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答:建材行業(yè)在“十二五”規(guī)劃的大背景下,其產(chǎn)業(yè)架構(gòu)也從傳統(tǒng)高能耗產(chǎn)品向新興低能耗產(chǎn)品轉(zhuǎn)變,新型的綠色環(huán)保建材制品——陶板在這個(gè)大背景之下也孕育而生。陶板具有隔音降噪、隔熱保溫的功效,且陶板產(chǎn)品還具有綠色環(huán)保、無輻射、色彩種類豐富、色調(diào)溫和等優(yōu)點(diǎn)。但陶板在生產(chǎn)以及陶板樣板制作過程容易產(chǎn)生缺陷,現(xiàn)將出現(xiàn)的問題做一介紹,并提出合理的解決方法。
1.1 刀彎(南彎北彎)
產(chǎn)生刀彎的主要原因是:成形機(jī)出泥口兩側(cè)出泥速度不一致;坯體在自然干燥受風(fēng)的影響可能導(dǎo)致坯體兩邊的干燥速度不一致;坯體在干燥窯中兩側(cè)加熱干燥受熱不均勻。
解決方法:通常是在成形階段使用調(diào)節(jié)絲杠和壓泥塊調(diào)節(jié)出泥速度,使成形機(jī)出泥口的出泥速度保持一致;在多風(fēng)的季節(jié)適當(dāng)關(guān)閉成形處窗戶,降低空氣對流的速度;干燥窯的熱風(fēng)通過調(diào)節(jié)盡可能的垂直均勻地對坯體進(jìn)行加熱。
1.2 翹頭
翹頭缺陷類似于刀彎,其產(chǎn)生的主要原因是:成形機(jī)出泥口上、下出泥速度不一致,出泥速度慢的部位收縮大,使得制品向收縮大的方向彎曲;而窯爐內(nèi)的上、下溫差較大也會產(chǎn)生翹頭缺陷。
解決方法:對窯爐的溫度進(jìn)行監(jiān)控測量,及時(shí)調(diào)整窯溫以避免翹頭缺陷產(chǎn)生。
1.3 端裂
產(chǎn)生端裂的主要原因是:出泥口局部的出泥速度與周圍部位出泥速度不一致,出泥速度快不僅會發(fā)生端裂還會使陶板表面產(chǎn)生凸痕;反之,出泥速度慢會發(fā)生端裂且會使陶板表面產(chǎn)生凹痕。陶板端裂經(jīng)常出現(xiàn)在陶板的T形槽處,而泥料的塑性較差時(shí)也容易出現(xiàn)端裂缺陷。
解決方法:需對模具上的壓泥塊進(jìn)行調(diào)整,最好能夠有一組壓泥塊單獨(dú)管理T形槽處的出泥速度;適當(dāng)增強(qiáng)泥料的塑性。
1.4 “S”形彎曲現(xiàn)象
產(chǎn)生“S”形彎曲的主要原因是:泥料的可塑性較差,且泥料在出泥口的出泥速度不一致,導(dǎo)致泥料離開出泥口時(shí)難以提供抵消板在輥臺上滾動產(chǎn)生的阻力;但為什么生產(chǎn)一段時(shí)間以后“S”形彎曲會得到一定的改善呢?這是因?yàn)殡S著生產(chǎn)的進(jìn)行,泥料的陳腐時(shí)間增加,泥料中的水分分散均勻,泥料的可塑性增強(qiáng)。
解決方法:在正常生產(chǎn)中泥料容易出現(xiàn)“S”形彎曲缺陷,而一味的加入強(qiáng)可塑形泥料并不是最好的解決辦法。因?yàn)閺?qiáng)可塑性泥料的加入量過大,會導(dǎo)致擠出成形機(jī)的負(fù)荷量增大,還有可能導(dǎo)致成形機(jī)不能正常工作,正確的方法是延長泥料的陳腐時(shí)間。
1.5 橫裂
產(chǎn)生橫裂的主要原因是:配方瘠性料過多,塑性不達(dá)標(biāo),泥料制備過程中硬度太高,坯體干燥速率不一致,或者是干燥窯熱風(fēng)斜吹到制品側(cè)面,都可能導(dǎo)致坯體引發(fā)橫裂。
解決方法:在應(yīng)力未達(dá)到使制品引起明顯橫裂缺陷時(shí),應(yīng)用煤油涂刷制品兩側(cè)觀察其是否發(fā)生暗裂(暗裂類似于橫裂,其程度還未達(dá)到制品表面裂開,但對制品同樣是毀滅性的破壞),并控制泥料的硬度。
1.6 制品表面缺陷
產(chǎn)生面狀缺陷的主要原因是:成形口的材質(zhì)一般為鑄鐵,隨著泥料不斷從成形口出來,泥料中的硬質(zhì)料對成形口的相對運(yùn)動容易使成形口被刮傷,進(jìn)而制品表面出現(xiàn)戲溝、小印缺陷。
解決方法:應(yīng)該首先檢查模具的成形口是否光滑,反之,應(yīng)關(guān)閉成形機(jī),卸下模具成形口,經(jīng)打磨、平整處理后再開機(jī)生產(chǎn);而將成形口進(jìn)行打磨處理后有時(shí)還會出現(xiàn)細(xì)溝、小印,這時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察細(xì)溝是否是調(diào)節(jié)絲杠底部有尖角而劃傷。如果是調(diào)節(jié)絲杠問題引起的,卸下模具成形口,用泥料將其磨平或者換掉出現(xiàn)細(xì)溝處的調(diào)節(jié)絲杠;如果不是就應(yīng)先將成形口的泥料清理干凈后,用手摸一下,判斷成形口與模具口是否是配套,不配套則容易在成形口與模具口的夾縫處積累泥料,且模具口溫度較高,積累的泥料容易干硬,從而引起細(xì)溝、小印缺陷,只有更換與模具口相配套的成形口進(jìn)行生產(chǎn)。
1.7 色差
產(chǎn)生色差的主要原因有:原料攪拌時(shí)間不夠長、攪拌方式方法不正確、配料失誤、原料污染、原料或者配料的批次產(chǎn)生變化、燒成制度不當(dāng)、陳腐時(shí)間過短等均對陶板呈色有一定影響(在此主要針對北方工廠冬季生產(chǎn)引起的色差缺陷進(jìn)行討論分析)。眾所周知,北方的冬季晝夜間溫差大,容易影響陶板生產(chǎn)的燒成制度,使得陶板產(chǎn)生色差。用鐵紅色料著色的紅色色系陶板最為明顯,紅色色系陶板一般夜間生產(chǎn)的板顏色較白天生產(chǎn)的板顏色發(fā)暗;因北方冬季的夜間溫度低,導(dǎo)致夜間窯爐的煙囪抽力比白天大很多,而窯爐的窯溫不變,從而導(dǎo)致窯內(nèi)的氧化氣氛不足,氧化鐵紅色料氧化不充分(四氧化三鐵發(fā)黑色),使產(chǎn)品不能很好的呈色。
解決方法是:在夜間適當(dāng)關(guān)閉部分煙囪上的閘板,以減小煙囪的抽力,保證窯內(nèi)有足夠的氧化氣氛。
1.8 色痕、陰陽面
產(chǎn)生的主要原因是:泥料沒有混合均勻,夾雜有小色料團(tuán),色料團(tuán)在擠出口處發(fā)生破裂而導(dǎo)致產(chǎn)生色帶色痕?;炝虾蛯伜茈y將結(jié)團(tuán)的小色料團(tuán)破碎,所以色料庫房要保持干燥。在色料加入量很大時(shí)容易出現(xiàn)陰陽面缺陷,這與生產(chǎn)工藝是分不開的,因?yàn)椴捎酶墒交炝戏?,然后加水進(jìn)行塑性混合,盡管混合后的泥料進(jìn)行了短時(shí)間的陳腐和二次輥壓,但是由于色料的細(xì)度極小,這使得泥料內(nèi)部的水分含量不一致,進(jìn)而細(xì)度極小的色料分布不均,從而導(dǎo)致陰陽面的產(chǎn)生。
解決方法:延長陳腐時(shí)間,或者在原陳腐時(shí)間的基礎(chǔ)上提高陳腐倉的溫度,盡可能的讓泥料內(nèi)部的水分分布均勻。但是增加陳腐時(shí)間會增強(qiáng)泥料的可塑性,所以在確定配方可塑性時(shí)要把陳腐的影響計(jì)算在里。
1)用小型試驗(yàn)用真空擠出成形機(jī)成形大規(guī)格樣板,例如:制作30mm厚的板時(shí),由于小型擠出機(jī)的擠出力有限,泥料的可塑性和泥料的硬度過高都會影響擠出機(jī)的成形。所以使用實(shí)驗(yàn)室小型擠出機(jī)成形30mm厚的板時(shí)(確保坯體配方可成形),可塑性盡可能的調(diào)低,硬度也盡量降低,這樣有利于擠出機(jī)的擠出成形。
2)用小型試驗(yàn)用真空擠出成形機(jī)生產(chǎn)單體寬200 mm、長超過1 200mm,厚18mm的陶板樣板時(shí),最難解決的問題就是板的直度很難調(diào)整,原因是坯體的收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力要比板與輥棒之間的摩擦力大,所以板收縮不均勻?qū)е掳灏l(fā)生刀彎現(xiàn)象。
提高成形泥料的硬度,其優(yōu)點(diǎn)是:在可塑性合適時(shí)泥料的硬度越大表示泥料的含水率就越低,那么坯體的干燥收縮就小,坯體在干燥時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力就小,且高硬度泥料制作出的板的坯體強(qiáng)度高,這樣就能生產(chǎn)出長度較長的窄板。生產(chǎn)時(shí)通常采用200mm連體的模具,然后再破開,這樣可增大板和輥棒之間的摩擦力,以克服坯體收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力。
3.1 加入大量色料對坯體的影響
當(dāng)色料加入量較大時(shí),應(yīng)注意色料對坯體的影響。例如:當(dāng)黑色料的加入量較大時(shí),坯體的耐火度會下降,可塑性也會隨之下降,這樣就需要加入更多的高溫料(氧化鋁,高嶺土,水鋁石等)和強(qiáng)可塑性料(木節(jié)土,膨潤土,球土等);而鐵紅色料的加入量較大時(shí),鐵紅色料使坯體的可塑性大幅增加。出現(xiàn)這種的現(xiàn)象主要?dú)w結(jié)于色料的結(jié)構(gòu),黑色料主要是Fe-Gr-Co系尖晶石晶體,其化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定,在其加入量較大時(shí)要將其視為瘠性料,可降低泥料的可塑性;而氧化鐵紅色料則不同,三氧化二鐵與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體,在氧化鐵紅色料加入量較大時(shí)所生成的氫氧化鐵膠體也越多,進(jìn)而泥料的可塑性也會大幅度的提升。
3.2 碳酸鋇對陶板生產(chǎn)的影響
在干法混料中,碳酸鋇的加入可使溶性鹽無法排出,可溶性鹽在干燥的過程中會析出到坯體的表面,燒制完成后會在坯體表面留下一層“白霜”,而加入碳酸鋇的目的就是為了將可溶性鹽中的陰離子沉淀下來,使得制品不出現(xiàn)“泛白霜”的現(xiàn)象。
3.3 泥料塑性及硬度對陶板坯體成形的影響
真空擠出成形機(jī)所用的泥料在可塑性較差時(shí)硬度不能太低(泥料不能太軟),否則隨著機(jī)器的運(yùn)行,真空擠出成形機(jī)的真空度會下降,所以要嚴(yán)格控制二次原料制備泥料的硬度(一般為10)。如果泥料做的過軟,且出現(xiàn)了真空擠出成形機(jī)真空度下降的現(xiàn)象,可以通過加大投料量的方法來解決;但是泥料做的過軟引起的另一問題:成形的坯體強(qiáng)度太低容易在皮帶的傳輸過程中發(fā)生變形。當(dāng)泥料可塑性過高時(shí),泥料的粘性較大,真空擠出成形機(jī)由于擠出力有限,擠出的泥料難以成形;當(dāng)泥料可塑性較低時(shí),泥料粘性較低,泥料的擠出速度快,容易成形,但也容易出現(xiàn)像“S”彎、端裂、橫裂這類缺陷,所以要嚴(yán)格控制配方的可塑性及二次原料制備。
答:目前在陶瓷行業(yè),除了運(yùn)用最為廣泛的陶瓷噴墨打印技術(shù)之外,還有一些特殊產(chǎn)品采用UV噴繪技術(shù)。二者雖然都被稱為噴墨,視覺效果的差異也不容易辨別,其實(shí)卻是完全不同的工藝。其主要有以下幾方面區(qū)別:
陶瓷噴墨打印技術(shù)使用的墨水是由陶瓷色料粉體、溶劑、分散劑、結(jié)合劑表面活性劑及其他輔料構(gòu)成,為無機(jī)墨水,需要經(jīng)過1 000℃以上的高溫?zé)?。印刷的圖案屬于陶瓷產(chǎn)品的一部分,因此噴墨瓷磚具有耐磨,長期不掉色等優(yōu)點(diǎn)。
UV噴繪(紫外線固化數(shù)碼噴墨)技術(shù)使用的墨水主要成分是高分子單聚體、高分子預(yù)聚體、紫外線引發(fā)劑、少量溶劑、著色劑,其噴墨要求低粘度、高張力和良好的流動性。噴墨著色劑的粒徑小于0.3μm,粒徑分布范圍較窄。它使用的是有機(jī)墨水,在高溫下將完全變質(zhì),所以不能經(jīng)過高溫煅燒,只能在已燒成的陶瓷磚表面印刷,其顏色的持續(xù)性和附著性能都與陶瓷噴墨打印技術(shù)使用釉料墨水差距較大。因此,相比較于陶瓷噴墨打印技術(shù),UV噴繪印刷的圖案耐磨性差,一般可用指甲或硬幣刮花,易被氧化而褪色、起殼,使用噴繪加工的瓷磚屬于短期裝飾用品,根據(jù)墨水品質(zhì)不同,壽命不等。
陶瓷噴墨打印技術(shù)使用的釉料墨水顏色有限,色彩不夠鮮艷,無法呈現(xiàn)紅色、翠綠等鮮艷色彩,因而印刷效果受到影響。打印精度較低,只有360dpi、720dpi。
UV噴繪打印所用的墨水顏色豐富,色彩鮮艷。打印精度可達(dá)720dpi、1 440dpi。但具強(qiáng)烈腐蝕性,對噴頭要求較高。陶瓷噴墨打印機(jī)的噴頭一般可用于噴繪機(jī),而噴繪機(jī)噴頭通常不能用于陶瓷噴墨打印機(jī)。
陶瓷噴墨打印技術(shù)因其與陶瓷磚一起燒制而成,十分環(huán)保。
UV噴繪在使用過程中由LED燈固化后完全無毒、無氣味。但高分子單聚體或高分子預(yù)聚體在未聚合以前都有毒性及強(qiáng)烈的刺激性,因此生產(chǎn)過程中刺激氣味較大,操作人員必須做好防護(hù)工作。
兩種工藝各自優(yōu)勢不同,也決定它們的適用范圍不同。一般而言,陶瓷噴墨打印技術(shù)適用普通的微晶石、仿古磚、瓷片等;而UV噴繪主要適用于藝術(shù)裝飾類瓷磚,在一些藝術(shù)產(chǎn)品加工上更有優(yōu)勢。
本欄目責(zé)任編輯 姚 遠(yuǎn)