2005年,廣東蒙娜麗莎新型材料集團(tuán)有限公司(原廣東蒙娜麗莎陶瓷有限公司)與廣東科達(dá)機電股份有限公司合作研發(fā)陶瓷薄板,到2007年正式推出中國第一片陶瓷薄板,陶瓷薄板在我國的發(fā)展,只有近8年的時間,但有關(guān)技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先國際。當(dāng)前涉及陶瓷薄板生產(chǎn)的企業(yè)也并不多,大多數(shù)陶瓷行業(yè)人士對陶瓷薄板生產(chǎn)的工藝技術(shù)及裝備了解有限。
為此,本期“薄板專場”,將從陶瓷薄板的生產(chǎn)工藝、技術(shù)難點、裝備配套、技術(shù)參數(shù)等方面來闡述陶瓷薄板的生產(chǎn)過程,以期讓更多行業(yè)人士對陶瓷薄板的生產(chǎn)工藝技術(shù)有更為深入的了解與認(rèn)識。
歐洲技術(shù)封鎖,中國自力更生
由于歐洲國家對中國實行陶瓷薄板技術(shù)封鎖,為此,國家啟動陶瓷薄板研發(fā)項目,由蒙娜麗莎與科達(dá)機電合作,自主創(chuàng)新,最終研發(fā)出陶瓷薄板的生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)中國陶瓷薄板零的突破。
歷經(jīng)坎坷,實現(xiàn)零的突破
2007年,蒙娜麗莎正式推出中國第一片陶瓷薄板,實現(xiàn)了中國陶瓷薄板從無到有的突破。陶瓷薄板的誕生讓人欣喜,但是,回首中國第一塊陶瓷薄板的誕生過程,因其工藝技術(shù)完全依靠中國人自主研發(fā),期間經(jīng)歷了諸多坎坷。
在“十五”期間,佛山市提出資源節(jié)約、技術(shù)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型提升等相關(guān)政策,鼓勵陶企向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變,而陶瓷薄型化正是國家及佛山市政府大力推動的項目。蒙娜麗莎通過華南理工大學(xué)教授陳帆了解到陶瓷薄板的相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)之后,于2005年10月組建了以蒙娜麗莎集團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)副總裁劉一軍、總工程師潘利敏、生產(chǎn)技術(shù)副總經(jīng)理張松竹等為主要人員的研發(fā)團(tuán)隊,整個團(tuán)隊共30余人,并由陳帆進(jìn)行指導(dǎo),正式啟動大規(guī)格建筑陶瓷薄板項目。
值得一提的是,由于歐洲陶瓷強國對華封鎖了陶瓷薄板的生產(chǎn)技術(shù),因此陶瓷薄板的研發(fā),沒有任何可借鑒的工藝技術(shù),其工藝技術(shù)完全依靠蒙娜麗莎的人員自主研究。
由于科達(dá)機電當(dāng)時已經(jīng)有陶瓷薄板生產(chǎn)研發(fā)的相關(guān)設(shè)備,所以,蒙娜麗莎將自主研發(fā)的陶瓷薄板原料配方送至科達(dá)機電進(jìn)行試驗。試驗的結(jié)果顯示效果很好,然后,蒙娜麗莎再重新調(diào)整配方,繼續(xù)優(yōu)化。
也正是由于試驗的效果良好,讓蒙娜麗莎與科達(dá)機電之后的合作順理成章。在確立合作關(guān)系以后,蒙娜麗莎的相關(guān)技術(shù)人員與生產(chǎn)人員進(jìn)駐科達(dá)機電,并由科達(dá)機電提供食宿,蒙娜麗莎接管了科達(dá)機電從壓機到窯爐的整個生產(chǎn)線,為陶瓷薄板的研發(fā)打下了良好的基礎(chǔ),并最終生產(chǎn)出第一片陶瓷薄板,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
解決“凸起的小包”頗費周折
雖然歐洲陶瓷強國對中國實行陶瓷薄板技術(shù)裝備的封鎖,但是,經(jīng)過蒙娜麗莎與科達(dá)機電的聯(lián)合研發(fā),依靠自我研究工藝技術(shù)和現(xiàn)有裝備力量,從試驗到投入生產(chǎn),僅僅用了一年多時間。其中,陳帆從各種渠道搜集陶瓷薄板相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)到第一次在科達(dá)機電進(jìn)行試驗,總共耗時兩個月;從第一次試驗到第二次改進(jìn),總共耗時三個月;從確定配方到投入生產(chǎn),總共耗時八個月。并且,由蒙娜麗莎自主研發(fā)的干法生產(chǎn)工藝與歐洲的干法工藝有著極大的差別,相比不但壓制效率更高,而且產(chǎn)生的邊角余料更少,產(chǎn)品性能更好。
事實上,盡管蒙娜麗莎研發(fā)團(tuán)隊在這么短的時間自主研發(fā)出陶瓷薄板的生產(chǎn)工藝技術(shù),但是這個過程卻歷經(jīng)了諸多艱辛。據(jù)劉一軍介紹,當(dāng)時在生產(chǎn)過程中碰到最多的問題就是產(chǎn)品表面出現(xiàn)“凸起的小包”。
之所以出現(xiàn)這樣的問題,那是因為磚坯很薄,如果棍棒表面存在顆粒雜質(zhì),在生產(chǎn)過程中會存在污染,燒制過程中產(chǎn)品表面會出現(xiàn)部分凸起。為此,蒙娜麗莎研發(fā)團(tuán)隊通過優(yōu)化原料配方,并精選原料,以此來提高生坯壓制的強度,提高燒結(jié)后的整體強度,從而克服這一問題。
在成形方面,由于產(chǎn)品超大、超薄,在脫模方面存在很大困難。為此,蒙娜麗莎與科達(dá)機電的研發(fā)人員一起尋找解決的方案,通過配電遷移的模式、配電循環(huán)的方式和余料回收系統(tǒng)等,來解決壓制、脫模、電子循環(huán)、余料回收等系列問題。特別是在配電方面,選擇了很多材料,最終找出適合薄板壓制的電阻,實現(xiàn)了批量化穩(wěn)定生產(chǎn)。
全球首創(chuàng)拋光陶瓷薄板
除了解決生產(chǎn)頑疾,還要解決裝飾印花和相關(guān)工藝等問題。最初的陶瓷薄板表面為純色,屬于通體純色板,沒有任何裝飾花紋,只是粉料達(dá)到強度和團(tuán)結(jié)性能的坯料,經(jīng)過燒制出來的產(chǎn)品而已。
劉一軍介紹,當(dāng)時認(rèn)為要對這么印花或者拋光,覺得簡直是天方夜譚,難以實現(xiàn)。后來蒙娜麗莎研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行了無數(shù)次研發(fā),耗時近一年時間,終于解決了裝飾印花的難題,產(chǎn)品表面從純色發(fā)展到五顏六色,這大大提升了陶瓷薄板的裝飾性能。
同時,為了迎合中國消費者對于亮光產(chǎn)品的喜好,蒙娜麗莎研發(fā)團(tuán)隊又花了三年時間,終于攻克了拋光工藝難題,先于歐洲企業(yè)生產(chǎn)出拋光面的陶瓷薄板,并成功將施釉、半拋光、微粉布料等傳統(tǒng)陶瓷的工藝都用在陶瓷薄板上面,讓陶瓷薄板的生產(chǎn)工藝技術(shù)更加豐富。
在去年的意大利博洛尼亞陶瓷衛(wèi)浴展中,有意大利企業(yè)推出了拋光面的陶瓷薄板,產(chǎn)品與蒙娜麗莎的拋光陶瓷薄板極其相似。
隨著技術(shù)的不斷成熟,蒙娜麗莎研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)一步在工藝技術(shù)的細(xì)節(jié)上進(jìn)行改進(jìn)和提升,薄板產(chǎn)品系列也逐漸豐富,現(xiàn)在已經(jīng)成功開發(fā)出仿石材、木紋、墻紙、拋光、亞光、金屬釉、結(jié)晶釉、玉石等產(chǎn)品,陶瓷薄板的發(fā)展開始進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。
技術(shù)難點多,原料配方尤為關(guān)鍵
影響陶瓷薄板性能的因素繁多,包括材料本身、坯體強度、燒成工藝、冷加工等方方面面,而原料選擇和配方設(shè)計是最為關(guān)鍵的因素。不過,在蒙娜麗莎與科達(dá)機電研發(fā)人員的努力之下,這些問題都一一得到了解決。
五因素制約產(chǎn)品性能
陶瓷薄板要做大做薄,主要有五個方面的影響因素:
首先是陶瓷材料本身的影響,如單純將坯體規(guī)格變大,坯體厚度減小,將造成產(chǎn)品強度不夠,磚坯破損比例高,甚至成品強度達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)。因此,需要從機理上改善陶瓷材料的性能,提高陶瓷磚產(chǎn)品使用的抗沖擊性能及破壞強度。
其次為燒成工藝的影響,要研究與陶瓷材料配方相匹配的燒成工藝技術(shù),特別是當(dāng)陶瓷制品薄型化后,傳熱傳質(zhì)速度加快,如采用與未減薄前同樣的燒成溫度,將導(dǎo)致材料在高溫下發(fā)生蠕變軟化等問題,因此宜采用低溫快速燒成。
然后要將產(chǎn)品規(guī)格變大,坯體厚度減小的同時,要保證陶瓷薄板有足夠的干坯強度和成品強度。工藝過程研究是重點,其中包括粉料匹配的影響、成形過程的影響、干燥的配套工藝技術(shù)等。如是生產(chǎn)釉面制品,還應(yīng)充分考慮在壓制成形后的施釉、印花等工序,除了要調(diào)整成形壓力和配方體系外,還應(yīng)考慮如何通過改變施釉、印花等方式,減少釉線上磚坯的破損。
最后產(chǎn)品冷加工過程也是優(yōu)等率保障的重要方面,特別是對拋光類的陶瓷薄板進(jìn)行刮平。拋光等后期冷加工時,更要研究導(dǎo)致產(chǎn)品破損的因素。