劉學(xué)斌 盛正強(qiáng) 古戰(zhàn)文 劉任松 李小女

摘 要：陶瓷配飾磚是現(xiàn)代裝修中不可或缺的裝飾材料，目前，常見(jiàn)的生產(chǎn)方法是把不同色的成品磚水刀切割后按照預(yù)先設(shè)計(jì)圖案進(jìn)行圖案拼接，其切割量大、拼接復(fù)雜、效率低。本文通過(guò)在已燒成瓷質(zhì)磚表面印刷底釉層，然后在釉層表面噴墨打印裝飾圖案，經(jīng)二次干粒布料、定位電鍍、燒成、拋光、磨邊等工藝，制得一種裝飾效果較理想的陶瓷配飾磚。

關(guān)鍵詞： 陶瓷配飾磚；底釉；噴墨打印；二次干粒布料；定位電鍍

1 引言

傳統(tǒng)配飾磚大多是在陶瓷成品磚表面通過(guò)貼花、堆干粒、手繪等裝飾并在較低溫度下燒制而成。近年來(lái)，配飾磚應(yīng)用已擴(kuò)展到地面裝飾，主要是以陶瓷磚為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過(guò)水刀切割、拼接，組合成較大面積的拼花圖案，用于酒店大堂、大廳等高級(jí)建筑地面裝飾。隨著陶瓷磚產(chǎn)量的增加及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，配飾磚的需求量也在增加，一些以石材、玻璃、樹(shù)脂、金屬為基礎(chǔ)材料的配飾磚也不斷涌入陶瓷磚配飾領(lǐng)域[1～2]。

隨著陶瓷行業(yè)新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)，研究以陶瓷磚為基礎(chǔ)的配飾磚，避免了因材料性能不同而導(dǎo)致的裝修質(zhì)量問(wèn)題和售后服務(wù)帶來(lái)的尷尬。為此，提高配飾磚產(chǎn)品裝飾效果和產(chǎn)量規(guī)模，成為建筑陶瓷行業(yè)的新課題。

近年來(lái)，瓷磚的3D數(shù)碼噴墨裝飾技術(shù)，被越來(lái)a越多的陶瓷生產(chǎn)企業(yè)所采用，噴墨工藝能夠?qū)崿F(xiàn)凹凸浮雕面上的打印，為配飾磚的生產(chǎn)提供了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備保障，對(duì)配飾磚生產(chǎn)工藝中的創(chuàng)新、增加配飾磚產(chǎn)量及配套效果具有重要的意義。

本文將多色系、多組合的水刀切割拼花設(shè)計(jì)圖案，通過(guò)在已燒成陶瓷磚表面印刷底釉、噴墨裝飾圖案、二次干法施釉、燒成、定位電鍍、燒成、拋光等工藝實(shí)現(xiàn)陶瓷配飾磚的生產(chǎn)。并且申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利“陶瓷配飾磚的制造工藝及通過(guò)該工藝制成的陶瓷配飾磚”[3]，拓展了噴墨技術(shù)的應(yīng)用范圍，搭建了陶瓷配飾磚生產(chǎn)的工藝平臺(tái)，解決了配飾磚在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一系列質(zhì)量與技術(shù)問(wèn)題，創(chuàng)新了配飾磚規(guī)?；a(chǎn)新工藝，為陶瓷磚產(chǎn)品的配套發(fā)展奠定了工藝技術(shù)基礎(chǔ)。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

2.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)主要原材料有：

（1） 基礎(chǔ)磚：已燒成瓷質(zhì)磚；

（2） 底釉，其化學(xué)組成為：SiO2，60%～70%；Al2O3，5%～8%；B2O3，3%～7%；CaO，3%～9%；BaO，2%～8%；K2O+Na2O，3%～12%；

（3） 透明干粒：平均粒徑60～100目。

2.2 試驗(yàn)工藝

本試驗(yàn)工藝主要包括：（1）在已燒成瓷質(zhì)磚表面印刷底釉；（2）在底釉層上噴墨打印裝飾圖案；（3）在裝飾圖案層表面兩次布透明干粒、燒成，形成玻璃層凹槽；（4）在凹槽處定位電鍍金屬色、燒成；（5）對(duì)燒成后的制品進(jìn)行拋光、磨邊處理，制成陶瓷配飾磚。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 工藝路線的選擇

本文最初以一次燒成工藝進(jìn)行試驗(yàn)，由于產(chǎn)品收縮及燒成尺寸偏差，配飾磚始終得不到精準(zhǔn)的對(duì)位，同時(shí)墨水高溫呈色能力弱。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究，決定采用已燒成的瓷質(zhì)磚作為基礎(chǔ)磚進(jìn)行試驗(yàn)，工藝路線為：瓷質(zhì)基礎(chǔ)磚→80目印刷底釉→噴墨裝飾→干法施釉→低溫?zé)伞ㄎ浑婂?、燒成→拋光、磨邊→干燥→包裝入庫(kù)。

3.1.1基礎(chǔ)磚的選擇

選用公司生產(chǎn)的炻瓷質(zhì)有釉白磚和瓷質(zhì)有釉白磚作為基礎(chǔ)磚進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如表1所示。

從表1中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，方案6采用瓷質(zhì)有釉白磚作為基礎(chǔ)磚，通過(guò)干燥、噴釉、噴墨、燒成，能得到較好的裝飾效果。

3.1.2底釉施釉方式的選擇

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，我們對(duì)施釉方式進(jìn)行優(yōu)化，采用印刷底釉的方式替代噴釉，這樣可以減少施釉水分的帶入，省去噴墨前的干燥環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在成品磚上施底釉后直接噴墨裝飾。試驗(yàn)方案及結(jié)果如表2所示。

3.2 底釉配方的研究

本文陶瓷配飾磚的底釉應(yīng)能夠承載噴墨打印、絲網(wǎng)印刷、干法施釉多種裝飾技法的實(shí)施，并且有助于墨水的發(fā)色，滿(mǎn)足坯釉匹配性能，燒失量要小，與釉面裝飾用的干粒有較好的匹配性能，不易形成釉面氣孔。

3.2.1底釉配方所用原料選擇

根據(jù)上述底釉性能分析，選擇的原料需符合以下特點(diǎn)：

（1） 燒成溫度較低，揮發(fā)物盡量少，并且揮發(fā)物在干粒完全熔融之前能基本排出，以減少釉層中的氣孔；

（2） 底釉有助于噴墨墨水的發(fā)色，氧化鈣和氧化鋅的組成比例相對(duì)高。

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)中所用的釉料進(jìn)行化學(xué)分析、熔融溫度、膨脹系數(shù)以及墨水發(fā)色性能的試驗(yàn)，確定底釉用原料，其化學(xué)成份如表3所示。

3.2.2底釉對(duì)墨水呈色的影響

根據(jù)現(xiàn)有工藝條件和原料，選擇一種紋理豐富的文件圖案，不同底釉配方如表4所示，相應(yīng)的釉中彩色卡如圖1所示。

從實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，底釉配方為A、B、C、D、F對(duì)應(yīng)的釉中彩色卡在藍(lán)色、金黃、橘黃墨水中所產(chǎn)生的氣孔較少，而在黑色、棕色和粉紅色墨水中所產(chǎn)生的氣孔較多，而且氣孔較大。經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)多次不同原料的選擇與配比，發(fā)現(xiàn)E配比組合對(duì)墨水的發(fā)色最穩(wěn)定，與現(xiàn)有墨水色系能相互匹配，并優(yōu)于現(xiàn)有底釉的發(fā)色，沒(méi)有明顯封閉氣孔，達(dá)到預(yù)期效果。

3.3 釉面氣孔產(chǎn)生的原因分析

從上述一系列試驗(yàn)結(jié)果可以看出，陶瓷配飾磚生產(chǎn)工藝的選擇主要是圍繞釉層中氣孔產(chǎn)生原因進(jìn)行改善。當(dāng)氣體在釉層中未能及時(shí)排除，就會(huì)出現(xiàn)閉口或開(kāi)口氣孔；光穿過(guò)釉層，在氣孔處產(chǎn)生光線折射或反射，對(duì)釉層下部的色彩圖案產(chǎn)生影響，使圖案被類(lèi)似白色的霧層所覆蓋，使釉層呈半乳濁狀態(tài)，經(jīng)多個(gè)試樣的顯微觀察，氣孔主要來(lái)源于如下幾個(gè)方面[4～6]：

（1）所用基礎(chǔ)磚的影響

底磚為炻瓷質(zhì)時(shí)，因長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，表面的微小氣孔，特別是開(kāi)口氣孔重新吸附空氣中的水分，而在使用時(shí)未能充分干燥，這些吸附水隨著溫度的升高，水分子會(huì)由液態(tài)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)，體積迅速膨脹，沖破印刷底釉和墨水層，在底磚圖案區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)個(gè)小白色圓點(diǎn)（如圖2所示），氣孔周?chē)纳时绕渌鼌^(qū)域要深很多，形成了一個(gè)深色圓形邊緣，這是因?yàn)闅怏w沖破底釉導(dǎo)致該位置的釉層被沖開(kāi)，積聚在周邊形成小圓圈。

（2）底釉的影響

底釉中的水分和有機(jī)物，是氣孔產(chǎn)生的重要因素。在燒成升溫過(guò)程中，隨著熱量的不斷聚集，底釉中的水分逐漸從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，釉料中的有機(jī)物開(kāi)始氧化，形成CO2氣體不斷排出。這些氣體雖然可以從上方覆蓋的透明干粒的縫隙中逃逸出去，但當(dāng)?shù)子灾械乃趾陀袡C(jī)物過(guò)量、升溫速度不合理、窯爐上下溫差不匹配、干粒厚度過(guò)大時(shí)，這些氣體來(lái)不及完全排出，被永久地封閉在透明釉層中（如圖3所示），形成氣孔。

（3）透明干粒的影響

透明干粒布施參數(shù)不當(dāng)也會(huì)造成釉層中的封閉氣孔，這些氣孔往往呈現(xiàn)不規(guī)則外形；當(dāng)干粒的粉體流動(dòng)性不好、顆粒松散、顆粒間存在較多間隙時(shí)，在燒成過(guò)程中，隨溫度的升高，熱量的聚集，加之磚體較厚傳熱慢，底釉中的水分、氣體及干粒中所帶入的氣體來(lái)不及排出，而表面干粒已經(jīng)形成液相，靠近基礎(chǔ)磚內(nèi)部的底釉層氣體未能沖破干粒表面液相層，從而形成了不規(guī)則的氣孔。從圖4、圖5側(cè)面顯微圖可以清晰地看到，釉中所封閉的氣體多在底磚表面的底釉層產(chǎn)生。

4 結(jié)論

（1）選擇吸水率小的瓷質(zhì)有釉白磚作為基礎(chǔ)磚，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，減少釉面氣孔的產(chǎn)生。

（2）底釉配方、干粒性能、干粒布施工藝及燒成制度等對(duì)釉面氣孔的產(chǎn)生有重要影響。

（3）通過(guò)底釉配方的研制，滿(mǎn)足了坯釉匹配性能，提高了墨水發(fā)色能力，使深色、艷色墨水發(fā)色能力強(qiáng)、色域廣，給產(chǎn)品花色開(kāi)發(fā)提供了保障。

（4）選用絲網(wǎng)印刷底釉替代淋、噴底釉的工藝，解決了底磚表面施釉技術(shù)關(guān)鍵，降低了施釉水分，減少了生產(chǎn)線改造費(fèi)用，縮短了成果轉(zhuǎn)化周期。

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