具有凹凸纹理效果的通体大理石瓷砖研制
邓荣 范新晖 罗凤钻 廖花妹
摘 要：本论文讲述了通过引入胶水墨水和超细熔块来实现仿大理石表面肌理效果。胶水墨水和超细透明熔块的引入使肌理效果可粗可细、可大可小、可密可疏，可通过胶水墨水喷墨量、喷墨位置以及熔块粗细进行控制，调整自如，增加了大理石瓷砖的品类，丰富了大理石瓷砖的表面效果，仿真度高达90%以上，带动了行业大理石瓷砖表面仿真效果的升级。
关键词：胶水墨水；超细熔块；仿真效果
1 前言
据国家统计局统计，天然石材一年的总产量是3.2亿平方米，总产值3000亿元；建筑陶瓷一年的总产量约100亿平方米，总产值5000亿元；大理石瓷砖具备逼真的仿石效果和优越的瓷砖性能，它的出现降低了家装行业对天然大理石的需求量，有效节约了不可再生的石材资源，是新一代的绿色环保建材，可用于替代天然石材和传统建筑陶瓷，其市场前景非常广阔。要想研发出仿石效果逼真、性能优越的通体大理石瓷砖，需要对各个环节进行反复研究和调试才能达到比较满意的效果，主要在以下几个方面下功。
1.1 印花技术
“逼真”是大理石瓷砖的第一特性，而要做到逼真，就需要在印花方面做文章。大理石瓷砖的印花方式主要有三种：第一种是使用喷墨打印，这种方法对喷墨机的要求较高，操作起来比较简单；第二种是丝网套印，这种方法使用的是传统的丝网印花机，根据不同的产品，生产过程中所使用的丝网道数不同，产品的印花效果也不一样；第三种方法是将上面两种方法结合起来，根據不同的产品设置组合，以便充分发挥两种设备的优点。三种印花方式各有所长，可以针对性地表现不同的纹理、不同的花色产品。色泽比较润的产品，用喷墨打印方式更能体现出其清晰的图案和精细的纹理；而一些颜色比较深，色彩浓厚的产品，通过全丝网套印来叠加釉层更容易表现出大理石的厚重感和质感。
此外，天然大理石的美，除了来源于斑斓的色彩之外，多变的花纹也是其魅力所在。然而由于技术瓶颈，早期的工艺仅能生产一到两个图案，难以展现出大理石多变的纹理，更谈不上“完美地复刻”。随着工艺技术的升级，能生产的图案款数逐渐增多，发展到现在，每一款产品都有多款花纹图案，这种技术叫做“一石多面”。使用喷墨打印机可以轻松地实现一石多面，但如果想要还原大理石石材的色彩、肌理和层次感，则需要配合丝网套印技术。
1.2 釉面效果
通过印花，砖坯表面已经呈现出一层酷似石材的图案，但许多天然石材是凹凸面的，除了火烧面、荔枝面，还有一些凸出的较粗的线条，这些表面效果光靠印花技术是无法实现的，需要通过釉面技术的调整，实现石材的肌理，同时保证印花的图案与石材肌理的契合。
1.3 通体坯体的制备技术
天然的大理石经过漫长的地质演变，纹理由外而内延续，具有表里如一的特点，而普通的大理石瓷砖虽然可以在瓷砖表面形成媲美天然大理石的纹理，但是一旦遇到开槽、倒角等深加工，纯色坯体就会暴露，因此在空间应用方面受到了限制。目前主要采用在坯料中混入有色粉料的方式，通过布料机的精准布料以实现与釉面纹理色彩相呼应，在感观上营造出表里如一的效果。有色粉料和纯色粉料需经过专门设计的布料技术才能形成有纹理的坯体。布料有专门的布料机，布料机由多组下料辊筒组成，辊筒分光辊与雕花辊两种。通过光辊下料可以形成连续的线条或带状纹理，而通过雕花辊下料则可以形成与辊筒上雕花图案相似的图案。布料时可通过控制各辊筒的下料时间来控制辊筒对应粉料的下料量，而有色粉料在辊筒中的排列顺序决定了最终形成纹理的色调分布。因此，在生产的时候，要根据不同的产品调整辊筒类型、下料时间、色粉种类以及色粉在辊筒中的排列顺序，以使坯体形成与产品相对应的设计纹理。
针对上述分析，本论文讲述了如何突破现有技术，研发了具有凹凸纹理的高档通体大理石瓷砖。第一，将多管布料技术应用于通体坯体的制备中，实现砖坯通体纹理效果；第二，引入胶水墨水和超细熔块，形成具有石材肌理的釉面层，实现大理石瓷砖通体、图案逼真、花纹多变、展现石材肌理的效果。
2 主要研究内容
具有凹凸纹理的通体大理石瓷砖研制，包括工艺设计、布料技术、喷墨印刷、熔块布料等多项内容，重点突出在以下几个方面。
2.1 工艺设计
本项目主要应用目前抛釉砖和抛光砖的生产技术流程，通过新增多管布料系统、两台喷墨设备、瀑布式布料系统、吸尘装置等设备，实现通体坯体、喷墨印花、印亮光墨水/胶水墨水以及布超细熔块等工艺，研制出图案逼真、花色多变、具有仿真纹理的通体大理石瓷砖。主要的生产工艺流程如图1所示。
2.2 布料技术研究，实现通体纹理
多管布料技术是实现瓷砖通体纹理的核心步骤。主要研究不同粉料通过粉料下落管的排布顺序、辊筒类型、辊筒运行时间、辊筒转速等参数对大理石瓷砖坯体纹理以及产品性能的影响，通过对这些参数进行调整，确保坯体纹理与表面纹理的一致，还原天然石材的内部纹理，多管布料系统（见图2所示）。
2.3 喷墨打印技术研究
陶瓷喷墨印花技术分辨率高、图案清晰、色差少，能够适合各种复杂图案，同时能够在极短的时间内达到个性化的要求，适合当今瓷砖装饰时装化、个性化、小批量、多花色的发展趋势，使用该技术可以轻松实现大理石瓷砖表面“一石多面”的效果。
本研究将布料装饰与喷墨印花技术相结合，通过控制喷墨印花机，使喷墨印花得到与布料技术相关联的图案。
2.4第二道喷亮光/胶水墨水
第二道喷墨打印技术主要用于喷亮光墨水和胶水墨水，亮光墨水实现大理石瓷砖通透亮光效果，胶水墨水为后续布超细透明熔块作准备，提高大理石瓷砖的光泽度和纹理效果。本项目把亮光墨水和胶水墨水的喷头由GS12改为GS40喷头，增加了亮光墨水和喷胶水墨水的喷墨量，为后一工序布更多的超细熔块作准备。
由于本项目使用两道喷墨打印技术，为保障图像清晰度，需要在两台喷墨机中间增加一台对中平台，在砖坯经过第一台喷墨机后进入第二台喷墨机前，经过对中平台夹紧校正，这样用两台喷墨机生产时就不会出现打印偏差。
2.5布超细熔块实现表面肌理
天然石材多是凹凸面的，除了火烧面、荔枝面，还有一些表现为较凸的粗线条，这些表面效果通过普通的淋釉工艺是无法实现的。本项目通过程序控制使用喷墨技术在砖面不同部位引入胶水墨水，然后布超细透明熔块来实现大理石瓷砖的表面肌理效果。
本研究新增一台瀑布式布料机（如图3所示），来实现把超细熔块平整地布在砖面上。首先超细熔块经上宽下扁平的料斗落在下面转动的皮带上，上宽下扁平的料斗一边和皮带接触，另一边离皮带大概2 ～ 4 cm左右，可通过控制料斗离皮带的高度和皮带转速控制釉层的厚度。料斗与皮带平行，这样皮带转动时带动超细熔块平整地铺在皮帶上，皮带转动时平整的超细熔块像瀑布一样落在从皮带下经过的砖坯上。同时增加一台吸尘装置，布完超细熔块经干燥后，经过吸尘装置时，吸入不粘在砖坯上的超细熔块，并进行回收处理。熔块颗粒与胶水墨水、吸尘装置配合使用，这样喷胶水墨水的地方有熔块，凸起；没有喷胶水墨水的地方没有熔块，凹陷，从而实现了大理石瓷砖的表面凹凸肌理效果。
熔块颗粒为透明的圆形或椭圆形透明熔块颗粒，熔块颗粒的细度为100 ～ 250目，超细熔块级配：100目上料<0.7%，160目上料30 ～ 40%，200目上料80 ～ 88%。采用不同细度的熔块颗粒进行布施，其布施过程中的流动性和延展性不同，从而产生不一样的效果。熔块颗粒细度越细，流动性越好，颗粒向四周扩散，布施的范围较大；与细度大的熔块颗粒相比，相同布料时间，细度小的熔块颗粒堆积的高度较低。本项目使用的熔块颗粒细度为100 ～ 250目的范围内，使砖坯形成凹凸纹理效果更加细腻，更加生动。同时，控制熔块颗粒的布施厚度为0.5 ～ 2 mm，过薄则凹凸质感差，过厚则容易铺展开，同样会影响凹凸质感，通过控制一定的厚度实现最佳的凹凸纹理效果。
3 结论
目前市面上的通体大理石瓷砖只能做到通体坯体和表面图案，而不能实现天然大理石表面凹凸纹理，仿真度只能达到60%左右，不能满足消费者对大理石瓷砖凹凸面的需求。本研究通过引入胶水墨水和超细熔块实现仿大理石表面肌理效果，使用预设的程序控制喷墨印花机打印胶水墨水，胶水墨水作为粘结剂；然后在砖面采用瀑布式布料机布超细透明熔块；布完超细熔块经干燥后，用吸尘装置把未粘在砖坯上的超细熔块吸收；这样喷胶水墨水的地方有熔块，凸起；没有喷胶水墨水的地方没有熔块，凹陷，从而实现了大理石瓷砖表现凹凸肌理效果，当然也可以做平面效果的瓷砖。胶水墨水和超细透明熔块的引入使大理石瓷砖具有极佳的天然大理石效果，肌理效果可粗可细、可大可小、可密可疏，可通过胶水墨水喷墨量、喷墨位置以及熔块粗细进行控制，调整自如，增加了大理石瓷砖的品类，丰富了大理石瓷砖的表面效果，仿真度高达90%以上，带动了行业大理石瓷砖表面仿真效果的升级。
摘 要：本论文讲述了通过引入胶水墨水和超细熔块来实现仿大理石表面肌理效果。胶水墨水和超细透明熔块的引入使肌理效果可粗可细、可大可小、可密可疏，可通过胶水墨水喷墨量、喷墨位置以及熔块粗细进行控制，调整自如，增加了大理石瓷砖的品类，丰富了大理石瓷砖的表面效果，仿真度高达90%以上，带动了行业大理石瓷砖表面仿真效果的升级。
关键词：胶水墨水；超细熔块；仿真效果
1 前言
据国家统计局统计，天然石材一年的总产量是3.2亿平方米，总产值3000亿元；建筑陶瓷一年的总产量约100亿平方米，总产值5000亿元；大理石瓷砖具备逼真的仿石效果和优越的瓷砖性能，它的出现降低了家装行业对天然大理石的需求量，有效节约了不可再生的石材资源，是新一代的绿色环保建材，可用于替代天然石材和传统建筑陶瓷，其市场前景非常广阔。要想研发出仿石效果逼真、性能优越的通体大理石瓷砖，需要对各个环节进行反复研究和调试才能达到比较满意的效果，主要在以下几个方面下功。
1.1 印花技术
“逼真”是大理石瓷砖的第一特性，而要做到逼真，就需要在印花方面做文章。大理石瓷砖的印花方式主要有三种：第一种是使用喷墨打印，这种方法对喷墨机的要求较高，操作起来比较简单；第二种是丝网套印，这种方法使用的是传统的丝网印花机，根据不同的产品，生产过程中所使用的丝网道数不同，产品的印花效果也不一样；第三种方法是将上面两种方法结合起来，根據不同的产品设置组合，以便充分发挥两种设备的优点。三种印花方式各有所长，可以针对性地表现不同的纹理、不同的花色产品。色泽比较润的产品，用喷墨打印方式更能体现出其清晰的图案和精细的纹理；而一些颜色比较深，色彩浓厚的产品，通过全丝网套印来叠加釉层更容易表现出大理石的厚重感和质感。
此外，天然大理石的美，除了来源于斑斓的色彩之外，多变的花纹也是其魅力所在。然而由于技术瓶颈，早期的工艺仅能生产一到两个图案，难以展现出大理石多变的纹理，更谈不上“完美地复刻”。随着工艺技术的升级，能生产的图案款数逐渐增多，发展到现在，每一款产品都有多款花纹图案，这种技术叫做“一石多面”。使用喷墨打印机可以轻松地实现一石多面，但如果想要还原大理石石材的色彩、肌理和层次感，则需要配合丝网套印技术。
1.2 釉面效果
通过印花，砖坯表面已经呈现出一层酷似石材的图案，但许多天然石材是凹凸面的，除了火烧面、荔枝面，还有一些凸出的较粗的线条，这些表面效果光靠印花技术是无法实现的，需要通过釉面技术的调整，实现石材的肌理，同时保证印花的图案与石材肌理的契合。
1.3 通体坯体的制备技术
天然的大理石经过漫长的地质演变，纹理由外而内延续，具有表里如一的特点，而普通的大理石瓷砖虽然可以在瓷砖表面形成媲美天然大理石的纹理，但是一旦遇到开槽、倒角等深加工，纯色坯体就会暴露，因此在空间应用方面受到了限制。目前主要采用在坯料中混入有色粉料的方式，通过布料机的精准布料以实现与釉面纹理色彩相呼应，在感观上营造出表里如一的效果。有色粉料和纯色粉料需经过专门设计的布料技术才能形成有纹理的坯体。布料有专门的布料机，布料机由多组下料辊筒组成，辊筒分光辊与雕花辊两种。通过光辊下料可以形成连续的线条或带状纹理，而通过雕花辊下料则可以形成与辊筒上雕花图案相似的图案。布料时可通过控制各辊筒的下料时间来控制辊筒对应粉料的下料量，而有色粉料在辊筒中的排列顺序决定了最终形成纹理的色调分布。因此，在生产的时候，要根据不同的产品调整辊筒类型、下料时间、色粉种类以及色粉在辊筒中的排列顺序，以使坯体形成与产品相对应的设计纹理。
针对上述分析，本论文讲述了如何突破现有技术，研发了具有凹凸纹理的高档通体大理石瓷砖。第一，将多管布料技术应用于通体坯体的制备中，实现砖坯通体纹理效果；第二，引入胶水墨水和超细熔块，形成具有石材肌理的釉面层，实现大理石瓷砖通体、图案逼真、花纹多变、展现石材肌理的效果。
2 主要研究内容
具有凹凸纹理的通体大理石瓷砖研制，包括工艺设计、布料技术、喷墨印刷、熔块布料等多项内容，重点突出在以下几个方面。
2.1 工艺设计
本项目主要应用目前抛釉砖和抛光砖的生产技术流程，通过新增多管布料系统、两台喷墨设备、瀑布式布料系统、吸尘装置等设备，实现通体坯体、喷墨印花、印亮光墨水/胶水墨水以及布超细熔块等工艺，研制出图案逼真、花色多变、具有仿真纹理的通体大理石瓷砖。主要的生产工艺流程如图1所示。
2.2 布料技术研究，实现通体纹理
多管布料技术是实现瓷砖通体纹理的核心步骤。主要研究不同粉料通过粉料下落管的排布顺序、辊筒类型、辊筒运行时间、辊筒转速等参数对大理石瓷砖坯体纹理以及产品性能的影响，通过对这些参数进行调整，确保坯体纹理与表面纹理的一致，还原天然石材的内部纹理，多管布料系统（见图2所示）。
2.3 喷墨打印技术研究
陶瓷喷墨印花技术分辨率高、图案清晰、色差少，能够适合各种复杂图案，同时能够在极短的时间内达到个性化的要求，适合当今瓷砖装饰时装化、个性化、小批量、多花色的发展趋势，使用该技术可以轻松实现大理石瓷砖表面“一石多面”的效果。
本研究将布料装饰与喷墨印花技术相结合，通过控制喷墨印花机，使喷墨印花得到与布料技术相关联的图案。
2.4第二道喷亮光/胶水墨水
第二道喷墨打印技术主要用于喷亮光墨水和胶水墨水，亮光墨水实现大理石瓷砖通透亮光效果，胶水墨水为后续布超细透明熔块作准备，提高大理石瓷砖的光泽度和纹理效果。本项目把亮光墨水和胶水墨水的喷头由GS12改为GS40喷头，增加了亮光墨水和喷胶水墨水的喷墨量，为后一工序布更多的超细熔块作准备。
由于本项目使用两道喷墨打印技术，为保障图像清晰度，需要在两台喷墨机中间增加一台对中平台，在砖坯经过第一台喷墨机后进入第二台喷墨机前，经过对中平台夹紧校正，这样用两台喷墨机生产时就不会出现打印偏差。
2.5布超细熔块实现表面肌理
天然石材多是凹凸面的，除了火烧面、荔枝面，还有一些表现为较凸的粗线条，这些表面效果通过普通的淋釉工艺是无法实现的。本项目通过程序控制使用喷墨技术在砖面不同部位引入胶水墨水，然后布超细透明熔块来实现大理石瓷砖的表面肌理效果。
本研究新增一台瀑布式布料机（如图3所示），来实现把超细熔块平整地布在砖面上。首先超细熔块经上宽下扁平的料斗落在下面转动的皮带上，上宽下扁平的料斗一边和皮带接触，另一边离皮带大概2 ～ 4 cm左右，可通过控制料斗离皮带的高度和皮带转速控制釉层的厚度。料斗与皮带平行，这样皮带转动时带动超细熔块平整地铺在皮帶上，皮带转动时平整的超细熔块像瀑布一样落在从皮带下经过的砖坯上。同时增加一台吸尘装置，布完超细熔块经干燥后，经过吸尘装置时，吸入不粘在砖坯上的超细熔块，并进行回收处理。熔块颗粒与胶水墨水、吸尘装置配合使用，这样喷胶水墨水的地方有熔块，凸起；没有喷胶水墨水的地方没有熔块，凹陷，从而实现了大理石瓷砖的表面凹凸肌理效果。
熔块颗粒为透明的圆形或椭圆形透明熔块颗粒，熔块颗粒的细度为100 ～ 250目，超细熔块级配：100目上料<0.7%，160目上料30 ～ 40%，200目上料80 ～ 88%。采用不同细度的熔块颗粒进行布施，其布施过程中的流动性和延展性不同，从而产生不一样的效果。熔块颗粒细度越细，流动性越好，颗粒向四周扩散，布施的范围较大；与细度大的熔块颗粒相比，相同布料时间，细度小的熔块颗粒堆积的高度较低。本项目使用的熔块颗粒细度为100 ～ 250目的范围内，使砖坯形成凹凸纹理效果更加细腻，更加生动。同时，控制熔块颗粒的布施厚度为0.5 ～ 2 mm，过薄则凹凸质感差，过厚则容易铺展开，同样会影响凹凸质感，通过控制一定的厚度实现最佳的凹凸纹理效果。
3 结论
目前市面上的通体大理石瓷砖只能做到通体坯体和表面图案，而不能实现天然大理石表面凹凸纹理，仿真度只能达到60%左右，不能满足消费者对大理石瓷砖凹凸面的需求。本研究通过引入胶水墨水和超细熔块实现仿大理石表面肌理效果，使用预设的程序控制喷墨印花机打印胶水墨水，胶水墨水作为粘结剂；然后在砖面采用瀑布式布料机布超细透明熔块；布完超细熔块经干燥后，用吸尘装置把未粘在砖坯上的超细熔块吸收；这样喷胶水墨水的地方有熔块，凸起；没有喷胶水墨水的地方没有熔块，凹陷，从而实现了大理石瓷砖表现凹凸肌理效果，当然也可以做平面效果的瓷砖。胶水墨水和超细透明熔块的引入使大理石瓷砖具有极佳的天然大理石效果，肌理效果可粗可细、可大可小、可密可疏，可通过胶水墨水喷墨量、喷墨位置以及熔块粗细进行控制，调整自如，增加了大理石瓷砖的品类，丰富了大理石瓷砖的表面效果，仿真度高达90%以上，带动了行业大理石瓷砖表面仿真效果的升级。
