具有凹凸紋理效果的通體大理石瓷磚研制

鄧榮 范新暉 羅鳳鉆 廖花妹

摘 要：本論文講述了通過引入膠水墨水和超細(xì)熔塊來實(shí)現(xiàn)仿大理石表面肌理效果。膠水墨水和超細(xì)透明熔塊的引入使肌理效果可粗可細(xì)、可大可小、可密可疏，可通過膠水墨水噴墨量、噴墨位置以及熔塊粗細(xì)進(jìn)行控制，調(diào)整自如，增加了大理石瓷磚的品類，豐富了大理石瓷磚的表面效果，仿真度高達(dá)90%以上，帶動(dòng)了行業(yè)大理石瓷磚表面仿真效果的升級。

關(guān)鍵詞：膠水墨水；超細(xì)熔塊；仿真效果

1 前言

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，天然石材一年的總產(chǎn)量是3.2億平方米，總產(chǎn)值3000億元；建筑陶瓷一年的總產(chǎn)量約100億平方米，總產(chǎn)值5000億元；大理石瓷磚具備逼真的仿石效果和優(yōu)越的瓷磚性能，它的出現(xiàn)降低了家裝行業(yè)對天然大理石的需求量，有效節(jié)約了不可再生的石材資源，是新一代的綠色環(huán)保建材，可用于替代天然石材和傳統(tǒng)建筑陶瓷，其市場前景非常廣闊。要想研發(fā)出仿石效果逼真、性能優(yōu)越的通體大理石瓷磚，需要對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)研究和調(diào)試才能達(dá)到比較滿意的效果，主要在以下幾個(gè)方面下功。

1.1 印花技術(shù)

“逼真”是大理石瓷磚的第一特性，而要做到逼真，就需要在印花方面做文章。大理石瓷磚的印花方式主要有三種：第一種是使用噴墨打印，這種方法對噴墨機(jī)的要求較高，操作起來比較簡單；第二種是絲網(wǎng)套印，這種方法使用的是傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印花機(jī)，根據(jù)不同的產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中所使用的絲網(wǎng)道數(shù)不同，產(chǎn)品的印花效果也不一樣；第三種方法是將上面兩種方法結(jié)合起來，根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)置組合，以便充分發(fā)揮兩種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。三種印花方式各有所長，可以針對性地表現(xiàn)不同的紋理、不同的花色產(chǎn)品。色澤比較潤的產(chǎn)品，用噴墨打印方式更能體現(xiàn)出其清晰的圖案和精細(xì)的紋理；而一些顏色比較深，色彩濃厚的產(chǎn)品，通過全絲網(wǎng)套印來疊加釉層更容易表現(xiàn)出大理石的厚重感和質(zhì)感。

此外，天然大理石的美，除了來源于斑斕的色彩之外，多變的花紋也是其魅力所在。然而由于技術(shù)瓶頸，早期的工藝僅能生產(chǎn)一到兩個(gè)圖案，難以展現(xiàn)出大理石多變的紋理，更談不上“完美地復(fù)刻”。隨著工藝技術(shù)的升級，能生產(chǎn)的圖案款數(shù)逐漸增多，發(fā)展到現(xiàn)在，每一款產(chǎn)品都有多款花紋圖案，這種技術(shù)叫做“一石多面”。使用噴墨打印機(jī)可以輕松地實(shí)現(xiàn)一石多面，但如果想要還原大理石石材的色彩、肌理和層次感，則需要配合絲網(wǎng)套印技術(shù)。

1.2 釉面效果

通過印花，磚坯表面已經(jīng)呈現(xiàn)出一層酷似石材的圖案，但許多天然石材是凹凸面的，除了火燒面、荔枝面，還有一些凸出的較粗的線條，這些表面效果光靠印花技術(shù)是無法實(shí)現(xiàn)的，需要通過釉面技術(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)石材的肌理，同時(shí)保證印花的圖案與石材肌理的契合。

1.3 通體坯體的制備技術(shù)

天然的大理石經(jīng)過漫長的地質(zhì)演變，紋理由外而內(nèi)延續(xù)，具有表里如一的特點(diǎn)，而普通的大理石瓷磚雖然可以在瓷磚表面形成媲美天然大理石的紋理，但是一旦遇到開槽、倒角等深加工，純色坯體就會暴露，因此在空間應(yīng)用方面受到了限制。目前主要采用在坯料中混入有色粉料的方式，通過布料機(jī)的精準(zhǔn)布料以實(shí)現(xiàn)與釉面紋理色彩相呼應(yīng)，在感觀上營造出表里如一的效果。有色粉料和純色粉料需經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的布料技術(shù)才能形成有紋理的坯體。布料有專門的布料機(jī)，布料機(jī)由多組下料輥筒組成，輥筒分光輥與雕花輥兩種。通過光輥下料可以形成連續(xù)的線條或帶狀紋理，而通過雕花輥下料則可以形成與輥筒上雕花圖案相似的圖案。布料時(shí)可通過控制各輥筒的下料時(shí)間來控制輥筒對應(yīng)粉料的下料量，而有色粉料在輥筒中的排列順序決定了最終形成紋理的色調(diào)分布。因此，在生產(chǎn)的時(shí)候，要根據(jù)不同的產(chǎn)品調(diào)整輥筒類型、下料時(shí)間、色粉種類以及色粉在輥筒中的排列順序，以使坯體形成與產(chǎn)品相對應(yīng)的設(shè)計(jì)紋理。

針對上述分析，本論文講述了如何突破現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)了具有凹凸紋理的高檔通體大理石瓷磚。第一，將多管布料技術(shù)應(yīng)用于通體坯體的制備中，實(shí)現(xiàn)磚坯通體紋理效果；第二，引入膠水墨水和超細(xì)熔塊，形成具有石材肌理的釉面層，實(shí)現(xiàn)大理石瓷磚通體、圖案逼真、花紋多變、展現(xiàn)石材肌理的效果。

2 主要研究內(nèi)容

具有凹凸紋理的通體大理石瓷磚研制，包括工藝設(shè)計(jì)、布料技術(shù)、噴墨印刷、熔塊布料等多項(xiàng)內(nèi)容，重點(diǎn)突出在以下幾個(gè)方面。

2.1 工藝設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目主要應(yīng)用目前拋釉磚和拋光磚的生產(chǎn)技術(shù)流程，通過新增多管布料系統(tǒng)、兩臺噴墨設(shè)備、瀑布式布料系統(tǒng)、吸塵裝置等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)通體坯體、噴墨印花、印亮光墨水/膠水墨水以及布超細(xì)熔塊等工藝，研制出圖案逼真、花色多變、具有仿真紋理的通體大理石瓷磚。主要的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

2.2 布料技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)通體紋理

多管布料技術(shù)是實(shí)現(xiàn)瓷磚通體紋理的核心步驟。主要研究不同粉料通過粉料下落管的排布順序、輥筒類型、輥筒運(yùn)行時(shí)間、輥筒轉(zhuǎn)速等參數(shù)對大理石瓷磚坯體紋理以及產(chǎn)品性能的影響，通過對這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保坯體紋理與表面紋理的一致，還原天然石材的內(nèi)部紋理，多管布料系統(tǒng)（見圖2所示）。

2.3 噴墨打印技術(shù)研究

陶瓷噴墨印花技術(shù)分辨率高、圖案清晰、色差少，能夠適合各種復(fù)雜圖案，同時(shí)能夠在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到個(gè)性化的要求，適合當(dāng)今瓷磚裝飾時(shí)裝化、個(gè)性化、小批量、多花色的發(fā)展趨勢，使用該技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)大理石瓷磚表面“一石多面”的效果。

本研究將布料裝飾與噴墨印花技術(shù)相結(jié)合，通過控制噴墨印花機(jī)，使噴墨印花得到與布料技術(shù)相關(guān)聯(lián)的圖案。

2.4第二道噴亮光/膠水墨水

第二道噴墨打印技術(shù)主要用于噴亮光墨水和膠水墨水，亮光墨水實(shí)現(xiàn)大理石瓷磚通透亮光效果，膠水墨水為后續(xù)布超細(xì)透明熔塊作準(zhǔn)備，提高大理石瓷磚的光澤度和紋理效果。本項(xiàng)目把亮光墨水和膠水墨水的噴頭由GS12改為GS40噴頭，增加了亮光墨水和噴膠水墨水的噴墨量，為后一工序布更多的超細(xì)熔塊作準(zhǔn)備。

由于本項(xiàng)目使用兩道噴墨打印技術(shù)，為保障圖像清晰度，需要在兩臺噴墨機(jī)中間增加一臺對中平臺，在磚坯經(jīng)過第一臺噴墨機(jī)后進(jìn)入第二臺噴墨機(jī)前，經(jīng)過對中平臺夾緊校正，這樣用兩臺噴墨機(jī)生產(chǎn)時(shí)就不會出現(xiàn)打印偏差。

2.5布超細(xì)熔塊實(shí)現(xiàn)表面肌理

天然石材多是凹凸面的，除了火燒面、荔枝面，還有一些表現(xiàn)為較凸的粗線條，這些表面效果通過普通的淋釉工藝是無法實(shí)現(xiàn)的。本項(xiàng)目通過程序控制使用噴墨技術(shù)在磚面不同部位引入膠水墨水，然后布超細(xì)透明熔塊來實(shí)現(xiàn)大理石瓷磚的表面肌理效果。

本研究新增一臺瀑布式布料機(jī)（如圖3所示），來實(shí)現(xiàn)把超細(xì)熔塊平整地布在磚面上。首先超細(xì)熔塊經(jīng)上寬下扁平的料斗落在下面轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶上，上寬下扁平的料斗一邊和皮帶接觸，另一邊離皮帶大概2 ～ 4 cm左右，可通過控制料斗離皮帶的高度和皮帶轉(zhuǎn)速控制釉層的厚度。料斗與皮帶平行，這樣皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)超細(xì)熔塊平整地鋪在皮帶上，皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)平整的超細(xì)熔塊像瀑布一樣落在從皮帶下經(jīng)過的磚坯上。同時(shí)增加一臺吸塵裝置，布完超細(xì)熔塊經(jīng)干燥后，經(jīng)過吸塵裝置時(shí)，吸入不粘在磚坯上的超細(xì)熔塊，并進(jìn)行回收處理。熔塊顆粒與膠水墨水、吸塵裝置配合使用，這樣噴膠水墨水的地方有熔塊，凸起；沒有噴膠水墨水的地方?jīng)]有熔塊，凹陷，從而實(shí)現(xiàn)了大理石瓷磚的表面凹凸肌理效果。

熔塊顆粒為透明的圓形或橢圓形透明熔塊顆粒，熔塊顆粒的細(xì)度為100 ～ 250目，超細(xì)熔塊級配：100目上料<0.7%，160目上料30 ～ 40%，200目上料80 ～ 88%。采用不同細(xì)度的熔塊顆粒進(jìn)行布施，其布施過程中的流動(dòng)性和延展性不同，從而產(chǎn)生不一樣的效果。熔塊顆粒細(xì)度越細(xì)，流動(dòng)性越好，顆粒向四周擴(kuò)散，布施的范圍較大；與細(xì)度大的熔塊顆粒相比，相同布料時(shí)間，細(xì)度小的熔塊顆粒堆積的高度較低。本項(xiàng)目使用的熔塊顆粒細(xì)度為100 ～ 250目的范圍內(nèi)，使磚坯形成凹凸紋理效果更加細(xì)膩，更加生動(dòng)。同時(shí)，控制熔塊顆粒的布施厚度為0.5 ～ 2 mm，過薄則凹凸質(zhì)感差，過厚則容易鋪展開，同樣會影響凹凸質(zhì)感，通過控制一定的厚度實(shí)現(xiàn)最佳的凹凸紋理效果。

3 結(jié)論

目前市面上的通體大理石瓷磚只能做到通體坯體和表面圖案，而不能實(shí)現(xiàn)天然大理石表面凹凸紋理，仿真度只能達(dá)到60%左右，不能滿足消費(fèi)者對大理石瓷磚凹凸面的需求。本研究通過引入膠水墨水和超細(xì)熔塊實(shí)現(xiàn)仿大理石表面肌理效果，使用預(yù)設(shè)的程序控制噴墨印花機(jī)打印膠水墨水，膠水墨水作為粘結(jié)劑；然后在磚面采用瀑布式布料機(jī)布超細(xì)透明熔塊；布完超細(xì)熔塊經(jīng)干燥后，用吸塵裝置把未粘在磚坯上的超細(xì)熔塊吸收；這樣噴膠水墨水的地方有熔塊，凸起；沒有噴膠水墨水的地方?jīng)]有熔塊，凹陷，從而實(shí)現(xiàn)了大理石瓷磚表現(xiàn)凹凸肌理效果，當(dāng)然也可以做平面效果的瓷磚。膠水墨水和超細(xì)透明熔塊的引入使大理石瓷磚具有極佳的天然大理石效果，肌理效果可粗可細(xì)、可大可小、可密可疏，可通過膠水墨水噴墨量、噴墨位置以及熔塊粗細(xì)進(jìn)行控制，調(diào)整自如，增加了大理石瓷磚的品類，豐富了大理石瓷磚的表面效果，仿真度高達(dá)90%以上，帶動(dòng)了行業(yè)大理石瓷磚表面仿真效果的升級。