陳迪晴,羅繼柱,朱功輝,周榮柏,鐘衛(wèi)升,熊 敏
(1.佛山市玉磯材料科技有限公司,佛山528000; 2.廣東英超陶瓷有限公司,清遠(yuǎn) 511500; 3.清遠(yuǎn)市歐雅陶瓷有限公司,清遠(yuǎn) 511500)
關(guān)健詞:大理石;全拋釉;生產(chǎn)工藝;質(zhì)量問題
國內(nèi)最早生產(chǎn)全拋釉磚的是簡一陶瓷,剛開始生產(chǎn)的全拋釉都是通網(wǎng)印的,連花釉都是絲網(wǎng)印的,絲網(wǎng)印拋釉透明度好,硬度好控制,這種工藝比較經(jīng)典,模仿取代天然大理石,紋理自然分明,顏色深沉突出,有很好的大理石紋理效果。用通網(wǎng)印全拋釉生產(chǎn)大理石效果的瓷磚產(chǎn)品可取代天然大理石,可以占領(lǐng)一部分天然大理石的市場,還可以增加強(qiáng)度和降低成本,降低開采天然大理石對大自然的影響,是一種節(jié)能環(huán)保的瓷磚品類。本文主要介紹仿大理石瓷磚生產(chǎn)過程中存在的問題及解決方案。
大理石釉瓷磚從設(shè)計上就是仿大理石圖案,采用絲網(wǎng)印刷。而普通全拋釉瓷磚則采用淋拋釉,圖案也比較隨意,一般采用噴墨,顏色一般比較淺。同樣的全拋釉,兩種不同的生產(chǎn)工藝,區(qū)別主要在于釉線印刷,而且不同的工藝生產(chǎn),產(chǎn)生的缺陷不同。某廠1兩種工藝缺陷對比如表1所示。
從表1可以看出噴墨產(chǎn)品在國內(nèi)幾年的發(fā)展已經(jīng)很成熟了,生產(chǎn)時的缺陷比較少。而大理石產(chǎn)品由于是絲網(wǎng)印刷,產(chǎn)生的缺陷都是絲網(wǎng)印刷通常出現(xiàn)的問題。裂磚、雜質(zhì)、崩邊角、變形、釉孔在相關(guān)論文內(nèi)都有分析論述。而粘網(wǎng)、擦網(wǎng)、缺花、走位、白點等是絲網(wǎng)印刷自身工藝產(chǎn)生的問題,只能控制,無法根除。大理石拋釉瓷磚生產(chǎn)過程存在的問題在下面一一進(jìn)行分析。
絲網(wǎng)印刷原理就是通過刮刀把印花釉刮到磚面上去形成圖案。由于要與磚表面接觸都會存在脫網(wǎng)、粘網(wǎng)的情況。某廠2對大理石釉燒后的要求很高,要很凸,釉層厚,立體感強(qiáng)。所以大理石花釉比重調(diào)得很高?;ㄓ缘谋戎靥?,重力大,粘度高,不易脫網(wǎng)。增長花釉與網(wǎng)版、面釉接觸時間。風(fēng)一吹,很容易干,印幾片磚就會有固體釉料粘在網(wǎng)版上,后面一直印,這個地方就會粘起磚面的釉,形成缺陷。如圖1所示,中間那線條邊的白線。
圖1 大理石拋釉印刷粘網(wǎng)(未燒)
出現(xiàn)這種情況原因有很多種。這是某廠2生產(chǎn)出現(xiàn)的問題,其要求大理石釉凸感很強(qiáng),釉的比重調(diào)得很高,釉漿里干料比例大,又是大面積印刷,很難脫網(wǎng),印刷不爽,粘網(wǎng)厲害,特別是線條,有一邊很容易粘起來,燒出來線條變得很寬。比圖2的線條還要寬。這個問題不好調(diào),還是老辦法,找出與粘網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的部分進(jìn)行分析調(diào)整。
(1)面釉的問題。其主要是看有沒有起粉,作者曾在越南旭佳陶瓷遇到這樣的問題,面釉粘性不夠,釉漿存放時間過長,甲基失效,用直線淋釉器,釉漿比重只有1.7左右,淋面釉后到印花的地方,粘網(wǎng)非常嚴(yán)重,怎么處理也解決不了,后來在面釉里補(bǔ)了甲基水才能解決。
(2)墨水的問題。墨水是油性,跟水接觸,極性不同,不易相溶,會相互排斥。在印大理石釉之前,噴墨水的磚面要干爽。
(3)大理石拋釉的問題。
① 細(xì)度的影響。大理石拋釉細(xì)度為0.5~1 g(325目篩,1比重杯),這個不難做到,細(xì)度太大,結(jié)合性不好,粘網(wǎng)。
②顆粒分布的影響。最初生產(chǎn)是用熔塊顆粒的,鉀長石也是80目粗粉。其它原料都比較細(xì),都是200目、325目的細(xì)粉。這樣投球研磨,熔塊顆粒起小球石的作用,自己被磨細(xì),同時也對其它原料進(jìn)行二次研磨。當(dāng)釉漿細(xì)度達(dá)到要求時,其實熔塊等粗料細(xì)度是沒達(dá)到的,熔塊的細(xì)度可能有3 g(325目篩,1比重杯),而其它料已經(jīng)細(xì)到325目全通過了。熔塊占配方20%,細(xì)度0.6 g(325目篩,1比重杯)。熔塊太粗,瘠性料沒什么粘性,起沙,容易粘網(wǎng)。后把902熔塊先磨細(xì),再投球磨使用。
③比重的影響。大理石釉最初的比重1.77,后降到1.75。比重越高,釉粉占比越多,印膏越少,印刷不爽,容易粘網(wǎng)。
④粘度的影響。甲基、三聚的比例確定了,還有高嶺土對釉的粘度有影響。印大理石釉效果網(wǎng)時,線條總是有點粘網(wǎng)。剛開始以為粘度不夠,還加了高嶺土,比例從5%到7%,粘網(wǎng)還嚴(yán)重了。去掉高嶺土,有所改善,但釉漿會沉淀,又把高嶺土加到1%。
⑤加防粘網(wǎng)劑的影響?;ㄓ员戎剡@么高,必須加防粘網(wǎng)劑,增加花釉的油性和潤滑性,比例1%,后增加到1.5%。
⑥大理石拋釉加工工藝的影響。大理石拋釉磨好釉漿過篩除鐵,按表5比例,稱取釉漿倒入攪拌缸內(nèi),再加印膏攪拌均勻,最后加入防粘網(wǎng)劑,攪勻過篩備用。
⑦大理石拋釉配方的調(diào)整。大理石拋釉粘網(wǎng)最難解決的是效果網(wǎng)線條處會粘起來,導(dǎo)致線條變得很寬,拋后效果很差。如何從釉料配方上進(jìn)行調(diào)整,改善這種問題呢?如圖2和圖3所示。圖2所示的大理石拋釉的效果給人感覺像人一樣比較瘦,印刷后與燒結(jié)后的效果無變化。比較啞,比較高溫。如果中間線條如圖1所示一樣粘了一條起來,那么線條更寬,拋后效果不佳。圖3所示調(diào)低溫后,釉面光澤也上來了,釉料表面感很飽滿,甚至把線條擠得變小變窄了,像這種效果就算線條的地方粘了一點也問題不大。具體配方調(diào)整如表2所示調(diào)熔不平的方向一致。
圖2 大理石釉燒后釉有比較硬立感
圖3 大理石釉燒后線條處有凸?jié)欙枬M感
(4)網(wǎng)版的問題。網(wǎng)版主要張力要夠,網(wǎng)版公司都會測張力。只要張力夠,網(wǎng)版有足夠彈力,更容易脫網(wǎng)。
(5)印花機(jī)的操作問題。主要有三個方面,一個是印刷速度,二是刮刀角度的調(diào)整,三是多擦網(wǎng)。印花越慢,不易粘網(wǎng)。和網(wǎng)版張力一樣,這些是外部直觀影響原因,在此不多贅述。
圖4 大理石拋釉熔不平
一般大理石有效果網(wǎng),最后一道效果網(wǎng)跟印凸釉一樣,只是面積更大。大面積印厚版,網(wǎng)版的四邊透釉會更多,很可能印的過厚,拋光的時候拋不平產(chǎn)生漏拋。不過很多生產(chǎn)印刷大理石瓷磚的廠家,并不要求凸感很強(qiáng),有些更是要求凹陷的地方不要太深。大理石花釉比重不高,印刷的凸感并不強(qiáng),燒后的凸感也不強(qiáng)。而有些廠家為形成差異化,要求立體感比較好,要很凸。大理石花釉比重很高,不但印刷性能較差,很容易粘網(wǎng);而且網(wǎng)版邊部會印得比較厚,印在磚上一邊很凸,如果燒的時候熔不平的話,很難拋得平,形成漏拋缺陷。如圖4所示。那我們?nèi)绾蝸斫鉀Q這個問題呢?
大理石拋釉又要印得凸,又要熔得平。我們從幾個方面來解決這個問題:
(1)調(diào)印花機(jī)。降低花網(wǎng)側(cè)邊高度,減少透釉量。不過這種方案對800規(guī)格的大磚來說效果會小一些,不能根本解決問題。
(2)降低大理石拋釉比重。對于要求凸感不強(qiáng)的廠家是有效果的,如果要求凸感很強(qiáng)的話效果不明顯。
(3)釉料配方的調(diào)整。凸釉太凸,一般都是高溫粘度太大,印的大理石釉也是這個原因。那我們就從降低釉料高溫粘度著手。如表2所示調(diào)整方案。降低石英、煅燒氧化鋁以及煅燒高嶺土含量,提高熔塊、鈉長石、燒滑石和硅灰石含量。
(4)窯爐燒成的調(diào)整。我們可以適當(dāng)提高窯爐燒成溫度,讓釉面受熱更多,熔得更平一些。不過提高燒成溫度,會使釉面變光,發(fā)色也會變化,調(diào)整幅度不宜過大。
表2 大理石釉熔不平、針孔、觸變配方調(diào)整表
產(chǎn)生針孔問題最根本的原因是:釉料始熔點過低。針孔問題在拋釉里是一個比較常見的問題。一般針孔不大,拋光可拋掉,可以不用調(diào);如果太大,則不行。如圖5所示。
圖5 大理石釉針孔
既然針孔產(chǎn)生的根本原因是始熔點太低,那么我們就提高大理石釉的始熔點。提高始熔點的方法有很多:
(1)釉漿細(xì)度的調(diào)整。把釉漿細(xì)度放粗一點,增加排氣和釉料溫度。
(2)釉料配方的調(diào)整。釉料調(diào)配方提高始熔點有兩個方案:① 減少成分的種類,比如有硅、鋁、鉀、鈉、鈣五種成分,如果在硅、鋁不變的情況下少一種成分,會比之前五種成分始熔點和燒成溫度都會高一些。②減少低溫成分(原料),增加高溫成分(原料)比例。具體如表2所示的大理石的針孔調(diào)整。減了鈉長石、白云石,增加了煅燒氧化鋁和煅燒高嶺土。針孔問題明顯好轉(zhuǎn)。
(3)窯爐燒成的調(diào)整。降低窯爐燒成溫度,適當(dāng)拉慢高溫區(qū)燒成速度,保證有充分的排氣時間。
圖6 大理石發(fā)紫紅色的灰色樣板
大理石瓷磚產(chǎn)品一般用在公共場所比較多,而這兩年市場上流行灰色,各種各樣的灰色。而灰色作為一個復(fù)合色本身也是極不穩(wěn)定的,而一些帶紫紅的樣板更難調(diào)。如圖6就有一塊大理石的樣板,以前生產(chǎn)過,過一段時間重新試板就相差很遠(yuǎn),偏黃偏綠。而噴墨已經(jīng)把紅色調(diào)到最大,已經(jīng)調(diào)到極限沒得調(diào)了。那如何解決?
我們可以從釉料上面進(jìn)行調(diào)整,每種原料每種氧化物對發(fā)色的影響都是有所不同的。增多對紅色發(fā)色好的原料用量,減少發(fā)黃色好的原料。具體配方如表3所示。大理石釉調(diào)紅配方調(diào)整與標(biāo)準(zhǔn)對比。
圖7 表3配方對應(yīng)刮燒的色板
由表3和圖7所示,對比配方1、2、4號和標(biāo)準(zhǔn)S號可以看出,三個調(diào)整的配方比標(biāo)準(zhǔn)S號配方,降低了硅灰石、902熔塊和鈉長石。一般拋釉用的熔塊為提高拋釉的透明度含鈣量都比較大,這樣看來,含鈣高的原料對發(fā)黃色好,對發(fā)紅色不好。另外鈉含量太高也對發(fā)紅色不好。與之相反,提高了燒滑石、碳酸鋇、氧化鋅、石英、煅燒高嶺土的用量,可以看出含鎂含鋇含鋅等原料有助于發(fā)紅色。提高鉀長石取代鈉長石也有助于發(fā)紅色,提高煅燒高嶺土的比例拉高釉料的溫度也會紅一點。
表3 大理石釉調(diào)紅配方調(diào)整表
生產(chǎn)除了上線前要對板對顏色,生產(chǎn)過程中也可能由于各種原因使磚面的顏色發(fā)生變化,比如提高了燒成溫度,拉慢燒成速度,坯體溫度發(fā)生了變化等等。生產(chǎn)過程中顏色發(fā)生變化,產(chǎn)生色號,那么我們第一時間調(diào)噴墨機(jī),另外就是可以調(diào)整釉料。經(jīng)過分析對比,可以作為生產(chǎn)調(diào)整方向指導(dǎo)。
滴水這種缺陷筆者也是第一次見,而現(xiàn)在確實存在,某廠當(dāng)時出現(xiàn)這種問題總是說是粘網(wǎng)引起的,當(dāng)時大家沒積極尋找原因,一味推卸責(zé)任,導(dǎo)致產(chǎn)品大量降級。后來才發(fā)現(xiàn)印大理石釉最后效果網(wǎng)時,旁邊的空調(diào)對著吹,冷風(fēng)一吹過來,網(wǎng)板和磚面之間的熱水汽就會變成水珠。粘在網(wǎng)板下面的水珠不及時擦掉,印花時就會把水珠印到磚面上,刮刀刮過之后產(chǎn)生拖網(wǎng),燒后拋光就形成如圖8所示的水斑。這個問題只要找到原因就能解決,有的時候生產(chǎn)問題就是人為失誤或管理不善所造成的。
圖8 大理石磚拋后滴水缺陷
一般導(dǎo)致“銅綠”的原因是可著色物質(zhì)的帶入,使釉面出現(xiàn)綠色小點。如圖9所示。
圖9 銅綠缺陷沒拋和拋后對比
陶瓷行業(yè)導(dǎo)致銅綠的主要物質(zhì)是:鐵、銅以及鈷等。具體可分為幾種情況:一種中間呈黑色,被綠色包裹著的小圓點,由于鐵質(zhì)太多,而燒成氧化強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生;第二種則是銅質(zhì)引起,所有石化產(chǎn)品(燃料)都會含硫化銅,燒出來呈綠色小點狀;第三種像云母片這種雜質(zhì),其主要含鐵,但還會含有部份其它雜質(zhì),如銅、鈷等,云母片產(chǎn)生的“銅綠”呈片狀;另外可能部份色料也會產(chǎn)生綠色小點。產(chǎn)生“銅綠”的地方有:原料雜質(zhì)、釉料雜質(zhì)、燒成雜質(zhì)等。
(1)坯料雜質(zhì)的影響
①漿料中鐵、銅質(zhì)
漿料含雜質(zhì)的種類主要是:CuO、FeO2、Fe2O3、Fe3O4、單質(zhì)鐵以及云母片。漿料經(jīng)球磨、噴粉后,一般其中的銅質(zhì)不會產(chǎn)生“銅綠”現(xiàn)象。主要是因為漿料中含銅的量微乎其微,球磨到一定的細(xì)度,噴粉后包裹到粉料的顆粒之中,不太可能導(dǎo)致“銅綠”的出現(xiàn)。我個人認(rèn)為影響最大的是單質(zhì)鐵和云母片,因此要加強(qiáng)除鐵和過篩。
②粉料中鐵、銅質(zhì)
現(xiàn)大多數(shù)陶瓷廠家噴霧塔都用水煤漿爐作為供熱設(shè)備,而煤中一般含鐵、銅量較高。水煤漿燃燒后,會產(chǎn)生煤灰,由于塔內(nèi)抽力的影響會混入粉料中。瓷磚產(chǎn)生“銅綠”現(xiàn)象60~80%是因為粉料中帶入過多煤灰的緣故;因此要注意控制噴霧塔內(nèi)負(fù)壓,減少熱空氣中煤灰的量和大小。噴粉后注意輸送過程中鐵質(zhì)和煤渣的帶入。
(2)釉料雜質(zhì)的影響
首先應(yīng)在球釉車間做好除鐵工作,并過100~140目篩。送到釉線使用時,在釉桶內(nèi)放幾根磁棒,半小時清洗一次。
(3)燒成雜質(zhì)的影響
①燃料的影響
雖然近兩年新建的陶瓷廠窯爐改燒水煤氣;但這些新廠所占比例還是相當(dāng)小的,大多數(shù)廠家還是使用工業(yè)油和重油。煤氣經(jīng)過過濾,一般雜質(zhì)較少;而工業(yè)油和重油含銅質(zhì)量較多。大多數(shù)廠家由于沒有設(shè)備,煤、燃油等進(jìn)廠只測熱值并不檢測CuS的含量。
②燒成氣氛的影響
鐵在還原氣氛下是綠色;因此要控制窯爐燒成前段,保證還原氣氛不能太強(qiáng)。
釉漿觸變產(chǎn)生的原因主要有三方面:一是細(xì)度太細(xì);二是高嶺土等原料本身觸變大或有些原料含泥偏高;三是釉漿某些原料酸堿度有問題。釉漿觸變太大,對淋釉影響很大,淋釉時會有汽泡,嚴(yán)重的淋不了釉,形成不了一個均勻的釉幕。甚至有時候不好出球放漿。如圖10所示。
圖10 大理釉漿觸變
解決方案:(1)控制好釉漿細(xì)度。控制好有配釉的原料細(xì)度在150~200目,各種原料細(xì)度不能相差太大,有些廠家用的煅燒高嶺土是325目全通的,鉀鈉長石又比較粗,特別是熔塊還是顆粒的。為了把熔塊顆粒磨細(xì),導(dǎo)致其它大部分原料細(xì)度嚴(yán)重超細(xì),等達(dá)到細(xì)度標(biāo)準(zhǔn),釉漿觸變特別嚴(yán)重。自配大理石拋釉球磨時這種問題就突出。(2)對水洗高嶺土進(jìn)行測試,使用粘度小觸度小的。并減少用量。(3)把所有原料一一代入配方中檢測流動性,流速太慢不合格的進(jìn)行更換原料,最好使用水磨烘干原料。(4)配方調(diào)整,在檢測時發(fā)現(xiàn)白云石對釉漿觸變影響很大,重新選了一個白云石,并把白云石比例降低,最終確定控制在4%以下。如表3所示。(5)如果還是解決不了,放一點液體解膠劑。
一般大理石拋釉不容易產(chǎn)生防污通不過的問題,其原因:第一,其是用絲網(wǎng)印刷到磚面上的,施釉量相對較少;第二,大理石拋釉一般會加入15~20%的專用熔塊,其燒成范圍寬,熔塊比例多,釉料致密度好,不易產(chǎn)生吸污。如下圖11所示,為某全拋釉產(chǎn)品吸污情況。在此不再贅述。
圖11 全拋釉測防污
仿大理石瓷磚產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)問題每個生產(chǎn)廠家都會有所不同。本文介紹了市場上生產(chǎn)大理石瓷磚兩種常見工藝,并進(jìn)行了對比。另外分析了生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及解決方案。還有很多不完善,僅做拋磚引玉的作用,不正確的地方還望指正。