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提高陶瓷砖防滑性能的工艺研究

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盛正强曹端旭段国红

摘要：本文通过对常用的喷、淋特殊干粒法、提高釉温法等，提高陶瓷砖防滑性能的工艺技术方法进行试验研究，提出了一种采用胶辊特殊雕刻辊筒来印刷防滑釉的工艺方法，该方法成本低、使用方便、效果稳定。

关键词：陶瓷砖;防滑性能;防滑釉;胶辊印刷;特殊雕刻;物理检测

1背景

近年，由于地面装饰材料光滑而导致意外伤害事件，使消费者对地面铺贴材料的防滑性能格外关注。陶瓷砖作为一种最广泛应用于各种公共场所和家庭装修的地面铺贴材料，对其防滑性能的关注度更高。目前陶瓷防滑瓷砖主要是通过喷洒或涂抹防滑剂、腐蚀剂或选用特殊干粒材料、凹凸模具、提高釉温等方式，将砖体表面制成具有宏观或微观的凹凸结构，利用这种结构，在压力下和鞋底产生的机械咬合作用以及真空吸附作用来达到防滑效果。

2实验依据和原理

根据理论分析，提高防滑就需要增加陶瓷砖表面的凹凸不平结构，为同步对比，选用相同的300mm×600mm平面坯为试验素材，在陶瓷砖釉层表面分别应用不同的工艺，制造出不同的表面凹凸结构，并采用欧标和美标测试这些凹凸表面结构的防滑效果。

2.1实验对比方案

（1）提高釉温法：通过调整配方组成，只提高面釉温度，使釉料烧成后陶瓷砖表面变粗糙。

（2）淋干粒法：陶瓷砖图案装饰后，表面淋一层合适细度和温度的干粒制造凹凸表面。

（3）喷干粒法：陶瓷砖图案装饰后，表面喷一层合适细度和温度的干粒制造凹凸表面。

（4）印刷防滑釉法：适当提高面釉温度，再增加胶辊印刷防滑釉来增加釉面的粗糙程度。

2.2实验原理

本实验依然采用提高陶瓷砖表面粗糙程度的方法，来提高产品摩擦系数，以达到防滑的目的，以上（2）（3）（4）淋、喷、印三种方法的表面凹凸结构示意图见下图。

2.3实验检测设备

2.4实验检测标准

美国标准：ASTMC1028-07年动滑块标准测试方法。

英国标准：BS7976-2：2002年摆锤测试法。

德国标准：DIN51097-1992年斜坡法，DIN51130-2010标准。

3实验内容

3.1样品制备

（1）称取重量100份的底釉釉料矿物原料，添加三聚磷酸钠0.3份，羧甲基纤维素0.35份，水50份。将上述所有组分混合均匀球磨，得到底釉釉浆，调整底釉比重为1.52g/ml，进行底釉釉浆施釉操作。以此种方法制备样品4片，干燥备用;

（2）采用3D喷墨打印工艺，对施釉干燥后的样品进行图案装饰，打印相同的装饰图案，获得相同装饰图案的样品，备用;

（3）分别对喷墨装饰后的样品，进行以上（2）（3）（4）三类工艺方案进行后续处理，并与（1）工艺方案的样品，在同一窑炉烧成，获得瓷砖实验样品。

3.2样品检测和数据采集

将制得的瓷砖实验样品进行表面清洁，在常温下根据不同的防滑标准要求，分别采用不同的检测仪器，测定其防滑数据。本实验测定了欧标和美标的两种数值。

3.3工艺参数

3.3.1釉料参数

3.3.2烧成参数

烧成温度：1196℃;烧成周期：52min。

3.3.3喷墨打印参数

3.3.4胶辊雕刻参数

4实验结果与分析

4.1实验步骤

4.1.1基础底釉

根据以上提出的几种对比方案，经过前期一系列实验，初步确定选用一致的底釉配方。其化学组成见表4。

4.1.2防滑釉

（1）防滑釉的制备与确定。

实验对比方案（4）中，在喷墨装饰前，使用了胶辊印刷防滑釉工艺。称取重量300份的防滑釉料原料，添加印油180份，进行球磨，釉浆的细度为325目筛余全过，比重控制在1.45g/ml左右，采用胶辊印刷的方式，将制备好的防滑釉料转印到已施底釉的样品表面。经过实验对比，获得以下较为理想的防滑釉配方，其化学组成见表5。

（2）确定胶辊雕刻参数。

本实验采用了厚版凸釉胶辊印刷方式，其胶辊雕刻选用纵横交错的布纹方格状纹理图案，人为制造出表面凹凸的结构。厚版胶辊印刷是通过设计相应的雕刻纹理，加大雕刻激光强度形成的特殊雕刻方法，改变雕刻孔的形状及深度，使胶辊孔洞的藏釉量增加，从而能获得转印到砖坯上的釉量增大，形成凸起而厚实的印刷质感与效果。

4.1.3干粒釉

（1）干粒釉配方

实验对比方案（2）使用了淋干粒工艺，需选择合适的耐磨干粒和保护釉浆进行实验。按照理论以及试验检测结果，对耐磨干粒的配方组成进行试验，引入了亚纳米级刚玉，增加耐磨及高温成分，比较理想的耐磨干粒的粒徑要求为80～200目，配方范围：亚纳米刚玉7～8%;长石等熔剂原料70～88%;粘土类15～22%;所选择的耐磨干粒化学组成见表6。

（2）淋釉干粒釉工艺的参数。

耐磨干粒属瘠性料，其细度较粗，使用方式与普通釉浆存在着一定的区别。故此需与合适的保护釉浆进行匹配使用。称取100份的保护釉原料，添加三