數碼膠水干粒釉陶瓷磚的研究*

楊元東

(蒙娜麗莎集團股份有限公司 廣東 佛山 528211)

前言

近年來中國的建筑陶瓷制造水平得到極大的發展，目前已不僅僅是建筑陶瓷大國，而且已經成為國際建筑陶瓷強國。國內陶瓷磚生產成形設備也得到了很大的進步，2016年恒力泰開發了YP16800大噸位壓磚機[1]在蒙娜麗莎集團投入使用，可生產1 200 mm×2 400 mm規格的陶瓷大板，并且也有陶瓷企業從意大利進口連續皮帶式壓磚機，產品寬度為1 600 mm，長度上可達到3 200 mm甚至更長。釉線設備上，數碼噴釉機、多通道數碼噴墨機、擺臂式噴釉柜等先進生產設備的投入使用在極大程度上提高了我國瓷磚生產自動化程度及產品的質量及檔次。但目前歐洲建筑陶瓷技術依然處于領先地位，其深厚的建筑陶瓷底蘊，豐富的技術儲備，依然在引領著世界陶瓷磚發展的風向標。在這種情況下，提升產品檔次和產品附加值成為我國建筑陶瓷企業的唯一出路。隨著國內研發、設備投入的不斷增加，做精品、做品質已成為國內大的瓷磚制造企業的共識。

2016年意大利博洛尼亞陶瓷展會上幾大釉料公司大力推進數碼膠水干粒釉系列產品，展會上幾大歐洲著名的建筑陶瓷品牌企業也隨之跟進。2017年及2018年意大利博洛尼亞陶瓷展會上，膠水干粒產品依然是主流產品。目前在國內，干粒釉產品由于成本高、工藝復雜等原因，一直未成為主流產品，目前只有極少的數碼膠水干粒產品生產出來[2～3]。圖1為蒙娜麗莎集團生產的數碼膠水干粒產品局部放大圖。

目前國內還沒有關于數碼膠水產品的系統性理論研究。根據數碼膠水干粒產品的工藝路線，結合實際生產情況，我們從膠水灰度與干粒粘結量、磚坯溫度對膠水的粘結性能等方面進行了研究。

圖1 數碼膠水干粒產品局部放大圖

1 實驗部分

1.1 實驗原料

表1 熔塊干粒的化學組成(質量%)

實驗所用原料有：干燥坯、陶瓷面釉、數碼膠水、熔塊干粒，熔塊干粒的化學成分如表1所示，顆粒級配如表2所示。

表2 熔塊干粒的顆粒級配(%)

1.2 實驗方案

實驗采用Airpower擺動釉柜噴面釉，容重1.50 g/m3，噴釉量430～450 g/m2，西斯特姆5通道噴墨打印機，SITI B&T雙通道數碼膠水干粒機噴膠水布干粒，噴頭為賽爾GS40噴頭。采用電子天平稱量膠水的質量及粘附干粒的質量，采用數碼顯微鏡測量燒成后釉層的厚度。數碼膠水干粒產品生產工藝流程如圖2所示，燒成工序采用科達280 m輥道窯燒成，燒成周期為100 min，最高燒成溫度為1 220 ℃。

通過改變數碼膠水干粒機噴墨文件的灰度，研究不同灰度膠水對應的噴膠水含量及對干粒的粘結量，實驗設計了灰度為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%共10組實驗；設計3組噴數碼膠水時磚坯溫度為35 ℃、45 ℃、55 ℃，布干粒與打印膠水時間間隔2 s的條件下，研究磚坯溫度對干粒的粘結情況的影響。

圖2膠水干粒產品生產工藝流程圖

2 實驗結果與討論

2.1 不同灰度膠水對干粒的粘結性能的影響

陶瓷磚生產中，通過數碼膠水干粒機軟件識別數碼膠水生產文件的灰度，達到了控制膠水噴墨打印膠水的量。表3為磚坯溫度為45 ℃時不同灰度下單位面積膠水的量、粘附干粒的質量及燒成后對應的釉層厚度。從表3中可以看出，隨著生產文件灰度的增加，粘附干粒的質量呈現增加的趨勢，對應的燒成后釉層的厚度也相應的增加。當生產文件灰度達到90%以后，粘附的干粒增加的質量逐漸減小。當生產文件灰度達到100%灰度時，膠水的打印量為54.7 g/m2，粘附的干粒達到449.2 g/m2，釉層厚度達到0.19 mm。

表3 不同膠水量的粘結性能及釉層厚度

2.2 磚坯溫度對干粒粘結量的影響

由于在生產過程中，磚坯要先經過干燥窯的干燥，使其含水率降低，此時磚坯會具有一定的溫度。噴完面釉后，為了不對噴墨機造成較大的影響，一般情況下，要求磚坯進入噴墨機溫度不高于55 ℃。根據實際生產經驗，數碼膠水干粒機也需要控制磚坯的溫度，磚坯溫度過高，容易造成噴墨機滴墨水、滴膠水的問題，另外，溫度越高，膠水干的速度越快，粘附的干粒就會越少。

表4為生產文件灰度為60%時不同磚坯溫度下，膠水粘附干粒的質量變化。

表4產文件為60%灰度下不同磚坯溫度對粘附干粒質量的變化

噴膠水時磚坯溫度(℃)354555粘附干粒質量(g/m2)301295288燒成后釉層厚度(mm)0.140.130.13

從表4中可以看出，粘附干粒的質量隨著磚坯溫度的升高稍有降低，但是降低的幅度較小，從35 ℃升高到55 ℃，每平方米粘附干粒量減少了13 g，燒成后釉層厚度減少了0.01 mm。因此，我們可以認為磚坯溫度在35～55 ℃的范圍內對粘附干粒量影響不是很明顯。

3 結論

1)打印膠水的質量、粘附的干粒質量以及燒成后干粒釉層的厚度都隨著生產文件灰度的增加而增加，當生產文件灰度在10%到100%的變化范圍，對應的膠水質量為3.9～54.7 g/m2，粘附干粒的質量為9.8～449.2 g/m2，燒成后釉層厚度為0～0.19 mm。

2)磚坯溫度在35 ℃時，可粘結干粒的質量為301 g/m2，當溫度升高到45 ℃時，可粘結干粒的質量為295 g/m2，當溫度繼續升高到55 ℃時，可粘結干粒的質量為288 g/m2，燒成后干粒層厚度分別為0.14 mm、0.13 mm、0.13 mm，因此，膠水粘結干粒的量隨著磚坯溫度的升高逐漸降低，降低的幅度不明顯，燒成后干粒釉層厚度也幾乎無變化。