一种防滑超耐磨瓷砖及其制备方法
阅读说明:本技术 一种防滑超耐磨瓷砖及其制备方法 (Antiskid super-wear-resistant ceramic tile and preparation method thereof ) 是由 南顺芝 况学成 刘荣和 徐鹏飞 吴康民 王润赞 于 2021-11-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及建筑陶瓷材料领域,具体公开了一种防滑超耐磨瓷砖及其制备方法,其中,包括陶瓷坯体、面釉层和耐磨釉层;其中,所述耐磨釉层平均分布有微雕孔;所述耐磨釉层由耐磨釉制成,所述耐磨釉的化学成分包括:Al-(2)O-(3)28.5~35%、SiO-(2)48~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO 10~15%、K-(2)O+Na-(2)O≤2%、B-(2)O-(3)1.5~2.5%;所述耐磨釉的始熔温度为1160~1200℃,熔融温度为1700~1750℃。相应的,本发明还公开了防滑超耐磨瓷砖的制备方法。采用本发明,防滑性能优异且稳定,釉面装饰效果好且釉面耐磨性高,适用于大批量生产时,仍能保证产品质量的一致性。(The invention relates to the field of building ceramic materials, and particularly discloses an anti-skid super-wear-resistant ceramic tile and a preparation method thereof, wherein the anti-skid super-wear-resistant ceramic tile comprises a ceramic blank, a surface glaze layer and a wear-resistant glaze layer; wherein, the wear-resistant glaze layer is evenly distributed with micro-carving holes; the wear-resistant glaze layer is made of wear-resistant glaze, and the chemical components of the wear-resistant glaze comprise: al (Al) 2 O 3 28.5~35%、SiO 2 48~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO 10~15%、K 2 O+Na 2 O≤2%、B 2 O 3 1.5-2.5%; the initial melting temperature of the wear-resistant glaze is 1160-1200 ℃, and the melting temperature is 1700-1750 ℃. Correspondingly, the invention also discloses a preparation method of the anti-skid super-wear-resistant ceramic tile. The invention has the advantages of excellent and stable anti-skid performance, good glaze decoration effect and high glaze wear resistance, and can still ensure the consistency of product quality when being suitable for mass production.)
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷材料技术领域,尤其涉及一种防滑超耐磨瓷砖及其制备方法。
背景技术
建筑陶瓷砖行业在我国国民经济中起到举足轻重的作用。目前市面上销售占比较高的陶瓷砖为抛釉砖,抛釉砖是一种可以在釉面进行抛光工序的一种特殊配方釉,它是施于仿古砖的最后一道釉料,一般为透明面釉或透明凸状花釉,由于施于抛釉的抛釉砖表面是层薄釉,表面光滑,瓷质硬度密度却不够高,其缺点为:1.遇水极易滑溜,会造成摔倒摔伤等安全隐患问题;2.表面光滑却不耐磨,铺贴于地面使用时,由于耐磨度不够,容易刮花,严重影响装修效果;3.受烧成工艺限制,花色纹理比较单一,应用风格不够广泛;4.表面需打防污蜡,铺贴时还需除蜡,降低施工进度。
公开号CN112694344A公开了一种微雕超耐磨钻石釉瓷砖的制备方法,可以大大改良了瓷砖的防滑性能,釉面耐磨性高,且获得良好的釉面装饰效果。然而,CN112694344A微雕超耐磨钻石釉瓷砖采用的是不同孔径、不同线径、不同厚度的丝网、进行至少两次丝网套印技术,在釉中形成微雕孔。其微雕孔的孔径、数量难以控制,难以达到理想孔径和数量,导致产品防滑性等产品质量产生波动,产品优级品率一般为65-70%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种防滑超耐磨瓷砖,防滑性能优异且稳定,釉面装饰效果好且釉面耐磨性高,适用于大批量生产时,仍能保证产品质量的一致性。
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种防滑超耐磨瓷砖的制备方法,工艺简单,可实施性强,能有效控制产品质量,保证其成品率。
为达到上述技术效果,本发明提供了一种防滑超耐磨瓷砖,包括陶瓷坯体、面釉层和耐磨釉层;
其中,所述耐磨釉层平均分布有微雕孔;
所述耐磨釉层由耐磨釉制成,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:
Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO 10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%;
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1200℃,熔融温度为1700~1750℃。
作为上述方案的改进,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%、SiO2/Al2O3=1.7~1.93,MgO/CaO =1.6~2.0,ZnO /(BaO+SrO)=1.0~1.5,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.0~2.5。
作为上述方案的改进,所述耐磨釉的始熔温度为1160~1180℃,熔融温度为1700~1720℃。
作为上述方案的改进,所述耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。
相应的,本发明还提供一种防滑超耐磨瓷砖的制备方法,包括:
(1)对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
(2)对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
(3)对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
(4)将面釉施于干燥后的坯体表面;
(5)对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
(6)在印刷图案后的坯体表面,通过多次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层;
(7)将形成多个微雕孔的坯体进行烧成;
(8)将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,得到成品;
其中,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:
Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO 10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%;
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1200℃,熔融温度为1700~1750℃。
作为上述方案的改进,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%、SiO2/Al2O3=1.7~1.93,MgO/CaO =1.6~2.0,ZnO /(BaO+SrO)=1.0~1.5,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.0~2.5;
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1180℃,熔融温度为1700~1720℃。
作为上述方案的改进,步骤(6)包括:
将印刷图案后的坯体表面上方设有网版,所述网版设有多个贯通的网孔;
将耐磨釉分布在所述网版上,所述耐磨釉经过所述网孔滴漏至印刷图案后的坯体表面,形成滴釉层;
以设有多个不同孔径网孔的网版重复滴釉多次,在坯体表面上形成多个滴釉层,多个滴釉层之间相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中,所述耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。
作为上述方案的改进,所述防滑超耐磨瓷砖的烧成温度为1205~1230℃,烧成周期为55~130分钟,最高温保温时间为6~18分钟。
作为上述方案的改进,所述抛光模块采用1000~2000目的金刚砂磨料弹性模块,转速控制在3200~3800转/分钟,抛光深度控制在0.25~0.3mm。
作为上述方案的改进,所述防滑超耐磨瓷砖的耐磨转数为4000-8000转,防滑倾斜角为15°-20°。
作为上述方案的改进,所述耐磨釉的釉浆水分为30-50%,釉料细度325目筛余<0.5%,釉浆流速为14-15s,釉浆密度为1.58-1.60 g/cm3;
所述面釉的釉浆水分为25-40%,釉料细度325目筛余0.6-0.8%,釉浆流速为60-80s,釉浆密度为1.90-1.92 g/cm3;
所述印刷图案通过喷墨打印、辊筒印花或丝网印刷印刷在坯体表面,所选用的墨水细度为600-1000 nm,黏度为18-21 cP。
实施本发明具有如下有益效果:
建筑陶瓷行业中,由于现有熔块炉最高使用温度普遍小于1600度,熔块的始熔温度和熔融温度都偏低。因此,高温烧成过程中,由于釉的熔融,导致微雕孔被熔平和被填充,无法精准控制微雕孔的孔径和数量,导致产品质量有较大波动。
本发明防滑超耐磨瓷砖通过优化耐磨釉的化学成分,将其熔融温度提高至1700℃,始熔温度提高至1160~1200℃,保证微雕孔在形成过程中不被熔平和填充,进而精准控制微雕孔的孔径和数量,保证产品质量的稳定性和一致性。另外,再配合烧成工艺和抛光方法,进一步精准控制釉内微雕孔的孔径、深度和数量,使表面釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。
因此,本发明达到了精准控制微雕孔的数量和孔径的目的,制得的成品防滑性能优异且稳定,釉面装饰效果好且釉面耐磨性高,适用于大批量生产时,仍能保证产品质量的一致性,产品优级品率由原来的65-70%提高到98-99%。
附图说明
图1是本发明防滑超耐磨瓷砖的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供了一种防滑超耐磨瓷砖,包括陶瓷坯体、面釉层和耐磨釉层;其中,所述耐磨釉层平均分布有微雕孔;
所述耐磨釉层由耐磨釉制成,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:
Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%;
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1200℃,熔融温度为1700~1750℃。
优选的,所述耐磨釉层由耐磨釉制成,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:
Al2O328.5~35%、SiO248~55%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=10~15%、K2O+Na2O≤2%、B2O3 1.5~2.5%、SiO2/Al2O3=1.7~1.93,MgO/CaO =1.6~2.0,ZnO /(BaO+SrO)=1.0~1.5,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.0~2.5。
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1200℃,熔融温度为1700~1750℃。
更佳的,所述耐磨釉层由耐磨釉制成,所述耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:
Al2O3 28.5~33%、SiO248~53%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO 10~15%、K2O+Na2O 0.5~1.5%、B2O3 1.5~2.5%、SiO2/Al2O3=1.7~1.86,MgO/CaO=1.7~1.95,ZnO /(BaO+SrO)=1.0~1.35,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.10~2.45。
所述耐磨釉的始熔温度为1160~1180℃,熔融温度为1700~1720℃。
需要说明的是,釉在一定的温度范围内逐渐熔化,熔化温度有上限和下限之分。熔融温度的下限系指釉的软化变形点,习惯上称为釉的始熔温度。熔融温度上限是指完全熔融时的温度,又称为流动温度。
还需要说明的是,耐磨釉的化学成分还包括微量的不可避免的杂质,例如0.01-0.5%的氧化钛、0.01-0.5%的氧化铁,但不限于此。
本发明通过增加耐磨釉中Al2O3含量至28.5%~35%,降低碱金属氧化物总含量至≤2%,添加B2O3 1.5~2.5%,同时限定SiO2/Al2O,MgO/ CaO,ZnO /(BaO+SrO),(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)的比值,将其熔融温度提高至1700℃,始熔温度提高至1160~1200℃。本发明可以实现高始熔点的精确控制,在烧成温度为1205~1230℃的烧成过程中,使得釉刚开始熔融但远未达到完全熔融的状态,耐磨釉此时刚刚软化变形,均匀布于坯体表面,能够在坯体表面形成一玻璃态薄层,保证微雕孔不被熔平和填充,进而精准控制微雕孔的孔径和数量,保证产品质量的稳定性和一致性。
耐磨釉的化学成分对熔融性能有着重要影响,釉的熔融温度随Al2O3和 SiO2的含量增加而提高,本发明Al2O3和 SiO2的含量高,容易导致熔融温度过高。
而当Al2O3 +SiO2总量和比例一定时,本发明通过控制MgO/ CaO,ZnO /(BaO+SrO),(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)之间的比例,使其在上述比例范围内,这样能协助降低釉料熔融温度,将耐磨釉的始熔温度控制在1160~1180℃,熔融温度控制在1700~1720℃,同时显著提高釉面硬度、耐磨性和透明性。当釉料组分偏离上述组成范围时,一方面釉料熔融温度过高,釉面出现透明性偏低甚至出现生烧现象,同时釉面硬度、耐磨性和透明性显著降低。
这主要是因为Ca2+、Mg2+、Ba2+、Zn2+、Sr2+离子中,它们的离子半径、电负性和金属氧键能显著影响着金属M—O—Si键中M—O的断裂还是O—Si的断裂。通常情况下,金属离子M2+离子半径越小、电负性越大以及键能越强,越有利于争夺O—Si、Al—O键中的氧,使O—Si、Al—O键断裂,从而使釉低共融温度显著下降。由于Ca2+、Mg2+、Ba2+、Zn2+、Sr2+的离子半径分别为:0.1nm、0.072nm、0.135nm、0.074nm、0.118nm。RMg2+/ RCa2+=0.72,RZn2+ /R(Ba2++Sr2+)=0.29,R(Ca2++Mg2++Zn2+)/R(Ba2++Sr2+)=0.97。所以适当提高较小金属离子半径的金属氧化物含量,有利于找到较低温度的低共熔点。
另外,碱和碱土金属氧化物作为熔剂,降低釉的熔融温度,其中,K2O和Na2O能在低温下起助熔作用,而MgO、ZnO在高温下起助熔作用。现有的釉料Al2O3含量普遍小于28%,本发明增加耐磨釉中Al2O3含量至28.5%~35%,SiO2含量限定为48~55%,可以提高釉料的熔融温度。另外,通过降低碱金属氧化物总含量至≤2%,以控制低温下的助熔作用,通过调整CaO、MgO、ZnO,以控制高温下的助熔作用。因此,本发明通过平衡各组分之间的关系,调节酸性系数,使得釉的熔融温度提高至1700℃,始熔温度提高至1160~1200℃。
采用上述耐磨釉,在烧成温度为1205~1230℃的烧成过程中,使得釉刚开始熔融但远未达到完全熔融的状态,耐磨釉此时刚刚软化变形,均匀布于坯体表面,在坯体表面形成一玻璃态薄层,有效改善陶瓷制品的表面性能,使制品表面光滑,对液体和气体具有不透过性,不易沾污。并且,可以提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。最重要的是,能在多次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层的过程中,保证微雕孔的成型,使得微雕孔不被熔平和填充,保证瓷砖产品具有优异的耐磨性能,并精准控制微雕孔的孔径和数量,保证瓷砖产品质量的稳定性和一致性。
另一方面,釉的细度对釉的熔融温度也有部分影响。优选的,本发明耐磨釉的釉料细度325目筛余<0.5%,能协同配方,更好地调节釉的熔融温度和始熔温度。釉料磨得越细,其始熔和熔融温度均相应降低。
优选的,所述耐磨釉的釉浆水分为33-50%,釉浆流速为15~40s,釉浆密度为1.68-1.85 g/cm3,能在坯体表面铺展成平滑的优质釉面,避免发生流釉、堆釉、橘釉、针眼、釉面不光滑,光泽不好等缺陷。
进一步,所述防滑超耐磨瓷砖的烧成温度优选为1205~1230℃,烧成周期优选为55~130分钟,最高温保温时间优选为6~18分钟。本发明通过控制瓷砖的烧成温度、烧成周期和保温时间,使其匹配上述耐磨釉,保证高温烧成过程中能精准控制釉内微雕孔的孔径、深度、数量,使耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。优选的,耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~0.7毫米的微雕孔。更佳的,耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.3~0.7毫米的微雕孔。
烧成温度会影响釉内微雕的孔径、深度、数量。烧成温度越高,釉的高温粘度越低,微雕孔坍塌,孔径越来越小,孔深越来越浅,孔的数量越来越少。到一定温度全部消失。烧成温度宜控制在1205~1230℃。若烧成温度小于1205度,一方面坯釉容易生烧,另一方面微雕孔会太细、太深和太多,污物进入孔内难以出来,由此导致釉的防污性将变差。若烧成温度大于1230度,一方面坯釉容易过烧,过烧导致坯体膨胀气泡,釉面微雕孔会太粗、太浅和太少,由此导致釉面防滑性能将变差。
同理,烧成周期和保温时间宜分别为55~130分钟和6~18分钟。过短烧成周期和保温时间将产生与烧成温度过低相同的效果。过长烧成周期和保温时间将产生与烧成温度过高相同的效果。在此不再重复。
相应的,如图1所示,本发明还提供一种防滑超耐磨瓷砖的制备方法,包括:
S101、对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
其中,所述耐磨釉的化学成分的选择同上所述,在此不再赘述。
所述坯体选用现有的陶瓷坯料制成即可。作为一可选的坯料,包括:A93 球土、精选钾钠长石、高白钾砂、高白灰泥和高白钠石等。
所述坯料的化学成分按重量百分比包括:SiO255~70%、Al2O315~30%、Fe2O30.1~2%、CaO0.1~2%、MgO 0.1~3%、Na2O 1~5%、K2O 0.5~3%、余量为灼减。
所述面釉层选用现有的釉料即可。
S102、对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
优选的,喷雾造粒后的坯体粉料的水分为6.8-7.2%,但不限于此。
S103、对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
干燥的工艺参数如下:干燥最高温度为200~230℃,干燥时间为80~120分钟,砖坯表面温度为100~105℃,干燥后水分为0.20-0.43%。
S104、将面釉施于干燥后的坯体表面;
所述面釉的釉浆水分为25-40%,釉料细度325目筛余0.6-0.8%,釉浆流速为60-80s,釉浆密度为1.90-1.92 g/cm3。
面釉的施釉方法可以选用钟罩式淋釉,施釉量(800*800mm 规格)为300-400 g/片,但不限于此。
S105、对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
对施釉后的坯体表面通过喷墨打印、辊筒印花、丝网印刷中的一种或多种进行装饰,形成印刷图案。所选用的墨水优选细度为600-1000 nm,黏度为18-21 cP,但不限于此。
S106、在印刷图案后的坯体表面,通过多次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层。
具体的,步骤S106包括:
将印刷图案后的坯体表面上方设有网版,所述网版设有多个贯通的网孔;
将耐磨釉分布在所述网版上,所述耐磨釉经过所述网孔滴漏至印刷图案后的坯体表面,形成滴釉层;
以设有多个不同孔径网孔的网版重复滴釉多次,在坯体表面上形成多个滴釉层,多个滴釉层之间相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中,所述耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。
优选的,步骤S106可以采用75-105μm的多种不同线径,170-215μm的多种不同孔径的网板层层叠加来控制实现。重复滴釉的次数一般为2~10次,优选为3~6次,更佳为4~5次。
更佳的,在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层,具体步骤包括:
a.第一层网板线径为75~85μm,孔径为170~175μm,单次网厚为145~150μm,釉料经过170~175μm孔径向成型砖面滴漏,釉料滴漏需要严格把控,不可太深,太深容易藏污纳垢,也不可太浅,太浅无法形成微凹状态,完成滴漏后再通过定型装置形成微凹雏形,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为80~90μm,孔径为175~185μm,单次网厚为155~165μm,将釉料通过布料装置再次施于176~185μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90~95μm,孔径为185~195μm,单次网厚为165~175μm,施釉于185~195μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为90~95μm,孔径为200~205μm,单次网厚为180~185μm,在200~205μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为95~105μm,孔径为205~215μm,单次网厚为190~195μm,施釉于205~215μm孔径网板表面,此为最后一层压轴叠加,为第五层微雕。釉料通过疏密一致的网板孔径精准滴向砖面,与前面叠加严密的四层微雕形成了层次不一、错落有致,深度为0.1~0.13毫米的微雕凹视效果。若微雕孔的深度低于0.1mm,微雕效果不明显,若高于0.13mm,容易藏污纳垢。
最佳的,在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成多个微雕孔,得到耐磨釉层,具体步骤包括:
a.第一层网板线径为80μm,孔径为170μm,单次网厚为150μm,釉料经过170μm孔径向成型砖面滴漏,釉料滴漏需要严格把控,不可太深,太深容易藏污纳垢,也不可太浅,太浅无法形成微凹状态,完成滴漏后再通过定型装置形成微凹雏形,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为85μm,孔径为180μm,单次网厚为160μm,将釉料通过布料装置再次施于180μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90μm,孔径为190μm,单次网厚为170μm,施釉于190μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为95μm,孔径为200μm,单次网厚为180μm,在200μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为100μm,孔径为212μm,单次网厚为190μm,施釉于212μm孔径网板表面,此为最后一层压轴叠加,为第五层微雕。釉料通过疏密一致的网板孔径精准滴向砖面,与前面叠加严密的四层微雕形成了层次不一、错落有致,深度为0.1~0.13毫米的微雕凹视效果。若微雕孔的深度低于0.1mm,微雕效果不明显,若高于0.13mm,容易藏污纳垢。
需要说明的是,本发明可以根据瓷砖性能要求,设计所需的微雕孔的数量、孔径和深度,进而调整滴釉网版的孔径、线径和网厚,以及网版印刷的次数,其实施方式不限于本发明所举实施例。
优选的,所述耐磨釉的釉浆水分为30-50%,釉浆流速为14-15s,釉浆密度为1.58-1.60 g/cm3,能在坯体表面铺展成平滑的优质釉面,避免发生流釉、堆釉、橘釉、针眼、釉面不光滑,光泽不好等缺陷。
S107、将形成多个微雕孔的坯体进行烧成;
所述防滑超耐磨瓷砖的烧成温度优选为1205~1230℃,烧成周期优选为55~130分钟,最高温保温时间优选为6~18分钟。本发明通过控制瓷砖的烧成温度、烧成周期和保温时间,使其匹配上述耐磨釉,保证高温烧成过程中能精准控制釉内微雕孔的孔径、深度、数量,使耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~1.2毫米的微雕孔。优选的,耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.1~0.7毫米的微雕孔。更佳的,耐磨釉层每平方米均匀分布有65000~75000个、深度为0.1~0.13毫米、直径为0.3~0.7毫米的微雕孔。
烧成温度会影响釉内微雕的孔径、深度、数量。烧成温度越高,釉的高温粘度越低,微雕孔坍塌,孔径越来越小,孔深越来越浅,孔的数量越来越少。到一定温度全部消失。烧成温度宜控制在1205~1230℃。若烧成温度小于1205度,一方面坯釉容易生烧,另一方面微雕孔会太细、太深和太多,污物进入孔内难以出来,由此导致釉的防污性将变差。若烧成温度大于1230度,一方面坯釉容易过烧,过烧导致坯体膨胀气泡,釉面微雕孔会太粗、太浅和太少,由此导致釉面防滑性能将变差。
同理,烧成周期和保温时间宜分别为55~130分钟和6~18分钟。过短烧成周期和保温时间将产生与烧成温度过低相同的效果。过长烧成周期和保温时间将产生与烧成温度过高相同的效果。在此不再重复。
S108、将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,得到成品;
目前普通抛光工艺为: 300~400目的碳化硅硬磨块;刮刀刮平工艺;磨盘速度为600~700转/分钟。
本发明的抛光模块采用1000~2000目的金刚砂磨料弹性模块,转速控制在3200~3800转/分钟,抛光深度控制在0.25~0.3mm。本发明采用超细金刚石弹性磨块替代硬磨块、加快抛光速度、废除刮平工艺等以控制抛光深度。通过控制烧成和抛光深度等工艺参数,有利于精准控制釉内微雕孔的孔径、深度、数量。优选的,本发明的抛光模块采用1300~1600目的金刚砂磨料弹性模块,转速控制在3300~3500转/分钟,抛光深度控制在0.27~0.28mm。
综上所述,本发明通过研制出高始熔点的耐磨釉,有效解决抛釉砖等瓷砖产品防滑耐磨与表面花色纹理无法兼顾的问题。其突破了传统烧制工艺的局限,采用微雕工艺,通过不同孔径的网板层层叠加对微雕线条密度进行严格把控,在瓷砖表面形成微凹;其采用多道叠加工艺技术+根据色调细调丝网来拉升砖面色彩层次感,精准智能控制印花机偏移或偏位在 0.1mm 之内,实现微雕凹视效果的同时,可使瓷砖表面拥有天然石材一般的纹路和细腻质感。
耐磨釉层表面形成65000~75000个微雕孔,完美结合了负压原理,在瓷砖表面形成一种仿生凹坑,类如壁虎攀爬墙壁时四只脚与墙面产生真空吸附,利用压强差牢固吸住墙壁来去自如,从而达到瓷砖的防滑效果。防滑效果良好、防滑倾斜角15°-20°。
本发明形成的耐磨釉层表面形成65000~75000个微雕孔,制得的瓷砖耐磨度达到4级、2100~8000转,优选为4级、4000~8000转。
本发明实现了抛釉砖微雕、防滑、防污、耐磨四位一体,统一平衡,使一块抛釉瓷砖可同时达到又微雕又防滑又防污又耐磨的多功能效果,还具有良好的装饰效果。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
(1)对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O328.5%、SiO255%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=12%、K2O+Na2O=2%、B2O3 2.5%、SiO2/Al2O3=1.93、MgO/CaO=1.6,ZnO /(BaO+SrO)=1.0,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.0;
(2)对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
(3)对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
(4)将面釉施于干燥后的坯体表面;
(5)对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
(6)在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成65000~75000个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中,5次丝网印刷包括:
a.第一层网板线径为80μm,孔径为170μm,单次网厚为150μm,釉料经过170μm孔径向成型砖面滴漏,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为85μm,孔径为180μm,单次网厚为160μm,将釉料通过布料装置再次施于180μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90μm,孔径为190μm,单次网厚为170μm,施釉于190μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为95μm,孔径为200μm,单次网厚为180μm,在200μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为100μm,孔径为212μm,单次网厚为190μm,施釉于212μm孔径网板表面,为第五层微雕。
(7)将形成多个微雕孔的坯体进行烧成,烧成温度为:1205度,烧成周期为:70分钟,最高温保温时间为:10钟;
(8)将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,抛光模块采用1300目的金刚砂磨料弹性细模块,磨盘转速控制在3500转/分钟,抛光深度控制在0.27mm,得到成品。
实施例2
(1)对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O329%、SiO254%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=13%、K2O+Na2O=2%、B2O3 2.0%、SiO2/Al2O3=1.86、MgO/CaO =1.8,ZnO /(BaO+SrO)=1.2,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.3;
(2)对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
(3)对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
(4)将面釉施于干燥后的坯体表面;
(5)对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
(6)在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成65000~75000个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中, 5次丝网印刷包括:
a.第一层网板线径为80μm,孔径为170μm,单次网厚为150μm,釉料经过170μm孔径向成型砖面滴漏,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为85μm,孔径为180μm,单次网厚为160μm,将釉料通过布料装置再次施于180μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90μm,孔径为190μm,单次网厚为170μm,施釉于190μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为95μm,孔径为200μm,单次网厚为180μm,在200μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为100μm,孔径为212μm,单次网厚为190μm,施釉于212μm孔径网板表面,为第五层微雕。
(7)将形成多个微雕孔的坯体进行烧成,烧成温度为:1205度,烧成周期为:80分钟,最高温保温时间为:12钟;
(8)将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,抛光模块采用1100目的金刚砂磨料弹性细模块,磨盘转速控制在3300转/分钟,抛光深度控制在0.28mm,得到成品。
实施例3
(1)对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O329.5%、SiO251%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=15%、K2O+Na2O=2%、B2O32.5%、SiO2/Al2O3=1.73、MgO/CaO =1.7,ZnO /(BaO+SrO)=1.5,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.1;
(2)对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
(3)对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
(4)将面釉施于干燥后的坯体表面;
(5)对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
(6)在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成65000~75000个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中,5次丝网印刷包括:
a.第一层网板线径为80μm,孔径为170μm,单次网厚为150μm,釉料经过170μm孔径向成型砖面滴漏,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为85μm,孔径为180μm,单次网厚为160μm,将釉料通过布料装置再次施于180μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90μm,孔径为190μm,单次网厚为170μm,施釉于190μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为95μm,孔径为200μm,单次网厚为180μm,在200μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为100μm,孔径为212μm,单次网厚为190μm,施釉于212μm孔径网板表面,为第五层微雕。
(7)将形成多个微雕孔的坯体进行烧成,烧成温度为:1215度,烧成周期为:90分钟,最高温保温时间为:10钟;
(8)将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,抛光模块采用1600目的金刚砂磨料弹性细模块,磨盘转速控制在3600转/分钟,抛光深度控制在0.32mm,得到成品。
实施例4
(1)对坯体、面釉层和耐磨釉层的原料分别进行球磨,分别获得坯浆、面釉和耐磨釉;
耐磨釉的化学成分按重量百分比包括:Al2O330%、SiO252%、CaO+MgO+ZnO+BaO+SrO=15%、K2O+Na2O=1.5%、B2O3 1.5%、SiO2/Al2O3=1.73、MgO/CaO =2.0,ZnO /(BaO+SrO)=1.5,(CaO+MgO+ZnO)/(BaO+SrO)=2.5;
(2)对坯浆进行喷雾造粒,获得坯体粉料;
(3)对坯体粉料进行压制成型,干燥后获得坯体;
(4)将面釉施于干燥后的坯体表面;
(5)对施釉后的坯体表面进行装饰,形成印刷图案;
(6)在印刷图案后的坯体表面,通过5次丝网印刷耐磨釉形成滴釉层,利用滴釉层的相互叠加,在坯体表面形成65000~75000个微雕孔,得到耐磨釉层;
其中,5次丝网印刷包括:
a.第一层网板线径为80μm,孔径为170μm,单次网厚为150μm,釉料经过170μm孔径向成型砖面滴漏,为第一层微雕;
b.第二层网板线径为85μm,孔径为180μm,单次网厚为160μm,将釉料通过布料装置再次施于180μm孔径网板表面,叠加于第一层微雕表面,印刷定型,为第二层微雕;
c.第三层网板线径为90μm,孔径为190μm,单次网厚为170μm,施釉于190μm孔径网板表面,再次叠加于第二层微雕表面,印刷定型,为第三层微雕;
d.第四层网板线径为95μm,孔径为200μm,单次网厚为180μm,在200μm孔径网板表面仍然施同等釉料,重复叠加操作,自然散落于第三层微雕表面,印刷定型,为第四层微雕;
e.第五层网板线径为100μm,孔径为212μm,单次网厚为190μm,施釉于212μm孔径网板表面,为第五层微雕。
(7)将形成多个微雕孔的坯体进行烧成,烧成温度为:1205度,烧成周期为:65分钟,最高温保温时间为:11钟;
(8)将烧成后的坯体通过弹性抛光模块进行抛光,抛光模块采用1300目的金刚砂磨料弹性细模块,磨盘转速控制在3800转/分钟,抛光深度控制在0.28mm,得到成品。
将实施例1-4进行技术检测,具体如下:
一、耐磨釉的始熔温度和熔融温度:
(1)用高温显微镜来测定釉料的始熔温度和熔融温度。
测试方法如下:将磨细的釉料制成2mm x 3mm的式样,用高温显微镜观察,当其受热至棱角变圆时的温度为始熔温度;当软化与底盘平面成半球形时的温度为熔融温度。
(2)耐磨釉的始熔温度和熔融温度的测试结果,如下表1所示:
二、瓷砖的性能参数:
(1)瓷砖的防滑性能和耐磨性能的测试方法
A、防滑性能测试方法如下:参照德国标准DIN 51130:2010中规定的防滑类别划分方法如下表(干燥状态下)。德国工业标准BGR 181-2004 The standard for slipprevention on parquet and hardwood floor in working area采用了DIN 51130的测试方法和分类方法。
要求:该法测试的是动态临界角。直立状态的测试者穿着特制鞋在涂布机油的陶瓷地砖实验板上来回行走,试验班以一定的速度从水平开始逐渐倾斜,直到测试者在行走过程中出现不安全的迹象,此时的角度为动态临界角(即本文所述的防滑倾斜角)。
B、耐磨性能测试方法:参照GB/T3810.7
(2)瓷砖的微雕孔、防滑性能和耐磨性能的测试结果,如下表2所示:
由上可知,上述实施例1-4的始熔温度≥1160℃,熔融温度≥1702℃,因此,本发明的耐磨釉始熔温度可提高至1160~1200℃,熔融温度可提高至1700~1750℃。
上述实施例1-4的微雕孔的深度都能基本控制在0.10mm~0.12mm之内,变化量≤20%;直径基本控制在0.30 mm~0.32 mm之内,变化量≤7%。因此,本发明达到了精准控制微雕孔的深度和孔径的目的,多批量生产时仍能保证产品质量的一致性。
上述实施例1-4的防滑倾斜角为18°-20°,防滑效果理想,且耐磨性能好,表面耐磨3300-5600转。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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