噴墨釉面磚生產(chǎn)工藝的改進(jìn)

馬占領(lǐng)

清遠(yuǎn)納福娜陶瓷有限公司 511515

釉面磚的表面裝飾圖案是由色料與釉料噴繪而成的，噴繪技術(shù)影響著釉面磚表面圖案的清晰度與顯色性。如今的釉面磚噴墨技術(shù)還存著些許問題，紅原色無法充分顯示， 噴墨釉面磚的顯色性比彩印無釉磚的顯色性較差。另外，一些原色使用的重金屬顏料毒性較大，使用時有限制。針對以上問題，對噴墨釉面磚的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，爭取制出彩飾精致、顯色性強(qiáng)的噴墨釉面磚。

1、工藝改進(jìn)方案

1.1 調(diào)整釉料組成

將釉料組成調(diào)整為SiO260～76%、AI2O34～11%、Na2O 0.5～5%、Li2O 0～0.5%、BaO0～6%、CaO4～10%、MnO30～0.6%、ZrO20～6%、Fe2O30～0.15%。以上釉料的熔點(diǎn)高，對紅、藍(lán)、黑、黃四原色的顯色效果好。SiO2是釉燒成后產(chǎn)生的玻璃體，當(dāng)SiO2<60%時，制出的釉面表面發(fā)黑，色澤較差，SiO2>76%時，釉料熔點(diǎn)過高，顏料容易被溶解掉，因此SiO2在65%～74%范圍內(nèi)最佳。AI2O3主要提高釉面層的耐水性與抗腐蝕性，AI2O3<4%會降低釉面層的耐水性和抗侵蝕性，AI2O3> 11%熔點(diǎn)高、顏料易于溶解，最佳含量為AI2O35～8%。Na2O與Li2O在釉料中有助溶效果，相當(dāng)于溶劑，Na2O含量控制在0.6～3%最佳，Li2O還有阻礙顯色的作用，含量不能太高，0.2%以下為最佳。BaO、CaO都有降低熔點(diǎn)的作用，BaO取0～5%含量與CaO取4～9%含量配合，兩者配合量超出標(biāo)準(zhǔn)含量，則會升高釉料的熔點(diǎn)。MnO3用于提高釉面磚的光澤度，含量最好在0.5%以下。ZrO2可使釉面乳白，提升釉面磚釉面亮度，含量超過5%會使得熔點(diǎn)升高，導(dǎo)致釉面出現(xiàn)針孔，所以ZrO2含量應(yīng)控制在4%以下。Fe2O3配合量0.1%以下。

1.2 更換顏料

噴墨釉面磚使用的四種原色是紅、藍(lán)、黑、黃，用分散劑將分別磨細(xì)的顏料分散制成色漿。改良之前的噴墨釉面磚在上色過程中通常使用有毒重金屬顏料，不僅上色困難，還易產(chǎn)生有毒氣體，作業(yè)環(huán)境惡劣。經(jīng)過改進(jìn)后，噴墨釉面磚使用金屬氧化物顏料，顏料粒徑在500nm以下。紅色顏料選擇SiO215～30%、CaO16～30%配合成的鉻一錫系著色料，該顏料經(jīng)噴墨機(jī)噴繪在釉料上面，然后在1140～1260℃高溫下燒制，成品呈鮮紅色。藍(lán)色顏料使用氧化銅、鈷鋁系、氧化鈷等混合物；黑色顏料使用氧化鐵、氧化鈷、氧化鈾、氧化鉻和烙鐵氧化物等混合物；黃色顏料使用鋯釩酸鹽、氧化銻、氧化鐵、金紅石型氧化鈦等混合物。另外，還有其它配合使用的顏料。以上顏料在使用中還需要添加可提高圖案明亮度的白色色漿，白色色漿內(nèi)含有氧化錫的成分。顏料粒徑在500nm以下，100～400nm最佳。顏料分散劑常用聚氧化乙烯烷基醚、丙烯酸鹽、多羧酸等，在生產(chǎn)加工中根據(jù)需要適當(dāng)?shù)靥砑痈视?、甲醇、乙醚等水溶性有機(jī)溶劑，調(diào)整釉面磚的表面張力、粘性與濕潤性[1]。通過對顏料的配比與混合物進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)后，提高了釉面的性能，可獲得圖案鮮明度高、顯色性強(qiáng)的釉面磚。

2、釉面磚的噴墨彩印過程

噴墨釉面磚的生產(chǎn)工藝通常是先將使用淋釉的方式將釉料均勻地淋在素坯表面，形成釉面層，然后干燥處理。再將墨噴在磚坯釉面層上，噴頭孔徑30～50μm，孔徑越細(xì)，噴墨彩印的圖案越精細(xì)。噴墨彩印完畢之后做干燥處理，再燒結(jié)。使用隧道窯或輥道窯燒成，燒結(jié)溫度1150 ～1250℃，使用輥道窯時燒成之后需要將釉面磚放置在窯內(nèi)靜置20～90分鐘，時間控制在20分鐘以上、60分鐘以內(nèi)最佳。另外，需要注意的是噴墨彩印過程中使用的釉漿要有一定的粘度，當(dāng)釉漿混合顏料使用時，釉漿的粘度不能太高，當(dāng)顏料單獨(dú)使用時，色漿粘度控制在最小范圍內(nèi)即可[2]。

3、噴墨彩印效果評定

為檢驗(yàn)噴墨釉面磚生產(chǎn)工作改進(jìn)后的效果，做了改進(jìn)后的噴墨釉面磚試驗(yàn)，檢驗(yàn)改進(jìn)后的釉面磚圖案美觀度、顏色明亮度和釉面顯色性。試驗(yàn)過程中使用粘土、陶土等原料制作素坯，然后完成淋釉——干燥——噴墨彩印——干燥——燒結(jié)等生產(chǎn)加工流程，成品為100mm×100mm規(guī)格的釉面磚。噴頭孔徑40μm；窯內(nèi)溫度1150℃，靜置40min；將紅、黑、黃三種色漿加入砂磨機(jī)內(nèi)磨細(xì)，添加顏料、分散劑、甘油、活性劑等，將其調(diào)制成噴墨顏料。試驗(yàn)使用的紅色顏料為Si、Ca，粒徑275nm；黑色顏料為Fe、Mn，粒徑250nm;黃色顏料為Si、zn，粒徑240nm。藍(lán)色顏料為AI氧化物顏料 水分散物[3]。試驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)整后的釉料即使經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，也不會分解劣化，由氧化鉻、氧化錫組成的紅色顏料，燒結(jié)之后顏色非常艷麗，沒有發(fā)黑、色澤度低等問題。釉面磚的圖案依舊清晰、顯色性好。釉料的熔點(diǎn)提高后，釉面層的耐久性隨之提高，抗侵蝕性也大大提高，延長了釉面磚的使用壽命。

4、結(jié)語

改進(jìn)后的噴墨釉面磚使用的釉料熔點(diǎn)高，釉層的保質(zhì)期更久，減少了有毒重金屬氧化物顏料的使用，改善了生產(chǎn)工人的作業(yè)環(huán)境。噴墨釉面磚使用的顏料平均粒徑在500nm以下，提高了釉面層的表面清晰度，花紋圖案顏色鮮明，與市場上的釉面磚更加精致耐用。研究表明，經(jīng)過改進(jìn)后的噴墨彩印技術(shù)生產(chǎn)工藝更適用于釉面磚的加工生產(chǎn)。