一種干法通體布料工藝的應(yīng)用

蹇睿

摘 要：本文介紹了一種干法通體布料工藝在生產(chǎn)通體瓷質(zhì)磚上的應(yīng)用，著重從干法色料的發(fā)色影響因素、色料的濕法和干法引入方式對(duì)比、干法工藝要點(diǎn)及相關(guān)設(shè)備出發(fā)，較詳細(xì)地闡述了干法通體布料工藝的實(shí)際應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：干法色料;通體布料;瓷質(zhì)磚

1 前 言

近20年以來，瓷質(zhì)磚逐漸成為建筑陶瓷裝飾材料的主流。該類產(chǎn)品先后經(jīng)歷了滲花磚、微粉磚、拋釉磚等系列產(chǎn)品的更新?lián)Q代。消費(fèi)者對(duì)瓷磚產(chǎn)品的裝飾需求，已從簡單的表面美化向更精細(xì)化的方向發(fā)展。不僅要求產(chǎn)品表面圖案自然豐富，也追求邊緣倒角、表面開槽等后期機(jī)械加工呈現(xiàn)的美觀性。而傳統(tǒng)的瓷磚產(chǎn)品往往比較重視表面裝飾圖案的開發(fā)，對(duì)坯體紋理的設(shè)計(jì)研發(fā)則關(guān)注較少。

2 傳統(tǒng)瓷質(zhì)磚坯體的紋理

常規(guī)微粉拋光磚采用二次布料的方式。第一次布料是通過料車完成表面圖案的設(shè)計(jì)形成面料層，這種圖案的有效深度約2 ～ 5 mm。第二次布料一般是厚度為6 ～ 10 mm的基礎(chǔ)底料，這種底料是作為面料層的一種承載體。在布料完成后的工序中，基礎(chǔ)底料層可以對(duì)面料層起到支撐和保護(hù)作用，防止產(chǎn)品在后續(xù)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生變形和開裂。而這種第二次布料所使用的基礎(chǔ)底料，往往是從功能性和經(jīng)濟(jì)性上考慮，一般是采用一些外觀均一的普通粉料，并未對(duì)底料的紋理圖案做進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。近年來流行的拋釉磚主要也是通過在基礎(chǔ)坯體上淋釉、噴墨印花等工藝來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品表面圖案。其裝飾的重點(diǎn)也是在釉面效果和產(chǎn)品表面圖案的研究，而對(duì)坯體的紋理設(shè)計(jì)要求比較少。從常規(guī)的拋光磚和拋釉磚坯體圖案來分析，可以看出該類產(chǎn)品的坯體顏色單一，無紋理效果裝飾，在開槽、倒角等后期精加工后，易露出坯體的基礎(chǔ)顏色，影響裝飾效果。

近年來，本公司針對(duì)拋釉磚坯體的發(fā)色和紋理設(shè)計(jì)，做了一些生產(chǎn)上的探索，形成了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，收到了良好的市場效果。而要獲得產(chǎn)品坯體的紋理圖案，需要工藝和設(shè)備上的配合。

3 坯體對(duì)色料呈色的影響

3.1 坯體白度對(duì)色料呈色的影響

色料是形成坯體顏色的有效成分，而坯體自身的白度對(duì)色料的發(fā)色有著重要影響。在坯體化學(xué)成分中，F(xiàn)e2O3和TiO2對(duì)坯體白度影響最大。當(dāng)Fe2O3和TiO2含量較高時(shí)，坯體白度較低，在引入色料燒成后發(fā)色往往不純正，色彩的鮮艷度差。考慮到坯體的發(fā)色效果和配方成本的經(jīng)濟(jì)性，底料基礎(chǔ)配方坯體燒成后白度在45度左右時(shí)，性價(jià)比是較為合理的。

3.2 坯體化學(xué)成分對(duì)色料發(fā)色的影響

某些色料的發(fā)色受坯體化學(xué)成分影響較大，在進(jìn)行坯體配方設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)針對(duì)所選色料的類型，做一些調(diào)整。例如：坯體中的CaO對(duì)紅棕的發(fā)色有負(fù)面影響;CaO、MgO對(duì)鐵紅的發(fā)色有不利影響。

坯體配方中的K2O、Na2O含量高時(shí)，在高溫?zé)蓵r(shí)產(chǎn)生的玻璃相較多，通過光的折射、透射作用，會(huì)使多數(shù)色料的發(fā)色更加艷麗。多數(shù)色料的金屬離子在坯體燒成時(shí)會(huì)起助熔作用，因此要注意過多玻璃相對(duì)坯體變形的影響。

3.3 燒成制度對(duì)發(fā)色的影響

當(dāng)前多數(shù)廠家生產(chǎn)的瓷質(zhì)磚，吸水率基本都控制在0.2%以下，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品燒成周期為40 ～ 80 min，燒成溫度一般為1180 ～ 1220℃。因此需選用一些在該燒成制度范圍內(nèi)發(fā)色良好的色料，如果色料耐火度低，坯體易產(chǎn)生過“過燒膨脹”，引起變形或針孔;而色料的耐火度太高，又易引起坯體出現(xiàn)“生燒”，影響色料的發(fā)色效果。

4 色料引入方式的選擇

4.1 濕法引入

瓷質(zhì)磚的坯用粉料由漿料噴霧造粒形成，傳統(tǒng)色料加入方式是采用在漿池中加入色漿的方式進(jìn)行，工藝流程如圖1所示。

隨著現(xiàn)代化節(jié)約型大生產(chǎn)的要求，這種色料濕法化漿制粉的缺點(diǎn)已逐步顯現(xiàn)，如：漿料損耗大，轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)間長，粉料損耗大，清洗漿池和噴霧塔所用時(shí)間長等。

4.2 干法引入

目前，已有色料廠家通過技術(shù)改良，可以采用色料的干法引入方式供生產(chǎn)調(diào)色使用。工藝流程如圖2所示。

從以上兩種工藝流程圖可以看出，“濕法”和“干法”的主要區(qū)別是色料在生產(chǎn)過程中引入的工藝流程點(diǎn)不同。簡單的講，“濕法”是色料與泥漿接觸均化，“干法”是色料被粉料顆粒粘附均化。

從圖3可以看出，干法色料的細(xì)小發(fā)色點(diǎn)，連片形成局部的發(fā)色面積，從整體上實(shí)現(xiàn)了局部顏色塊的差異，從而形成有色花紋，但從實(shí)際生產(chǎn)情況來看，干法色料并不能完全遮蓋基礎(chǔ)粉料顆粒原來的顏色，粉料原始顆粒仍會(huì)呈現(xiàn)出細(xì)小的發(fā)色點(diǎn)，這也是“干法”和“濕法”的明顯呈色區(qū)別。

5 布料設(shè)備的工藝原理

5.1 布料流程

干法通體布料的工藝流程如圖4所示：

①不同的色料與基礎(chǔ)粉料顆粒按一定比例配料后，進(jìn)入攪拌器均化，再進(jìn)入各自的色粉斗備用。

②不同的色粉按預(yù)設(shè)的比例，通過輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在皮帶A上形成粉料的第一次堆積。

③堆積好的粉料進(jìn)入料斗B，形成第二次堆積。

④格柵拖動(dòng)粉料進(jìn)入壓機(jī)，壓制后形成坯體。

5.2 花紋顏色的分配

①根據(jù)擬生產(chǎn)產(chǎn)品表面圖案的顏色進(jìn)行分類，一般分為2 ～ 4種顏色，用干法色料與坯體基礎(chǔ)粉料進(jìn)行混合，使混合后的色粉顏色與表面圖案的分類顏色相近。

②確定各分類顏色在坯體顏色結(jié)構(gòu)中所占的比例，當(dāng)某一種顏色的面積較大時(shí)，相對(duì)應(yīng)的有色粉料可考慮兩個(gè)色粉斗進(jìn)行儲(chǔ)存和使用，也可通過調(diào)整下料閘口高度和輥筒轉(zhuǎn)速來分配各種有色粉料的使用量。

5.3 輥筒的設(shè)計(jì)

為了呈現(xiàn)出自然流暢的坯體紋理，可考慮雕花凹槽輥筒與平面輥筒結(jié)合的設(shè)計(jì)方式。根據(jù)料車的設(shè)計(jì)，一般是采用一個(gè)色粉斗和一個(gè)輥筒串聯(lián)形成一種色粉的下料單元;四個(gè)下料單元并聯(lián)形成一個(gè)完整的布料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。可考慮兩個(gè)雕花凹槽輥筒和兩個(gè)平面輥筒的組合方式的組合，雕花凹槽輥筒一般是實(shí)現(xiàn)少量顏色突出的色粉的下料，平面輥筒一般是實(shí)現(xiàn)大量基礎(chǔ)色粉的下料。雕花凹槽輥筒的下料閘板與該輥筒輕輕接觸，當(dāng)該輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，雕花輥筒凹槽的有色粉料可以實(shí)現(xiàn)間隙下料。平面輥筒的下料閘板一般與輥筒保持8 ～ 12 mm間隙，當(dāng)該輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)大面積下料，從而實(shí)現(xiàn)各種顏色的粉料在皮帶A上隨機(jī)疊加（如圖5所示①②③分別為雕花輥筒側(cè)視圖、主視圖和相應(yīng)磚面效果的俯視圖;④⑤⑥分別為平面輥筒的側(cè)視圖、主視圖和相應(yīng)磚面效果的俯視圖）。

5.4 格柵的設(shè)計(jì)與作用

格柵在拖動(dòng)粉料進(jìn)入壓機(jī)模腔后，最終會(huì)形成和格柵紋理相應(yīng)的圖案，格柵的每一個(gè)小格可以將格內(nèi)的有色粉料固定，減少粉料在拖動(dòng)中產(chǎn)生混料的現(xiàn)象，最大限度地保持了格柵內(nèi)粉料顏色和圖案結(jié)構(gòu)的完整性。

6 問題與討論

①干法色料顏色的選擇搭配，遵循基本的“三原色”顏色混合疊加模式，可以選擇一些紅、黃、藍(lán)、綠、黑、灰等基礎(chǔ)色料備用，用于調(diào)制所需色調(diào)。

②干混色料被粉料顆粒粘附，而要達(dá)到理想的粘附狀態(tài)應(yīng)具備以下幾個(gè)條件： a、基礎(chǔ)粉料的含水率控制在7% ～ 8%之間。b、色料的細(xì)度要細(xì)，（一般全通過100目），色料越細(xì)，單位體積質(zhì)量色料的表面積更大，與粉料顆粒的接觸更充分。c、色料分散劑的合理引入，分散劑是為了防止色料的細(xì)粉團(tuán)聚形成大的色斑，使色料與基礎(chǔ)粉料更充分接觸。分散劑的引入也是干混色料和普通色料的一項(xiàng)主要工藝差別。

③干混色料的含水率一般是0.5% ～ 1%，其引入量一般為2%以下。如果引入量過多，粉料顆粒表面無法粘附過多的色料，粉料顆粒間隙就會(huì)團(tuán)聚過多的色料，形成細(xì)粉結(jié)合體，在成型時(shí)易引起坯體分層，而且對(duì)于后期的干燥和燒成都有負(fù)面影響。

④各種待用色粉的膨脹系數(shù)和熔融溫度要接近，防止在燒成過程中產(chǎn)生開裂和波浪變形。

⑤因干法色料水份低、顆粒細(xì)，在生產(chǎn)過程中要做好防塵等環(huán)保措施，防止對(duì)其它工序造成污染。

⑥干法色料被粘附在粉料顆粒的表面，或是存在于粉料顆粒的間隙，因?yàn)槭艿筋w粒表面粘附力的限制，如果要想獲得特別深的坯體色彩，干混法的效果有一定的局限性。其工藝方法還有一定的提升空間。