瓷質大顆粒斑點磚的生產工藝研究

張國濤

摘 要：本文簡單介紹了無釉大顆粒瓷質仿古磚的生產工藝，并探討了此類仿古磚表面裝飾的關鍵工藝因素。研究表明，該類產品具有更高的經濟技術特性。

關鍵詞：瓷質磚；大顆粒斑點；凹凸表面；生產工藝

1 引言

近年來，隨著建筑裝飾業的快速發展，花樣繁多的陶瓷墻地磚種類層出不窮。而仿古磚已經發展近十年，其風格迎合了現代人崇尚自然、貼近自然的特點。目前，上釉炻（瓷）質仿古磚都是在生坯或素坯表面施上一層（或多層）釉料，其目的主要是為了提高制品的表面質量、增加美觀。但其具有耐磨性欠佳、生產工藝較為復雜、工藝控制點較多，且要求嚴格、生產成本較高等缺點。

仿古磚坯體經歷了白坯、色坯、斑點坯、顆粒斑點坯四大發展階段，現已進入顆粒斑點坯體階段。顆粒斑點坯體可以提高瓷磚的色彩，提升仿古磚的品質，給人以瓷磚通體的感覺。最新開發的顆粒斑點產品是在坯體中加入不同顏色、不同顆粒大小的有色顆粒，從而使從坯體本身的色彩度得到提高。在此基礎上，可以通過多種印花工藝，如：輥筒、絲網、噴墨印刷等，在坯體表面施一層較薄的釉，然后經過1200℃高溫燒結后，坯體中的有色顆粒透過釉面隱約出現，與釉面色彩、紋理相互映襯，使得瓷磚整體效果簡約、質樸，層次更加豐富，兼具耐磨、防滑、耐用等特點。該類產品主要以工程應用和出口為主，如：歐洲、美洲、澳洲、韓國等。

2 試驗內容

2.1 試驗原料

本產品所用的坯體原料均為廣東省周邊天然礦物原料，坯體色料選用國內色釉料企業生產的。其主要的坯體原料和色料化學組成分別見表1、表2。

2.2 試驗配方

（1） 坯體的基礎配方

本試驗的坯體基礎配方見表3。

（2） 有色坯體的配方

本試驗的有色坯體的配方組成見表4。

2.3 生產工藝流程

與普通瓷質磚相比，大顆粒斑點磚的生產多一個工藝，即造粒工藝，這是整個大顆粒斑點磚的核心技術。另外，在粉料布料方面也存在一些工藝控制難點，它將直接影響到顆粒點在產品中的裝飾效果。本文所討論的大顆粒其粒徑范圍在8～20目之間，且為有色顆粒。該顆粒可直接與其他顏色的顆粒充分混合，一次布料成形。其生產工藝流程圖如圖1所示，干法造粒工藝流程圖如圖2所示。

2.4 主要的生產工藝參數

（1） 坯體原料加工

本試驗的坯體原料加工的化學組成范圍見表5。

其中，漿料的工藝要求為：細度2.5±0.4%（250目）、水分 32.5%～33.5%、比重1.70±0.05；粉料的工藝要求為：水分 6.3%～7.0%；顆粒及配：20目以上≤1.5%、20～40目30%～60%、20～60目72%～88%、100目以下≤6%；陳腐時間為36～50h。

（2） 釉線工藝控制

固定劑的比重為1.45±0.01、施釉量為（6±0.5）g/盤（330mm×330mm）、輥筒花釉流速為18～22s。

（3） 干燥窯的溫度制度

本試驗的干燥溫度曲線如圖3所示。

（4） 燒成制度

本試驗所采用的燒成溫度曲線如圖4所示。

3 產品性能測試結果

本產品的主要性能測試結果如表6所示。

測試結果表明，此類產品各項性能均符合國家標準GB/T4100-2006要求。其中，吸水率、表面硬度、強度以及表面耐磨度均優于有釉瓷質仿古磚。

4 生產工藝難點控制及表面效果處理工藝研究

4.1 顆粒料的制備工藝

在生產過程中，采用干法造粒工藝。干法造粒工藝控制關鍵點在于壓力的大小。壓力小，后續工藝中會產生較多細粉，降低造粒回收率；若壓力太大，在成形工序中，由于顆粒和基料的壓縮比與燒成時的收縮比相差懸殊，導致燒成的成品表面上的大顆粒周圍或者中間出現裂紋。因此，在保證造粒工藝高回收率、后續工藝破損率低的基礎上，盡可能降低壓力。

此外，在造粒過程中，要保證壓力的穩定性，以保證顆粒密度的均勻性。倘若顆粒的致密度相差太大，會造成干燥和燒成后的產品邊界處開裂。

4.2 壓機布料的均勻性控制

在坯體成形過程中，粉料是靠壓機后部的布料車將粉料填送至模腔內，為確保填料充足，一般情況下料車內的粉料量會大于坯體成形用量，在完成布料操作后，料車會將多余的粉料帶回。由于粉料中混有一定比例的大顆粒，在填料時有大部分位于布料車格柵與模腔之間。當料車回程時，會將這些顆粒帶至模腔后部，直到受到模腔壁阻礙時，大顆粒才會停下來填入模腔內，造成在邊緣的大顆粒明顯多于其他三個邊緣，這是造成產品開裂的原因之一，同時，這也是造成磚面顆粒分布不均的因素之一。

在壓機布料過程中，要考慮布料車的運行行程和速度，在模具的前沿鉆孔，讓多余的細粉料漏掉，以免布料車返回時將多余的細粉帶回，并覆蓋在坯體邊緣，造成在磚坯表面出現明顯的帶，影響產品。粉料在運輸過程中會發生自由卸料現象，導致大顆粒偏移。為此，在生產過程中應避免大斜度的皮帶傳輸。另外，混料不均勻也是造成布料不均的一個因素，也值得注意。

在布料過程中，含大顆粒的粉料在轉移和刮料時，通常會造成大顆粒往表面移動，細粉會“沉底”。因此，在大顆粒斑點磚生產工藝中，采用正打工藝成形，即成形時磚坯的正面朝上。

4.3 粉料水分的均一性控制

在生產過程中，對粉料的控制也是非常重要的。特別是粉料與顆粒之間的水分懸殊易造成產品開裂。因此，不管使用什么造粒方法，大顆粒在配料前和配料后要有足夠的陳腐時間，確保顆粒與顆粒之間、粉料與顆粒之間的水分均勻。

4.4 表面凹凸效果工藝控制

模具的設計既要滿足制品表面仿石藝術造型的要求，又要符合制品壓制成形工藝要求，兩者缺一不可。由于制品表面圖案造型的不平整、不規則與非對稱性，成形時會引起壓力分布不均，不僅影響模具本身的使用壽命，而且導致制品生坯致密度不一、生坯強度下降，以及燒成過程中產生尺寸偏差、裂紋、開裂，甚至破損。此外，模具設計還要考慮制品的壓制排氣特性，模芯與模腔之間的間隙比普通的墻地磚模具要大，以免制品成形時產生分層缺陷。

5 結論

（1） 利用高精度紋理的模具，可以成功的研制出理化性能和外觀設計較好的無面釉仿古磚。

（2） 顆粒斑點磚具有普通仿古磚無法比擬的層次感和質感，更具有天然石材的素美和高雅，未來無論是仿古磚還是拋光磚，兩者的界限將會越來越模糊，仿古磚可能會用到拋光磚的布料和拋光技術，拋光磚也可能用到仿古磚的裝飾技術。

（3） 大顆粒斑點瓷質無釉磚在生產工藝方面，具有操作簡單、易于控制、成品優等率高、色號穩定等優點。

（4） 無釉仿古磚在今后的研發過程中，可以從斑點顆粒類型方面考慮。如：以長石為主的透明顆粒料、熔塊（高溫）粒，合成具有紋理（如：雨花石等）的顆粒，具有收縮效果的顆粒（產生“洞石”效果）等。

參考文獻

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小啟

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