新型3D装饰效果的釉中彩全抛仿古砖的研制

    马会川

    摘 要：本文是通过利用不同的色彩图案分别施在不同厚度的高温透明釉层中，利用釉层的厚度差在各个图案之间展现出错落感，从而形成“釉中有彩”、 “彩中有釉”的三维效果，然后在最后层表面施一层全抛釉，在烧成温度为1200℃，烧成周期为60 min的中温快烧辊道窑中烧制成装饰效果独特、颜色丰富多彩、具有3D装饰效果的釉中彩全抛仿古砖。

    关健词：釉中彩；中温快烧；全抛仿古砖

    1 前言

    目前市场上的装饰用普通瓷质仿古砖，釉面装饰朴实平淡，图案和颜色不具有自然的3D玉质感效果，而常规抛釉仿古砖图案和颜色接近天然石材，装饰效果有了很大提高，但仍未具有3D立体玉质中带有悬浮感的丝屡凌空效果，而本文是在上面基础上多层次展现产品的立体效果，为高端消费者提供更优的选择。

    本文重点介绍了釉中彩仿古砖的研究方法，通过大量实验研制出坯体、面釉、高温透明釉和全抛釉间最匹配的配方，在特殊生产工艺加工后经过辊道窑中温快烧形成一种新型全抛仿古砖。

    2 创新点

    本文主要通过将不同的色彩图案分别施在不同厚度的釉层中，从而形成“釉中有彩”、 “彩中有釉”的三维效果。具体如下，首先我们在坯体上施一层面釉，然后通过数字喷墨打印技术（或丝网印刷）把图案打印在上面，接着施2 ～ 3层高温透明釉（要求每层厚度在0.8 mm ～1.2 mm），然后在这层透明釉上通过选定的平板厚膜丝网把所用特殊成分花釉印在上面，最后再施1 ～ 2层全抛透明釉，经烧成好抛光后的产品图案具有层次丰富、逼真、立体感强的3D效果，具体步骤如下。

    3 实验步骤

    3.1设计图案的选择

    选定一个合适的设计（各个图层比较分明），把其整体图案拆分，各个图层产生不同的视觉差，而这两个部分的设计是相互关联的，有着互补的艺术性并精心配合而成，产生宛如“近在眼前”、“触手可及”的艺术立体感。

    3.2坯体的研制过程

    3.2.1坯用原料的选择及配方的组成

    设计坯体配方时，根据坯料特殊工藝的需要，为平衡好砖的变形度，在原有配方的基础上我们适量提高了氧化铝的含量，使坯体抵抗高温变形的能力增强。同时降低了坯体膨胀系数，拉近了坯体及釉料的膨胀系数差异性，提高了坯釉适应性，便于窑炉烧成中砖形的控制。

    坯体中主要使用的原料为庆钾砂、钠石粉、水磨石粉、力鸿钾砂、南峰低温砂、邦砂、球土、东基泥、黑滑石等多种泥砂料的复合。经过大量实验所得的中试坯体配方为（重量份）：庆钾砂8 wt%、钠石粉9 wt%、水磨石粉9 wt%、力鸿钾砂7 wt%、南峰砂8 wt%、邦砂30 wt%、球土20 wt%、东基泥7 wt%、黑滑石2%，经球磨加工和喷雾干燥形成坯粉。。

    3.2.2坯料生产工艺参数[1]

    制粉工艺：泥浆比重：1.69 ～ 1.71；

    球磨细度：0.8 ～ 1.0%（250目筛余）；

    颗粒级配：30目上：5 ～ 20%；

    30 ～ 60目：≥64%；

    60 ～ 80目：≤12%；

    80目下：≤6%；

    粉料水分：7.0 ～ 7.5%；

    成型工艺：压机机型：PH3000；

    成型压力：360bar；

    压制周期：5.4次 / min（600 × 600mm规格）；

    干燥工艺：干燥温度：140℃；

    干燥时间：60min；

    干燥坯体水分：≤0.5%。

    3.2.3坯料烧成制度的确定

    将中试坯体配方在蒙厂辊道窑中试烧，烧成温度为1200℃，烧成时间60 min，经烧成后检测产品吸水率≤0.5%，坯体收缩率为7.1%，坯体的烧结性能良好[2]，达到本实验的坯体要求，具体烧成温度曲线如下：

    3.3釉料配方的研制

    3.3.1面釉的配方设计选择

    在设计坯料的同时也要进行高温面釉、高温透明釉、高温花釉、全抛釉配方的设计，为了能够适应坯料的烧成制度和提高坯釉的结合性，我们选用博耐德的E1141瓷质仿古砖专用高温哑光面釉，适量添加一些辅助原料，如煅烧高岭土提高面釉的烧成温度。通过对比釉面效果、防污性能、砖的变形情况，本实验所用面釉基础配方（重量份）：E1141成釉90 wt%、硅酸锆5 wt%，煅烧高岭土5 wt%，经球磨加工，过筛除铁，陈腐备用。同时根据不同场合的需要，面釉配方可配以不同的色料，制成更多不同的产品。

    3.3.2高温透明釉的配方设计选择

    高温透明釉作为中间层支撑整个图案呈现落差感，是整个研制中最重要的成分，既要求耐高温，保持不与特殊花釉以及上面全抛釉融合，又要有较好的透明性，因此，我们精选各种釉用原料用以完成实验，具体各釉用原料化学组成如表2。

    为了达到要求，我们利用正交实验来研发高温透明釉的配方，实验见表3。

    通过正交实验得到，当白刚玉不变硅铝粉加入增多时，釉面逐渐高温，透明度下降，当硅铝粉重量达到9 wt%时，釉面高温出现雾蒙状；当硅铝粉不变白刚玉加入量增多到6 wt%时，整个高温透明釉呈现雾蒙状，而低于或者等于2 wt%时整个釉层又完全烧融不耐高温，经过多次正交实验分析，得出3#配方最适合所需的中间层高温透明釉。

    3.3.3高温花釉的配方设计选择

    实验中高温花釉是在原有配方中添加白刚玉或者硅铝粉等使其在烧成中减少色彩“失真”的现象，装饰花釉除了可以添加色料外，还可以加入硅酸锆形成悬空白花，加入金属粉等形成悬空金属花等等。

    高温花釉配方全部采用仿古砖专用色料和釉粉，以及添加部分超细刚玉，然后把这些材料按一定比例配制而成。所用高温花釉配方（重量份）为：印刷釉粉20 ～ 30 wt%、印油50 ～ 60 wt%、色料5 ～ 60 wt%（硅酸锆5 ～ 20 wt%或者高温金属粉5 ～ 10 wt%）、超细刚玉5 ～ 10 wt%，其细度控制在325目≤0.5%，出球后必须过200目筛，陈腐12小时以上才能使用。

    3.3.4全抛釉的配方设计选择

    本文使用的全抛釉采用西班牙博耐德公司全抛釉粉，其配方（重量份）为：全抛釉粉100 wt%，超细刚玉3 ～ 6 wt%，其细度控制在325目≤0.5%，出球后必须过200目筛，陈腐12小时以上才能使用[3-4]。

    3.3.5各釉料的施釉工艺参数

    砖坯表面淋水量：5 ～ 10 g / 盘（托盘规格为200 × 600 mm，下同）

    面釉比重：1.42 ～ 1.46；

    喷釉重量：40 ～ 45 g / 盘；

    高温透明釉的比重：1.78 ～ 1.86；

    淋釉重量：120 ± 5 g / 盘；

    高温透明釉的参数可以视图案的设计而调整；

    要求每层高温透明釉的施釉厚度为0.8 ～ 1.2毫米；

    最后一层全抛釉的比重：1.78 ～ 1.86；淋釉重量：52 ± 2 g / 盘；

    烧成工艺：烧成窑炉：辊道窑；

    最高烧成温度：1190 ～ 1200℃；

    燒成周期：60 min。

    3.4坯釉配方化学分析

    将上面所选原料按不同比例确定几组配方，分别进行不同的测试，并对烧制后样品进行理化性能检测，根据测试结果优化出最佳方案进行中试。表4为坯体配方化学成分，表5为面釉化学成分，表6为中间层高温透明釉的配方化学成分，表7为全抛釉配方化学成分，表8为坯体及釉料膨胀系数对比。

    3.5成品砖的生产工艺流程及控制

    3.5.1生产工艺流程

    生产工艺流程如图2。

    3.5.2生产工艺控制要求

    生产工艺的控制优劣，特别是烧成制度的稳定性，会直接影响成品砖的质量，而釉中彩全抛仿古砖中的高温釉层和全抛釉是在稳定的烧成制度下多次实验后得出的较合理的配方，在匹配坯体的同时，也使成品砖形能满足国标要求。最后对烧成后的半成品砖进行全抛工艺加工，采用手推式多功能全自动抛光打蜡机，将其抛光后并打蜡，抛光的厚度为0.05 ～ 0.15mm，抛光后的产品效果逼真、层次丰富、纹理自然、立体感如3D般，极大地提升了产品品质。经抗折仪检测，力学强度≥35MPa，经抗磨仪检测，该仿古砖的耐磨度达到6级，各性能优异均达到国家标准。

    4 新型釉中彩全抛仿古砖与传统全抛仿古砖的区别

    见图3、图4。

    5 结束语

    上述正文初步介绍了新型釉中彩全抛仿古砖的制备方法，后面我们会通过技术更新、新材料和新设备的使用等等，进一步对坯体和釉料配方的研究和改进，使得产品的生产质量、装饰效果更上一层楼，能够多层次展现产品的立体感特性，为高端消费者提供更优的选择。

    参考文献

    [1] 章秦娟.陶瓷工艺学[M].武汉：武汉理工大学出版，1997.

    [2] 李万平.打点半抛瓷质仿古砖坯釉配方的研制[J].佛山陶瓷，2011（05）：21-23.

    [3] 俞康泰.陶瓷色釉料与装饰导论[M].武汉：武汉工业大学出版社，1999（1）：22～24.

    [4] 俞康泰.现代陶瓷色釉料与装饰技术手册[M].武汉：武汉理工大学出版社，1995（5）：14～20.