耐磨防滑易潔瓷質釉面磚的研發及生產

喻勁軍 張國濤

摘 要：目前，陶瓷產品都普遍存在表面耐磨強度不夠，容易出現劃痕、易磨損從而影響產品的美觀和檔次，而且產品的防滑系數不夠，尤其在有水的情況下容易摔倒。因此，開發研究一種夠滿足耐磨、防滑、易潔等功能的陶瓷磚及其生產工藝，旨在解決現有的陶瓷磚在保證花色、紋理、效果、質感的前提下，在使用過程中容易出現的問題，在使用過程中更便捷、更安全和更耐用。

關健詞：耐磨；防滑；易潔；瓷質釉面磚；研發生產

1 前言

陶瓷仿古磚是近年流行起來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，具有現代或復古韻味，極其個性化等諸多優點，深受市場歡迎和消費者的喜愛。隨著人們生活水平的不斷提高，客戶對產品功能方面的訴求也會越來越多，具有個性化的、經久耐用的、安全可靠的高端陶瓷磚產品的需求也會越來越大。而目前普遍的陶瓷產品都存在表面耐磨強度不夠，容易出現劃痕、易磨損從而影響產品的美觀和檔次，而且產品的防滑系數不夠，尤其在有水的情況下容易導致摔倒，近年經常會有媒體報道在公共場所或家里因為地面濕滑而引發摔倒事故，并且存在清理困難、藏污、時間久了產品變黑等缺陷，因此，需要對現有技術做進一步的改進和發展，研究開發一種能夠滿足耐磨、防滑、易潔等功能的陶瓷磚及其生產工藝，旨在解決現有的陶瓷磚在保證花色、紋理、效果、質感的前提下，在使用過程中容易出現的問題，使產品在使用過程中更便捷、更安全和更耐用。

2 生產工藝及參數

2.1工藝流程

2.2坯體粉料工藝參數及配方

采用濕法球磨方式，球磨時間11 ～ 12 h；漿料細度為過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標和坯體生坯強度的提升。

2.3面釉配方及工藝參數

面釉配方及工藝參數見表3。

2.4絲網印刷止滑干粒工藝參數

通過絲網印刷止滑干粒，采用絲網印刷工藝，印80目加厚效果網，該效果網圖案紋理與噴墨圖案和模具紋理相互交錯。該工藝使得產品在原有模具圖案紋理的基礎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、增加著力點從而提高產品防滑能力），同時通過與噴墨打印圖案的交錯，產生出圖案紋理。有些部分隱約可見，像是從磚里長出來的效果；并且由于印刷的是高溫啞光止滑干粒，能產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，是為了增加產品的耐磨和防滑效果，因此干粒要有高溫防滑效果的同時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見表4、5。

為此對高溫啞光止滑干粒進行了影響因素研究。通過改變氧化鋁粉、鉀長石、純堿、方解石、和石英粉五個變量的質量份數，做對比試驗見表6。

對比實驗效果，得出通過適當的增加Al2O3的比例可提高干粒的軟化溫度，但過量會使得產品不易燒結和透明度下降明顯。增加鉀長石、方解石等可以很好的降低產品光澤度，但也容易降低干粒的軟化溫度，從而達不到防滑的效果。通過對比試樣結果，發現實驗11的化學成分配比為最優結果。

考慮到產品表面效果和物理化學性能等要求，在實驗過程中，也通過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，釉料在現有燒成制度下完全燒結，表面光滑平整，但不具備防滑效果，同時絲網印刷的釉層沒有印干粒產生的立體效果，因此與本發明的初衷不符。其次采用高溫啞光透明釉取代，也同樣存在產品的立體效果不明顯，不具備很好的防滑功能，同時產品清晰度受釉料透性影響，亦達不到預期效果。

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，達不到止滑效果。

2.5干粒保護釉應用工藝參數

絲網印刷高溫止滑干粒經過高溫燒成后，表面是比較干澀的，而且干粒與干粒間的細小縫隙比較容易藏污，不利于日常清潔和對手感的要求。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，均勻覆蓋在產品表面，可填補干粒間的縫隙，同時也能適當降低高溫干粒的燒結溫度，并且在沒印到止滑干粒的地方由于低溫干粒聚集，會產生與印到止滑干粒地方的光澤差異，從而產生光影對比。既解決了藏污問題達到易潔目的，也改善了表面質感，還豐富了產品層次，并進一步增強了耐磨性能，提高產品的檔次。保護釉應用工藝參數見表7、8。

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

根據產品預期設定效果，要求該干粒必須具有以下幾點特點：

（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品易潔的目的；

（B）出于產品自身特點要求，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色能力，以確保產品的花色和清晰度。

在此前提下初步確定SiO2：50 ～ 68%，Al2O3：18 ～ 21%， K2O：1 ～ 5%，Na2O：3 ～ 7%，ZnO：7 ～ 10%。在此化學成分范圍內，通過調整氧化鋁粉、鉀長石、純堿、氧化鋅和石英粉五個變量的質量份數，通過正交實驗如表9。

對比實驗結果，上表中實驗15號效果最好，完全達到預期設定目標。

2.6輥道窯燒成工藝要求

（1）為提升窯爐生產產量和產品品質，采用30米窯前干燥器，利用余熱結合熱風爐供熱，溫度控制在150℃左右。

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

2.7刷拋工藝技術

為使產品的質感更加圓潤、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 結論

（1） 通過模具、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，解決產品的耐磨、防滑、和易潔等問題；

（2） 通過啞光和亮光兩種干粒效果的組合效果，既增加了產品的耐磨（經檢測，成品12000轉耐磨檢測后產品完好），達到了理想的防滑（濕法0.50以上）；

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

（4） 耐磨防滑易潔瓷質釉面磚的工藝在生產過程中無需增加過多新設備，可在原有生產線即可生產。

參考文獻

[1] 劉康時. 陶瓷工藝原理[M]. 華南理工大學出版社， 1990.

[2] 張國濤. 淺談噴墨印刷技術在陶瓷磚生產工藝中的應用[J]. 山東陶瓷， 2017， 40（3）：19-24.