一种任意变化微粉陶瓷砖及其制备方法与流程

本发明涉及建筑陶瓷
技术领域：
，特别是涉及一种任意变化微粉陶瓷砖及其制备方法。
背景技术：
：随着陶瓷行业不断的发展和进步，抛光砖类产品因其层次感不强，花型花色相对生硬不够丰富，而抛釉砖、仿古砖、垂直渗透等喷墨产品，因其丰富的纹理，炫彩的色调，正被大家追捧，抛光砖市场需求量越来越小，产量也逐渐减少，在近两年的时间里更是到了快到被淘汰的边缘。总结抛光砖市场占有率减小的原因，在于传统的抛光砖主要通过微粉和多管布料车布料形成不同的花型，这样得出的花型相对简单生硬，装饰效果较差，当然难和花纹丰富的抛釉、抛晶砖相媲美。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种花纹图案、色调和生产工艺都得到改善的任意变化微粉陶瓷砖及其制备方法。本发明提供了一种陶瓷砖的制备方法，其包括：将两种或两种以上的单色色粉按设定的比例分别输送至多个搅拌器中搅拌；将各搅拌器中搅拌后的粉料分别经各送料皮带按照预设的布料程序下料至垂直布料器内，自然堆积形成花型；将形成的花型粉料送至压机模框中并压制成型。根据上述制备方法，通过一个看似简单的垂直布料器，按照预设的布料程序控制下料，利用自然原理的布料方法，布料出来的效果却形式多变，对比传统布料的生硬和单一不变，在不失协调和统一的同时，可分区明显、层次分明，亦可水乳交融、浑然一体，经过程序的编写，在细节变化的处理上更加游刃有余，花型的纹理特征鲜明、变换多样、自然、丰富、饱满，可以有效地制备诸如罗马生态石那样效果的瓷质无釉砖。对比现在相对生硬的普通微粉布料和多管布料抛光砖，可以在同一台布料车上实现只需通过变换各种程序做出不同花型、版面的效果。这样的产品不拘一格、灵活多变、层次感强。在生产过程中由于各料在布料车上只经过搅拌器下料，并且进入垂直布料器，相对粉尘小，转编号时清理布料车也更加方便，编写好程序后电脑自动化操作相对简单。较佳地，所述色粉由坯体粉料和色料混合而成。较佳地，所述坯体粉料的基础配方为：球土：10～15％、原矿泥：3～6％、滑石：1.5～4.0％、增强土：2～4％、精钠砂：10～37％、白石粉：35～41％。根据该配方，可以获得理想的烧结程度、白度、容重，并能降低粉料破损率。较佳地，所述坯体粉料还含有相对于基础配方0.1～0.3wt％的增强剂(即相对于整个配方的质量百分比，外加0.1～0.3wt％的增强剂)。由此，可以增加粉料的强度，降低粉料破损率，并是粉料具有良好的流动性。优选地，所述增强剂选自羧甲基纤维素钠、特效增强剂(无机类，如超细精选膨润土等)、高分子增强剂(有机类，如改性淀粉等)中的至少一种，优选为高分子增强剂。较佳地，所述色粉的容重为92～95g/100ml，色粉的颗粒级配为：30目上：≤15％、30～60目：70～80％、60～80目：5～8％。由此，可以使色粉具有良好的流动性。较佳地，通过调控所述搅拌器的搅拌频率来调控粉料的搭配混色程度。这样可以形成更为丰富的花纹和色调。较佳地，通过预设的程序控制不同颜色组合的单色色粉输送至搅拌器的下料时间及下料量。这样可以得到更加丰富的色彩和图案。较佳地，所述预设的布料程序控制各送料皮带的下料位置、各送料皮带从某一下料位置移动至下一下料位置时的移动速度、各送料皮带在某一下料位置停留时下料的总时间、以及粉料从各送料皮带下料至垂直布料器的速度中的至少一者。由此，可以布出纹理变化丰富的面料层。较佳地，将两个以上进行相同或不同控制的布料程序组合成复合布料程序。这样可以使形成图案的变换更加多样。较佳地，将各搅拌器中的搅拌后的粉料分别经传送带按照布料程序送至垂直布料器时，可采用移动或者定点方式下料；也可选分区下料模式，可选同时下料、定点下料、移动下料、或者移动和定点两种模式搭配下料。这样布料的整体效果可以做出弯纹、斜纹两种大体效果的花型，弯区程度和倾斜程度也可通过移动下料的速度、定点下料位置和时间来调整，做出不同风格的同时也可通过这些来做出细节上的变化。较佳地，通过调控所述送料皮带的送料速度来改变坯料的堆积量(即前述“从各送料皮带下料至垂直布料器的速度”)。这样可以控制各布料区的大小，进而形成更为丰富的层次。较佳地，所述垂直布料器比所述压机模框宽20～35mm。这样，当采用平抛方式将堆积的花型从料车中转皮带送进压机模框时，可以使得平抛进压机模框的成型粉料足够填满压机模框，避免了压机压制成型后容易出现较多的边分层和边露底的问题。本发明提供了由上述制备方法制备的任意变化微粉陶瓷砖。该陶瓷砖在不失协调和统一的同时，可分区明显、层次分明，亦可水乳交融、浑然一体，在细节变化的处理上更加游刃有余，花型的纹理特征鲜明、变换多样、自然、丰富、饱满。本发明提供了用于制作任意变化微粉陶瓷砖的布料装置，其包括：用于储存色粉的至少两个料斗；接收来自所述料斗中的色粉并将所述色粉搅拌的多个搅拌器；以及接收来自所述搅拌器中的搅拌后的粉料的垂直模框。较佳地，所述布料装置还包括将所述搅拌器中的搅拌后的粉料输送至垂直模框的送料皮带。本发明提供了一种用于制作任意变化微粉陶瓷砖的设备，其包括：将粉料进行布料的布料装置，所述布料装置包括：用于储存色粉的至少两个料斗、接收来自所述料斗中的色粉并将所述色粉搅拌的多个搅拌器、和接收来自所述搅拌器中的搅拌后的粉料的垂直模框；以及将经布料装置布出的花型压制成型的压机。附图说明图1示出粉料在不同化工料下的破损率；图2示出化工料加入量对流速的影响；图3是本发明一个示例的工艺流程图；图4是本发明一个示例的布料装置的结构示意图；图5示出本发明一个示例的布料工艺流程；图6示出本发明一个示例的斜纹程序效果图；图7示出本发明一个示例的弯纹程序效果图；图8示出本发明一个示例的斜弯纹程序效果图；图9示出本发明一个示例的烧成曲线图。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。现有的陶瓷砖，例如抛光砖的主要工艺流程包括：原料—球磨—过筛除铁—对色—喷雾干燥—贮料—配料—造粒—布料—压制—干燥—施釉—烧成—抛光—分级包装—入库等。而本发明针对现有技术中所采用的辊筒格栅布料工艺所造成的花型简单生硬，装饰效果较差等缺陷，对陶瓷砖的制备方法，尤其是对涉及图案成型的布料环节进行了改进。具体而言，本发明从提升传统抛光砖的花纹图案的角度出发，结合目前市场上最被人们宠爱的抛釉砖、抛晶砖绚丽丰富多彩的花纹图案效果，改变抛光砖传统布料模式，及其单一单调的花纹图案，达到表面变化多样的色彩及图案的目的，最终不仅保留并提升抛光砖的各种理化性能，而且其表面装饰效果更接近天然石材，优于抛釉砖、抛晶砖的效果。本发明的一个实施方式提供了一种陶瓷砖的制备方法，该制备方法可参见图3，其工艺流程和普通微粉产品生产工艺流程大致相同，其要点在布料流程与传统微粉布料不同。一个示例中，陶瓷砖的制备方法主要包括：坯体对色、布料等。＜坯体对色＞(坯体粉料配方)本发明中，优选为粉料具有较好的强度和流动性，以更适于本发明中的布料方式。稳定的粉料流动性直接影响色粉的出料量和不同色粉的混合程度，而直接造成花纹、图案的变化。1.粉料强度研究粉料强度受泥种、砂石料、化工料的影响。以下，详细说明泥种、砂石料、化工料的选择。1.1泥种的选择表1是在相同砂石料配比下不同泥种对粉料强度的影响，从表中可以看出，使用原矿泥可以使粉料有更好的强度，粉料在运输过程中的破损率更小。因此，本发明的粉料配方中，作为泥料，优选原矿泥；表1不同泥料对粉料强度的影响1.2砂石料的选择表2是在同一泥料配比下不同的砂石类原材料对粉料强度的影响，从表中可以看出，在配方中砂类原料用量越大，粉料强度越好，粉料破损率越小，水磨类原料用量越大，粉料强度越差，粉料破损率越大。因此，本发明的粉料配方中，作为砂石料，优选为砂类。所述砂类优选为高白、低铁、原矿砂类钾、钠长石等，包括但不限于高白砂、白石粉、白砂、福建砂、热水砂、山白砂、精钠砂；表2不同砂石料对粉料强度的影响1.3化工料的选择这里，“化工料”是指除坯体基础成分以外，添加至坯体中以改进坯体性能的原料。图1示出同一配方中使用羧甲基纤维素钠(简称甲基)、坯体增强剂、高分子增强剂对粉料破损率的影响。由图可知，甲基、坯体增强剂、高分子增强剂加入配方后粉料破损率随增强剂的含量增加而减少。图2示出化工料加入量对流速的影响。可以看出，增强效果最好的高分子增强剂在配方中的使用比例，在加入量到达0.3％以上时，其对浆料流速影响开始变大。结合图1和图2可知，本发明中，因此，本发明的粉料配方中，优选另外加入羧甲基纤维素钠、坯体增强剂、高分子增强剂中的至少一种，优选为另外加入高分子增强剂。所述坯体增强剂是指无机类原料，如超细精选膨润土等。所述高分子增强剂例如可选自甲基、特效增强剂(无机类原料，如超细精选膨润土等)、高分子增强剂(有机类原料，如改性淀粉等)中的至少一种。所述坯体增强剂的加入量可为0.1～0.5wt％。所述高分子增强剂的加入量可为0.1～0.3wt％。若其加入量过少，则对粉料破损率的改善效果不足；若其加入量过多，则导致浆料流速过慢。2.粉料流动性研究表3是各超白配方在不同粉料粒子级配下流动性对比。其中，流速的测定方法是使用容量为65ml，出料口为15.5mm的流速杯，来检测满杯粉料在该流速杯中完全流完所使用的时间。从表中可以看出，相同粉料粒子级配下，粉料的容重越大，粉料流动性越好；相同配方的粉料，粉料粒子30目以上和60目以下越少，粉料流动性越好。本发明中，粉料的容重优选为91～95g/100ml。粉料的颗粒级配优选为：30目上：≤15％、30～60目：70～80％、60～80目：5～8％；表3粉料在不同粒子级配下的流动性结果统计3.配方体系设计本发明中，坯体粉料配方优选为在稳定的白度(优选基础配方白度60度以上)下，最大限度增加粉料强度，从而保证粉料的流动性稳定。例如，粉料的破损率优选为2.2％以下。另外，粉料的流速优选为1.35～1.46秒。表4示出本发明中可选的白度60度以上的原材料化学组成；表4配方选取原材料化学组成(wt％)一个实施方式中，本发明的粉料基础配方中，可含有球土(粘土)、滑石、原矿泥、增强土、以及砂类。一个优选的示例中，粉料基础配方为：按重量计，球土：10～15％、原矿泥：3～6％、滑石：1.5～2.5％、增强土：2～4％、精钠砂：18～37％、白石粉：35～41％。另外，还可加入相对于基础配方0.1～0.3wt％(例如0.3wt％)的高分子增强剂。表5示出多个示例性的配方。表6示出各配方的性能。其中，从产品的烧结程度、白度、容重、粉料破损率方面综合考虑，优选5#配方；表5各配方示例表6各配方性能结果配方号白度(干)吸水率(％)容重(g/100ml)粉料破损率(％)0#61.8/62.00.057/0.04193.82.21#60.8/60.80.039/0.04293.52.52#63.6/63.90.261/0.19394.21.93#64.9/64.90.309/0.117951.34#56.7/56.80.074/0.04193.82.45#59.6/59.80.024/0.01692.02.06#57.0/57.10.013/0.01891.84.27#58.2/58.60.036/0.04094.22.0(注：表6中白度和吸水率有两个数值，其含义为同时做的两个试样结果)。将坯体浆料与球磨后的色料混合，经过喷雾干燥制备色粉。本发明可采用这种湿法对色模式制备色粉。色料进球，经过球磨成色浆后，抽入原料各个浆池后，反复打饼对比，待结果准确确认对版后，喷粉使用。湿法对色与本发明后文详述的布料方式相结合可调出多种不同弯纹、斜纹的花型、花色，效果颇佳。本发明中，面料基础配方浆料细度可为0.5～0.8％(250目筛余)。底料基础配方浆料细度可为0.8～1.0％(250目筛余)。浆料流速可为40～70s。浆料比重可为1.68～1.71g/cm3。面料颗粒级配可为：30目上：≦15％；30～60目：70～80％；60～80目：5～8％。粉料水分可为6.5～7.0％。＜布料＞传统布料车由粉仓经打磨机下料至各个料斗，再通过辊筒、皮带布料，最终由皮带、格栅送入压机，由简单的微粉布料和多管布料形成不同的花型。在本发明的一个实施方式中，采用与传统布料不同的模式进行面料的布料。图4示出本发明一个示例的布料装置的结构示意图。如图4所示，所述布料装置包括：对不同颜色的色料进行混合搅拌的多个搅拌器1；与搅拌器1的出料口连接的多个送料皮带2；位于送料皮带2下方、与送料皮带2的一端连接的垂直布料器3。从送料皮带2将粉料送至垂直布料器3内，自然堆积形成花型。垂直布料器3下方可设有料车大皮带4。形成的花型粉料可经过布料器3振动落至料车大皮带4上。可与料车大皮带4并列设置料车中转皮带5，以将料车大皮带4上的花型粉料平抛至压机模框(未图示)中进行压制成型。本发明可通过多个搅拌器1及其相应的送料皮带2实现分区布料。在一个实施方式中，如图4所示，例如，可以采用分两区布料的方式，即包括两个搅拌器1和送料皮带2。通过设置各区的下料时间、下料量、下料位置，可以形成丰富的花纹和色调效果。图5示出本发明一个示例的布料工艺流程。如图5所示，色粉输送至搅拌器1之前可先进行打磨。将打磨后的色粉由流量皮带(未图示)等输送机构按设定的比例分别输送至两个搅拌器1中，并按照设定的搅拌速度进行搅拌。可以通过预设的程序控制不同颜色组合的单色色粉在流量皮带上的下料时间及下料量，即实现不同颜色组合的单色色粉输送至搅拌器的下料时间及下料量的控制。搅拌器的搅拌速度可变，例如可为0～60rpm，这样各区可以控制、调整粉料的搭配混色程度。将各搅拌器1中搅拌后的粉料分别经各送料皮带2下料至垂直布料器3内。送料皮带2在伺服电机(未图示)的带动下，将两个区的面料按照预设的布料程序定点或移动送至垂直布料器3内，利用重力原理将在布料器内的粉料自然堆积，形成花型。本发明可采用移动或者定点方式下料；也可选分区下料模式，可选同时下料、定点下料、移动下料、或者移动和定点两种模式搭配下料。以下，详细说明按照预设的布料程序控制布料。本发明的陶瓷砖的花纹图案可完全由电脑程序控制，其程序通过分别设定2个送料皮带2(分别为a区和b区)在垂直布料器3上的下料位置、下料时间、和/或移动速度等，来控制微粉在垂直布料器中的堆积效果，从而控制图案效果。在程序控制中，可控制以下参数：执行步骤(n)：是指一个布料程序中的程序语句的执行步骤(n)，当最后一条语句执行完后，会回到第一条语句循环执行。当由多个相同或不同的布料程序组合成一组复合布料程序时，每一个布料程序的最后一条语句执行完后会按设定的步骤跳到下一个布料程序的第一条语句执行，如此程序语句循环执行；下料位置(mm)：是指送料皮带在垂直布料器中宽度为0～780mm的范围内的停留位置；移动速度(mm/s)：是指送料皮带从步骤(n)的位置移动至步骤(n+1)位置的移动速度；停留时间(0.1s)：是指送料皮带在某一个下料位置停留时下料的总时间；布料速度(rpm)：是指送料皮带下料到垂直布料器中的送料皮带电机的转速；以上步骤可通过控制安装在布料小皮带(送料皮带)底座上的伺服电机带动布料小皮带在垂直布料器上的移动速度、移动点、停留时间来实现。在一个实施方式中，参考天然石材，初步设定斜纹和弯纹两种图案的程序，并对这两个程序进行合并和更改，以达到满意的效果。表7示出斜纹程序中各参数的控制。根据该控制，可以得到如图6所示的斜纹效果。表7斜纹程序表8示出弯纹程序中各参数的控制。根据该控制，可以得到如图7所示的弯纹效果。表8弯纹程序另外，还可以通过相同或不同的布料程序组合成一个复合布料程序，例如通过斜纹程序(简称a)、弯纹程序(简称b)，可以实现a→a→b→b、a→b→a→b→b→a、a→a→a→a→b→b→b→b→a→b等多种多样的复合布料程序，从而形成图案的变换多样。在一个实施方式中，根据该垂直布料器布料主要以斜纹、弯纹形状出现的图案特点，设计了如表9所示的复合布料程序(斜、弯纹程序)，可以得到如图8所示的斜弯纹程序效果图；表9斜、弯纹程序接着，用料车大皮带拉出自然成形在垂直布料器中的整块花型，料车大皮带送料至料车中转皮带，料车中转皮带再通过平抛的模式把整块花型送入压机。垂直布料器3可比压机模框宽20～35mm。这样，当采用平抛方式将堆积的花型从料车中转皮带送进压机模框时，可以使得平抛进压机模框的成型粉料足够填满压机模框，避免了压机压制成型后容易出现较多的边分层和边露底的问题。本发明从提升传统抛光砖花纹图案的角度出发，通过程序控制不同颜色组合的单色微粉在流量皮带上的下料时间及下料量，经搅拌器搅拌后，再通过程序控制搅拌器、送料皮带的各混合微粉至垂直模框内的下料时间及下料量，在布料皮带上布出纹理变化丰富的微粉层面料，通过正打成型方式完成产品的压制。通过控制色粉至搅拌器、搅拌器至垂直模框的程序参数设置，以此使花纹图案变化多样。在整个布料过程中，从最初的下料开始将传统的单色粉料通过各个辊筒下料，变成了各粉料分区经过搅拌器搅拌后出料，其中搅拌器可通过电脑改变搅拌频率，这样各区可以控制、调整粉料的搭配混色程度。将各搅拌器中的搅拌后的粉料分别经传送带按照布料程序送至垂直布料器时，可采用移动或者定点方式下料；也可选分区下料模式，可选同时下料、定点下料、移动下料、或者移动和定点等各种模式搭配下料。这样布料的整体效果可以做出弯纹、斜纹两种大体效果的花型，弯区程度和倾斜程度也可通过移动下料的速度、定点下料位置和时间来调整，做出不同风格的同时也可通过这些来做出细节上的变化。还可以调控送料小皮带的速度，改变各区粉料的堆积量，把两区和大小进行调整。不同程序也可叠加使用。这样通过一个看似简单的垂直模框布料，通过移动和定点下料的模式，利用自然原理的布料方法，布料出来的效果却形式多变，对比传统布料的生硬和单一不变，在不失协调和统一的同时，可分区明显、层次分明，亦可水乳交融、浑然一体，经过程序的编写，在细节变化的处理上更加游刃有余，花型的纹理特征鲜明、变换多样、自然、丰富、饱满。对比现在相对生硬的普通微粉布料和多管布料抛光砖，在同一台布料车上实现了只需通过变换各种程序做出不同花型、版面的效果。这样的产品不拘一格、灵活多变、层次感强。在生产过程中由于各料在布料车上只经过两小型搅拌器下料，并且进入垂直模框，相对粉尘小，转编号时清理布料车也更加方便，编写好程序后电脑自动化操作相对简单。本发明还提供一种制作陶瓷砖的设备，其可包括依次连接的上述布料装置、以及将经布料装置布出的花型压制成型的压机。在压机中压制成型时，成型频率可为6.0～6.5次/分钟。成型厚度可为12.2±0.2mm。成型压力可为310bar。模具尺寸可为890×890mm。成型后，可将砖坯进行干燥。例如，砖坯干燥周期可为约90min。干燥坯含水率可≦0.5％。成型或干燥后，入窑炉烧成。烧成制度可根据选用的坯料合理选择。例如，烧成温度可为1180～1200℃。烧成周期可为60～70min。一个示例中，烧成曲线如图9所示。烧成后，再通过抛光打蜡可做抛光面砖。因为有独特的花型特征和比较自然的流线风格，也可以在坯体出干燥窑后，在釉线上进行表面的喷釉处理，然后烧制出来做自然面砖，自然清新。经检测，该产品质量符合gb/t4100-2006标准附录l的要求，放射性核数指标符合gb6566-2001标准中的a类装饰材料要求。本发明的陶瓷砖的各项性能指标如表10所示：表10陶瓷砖各项性能指标采用本发明的工艺的产品其花纹、图案丰富，不仅保持了抛光砖产品的高耐磨性，还使生产的产品表面丰富多彩，同时该产品表面装饰的多元性为家居应用提供了更好的素材产品，同时该工艺更把传统微粉砖复杂的生产布料方式大大简化，从而大大地降低了生产成本以及节约能源，实为陶瓷生产技术的一大进步。本发明具有如下优点：(1)、通过采用通过移动和定点下料的模式，利用粉料重力自然下落原理的布料方法，使用垂直模框布料，由电脑控制布料程序，布料出来的产品花纹图案形式多变；(2)、通过对布料程序的试验和调整，使同编号产品可以只分一个色，完全解决了产品色号问题。降低了生产成本；(3)、因该图案变化多样，不要求布料一致性，解决了压机布料不均的问题；(4)、通过对坯用原料、化工料的选取和试验，增加粉料的强度和流动性。解决了超白微粉生产中粉料易破碎及流动性差的问题；(5)、生产工艺简单，相比传统微粉类产品其占用设备少，场地要求小，能耗少(气震数量是复杂微粉的1/20)，维护保养方便；(6)、工艺简单，较传统微粉产品粉尘产生点少、集中收集方便，大大减轻环保治理难度。当前第1页12