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        數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚的研究與應(yīng)用*

        2021-06-29 09:11:52
        陶瓷 2021年5期
        關(guān)鍵詞:熔塊陶瓷磚膠水

        史 杰

        (佛山歐神諾陶瓷有限公司 廣東 佛山 528138)

        前言

        隨著陶瓷磚技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)于陶瓷磚的裝飾性能要求日益提升。對(duì)于裝飾性而言,陶瓷磚的光澤、花紋等則是主要的關(guān)注方向。然而,傳統(tǒng)拋釉磚具有釉面平整度不夠、透感較差等缺點(diǎn),無法將天然石材的細(xì)膩紋理、色彩細(xì)節(jié)完美地體現(xiàn)出來。在此背景下,“干粒”作為一種新的裝飾手段,逐漸被應(yīng)用在陶瓷磚生產(chǎn)過程中[1, 2]。

        干粒實(shí)質(zhì)上是一種特殊的熔塊,在陶瓷磚的發(fā)展過程中,干粒多次被應(yīng)用。相對(duì)普通釉面磚產(chǎn)品而言,干粒釉產(chǎn)品具有釉面透感強(qiáng)、版面圖案層次感好、色澤艷麗、鏡面度高等優(yōu)勢(shì)。如在20世紀(jì)初推出的微晶陶瓷磚,即是在素?zé)u坯上撒上一層干粒,然后二次燒成[3],微晶陶瓷磚的干粒粒徑一般在厘米級(jí)別。又如,在2015年前后推出的“糖果釉”系列瓷磚,其光澤柔和,裝飾性能突出,也具有良好的防滑效果[4],糖果釉瓷磚的干粒仍然在30~80目之間。除此之外,隨著技術(shù)的發(fā)展,干粒日益發(fā)揮了各種各樣的功能,如防滑、耐磨、增加通透感等等[5]。

        筆者以數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚為研究方向,以歐神諾卡可系列產(chǎn)品陶瓷磚為研究對(duì)象,運(yùn)用干粒材料提升了該系列產(chǎn)品的效果和質(zhì)感。干粒釉瓷磚產(chǎn)品從表面的質(zhì)感、立體感和整磚裝飾效果上,比現(xiàn)有陶瓷釉面磚更高端大氣。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 實(shí)驗(yàn)原料

        實(shí)驗(yàn)原料包括:水磨鉀鈉石粉、中溫鈉石粉、江西鈉砂、水磨鉀石粉、原礦鉀砂、水磨鈉石粉、聯(lián)盛球土、鋁礬土、白滑石、膨潤土、惠東泥,具體坯體配方礦物組成和化學(xué)組成如表1和表2所示。

        表1 坯體配方礦物組成比

        表2 坯體化學(xué)組成(質(zhì)量%)

        干粒種類包括:BRP43/P1、BRP44/P1、BRP185A、LU98/P1、LU96/P1、DMB01/P1、C1006/P1、B201/P1、DH202/P1、ER3/P1、DM902/P9、FU23/p3等,由多家原材料供應(yīng)商提供。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方案

        圖1 工藝流程圖

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

        2.1 熔塊干粒的選擇以及配比

        干粒釉瓷磚產(chǎn)品與普通有釉產(chǎn)品比較,最大的特點(diǎn)在于瓷磚表面是透明熔塊干粒。同時(shí),熔塊干粒是多種熔塊混合而成,各種熔塊的溫度、高溫粘度、光澤度都不同。正是由于這些特性,才能使干粒釉瓷磚產(chǎn)品既具有全拋釉表面晶潤光亮,又具有天然石材的質(zhì)感,還兼?zhèn)淠湍シ牢鄣奶匦?,所以,熔塊干粒的選擇和配比非常重要。

        經(jīng)過初步的試燒實(shí)驗(yàn)選擇了幾種熔塊干粒。這些干粒的配比試驗(yàn)如表3、表4所示。通過大量的前期試驗(yàn)和后續(xù)的配比試驗(yàn),13#干粒配方效果在坯釉膨脹匹配、表面釉面質(zhì)感和效果、理化性能等方面均能滿足工藝要求。

        表3 干粒配比試驗(yàn)一

        續(xù)表3

        表4 干粒配比試驗(yàn)二

        選擇合理的粒徑分布,可以使所布的干粒為致密的粒子層,這有助于成品釉層毛孔、氣泡等問題的解決。結(jié)合干粒布料設(shè)備對(duì)干粒粒徑范圍的要求(干粒粒徑在40目~150目之間),對(duì)干粒粒徑分布進(jìn)行了試驗(yàn)和控制如表5所示。根據(jù)產(chǎn)品的釉面效果,確定了最佳配方及粒徑控制。

        表5 13#干粒配方粒徑分布試驗(yàn)

        干粒釉瓷磚產(chǎn)品的裝飾效果,主要取決干粒燒成拋光后的效果。其中對(duì)干粒的燒成溫度、膨脹系數(shù)、透明度、拋后的光澤度和耐磨等性能都有嚴(yán)格要求。對(duì)多家公司提供的原料進(jìn)行對(duì)比選擇,通過實(shí)驗(yàn)尋找到了各干粒最合適的混合比例,最終確定的13#配方干粒性能如表6所示。使用該干粒,可實(shí)現(xiàn)干粒釉瓷磚產(chǎn)品所需要的立體、耐磨、晶瑩剔透的效果。

        表6 13#配方干粒性能

        2.2 二次打印及打印對(duì)位

        目前市場(chǎng)上常見的有釉陶瓷磚裝飾工藝,通常是在生坯的表面印花,然后淋、印拋釉或噴、淋布熔塊。這種工藝形成的圖案,雖在透明玻璃層的掩映下顯示出一定的立體效果,但總體還是平面圖案的效果比較突出,缺少一種似天然大理石的立體效果。本研究基于天然石材真實(shí)觸覺立體效果的表現(xiàn),在噴墨印花后增加了數(shù)字化噴墨膠水打印(二次打印)并結(jié)合干粒布料工藝,來凸顯產(chǎn)品圖案的立體效果。

        為保證數(shù)字化噴墨膠水打印的圖案能夠和色彩圖案完全配合,運(yùn)用了二次打印圖案對(duì)位技術(shù),即通過前置夾磚平臺(tái)對(duì)坯體位置的精確控制,以及設(shè)備、釉線運(yùn)行等的嚴(yán)格要求,保證了二次打印位置的穩(wěn)定與精準(zhǔn)。為滿足干粒釉瓷磚產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效果,色彩噴墨打印機(jī)與膠水干粒噴墨機(jī)前后重疊打印后,上下位置圖案偏差在1 mm以內(nèi),成品目測(cè)無明顯打印錯(cuò)位。具體措施如下:

        ①在噴墨和噴膠水設(shè)備前端安裝獨(dú)立的自動(dòng)夾磚對(duì)位平臺(tái)(見圖2),控制磚坯平行進(jìn)入打印設(shè)備平臺(tái),并避免夾磚動(dòng)作對(duì)釉線或打印設(shè)備造成震動(dòng)。②調(diào)節(jié)夾磚對(duì)位平臺(tái)的皮帶轉(zhuǎn)速,使之與打印設(shè)備皮帶轉(zhuǎn)速一致(見圖3)。③前期實(shí)驗(yàn)過程中,夾磚對(duì)位平臺(tái)使用的是氣動(dòng)控制夾磚器,因氣動(dòng)不穩(wěn)定,導(dǎo)致磚坯打印位置有2 mm以上的位移變化。為保證夾磚動(dòng)作的穩(wěn)定性,后改為電機(jī)控制(見圖4)。④在操作運(yùn)行過程中,保證磚坯在進(jìn)入打印機(jī)前的釉線上運(yùn)行平穩(wěn),磚坯較為平行進(jìn)入機(jī)前夾磚平臺(tái)。通過調(diào)節(jié)檔邊來控制磚坯在釉線上的走位。⑤磚坯在進(jìn)入夾磚平臺(tái)后,釉線持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),直至打印完成。保證整個(gè)夾磚打印過程平穩(wěn),無因釉線啟停動(dòng)作造成打印偏差。

        圖2 自動(dòng)夾磚對(duì)位平臺(tái)

        圖3 調(diào)節(jié)夾磚對(duì)位平臺(tái)的皮帶轉(zhuǎn)速

        圖4 氣動(dòng)控制夾磚器、釉線

        2.3 干粒面拋光

        數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝所生產(chǎn)得具有立體表面紋理大理石瓷磚,和正常的平面瓷磚相比,具有凹凸不平的表面。如果采用正常的拋光參數(shù),會(huì)出現(xiàn)拋穿凹陷線條,或表面缺磨等問題。為此,需要改進(jìn)拋光磨頭和拋光參數(shù)。由于產(chǎn)品表面為凹凸效果,為保證達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,采用措施如下:

        (1)產(chǎn)品從320目開始拋光,320目~800目拋光磨頭采用大齒磨頭。

        (2)粗拋壓力控制在3 Mpa,拋光擺動(dòng)延時(shí)控制在2.5 ms。

        (3)打蠟工序后端增加磨盤,用于清理線槽內(nèi)部的蠟垢。

        數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)的立體表面紋理大理石瓷磚產(chǎn)品,因其產(chǎn)品表面有表現(xiàn)紋理的凹陷線槽,如采用小齒磨塊會(huì)把線槽里的花釉拋掉,造成線槽邊發(fā)白、吸污等問題。故干粒面拋光工藝在320目~800目時(shí),使用專用大齒拋釉磨塊(見圖5)來刷拋表面,可解決常規(guī)拋釉、拋光參數(shù)導(dǎo)致的拋穿凹陷線條、表面缺磨、吸污等問題。

        圖5 大齒磨頭VS普通拋光模塊

        除此之外,由于產(chǎn)品磚面線槽較深,需要多組磨盤清理線槽里面的蠟垢,故實(shí)際打蠟組數(shù)會(huì)減少。因此,需在打蠟前控制防污效果,以保證產(chǎn)品的防污性能。

        3 結(jié)語

        數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚產(chǎn)品新穎獨(dú)特、質(zhì)感晶瑩剔透、表面立體感強(qiáng)、層次效果好,其技術(shù)特性和美學(xué)特性比目前市場(chǎng)上各類陶瓷磚產(chǎn)品有極大的提高。該產(chǎn)品材料上使用了先進(jìn)的透明一次燒干粒材料,使得產(chǎn)品表面有晶瑩剔透的玉質(zhì)美感,加強(qiáng)了產(chǎn)品的立體感;采用數(shù)字噴墨印花,返璞歸真的玉石機(jī)理,讓人百看不膩。同時(shí),該產(chǎn)品采用二次數(shù)字噴膠結(jié)合干粒布料技術(shù),使產(chǎn)品表面形成了由干粒釉產(chǎn)生的及其類似天然石材的凹凸表面紋理,使的產(chǎn)品具有高度的仿真效果,具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。

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