1 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 其特征在于， 所述金属配合物为 羧酸锡、 羧酸铬。 3. 根据权利要求 1。
4、 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 其特征在于， 所述金属配合物为 二月桂酸二丁基锡， 异辛酸铬。 4. 根据权利要求 1 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 其特征在于， 所述有机溶剂为正 癸烷、 硅酸乙酯、 乙酸乙酯、 异丙醇、 正己烷、 邻二甲苯其中的一种或者任意多种的任意任意 比例的混合。 5. 根据权利要求 1 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 其特征在于， 所述红色陶瓷墨水 粘度为 5-50 厘泊， 表面张力为 20-45 毫牛 / 米， 密度为 0.5-2.5 克 / 毫升。 6. 根据权利要求 1 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法， 具有如下步骤 ： （1） 在现有透明釉料中外加。
5、 5.0wt% 氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到陶瓷坯体表面 （2） 将步骤 （1） 施釉后的陶瓷坯体加热至 300 （3） 将包含可溶性的金属配合物的红色陶瓷墨水涂覆到步骤 （2） 加热后的覆有透明釉 料的陶瓷坯体表面 ； （4） 将步骤 （3） 的陶瓷坯体置于窑炉中， 煅烧至 900-1200， 保温 1-3 小时。 7. 据权利要求 5 的一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法， 其特征在于， 所述步骤 （4） 优选的煅烧温度为 1140。 权 利 要 求 书 CN 103045003 A 2 1/4 页 3 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水及其使用方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于陶。
6、瓷表面装饰的墨水， 特别涉及一种用于陶瓷装饰的喷墨打 印用墨水以及使用该墨水对施有透明釉的未烧成陶瓷坯体进行装饰的方法。 背景技术 0002 随着市场经济和计算机技术的发展， 现有的传统陶瓷的装饰手段已不能满足市场 的需要。计算机现代化设计手段的引入， 是今后陶瓷产品设计发展方向的必然趋势。目前， 用于无模成型的新工艺-喷墨打印技术正成为世界范围的研究热点,与之配套的各种陶瓷 墨水也纷纷亮相。喷墨打印法是一种极具潜力的装饰技术， 该法是将陶瓷表面装饰墨水所 用着色剂制成多色墨水， 通过计算机控制的打印机将其直接打印到陶瓷表面进行装饰。 0003 近几年 , 国内已有单位从事喷墨打印用陶瓷墨水的。
7、研究与开发 ,， 发表了一些研 究论文， 主要研究单位与代表性的相关论文有 : 天津大学的 “Sol-Gel 法制备连续式喷墨打 印用彩色陶瓷墨水的理化性能” 、“反相微乳液法制备高浓度 ZrO2陶瓷墨水” 、“BaTiO3陶瓷 墨水的制备与性能” ； 南昌航空工业学院的 “喷打用蓝色及红色陶瓷表面装饰墨水的制备与 性能” ； 陕西科技大学的 “反相微乳液法制备陶瓷装饰用彩喷墨水” 等。 0004 国外陶瓷墨水的研究起始较早， 2000 年世界第一台工业使用的陶瓷装饰喷墨打印 机问世， 打印机是由美国 FERRO 公司开发的 Karejet 系统， 墨水也是由 FERRO 公司与赛尔公 司联合。
8、研制的陶瓷墨水。Airey 等的美国专利 5407474 号公开了一种包含固体无机颜料的 油墨， 这种油墨可以利用喷墨打印机应用到高温物品上， 但是由于无机固体与悬浮无机固 体的溶液之间的密度差别大， 所以这种基于悬浮在溶液中的固体的油墨是不稳定的。 0005 2000 年 1 月 7 日， FERRO 公司向美国专利商标局提交了一份名为 用于陶瓷釉面 砖 （瓦） 和表面的彩色喷墨印刷的独特的油墨和油墨组合 的专利， 该专利阐述了一种新的 陶瓷墨水的制作方法技术， 即将着色剂做成有机相并溶解在有机溶剂中， 该发明为陶瓷喷 墨打印技术奠定了良好基础。但该专利所涉及的墨水生产成本较高， 如红色主要。
9、用到了含 金的金属配合物， 这些金属配合物一般价格较为昂贵， 每克动辄上千元， 不适宜推广应用。 0006 现在已有的众多文献对陶瓷墨水的制备方法所进行的研究， 着重解决的是陶瓷墨 水的分散性和稳定性问题。但是综合国内外研究现状来看， 目前已公开发表的陶瓷墨水制 备方法仍集中于分散法、 溶胶凝胶法和反相乳相法， 且所用直接原材料多为金属氧化物， 并 且以上三种生产方法中， 溶胶 - 凝胶法由于制造工艺方法复杂、 原料昂贵、 溶胶不稳定而受 到限制， 反相乳相法由于制得的墨水固相含量低， 也有许多技术问题待解决， 分散法的问题 在于颜料颗粒度较大， 易团聚并且会阻塞或磨损打印机喷嘴。 发明内容 。
10、0007 本发明的目的， 是为解决陶瓷墨水的稳定性、 分散性以及陶瓷墨水由于色料颗粒 度大所造成的打印机喷嘴阻塞和磨损的问题， 提供一种效果优良、 环境友好、 生产成本低、 便于推广应用的喷墨打印用的红色陶瓷墨水。 说 明 书 CN 103045003 A 3 2/4 页 4 0008 为实现上述目的， 本发明提供的技术方案为 ： 0009 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水， 由可溶性金属配合物和有机溶剂组成， 该陶瓷墨 水中金属配合物的质量百分比含量为墨水总质量的 30-60wt% ； 所述可溶性金属配合物为 羧酸金属盐， 所述的有机溶剂为长链饱和烃， 不饱和烃， 芳香族烃， 环状饱和烃， 脂类，。
11、 醇类 的其中一种或者任意多种的任意比例的混合。 0010 所述金属配合物为羧酸锡、 羧酸铬。 0011 所述金属配合物为二月桂酸二丁基锡， 异辛酸铬。 0012 所述有机溶剂为正癸烷、 硅酸乙酯、 乙酸乙酯、 异丙醇、 正己烷、 邻二甲苯其中的一 种或者任意多种的任意任意比例的混合。 0013 所述红色陶瓷墨水粘度为5-50厘泊， 表面张力为20-45毫牛/米， 密度为0.5-2.5 克 / 毫升。 0014 一种喷墨打印用红色陶瓷墨水的使用方法， 具有如下步骤 ： 0015 （1） 在现有透明釉料中外加 5.0wt% 氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到陶瓷坯体表面 0016 （2） 将步骤 。
12、（1） 施釉后的陶瓷坯体加热至 300 0017 （3） 将包含可溶性的金属配合物的红色陶瓷墨水涂覆到步骤 （2） 加热后的覆有透 明釉料的陶瓷坯体表面 ； 0018 （4） 将步骤 （3） 的陶瓷坯体置于窑炉中， 煅烧至 900-1200， 保温 1-3 小时。 0019 所述步骤 （4） 优选的煅烧温度为 1140。 0020 本发明的有益效果是， 提供了一种效果优良、 环境友好、 生产成本低、 便于推广应 用的喷墨打印用的红色陶瓷墨水， 该红色陶瓷墨水为均一相， 不沉降， 不会阻塞打印机喷嘴 或者对其造成磨损， 对施有透明釉的陶瓷表面具有很好的装饰效果。 具体实施方式 0021 本发明通。
13、过喷墨打印装置， 将该红色陶瓷墨水打印在涂覆有透明釉的未烧成的陶 瓷坯体表面上， 然后进炉煅烧至 1000以上， 并保温 1 到 3 个小时。在这个过程中， 墨水中 所包含的金属配合物中的有机键断裂， 并且随着温度升高， 其中所含碳、 氢元素被烧掉， 只 剩下金属氧化物氧化锡以及氧化铬。 氧化锡及氧化钴同涂覆于陶瓷表面的透明釉料中的氧 化物 （二氧化硅， 氧化钙等） 通过一系列物理化学变化， 显现出较好的黑色。 0022 下面通过具体实施例对本发明作进一步描述。 0023 实施例 1 0024 参照表1所示的配方(表中数值均为质量比， 即实施例1为二月桂酸二丁基锡 ： 异 辛酸铬 ： 硅酸乙酯。
14、 ： 正癸烷的质量比 16 1 10 7)， 配制实施例 1 的红色陶瓷墨水， 墨水外观呈绿色透明溶液 ； 在现有透明釉料中外加 5.0wt氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到 陶瓷坯体表面 ； 通过喷墨打印机， 在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印， 然后进 炉煅烧至 1140， 保温 3 小时， 待冷却后检测发色效果， 检测结果详见表 2。 0025 实施例 2 0026 参照表 1 所示的配方 ( 表中数值均为质量比 )， 配制实施例 2 的红色陶瓷墨水， 墨 水外观呈绿色透明溶液 ； 在现有透明釉料中外加 5.0wt氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到陶 瓷坯体表面 ； 通过喷墨打印机，。
15、 在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印， 然后进炉 说 明 书 CN 103045003 A 4 3/4 页 5 煅烧至 1140， 保温 3 小时， 待冷却后检测发色效果， 检测结果详见表 2。 0027 实施例 3 0028 参照表 1 所示的配方 ( 表中数值均为质量比 )， 配制实施例 3 的红色陶瓷墨水， 墨 水外观呈绿色透明溶液 ； 在现有透明釉料中外加 5.0wt氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到陶 瓷坯体表面 ； 通过喷墨打印机， 在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印， 然后进炉 煅烧至 1140， 保温 3 小时， 待冷却后检测发色效果， 检测结果详见表 2。 00。
16、29 实施例 4 0030 参照表 1 所示的配方 ( 表中数值均为质量比 )， 配制实施例 4 的红色陶瓷墨水， 墨 水外观呈绿色透明溶液 ； 在现有透明釉料中外加 5.0wt氧化钙， 搅拌均匀， 然后涂覆到陶 瓷坯体表面 ； 通过喷墨打印机， 在涂覆有透明釉料的未烧成陶瓷表面上进行打印， 然后进炉 煅烧至 1140， 保温 3 小时， 待冷却后检测发色效果， 检测结果详见表 2。 0031 表 1 0032 0033 表 2 0034 实施例 1实施例 2实施例 3实施例 4 L*64.559.665.661.9 a*38.637.739.338.0 b*7.812.77.27.7 打印流。
17、畅性流畅流畅流畅流畅 耐摩擦性能无摩擦痕迹无摩擦痕迹无摩擦痕迹无摩擦痕迹 打印性能好好好好 0035 0036 从表 2 中看出， 本发明的产品打印性能较好， 显色效果好。 0037 在不偏离本发明的主体原则下， 本领域的技术人员易于对本发明作出其他的更改 或者变化， 比如使用其他的羧酸锡或者羧酸铬， 或更改墨水中羧酸锡或羧酸铬的重量比， 或 更改墨水所使用的具体溶剂或助剂等等， 因此， 本发明并不限于上述实施例， 本领域技术人 说 明 书 CN 103045003 A 5 4/4 页 6 员根据本发明的揭示而不必经过创造性的劳动， 对于本发明做出的改进和修改都应该在本 发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103045003 A 6 。