一種高立體大顆粒仿砂巖陶瓷磚的開發(fā)與研究

羅宏　龍海仁　招偉培　周燕　黃帥

摘 要：在建筑陶瓷裝飾領(lǐng)域，仿天然石材的風(fēng)格一直都是市場的主流趨勢。隨著工業(yè)風(fēng)的盛行，黑白灰的砂巖逐漸被消費者青睞，砂巖不同于普通石材的最大特點就在于砂巖紋理中的顆粒砂石質(zhì)感及大線條紋理，在傳統(tǒng)的裝飾效果中，圖案都過于平面化，隨著人們消費審美的提高，對裝飾材料的仿真度要求也越來越高。如何更加立體的呈現(xiàn)砂巖的視覺質(zhì)感，呈現(xiàn)真實的立體觸感，同時又高度的模擬砂巖的手感，成為了我們需要攻克的主要技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：高立體陶瓷磚;砂巖;大顆粒;仿石材

1 前 言

我司作為佛山傳統(tǒng)的陶瓷磚生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)，針對這次開發(fā)課題，成立了獨立的產(chǎn)品開發(fā)項目組，從市場、營銷、產(chǎn)品、設(shè)計、工藝、配方等相關(guān)部門抽調(diào)人員參與到這次產(chǎn)品的開發(fā)工作。經(jīng)過討論評估，我們認(rèn)為大顆粒的砂巖系列陶瓷產(chǎn)品市場前景值得深入挖掘，中高端產(chǎn)品缺口較大。在產(chǎn)品設(shè)計方面，北歐、工業(yè)風(fēng)、輕奢、新中式成為流行趨勢，砂巖產(chǎn)品在這些裝修風(fēng)格中的應(yīng)用比較廣泛。在客戶需求方面，消費者對現(xiàn)代砂巖仿古產(chǎn)品的需求迅猛增長，對于表面質(zhì)感和產(chǎn)品視覺的追求，提升防污性能，以及對空間風(fēng)格及紋理的訴求都將更加的關(guān)注。在生產(chǎn)工藝方面，砂巖類陶瓷磚的痛點就是圖案單調(diào)不精細(xì)，質(zhì)感不真實，工藝簡單層次差。所以擬定提升仿砂巖陶瓷磚與真實石材的逼真度作為此次研究的主要目的。

2 項目的研發(fā)過程

2.1項目的研發(fā)目標(biāo)

項目的目標(biāo)是提升砂巖陶瓷磚與真實石材的逼真度，讓砂巖磚的質(zhì)感與效果在原有石材的基礎(chǔ)上有一定的提高與升華。

2.2項目研發(fā)計劃

針對客戶的痛點，從三個方面著手提升，在圖案設(shè)計方面，素材的風(fēng)格選取以主流的黑、白、灰工業(yè)風(fēng)為主，圖案細(xì)節(jié)更加豐富，拉升對比度，提高分辨率，使圖案更清晰。在磚面質(zhì)感方面，不再主要依靠設(shè)計圖案去模擬砂巖顆粒紋理，而是通過真實引入砂巖大顆粒料，讓大顆粒料真實嵌入磚面，在視覺和觸覺的真實感方面得到提升。在工藝方面，計劃采用干粉網(wǎng)版布料技術(shù)，干粉顆粒度更細(xì)，網(wǎng)版圖案精度更高，讓網(wǎng)版在壓機(jī)壓制前布干粉面料，面料紋理更細(xì)膩，更自然。在面料中加入真實的砂巖大顆粒混合料，其中不同光澤，質(zhì)感，顏色，透度，以及顆粒度的大顆粒料多達(dá)十幾種。大顆?；旌狭鲜勾u面砂巖顆粒的豐富程度更加接近天然砂巖石材。通過3D噴墨打印技術(shù)，使噴墨紋理與布料紋理以及大顆粒紋理，虛實結(jié)合，相得益彰。再同時疊加了定位干粒工藝，結(jié)合精雕和鋯白功能墨水的效果，讓線條紋理立體，晶瑩剔透，最后結(jié)合淋干粒工藝，讓整磚的砂巖顆粒感得到進(jìn)一步提升。通過復(fù)雜的工藝疊加，層層還原真實砂巖石材的形成過程，提升產(chǎn)品的逼真效果，采用新材料，新設(shè)備，新技術(shù)讓產(chǎn)品的砂巖肌理源于石材，高于石材。

2.3技術(shù)研發(fā)路線

從意大利引進(jìn)先進(jìn)的臥式網(wǎng)版布料設(shè)備，通過壓機(jī)前網(wǎng)版布料技術(shù)，實現(xiàn)干粉布料工藝。通過網(wǎng)版紋理與干粉面料的搭配，在磚坯表面實現(xiàn)紋理圖案，通過引進(jìn)意大利砂巖紋理模芯，開發(fā)出了砂巖網(wǎng)版布料系列產(chǎn)品，將砂巖紋理結(jié)合精心設(shè)計的模具紋理。布料厚度約為0.3～1.0mm，每片600mm×600mm規(guī)格磚坯，面料使用量約250～800g。與傳統(tǒng)的微粉拋光磚相比，面料用量節(jié)約50%以上。該技術(shù)的難點為將傳統(tǒng)的多管布料改為網(wǎng)版布料，圖案更清晰，面料用量更少，布料厚度更薄。網(wǎng)版布料通過網(wǎng)版上不同的大小網(wǎng)孔（網(wǎng)孔大小介于10目～20目之間）形成需要的紋理，通過多層網(wǎng)版不同紋理按順序疊加，形成復(fù)合紋理圖案。面料通過制作工藝改進(jìn)，性能改良后制作成了干粉面料。干粉面料的制作工藝不同于普通粉料，干粉的制作研發(fā)成功，實現(xiàn)了粉料低水分，高流動性，少靜電的特性，從而實現(xiàn)了干粉面料在網(wǎng)版上布料不結(jié)團(tuán)，不堵網(wǎng)。為了滿足面料快速轉(zhuǎn)產(chǎn)的需要，干粉面料采用了干混色料工藝，有色面料轉(zhuǎn)換快速同時，面料顏色也更加豐富，通過網(wǎng)版布料，面料紋理更加真實自然。

為了實現(xiàn)砂巖大顆粒的質(zhì)感效果，在布好的面料上引入砂巖大顆粒料（大顆粒介于4目～ 8目之間），將大顆粒料布在干粉面料之上，壓機(jī)壓制的過程中將大顆粒料嵌入面料層中，同時大顆粒料有一部分凸起在面料之上，形成立體的砂巖顆粒。大顆粒的種類根據(jù)光澤，質(zhì)感，透度，顏色的不同，設(shè)計了十幾種混合在一起，讓大顆粒料的效果更豐富，更接近天然砂巖的層次。

磚坯經(jīng)過干燥工序后，直接進(jìn)入3D噴墨打印工序，噴墨打印圖案細(xì)節(jié)更明確，精細(xì)度更高，同時與面料紋理以及大顆粒料搭配，虛實結(jié)合，逼真度更高，質(zhì)感，層次更豐富。噴墨機(jī)選擇了鋯白墨水和精雕水疊加使用，展現(xiàn)設(shè)計中的線條部分細(xì)節(jié)，再利用噴墨膠水結(jié)合干粒機(jī)布干粒工藝，實現(xiàn)線條細(xì)節(jié)的定位干粒工藝，讓整個線條細(xì)節(jié)效果表現(xiàn)立體，亮白透析，起到了整磚畫龍點睛的作用。

最后為了讓整磚的砂巖手感更逼真，采用在磚面淋干粒工藝，讓整磚的細(xì)砂顆粒感更突出，與圖案設(shè)計搭配相得益彰。

3 工藝流程及關(guān)鍵工藝參數(shù)

3.1工藝流程

粉料（底料、面料）制備→壓機(jī)二次布料（包括底料、面料、大顆粒料）→壓制成型→干燥→3D噴墨裝飾→定位干?！芨闪?→窯爐燒成→拋光工序（半拋）→磨邊工序→分揀→包裝、入庫

3.2粉料工藝參數(shù)

3.3壓機(jī)工藝參數(shù)

3.4、窯爐工藝參數(shù)

3.5其他工藝參數(shù)

4 設(shè)備及工藝過程描述

4.1布料設(shè)備及工藝過程

關(guān)鍵壓機(jī)布料工序總共分為四部分，第一部分為壓機(jī)壓制工序，第二部分為面料網(wǎng)版布料系統(tǒng)，第三部分為大顆粒料布料系統(tǒng)，第四部分為底料布料系統(tǒng)。產(chǎn)品壓制工序制作流程為，首先是底料布料系統(tǒng)，底料是預(yù)制好的斑點料，通過料斗進(jìn)入布料槽再進(jìn)入底料格柵，通過格柵推入壓機(jī)下模芯，然后是面料網(wǎng)版布料系統(tǒng)，面料是通過干混色料技術(shù)，將面料基料干混成不同的有色面料，再通過壓機(jī)頂部電子秤及混料系統(tǒng)，混所需的混合面料，混合面料通過單獨的料斗進(jìn)入到網(wǎng)版布料單元的網(wǎng)版內(nèi)，網(wǎng)版布料系統(tǒng)推入壓機(jī)下模芯上方，通過網(wǎng)版滾動以及網(wǎng)版布料系統(tǒng)回程運動，完成面料的布料過程。緊接著是將預(yù)制好的混合大顆粒料送入大顆粒料料斗，料斗將混合大顆粒料放入玻璃框料槽，在通過玻璃框料槽底下的雕花滾自轉(zhuǎn)結(jié)合布料皮帶的滾筒，將大顆粒料按照雕花滾的紋理，將混合大顆粒料布在布料皮帶上，然后將布料皮帶推動到壓機(jī)下模芯上方，再通過布料皮帶的自轉(zhuǎn)以及布料皮帶回程運動，將混合大顆粒布在面料的表面，最后通過壓機(jī)上模芯壓制成型，最后形成了我們網(wǎng)版布料所需的磚坯。

4.2配套設(shè)備

成型壓機(jī)：采用恒立泰4280自動壓機(jī);

噴墨打印機(jī)：采用意大利快達(dá)平CRETAPRINT噴墨設(shè)備;

窯爐：126m窄體輥道窯;

拋光：國產(chǎn)科達(dá)拋光機(jī)。

5 產(chǎn)品檢測

5.1產(chǎn)品表面形貌圖

高立體砂巖磚模擬砂巖真實顆粒，顆粒凹凸感強(qiáng)，對提升防滑性有較好的提升作用，靜摩擦系數(shù)干法0.63-0.75，濕法 0.55-0.60，通過表面形貌圖檢測可以檢測磚表面的凹凸程度：

Sa：平面偏差的算術(shù)平均值;

Sq：平面偏差的均方根。

5.2產(chǎn)品SEM掃描電鏡檢測

通過掃描電鏡可以觀察磚表面的微觀結(jié)構(gòu)，通過微觀結(jié)構(gòu)可以觀察到表面的致密程度，間接反應(yīng)了在產(chǎn)品的防污性能指標(biāo)，高立體仿砂巖陶瓷磚防污性檢測為五級。

6 產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用效果

6.1產(chǎn)品設(shè)計要求

紋理：砂巖紋理， 一石6紋理以上設(shè)計;

顏色：米白、暖灰、淺灰、灰、深灰;

觸感：干粒面＼干粒半拋面

規(guī)格：600mm×1200mm、600mm×600mm（訂制）、600mm×300mm（訂制）、200mm×1200mm（訂制）;

配套：產(chǎn)品運用效果圖、宣傳單頁、軟裝飾品、空間使用方案、工程案例;

滿足整體空間的應(yīng)用需求：客廳、餐廳、衛(wèi)浴、商業(yè);

防滑達(dá)到國際水平（防滑指標(biāo)（干?！軷9），靜摩擦系數(shù)（干粒面≥0.6）;

6.2產(chǎn)品設(shè)計系列效果圖

7 結(jié) 語

本項目采用了網(wǎng)版布料工藝，底料采用了與磚面圖案顏色接近的類通體斑點料，面料薄而均勻的實現(xiàn)了大紋理布料圖案，通過在面料中引入十幾種不同顏色、光澤、質(zhì)感、透度以及顆粒度的大顆粒料，使大顆粒料嵌入磚坯表面，真正還原天然巖石的質(zhì)感與逼真度。本項目采用了創(chuàng)新的仿古砂巖磚開發(fā)思路，突破了現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝的瓶頸，采用新的設(shè)備、新的工藝、新的設(shè)計、新的材料，提升了現(xiàn)有仿古砂巖磚產(chǎn)品立體質(zhì)感及逼真度，提升了產(chǎn)品的裝飾效果，為砂巖磚系列產(chǎn)品開創(chuàng)了一種新的生產(chǎn)工藝思路。