淺談坯用干混色料性能對生產(chǎn)應(yīng)用的影響

陳志川

摘 要：本文闡述了在陶瓷磚生產(chǎn)和開發(fā)實踐中坯用干混色料性能指標(biāo)對生產(chǎn)應(yīng)用影響關(guān)系，重點探討企業(yè)如何對坯用干混色料原料進(jìn)行質(zhì)量控制和驗收分析，如何根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對原料性能進(jìn)行有效評價，指導(dǎo)工藝技術(shù)人員進(jìn)行合理的配方和工藝參數(shù)調(diào)整，確保干混工藝生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：通體大理石；干混色料；檢測方法；控制指標(biāo)

1 前言

現(xiàn)在的陶瓷磚粉料大多都是通過濕法工藝制備，有色粉料（或稱色泥、色粒）也是通過濕法工藝將色料與坯料配方料加水球磨噴霧干燥造粒。由于在生產(chǎn)制造過程中，有色粉料的使用量小、品種多，要求儲存系統(tǒng)復(fù)雜，加工過程經(jīng)常需要洗球洗塔（球磨機(jī)與噴霧干燥塔），造成諸多不便。干混色料是利用其相較于普通色料的高分散性，直接與普通陶瓷坯體粉料混合，在粉料顆粒表面著色，大大簡化了有色粉料的制備工藝，達(dá)到了優(yōu)化生產(chǎn)工序的目的，同時也降低了生產(chǎn)制造成本與管理成本。

坯用干混工藝在國內(nèi)墻地磚企業(yè)應(yīng)用已有十幾年歷史，具有省工序、低庫存、易轉(zhuǎn)產(chǎn)、環(huán)保等多方面優(yōu)勢，特別適合個性化定制和快速排轉(zhuǎn)產(chǎn)，近年來對陶瓷色料的表面改性技術(shù)和加工工藝的進(jìn)展很快，為適應(yīng)拋光磚二次布料及仿古磚干法布釉技術(shù)要求和發(fā)展的需要，對干混色料、坯用干粒料等裝飾材料的需求直線上升。[1]

2016年的佛山春季陶博會上，通體大理石瓷磚無疑是全場最閃耀的產(chǎn)品之一，近20家陶企的集體推出，讓這款新興產(chǎn)品迸發(fā)出強(qiáng)大的生命力，有行業(yè)人士預(yù)測，到今年年底，通體大理石瓷磚將迎來全面爆發(fā)期，生產(chǎn)廠家或達(dá)上百家。正是看到這一產(chǎn)品的風(fēng)向和市場潛力，越來越多的色釉料企業(yè)重新將目光瞄向干混色料，但從現(xiàn)階段來看，國內(nèi)干混色料的技術(shù)水平仍然良莠不齊。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，如何區(qū)別坯用干混色料和常規(guī)坯用色料，干混色料的主要檢測方法和關(guān)鍵控制指標(biāo)主要有哪些；如何對坯用干混色料原料進(jìn)行質(zhì)量控制和驗收分析；如何根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對原料性能進(jìn)行有效評價并指導(dǎo)生產(chǎn)和工藝參數(shù)調(diào)整。本文將圍繞以上問題展開重點分析和探討交流，有不當(dāng)之處懇請行業(yè)專家指正。

2 常用坯用干混色料的種類

常用坯用干混色料的種類見表1。

3 坯用干混色料性能關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

筆者查閱了大量近年來與坯用色料分類命名與檢測驗收等主題相關(guān)資料，結(jié)合近年來行業(yè)在干混色料領(lǐng)域的研究最近進(jìn)展，總結(jié)出如下幾個主要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)坯用干混色料的驗收關(guān)鍵過程控制指標(biāo)見表2。

4 坯用干混色料驗收主要方法

4.1 檢測的主要設(shè)備及儀器

工序檢測的主要設(shè)備及儀器有快速球磨機(jī)、打餅器、電子天平、色差儀、加濕器、濕度計、干燥箱、振動篩、流速杯、秒表、不銹鋼盤、量筒、窯爐、不銹鋼碟、放射性檢測儀等。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)樣與原料備案管理

已定點采購的干混色料由物控組建立相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣，抽取的色料檢驗完后放在指定位置保存?zhèn)浒?，保存時間12個月。

4.3 取抽樣

取樣方法： 原料到廠后由物控組負(fù)責(zé)抽取樣品，需在卸貨過程或待檢區(qū)取樣。300～600包以內(nèi)共取至少6個點，采取上中下層各取2個點；600～1000包共取至少 8個點，上中下層各取3個點，每包每個點取樣大概為20～30 g[5]。

4.4 關(guān)鍵指標(biāo)簡介

（1）含水率

用精度0.01 g的電子天平稱取50 g試樣于不銹鋼小碟中，放入烘箱中（一般設(shè)定溫度120±5℃ ），烘于至恒重約1 h，烘干的試樣重為g2克，水分計算公式為：

其中：W—水分含量；g1—試樣重；g2—干試樣重

干混色料含水率的大小對于干混色料的分散性影響比較大，水分太大色料容易結(jié)塊起色斑，嚴(yán)重影響產(chǎn)品檔次和效果，一般最好控制在1%以內(nèi)。

（2）篩余

陶瓷色料是一種粉體，其顆粒特征及顆粒分布直接影響到色料的呈色特征和呈色強(qiáng)度，為產(chǎn)品的主要檢驗項目。標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定要檢測色料的D10、D50、D90和D100。

對坯體干混色料而言，一般采用篩分析進(jìn)行粗放型檢驗即可，具體規(guī)定坯用色料過325目篩，篩余不大于1.0%。

（3）返潮性、流動性和分散性

干混色料的返潮性跟干混色料本身以及表面改性采用的表面活性劑種類密切相關(guān)，因此在不同的生產(chǎn)條件下，要特別注意色料的倉儲保存環(huán)境地點的選擇，防止回潮后產(chǎn)生干混性能的下降。

返潮性的檢測可以采用普通的空氣加濕器，在一定的密閉空間加濕后進(jìn)行一段時間以后對比觀察水分的變化來表征。據(jù)筆者測試表明，國產(chǎn)干混色料在返潮性指標(biāo)方面不比某些進(jìn)口品牌差，這是由于在配方中引入了較多的憎水性表面活性劑，但與此對應(yīng)，表面親水濕潤性和“速溶”性能下降，不能直接用于濕磨化漿使用，在生產(chǎn)中需要和普通坯體色料注意區(qū)別使用。

色料的流動性和分散性是指色料粒子首先應(yīng)容易在坯料或者釉料的粉料或者漿料中充分分散，而同時它又需要有足夠的流動性，這點是十分重要的，它一方面減少了制備時間和成本，另一方面又有利于干混色料在自動配料和均化設(shè)備中保持良好的流動和分散，確保配料精度。為使干混色料在所有類型的釉料和坯料中容易分散且得到最佳的顏色特性，要求色料具有窄的粒子分布，這可以通過細(xì)磨方法和細(xì)磨制度的選擇，對顆粒進(jìn)行表面改性（如加入表面活性劑）等手段來達(dá)到[6，7]。

流動性檢測目前沒有達(dá)成共識的有效方法，不同結(jié)構(gòu)類型的色料流動性也各不相同，很難形成絕對統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是流動性性能較差的色料確實容易在自動配料設(shè)備中形成拱橋效應(yīng)，導(dǎo)致不能夠連續(xù)的出料，造成配料不準(zhǔn)而導(dǎo)致大量的色差降低。

分散性檢測一般又稱為色斑檢測，它是在通過20目篩的大生產(chǎn)基礎(chǔ)粉料料與2%干混色料混合，用封口大塑料袋充氣后搖勻若干分鐘后打餅燒成，燒成后與標(biāo)準(zhǔn)樣對比色斑情況，觀察是否有明顯差別。

（4）放射性[8]

建筑陶瓷可通過改變配方對產(chǎn)品成分進(jìn)行調(diào)整，其放射性是可控的。色釉料的放射性檢測和限量規(guī)定一般與配方中關(guān)鍵原料的檢測相類似，目的是需要注意剔除或者控制放射性偏高的色料原料占比，確保整體產(chǎn)品放射性超達(dá)標(biāo)，理論上，可以通過如下公式計算[9]：

（5）釉面缺陷和溫度

目前市場流行的深色系列通體大理石產(chǎn)品，特別是黑色、棕色等，在色料比例增加較多的情形下，更容易在相對應(yīng)工序出現(xiàn)潛在的缺陷，比如釉面針孔、分層開裂、溫度明顯變化引起的磚型和收縮的波動等。因此，除了常規(guī)的色料檢測程序以外，務(wù)必需注意提前放大檢測，嚴(yán)格把控好干混色坯對于釉面缺陷以及壓機(jī)分層開裂缺陷的可能影響。

（6）顏色[10]

對于陶瓷色料顏色表征特性來說，除了用色差和Lab值來描述色調(diào)、飽和度和明度之外，還需要關(guān)注色料的著色力以及顏色穩(wěn)定性指標(biāo)。

色差是指兩個顏色在顏色知覺上的差異，它包括色相差、 明度差和彩度差三個方面 ， 而總色差與色相差、 明度差 、 彩度差三者之間的關(guān)系為： △E=[（△a ）2 + （△b ） 2 + （△L ）2 ]1/2 。

色料的Lab值測試通常用1%的色料與100%的粉料（M）與標(biāo)準(zhǔn)樣色料（S）進(jìn)行對比，混合5 min后（有條件采用物料均混儀，見圖2），每個壓三個小餅，分別放置在耐火托盤的左中右，中左右，右中左（見示意圖3），三排一起燒，燒完檢查色度Lab值和色差值， 一般誤差要求△E≤1.5、△L≤0.75、△a≤0.75、△b≤0.75。

顏色強(qiáng)度又稱著色力，它是色料在最大吸收波長處測得的強(qiáng)度?？紤]到顏色穩(wěn)定性、著色力與通體坯料配料電子秤計量的敏感準(zhǔn)確度關(guān)系，對于深色體系產(chǎn)品如黑色、棕色色料的選用，并不是越深越好，筆者建議生產(chǎn)選用深淺兩套色料進(jìn)行，深色系列最大色料總量最好不要超過2%；而淺色不要小于0.5%。

5 結(jié)語

坯用干混色料在生產(chǎn)應(yīng)用時，在高溫下的物理、化學(xué)環(huán)境取決于基礎(chǔ)坯料的組成和燒成溫度、 （下轉(zhuǎn)第44頁）氣氛等工藝條件，因此還需要特別注意不同坯體中的化學(xué)組成對于坯體干混色料影響，比如坯體中的鈣鎂對于以鋅、鐵、鉻為基礎(chǔ)的色料（如紅棕）、硅鐵紅系紅色色料均有負(fù)面影響，而對于鉆藍(lán)系列則起到助色作用。

與普通全拋釉產(chǎn)品工藝流程相比，通體大理石瓷磚在原料工序引入了干混設(shè)備和干混工藝，原料種類更加繁多，工序過程管理更加復(fù)雜，因此，如何科學(xué)規(guī)范原料驗收標(biāo)準(zhǔn)和完善采購環(huán)節(jié)，從源頭控制好原料的質(zhì)量，加強(qiáng)原料的驗收制度與工序過程精細(xì)化管理，將是相關(guān)制造企業(yè)能否從市場中脫穎而出的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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