一種干法通體布料工藝的應用

蹇睿

摘 要：本文介紹了一種干法通體布料工藝在生產通體瓷質磚上的應用，著重從干法色料的發色影響因素、色料的濕法和干法引入方式對比、干法工藝要點及相關設備出發，較詳細地闡述了干法通體布料工藝的實際應用情況。

關鍵詞：干法色料;通體布料;瓷質磚

1 前 言

近20年以來，瓷質磚逐漸成為建筑陶瓷裝飾材料的主流。該類產品先后經歷了滲花磚、微粉磚、拋釉磚等系列產品的更新換代。消費者對瓷磚產品的裝飾需求，已從簡單的表面美化向更精細化的方向發展。不僅要求產品表面圖案自然豐富，也追求邊緣倒角、表面開槽等后期機械加工呈現的美觀性。而傳統的瓷磚產品往往比較重視表面裝飾圖案的開發，對坯體紋理的設計研發則關注較少。

2 傳統瓷質磚坯體的紋理

常規微粉拋光磚采用二次布料的方式。第一次布料是通過料車完成表面圖案的設計形成面料層，這種圖案的有效深度約2 ～ 5 mm。第二次布料一般是厚度為6 ～ 10 mm的基礎底料，這種底料是作為面料層的一種承載體。在布料完成后的工序中，基礎底料層可以對面料層起到支撐和保護作用，防止產品在后續生產工藝中產生變形和開裂。而這種第二次布料所使用的基礎底料，往往是從功能性和經濟性上考慮，一般是采用一些外觀均一的普通粉料，并未對底料的紋理圖案做進一步的設計。近年來流行的拋釉磚主要也是通過在基礎坯體上淋釉、噴墨印花等工藝來實現產品表面圖案。其裝飾的重點也是在釉面效果和產品表面圖案的研究，而對坯體的紋理設計要求比較少。從常規的拋光磚和拋釉磚坯體圖案來分析，可以看出該類產品的坯體顏色單一，無紋理效果裝飾，在開槽、倒角等后期精加工后，易露出坯體的基礎顏色，影響裝飾效果。

近年來，本公司針對拋釉磚坯體的發色和紋理設計，做了一些生產上的探索，形成了一些實踐經驗，收到了良好的市場效果。而要獲得產品坯體的紋理圖案，需要工藝和設備上的配合。

3 坯體對色料呈色的影響

3.1 坯體白度對色料呈色的影響

色料是形成坯體顏色的有效成分，而坯體自身的白度對色料的發色有著重要影響。在坯體化學成分中，Fe2O3和TiO2對坯體白度影響最大。當Fe2O3和TiO2含量較高時，坯體白度較低，在引入色料燒成后發色往往不純正，色彩的鮮艷度差?？紤]到坯體的發色效果和配方成本的經濟性，底料基礎配方坯體燒成后白度在45度左右時，性價比是較為合理的。

3.2 坯體化學成分對色料發色的影響

某些色料的發色受坯體化學成分影響較大，在進行坯體配方設計時，應針對所選色料的類型，做一些調整。例如：坯體中的CaO對紅棕的發色有負面影響;CaO、MgO對鐵紅的發色有不利影響。

坯體配方中的K2O、Na2O含量高時，在高溫燒成時產生的玻璃相較多，通過光的折射、透射作用，會使多數色料的發色更加艷麗。多數色料的金屬離子在坯體燒成時會起助熔作用，因此要注意過多玻璃相對坯體變形的影響。

3.3 燒成制度對發色的影響

當前多數廠家生產的瓷質磚，吸水率基本都控制在0.2%以下，對應的產品燒成周期為40 ～ 80 min，燒成溫度一般為1180 ～ 1220℃。因此需選用一些在該燒成制度范圍內發色良好的色料，如果色料耐火度低，坯體易產生過“過燒膨脹”，引起變形或針孔;而色料的耐火度太高，又易引起坯體出現“生燒”，影響色料的發色效果。

4 色料引入方式的選擇

4.1 濕法引入

瓷質磚的坯用粉料由漿料噴霧造粒形成，傳統色料加入方式是采用在漿池中加入色漿的方式進行，工藝流程如圖1所示。

隨著現代化節約型大生產的要求，這種色料濕法化漿制粉的缺點已逐步顯現，如：漿料損耗大，轉產時間長，粉料損耗大，清洗漿池和噴霧塔所用時間長等。

4.2 干法引入

目前，已有色料廠家通過技術改良，可以采用色料的干法引入方式供生產調色使用。工藝流程如圖2所示。

從以上兩種工藝流程圖可以看出，“濕法”和“干法”的主要區別是色料在生產過程中引入的工藝流程點不同。簡單的講，“濕法”是色料與泥漿接觸均化，“干法”是色料被粉料顆粒粘附均化。

從圖3可以看出，干法色料的細小發色點，連片形成局部的發色面積，從整體上實現了局部顏色塊的差異，從而形成有色花紋，但從實際生產情況來看，干法色料并不能完全遮蓋基礎粉料顆粒原來的顏色，粉料原始顆粒仍會呈現出細小的發色點，這也是“干法”和“濕法”的明顯呈色區別。

5 布料設備的工藝原理

5.1 布料流程

干法通體布料的工藝流程如圖4所示：

①不同的色料與基礎粉料顆粒按一定比例配料后，進入攪拌器均化，再進入各自的色粉斗備用。

②不同的色粉按預設的比例，通過輥筒轉速調節，在皮帶A上形成粉料的第一次堆積。

③堆積好的粉料進入料斗B，形成第二次堆積。

④格柵拖動粉料進入壓機，壓制后形成坯體。

5.2 花紋顏色的分配

①根據擬生產產品表面圖案的顏色進行分類，一般分為2 ～ 4種顏色，用干法色料與坯體基礎粉料進行混合，使混合后的色粉顏色與表面圖案的分類顏色相近。

②確定各分類顏色在坯體顏色結構中所占的比例，當某一種顏色的面積較大時，相對應的有色粉料可考慮兩個色粉斗進行儲存和使用，也可通過調整下料閘口高度和輥筒轉速來分配各種有色粉料的使用量。

5.3 輥筒的設計

為了呈現出自然流暢的坯體紋理，可考慮雕花凹槽輥筒與平面輥筒結合的設計方式。根據料車的設計，一般是采用一個色粉斗和一個輥筒串聯形成一種色粉的下料單元;四個下料單元并聯形成一個完整的布料結構系統?？煽紤]兩個雕花凹槽輥筒和兩個平面輥筒的組合方式的組合，雕花凹槽輥筒一般是實現少量顏色突出的色粉的下料，平面輥筒一般是實現大量基礎色粉的下料。雕花凹槽輥筒的下料閘板與該輥筒輕輕接觸，當該輥筒轉動時，雕花輥筒凹槽的有色粉料可以實現間隙下料。平面輥筒的下料閘板一般與輥筒保持8 ～ 12 mm間隙，當該輥筒轉動時可實現連續大面積下料，從而實現各種顏色的粉料在皮帶A上隨機疊加（如圖5所示①②③分別為雕花輥筒側視圖、主視圖和相應磚面效果的俯視圖;④⑤⑥分別為平面輥筒的側視圖、主視圖和相應磚面效果的俯視圖）。

5.4 格柵的設計與作用

格柵在拖動粉料進入壓機模腔后，最終會形成和格柵紋理相應的圖案，格柵的每一個小格可以將格內的有色粉料固定，減少粉料在拖動中產生混料的現象，最大限度地保持了格柵內粉料顏色和圖案結構的完整性。

6 問題與討論

①干法色料顏色的選擇搭配，遵循基本的“三原色”顏色混合疊加模式，可以選擇一些紅、黃、藍、綠、黑、灰等基礎色料備用，用于調制所需色調。

②干混色料被粉料顆粒粘附，而要達到理想的粘附狀態應具備以下幾個條件： a、基礎粉料的含水率控制在7% ～ 8%之間。b、色料的細度要細，（一般全通過100目），色料越細，單位體積質量色料的表面積更大，與粉料顆粒的接觸更充分。c、色料分散劑的合理引入，分散劑是為了防止色料的細粉團聚形成大的色斑，使色料與基礎粉料更充分接觸。分散劑的引入也是干混色料和普通色料的一項主要工藝差別。

③干混色料的含水率一般是0.5% ～ 1%，其引入量一般為2%以下。如果引入量過多，粉料顆粒表面無法粘附過多的色料，粉料顆粒間隙就會團聚過多的色料，形成細粉結合體，在成型時易引起坯體分層，而且對于后期的干燥和燒成都有負面影響。

④各種待用色粉的膨脹系數和熔融溫度要接近，防止在燒成過程中產生開裂和波浪變形。

⑤因干法色料水份低、顆粒細，在生產過程中要做好防塵等環保措施，防止對其它工序造成污染。

⑥干法色料被粘附在粉料顆粒的表面，或是存在于粉料顆粒的間隙，因為受到顆粒表面粘附力的限制，如果要想獲得特別深的坯體色彩，干混法的效果有一定的局限性。其工藝方法還有一定的提升空間。