噴墨滲花磚生產(chǎn)技術(shù)問題分析

姚青山+聶賢勇

摘 要：本文針對(duì)目前行業(yè)陶瓷噴墨打印滲花產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)，從原材料的選材、設(shè)備的技改、底 / 面的基礎(chǔ)配方的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝技術(shù)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)描述及探討。

關(guān)健詞：滲透墨水；干法噴墨滲花；濕法噴墨滲花；耐磨

1 前言

目前，由于建筑陶瓷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，廠家為了擴(kuò)大市場(chǎng)份額，在降低成本的同時(shí)不斷增加產(chǎn)品花色。自從陶瓷印花及噴墨技術(shù)出來后，陶瓷工作者研制出了透明材料，在磚坯體的表面噴墨打印圖案，再在其上面施透明釉，煅燒后經(jīng)過柔光拋光技術(shù)，達(dá)到理想的圖案效果，但該產(chǎn)品表面不僅不耐磨，表面水波紋也相當(dāng)?shù)膰?yán)重；為了緩解以上缺陷，陶瓷技術(shù)研發(fā)人員又研制出金剛釉，但是耐磨度的提高非常有限，使用局限性還是沒有突破；通過以上技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，研發(fā)出陶瓷滲透墨水，該技術(shù)直接在坯體配方表面上打印圖案紋理，再經(jīng)過一定的助滲時(shí)間，滲透進(jìn)入到陶瓷坯體中，最后高溫?zé)?，拋光后的噴墨滲花產(chǎn)品既有瓷質(zhì)拋光磚的耐磨度，又有拋釉磚的表面圖案效果。此產(chǎn)品在市場(chǎng)上具有絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力和高附加值。

2 噴墨滲花磚生產(chǎn)所要解決的技術(shù)問題

噴墨滲透技術(shù)分為兩種工藝：干法工藝和濕法工藝。

干法工藝：指在壓機(jī)成型前進(jìn)行兩次布料，壓制后的產(chǎn)品經(jīng)過表面拋坯處理，噴墨機(jī)直接在坯體表面進(jìn)行噴墨打印圖案。

濕法工藝：指一次布料成型壓制，干燥后，經(jīng)過表面拋坯處理，再在表面淋漿，二次干燥后，最后在表面噴墨打印圖案。

（1） 由于該產(chǎn)品噴墨前或淋面漿前需要拋坯，配方結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要達(dá)到一定的生坯或干燥強(qiáng)度，避免機(jī)械性破損。

（2） 濕法工藝，由于釉線面漿配方結(jié)構(gòu)塑性原料加入量少，瘠性原料多，懸浮性比較差，需要控制好面漿各工藝參數(shù)。

（3） 由于滲透墨水的紅色和黃色發(fā)色程度的限制，必須在面料或面漿中添加一定比例的助色劑，通過助色劑跟滲透墨水的反應(yīng)呈現(xiàn)出相關(guān)的顏色。

（4）由于滲透墨水為油性墨水，濕法噴墨滲花工藝淋漿后，需要進(jìn)行二次干燥，坯體表面的含水分率要求低于0.5%。

（5）濕法工藝由于噴墨滲透淋漿厚度達(dá)到0.5 mm，且面漿的配方為坯體的配方體系，已造成二次干燥收縮裂，所以面漿的配方結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，才能適合濕法噴墨滲花產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。

（6）產(chǎn)品表面噴墨打印后，需要控制好滲透時(shí)間，控制好最佳滲透深度，否則圖案效果不佳或不穩(wěn)定。

（7）控制好燒成磚型，控制好拋光深度，使產(chǎn)品圖案顏色穩(wěn)定。

3 技術(shù)要點(diǎn)分析與討論

3.1、陶瓷基體的研究

（1）基礎(chǔ)坯體要求具有生坯和干坯強(qiáng)度高，同時(shí)還要求高溫?zé)蓵r(shí)骨架好且易于氧化；（2）保證坯體和面料或面漿的結(jié)合性好，防止面裂等缺陷；（3）保證合適的變形度，易于拋光處理；（4）最后高溫?zé)珊螅a(chǎn)品還應(yīng)保證吸水率< 0.1%；（5）噴墨滲花陶瓷基體適合于輥道窯一次燒成。

坯體配方的化學(xué)成分為：SiO2 66 ～ 70%、Al2O3 17.5 ～ 20%、CaO 0.5 ～ 0.8%、MgO 1.0 ～1.5%、K2O 3.5 ～ 4.0%和 Na2O 1 ～ 2% IL 3 ～ 5%。以上坯料通過長(zhǎng)石、粘土、高嶺土、石英等原礦和添加劑按比例進(jìn)行配料、球磨、除鐵、噴粉后，儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

3.2干法面料或濕法漿料配方的研制

（1）燒成溫度要求到達(dá)1200 ℃左右，且燒成范圍寬；（2）始熔點(diǎn)要高；（3）跟陶瓷基體結(jié)合良好；（4）適應(yīng)噴墨滲花墨水的顏色發(fā)色度好，且滲透效果均勻等等；滿足各工序生產(chǎn)要求。

兩種配方的化學(xué)成分分別為：

（1）干法面料配方：SiO2 65 ～ 70%、Al2O3 16.5 ～ 18%、CaO ≤ 0.8%、MgO 0.5 ～ 1.2%、Na2O 3 ～ 4%、 K2O 4 ～ 6%，IL 3 ～ 4.5%。

（2）濕法面漿配方：SiO2 65 ～ 72%、Al2O3 13.5 ～ 20%、CaO≤ 0.8%、MgO 0.5 ～ 1.2%、Na2O 3 ～ 5%、K2O 4 ～ 6%、 IL ≤ 2%。

3.3設(shè)備特點(diǎn)及改進(jìn)措施

（1）干法噴墨滲花需要改布料設(shè)備，能夠滿足均勻的布面料厚度為1.5 ～ 3 mm的技術(shù)要求；（2）增加多磨頭的拋坯設(shè)備，使坯體表面光滑平整；（3）濕法噴墨滲花工藝，需要增加二次干燥設(shè)備，使坯體表面的含水率小于0.5%，且確保不裂磚；（4）增加一臺(tái)大噴頭噴墨機(jī)設(shè)備（要求至少為8噴頭噴墨機(jī)），保證適應(yīng)滲花墨水各項(xiàng)性能要求；（5）增加助滲平臺(tái)，保證產(chǎn)品滲透的深度、梯度及顏色的穩(wěn)定性；（6）窯爐輥棒應(yīng)該為加厚小輥棒，緩解產(chǎn)品的波浪變形。

3.4生產(chǎn)工藝流程

具體工藝流程如下：

（1）以上述坯體配方制成的粉料壓制成通體磚坯或者包含底料層和面料層的磚坯，然后坯體干燥水分至0.5%以內(nèi)；

（2）坯體表面拋坯，使表面平整干凈，干法噴墨滲花工藝在表面噴少量水固化；濕法噴墨滲花工藝在表面噴一定量的水，再淋0.5 mm左右厚度的面漿；

（3）干法噴墨滲花工藝：噴少量水固化后，坯體表面溫度在40 ～ 45℃后，直接在坯體表面噴墨打印相關(guān)的顏色圖案；

（4）濕法噴墨滲花工藝：噴水、淋面漿后，進(jìn)入二次干燥窯干燥之水分少于0.5%后，坯體表面溫度冷卻到40 ～ 45 ℃，再進(jìn)入噴墨機(jī)打印相關(guān)的顏色圖案；

（5）噴墨打印完后，設(shè)計(jì)好滲透時(shí)間，目前要求助滲時(shí)間一般不少于15 min；

（6）助滲透時(shí)間到了時(shí)，進(jìn)入窯爐一次燒成，然后拋光磨邊制成成品；其中燒成溫度為1180 ～ 1215 ℃。endprint

4 燒成

采用輥道窯燒成；

燒成氣氛：氧化氣氛；

燒成溫度：1180 ～ 1215 ℃；

燒成周期：50 ～ 65 min。

5 產(chǎn)品特點(diǎn)分析

噴墨滲花墨水是一種具有一定的滲透性離子型墨水，能夠滲透到坯體中（一般滲透深度為0.5 mm左右的）；利用噴墨技術(shù)將可溶性極高的有色滲花墨水印刷在磚坯表面，滲花墨水利用自身滲透性滲到磚坯里面并且形成一定的紋理，其呈現(xiàn)出來的紋理和成像效果與預(yù)先設(shè)計(jì)好的花色紋路是有很大差別的，簡(jiǎn)單來說就是紋路隨機(jī)性不好控制。

滲花墨水優(yōu)勢(shì)十分明顯。從工藝上來講：滲花墨水在噴墨打印之后，可以滲入到磚體內(nèi)部0.5 mm左右，在燒成后，磚體的各種顏色是從內(nèi)部透出來的，具有更強(qiáng)的立體效果，所以在質(zhì)感上更加接近天然石材。其次是色彩：墨水各原料粒度到達(dá)納米級(jí)別，所以滲花墨水能夠完美地再現(xiàn)顏料的紅黃藍(lán)三顏色疊加發(fā)色原理。無論從圖案的細(xì)膩度來說，還是顏色飽和度，都能滿足各種花色圖案紋理。滲花墨水應(yīng)用范圍廣，能夠應(yīng)用在拋光磚、仿古磚、瓷片等陶瓷磚，使其產(chǎn)品圖案效果具有更加逼真的立體圖案紋理。總之，噴墨滲透陶瓷產(chǎn)品既有釉面磚的表面紋理圖案，又有拋光磚的物化性能。

6 總結(jié)

噴墨滲花陶瓷磚產(chǎn)品是使用可溶性液體染色物作為發(fā)色元素，通過噴墨打印技術(shù)，將圖案打印到坯體表面，液體發(fā)色元素滲入到坯體（或面漿）內(nèi)部，經(jīng)過一定時(shí)間助滲透，再高溫煅燒后，從而呈現(xiàn)出具有不同顏色的圖案紋理效果；噴墨滲花產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、耐磨性能好、色彩及圖案紋理好等優(yōu)點(diǎn)。滲花墨水產(chǎn)品成為目前陶瓷產(chǎn)品的革命性的研究成果，它將拋光磚硬度、耐磨等優(yōu)勢(shì)與普通噴墨釉面磚紋理圖案完美結(jié)合在一起；既保持了拋光磚原有的物理化學(xué)性能，又能將普通噴墨釉面磚產(chǎn)品表面的質(zhì)感與花色體現(xiàn)到拋光磚的裝飾圖案中；滲花墨水也是目前拯救拋光磚產(chǎn)品市場(chǎng)占有率的重要途徑。

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