大理石瓷磚半通體技術的研究

李炯志，黃海發，皮小萌，李道杰

（簡一陶瓷有限公司，佛山 528031）

生產與應用

大理石瓷磚半通體技術的研究

李炯志，黃海發，皮小萌，李道杰

（簡一陶瓷有限公司，佛山 528031）

采用滲花試驗技術方案，論證出半通體技術的工藝路線，同時引進了釉線刷坯機,并順利完成了半通體大理石產品的上線生產，對終端市場通體大理石瓷磚的認知產生了巨大的影響力。

滲花；磨坯；倒角；拉槽

1 前言

在陶瓷裝飾行業不斷發展的今天，人們在選購瓷磚時不再是僅僅只需求產品表面所帶來的美學效果，而產品內部與表面色彩的一致性，也成為了消費者們在選購瓷磚產品時所追求的重要裝飾效果之一。早在2012年，筆者公司便率先成立了專門的科研小組，研制“半通體大理石瓷磚”這一攻關項目。目前筆者公司研究的半通體大理石產品已成功上線生產，此舉動對終端市場通體大理石瓷磚的認知產生了巨大的影響。

2 實驗內容

2.1 實驗原料

本實驗所使用的原料有印0917滲花釉、印0926滲花釉、鉻鹽、鈷鹽、鎳鹽、乙二醇、甲基、洗衣粉等

2.2 實驗工藝流程

本實驗的工藝技術流程有兩種，分別如下：

工藝技術流程1：磚坯→噴面釉→印滲花釉→噴滲花水/清水→噴甲基水→印普通花釉→燒成

工藝技術流程2：磚坯→印滲花釉→噴滲花水/清水→噴面釉→噴甲基水→印普通花釉→燒成

2.3 產品燒成

本實驗采用滲花工藝制作半通體的燒制方法，經過試驗調整后的燒成曲線如圖1所示。

圖1 試驗調整后的燒成曲線

3 結果分析與討論

3.1 印滲花釉對產品表面質量的影響

本實驗對印滲花釉的施釉工藝采用兩種形式，分別如下：

工藝1：2#線上磚坯→噴面釉→印0917滲花釉→噴滲花水/清水→噴甲基水→印普通花釉→燒成

工藝2：2#線上磚坯→印0917滲花釉→噴滲花水/清水→噴面釉→噴甲基水→印普通花釉→燒成

表1與表2將噴滲花水與噴清水進行對比實驗。

實驗結果表明：工藝1試驗樣品為施面釉后印滲花釉，有嚴重的縮釉現象，表面殘留色極深。工藝2試驗樣品為印滲花釉后施面釉，滲花釉對施面釉工藝產生了嚴重的影響，分水嚴重，表面殘留色比較深。

表1 印滲花釉工藝參數與噴滲花水量參數詳情

表2 印滲花釉工藝參數與噴清水量的參數詳情

實驗結果顯示，噴滲花水的樣品滲花效果有明顯的分層（表1），噴清水的樣品滲花效果均勻（表2）。因此，為了保證滲花效果，滲花釉后應噴清水助滲。

因此，通過初步的對工藝1與工藝2的對比試驗可發現，工藝1與工藝2均出現了各自對產品表面效果的不良影響。故經討論，選擇工藝1與工藝2分別進行下一步試驗。

3.2 解決工藝1縮釉和表面嚴重殘留問題

解決工藝1縮釉和表面嚴重殘留色問題的主要工藝流程如下：

2#線上磚坯→噴面釉→印滲花釉→噴清水→噴甲基水→印普通花釉→燒成

（1）工藝1各種滲花釉對產品表面縮釉的影響

工藝1各種滲花釉對產品表面縮釉的影響的工藝流程如下：

2#線上磚坯→噴面釉→印滲花釉→噴清水→噴甲基水→印普通花釉→燒成

工藝1各種滲花釉對產品表面縮釉的影響如表3所示。

表3 工藝1各種滲花釉對產品表面縮釉的影響

實驗結果表明：目前使用的滲花釉發色能力滿足產品要求的印0917滲花釉、印0926滲花釉這兩種，但這兩種滲花釉均易使產品表面出現縮釉現象。經討論，下一步試驗方案為減少滲花釉（0917、0926）對產品表面產生縮釉現象影響的各種可行性工藝方法。

（2）進一步解決工藝1產生的縮釉現象的方法（所使用的滲花釉為：0917 100%、0926 100%）

進一步解決工藝1產生的縮釉現象的方法的工藝流程如下：

2#線磚坯→噴面釉→印滲花釉→噴清水→噴甲基水→印普通釉→燒成

采用不同的工藝進行施釉后樣品滲花表面效果情況如表4所示。

表4 采用不同的工藝進行施釉后樣品滲花表面效果

實驗結果顯示，這幾種方法都不能有效地解決滲花后普通印花釉縮釉現象。經討論，淘汰工藝1，對工藝2進行改進，首先要解決印滲花釉后面釉的分水問題。

3.3 解決工藝2滲花釉分水問題

解決工藝2滲花釉分水問題的工藝流程如下：

2#線上磚坯→印滲花釉→噴清水→噴面釉→噴甲基水→印普通花釉→燒成

（1）在滲花釉中加入不同的甲基CH6、CH9

在滲花釉中加入不同的甲基CH6、CH9對比效果如表5所示。

實驗證明：添加不同種類的甲基對滲花釉分水現象沒有影響，分水現象不因甲基種類的變化而變化，甲基和乙二醇的加入直接影響滲花釉分水現象。經討論，下一步試驗研究甲基加入量對滲花釉分水的影響。

表5 在滲花釉中加入不同的甲基CH6、CH9對比實驗

表6 甲基量與乙二醇量對滲花釉分水的影響

表7 乙二醇對滲花釉分水的影響

表8 其它材料代替甲基對滲花釉分水的影響

（2）加入甲基量與乙二醇量對滲花釉分水的影響

加入甲基量與乙二醇量對滲花釉分水的影響如表6所示。

實驗證明：甲基和乙二醇是滲花釉中影響分水的重要因素，如果不加入甲基和乙二醇，滲花釉流速不能達到印花操作的要求。經討論，下一步試驗將不加入乙二醇，以分清這兩種原料對分水的影響。

（3）乙二醇對滲花釉分水的影響

乙二醇對滲花釉分水的影響如表7所示。

表9 不同印花工藝對滲花釉印花的影響

實驗證明：滲花釉分水與乙二醇無關，與加入甲基有關，但不加入甲基不能滿足滲花釉印花操作需要的流速。經討論，下一步試驗用其它材料代替甲基增稠滲花釉試驗。

（4）其它材料代替甲基對滲花釉分水的影響

其它材料代替甲基對滲花釉分水的影響如表8所示。

實驗證明：滲花釉分水現象和滲花釉的保水性有關。當面釉噴在印過滲花的位置時，面釉在滲花釉的位置會保持20 s左右不干，水份向兩邊擴散，造成滲花釉圖案位置無面釉，形成分水。經討論，下一步試驗用不加入甲基乙二醇，直接用滲花釉色水印花。

（5）滲花釉色水對印花的影響

因為滲花釉色水流速太低，按照常規印花工藝是不能實現正常印花操作的，必須對產品滲花釉印花工序進行改進，具體詳情如表9所示。

實驗證明：用絲網印刷工藝無法實現滲花色水印花，滲花釉分水是因滲花釉印刷后在表面殘留的甲基造成。經討論，下一步試驗用磨刷將滲花后表面殘留的甲基打磨掉，再進行施面釉印花操作，觀察滲花釉的分水影響和顏色深度、梯度的影響。

表10 滲花后打磨表面殘留甲基對滲花的影響

（6）滲花后打磨表面殘留甲基對滲花的影響 （3#線生產）

滲花后打磨表面殘留甲基對滲花的影響如表10所示。

實驗證明：用磨坯的方法可以達到滲花半通體的效果要求，但需要和設備部一同努力尋找適用的磨坯設備。因噴了清水，需要最少20 s的滲水時間才能進入磨坯。磨坯中因坯溫比較高，熱水蒸氣含量比較大，對磨坯設備的排氣要求比較高。磨坯的介質不能過硬，不能對磚坯表面產生劃痕。

4 結論

（1）最終確定通體技術的工藝路線為：

干燥→磨邊→掃塵→吹塵→測溫度→印滲花釉 （花機2臺）→噴清水→線上20～50 s→磨坯→掃塵→吹塵→噴面釉/淋面釉→噴甲基水→印普通花網→燒成→拋光打超潔亮→開槽倒角→露坯體處打臘

（2）本實驗的重要控制點為：坯溫、噴清水量、磨坯前滲水時間、磨坯、儲坯架儲坯時間。

（3）根據一系列實驗，確定了上述的工藝路線以及重要控制點，后續將對重要控制點進行重點試驗，摸索出最佳的參數，用以保證滲花半通體項目的正常投產。

（4）通過該工藝路線生產的通體產品，經后期加工分為倒45°角和開槽。在倒45°角時，斜邊靠近磚底處，不能超過滲花紋理，否則會影響產品通體效果。開槽不能太淺和太深，應在2 mm左右。

圖8 NiO和ZnO摻雜量為0.2wt%和0.8w%以及NiO和ZnO摻雜量為0.4wt%和0.6w%時合成(Zr0.8Sn0.2)TiO4的SEM照片

4 結論

Zn2+和Ni2+離子作為 (Zr0.8Sn0.2)TiO4的復合添加劑，可以使系統獲得較好的介電性能。在燒結過程中，Zn2+通過生成液相和固溶擴散，起到了低溫促燒作用，而少量Ni2+的加入能抑制Zn2+進入晶格內部，強化添加劑在晶界的偏析，從而可以改善顯微結構，提高材料的性能。

[1]石勇,靳正國.ZnO-MoO3添加(Zr0.8Sn0.2)TiO4微波陶瓷的介電性能[J].天津大學學報,2004,27(2),130-134.

[2]Nobuhiko Michiura,Tsutomu Tatekawa Role of donor and acceptor ions in the dielectric loss tangent of(Zr0.8Ti0.2)TiO4dielectric resonator material[J].J Am Ceram Soc,1995,78(3): 793-796.