干粒釉飾瓷質磚工藝技術的研究

肖惠銀

摘 要：本文研究了干粒裝飾特性、干粒復合疊加裝飾工藝技術及干粒顆粒級配對干粒釉面效果的影響。實驗結果：（1）當干粒層位于化妝土釉層和圖案裝飾層下時，其粒子不會影響圖案與顏色表現，且不易被磨掉或刮掉；（2）當干粒配方體系相同時，粒徑越大，干粒釉溫度越高，釉面顆粒質感表現越明顯；（3）當干粒顆粒10 ～ 30目、30 ～ 60目與60 ～ 120目的級配占比為：18.18%、50%、31.82%時，干粒釉面成微珠粒突起效果，質感溫潤、手感細膩，具有更好的耐磨、防滑、防污效果。

關健詞：干粒；復合工藝；顆粒級配；釉飾；瓷質磚

1 前言

近兩年國內外流行的工業風仿古磚是以“粗中透著細膩，簡約而不簡單”為設計理念，以石材、木材、沙巖、布料、水泥、金屬為創作素材，運用不同體系的釉料或干粒材料、不同施釉工藝、圖案工藝裝飾方法在釉飾陶瓷產品上進行演繹。其中圖案質感層次表現最為豐富的當屬干粒釉飾產品，具有亞亮特效、耐磨、防滑、抗污等作用，一般在坯體中或釉層、印花釉上施布干粒來裝飾，曾被譽是開創了瓷磚生產新技術。[1-2]

本文以多體系干粒釉料立體綜合裝飾技術為研究方向，以仿砂巖類工業風陶瓷磚為研究對象，通過對不同體系的干粒材料、多彩干粒復合、多重裝飾工藝疊加等方面進行綜合研究，研制了一種多體系干粒釉立體綜合裝飾陶瓷磚產品，建立了多體系釉料立體綜合裝飾陶瓷磚生產工藝技術平臺。

2 實驗內容

2.1 實驗材料基本性能

根據制作工藝、溫度特性以及顏色，陶瓷干粒按照質量百分比，主要由如下組分組成：

SiO2：45 ～ 60%，Al2O3：10 ～ 29%，Fe2O3：≤0.3%，CaO：1 ～ 10%，MgO：1 ～ 5%，K2O：2 ～ 6%，Na2O：1 ～ 3%，ZnO：0.5 ～ 2.5%，BaO：1 ～ 3%，B2O3：≤5%，PbO：≤2%，ZrO2：≤10%，Co2O3：0 ～ 5%，Pr6O11：≤5%，V2O5：≤5%。

項目中所使用的陶瓷干粒主要為亮白干粒、黃干粒、中溫亞光透明干粒、高溫亞光透明干粒，其主要化學組成如表1所示。

2.2 實驗主要設備

（1）采用日本新光電子株式會社GS6202電子秤進行配料；

（2）采用佛山三水盈捷精密機械有限公司生產的干粒機進行干法撒干粒；

（3）采用佛山群星陶瓷設備有限公司生產的雙峰甩釉柜進行濕法裝飾特殊干粒；

（4）采用科仕佳光電儀器有限公司生產的WGG60-Y4型光澤度計進行干粒釉磚面的光澤度測試；

（5）采用深圳浩特爾電子技術有限公司生產的S02便攜式電子放大鏡（放大倍數：400 ×）表征樣品的釉面情況。

2.3 實驗測試方法

耐磨性測試、防滑性測試、耐污染性測定：按照GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準。

防污性能測試：采用一得閣書法墨汁在磚面均勻涂抹，其后用踩踏方式進行破壞性處理，待磚表面的墨水測試24小時后，用清水和抹布進行清洗，從而對比測試前后產品釉面效果的變化。

3 結果與討論

3.1 干粒裝飾特性研究

3.1.1 干粒的制作工藝及分類

實驗原料為石英粉、鉀長石、方解石、滑石、白云石、非煅燒氧化鋁、碳酸鋇、碳酸鉀、硅酸鋯、硼砂、鋰輝石等，按照配方比例配料，投于混料機攪拌混合均勻；混合后的原料加入1500 ～ 1600℃的池窯中熔融后成玻璃液，玻璃液成流柱狀流到20 ～ 70℃水溫的水池中，用水流沖碎成顆粒；熔體經水淬、烘干、破碎、篩分。另外可在配方中加入一種或多種不同的著色的氧化物（如：Co2O3、Pr6O11、V2O5、Cr2O3等），并按實際需求調整上述各組分的含量。

將干粒運用于瓷質釉飾磚產品，可以提升產品耐磨防滑性能，點綴釉面效果，豐富產品裝飾。干粒種類及其主要特點如表2。

3.1.2 干粒裝飾方式

根據干粒形態（不規則晶體干粒、塊狀、片狀、顆粒狀、面條狀、微珠狀、圓珠狀等）、密度、質地等，干粒在瓷磚上的裝飾方式可為干粒配成釉漿的濕法：淋干粒、噴干粒、甩干粒法、絲網印刷干粒法；也可直接采用干法：干粒機進行撒粒子法、絲網或雕花輥筒印刷干粒法；還可在磚坯布料的基礎上壓制干粒釉成型。隨著瓷磚噴墨技術不斷成熟，干粒與噴墨機可有機結合，形成“噴墨機噴膠水--干粒機灑干粒--吸收多余干粒”的工藝來實現干粒圖案的精準定位，甚至可以采用多功能噴墨機進行噴干粒方式來裝飾瓷磚產品。[2-4]

蔣應鵬， 李濤， 王劍仙等[4]研究用粉碎機粉碎、篩選混合處理所得到普通干粒的形態時發現，當干粒顆粒斷面破碎時，其所配置的釉漿流動性差，易磨損淋釉器，堵塞噴槍或網孔，對絲網、膠輥設備磨損嚴重；因此，在瓷質釉飾磚產品使用干粒來表現產品特性時，需綜合考慮實際的生產工藝情況，以免造成不必要的損耗。

3.2 干粒裝飾工藝路線的研究

干粒運用于釉飾陶瓷磚時，一般布于瓷磚面釉層或圖案裝飾層上，從而達到耐磨防滑特性[5-9]。其存在的問題：位于瓷磚面釉層或圖案裝飾層上耐磨防滑干粒層中干粒化學組成、透明度可能會影響了瓷磚圖案與顏色效果，在實際生活中不易清潔而容易出現藏臟，且重物在耐磨防滑層上進行挪動時易被磨掉或刮掉。

為此，在本項目干粒工藝路線研究中，進行了一系列的探討試驗，不斷地摸索。根據上述干粒釉飾磚的特性研究與項目砂巖質感的特點，設計如下具體工藝路線來實現全新效果。

步驟一：因實驗所選的某些干粒存在棱角分明情況，同時為了高仿砂巖沙粒質感且使干粒不易被磨掉或刮掉，在處理后的成型陶瓷基礎泥坯體表面上，采用皮帶式的干粒掛砂布料設備將不同目數的粒子均勻布于陶瓷磚基礎泥坯體表面。其中粒子有剛玉、金剛砂、石英砂、高溫陶瓷粒子等種類。endprint

步驟二：其后采用噴霧設備對干粒層表面進行噴水操作，使所噴霧的水均勻潤濕干粒子層表面。

步驟三：為了更純正地保證砂巖顏色，色彩又不影響砂巖沙粒的質感，同時增加坯體與干粒的結合性，使干粒能夠更加固定于坯體之上，采用直線淋釉器或鐘罩淋釉器在潤濕干粒子層表面上施加一層化妝土；同時根據項目產品質感要求確定化妝土釉層的厚薄。

步驟四：在化妝土層表面運用多通道的3D立體噴墨打印技術進行砂巖圖案的高清裝飾，這樣所裝飾的陶瓷墨水沒有直接與干粒接觸反應，從而極大程度保證圖案與顏色效果；

步驟五：采用刀型噴釉設備在圖案裝飾層表面噴一層耐磨亞光透明釉進行圖案保護裝飾；

步驟六：運用雙峰甩釉設備將特殊彩色粒子混合液裝飾于耐磨亞光透明釉裝飾層表面，以增加砂巖產品沙粒的色彩豐富性；這種特殊粒子混合液由彩色干粒、透明干粒、白色乳濁干粒、金光黑閃點干粒、環保固定劑、水等等材料制備而成。

步驟七：干粒復合裝飾磚坯進入300 m長的輥道窯（最高溫度為1185℃、燒成時間為68 min）燒成，燒成后瓷磚表面的粒子具有微凸起效果。

將上述步驟整合成產品生產工藝路線大致為：

壓制陶瓷基礎泥坯體（平面或凹凸效果）→干燥→清理基礎泥坯坯面→吹灰→撒干粒子→噴水→淋化妝土→圖案裝飾→噴耐磨亞光透明釉→甩特殊彩色干粒→燒成→磨邊→打包入庫。

通過將上述多重裝飾工藝技術進行復合疊加應用，項目所研究出的仿砂巖陶瓷磚的表面由下至上依次有粒子層、化妝土層、圖案裝飾層、耐磨亞光透明釉裝飾層、特殊粒子裝飾層。由于干粒層在化妝土釉層下，也位于瓷磚圖案裝飾層下，其粒子成分、透明度都不會影響到產品圖案與顏色效果，與釉層粘結更牢固，在實際生活中不容易被磨掉或刮掉。

項目為了豐富產品的飽滿度與變化性，在確定的干粒配比組合中加入了少量的棕、黃、亮透、亞光、黑云母等多種不同效果干粒進行搭配，并采用雙峰甩釉設備將特殊彩色粒子混合液裝飾于耐磨亞光透明釉裝飾層表面，增加砂巖產品沙粒的色彩（如圖1），提升了產品的層次感和飽滿感，使產品的檔次顯得更加高端奢華。另外，還可以根據“一石兩面”的設計效果，在干粒釉飾產品磚面上進行柔拋或半拋拋光工藝，使得產品表面更加光潔、圖案裝飾效果更優。

3.3 干粒顆粒級配對釉面效果影響

多彩干粒復合疊加的釉飾磚產品釉面質感、防滑性能與干粒的顆粒級配有極大的關系。根據本項目干粒工藝路線和高仿砂巖砂粒質感，在處理后的成型陶瓷基礎泥坯體表面上，采用皮帶式的干粒掛砂設備將耐磨防滑粒子均勻布于陶瓷磚基礎泥坯體表面。在覆蓋仿古面釉的工藝前提下，需進一步確定干粒粒徑的大小和布料量，對比釉面光澤度、質感、吸污以及耐酸堿等作為評判參數。

經過前期的大量實驗，初步確定干粒量為100 g/m2，對每一種粒徑的干粒進行單燒。以中溫亞光A干粒為實驗對象，其實驗結果如表3所示。

通過表3得知，干粒粒徑越大，釉面顆粒的質感表現越明顯；干粒配方體系相同，粒徑大小不同，干粒釉溫度也有所不同，其產品表面顆粒質感相差甚遠。

為了突出產品砂粒特點和提高產品釉面的耐磨防滑性能，經過初步的試燒實驗后基本確定以下3種干粒目數為優選對象。以10 ～ 30目、30 ～ 60目、60 ～ 120目的干粒作3因素3水平實驗，將釉面的各項性能按百分比（質感50%、磨耗15%、防滑性能15%、內質性能20%）計分作為主要判別依據。正交試驗結果見表4。

用表4中最佳結果A3B2C3與正交試驗得出的最優組合A3B1C3再作一組實驗比較，結果見表5。

從表4、表5得出A2B2C3為此組正交試驗的最佳方案，即10 ～ 30目、30 ～ 60目與60 ～ 120目的干粒配方占比為：18.18%、50%、31.82%，其干粒效果達到項目要求。經過高溫燒成后，干粒的棱角被熔融，干粒釉面成微珠粒突起效果，質感溫潤、手感細膩效果（如圖2），既保證產品釉面沙粒質感，又使干粒在釉層中達到表面耐磨防滑性能。

4 結論

（1）通過研究干粒裝飾工藝多重綜合疊加應用技術，得知當干粒層在化妝土釉層中下且位于瓷磚圖案裝飾層下時，其粒子不會影響產品圖案與顏色表現，與釉層粘結更牢固，不容易被磨掉或刮掉，具有更好的耐磨、防滑、防污效果。

（2）系統研究干粒顆粒級配，干粒配方體系相同，粒徑大小不同，干粒溫度也有所不同；干粒粒徑越大，釉面顆粒質感表現越明顯。當10 ～ 30目、30 ～ 60目與60 ～ 120目的干粒配方占比為：18.18%、50%、31.82%時，經1185℃高溫燒成后，干粒的棱角被熔融，干粒釉面成微珠粒突起效果，質感溫潤、手感細膩效果較佳。

（3）項目所研究出的仿砂巖陶瓷釉飾磚由下至上依次有粒子層、化妝土層、圖案裝飾層、耐磨亞光透明釉裝飾層、特殊粒子裝飾層。其中特殊粒子裝飾層中加入了少量的棕、黃、亮透、亞光、黑云母等多種不同干粒，可豐富產品的飽滿度、變化性及層次感。

參考文獻

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