数码喷印负离子花纸及其制备方法、贴花负离子陶瓷制品与流程

本发明属于陶瓷装饰花纸，具体涉及一种数码喷印负离子花纸及其制备方法、贴花负离子陶瓷制品。

背景技术：

1、负离子陶瓷制品是一种能够诱生空气负离子功能的产品。目前，其制备方法主要是通过在陶瓷坯体表面施加具有负离子功能的陶瓷釉料，经高温烧成而制得。采用传统的淋釉或喷釉的工艺进行生产加工，其生产过程中存在较大的釉料浪费，并污染生产环境，且生产工艺复杂，可控性较低，无法满足大规模生产的需求。

2、负离子数码墨水可有效解决传统施釉方式存在的弊端，目前常用的方式为喷墨打印于陶瓷制品表面。对于非抛光类陶瓷制品，在使用一段时间后，其表面具有负离子释放功能的材料则因磨损而逐渐失去诱导空气产生负离子的作用。对于抛光类陶瓷制品，因在产品烧成后需对其表面进行抛光处理，抛光过程中，大部分具有负离子释放功能的材料也会抛光殆尽，负离子功能大大降低。因此，现有的负离子陶瓷墨水的应用范围仅限于非抛光类的陶瓷制品。同时，目前常用的负离子材料的耐高温性能差，经高温烧成后，负离子功能损失较大，无法充分发挥材料的负离子功能，而添加过量的负离子材料不仅增加成本，且存在辐射超标的风险。

3、陶瓷花纸是指在陶瓷(或瓷坯)表面贴上印刷好的陶瓷专用花纸，陶瓷花纸一般仅需在较低的温度进行烘烤即可附着于陶瓷表面。因此，如将负离子数码墨水喷墨打印于陶瓷花纸中，则可避免高温烧成，以降低负离子材料在高温下的损耗。但如若将普通负离子陶瓷墨水直接涂覆在花纸上，因负离子材料具有压电及热电效应，使其与花纸的基层及面层材料结合性能差，从而导致制备的负离子功能花纸易开裂、剥落，耐久性较差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种数码喷印负离子花纸及其制备方法、贴花负离子陶瓷制品，该数码喷印负离子花纸通过对负离子功能墨水进行改性，使其与油墨吸附层和封面油层结合性能良好，在不影响负离子功能的前提下，可有效解决花纸开裂、剥落的质量问题；同时，通过设置花纸特定的层结构，并选择合适的原料与配比，使之相互作用，共同解决花纸转印质量的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种数码喷印负离子花纸，由下至上依次包括基纸、水溶性胶层、油墨吸附层、负离子油墨层和封面油层；所述负离子油墨层由负离子墨水喷墨打印而成，所述负离子墨水中含有负离子材料和离子抑制剂，所述负离子材料包括电气石，所述离子抑制剂包括有机硅树脂。

3、具体地，本发明数码喷印负离子花纸的功能层为负离子油墨层，其由负离子墨水喷墨打印而成，并以电气石为负离子材料。由于电气石同时具有压电效应和热电效应，当周围环境发生变化，尤其是温度或压力改变时，电气石晶格内晶键将发生扭转，电子发生转移，使得电气石一端带正电，另一端带负电。且电气石这种电效应会随着其粉体粒径的减小而呈增强的趋势，制备成的负离子墨水在喷墨打印后因温度从恒温墨盒(温度约40℃)迅速降低至室温，温度变化剧烈，其电效应加剧墨水的固体团聚，易造成喷头堵塞，同时随着负离子墨水中溶剂挥发，喷墨打印的墨水将出现严重的橘点，橘点颗粒的堆积则直接影响花纸烤花的效果。同时，喷墨打印制备好的负离子功能花纸在存放过程中因外界温度变化，晶格的电效应也会逐步增加，使得与负离子油墨层直接接触的油墨吸附层和封面油层中的高分子聚合物大分子团的氢键断裂，导致其性能下降以及脆化，具体表现为：油墨吸附层的催化以及封面油层的开裂。本发明通过在负离子墨水中添加有机硅树脂作为离子抑制剂，一方面利用有机硅树脂的电绝缘性能，以阻绝电气石表面两端极化电荷的聚集，降低负离子墨水中电气石的电效应，提高烤花后负离子材料转印效率，使其能在制品上均匀转印；另一方面利用有机硅树脂的憎水性能，以阻绝花纸在水转印过程中，水溶胶溶解时与水分子的电离反应，避免因生成水合羟基离子及氢氧根离子而降低墨水吸附效果，从而实现负离子油墨层与油墨吸附层和封面油层的良好结合。

4、同时，本发明数码喷印负离子花纸还在基纸与负离子油墨层之间设置水溶性胶层和油墨吸附层，其中：水溶性胶层在花纸进行水转印时，可快速与基纸进行分离，同时水溶性胶层还是隔绝油墨吸附层与基纸间第二屏障，可防止负离子墨水的下渗，提高图案的均匀性。油墨吸附层主要用于固定并快速吸附油墨层的负离子墨水，同时隔绝油墨层与水溶性胶层，防止油墨下渗，从而进一步保障了花纸图案的均匀性。此外，负离子油墨层的上方设置有封面油层，主要用于固定和保护负离子油墨层。

5、作为上述方案的进一步改进，所述有机硅树脂选自聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、甲基苯基硅树脂、甲基乙烯基硅油中的至少一种。

6、具体地，这些特定的有机硅树脂均具有良好的电绝缘性能和憎水性能，不仅可有效降低电气石的电效应，还可阻绝电气石对水的电离反应，从而提高花纸的质量，以及负离子油墨层与油墨吸附层和封面油层的结合性能。

7、作为上述方案的进一步改进，所述负离子墨水中还含有能量激发材料、快干溶剂和分散剂；所述负离子墨水的原料组分，按重量份计包括：

8、

9、具体地，能量激发材料可通过辐射激发可将电气石晶体两端的电势能提高，进而提高电气石释放负离子的功能。快干溶剂是指沸点较低，挥发性较强的溶剂，选择快干溶剂可在负离子墨水在经高速打印后快速挥发，有利于减少溶剂对墨水的影响。各原料在特定的配比下相互作用，可在保障花纸负离子功能的前提下，各结构层结合良好，且图案均匀完整。

10、优选的，所述能量激发材料选自氧化钍、氧化铈、氧化钕中的至少一种。

11、优选的，所述快干溶剂选自乙二醇、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丙醚、丙酸正丙酯中的至少一种。

12、优选的，所述分散剂选自乙二醇、丙酮、甘油中的至少一种。

13、作为上述方案的进一步改进，所述油墨吸附层由吸附浆料涂布而成，所述吸附浆料的原料组分，按重量份计包括：

14、

15、具体地，本发明的油墨吸附层是以共聚单体为主要制备原料制备而成的具有一定粘性的涂层，在仅靠油墨重力的作用下即可形成牢固的粘结力，保障了油墨吸附层对负离子油墨层的吸附与固定作用。同时添加乳化剂和引发剂，其中：乳化剂类能够降低负离子墨水的界面自由能，使其形成稳固的界面膜，因此，在负离子墨水中的溶剂挥发过程中，布朗运动的墨水液滴不易聚结，同时又能够保持负离子墨水在油墨吸附层上的均匀附着，避免后期在烤花过程中因墨水厚度不一造成的裂纹。

16、优选的，所述共聚单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、偏氯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羟丙酯、n-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。

17、优选的，所述乳化剂选自tx-10。

18、优选的，所述引发剂选自过硫酸盐、过氧化氢、水溶偶氮引发剂中的至少一种。

19、优选的，所述水为去离子水。

20、作为上述方案的进一步改进，所述水溶性胶层由水溶性胶涂布而成，所述水溶性胶包括明胶、阿拉伯胶、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、淀粉中的至少一种。

21、优选的，所述封面油层由封面油喷涂而成，所述封面油采用普通陶瓷花纸专用封面油即可。

22、优选的，所述基纸为道林纸，道林纸具有良好的吸水性、且遇水后不会发生伸缩褶皱的其厚度为120-150g/m2。

23、本发明的第二方面提供了一种数码喷印负离子花纸的制备方法，所述制备方法用于制备本发明第一方面所述的数码喷印负离子花纸，包括以下步骤：

24、先将水溶性胶和制备油墨吸附层的原料(吸附浆料)先后涂布于基纸上，形成水溶性胶层和油墨吸附层；然后喷墨打印负离子墨水，形成负离子油墨层；再喷涂封面油，形成封面油层；最后进行干燥，得所述数码喷印负离子花纸。

25、优选的，所述水溶性胶层和油墨吸附层的厚度均为5-15μm。

26、优选的，所述干燥的温度为75-85℃，干燥的时间为10-15分钟。

27、优选的，所述封面油层的厚度为20-30μm，一定厚度的封面油层在转印过程中(尤其是刮平时)可保持一定的强度，避免开裂。同时，在后期烤花过程中能够有效承托负离子油墨层，避免其剥落，加之油墨吸附层的高粘结性，本发明的数码喷印负离子花纸可满足大规格尺寸(长×宽＝1600mm×3200mm及以上)的要求。

28、本发明的第三方面提供了一种贴花负离子陶瓷制品，包括陶瓷基体和负离子功能层，所述负离子功能层由本发明第一方面所述的数码喷印负离子花纸烤花而成。

29、本发明的第四方面提供了一种贴花负离子陶瓷制品的制备方法，所述制备方法用于制备本发明第三方面所述的贴花负离子陶瓷制品，包括以下步骤：

30、将数码喷印负离子花纸浸泡于水中，使基纸分离出来；然后将分离后的数码喷印负离子花纸贴于陶瓷基体表面，刮平后进行烤花，得所述贴花负离子陶瓷制品。

31、优选的，所述烤花的温度为600-900℃，时间为4-7小时。封面油层在烤花的过程中，将被烧除，并不影响负离子油墨层的烧结。

32、优选的，所述浸泡的时间为3-6分钟。所述刮平是指采用橡胶刮板将花纸中的气泡、褶皱和水份刮除。

33、本发明的上述技术方案相对于现有技术，至少具有如下技术效果或优点：

34、(1)本发明数码喷印负离子花纸的负离子油墨层设置于油墨吸附层和封面油层之间，且负离子墨水以电气石为负离子材料，为克服电气石表面的电效应而引起的对花纸图案的影响以及油墨吸附层和封面油层结构的破坏，本发明在负离子墨水中添加特定有机硅树脂作为离子抑制剂，一方面利用有机硅树脂的电绝缘性能，以阻绝电气石表面两端极化电荷的聚集，降低负离子墨水中电气石的电效应；另一方面利用有机硅树脂的憎水性能，以阻绝花纸在水转印过程中，水溶胶溶解时与水分子的电离反应，避免因生成水合羟基离子及氢氧根离子而降低墨水吸附效果，从而保障花纸图案的均匀性，并实现负离子油墨层与油墨吸附层和封面油层的良好结合。

35、(2)本发明数码喷印负离子花纸在基纸与负离子油墨层之间设置水溶性胶层和油墨吸附层，油墨吸附层可快速固定和吸附油墨，保障花纸图案的均匀性；水溶性胶层在水转印时，可快速的与基纸剥离，并起到了隔绝油墨层与基纸的第二屏障，可防止油墨的下渗，进一步提高图案的均匀性；各层间相互作用，可有效保障花纸转印的质量。