立體顆粒復合紋理布料技術的研究

周燕

摘 要：目前，陶瓷企業生產的一種反打微粉的產品存在其線條紋理不一致，表面顏色質感單一、無層次感，難以達到天然石材的質感和裝飾效果等問題。同時，也存在一些廢料處理難的問題，如：廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等直接作為生產垃圾排出，給環境造成了極大的壓力。本文主要闡述了立體顆粒復合紋理布料技術如何通過改進布料技術工藝，以及在配方中引入廢粉料等方式解決產品在生產過程中廢料的循環利用問題。

關鍵詞：反打微粉；立體顆粒；廢料循環利用；雕刻輥筒預壓布料；研究

1 背景

天然的石材是由地質運動產生的，而陶瓷行業中的仿石材產品是由多種不同材質和狀態的物質相互混合而形成的，主要由石英和方解石晶體在高溫熔融下形成半透明質感的片狀或線條狀物質，產品冷卻后經過切割拋光加工，這些半透明質感的物質鑲嵌在石材中非常漂亮且質感豐潤，具有很強的立體感。目前，天然的納福娜石材就是將半透明質感的花紋料和大小、形狀不規則且層次豐富的立體顆粒鑲嵌于石材中而獲得的。其花紋和線條自然流暢、質感豐潤、立體感強，是目前石材市場最受消費者歡迎的高檔石材之一。

現有瓷質磚微粉布料技術已從早期的正打微粉發展到反打微粉，今天又在反打微粉布料技術的基礎上延伸出許多新的功能，包括線條布料技術。雖然現有線條布料技術與微粉布料技術結合，具有較好的裝飾效果，但仍顯得較平淡，線條不自然，線條與微粉布料不能形成和諧統一的效果，質感不夠飽滿豐富、立體感及自然質感不夠強，不能夠產生大小不一、形狀不規則且層次隨機變化的立體顆粒效果，達不到天然納福娜石材的線條紋理細致、質感飽滿、豐富有層次，且顏色紋路自然的效果。同時，目前生產反打微粉陶瓷產品也存在一些廢料處理的難題，如：廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等直接作為生產垃圾排出，給環境造成了極大的壓力。本文主要闡述了立體顆粒復合紋理布料技術如何通過改進布料技術工藝，以及在配方中引入廢粉料等方式，解決陶瓷行業在生產過程中廢料的循環利用問題。

2 立體顆粒復合紋理布料技術的研究

2.1 立體顆粒復合紋理布料的技術方案

所謂立體顆粒復合紋理布料技術工藝，是在傳統的微粉花紋面料、底料兩次布料及反打微粉布料工藝和線條布料的基礎上改進而成。其特征在于，首先采用雕刻輥筒直接在柵格中布入經預壓而成具有層次結構的片狀顆粒料，與柵格中的余料形成不規則堆積；然后在不規則堆積表面施布一層或多層薄層粉體，以形成隨機線條；最后將微粉花紋面料無需經過料盒而直接由皮帶布入填滿柵格。

布料工藝方法中的片狀顆粒料制備工藝是：將至少兩種不同面料研磨成微粉，疊層布料、預壓，制成強度很小的薄片，經自然墜落破碎或機械破碎而成。

使用的微粉布料設備主要包括：機架、移動料車、料框、主傳動裝置、多級副傳動裝置、線條料布料裝置、花紋面料布料裝置、底料布料裝置、帶柵格的推料裝置及自動控制系統，還有片狀顆粒料制備及布料裝置。

2.2 立體顆粒復合紋理布料工藝技術難點

（1） 通過布料技術使得多種線條交替變化時隱時現，過渡自然，同時線條的變化又能與微粉布料之間形成有機的結合。

（2） 磚表面質感要求飽滿豐富、精細自然的線條、產生大小不一、形狀不規則且層次隨機變化的微粉顆粒效果，立體感及自然質感強。即磚體表面存在透明、普通、乳濁等多種透光性不一致的材質組成，且這些材質組成通過布料進行隨機自然的搭配。

（3） 拋光后磚面的紋路、顏色及立體感和層次感要接近石材，即提取天然石材的特征顏色進行搭配組合，使其在色彩上具有“真石”氣質。

（4） 在配方中引入廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等，解決產品生產過程中廢料的循環利用問題。

2.3 立體顆粒復合紋理配方的目標、特點及廢粉料的利用

（1） 確立配方研制目標

陶瓷產品為了達到與天然石材相近的效果，在坯料的研制過程中，需要對不同石材的色澤進行仔細的觀察，以及對市場趨勢進行深入的了解。本文選擇以原產意大利的納福娜石材為代表的一類高檔石材為樣板。試圖通過配方調整、對色、試驗及其布料技術的改進，以期達到既能產生大小不一、形狀不規則且層次隨機變化的微粉顆粒效果，又能實現多種線條交替變化時隱時現、過渡自然的仿天然石材拋光磚。

（2） 透明坯料配方及制備立體顆粒的特點

經過反復試驗研究，研制出了理想的透明坯料配方。其具有如下特點：

1） 透明料燒成后的透光率高，透光率大于5%。其主要原因在于配方中降低了鋁含量，使莫來石相含量減少；提高了鉀、鎂含量，有利于氧化分解，也有利于氣體的排出。提高鈣、鋰含量，則能促成在成熟溫度前快速燒結熔融解；引入高塑性和高分散性原料，如：水洗泥、膨潤土、木質素、甲基、聚乙烯醇等，以穩定泥漿、提高坯體強度。

2） 半干壓成型性能好，在1220℃高溫下快速燒成，拋光后無熔洞、針孔缺陷，防污性能好。其主要原因在于該坯粉配方的膨脹系數與普通坯料的膨脹系數相近，有效防止了整磚變形；使用微粉造粒及其顆粒料布料技術，增加大小不一、形狀不規則，且層次豐富的立體顆粒效果，且顆粒在干燥燒成時不會產生顆粒裂。

（3） 在配方中引入廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥的回收料

1） 廢瓷磚粉碎加工后引入到面料的不透明料中和坯體底料中。

2） 微粉廢料直接回收利用，其他廢粉料回收加工后用于坯體底料。

3） 污水沉淀泥經過配方試驗，調整配方引入坯體底料中。

（4） 顏色搭配

選取天然的石材為參照，提取其特征顏色，經過顏色配制和比例搭配，獲得近似天然石材的顏色搭配效果。

2.4 立體顆粒復合紋理產品的工藝參數

原料加工工藝的參數有： 球磨細度：0.6±0.2%萬孔篩余；面料水份：6.3±0.3%；線條水份：4.0±0.2%；粉料級配：20目篩上料<0.5%、60目篩上料70%～85%；陳腐時間：1～2天；沖壓壓力：37±1MPa，單機沖壓次數3.2～3.5次/min；燒成產量：5000～6500 m2/日；采用一次燒成工藝，燒成周期為65～80min。

2.5 立體顆粒復合紋理產品的燒成制度

立體顆粒復合紋理產品的燒成曲線示意圖如圖1所示。

3 立體顆粒復合紋理布料技術的優點

3.1 實現半透明質感的花紋鑲嵌效果

現有工藝中是通體采用單一不透光質感的反打微粉普通瓷質磚色坯，難以體現石材的表面質感。本技術采用的透明料配方燒結后透光率大于5%，可以模擬出天然石材中的一些石英和方解石晶體形成的半透明質感的片狀或線條狀物質。技術產品就是通過透明、普通、乳濁等各種透光性不一致的原料在磚體中疊加，經過燒成拋光加工后將這些半透明質感的物質鑲嵌在拋光磚中而使之產生質感豐潤、立體感強且具有聚晶材料的功能，如：提高了耐磨性、硬度、防污性和裝飾功能、健康功能等效果。

3.2 將反打布料、隨機線條布料和不規則立體顆粒布料相結合

現有技術一般通過在反打微粉布料工藝后印刷較為呆板的圖案，雖然也有市場產品使用了細線布料手段，但這些布料的細線都是變化較小，設計簡單，不能復雜精細化且沒有層次分明的顆粒，難以模擬天然石材的細節特征。而本技術產品具有整體外觀清新，獨特的工藝實現片狀顆粒料與線條料、微粉面料同時布料。形成立體顆粒感強的瓷質磚產品。本發明制備的瓷質磚立體顆粒質感強、紋理豐富、線條與花紋自然變化流暢。因此，通過本項目的立體顆粒復合紋理布料技術，每件磚不論是圖案、線條還是顆粒都不是固定的。與現有微粉磚表面裝飾紋理相比，更具立體美感和豐富內涵，更像天然石材。

3.3 采用雕刻輥筒預壓布料裝置

項目技術采用的瓷質磚微粉布料工藝是在傳統的微粉花紋面料、底料兩次布料及反打微粉布料工藝的基礎上而進行改進的，其特征在于，首先采用雕刻輥筒直接在柵格中布入經預壓而成具有層次結構的片狀顆粒料，與柵格中的余料形成不規則堆積；然后在不規則堆積表面施布一層或多層薄層粉體，以形成隨機線條；最后再將微粉花紋面料無需經過料盒而直接由皮帶布入填滿柵格。

3.4 配料配方優化

項目技術優化了坯料配方，特別是透明料的配方，使其在生產過程中幾乎沒出現熔洞、針孔等產品缺陷，而且由于膨脹系數一致，磚體的變形度易于控制，不會出現變形和二次變形現象，降低了生產難度，提高了優等品率和產量，且產品的強度、耐磨性、防污性等物理性能都滿足瓷質拋光磚的標準要求。

3.5 實現廢料循環利用

在配方中引入廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等，使產品在產生過程中所產生的廢料基本得到回收利用，減輕了對環境造成的壓力。

4 結論

通過小試、中試、試投產證明，項目技術研究開發方向正確，研究的方法和技術路線可行，立體顆粒復合紋理布料技術達到了預定的設計要求，能滿足產業化生產要求，研制生產的天然石材拋光磚達到并超過了預定效果要求，在裝飾上因其逼真的仿石材紋理、顆粒及線條效果。較之天然石材強度更高，防滑性能更佳，色彩、紋理更加豐富，且無放射性，瓷質坯體致密度高，永不變色，不滲污，可適用于各種環境鋪貼，適宜進行產業化生產。是替代天然石材最理想、最新一代的陶瓷產品。

2.5 立體顆粒復合紋理產品的燒成制度

立體顆粒復合紋理產品的燒成曲線示意圖如圖1所示。

3 立體顆粒復合紋理布料技術的優點

3.1 實現半透明質感的花紋鑲嵌效果

現有工藝中是通體采用單一不透光質感的反打微粉普通瓷質磚色坯，難以體現石材的表面質感。本技術采用的透明料配方燒結后透光率大于5%，可以模擬出天然石材中的一些石英和方解石晶體形成的半透明質感的片狀或線條狀物質。技術產品就是通過透明、普通、乳濁等各種透光性不一致的原料在磚體中疊加，經過燒成拋光加工后將這些半透明質感的物質鑲嵌在拋光磚中而使之產生質感豐潤、立體感強且具有聚晶材料的功能，如：提高了耐磨性、硬度、防污性和裝飾功能、健康功能等效果。

3.2 將反打布料、隨機線條布料和不規則立體顆粒布料相結合

現有技術一般通過在反打微粉布料工藝后印刷較為呆板的圖案，雖然也有市場產品使用了細線布料手段，但這些布料的細線都是變化較小，設計簡單，不能復雜精細化且沒有層次分明的顆粒，難以模擬天然石材的細節特征。而本技術產品具有整體外觀清新，獨特的工藝實現片狀顆粒料與線條料、微粉面料同時布料。形成立體顆粒感強的瓷質磚產品。本發明制備的瓷質磚立體顆粒質感強、紋理豐富、線條與花紋自然變化流暢。因此，通過本項目的立體顆粒復合紋理布料技術，每件磚不論是圖案、線條還是顆粒都不是固定的。與現有微粉磚表面裝飾紋理相比，更具立體美感和豐富內涵，更像天然石材。

3.3 采用雕刻輥筒預壓布料裝置

項目技術采用的瓷質磚微粉布料工藝是在傳統的微粉花紋面料、底料兩次布料及反打微粉布料工藝的基礎上而進行改進的，其特征在于，首先采用雕刻輥筒直接在柵格中布入經預壓而成具有層次結構的片狀顆粒料，與柵格中的余料形成不規則堆積；然后在不規則堆積表面施布一層或多層薄層粉體，以形成隨機線條；最后再將微粉花紋面料無需經過料盒而直接由皮帶布入填滿柵格。

3.4 配料配方優化

項目技術優化了坯料配方，特別是透明料的配方，使其在生產過程中幾乎沒出現熔洞、針孔等產品缺陷，而且由于膨脹系數一致，磚體的變形度易于控制，不會出現變形和二次變形現象，降低了生產難度，提高了優等品率和產量，且產品的強度、耐磨性、防污性等物理性能都滿足瓷質拋光磚的標準要求。

3.5 實現廢料循環利用

在配方中引入廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等，使產品在產生過程中所產生的廢料基本得到回收利用，減輕了對環境造成的壓力。

4 結論

通過小試、中試、試投產證明，項目技術研究開發方向正確，研究的方法和技術路線可行，立體顆粒復合紋理布料技術達到了預定的設計要求，能滿足產業化生產要求，研制生產的天然石材拋光磚達到并超過了預定效果要求，在裝飾上因其逼真的仿石材紋理、顆粒及線條效果。較之天然石材強度更高，防滑性能更佳，色彩、紋理更加豐富，且無放射性，瓷質坯體致密度高，永不變色，不滲污，可適用于各種環境鋪貼，適宜進行產業化生產。是替代天然石材最理想、最新一代的陶瓷產品。

2.5 立體顆粒復合紋理產品的燒成制度

立體顆粒復合紋理產品的燒成曲線示意圖如圖1所示。

3 立體顆粒復合紋理布料技術的優點

3.1 實現半透明質感的花紋鑲嵌效果

現有工藝中是通體采用單一不透光質感的反打微粉普通瓷質磚色坯，難以體現石材的表面質感。本技術采用的透明料配方燒結后透光率大于5%，可以模擬出天然石材中的一些石英和方解石晶體形成的半透明質感的片狀或線條狀物質。技術產品就是通過透明、普通、乳濁等各種透光性不一致的原料在磚體中疊加，經過燒成拋光加工后將這些半透明質感的物質鑲嵌在拋光磚中而使之產生質感豐潤、立體感強且具有聚晶材料的功能，如：提高了耐磨性、硬度、防污性和裝飾功能、健康功能等效果。

3.2 將反打布料、隨機線條布料和不規則立體顆粒布料相結合

現有技術一般通過在反打微粉布料工藝后印刷較為呆板的圖案，雖然也有市場產品使用了細線布料手段，但這些布料的細線都是變化較小，設計簡單，不能復雜精細化且沒有層次分明的顆粒，難以模擬天然石材的細節特征。而本技術產品具有整體外觀清新，獨特的工藝實現片狀顆粒料與線條料、微粉面料同時布料。形成立體顆粒感強的瓷質磚產品。本發明制備的瓷質磚立體顆粒質感強、紋理豐富、線條與花紋自然變化流暢。因此，通過本項目的立體顆粒復合紋理布料技術，每件磚不論是圖案、線條還是顆粒都不是固定的。與現有微粉磚表面裝飾紋理相比，更具立體美感和豐富內涵，更像天然石材。

3.3 采用雕刻輥筒預壓布料裝置

項目技術采用的瓷質磚微粉布料工藝是在傳統的微粉花紋面料、底料兩次布料及反打微粉布料工藝的基礎上而進行改進的，其特征在于，首先采用雕刻輥筒直接在柵格中布入經預壓而成具有層次結構的片狀顆粒料，與柵格中的余料形成不規則堆積；然后在不規則堆積表面施布一層或多層薄層粉體，以形成隨機線條；最后再將微粉花紋面料無需經過料盒而直接由皮帶布入填滿柵格。

3.4 配料配方優化

項目技術優化了坯料配方，特別是透明料的配方，使其在生產過程中幾乎沒出現熔洞、針孔等產品缺陷，而且由于膨脹系數一致，磚體的變形度易于控制，不會出現變形和二次變形現象，降低了生產難度，提高了優等品率和產量，且產品的強度、耐磨性、防污性等物理性能都滿足瓷質拋光磚的標準要求。

3.5 實現廢料循環利用

在配方中引入廢粉料、廢瓷磚、污水沉淀泥等，使產品在產生過程中所產生的廢料基本得到回收利用，減輕了對環境造成的壓力。

4 結論

通過小試、中試、試投產證明，項目技術研究開發方向正確，研究的方法和技術路線可行，立體顆粒復合紋理布料技術達到了預定的設計要求，能滿足產業化生產要求，研制生產的天然石材拋光磚達到并超過了預定效果要求，在裝飾上因其逼真的仿石材紋理、顆粒及線條效果。較之天然石材強度更高，防滑性能更佳，色彩、紋理更加豐富，且無放射性，瓷質坯體致密度高，永不變色，不滲污，可適用于各種環境鋪貼，適宜進行產業化生產。是替代天然石材最理想、最新一代的陶瓷產品。