瓷质大颗粒斑点砖的生产工艺研究

2013-04-29张国涛

佛山陶瓷 2013年6期

张国涛

摘要：本文简单介绍了无釉大颗粒瓷质仿古砖的生产工艺，并探讨了此类仿古砖表面装饰的关键工艺因素。研究表明，该类产品具有更高的经济技术特性。

关键词：瓷质砖；大颗粒斑点；凹凸表面；生产工艺

1 引言

近年来，随着建筑装饰业的快速发展，花样繁多的陶瓷墙地砖种类层出不穷。而仿古砖已经发展近十年，其风格迎合了现代人崇尚自然、贴近自然的特点。目前，上釉炻（瓷）质仿古砖都是在生坯或素坯表面施上一层（或多层）釉料，其目的主要是为了提高制品的表面质量、增加美观。但其具有耐磨性欠佳、生产工艺较为复杂、工艺控制点较多，且要求严格、生产成本较高等缺点。

仿古砖坯体经历了白坯、色坯、斑点坯、颗粒斑点坯四大发展阶段，现已进入颗粒斑点坯体阶段。颗粒斑点坯体可以提高瓷砖的色彩，提升仿古砖的品质，给人以瓷砖通体的感觉。最新开发的颗粒斑点产品是在坯体中加入不同颜色、不同颗粒大小的有色颗粒，从而使从坯体本身的色彩度得到提高。在此基础上，可以通过多种印花工艺，如：辊筒、丝网、喷墨印刷等，在坯体表面施一层较薄的釉，然后经过1200℃高温烧结后，坯体中的有色颗粒透过釉面隐约出现，与釉面色彩、纹理相互映衬，使得瓷砖整体效果简约、质朴，层次更加丰富，兼具耐磨、防滑、耐用等特点。该类产品主要以工程应用和出口为主，如：欧洲、美洲、澳洲、韩国等。

2 试验内容

2.1 试验原料

本产品所用的坯体原料均为广东省周边天然矿物原料，坯体色料选用国内色釉料企业生产的。其主要的坯体原料和色料化学组成分别见表1、表2。

2.2 试验配方

（1）坯体的基础配方

本试验的坯体基础配方见表3。

（2）有色坯体的配方

本试验的有色坯体的配方组成见表4。

2.3 生产工艺流程

与普通瓷质砖相比，大颗粒斑点砖的生产多一个工艺，即造粒工艺，这是整个大颗粒斑点砖的核心技术。另外，在粉料布料方面也存在一些工艺控制难点，它将直接影响到颗粒点在产品中的装饰效果。本文所讨论的大颗粒其粒径范围在8～20目之间，且为有色颗粒。该颗粒可直接与其他颜色的颗粒充分混合，一次布料成形。其生产工艺流程图如图1所示，干法造粒工艺流程图如图2所示。

2.4 主要的生产工艺参数

（1）坯体原料加工

本试验的坯体原料加工的化学组成范围见表5。

其中，浆料的工艺要求为：细度2.5±0.4%（250目）、水分 32.5%～33.5%、比重1.70±0.05；粉料的工艺要求为：水分 6.3%～7.0%；颗粒及配：20目以上≤1.5%、20～40目30%～60%、20～60目72%～88%、100目以下≤6%；陈腐时间为36～50h。

（2）釉线工艺控制

固定剂的比重为1.45±0.01、施釉量为（6±0.5）g/盘（330mm×330mm）、辊筒花釉流速为18～22s。

（3）干燥窑的温度制度

本试验的干燥温度曲线如图3所示。

（4）烧成制度

本试验所采用的烧成温度曲线如图4所示。

3 产品性能测试结果

本产品的主要性能测试结果如表6所示。

测试结果表明，此类产品各项性能均符合国家标准GB/T4100-2006要求。其中，吸水率、表面硬度、强度以及表面耐磨度均优于有釉瓷质仿古砖。

4 生产工艺难点控制及表面效果处理工艺研究

4.1 颗粒料的制备工艺

在生产过程中，采用干法造粒工艺。干法造粒工艺控制关键点在于压力的大小。压力小，后續工艺中会产生较多细粉，降低造粒回收率；若压力太大，在成形工序中，由于颗粒和基料的压缩比与烧成时的收缩比相差悬殊，导致烧成的成品表面上的大颗粒周围或者中间出现裂纹。因此，在保证造粒工艺高回收率、后续工艺破损率低的基础上，尽可能降低压力。

此外，在造粒过程中，要保证压力的稳定性，以保证颗粒密度的均匀性。倘若颗粒的致密度相差太大，会造成干燥和烧成后的产品边界处开裂。

4.2 压机布料的均匀性控制

在坯体成形过程中，粉料是靠压机后部的布料车将粉料填送至模腔内，为确保填料充足，一般情况下料车内的粉料量会大于坯体成形用量，在完成布料操作后，料车会将多余的粉料带回。由于粉料中混有一定比例的大颗粒，在填料时有大部分位于布料车格栅与模腔之间。当料车回程时，会将这些颗粒带至模腔后部，直到受到模腔壁阻碍时，大颗粒才会停下来填入模腔内，造成在边缘的大颗粒明显多于其他三个边缘，这是造成产品开裂的原因之一，同时，这也是造成砖面颗粒分布不均的因素之一。

在压机布料过程中，要考虑布料车的运行行程和速度，在模具的前沿钻孔，让多余的细粉料漏掉，以免布料车返回时将多余的细粉带回，并覆盖在坯体边缘，造成在砖坯表面出现明显的带，影响产品。粉料在运输过程中会发生自由卸料现象，导致大颗粒偏移。为此，在生产过程中应避免大斜度的皮带传输。另外，混料不均匀也是造成布料不均的一个因素，也值得注意。

在布料过程中，含大颗粒的粉料在转移和刮料时，通常会造成大颗粒往表面移动，细粉会“沉底”。因此，在大颗粒斑点砖生产工艺中，采用正打工艺成形，即成形时砖坯的正面朝上。

4.3 粉料水分的均一性控制

在生产过程中，对粉料的控制也是非常重要的。特别是粉料与颗粒之间的水分悬殊易造成产品开裂。因此，不管使用什么造粒方法，大颗粒在配料前和配料后要有足够的陈腐时间，确保颗粒与颗粒之间、粉料与颗粒之间的水分均匀。

4.4 表面凹凸效果工艺控制

模具的设计既要满足制品表面仿石艺术造型的要求，又要符合制品压制成形工艺要求，两者缺一不可。由于制品表面图案造型的不平整、不规则与非对称性，成形时会引起压力分布不均，不仅影响模具本身的使用寿命，而且导致制品生坯致密度不一、生坯强度下降，以及烧成过程中产生尺寸偏差、裂纹、开裂，甚至破损。此外，模具设计还要考虑制品的压制排气特性，模芯与模腔之间的间隙比普通的墙地砖模具要大，以免制品成形时产生分层缺陷。

5 结论

（1）利用高精度纹理的模具，可以成功的研制出理化性能和外观设计较好的无面釉仿古砖。

（2）颗粒斑点砖具有普通仿古砖无法比拟的层次感和质感，更具有天然石材的素美和高雅，未来无论是仿古砖还是抛光砖，两者的界限将会越来越模糊，仿古砖可能会用到抛光砖的布料和抛光技术，抛光砖也可能用到仿古砖的装饰技术。

（3）大颗粒斑点瓷质无釉砖在生产工艺方面，具有操作简单、易于控制、成品优等率高、色号稳定等优点。

（4）无釉仿古砖在今后的研发过程中，可以从斑点颗粒类型方面考虑。如：以长石为主的透明颗粒料、熔块（高温）粒，合成具有纹理（如：雨花石等）的颗粒，具有收缩效果的颗粒（产生“洞石”效果）等。

参考文献

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