毕业论文胶滚印花生产工艺.doc

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毕
业
论
文

题 目 : 胶滚印花生产工艺

姓 名 : 张 全 亮
系 别 : 材料工程系
专 业 : 硅酸盐工程( 陶瓷工程)
班 级 : 04硅酸盐工程一班

胶滚印花生产工艺

张全亮 山东皇冠陶瓷股份有限公司技术部

摘  要  本文简要介绍了一下胶滚生产所存在的一些问题和参数的控制的关系, 并提出解决措施, 还介绍了操作规程。希望本文将会对胶滚印花生产中存在的问题有一个较深的认识, 有利于对生产进行控制。
关键词  胶滚印花机, 流速( 粘度) 、 细度, 色差, 白边

1  前言

    胶辊印花机是最近几年才兴起的一种印花方式。ROTOCOLOR是市场上首部用于创新制造印花系统的机器, 并由system公司申请专利。作为一种新的印花方式, 山东东鹏陶瓷公司首先在国内开始使用。
    随着消费者水平的提高和国内市场的饱和, 要求陶瓷厂家能够做一些大规格的高档瓷砖出来适应国内、 国际市场。而胶滚印花的高质量、 高质感效果是生产的首选。短短几年的时间, 许多厂家纷纷上胶滚, 胶滚印花慢慢普及起来, 辊筒印花是陶瓷行定未来发展趋势之一。
胶辊印花与丝网印花有较大的区别, 它对工艺各方面的要求都相高, 往往生产时会出现许多问题, 从而影响产品的质量。而这些问题, 往往都是工艺参数不合理, 或工艺参数无法保持稳定所致。故在此笔者对辊筒印花工艺上主要参数和生产常见的问题进行详细的叙述和分析。以供参考, 但由于本人水平有限, 不适之处, 还望读者指正。

2  前期工作

2.1 胶滚设计的选择

一组胶滚一般有四台印头, 在行业里有个惯例, 一般选择胶滚印花生产, 都尽可能选四次印花或三次印花。一次或两次印花设计稿都会选择丝网印花生产。在国外, 一组胶滚甚至有十多台印头。

2.1.1 瓷片用胶滚设计

用胶滚印花方式生产瓷片, 很容易出现糊版现象, 主要原因是由于胶滚印油比较稀, 粘度小( 16秒左右) ; 因此在设计的选择上应尽可能选不会重叠的设计图稿。有很多厂家在选择设计时, 会把用作丝网的设计改成胶滚设计使用。这样做除了要把灰度调整一下外, 还要看这套设计的重叠率高不高, 否则不适合作为胶滚设计来使用。我曾在山东东鹏遇到这种情况, 把丝网用设计改为胶滚设计, 调整过灰度, 可是其压根就没想到丝网用设计一般重叠率太高, 不宜用作胶滚设计来使用, 最后雕刻了生产滚, 印出来的花很模糊。
2.2.2 仿古砖用胶滚设计

用在仿古砖上的胶滚设计比瓷片用的要求低很多, 因为仿古砖的效果多样, 无论印出来是什么样, 都会有一种效果; 因此仿古砖胶滚设计在选择比较便利。具体要看陶瓷厂家要做哪一类型的效果。比如, 某厂想把仿古砖做细腻一点或者在做凸釉时, 最好选重叠率低的设计。

2.2 雕刻方法的选择

辊筒的刻法有很多种, 而且现在又出现了一些新的刻法。从HD、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 随机雕刻等等。那我们如何根据不同的产品来选择不同的刻法?
一般瓷片的雕刻方法常见的就只有两种: 0.2、 0.3刻法。0.2刻法比0.3刻法要细腻很多, 而且覆盖面大。
仿古砖的雕刻方法在选择上比较随意, 根据不同的效果都能够使用。但一般仿古砖在选择雕刻方法时, 都会把雕刻孔径选大一点。

3 缺陷分析

当前我厂生产胶滚瓷片砖所存在的问题: 最严重的应该是花釉沉淀, 色号多的问题了。其次便是: 白边、 白点、 白线、 重印、 色斑等缺陷。
这些问题是如何产生的, 我们如何解决它们呢?

3.1 花釉沉淀、 色差

胶滚花釉比较稀, 流速一般只在( 20～25) 秒之内, 而色料加入量又大。我们如何保证它不分层、 不沉淀呢? 另外为什么花釉装进釉车( 釉桶) 使用后会很容易沉淀、 结块呢? 如何能保证辊筒印花釉的稳定呢?
    辊筒在生产时, 砖的颜色有深有浅, 为了避免色料加入量的变化对流速的影响, 我公司对配方进行的规定, 如表(1)所示。添加剂可根据情况调整, 比如使用了比重较大的色料, 虽然色料总量很少, 但也可适当加一点悬浮剂。由于色料的比重大, 因此随着色料量的增加, 印油和印刷釉会逐渐减少, 添加剂在增加。
在生产时, 印花釉的流速经常会发生变化。它主要的原因是由于胶滚花机原装釉缸太大, 加釉量多, 长时间的搅拌会使花釉发热, 提高了花釉的活性, 印油的网状结构遭到破坏, 粘度下降, 从而导致沉淀严重。这是所有厂家都面对过的问题。如何稳定, 便成了色差控制的一个关键。

3.1.1 印油对沉淀的影响:

首先要选择好的印油, 当前大部分我厂做胶滚印花砖都用进口印油, 由于原材料的限制, 淄博地区生产的印油始终达不到进口印油的效果, 稳定性、 分散性始终较差。我曾试用淄博福逯地胶辊印油。沉淀现象非常严重而且色号偏多, 无法满足东鹏瓷片对高品质要求。

3.1.2 色料, 印刷粉的影响:

色料和印刷粉的细度一定要合格, 否则极易沉淀, 胶滚雕刻的网目是325目, 因此要求色料和印刷釉的细度必须＜325目。
色料的发色能力要强, 透明印刷粉应能保证色料发色处在最佳状态。这样的话能够在相同发色下, 使用尽可能少的色料和釉粉, 这样可避免色料( 釉粉) 比重大引起的沉淀。

3.1.3 悬浮剂的添加:

如果无法保证花釉的稳定性, 可适当加一些悬浮剂, 如氯化铵, 低粘甲基等。

3.1.4 配方的结构:

花釉配方应遵循下面的规律: ”随着色料加入量的增加, 印刷釉、 印油减少, 悬浮剂增加”。保证花釉流速在( 20～25) 秒之内。具体见表( 1) 所示。

3.1.5 设备的影响:

现买来胶滚花机配套的花釉缸( 釉车) 装釉量都很大, 花釉用量单位时间较丝网花釉要少的多。因此大量的花釉在釉缸内不断的搅拌、 内部相互磨擦, 印油受热分解, 网状结构破坏, 粘性迅速下降, 沉淀严重。我们在生产时有必要对釉缸进行改装, 能够改用气泵或小釉缸( 最好是釉泵和釉缸组合在一起的) 。必要时使用外循环水以保证花釉的温度稳定。实验证明花釉静置时, 是不会沉淀的( 有分层, 但不会结块) , 生产时我们要保证花釉静置的条件。

3.1.6 加釉方式:

我们应保证, 任何一次上线前搅拌好花釉, 保证花釉的均匀。每次加花釉前也应搅拌一下。

3.1.7 胶滚参数的控制:

一般胶滚参数确定后, 不要随意调动。避免由此引起的色差现象。

3.2 白边

白边, 其实是缺花的一种。有些是周边一个框是白的, 主要是由于砖面不平引起的。辊筒印花机理不同, 它对砖坯、 釉面等要求都非常高, 要保证砖坯很平, 不允许蛇形、 反翘等问题。淋釉后釉面也要很平滑, 而且釉的保水性要好。

3.2.1 素坯变形的影响:

坯体经素烧后, 可能会有蛇形, 反翘等缺陷。如果未发现, 用这些砖来淋釉印花的话, 那么肯定会出现一块颜色深, 一块颜色浅( 阴阳色) , 而且经常会出现一条边印不到花的现象( 白边) 。

3.2.2压机模具磨损的影响:

压机内模经过一段时间的压制, 会使模具磨损, 导致干坯四边凸起, 淋釉印花后会出现沿砖四边”口”形缺花。一般情况下, 只有一条边或两条边印不到, 出现白边。

3.3.3 釉浆性能的影响:

不论怎么样, 素坯多少会存在有一些问题, 平直度很难达到理想的要求。那我们有必要在釉料性能上进行调整以弥补素坯的缺陷。
一般要求二次烧底釉流速在40秒左右, 面釉流速在60秒左右。一次烧底面釉保证在35秒左右即可。
参数是很容易保证, 可是如何保证它的稳定性呢?
保持底面釉流速( 粘度) 的稳定和保证花釉的粘度稳定的解决方法一样, 釉用添加剂CMC和辊筒印油内的一些分散介质一样受高温分解, 网状结构破坏, 粘度下降。我们能够降低釉料温度来保证粘度。
除此之外, 还能够采用一些国外添加剂, 来实现釉料的稳定性。如加入(0.05～0.1)%NOVAL K23(酰胺化合物或杂环化合物, 有微毒, 不起泡)可使含0.2%CMC的釉浆, 两个月粘度不变。为了保证釉浆稳定还应定期更换防腐剂种类。
要保证釉料高粘度, 这样不但可避免由于釉线的不平和震动引起的釉面不平, 还能提高保水性, 有利于印花, 现国外有一种添加剂加入后能得到一个很平的釉面。

3.3白点

主要是凹釉导致无法印花。产生凹釉的原因有很多。主要是有表面张力不同的物质带入。如, 釉浆带入油质, 釉面有粗颗粒等。其中最值得提起的是: 由于丝网印花有缺花现象, 后在印花前喷固定剂, 半个月之后, 整个釉线都有凹釉现象, 唯独胶滚这条线问题小。后来才查出原因是喷固定剂引起的, 经过装通风装置后, 问题立即得到了解决。

3.4白线、 重印

白线、 重印主要是砖距太近, 印完前一块砖, 而花釉未能填满胶筒网孔。印第二块时, 和第一块重叠的位置必然会浅一点, 而且还有一条白线。因此, 在上砖的地方和洗边机处要注意, 保持每片砖间的距离一致, 特别注意洗边机卡砖问题。当然还有其它的原因, 如胶滚高度设置的不合理。一般胶滚高度:
h辊筒=h砖厚-(1.5～2.0)mm
按规定辊筒高度应是: 施过底面釉的砖厚度减去(1.5～2.0)mm, 如表( 2) 所示, 笔者曾把规格为33×33和30×30的砖坯的辊筒高度都确定为6mm。实际生产中规格为33×33的砖有”重影”现象。主要原因是: 砖的厚度偏大, 使胶滚变形超出范围不能及时恢复。网孔变小, 无法填满足够的釉料, 导致后面的砖偏浅。

3.5色斑

一般在使用剩釉时才会出现的, 因为剩釉含印油的成份较少, 而粘度很低, 保水性差。花釉抽上后在胶滚上就已经干了, 导致印花后起粉, 有一块块颜色的色块。在生产深色砖时要特别注意此问题( 因为深色砖加色料量大, 印油少, 釉浆性能差) 。
胶滚印花还会有许多问题, 如: 糊网( 粘网) 、 胶滚变形等, 这是不再赘述。
表( 1) 配方配比原则表
色料( X)
印刷釉
印油
添加剂( 悬浮剂)
<10
100－X
180
—
10～20
100－X
170
—
20～30
100－X
160
—
30～40
100－X
150
3
40～50
100－X
140
4
50～60
100－X
130
5
60～70
100－X
120
6
说明: 以上配方配比表中的印油是庄信万丰的印油, 流速16秒左右, 当前国内印油与进口印油性能上有些差异, 流速较大, 当前山东有几家厂使用的国产印油, 其生产时加入量比较多。

表( 2) 辊筒高度与砖坯厚对应表

规格mm
砖墙厚度mm
底釉旋釉量g
面釉施釉量g
辊筒高度mm
300×300
8.3
45±
100±
6.8
330×330
8.6
45±
100±
6.8
300×450
8.9
70±
160±
7.5
330×600
9.6
120±
240±
8.8
                           底釉比重: 1.79±        面釉比重: 1.83±

4 胶滚印花操作

4.1 胶滚的开关机

4.1.1 领用时需仔细核对工艺卡所标编号, 并与仓库管理员一同核实胶辊好坏, 确认无误后再行登记领取; 归还前必须用高汽压喷枪对胶辊进行彻底清洗, 吹干水份, 归还时需仓库管理员核实确认后, 再行注销”领取登记”。

4.1.2 检查”叠砖报警”是否正常; 检查刮刀上是否有异物, 是否平整完好; 检查胶辊是否有异物; 检查皮带上是否有异物。

4.1.3 停机, 当生产结束后, 需对胶辊进行初略清洗, 然后打开刮刀撤卸胶辊, 将胶辊置于地上, 再用高汽压喷枪对胶辊做彻底清洁; 用绒布擦拭刮刀附着异物, 清洁刮刀内层; 清理完毕, 需将胶辊送回库房寄存。

4.1.4 待机, 待机是指生产即将开始或生产中断后需继续进行; 必须对胶辊进行清洗, 并记录刮刀位置及对版数据, 然后打开刮刀清理刮刀异物, 提升胶辊至最高位置, 并将胶辊置于”STAND-BY”模式( 西斯特姆辊筒花机) 或过砖模式( 希望辊筒花机) ; 原则上不允许此操作, 执行此操作时, 应有操作人员看花机以避免意外事故, 导致辊筒损坏。

4.2 当班操作人员应做好哪些工作
4.2.1 保持操作室清洁卫生;
4.2.2 随时注意釉线, 花机运转情况有无异常, 并做好相关防范措施;
4.2.3 注意花釉使用情况, 到了应该清洗辊筒和花釉缸时应及时快速;
4.2.4 在辊筒生产线运转正常的情况下, 要看印花是否有缺陷, 如发现印花不良或缺角砖等应捡下;
4.2.5 每班要求清洗辊筒、 釉缸两至三次;
4.2.6 加花釉时, 应保证原釉桶内花釉处于均匀的状态( 无沉淀) , 花釉缸无水份;
4.2.7 加花釉时, 应把花釉缸内的剩釉倒入备用花釉缸内, 后从原釉桶取花釉与之混合使用。
4.2.8 操作人员应按规定, 半个小时检测花釉的比重、 流速, 并要求记录在案;

4.2.9 保证水砖、 釉渣、 釉缕、 釉面杂质、 条纹( 或称釉路) 等淋釉缺陷砖不能流入印花工序;

4.2.10 当生产出现问题时, 应及时与当班班长反映情况, 并配合解决;

4.2.11 下班时, 操作人员应记录好本班的生产情况, 如出现生产问题应记录产生

原因, 解决与否;

4.2.12 下班时, 应配合下一班操作人员进行辊筒的清洗, 并换花釉, 清洗花釉缸;

4.2.13 下班时, 做好交班记录, 如发现异常应与下一班交代清楚, 未做完的事也可交由下一班操作人员接着完成;

4.2.14 下班时, 应处理一下捡下的废砖并打扫卫生。

4.3 辊筒室操作注意事项
4.3.1 注意花釉流动性, 以出球花釉流速”±5”为准( 一般在18～28秒) ;
4.3.2 辊筒高度、 刮刀刻度等工艺参数以工艺科为准, 勿随意调动;
4.3.3 皮带速度一般控制在25～45米/分钟, 以工艺员调整参数为准, 勿随意调动;
4.3.4 辊筒对好位后, 不宜随意调动, 记录好参数, 并要求每班生产2-3小时后要重新对一次位, 可在换花釉时一起进行;
4.3.5 刮刀保持平行, 以单辊印花无阴阳色为准;
4.3.6 清洗胶辊时, 要把回釉管抽掉, 避免有水掺入釉缸;
4.3.7 使用完胶辊时, 要清洗胶辊、 刮刀,
不要将水喷洒到传输皮带上, 以防止皮带打滑而造成印花移位、 朦花;
4.3.8 开机时, 先运转辊筒, 后加紧刮刀; 卸辊筒时, 先退刮刀, 后停机;
4.3.9 不能用水冲洗机器, 防止水渗进机器造成内部电器短路;
4.3.10 机箱内的电眼位置是经过专门调试的, 不得随意调节;
4.3.11 操作平台上不得踩踏, 以防止平台变形而印花有阴阳色;
4.3.12 胶辊旋转印花时, 严禁用手、 毛巾等物去接触胶辊, 防止手被卷入而受到伤害;
4.3.13 按时清洗电控箱入口的过滤网;
4.3.14 出现紧急情况, 要立即按下急停按钮;
4.3.15 在不生产时,应定期开一下电源,避免长期未使用,内部电路受潮短路。

5 结束语

经过对此文的阅读, 能够更多的了解胶辊花机生产, 可减少不必要的损失, 可提高产品的优等率, 提高经济效益。
    此文得到了一些同事的支持, 其中有一部分修改得到东鹏陶瓷高新区领导徐卫华和冠军瓷砖周永同志的建议, 在此一并致谢! 参考了西斯特姆辊筒花机和希望辊筒花机的使用说明书。由于水平有限, 难免错漏, 希望大家指正。

参考文献:

《釉及色料》 素木样一著
《现代陶瓷装饰技术》 许卫华编 武汉理工大学材料学院
《胶辊印花生产工艺 》 陈迪晴 佛山兴辉陶瓷有限公司
《西斯蒂姆印花机使用说明书》 内部技术资料