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      干法噴墨滲透陶瓷磚的研究*

      2019-01-22 05:45:10
      陶瓷 2019年1期
      關(guān)鍵詞:磚坯陶瓷磚底料

      (蒙娜麗莎集團股份有限公司 廣東 佛山 528211)

      前言

      陶瓷磚生產(chǎn)技術(shù)隨著設(shè)備技術(shù)的進步、工藝的提升及在大量研發(fā)工作者的努力下,目前已呈現(xiàn)百花齊放的局面,各種工藝的疊加使用,滿足了市場廣大消費者的不同需求。尤其是陶瓷磚噴墨打印技術(shù)的出現(xiàn),使陶瓷磚實現(xiàn)了非接觸性的印刷裝飾,大大地簡化了陶瓷磚的裝飾生產(chǎn)工藝。自2009 年以來,陶瓷噴墨打印技術(shù)逐漸替代了輥筒印刷技術(shù)、絲網(wǎng)印刷技術(shù)等裝飾技術(shù)。陶瓷墨水也由最初的藍色、棕色、米黃色、檸檬黃等常規(guī)顏色逐步拓展出了黑色、紅色、亮黃色、白色等特殊顏色墨水;金屬墨水、珠光墨水、閃光墨水、下陷墨水、撥開墨水等功能墨水[1],使得噴墨打印的陶瓷磚產(chǎn)品,顏色更加艷麗,紋理更加逼真。

      2013 年Metco公司開始推廣噴墨滲透墨水,并于 2014 年在中國市場首先與杭州諾貝爾陶瓷有限公司進行技術(shù)合作,成功推出了噴墨滲花墨水瓷磚產(chǎn)品[2]。隨后,國內(nèi)的研究人員也對陶瓷滲透墨水進行了深入研究[3],國內(nèi)陶瓷墨水生產(chǎn)廠家相繼推出了自己的滲透墨水[4~5],瓷磚生產(chǎn)廠家蒙娜麗莎集團股份有限公司、廣東東鵬控股股份有限公司、廣東宏宇集團有限公司、廣東新明珠陶瓷集團有限公司等陶瓷企業(yè)也相繼推出了噴墨滲透陶瓷磚產(chǎn)品[6~8]。噴墨滲透陶瓷磚不僅具有普通噴墨打印陶瓷磚產(chǎn)品色彩上的優(yōu)點,而且具有拋光磚的耐磨性,因此深得廣大消費者的認可和喜愛,市場上的占有率也逐年提高。

      噴墨滲透技術(shù)從開始到現(xiàn)在經(jīng)過短短3年多的發(fā)展。生產(chǎn)工藝主要有干法和濕法工藝2種[9]。濕法生產(chǎn)工藝對磚坯的水分要求較高,水分的波動會造成色差等缺陷;干法工藝對滲透面料層及面料層布料厚度要求較高,易出現(xiàn)粉雜及布料不均、磚形變形超標(biāo)等缺陷。通過大量實驗和解決生產(chǎn)中實際遇到的問題,筆者總結(jié)了二次布料干法噴墨滲透陶瓷磚的一些經(jīng)驗,希望能夠?qū)π袠I(yè)其他生產(chǎn)企業(yè)有所幫助。

      1 實驗過程

      1.1 原料的選擇及配方性能

      滲透面料原料為:應(yīng)山水磨料、水磨石粉、水磨鉀長石粉、C56砂、水洗球土。底料原料為:精選鈉石粉、水磨石粉、韶關(guān)球土、YS18球土、水洗球土、黑滑石、C56砂、高白膨潤土。其配方化學(xué)組成見表1;膨脹系數(shù)見表2;建材白度見表3。通過對配方的調(diào)整,確定的面料配方建材白度檢測值為56.70,底料的建材白度為53.81,底面料的建材白度相差不大,從而燒成后斷面幾乎沒有色差,倒角后無明顯斷層。而且面料白度高,有利于噴墨滲透墨水的發(fā)色;底料的膨脹系數(shù)略大于面料的膨脹系數(shù),燒成過程中有利于磚形的調(diào)整。

      表1 滲透面料、滲透底料的化學(xué)組成(質(zhì)量%)

      表2 滲透面料、滲透底料的膨脹系數(shù)(×10-8/K)

      表3 滲透面料、滲透底料的建材白度

      1.2 生產(chǎn)工藝流程

      干法二次布料噴墨滲透生產(chǎn)工藝流程為:鏟車配料→球磨→過篩除鐵→噴霧造粒→陳腐→二次布料干壓成形→干燥→干燥坯拋坯打磨→噴墨打印→噴助滲劑→輥道窯燒成→拋光→分級→打包→入倉。

      2 影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素分析

      2.1 原料工序?qū)Ω煞▏娔珴B透陶瓷磚產(chǎn)品質(zhì)量的影響

      干法滲透陶瓷磚由于需要確保滲透墨水發(fā)色好,往往需要添加一定量的助色劑,為了控制生產(chǎn)成本,采用二次布料工藝,在面料層的配方中加助色劑,底料不加助色劑。為了保證助色劑既能夠均勻分散在漿料中,又能夠具有很好的助色效果,在球磨工序,通過大量實驗我們確定了助色劑最佳的加入時間為放漿前1 h加入。面料采用皮帶布料,面料的這種布料方式需要粉料具有很好的流動性和合適的含水率。表4為不同水分的面料粉料在的成形性能。

      表4 不同水分的面料粉料的成形性能

      表5為面、底料粉料的顆粒級配,面料較底料更細,成形后的毛孔少,磚面平整,成品的耐污染性能好。為了噴出流動性好的球形粉料,漿料的密度控制在1.63~1.67 g/cm3的范圍內(nèi),同時在噴粉時增大噴霧霧化壓力。噴霧造粒前,需要徹底清洗干凈噴霧塔,減少粉料雜質(zhì)引起的缺陷,并對輸送面料的輸送帶、粉箱、料斗等做好防護工作。

      表5 面、底粉料的顆粒級配

      2.2 成形工序?qū)Ω煞▏娔珴B透陶瓷磚質(zhì)量的影響

      成形環(huán)節(jié),面料布料的均勻性對產(chǎn)品質(zhì)量有非常重要的影響。面料布料不均勻會造成滲透深度不一致,拋光后會出現(xiàn)嚴重的色痕,如果在壓磚機成形過程中不能及時發(fā)現(xiàn),將會對生產(chǎn)造成極大的損失,因此,壓磚機操作人員應(yīng)特別重視布料的均勻性。面料厚度主要通過控制皮帶的轉(zhuǎn)動速度來控制,通過大量實踐,面料厚度控制在1.5~1.8 mm時成本適中,磚面不易出現(xiàn)露底,且出干燥窯后進行拋光打磨,對產(chǎn)品質(zhì)量的提升有極大的幫助。另外,壓磚機處安裝吸塵口,在壓制的同時,及時把??蛑車姆哿衔?,避免在第二次布料的時候把面料推入??騼?nèi),造成局部堆積面料,影響磚形。

      2.3 干燥、施釉及燒成對干法噴墨滲透陶瓷磚產(chǎn)品質(zhì)量的影響

      磚坯出干燥窯后,經(jīng)過多臺打磨機打磨,打磨厚度控制在0.3~0.4 mm。生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常檢查拋坯情況,及時更換磨損的模塊,要求拋后磚面平整無痕跡。噴墨機采用快達平8通道噴墨打印機,東芝噴頭,Metico滲透墨水和助滲劑。干燥坯含水率大于0.5%時,噴墨后墨水?dāng)U散較嚴重,造成圖案清晰度的降低。當(dāng)干燥坯含水率<0.5%時,墨水的擴散不明顯,圖案清晰度好。

      噴墨前磚坯的溫度對墨水的滲透深度和擴散性能也有一定的影響,磚坯溫度低,墨水易擴散,且滲透深度增加,因此,為了穩(wěn)定生產(chǎn),需嚴格控制好噴墨前磚坯溫度,釉線布局上需在噴墨機前安裝,保證噴墨時磚坯溫度在45~50 ℃。燒成制度上,和生產(chǎn)普通拋釉磚相比,適當(dāng)延長中溫區(qū)。

      3 結(jié)論

      通過大量的實驗和生產(chǎn)實踐,干法噴墨滲透陶瓷磚已正式上線生產(chǎn)并投入市場,得到了消費者的認可。針對生產(chǎn)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個因素,我們得出以下結(jié)論:

      1)滲透面料的顆粒細、粉料含水率為6.5%~7.0%,粉料的流動性好,采用皮帶布料時布料效果好,不易產(chǎn)生粉團、面裂、色痕、小分層等缺陷。

      2)干燥坯體含水率及噴墨時磚坯溫度對版面顏色有較大的影響,含水率越小,版面顏色越穩(wěn)定,且墨水不易擴散,含水率控制在0.4%以內(nèi),圖案清晰度高。

      3)二次布料面料層最佳厚度為1.5~1.8 mm,此厚度既滿足干燥坯體拋光,又保證了滲透墨水一定的滲透深度。

      4)坯體出干燥窯后需拋光打磨,打磨深度控制在0.3~0.4 mm為宜。

      5)和拋釉磚相比,生產(chǎn)噴墨滲透陶瓷磚窯爐適當(dāng)延長中溫?zé)蓭?,有助于磚形的調(diào)整,可減少磚形掉角缺陷。

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