[發(fā)明專(zhuān)利]用于陶瓷產(chǎn)品的水凝膠注模成型方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880061625.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111107968A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 庫(kù)爾特·J·托馬斯;P·A·V·布里奇特;M·J·維羅斯;J·A·埃爾默;N·W·丹尼斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德?tīng)査y門(mén)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B28B1/00
• 分類(lèi)號(hào): B28B1/00;B28B7/42;B28B7/46;B28B11/24
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;張德斌

本披露涉及通過(guò)水凝膠注模成型來(lái)制造陶瓷產(chǎn)品。示例性陶瓷產(chǎn)品包括衛(wèi)生陶瓷，比如馬桶和水槽。該方法包括漿化步驟、混合步驟、涉及水凝膠注模成型的模制步驟、干燥步驟、上釉步驟以及燒制步驟。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2018年9月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)62/563,345和62/563,350的優(yōu)先權(quán)，這些臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的披露內(nèi)容通過(guò)援引以其全文并入本文。

背景技術(shù)和發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明總體上涉及陶瓷產(chǎn)品。更具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)水凝膠注模成型制造的陶瓷產(chǎn)品。

傳統(tǒng)的陶瓷產(chǎn)品是以粘土為主要成分制造的。粘土是一種高度易變的材料，它由一系列平板構(gòu)成并且含有大量的化學(xué)結(jié)合水。最初，粘土必須與水和其他成分混合以產(chǎn)生可模制的制劑。之后，粘土必須被干燥并且燒制以去除添加的水和天然存在于粘土中的化學(xué)結(jié)合水。粘土的板狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致初始的水吸收和隨后的水釋放是非常漫長(zhǎng)、緩慢且昂貴的過(guò)程。隨著添加的水和化學(xué)結(jié)合水的釋放，粘土還展現(xiàn)出顯著的收縮?；谒羞@些因素，制造傳統(tǒng)的陶瓷產(chǎn)品可能花費(fèi)數(shù)天或者數(shù)周，這是勞動(dòng)密集型的、昂貴的、并且是可變的。

希望提供一種用于制造陶瓷產(chǎn)品、尤其是衛(wèi)生陶瓷的更高效、更具有成本效益、更穩(wěn)健、和/或更可預(yù)測(cè)的解決方案。

根據(jù)本披露的說(shuō)明性實(shí)施例，提供了一種用于生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品的方法，該方法包括將包含液體部分的混合物引入到具有通氣口的模具中，將該混合物的該液體部分以朝向該模具的該通氣口的受控方向冷凍，以形成固體陶瓷制品，以及將該固體陶瓷制品從該模具中頂出。

在某些實(shí)施例中，該通氣口位于該模具的第二表面中，并且其中該冷凍步驟包括引導(dǎo)冷卻劑朝向與該模具的該第二表面相對(duì)的該模具的第一表面，使得該冷凍步驟的受控方向從該模具的該第一表面朝向該第二表面移動(dòng)。

在某些實(shí)施例中，該冷凍步驟包括引導(dǎo)低溫冷卻劑穿過(guò)該模具。該低溫冷卻劑可以是干冰和液氮中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，該模具是金屬的。

在某些實(shí)施例中，該冷凍步驟在30分鐘或更短時(shí)間內(nèi)發(fā)生。

在某些實(shí)施例中，該混合物包含膠體二氧化硅，并且其中該冷凍步驟包括使該混合物中的該膠體二氧化硅不穩(wěn)定，以固化該混合物。

在某些實(shí)施例中，該引入步驟包括在2psi或更小的壓力下將該混合物注入該模具中。

在某些實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在低濕度環(huán)境中將該固體陶瓷制品熱干燥。

在某些實(shí)施例中，該固體陶瓷制品在該冷凍步驟之后具有溫度梯度，該方法進(jìn)一步包括，在該冷凍步驟之后，將該固體陶瓷制品的溫度歸一化以降低該溫度梯度，在該歸一化步驟之后，將該固體陶瓷制品的該液體部分解凍，以及，在該解凍步驟之后，將該固體陶瓷制品的該液體部分蒸發(fā)。

在某些實(shí)施例中，該固體陶瓷制品是白色的，并且該方法進(jìn)一步包括用沒(méi)有著色劑的透明釉料制劑對(duì)該固體陶瓷制品上釉。該方法還包括在該上釉步驟之后，將該固體陶瓷制品燒制。

根據(jù)本披露的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例，提供了一種用于生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品的方法，該方法包括將混合物的液體部分在模具中冷凍，以形成固體陶瓷制品，在該冷凍步驟之后，將該固體陶瓷制品干燥，該干燥步驟包括歸一化階段，在該階段中，使該固體陶瓷制品達(dá)到接近該液體部分的解凍點(diǎn)的基本上均勻的溫度以及在該歸一化階段之后的解凍階段。

在某些實(shí)施例中，該干燥步驟的至少一部分是在低濕度環(huán)境中進(jìn)行的。

在某些實(shí)施例中，該冷凍步驟涉及引導(dǎo)冷卻劑從該模具的第一表面穿過(guò)該模具至第二表面，該模具的該第二表面包括通氣口。位于該模具的該第一表面附近的該固體陶瓷制品的第一部分可以比位于該模具的該第二表面附近的該固體陶瓷制品的第二部分冷。