白色功能墨水的開發(fā)與在陶瓷薄板的應用*

姚利蘭 林海浪

(1 廣東省梅州市質量計量監(jiān)督檢測所 廣東 梅州 514072) (2 佛山市邁瑞思科技有限公司 廣東 佛山 528138)

前言

佛山陶瓷，是佛山的名片，曾因其產(chǎn)量與質量而聞名全世界；如今，卻因其“高污染、高消耗、高排放”的生產(chǎn)過程，而被迫轉移陣地，能夠保留下來的一些品牌企業(yè)也正面臨著轉型升級、優(yōu)勝劣汰的時代抉擇。傳統(tǒng)陶瓷磚是非常厚重的瓷磚，其厚度基本在8～14 mm。要想解決瓷磚生產(chǎn)的3高問題，陶瓷磚的輕薄化，則會成為建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的大勢所趨之一，也是我國政府大力倡導和要求的任務。陶瓷磚輕薄化從喊口號到發(fā)展至今，不少品牌企業(yè)都推出了薄型化產(chǎn)品；BOBO陶瓷薄板采用世界先進的陶瓷生產(chǎn)技術，專業(yè)生產(chǎn)僅只有4.8 mm厚的大規(guī)格(600 mm×1 200 mm)陶瓷薄板，相比較普通瓷磚而言，單位面積建筑陶瓷材料重量可降低1倍以上，節(jié)約60%以上的原料資源，降低綜合能耗50%以上。2007年，蒙娜麗莎集團在北京人民大會堂隆重舉行產(chǎn)品推介會，宣布了900 mm×1 800 mm×5.5 mm規(guī)格的大型瓷質薄板的誕生?！笆濉币?guī)劃以來，瓷磚減薄成為建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會接下來的工作重心之一，協(xié)會秘書長繆斌先生不遺余力地奔波于全國各陶瓷產(chǎn)區(qū)，大力宣傳協(xié)會關于對瓷磚減薄工作重心的重視和進程，在業(yè)內(nèi)媒體承辦的瓷磚減薄論壇上，繆斌秘書長向各陶瓷企業(yè)嚴肅地表示：將加快產(chǎn)業(yè)調整步伐，2015年全行業(yè)必須實現(xiàn)瓷磚減薄10%以上。這不僅是一個產(chǎn)業(yè)在探尋綠色可持續(xù)發(fā)展中的一條出路，也將成為“東方陶瓷古國”傳承民族文化、造福后代子孫的責任和使命。然而，陶瓷薄板生產(chǎn)過程也需要解決諸多難題，從原材料、壓機壓制、釉線技術到燒成、包裝運輸?shù)龋夹枰镄?。陶瓷薄板的制備，由于其?guī)格增大，厚度變薄，使用目前常規(guī)的鐘罩淋釉技術，會出現(xiàn)淋釉不均，淋釉過厚，影響磚型等問題，亦存在材料浪費問題，生產(chǎn)每平方米陶瓷磚需要用到1～2 kg的白色釉料遮蓋坯體。目前，隨著數(shù)字化噴墨技術的成熟，陶瓷數(shù)字化材料制備技術已經(jīng)被完全掌握，關鍵的是陶瓷噴頭噴墨量提升，使得國內(nèi)具備了研制數(shù)字化白色環(huán)保功能墨水取代鐘罩淋釉的硬件。因此，研制白色環(huán)保功能墨水以及在陶瓷薄板上的應用，前景光明。

1 白色環(huán)保功能墨水的研制

1.1 墨水制作步驟

1)配料。分別稱取高白材料80.00 g，陶瓷墨水溶劑100.00 g，陶瓷墨水專用分散劑10.00 g，陶瓷墨水添加劑10.00 g，裝入2 L塑料罐，充分搖勻分散。

2)研磨。將均勻分散的混合液緩慢裝入0.5 L砂磨機研磨，研磨機轉速調整為2 500 r/min，研磨2 h后測量顆粒細度。

3)墨水檢測。制備成白色環(huán)保功能陶瓷墨水平均粒徑D50<1 μm，通過3 μm濾紙，粘度調整到15～25 cp，表面張力調整到25～35達因。

1.2 白度性能測試

1)將制備好的陶瓷墨水使用滴管移到250目網(wǎng)版，然后用刮刀將墨水轉印到10 cm×10 cm陶瓷生坯體，轉印一次。

2)將陶瓷生坯置于1 200 ℃電爐中燒制，溫度曲線為5 min400 ℃，25 min1 180 ℃，保溫2 min，20 min降為50 ℃。

3)測量白度，磚坯冷卻后感官目測燒成白度，感官測量后用白度儀標定數(shù)據(jù)。

1.3 實驗結果記錄與簡要分析

表1 白色環(huán)保功能墨水性能指標

表1數(shù)值表明：制備的白色環(huán)保功能墨水符合廣東省《陶瓷裝飾用溶劑型噴墨打印墨水》標準要求。合適的粘度，能夠保證噴墨打印順暢，防止出現(xiàn)掛墨，滴墨的現(xiàn)象；合適的細度，既能滿足打印的要求，又能節(jié)約研磨時間，減少研磨能耗；表面張力數(shù)據(jù)，反映的是墨水打印到磚面后圖案的清晰度，合適的表面張力，能夠有效防止糊花情況出現(xiàn)。

白度值測試結果表明：轉印到陶瓷坯體上的白色墨水經(jīng)高溫燒成后具有優(yōu)異的白度效果，能很好地遮蓋坯體，提升坯體表面的白度，有利于在較白的表面上進行圖案表現(xiàn)。

2 白色環(huán)保功能墨水在陶瓷薄板產(chǎn)品的應用

2.1 應用步驟

1)在噴墨實驗機裝上白色環(huán)保功能墨水，調整噴墨機打印參數(shù)，使噴墨機能夠滿足正常打印工作。

2)使用精度為0.01 g的電子天平稱量300 mm×300 mm陶瓷薄板磚無釉生坯質量，噴墨前記為M1。

3)調用滿版噴印圖案，將滿版圖案噴印在300 mm×300 mm陶瓷薄板磚無釉生坯上，在不同坯體上測試打印1次、2次、3次、4次的噴墨量，噴墨后記為M2。

4)使用以下公式計算噴墨量(M=(M2-M1)/打印次數(shù))。

5)將陶瓷生坯置于1 200 ℃電爐中燒制，溫度曲線為5 min400 ℃，25 min1 180 ℃，保溫2 min，20 min降為50 ℃。

6)燒制后，測量不同打印次數(shù)的白度值。

2.2 實驗結果記錄與分析

表2 白色環(huán)保功能墨水噴墨量與白度值關系

實驗結果表明：足夠量的白色環(huán)保功能墨水能夠大幅度提升燒成后的陶瓷薄板生坯表面的白度；同時，實驗結果表明，當白色環(huán)保功能墨水達到一定數(shù)量后，坯體表面的白度提升達到極限，無需噴量過多。經(jīng)換算，本項目研制的白色環(huán)保功能墨水在陶瓷薄板上全面積噴250～350 g/m2，能較好地遮蓋坯體底色，達到使用鐘罩正常施釉的相同遮蓋效果，減少了60%以上的使用量。

3 結語

本項目已經(jīng)成功研制出白色環(huán)保功能墨水。目前，僅需要使用2～3排噴頭噴印，即使該產(chǎn)品達到鐘罩正常噴淋白釉的相同遮蓋坯體效果，墨水使用量減少了60%以上，同時，將能極大地提升陶瓷薄板的生產(chǎn)穩(wěn)定性。