喷墨釉面砖生产工艺的改进

马占领

清远纳福娜陶瓷有限公司 511515

釉面砖的表面装饰图案是由色料与釉料喷绘而成的，喷绘技术影响着釉面砖表面图案的清晰度与显色性。如今的釉面砖喷墨技术还存着些许问题，红原色无法充分显示， 喷墨釉面砖的显色性比彩印无釉砖的显色性较差。另外，一些原色使用的重金属颜料毒性较大，使用时有限制。针对以上问题，对喷墨釉面砖的生产工艺进行改进，争取制出彩饰精致、显色性强的喷墨釉面砖。

1、工艺改进方案

1.1 调整釉料组成

将釉料组成调整为SiO260～76%、AI2O34～11%、Na2O 0.5～5%、Li2O 0～0.5%、BaO0～6%、CaO4～10%、MnO30～0.6%、ZrO20～6%、Fe2O30～0.15%。以上釉料的熔点高，对红、蓝、黑、黄四原色的显色效果好。SiO2是釉烧成后产生的玻璃体，当SiO2<60%时，制出的釉面表面发黑，色泽较差，SiO2>76%时，釉料熔点过高，颜料容易被溶解掉，因此SiO2在65%～74%范围内最佳。AI2O3主要提高釉面层的耐水性与抗腐蚀性，AI2O3<4%会降低釉面层的耐水性和抗侵蚀性，AI2O3> 11%熔点高、颜料易于溶解，最佳含量为AI2O35～8%。Na2O与Li2O在釉料中有助溶效果，相当于溶剂，Na2O含量控制在0.6～3%最佳，Li2O还有阻碍显色的作用，含量不能太高，0.2%以下为最佳。BaO、CaO都有降低熔点的作用，BaO取0～5%含量与CaO取4～9%含量配合，两者配合量超出标准含量，则会升高釉料的熔点。MnO3用于提高釉面砖的光泽度，含量最好在0.5%以下。ZrO2可使釉面乳白，提升釉面砖釉面亮度，含量超过5%会使得熔点升高，导致釉面出现针孔，所以ZrO2含量应控制在4%以下。Fe2O3配合量0.1%以下。

1.2 更换颜料

喷墨釉面砖使用的四种原色是红、蓝、黑、黄，用分散剂将分别磨细的颜料分散制成色浆。改良之前的喷墨釉面砖在上色过程中通常使用有毒重金属颜料，不仅上色困难，还易产生有毒气体，作业环境恶劣。经过改进后，喷墨釉面砖使用金属氧化物颜料，颜料粒径在500nm以下。红色颜料选择SiO215～30%、CaO16～30%配合成的铬一锡系着色料，该颜料经喷墨机喷绘在釉料上面，然后在1140～1260℃高温下烧制，成品呈鲜红色。蓝色颜料使用氧化铜、钴铝系、氧化钴等混合物；黑色颜料使用氧化铁、氧化钴、氧化铀、氧化铬和烙铁氧化物等混合物；黄色颜料使用锆钒酸盐、氧化锑、氧化铁、金红石型氧化钛等混合物。另外，还有其它配合使用的颜料。以上颜料在使用中还需要添加可提高图案明亮度的白色色浆，白色色浆内含有氧化锡的成分。颜料粒径在500nm以下，100～400nm最佳。颜料分散剂常用聚氧化乙烯烷基醚、丙烯酸盐、多羧酸等，在生产加工中根据需要适当地添加甘油、甲醇、乙醚等水溶性有机溶剂，调整釉面砖的表面张力、粘性与湿润性[1]。通过对颜料的配比与混合物进行调整改进后，提高了釉面的性能，可获得图案鲜明度高、显色性强的釉面砖。

2、釉面砖的喷墨彩印过程

喷墨釉面砖的生产工艺通常是先将使用淋釉的方式将釉料均匀地淋在素坯表面，形成釉面层，然后干燥处理。再将墨喷在砖坯釉面层上，喷头孔径30～50μm，孔径越细，喷墨彩印的图案越精细。喷墨彩印完毕之后做干燥处理，再烧结。使用隧道窑或辊道窑烧成，烧结温度1150 ～1250℃，使用辊道窑时烧成之后需要将釉面砖放置在窑内静置20～90分钟，时间控制在20分钟以上、60分钟以内最佳。另外，需要注意的是喷墨彩印过程中使用的釉浆要有一定的粘度，当釉浆混合颜料使用时，釉浆的粘度不能太高，当颜料单独使用时，色浆粘度控制在最小范围内即可[2]。

3、喷墨彩印效果评定

为检验喷墨釉面砖生产工作改进后的效果，做了改进后的喷墨釉面砖试验，检验改进后的釉面砖图案美观度、颜色明亮度和釉面显色性。试验过程中使用粘土、陶土等原料制作素坯，然后完成淋釉——干燥——喷墨彩印——干燥——烧结等生产加工流程，成品为100mm×100mm规格的釉面砖。喷头孔径40μm；窑内温度1150℃，静置40min；将红、黑、黄三种色浆加入砂磨机内磨细，添加颜料、分散剂、甘油、活性剂等，将其调制成喷墨颜料。试验使用的红色颜料为Si、Ca，粒径275nm；黑色颜料为Fe、Mn，粒径250nm;黄色颜料为Si、zn，粒径240nm。蓝色颜料为AI氧化物颜料 水分散物[3]。试验结果表明，调整后的釉料即使经过高温烧结，也不会分解劣化，由氧化铬、氧化锡组成的红色颜料，烧结之后颜色非常艳丽，没有发黑、色泽度低等问题。釉面砖的图案依旧清晰、显色性好。釉料的熔点提高后，釉面层的耐久性随之提高，抗侵蚀性也大大提高，延长了釉面砖的使用寿命。

4、结语

改进后的喷墨釉面砖使用的釉料熔点高，釉层的保质期更久，减少了有毒重金属氧化物颜料的使用，改善了生产工人的作业环境。喷墨釉面砖使用的颜料平均粒径在500nm以下，提高了釉面层的表面清晰度，花纹图案颜色鲜明，与市场上的釉面砖更加精致耐用。研究表明，经过改进后的喷墨彩印技术生产工艺更适用于釉面砖的加工生产。