數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚的研究與應(yīng)用*

史 杰

(佛山歐神諾陶瓷有限公司 廣東 佛山 528138)

前言

隨著陶瓷磚技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于陶瓷磚的裝飾性能要求日益提升。對(duì)于裝飾性而言，陶瓷磚的光澤、花紋等則是主要的關(guān)注方向。然而，傳統(tǒng)拋釉磚具有釉面平整度不夠、透感較差等缺點(diǎn)，無(wú)法將天然石材的細(xì)膩紋理、色彩細(xì)節(jié)完美地體現(xiàn)出來(lái)。在此背景下，“干?！弊鳛橐环N新的裝飾手段，逐漸被應(yīng)用在陶瓷磚生產(chǎn)過(guò)程中[1, 2]。

干粒實(shí)質(zhì)上是一種特殊的熔塊，在陶瓷磚的發(fā)展過(guò)程中，干粒多次被應(yīng)用。相對(duì)普通釉面磚產(chǎn)品而言，干粒釉產(chǎn)品具有釉面透感強(qiáng)、版面圖案層次感好、色澤艷麗、鏡面度高等優(yōu)勢(shì)。如在20世紀(jì)初推出的微晶陶瓷磚，即是在素?zé)u坯上撒上一層干粒，然后二次燒成[3]，微晶陶瓷磚的干粒粒徑一般在厘米級(jí)別。又如，在2015年前后推出的“糖果釉”系列瓷磚，其光澤柔和，裝飾性能突出，也具有良好的防滑效果[4]，糖果釉瓷磚的干粒仍然在30～80目之間。除此之外，隨著技術(shù)的發(fā)展，干粒日益發(fā)揮了各種各樣的功能，如防滑、耐磨、增加通透感等等[5]。

筆者以數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚為研究方向，以歐神諾卡可系列產(chǎn)品陶瓷磚為研究對(duì)象，運(yùn)用干粒材料提升了該系列產(chǎn)品的效果和質(zhì)感。干粒釉瓷磚產(chǎn)品從表面的質(zhì)感、立體感和整磚裝飾效果上，比現(xiàn)有陶瓷釉面磚更高端大氣。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料包括：水磨鉀鈉石粉、中溫鈉石粉、江西鈉砂、水磨鉀石粉、原礦鉀砂、水磨鈉石粉、聯(lián)盛球土、鋁礬土、白滑石、膨潤(rùn)土、惠東泥，具體坯體配方礦物組成和化學(xué)組成如表1和表2所示。

表1 坯體配方礦物組成比

表2 坯體化學(xué)組成(質(zhì)量%)

干粒種類包括：BRP43/P1、BRP44/P1、BRP185A、LU98/P1、LU96/P1、DMB01/P1、C1006/P1、B201/P1、DH202/P1、ER3/P1、DM902/P9、FU23/p3等，由多家原材料供應(yīng)商提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

圖1 工藝流程圖

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 熔塊干粒的選擇以及配比

干粒釉瓷磚產(chǎn)品與普通有釉產(chǎn)品比較，最大的特點(diǎn)在于瓷磚表面是透明熔塊干粒。同時(shí)，熔塊干粒是多種熔塊混合而成，各種熔塊的溫度、高溫粘度、光澤度都不同。正是由于這些特性，才能使干粒釉瓷磚產(chǎn)品既具有全拋釉表面晶潤(rùn)光亮，又具有天然石材的質(zhì)感，還兼?zhèn)淠湍シ牢鄣奶匦?，所以，熔塊干粒的選擇和配比非常重要。

經(jīng)過(guò)初步的試燒實(shí)驗(yàn)選擇了幾種熔塊干粒。這些干粒的配比試驗(yàn)如表3、表4所示。通過(guò)大量的前期試驗(yàn)和后續(xù)的配比試驗(yàn)，13#干粒配方效果在坯釉膨脹匹配、表面釉面質(zhì)感和效果、理化性能等方面均能滿足工藝要求。

表3 干粒配比試驗(yàn)一

續(xù)表3

表4 干粒配比試驗(yàn)二

選擇合理的粒徑分布，可以使所布的干粒為致密的粒子層，這有助于成品釉層毛孔、氣泡等問(wèn)題的解決。結(jié)合干粒布料設(shè)備對(duì)干粒粒徑范圍的要求(干粒粒徑在40目～150目之間)，對(duì)干粒粒徑分布進(jìn)行了試驗(yàn)和控制如表5所示。根據(jù)產(chǎn)品的釉面效果，確定了最佳配方及粒徑控制。

表5 13#干粒配方粒徑分布試驗(yàn)

干粒釉瓷磚產(chǎn)品的裝飾效果，主要取決干粒燒成拋光后的效果。其中對(duì)干粒的燒成溫度、膨脹系數(shù)、透明度、拋后的光澤度和耐磨等性能都有嚴(yán)格要求。對(duì)多家公司提供的原料進(jìn)行對(duì)比選擇，通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找到了各干粒最合適的混合比例，最終確定的13#配方干粒性能如表6所示。使用該干粒，可實(shí)現(xiàn)干粒釉瓷磚產(chǎn)品所需要的立體、耐磨、晶瑩剔透的效果。

表6 13#配方干粒性能

2.2 二次打印及打印對(duì)位

目前市場(chǎng)上常見的有釉陶瓷磚裝飾工藝，通常是在生坯的表面印花，然后淋、印拋釉或噴、淋布熔塊。這種工藝形成的圖案，雖在透明玻璃層的掩映下顯示出一定的立體效果，但總體還是平面圖案的效果比較突出，缺少一種似天然大理石的立體效果。本研究基于天然石材真實(shí)觸覺(jué)立體效果的表現(xiàn)，在噴墨印花后增加了數(shù)字化噴墨膠水打印(二次打印)并結(jié)合干粒布料工藝，來(lái)凸顯產(chǎn)品圖案的立體效果。

為保證數(shù)字化噴墨膠水打印的圖案能夠和色彩圖案完全配合，運(yùn)用了二次打印圖案對(duì)位技術(shù)，即通過(guò)前置夾磚平臺(tái)對(duì)坯體位置的精確控制，以及設(shè)備、釉線運(yùn)行等的嚴(yán)格要求，保證了二次打印位置的穩(wěn)定與精準(zhǔn)。為滿足干粒釉瓷磚產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效果，色彩噴墨打印機(jī)與膠水干粒噴墨機(jī)前后重疊打印后，上下位置圖案偏差在1 mm以內(nèi)，成品目測(cè)無(wú)明顯打印錯(cuò)位。具體措施如下：

①在噴墨和噴膠水設(shè)備前端安裝獨(dú)立的自動(dòng)夾磚對(duì)位平臺(tái)(見圖2)，控制磚坯平行進(jìn)入打印設(shè)備平臺(tái)，并避免夾磚動(dòng)作對(duì)釉線或打印設(shè)備造成震動(dòng)。②調(diào)節(jié)夾磚對(duì)位平臺(tái)的皮帶轉(zhuǎn)速，使之與打印設(shè)備皮帶轉(zhuǎn)速一致(見圖3)。③前期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，夾磚對(duì)位平臺(tái)使用的是氣動(dòng)控制夾磚器，因氣動(dòng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致磚坯打印位置有2 mm以上的位移變化。為保證夾磚動(dòng)作的穩(wěn)定性，后改為電機(jī)控制(見圖4)。④在操作運(yùn)行過(guò)程中，保證磚坯在進(jìn)入打印機(jī)前的釉線上運(yùn)行平穩(wěn)，磚坯較為平行進(jìn)入機(jī)前夾磚平臺(tái)。通過(guò)調(diào)節(jié)檔邊來(lái)控制磚坯在釉線上的走位。⑤磚坯在進(jìn)入夾磚平臺(tái)后，釉線持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直至打印完成。保證整個(gè)夾磚打印過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)因釉線啟停動(dòng)作造成打印偏差。

圖2 自動(dòng)夾磚對(duì)位平臺(tái)

圖3 調(diào)節(jié)夾磚對(duì)位平臺(tái)的皮帶轉(zhuǎn)速

圖4 氣動(dòng)控制夾磚器、釉線

2.3 干粒面拋光

數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝所生產(chǎn)得具有立體表面紋理大理石瓷磚，和正常的平面瓷磚相比，具有凹凸不平的表面。如果采用正常的拋光參數(shù)，會(huì)出現(xiàn)拋穿凹陷線條，或表面缺磨等問(wèn)題。為此，需要改進(jìn)拋光磨頭和拋光參數(shù)。由于產(chǎn)品表面為凹凸效果，為保證達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，采用措施如下：

(1)產(chǎn)品從320目開始拋光，320目～800目拋光磨頭采用大齒磨頭。

(2)粗拋壓力控制在3 Mpa，拋光擺動(dòng)延時(shí)控制在2.5 ms。

(3)打蠟工序后端增加磨盤，用于清理線槽內(nèi)部的蠟垢。

數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)的立體表面紋理大理石瓷磚產(chǎn)品，因其產(chǎn)品表面有表現(xiàn)紋理的凹陷線槽，如采用小齒磨塊會(huì)把線槽里的花釉拋掉，造成線槽邊發(fā)白、吸污等問(wèn)題。故干粒面拋光工藝在320目～800目時(shí)，使用專用大齒拋釉磨塊(見圖5)來(lái)刷拋表面，可解決常規(guī)拋釉、拋光參數(shù)導(dǎo)致的拋穿凹陷線條、表面缺磨、吸污等問(wèn)題。

圖5 大齒磨頭VS普通拋光模塊

除此之外，由于產(chǎn)品磚面線槽較深，需要多組磨盤清理線槽里面的蠟垢，故實(shí)際打蠟組數(shù)會(huì)減少。因此，需在打蠟前控制防污效果，以保證產(chǎn)品的防污性能。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化噴墨膠水結(jié)合干粒布料工藝生產(chǎn)具有立體表面紋理大理石瓷磚產(chǎn)品新穎獨(dú)特、質(zhì)感晶瑩剔透、表面立體感強(qiáng)、層次效果好，其技術(shù)特性和美學(xué)特性比目前市場(chǎng)上各類陶瓷磚產(chǎn)品有極大的提高。該產(chǎn)品材料上使用了先進(jìn)的透明一次燒干粒材料，使得產(chǎn)品表面有晶瑩剔透的玉質(zhì)美感，加強(qiáng)了產(chǎn)品的立體感；采用數(shù)字噴墨印花，返璞歸真的玉石機(jī)理，讓人百看不膩。同時(shí)，該產(chǎn)品采用二次數(shù)字噴膠結(jié)合干粒布料技術(shù)，使產(chǎn)品表面形成了由干粒釉產(chǎn)生的及其類似天然石材的凹凸表面紋理，使的產(chǎn)品具有高度的仿真效果，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。