1.1.2.2 Современные технологии производства.

Освоение новых приемов обработки плитки, появление высокоточных станков и специальных добавок, позволяют выпускать керамическую плитку, имеющий различные размеры, толщину и форму. Кроме того, введение в состав исходного сырья особых ингредиентов помогло создать плитки, обладающие повышенной стойкостью к экстремальным температурным режимам, влаге и некоторым видам химических сред. Благодаря этому появилась плитка, которая не боится перепадов температур и способна выдерживать большие механические нагрузки. Такие особенности позволяют применять плитку данного вида внутри и снаружи зданий общественного назначения. Внедрение передовых разработок позволило создать специальную плитку для облицовки бассейнов, саун, душевых и других помещений с повышенной влажностью. Высокоточные станки сделали возможным выпуск коллекций керамической плитки разных форм и конфигураций, а также плиток с отверстиями для декоративных вставок позволяющих создавать художественные панно и разнообразить внешний облик готового покрытия. Поверхность плитки может быть глянцевой или шершавой в зависимости от дальнейшего использования конкретных видов изделий.

Выпуск коллекций с уникальными характеристиками стал возможен только в связи с внедрением уникальных технологий, таящих в себе определенную опасность. Прохождение процедуры получения разрешений на применение Ростехнадзора позволяет повысить безопасность производственного процесса.

Разработанные и широко внедренные в плиточной промышлен­ности поточно-автоматизированные конвейерные линии производ­ства керамических плиток охватывают следующие технологические переделы: приготовление пресс – порошка в башенных распылитель­ных сушилках, прессование, сушку, глазурование и обжиг.

Получение определенных типов керамических плиток (в соответствии с техническими характеристиками) в первую очередь зависит от технологии производства. На рисунке 1.1 представлены основные этапы различных технологических циклов и перечислены основные типы керамических плиток, которые они позволяют получать.

Рисунок 1.1 Технологические циклы производства различных типов керамической плитки.

Секретом получения качественного нового материала является тщательно отработанный технологический процесс производства, который непрерывно совершенствуется. В основе его обжиг при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Для производства используется самый разнообразный природный сырьевой материал. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для придания твердости корпусу плитки) и полевого шпата (для придания плавкости). Для приготовления глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для придания цвета).

Керамические плитки для внутренней облицовки стен получают в основном из красных легкоплавких, реже светлых тугоплавких глин полусухим прессованием пресс-порошков влажностью 6 – 7%, используя чаще всего шликерную подготовку последних[2]. Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы для последующей формовки. Для формовки применяется два метода – прессование и экструзия. Прессованная плитка получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированная плитка получается при помощи пропускания через соответствующие отверстия влажной смеси сырьевых материалов, придавая ей конечный вид. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер, и, вдобавок, получать поверхность лучшего качества. После формовки плитки, прежде всего, высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Сушка плиток в настоящее время осуществляется в сушилках различных конструкций, с помощью разных способов садки плиток и существенно тепловым режимом, что связано с мно­гообразием применяемых в промышленности технологических способов производства.

Плитки сушат: в туннельных сушилках в капселях или стопкой на этажерках печных вагонеток, радиационных ленточных конвейерных сушилках при одно­ рядной укладке плиток. Продолжительность сушки в радиационных ленточных сушил­ках составляет всего 20 мин, включая время на их охлаждение.[3] Затем подвергаются обжигу (неглазурированная плитка). Химические и физические характеристики – плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям – она приобретает в процессе обжига. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.

Декорирование, помимо эстетических целей, предохраняет керамическую плитку от загрязнений, делает ее водонепроницаемой.

Декорирование включает несколько операций:

• Глазурование;

• ангобирование;

• пигментацию;

• окрашивание.

Керамические плитки подразделяются на неглазурованные и глазурованные.

Неглазурованные плитки практически однородны по всей толщине и обычно не имеют никаких декоративных рисунков.

Глазурованные плитки могут быть одинарного обжига и двойного (на первично обожженное изделие наносится эмаль, и оно подвергается повторному обжигу). Для обеспечения сцепления глазури с черепком, получения качественной лицевой поверхности и снижения толщины верхнего лицевого слоя накладывают подглазурное покрытие из качественной глины (ангобирование) с содержанием глинистой составляющей от 50%(мас.) с добавлением щелочесодержащих плавней в виде природных минералов или стеклобоя. Для верхнего лицевого слоя рекомендуют при этом применять боросиликатную глазурь на основе фритты 23-Ц. Подглазурный слой способствует снижению диаметра газовых пузырей в глазури до 20 мкм и менее, что устраняет появление, наколов и сборок на поверхности глазури. При использовании двухслойного покрытия расход глазури снижается на 30 – 40%. При этом толщина верхнего лицевого слоя уменьшается, способствуя тем самым повышению морозостойкости и долговечности плитки. Для прозрачного глазурования целесообразно использовать стекла, содержащие 45 – 55% SiО2 и 20 – 30% MgO. За время образования расплава происходит полное выгорание органического компонента, что устраняет опасность образования наколов.

Пигментация – введение в шихту минеральных пигментов, создающих в результате спекания массы требуемую цветовую гамму.

Окрашивание – нанесение на/под глазурь в зависимости от прозрачности термостойкого красителя с последующей тепловой обработкой (для фиксации на глазури).

За рубежом в последние годы в связи с компьютерной оптимизацией процесса декорирования произошло глубокое изменение методов глазурования и составления глазурей, и однократный обжиг значительно потеснил двукратный.

Существуют два способа улучшения эстетики керамических плиток. Способы являются альтернативными и хорошо вписываются в существующие технологические линии. Первый – послойное многократное введение в шихту порошков разного цвета с последующим их прессованием или прессование смеси окрашенных в разный цвет гранул. Таким образом, полученные плитки по своему внешнему виду напоминают гранит или мрамор и создают хороший эстетический эффект. Второй способ улучшения внешнего вида – введение в смесь растворимых солей и пигментов для получения плиток с цветовой гаммой натуральных камней".[3]

В результате различных вариантов сочетания технологических процессов (например, разовый обжиг или двойной обжиг), использования разного исходного материала (белые и красные глинистые породы), а также формовки (прессовка или экструзия), производятся различные виды керамической плитки.

Плитка однократного обжига. Изделие изготавливается путем прессования смеси сырьевых ингредиентов. Цвет обожженной смеси колеблется от светло-желтого до темно-коричневого в зависимости от содержания железа в глине и от пористости. Большинство керамических плиток однократного обжига изготавливается из светлой смеси: это связано с ее производственными преимуществами, а также с большим спросом на рынке. Спрессованная смесь подвергается глазурованию, а следом однократному обжигу, что обеспечивает хорошее прилипание глазури к смеси. Керамическая плитка может изготавливаться с плотной как стекло или пористой основой. Это чрезвычайно важная характеристика плитки, т.к. от пористости зависит и водопоглощение, которое в свою очередь определяет ее морозостойкость, механическую прочность и, следовательно, область применения. В зависимости от водопоглощения керамических плиток необходимо подбирать и подходящие материалы для их укладки.

Низкопористая керамическая плитка пригодна для устройства внутренних и наружных полов и характеризуется высокой стойкостью к механическим агентам и морозу. Изделия подвергаются повышенной усадке в процессе обжига.

Высокопористая плитка однократного обжига изготавливается из специальной смеси, рассчитанной на предупреждение усадки в процессе обжига: поэтому возможна укладка плитки с узким швом. Изделие имеет повышенную пористость (большее водопоглощение) и низкую механическую прочность, что делает его пригодным только для облицовки стен.

Еще одной разновидностью плиток однократного обжига является плитка глазурованная под давлением. Она изготавливается по современной технологии, в соответствии с которой слой глазури подвергается прессованию вместе со смесью, а дальше обжигу. Готовое изделие имеет низкую пористость и, благодаря высокой толщине слоя глазури, является особо пригодным для устройства полов, подвергающихся высоким нагрузкам при интенсивном движении.

Плитка двукратного обжига. Изделие этим методом изготовлялось до внедрения способа однократного обжига: по этой традиционной технологии глазурь наносится на обожженную смесь, затем изделие подвергается второму обжигу. Недостаток этой технологии перед способом однократного обжига заключается в более высокой себестоимости продукции (два обжига вместо одного), а также в невозможности изготовления низкопористых изделий (невозможна глазуровка обожженной низкопористой смеси).

В настоящее время керамическая плитка двукратного обжига используется для облицовки стен и пола, в особенности при необходимости придания блеска поверхности плитки. В таком случае двукратный обжиг имеет технологическое преимущество перед однократным: при последней технологии в процессе обжига через глазурь проникает газ от разложения смеси, что образует на блестящей поверхности плитки мелкие следы в виде концов булавок, трещин; такого недостатка нет при технологии двукратного обжига. Начало формы