数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺生产具有立体表面纹理大理石瓷砖的研究与应用* 史杰
(佛山欧神诺陶瓷有限公司广东佛山528138)
摘要随着陶瓷砖技术的发展，人们对于陶瓷砖的装饰性能要求日益提升㊂然而，传统抛釉砖具有釉面平整度不够㊁透感较差等缺点，无法将天然石材的细腻纹理㊁彩细节完美地体现出来，陶瓷干粒作为一种新的装饰手段，逐渐被应用在陶瓷砖生产过程中㊂本文以数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺生产具有立体表面纹理大理石瓷砖为研究方向，以欧神诺卡可系列产品陶瓷砖为研究对象，运用干粒材料提升了该系列产品的效果和质感㊂干粒釉瓷砖产品从表面的质感㊁立体感和整砖装饰效果上，比现有陶瓷釉面砖更高端大气㊂ 关键词陶瓷干粒干粒布料工艺数字化胶水喷墨二次打印
中图分类号:T Q174.76文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2021)05-0031-05
前言
随着陶瓷砖技术的发展，人们对于陶瓷砖的装饰性能要求日益提升㊂对于装饰性而言，陶瓷砖的光泽㊁
花纹等则是主要的关注方向㊂然而，传统抛釉砖具有釉面平整度不够㊁透感较差等缺点，无法将天然石材的细腻纹理㊁彩细节完美地体现出来㊂在此背景下,
干粒 作为一种新的装饰手段，逐渐被应用在陶瓷砖生产过程中[1,2]㊂
干粒实质上是一种特殊的熔块，在陶瓷砖的发展过程中，干粒多次被应用㊂相对普通釉面砖产品而言，干粒釉产品具有釉面透感强㊁版面图案层次感好㊁泽艳丽㊁镜面度高等优势㊂如在20世纪初推出的微晶陶瓷砖，即是在素烧砖坯上撒上一层干粒，然后二次烧成[3]，微晶陶瓷砖的干粒粒径一般在厘米级别㊂又如，在2015年前后推出的 糖果釉 系列瓷砖，其光泽柔和，装饰性能突出，也具有良好的防滑效果[4]，糖果釉瓷砖的干粒仍然在30~80目之间㊂除此之外，随着技术的发展，干粒日益发挥了各种各样的功能，如防滑㊁耐磨㊁增加通透感等等[5]㊂
笔者以数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺生产具有立体表面纹理大理石瓷砖为研究方向，以欧神诺卡可系列产品陶瓷砖为研究对象，运用干粒材料提升了该系列产品的效果和质感㊂干粒釉瓷砖产品从表面的质感㊁立体感和整砖装饰效果上，比现有陶瓷釉面砖更高端大气㊂
1实验部分
1.1实验原料
实验原料包括：水磨钾钠石粉㊁中温钠石粉㊁江西钠砂㊁水磨钾石粉㊁原矿钾砂㊁水磨钠石粉㊁联盛球土㊁铝矾土㊁白滑石㊁膨润土㊁惠东泥，具体坯体配方矿物组成和化学组成如表1和表2所示㊂
表1坯体配方矿物组成比
水磨钾钠石粉
中温
钠石粉
江西
钠砂
水磨
钾石粉
原矿
钾砂
水磨
钠石粉
联盛
球土
铝矾土白滑石膨润土惠东泥
127925952240.746 *作者简介：史杰(1977-)，本科，工程师；主要从事陶瓷新产品研发㊂
表2 坯体化学组成(质量%)
S i O 2
A l 2O 3
F e 2O 3T i O 2
C a O
M g
O K 2O
N a 2O I L
69.5619.430.43
0.07
0.060.013.062.57
4.71
干粒种类包括:B R P 43/P 1㊁B R P 44/P 1㊁
B R P 185A ㊁L U 98/P 1㊁L U 96/P 1㊁D M B 01/P 1㊁
C 1006/P 1㊁B 201/P 1㊁
D H 202/P 1㊁
E R 3/P 1㊁D M 902/P 9㊁
F U 23/p
3等，由多家原材料供应商提供㊂1.2 实验方案
图1 工艺流程图
2 实验结果与讨论
2.1熔块干粒的选择以及配比
干粒釉瓷砖产品与普通有釉产品比较，最大的特点在于瓷砖表面是透明熔块干粒㊂同时，熔块干粒是多种熔块混合而成，各种熔块的温度㊁高温粘度㊁光泽度都不同㊂正是由于这些特性，才能使干粒釉瓷砖产
品既具有全抛釉表面晶润光亮，又具有天然石材的质感，还兼备耐磨防污的特性，所以，熔块干粒的选择和配比非常重要㊂
经过初步的试烧实验选择了几种熔块干粒㊂这些
干粒的配比试验如表3㊁表4所示㊂通过大量的前期
试验和后续的配比试验,13#干粒配方效果在坯釉膨
胀匹配㊁表面釉面质感和效果㊁理化性能等方面均能满足工艺要求㊂
表3 干粒配比试验一
干粒种类1四头精雕机
#
2
#
3
#
4
#
5
#
6
#
7
#
8
#
B R P 43/P 1908070-
-
-
--
B R P 44/P 1---5050--50B R P 185A -----
4040
-L U 98/P 110
---50---
L U 96/P 1
-
-
-
-
--
-
15
续表3干粒种类1
#
2
#
3
#
4#
5
#
6
#
7
#
8
#
D M B 01/P 1--3030---
-C 1006/P 1------20-B 201/P 1-5
传送侦测------D H 202/P 1-------10
E R 3/P 1
-15--
-6040
-
D M 902/P 9---20----
F U 23/p 3-
磺酸酯--
--
-
-25表4 干粒配比试验二
干粒种类9
#
10
#
11
#
12
#
13
#
14
#
15
#
16
#
B R P 43/P 19898
95-----L U 98/P 1
2
0.5--
----C 1006/P 1-1.5-25-40
-5
F U 23/P 3--5
25----B R P 18---50----B 201/P 1---25-20--B R P 43/P 3----95-6080E R 3/P 1-----20--F U 23/P 3
----5
-205
D M 902/P 7
-
----20
--D M /202/P 7------20
D M 203/P 1
--
-
-
-
-
-
10
选择合理的粒径分布，可以使所布的干粒为致密的粒子层，这有助于成品釉层毛孔㊁气泡等问题的解决㊂结合干粒布料设备对干粒粒径范围的要求(干粒
粒径在40目~150目之间)，对干粒粒径分布进行了试验和控制如表5所示㊂根据产品的釉面效果，确定了最佳配方及粒径控制㊂
表5 13#干粒配方粒径分布试验
编号粒径分布(目)
>4040~6060~120120~150<150效果
1#<122.174.23.3<2釉面稍不平整，抛后易出雪花点
2#<14.3
89.45.3<2较好3#<110.279.69.1
<2较好
4#<117.071.511.2<2釉面稍不平整，抛后易出雪花点，抛后毛孔稍多
5#<13.982.212.1<2抛后毛孔稍多6#<19.775.6
13.4<2抛后毛孔稍多控制
<1
<15
75~954~10<2
控制标准
干粒釉瓷砖产品的装饰效果,
主要取决干粒烧成抛光后的效果㊂其中对干粒的烧成温度㊁膨胀系数㊁透明度㊁抛后的光泽度和耐磨等性能都有严格要求㊂对多家公司提供的原料进行对比选择，通过实验寻到了各干粒最合适的混合比例，最终确定的13#配方干粒性能如表6所示㊂使用该干粒，可实现干粒釉瓷砖产品所需要的立体㊁耐磨㊁晶莹剔透的效果㊂
表6 13#配方干粒性能
始熔温度(ħ)
软化点温度(ħ)
膨胀系数(25~400ħ)
理化性能
熔融性能1073
1137
66.9
高耐磨:
4级2100转;
高硬度>5
每平方米~250克布料量,
可熔平2.2 二次打印及打印对位
目前市场上常见的有釉陶瓷砖装饰工艺，通常是在生坯的表面印花，然后淋㊁印抛釉或喷㊁淋布熔块
㊂这种工艺形成的图案，虽在透明玻璃层的掩映下显示出一定的立体效果，但总体还是平面图案的效果比较突出，缺少一种似天然大理石的立体效果㊂本研究基于天然石材真实触觉立体效果的表现，在喷墨印花后增加了数字化喷墨胶水打印(二次打印)并结合干粒布
料工艺，来凸显产品图案的立体效果㊂
为保证数字化喷墨胶水打印的图案能够和彩图案完全配合，运用了二次打印图案对位技术，即通过前置夹砖平台对坯体位置的精确控制，以及设备㊁釉线运行等的严格要求，保证了二次打印位置的稳定与精准㊂为满足干粒釉瓷砖产品的设计效果，彩喷墨打印机与胶水干粒喷墨机前后重叠打印后，上下位置图案偏差在1mm 以内，成品目测无明显打印错位㊂具体措施如下:
①在喷墨和喷胶水设备前端安装独立的自动夹砖
对位平台(见图2)，控制砖坯平行进入打印设备平台，并避免夹砖动作对釉线或打印设备造成震动㊂②调节夹砖对位平台的皮带转速，使之与打印设备皮带转速一致(见图3)㊂③前期实验过程中，夹砖对位平台使用的是气动控制夹砖器，因气动不稳定，导致砖坯打印位置有2mm 以上的位移变化㊂为保证夹砖动作的稳定性，后改为电机控制(见图4)㊂④在操作运行过程中，保证砖坯在进入打印机前的釉线上运行平稳，砖坯较为平行进入机前夹砖平台㊂通过调节档边来控制砖坯在釉线上的走位㊂⑤砖坯在进入夹砖平台后，釉线持续运转，直至打印完成㊂保证整个夹砖打印过程平稳，无因釉线启停动作造成
打印偏差
㊂
图2 自动夹砖对位平台
图3 调节夹砖对位平台的皮带转速
图4 气动控制夹砖器、釉线
2.3干粒面抛光
数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺所生产得具有立体表面纹理大理石瓷砖，和正常的平面瓷砖相比，具有凹凸不平的表面㊂如果采用正常的抛光参数，会出现抛穿凹陷线条，或表面缺磨等问题㊂为此，需要改进抛光磨头和抛光参数㊂由于产品表面为凹凸效果，为保证达到设计的要求，采用措施如下:
(1)产品从320目开始抛光,320目~800目抛光磨头采用大齿磨头㊂
(2)粗抛压力控制在3M p
a ，抛光摆动延时控制在2.5m s ㊂(3)打蜡工序后端增加磨盘，用于清理线槽内部的蜡垢
㊂
遥感图像
图5 大齿磨头V S 普通抛光模块
数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺生产的立体表面纹理大理石瓷砖产品，因其产品表面有表现纹理的凹陷线槽，如采用小齿磨块会把线槽里的花釉抛掉，造成线槽边发白㊁吸污等问题㊂故干粒面抛光工艺在
稳压二极管封装320目~800目时，使用专用大齿抛釉磨块(见图5)来刷抛表面，可解决常规抛釉㊁抛光参数导致的抛穿凹陷线条㊁表面缺磨㊁吸污等问题㊂
除此之外，由于产品砖面线槽较深，需要多组磨盘清理线槽里面的蜡垢，故实际打蜡组数会减少㊂因此，需在打蜡前控制防污效果，以保证产品的防污性能㊂
3 结语
数字化喷墨胶水结合干粒布料工艺生产具有立体表面纹理大理石瓷砖产品新颖独特㊁质感晶莹剔透㊁表面立体感强㊁层次效果好，其技术特性和美学特性比目前市场上各类陶瓷砖产品有极大的提高㊂该产品材料上使用了先进的透明一次烧干粒材料，使得产品表面有晶莹剔透的玉质美感，加强了产品的立体感；采用数字喷墨印花，返璞归真的玉石机理，让人百看不腻㊂同时，该产品采用二次数字喷胶结合干粒布料技术，使产品表面形成了由干粒釉产生的及其类似天然石材的凹凸表面纹理，使的产品具有高度的仿真效果，具有广泛的市场应用前景和推广应用价值㊂
参考文献
五仁参芪汤[1] 杨元东.数码胶水干粒釉陶瓷砖的研究[J ].全国性建材核心科技期刊 陶瓷,2019(06):22-24[2] 彭滨.干粒釉陶瓷砖坯体基料与面釉㊁保护釉的研制[J ].佛山陶瓷,2020(01):15-18
[3] 史杰，孙树江.微晶玻璃陶瓷复合板生产过程中的缺陷及其控制研究[J ].佛山陶瓷,2009(07):7-11
[4] 吴则昌，程贵生，李丽芳.一种烧成后具有凹凸质感的糖果釉瓷质砖的制备方法[J ].佛山陶瓷,2019(05):17-19[5] 李惠文.微光干粒效果瓷砖的研究[J ].
全国性建材核心科技期刊 陶瓷,2018(07):48-50
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