用于制備多色彩流狀紋理陶瓷板材的淋漿設備的研究開發*

冼定邦 陳章武 馬 杰 覃立擴 艾冬華

(新明珠(廣東)新材料有限公司 廣東 肇慶 526124)

隨著人們對物質生活需求的不斷提升,審美觀念也日益多樣化。在裝修建筑領域,陶瓷板材的應用范圍已不再局限于墻地面的鋪貼,逐漸延伸至家具、櫥柜、臺面板等飾面材料,呈現出多樣化的應用需求。其中,那些采用高純度和高濃度色彩元素創造多彩圖案,特別是那些仿佛自然色彩流動般的質感圖案的陶瓷板材,正在逐漸受到年輕人的青睞。目前,行業內采用兩種方法來制備多彩圖案的陶瓷板材:一種是噴墨打印方式;另一種是設備淋施方式。通過噴墨打印方式制得的陶瓷板,受限于噴墨機噴頭孔徑的大小和色料固含量的限制,因此難以獲得高濃度和高純度的色彩,同時也無法模擬出自然流動的裝飾效果。而通過設備淋施方式制得的陶瓷板,在漿料互混過程中的交融性較強,導致色彩過度混合,無法展現出明顯的層次差異,也無法實現對色彩呈現的精細控制,使得色彩層次顯得平淡。基于上述情況,筆者經過改進設計了一種淋漿設備,以制備出色彩更加鮮艷、純度更高、飽和度更強的陶瓷板材,同時在不采用噴墨打印技術的情況下賦予其流體紋理的裝飾效果,滿足了消費者對于裝飾陶瓷板材多樣化的需求。

1 設備結構設計

當采用現有的淋漿設備制備多色彩的陶瓷板材時,經過多層級的垂落混合而導致的色彩交融過渡、或由于平臺跨度大而導致的混合過渡,導致色彩濃度、鮮艷度不足以及變化大,無法實現預期的效果。因此,針對漿料流體以及其快速沉降特性,筆者特意設計出以下淋漿設備(見圖1)。

圖1 淋漿設備結構示意圖

如圖2所示,改進的淋漿設備中淋漿裝置2包括淋漿鐘罩22和接漿器23,其中,接漿器23位于所述淋漿鐘罩22的外側,用于承接所述下漿裝置3注入的漿料,淋漿鐘罩22用于承接所述接漿器23所溢出的漿料。

圖2 淋漿設備進行施淋的局部示意圖

下漿裝置3位于所述淋漿鐘罩22的上方,包括主色漿料下漿組件31和配色漿料下漿組件32,主色漿料下漿組件31將主色漿料注入至所述接漿器23中,配色漿料下漿組件32用于待所述主色漿料從所述接漿器23溢出時在所述主色漿料的表面注入配色漿料,以使所述配色漿料隨所述主色漿料一起溢出,其中配色漿料下漿組件32設置第一配色下漿組件321,第二配色下漿組件322,第三配色下漿組件323,第四配色下漿組件324。

坯體輸送裝置1位于所述淋漿鐘罩22的下方用于輸送坯體5,淋漿鐘罩22將溢出漿料施淋至所述坯體5的表面。

淋漿鐘罩22為整體呈向上突起的圓弧面形狀,有利于主色漿料和配色漿料平滑的順流下來,減少漿料的波動,從而使所形成的圖案更生動自然。

本設備的主要創新點集中于接漿器23和和下漿裝置3,如圖3、圖4所示。接漿器23內腔內設有分隔板231分隔成兩個底部連通的區域,分別為主色注漿區232和溢流區233,主色漿料下漿組件31將主色漿料注入至所述主色注漿區232中,配色漿料下漿組件32將配色漿料注入至主色漿料的表面。接漿器分為不同的區域可以更好地控制主色漿料和配色漿料的注入,從而控制主色漿料和配色漿料的相互交融過程,其中采取主色漿料下漿組件31和配色漿料下漿組件32分別位于所述接漿器23的主色注漿區232和溢流區233的正上方,配色下漿組件32的出漿口的位置靠近所述接漿器23的溢流區233的器壁,配色漿料落入到所述接漿器23中,不會存在長時間的停留,就隨著主色漿料溢出。

圖3 圖2中施淋過程的部分設備局部剖面示意圖

圖4 圖3中B處放大圖

上述接漿器內分設主色注漿區與溢流區,一方面,保證了主色漿料在主色注漿區注入,從而減少了漿料注入時的波動;另一方面,一定深度的中間分隔板保證了主色漿料在注入后通過下方的連通區域在再溢流區呈現一個往上往外溢流的循環動力,使得表面漿料不易下沉,這也正是保證了配色漿料只注落在主體色漿料表面而不下沉相混的原理所在。

另外,中間分隔板專門分隔出溢流區承接配色漿料,專有的溢流區保證了色彩漿料不會在整個接漿器里無序擴散和滯留時間長從而難以外溢的狀況發生。

上述配色漿料隨著所述主色漿料一起沿著淋漿鐘罩的側表面順流,當主色漿料的注漿速度和注漿量大于配色漿料的注漿速度和注漿量時,主色漿料帶動配色漿料順流運動,所形成交融過渡區所占的面積會大,更具有似水流動感;另外,配色漿料落入的方式不連續的方式如逐滴注入的方式,當配色漿料采用逐滴的方式進行注漿時,所述主色漿料與所述配色漿料相互交融的程度更大,在坯體層表面形成的交融過渡區更生動自然。

圖5展示了各色漿料形成圖案的過程,標記6所示的為主色漿料在淋漿鐘罩22中順流的狀態,標記7所示的為配色漿料在淋漿鐘罩22中順流的狀態,標記8所示的為主色漿料與配色漿料在淋漿鐘罩22中順流過程中互混的狀態,標記9所示的為主色漿料與配色漿料淋施到坯體5的表面形成的圖案。

圖5 圖3中的施淋過程俯視圖

2 產品生產過程

結合圖2～圖4,淋漿設備在施淋漿料過程中,主色漿料先從主色下漿組件31注入到主色注漿區232中,待接漿器23中的主色漿料的液面與接漿器23的端面接觸時,開始從配色下漿組件32注入配色漿料到所述接漿器23的溢流區233中,當配色漿料注入所述接漿器23中時,配色漿料立即隨著所述主色漿料一起從接漿器23溢出,主色漿料與配色漿料在淋漿鐘罩22的表面隨著順流產生了不均勻互混,落下淋漿鐘罩22時形成漿幕,并淋施在下方的坯體輸送裝置1上輸送坯體5的表面,并在坯體5表面產生具有流動感的圖案9,猶如自然生長過程的相互交融,生動自然,豐富多樣,其中在接漿器23中,主色漿料的運動方向如圖3和4所示,注入至所述接漿器22中,通過分隔板231底部的連通區域涌入至溢流區233中,在不斷上涌的過程中,帶動配色漿料涌出所述接漿器23,落至所述淋漿鐘罩22的表面并順流形成漿幕。上述施淋有彩色漿料形成多彩圖案的坯體經過燒制、拋光后最終制備得到的瓷質板材紋理豐富,生動自然,色彩鮮艷度、純度和濃度均較高,圖案具有液體流動的裝飾效果(見圖6),且不同色漿的漿料相互交融在坯體形成的圖案過渡自然,使整個圖案猶如一體,具有意想不到的美感,非常符合現代年輕人風格多變的要求。另外,在實際生產過程中,所述主色漿料和配色漿料淋落速度、角度、落漿量、坯體層的運動速度均對圖案產生影響,故而可根據實際需要控制相關參數以制備風格多樣的瓷質板材。

圖6 最終生產的流狀色彩紋理陶瓷板材的實物掃描圖

綜上所述,筆者所設計的淋漿設備能使主體色漿料從主色注漿區注入并經過分隔板下方從下往上涌出至溢流區,再外溢到淋漿鐘罩表面,上涌的主色漿料最大限度的將配色漿料承托起并一起外溢到淋漿鐘罩表面,因而相互之間互混交融度少,從而使得不同漿料原有的色彩能得到最大程度的保留,且鮮艷度、濃度、純度的層次分明,形成了不同色彩區的之間相互交融細膩柔和而不同色之間又層次分明的圖案特征。同時利用了錐弧面結構使得漿料在高點位置向一定區域的四周低點位置擴散流動的過程中產生了交流而又不完全均勻互混的流狀圖案的形態,猶如自然生長過程的相互交融,更能呈現自然隨機的效果。使具備高色彩鮮艷度、純度和飽和度,具有流動裝飾效果的陶瓷板材得以實現。