耐磨防滑易潔瓷質(zhì)釉面磚的研發(fā)及生產(chǎn)

喻勁軍 張國(guó)濤

摘 要：目前，陶瓷產(chǎn)品都普遍存在表面耐磨強(qiáng)度不夠，容易出現(xiàn)劃痕、易磨損從而影響產(chǎn)品的美觀和檔次，而且產(chǎn)品的防滑系數(shù)不夠，尤其在有水的情況下容易摔倒。因此，開(kāi)發(fā)研究一種夠滿足耐磨、防滑、易潔等功能的陶瓷磚及其生產(chǎn)工藝，旨在解決現(xiàn)有的陶瓷磚在保證花色、紋理、效果、質(zhì)感的前提下，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，在使用過(guò)程中更便捷、更安全和更耐用。

關(guān)健詞：耐磨；防滑；易潔；瓷質(zhì)釉面磚；研發(fā)生產(chǎn)

1 前言

陶瓷仿古磚是近年流行起來(lái)的一種建筑裝飾材料，它兼具了拋光磚的富麗堂皇和瓷片的圖案豐富多彩，具有現(xiàn)代或復(fù)古韻味，極其個(gè)性化等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受市場(chǎng)歡迎和消費(fèi)者的喜愛(ài)。隨著人們生活水平的不斷提高，客戶對(duì)產(chǎn)品功能方面的訴求也會(huì)越來(lái)越多，具有個(gè)性化的、經(jīng)久耐用的、安全可靠的高端陶瓷磚產(chǎn)品的需求也會(huì)越來(lái)越大。而目前普遍的陶瓷產(chǎn)品都存在表面耐磨強(qiáng)度不夠，容易出現(xiàn)劃痕、易磨損從而影響產(chǎn)品的美觀和檔次，而且產(chǎn)品的防滑系數(shù)不夠，尤其在有水的情況下容易導(dǎo)致摔倒，近年經(jīng)常會(huì)有媒體報(bào)道在公共場(chǎng)所或家里因?yàn)榈孛鏉窕l(fā)摔倒事故，并且存在清理困難、藏污、時(shí)間久了產(chǎn)品變黑等缺陷，因此，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展，研究開(kāi)發(fā)一種能夠滿足耐磨、防滑、易潔等功能的陶瓷磚及其生產(chǎn)工藝，旨在解決現(xiàn)有的陶瓷磚在保證花色、紋理、效果、質(zhì)感的前提下，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，使產(chǎn)品在使用過(guò)程中更便捷、更安全和更耐用。

2 生產(chǎn)工藝及參數(shù)

2.1工藝流程

2.2坯體粉料工藝參數(shù)及配方

采用濕法球磨方式，球磨時(shí)間11 ～ 12 h；漿料細(xì)度為過(guò)250目篩后，篩余為1.6 ～ 2.0 g；坯料含水率為6 ～ 6.5%。

值得注意的是，坯體壓制成型后需要進(jìn)入干燥窯干燥，干燥溫度為100 ～ 160℃，干燥周期為50 ～ 70 min，以此確保坯體水分達(dá)標(biāo)和坯體生坯強(qiáng)度的提升。

2.3面釉配方及工藝參數(shù)

面釉配方及工藝參數(shù)見(jiàn)表3。

2.4絲網(wǎng)印刷止滑干粒工藝參數(shù)

通過(guò)絲網(wǎng)印刷止滑干粒，采用絲網(wǎng)印刷工藝，印80目加厚效果網(wǎng)，該效果網(wǎng)圖案紋理與噴墨圖案和模具紋理相互交錯(cuò)。該工藝使得產(chǎn)品在原有模具圖案紋理的基礎(chǔ)上增加了更加豐富多變的層次和立面效果（增加比表面面積、增加著力點(diǎn)從而提高產(chǎn)品防滑能力），同時(shí)通過(guò)與噴墨打印圖案的交錯(cuò)，產(chǎn)生出圖案紋理。有些部分隱約可見(jiàn)，像是從磚里長(zhǎng)出來(lái)的效果；并且由于印刷的是高溫啞光止滑干粒，能產(chǎn)生比較突出的防滑和耐磨效果。

高溫啞光止滑干粒效果工藝的采用，是為了增加產(chǎn)品的耐磨和防滑效果，因此干粒要有高溫防滑效果的同時(shí)必須要求干粒有足夠的透明度和較低的光澤度，從而保證產(chǎn)品圖案紋理的連貫性和清晰度。花釉配方及止滑干粒工藝參數(shù)見(jiàn)表4、5。

為此對(duì)高溫啞光止滑干粒進(jìn)行了影響因素研究。通過(guò)改變氧化鋁粉、鉀長(zhǎng)石、純堿、方解石、和石英粉五個(gè)變量的質(zhì)量份數(shù)，做對(duì)比試驗(yàn)見(jiàn)表6。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果，得出通過(guò)適當(dāng)?shù)脑黾覣l2O3的比例可提高干粒的軟化溫度，但過(guò)量會(huì)使得產(chǎn)品不易燒結(jié)和透明度下降明顯。增加鉀長(zhǎng)石、方解石等可以很好的降低產(chǎn)品光澤度，但也容易降低干粒的軟化溫度，從而達(dá)不到防滑的效果。通過(guò)對(duì)比試樣結(jié)果，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)11的化學(xué)成分配比為最優(yōu)結(jié)果。

考慮到產(chǎn)品表面效果和物理化學(xué)性能等要求，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也通過(guò)采用透明釉料或者其它透明干粒代替高溫啞光止滑干粒等思路做了試驗(yàn)研究。

方案A：采用高溫透明釉料取代高溫啞光止滑干粒。首先采用高溫透明亮光釉，釉料在現(xiàn)有燒成制度下完全燒結(jié)，表面光滑平整，但不具備防滑效果，同時(shí)絲網(wǎng)印刷的釉層沒(méi)有印干粒產(chǎn)生的立體效果，因此與本發(fā)明的初衷不符。其次采用高溫啞光透明釉取代，也同樣存在產(chǎn)品的立體效果不明顯，不具備很好的防滑功能，同時(shí)產(chǎn)品清晰度受釉料透性影響，亦達(dá)不到預(yù)期效果。

方案B：采用其它透明干粒取代高溫啞光止滑干粒，低溫干粒熔融太徹底，達(dá)不到止滑效果。

2.5干粒保護(hù)釉應(yīng)用工藝參數(shù)

絲網(wǎng)印刷高溫止滑干粒經(jīng)過(guò)高溫?zé)珊螅砻媸潜容^干澀的，而且干粒與干粒間的細(xì)小縫隙比較容易藏污，不利于日常清潔和對(duì)手感的要求。鑒于此，考慮在其表面采用直線淋釉的方式，施一層低溫亮光干粒，均勻覆蓋在產(chǎn)品表面，可填補(bǔ)干粒間的縫隙，同時(shí)也能適當(dāng)降低高溫干粒的燒結(jié)溫度，并且在沒(méi)印到止滑干粒的地方由于低溫干粒聚集，會(huì)產(chǎn)生與印到止滑干粒地方的光澤差異，從而產(chǎn)生光影對(duì)比。既解決了藏污問(wèn)題達(dá)到易潔目的，也改善了表面質(zhì)感，還豐富了產(chǎn)品層次，并進(jìn)一步增強(qiáng)了耐磨性能，提高產(chǎn)品的檔次。保護(hù)釉應(yīng)用工藝參數(shù)見(jiàn)表7、8。

易潔保護(hù)干粒CN3008為高溫透明亮光干粒，在高溫下應(yīng)能較好的互相熔融，并且能保證一定的顆粒感，能均勻的覆蓋在產(chǎn)品表面，而添加的透明釉能填補(bǔ)顆粒間的空隙，并保證一定的高溫粘度，與高溫透明亮光干粒一起達(dá)到較好的防污、耐磨和易潔等效果。

根據(jù)產(chǎn)品預(yù)期設(shè)定效果，要求該干粒必須具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：

（A）要有較高的軟化熔融溫度和較寬的燒成范圍，在1175 ～ 1185℃溫度下，能較好熔融并有較高光澤度以保證產(chǎn)品易潔的目的；

（B）出于產(chǎn)品自身特點(diǎn)要求，要有較好的凸面效果即在干粒熔融的情況下要有較好的立面效果，這就要求其有較高的高溫粘度，使得干粒在高溫下不至于融平。

（C）要求該干粒有較高的透明度和良好的發(fā)色能力，以確保產(chǎn)品的花色和清晰度。

在此前提下初步確定SiO2：50 ～ 68%，Al2O3：18 ～ 21%， K2O：1 ～ 5%，Na2O：3 ～ 7%，ZnO：7 ～ 10%。在此化學(xué)成分范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)整氧化鋁粉、鉀長(zhǎng)石、純堿、氧化鋅和石英粉五個(gè)變量的質(zhì)量份數(shù)，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)如表9。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，上表中實(shí)驗(yàn)15號(hào)效果最好，完全達(dá)到預(yù)期設(shè)定目標(biāo)。

2.6輥道窯燒成工藝要求

（1）為提升窯爐生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)，采用30米窯前干燥器，利用余熱結(jié)合熱風(fēng)爐供熱，溫度控制在150℃左右。

（2）經(jīng)過(guò)釉線干燥器干燥后的坯體進(jìn)入燒成窯燒成，燒成溫度為1175 ～ 1185℃，燒成周期為60 ～ 70 min，采用普通瓷質(zhì)釉面陶瓷磚的燒成曲線進(jìn)行燒制即可。

2.7刷拋工藝技術(shù)

為使產(chǎn)品的質(zhì)感更加圓潤(rùn)、厚重和易潔，采用軟模刷拋工藝。拋光模具排列順序如下：

采用4組400目軟膠仿形模具加3 kg壓力，6組600目軟膠仿形模具加2 kg壓力，6組800目軟膠仿形模具加1 kg壓力；6組120目研磨刷不加壓，6組200目研磨刷不加壓，4組320目研磨刷不加壓；4組100目海綿模具不加壓，8組1000目軟膠仿形模具不加壓；線速度10 cm/s，再上啞光蠟水，然后磨邊即得20±5°光澤的成品。

3 結(jié)論

（1） 通過(guò)模具、高溫透明啞光止滑干粒、高溫透明亮光干粒、透明釉加刷拋工藝，解決產(chǎn)品的耐磨、防滑、和易潔等問(wèn)題；

（2） 通過(guò)啞光和亮光兩種干粒效果的組合效果，既增加了產(chǎn)品的耐磨（經(jīng)檢測(cè)，成品12000轉(zhuǎn)耐磨檢測(cè)后產(chǎn)品完好），達(dá)到了理想的防滑（濕法0.50以上）；

（3） 采用干粒加透明保護(hù)釉工藝使得產(chǎn)品更致密，更易潔，并且通過(guò)光啞對(duì)比加上刷拋工藝，使得產(chǎn)品更加圓潤(rùn)立體，提升產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品在建筑物上的裝飾效果，增加附加值；

（4） 耐磨防滑易潔瓷質(zhì)釉面磚的工藝在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需增加過(guò)多新設(shè)備，可在原有生產(chǎn)線即可生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉康時(shí). 陶瓷工藝原理[M]. 華南理工大學(xué)出版社， 1990.

[2] 張國(guó)濤. 淺談噴墨印刷技術(shù)在陶瓷磚生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用[J]. 山東陶瓷， 2017， 40（3）：19-24.