浅谈湿法喷墨渗花工艺及面浆加工控制要点
曾权 黄让春 温东升 谢穗
摘 要：本文通过梳理湿法喷墨渗花工艺的特点和控制要求，总结出面浆性能、二次干燥等关键控制要点对产品的影响。并针对湿法喷墨渗花工艺的特点，着重从面浆配方、面浆加工、面浆陈腐等几个方面阐述面浆加工各环节的控制要求，以供同行参考。
关健词：湿法喷墨渗花工艺；面浆加工；面浆性能
1 引言
目前国内常用的喷墨打印色料墨水适合于釉面装饰工艺，无法在抛光砖上实现有效装饰。为了保持抛光砖特有的高耐磨性、高硬度，同时所制备的产品性能具有釉面砖表面装饰的效果，东鹏湿法喷墨渗花工艺就应运而生。湿法喷墨渗花（以下简称湿法）工艺是指采用湿法淋浆方式形成内含具有诱导发色元素（如纳米硅、二氧化钛等）的面浆层，并在面浆层上喷墨打印具有渗透能力的有机离子型色料墨水，通过窑炉高温烧成下反应生成新的着色化合物（如硅铁红）而进行表面装饰的一种方法。本文针对湿法喷墨渗花工艺的特点，着重从面浆配方、面浆加工、面浆陈腐等几个方面阐述湿法喷墨渗花工艺及面浆加工控制要点，以供同行参考。
2 湿法工艺流程、技术参数及关键控制要点
2.1 湿法工艺流程图
图1为湿法工艺流程图，喷（淋）化妆土浆工序可以根据砖坯白度及产品白度要求来考虑是否需要增加，为了解决“白线”问题建议考虑取消。
2.2 湿法工艺配方组成
见表1所示。
2.3主要工艺技术参数
（1）粉料制备：水分6.5 ～ 7.5%，容重0.86 ～ 0.92 g/cm3，60目以上颗粒75 ～ 90%；
（2）布料：采用多维干混通体布料系统，一次布料成型，压机标准压力（400 ± 10）bar，冲压次数为3.5 ～ 4.5次/分钟；
（3）一次干燥：最高干燥温度100 ～ 200℃，周期55 ～ 65 min，干燥坯水分0.4%-0.8%；
（4）淋浆：喷水30 ～ 90 g/ cm2，淋浆1500 ～ 2300 g/ cm2，面浆比重1.79 ～ 1.85 g/cm3，流速30 ～ 50秒；
（5）二次干燥：干燥周期30 ～ 60 min，最高干燥温度150 ～ 250℃，二次干燥坯水分0.4 ～ 0.8%；
（6）助渗时间20 ～ 60 min，定渗干燥温度40 ～ 80℃，定渗时间10 ～ 30 min；
（7）烧成：烧成时间为60 ～ 80 min，烧成温度为1200 ～ 1250℃。
（8）抛光：采用硬抛加柔抛相结合的方法，平均抛削量0.1 ～ 0.2 mm；
2.4关键控制要点
（1）面浆性能要好。特别是面浆比重不低于1.79 g/cm3，水分不高于29.5%，水分越低，后面二次干燥及窑炉面裂的压力就越小；
（2）二次干燥时间不低于30 min，时间越长干燥越充分，越有机会增加面浆层厚度。同时二次干燥后的砖坯水份越低，对减少喷墨渗花色差梯度也越有利；
（3）定渗干燥温度40 ～ 80℃，定渗时间10 ～ 30 min，定渗后的砖坯可以存放而色号稳定，有利于保证窑炉不空窑，同时也对减少渗花梯度有帮助（设备如图2）；
3 面浆加工工艺流程
3.1 面浆加工流程图
见图3所示。
图3为面浆加工工艺流程图，其中面浆主要原料都是抛光砖面料所使用的原矿砂石料。球磨机一般采用14吨或40吨等规格大球，喂料机、过筛机及除铁机均可以使用抛光砖原料加工设备。
4 面漿加工工艺控制要点
4.1原料选取
喷墨渗花墨水的发色表现依赖于坯体面浆层的白度和温度。在面浆原材料的选择上，经过深入分析，我们选用钾钠长石以及一些白度较高的原材料，让烧成后的玻璃处于钾钠的中间态，使面浆层既具有钾质玻璃的高韧性高强度，又具有钠质玻璃的高透感，且扩宽了面浆层的烧成宽度；同时在原材料的选取上会选择杂质和油污少的原料，从源头上避免油污的带入，减少因凹釉缺陷造成的降级。
4.2球磨机球旦级配和清洗
（1）球石：高铝球石；球衬材质：高铝球衬。
（2）球石配比：14吨球磨机可装22吨球石，配比如下：φ25：φ40：φ50：φ60 = 25%：30%：25%：20%。
（3）记录空高，当空高变大10 cm后可加φ60球石40 kg和φ50球石 60 kg；当球磨时间变大1 h以上也可适当的补加球石。
（4）初次使用新球需要注意球内杂质和油污，可用白度高的白砂、石粉等原料入球清洗。加满水后可再加3 kg清油剂（如威猛先生），球磨5 ～ 6 h后放球；再加满自来水，球磨5 ～ 6 h，如此反复直至放出来的水较干净为止。
（5）正常球磨面浆时也要严格控制油污污染。可以通过添加0.1 ～ 0.5%诱渗剂来大幅减少面浆油污，同时它也有利于墨水实现快速下渗。
4.3球磨控制要点
4.3.1 面浆出球水份控制
面浆水份一般控制在 26 ～ 30%之间。根据流速大小、解胶效果、球磨效率来综合评定，其中27 ～ 29%为最佳范围。
4.3.2 面浆比重控制
面浆比重分两个阶段分别进行控制。其中第一次为砂坭原料球磨阶段，第一阶段比重控制在1.86 ～ 1.90 g/cm3之间，预留好加入纳米硅助红剂后引起比重的下降。第二次为加入助红剂混磨阶段，纳米硅助红剂在二次混磨时先化浆再加入。第二阶段比重控制在1.80 ～ 1.85 g/cm3之间。面浆比重过大易出现粘稠及结块现象，造成釉渣、釉痕等缺陷；面浆比重过小易出现飘釉现象，淋釉后会形成弧形钟罩纹。
4.3.3面浆球磨时间控制
面浆的球磨不同于普通的釉浆球磨，其需要进行两次球磨。第一次为砂坭的入料球磨，控制球时在10 h左右。待第一次面浆砂坭原料球磨细度达标后，再加入助红剂进行二次混磨，混磨时间控制在0.5 ～ 1 h左右（根据试验研究发现，混磨时间过长或者过短对面浆性能及砖坯整体发色都有负面影响，混磨0.5 ～ 1 h的面浆性能和砖坯发色比较稳定，易于生产控制）。
当流速、比重、水分、细度接近的前提下，球磨总时间越长，其面浆性能越差，淋浆后的浆面效果越差。当球磨总时间超过18 h后，容易出现较多的凹釉、针孔、橘皮、缩釉等缺陷。
4.4出球面浆性能
4.4.1出球流速控制
一般出球流速控制在50 ～ 90 s之间，根据陈腐4 ～ 6天内流速变化大小来定。当陈腐时流速变小超过10 s可将流速控制在上限；当陈腐时流速变小5 s或变大，则走下限；根据季节性变化，春夏季细菌繁殖迅速，甲基变质快，导致流速变小，可将流速控制到上限，也可使用0.05%的防腐剂来缓解甲基变质。
流速控制方法及要点：通过调整配方和甲基的用量来调整流速的大小，中低粘甲基0.05 ～ 0.1%，中高粘甲基用量不要超过0.05%，甲基过多会造成面浆中的气泡多，且难以排出，淋浆易出现凹釉、针孔等缺陷。
4.4.2 出球细度控制
出球整体细度一般控制在325目筛余3.0 ～ 5.0 g之间，可根据面料的耐火度来调整大小。当然细度范围的选择也要顾及到浆料沉淀等性能是否符合钟罩使用的要求。
4.5浆料降温及防杂要求
浆罐应该放置在阴凉通风的区域，要远离窑炉、喷雾塔、污水池等。因为到了夏秋季节随着环境温度的升高，浆罐罐体吸热造成面浆温度升高，会导致流速波动，必须要安装排气口和降温设备（采用浆罐罐体喷水及接水槽装置，以达到降溫效果）；浆罐区域安装顶棚防止上面铁锈掉落；浆罐的电机、罐面等区域每天都要保持干净，釉缸内部也需要定期清洗[1]。
4.6陈腐
当面浆细度合格后，进行除铁、过120 ～ 160目筛至浆罐陈腐。陈腐周期必须在2天以上，最佳陈腐周期为3 ～ 6天。陈腐周期不够则会造成釉浆里的气泡和有机物难以排出，在淋浆时容易出现凹釉和针孔等缺陷。陈腐后面浆流速控制在40 ～ 60 s，为釉线使用时的最佳状态。浆罐电机必须有变频器控制搅拌速度，可通过调整搅拌速度来调整面浆的流速大小。
5 总结
湿法喷墨渗花工艺属于近年来推出的新工艺，生产关键控制环节较多，其中面浆性能、二次干燥及定渗干燥是容易被大家忽视但又非常重要的控制环节。所以制备高质量的湿法喷墨渗花产品，面浆的控制显得尤为重要。本文着重从面浆配方、面浆加工、面浆陈腐等几个方面阐述湿法工艺及面浆加工控制要点及方法，希望能给相关企业有一些借鉴作用。
参考文献
[1] 黄让春，王华明，熊勋旺.浅谈抛釉砖淋釉釉浆性能控制方法[J].佛山陶瓷，2016，6：25-27.
