CN1039806C - 曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法，将陶瓷平板或陶瓷平砖放在表面弯曲的耐火材料制成的模具上进行热处理，高温下陶瓷平板软化变形成为形状与模具一致的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖，曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖表面有釉或对表面磨光用于建筑物圆形立柱的柱面、弧形墙面、墙角的表面装饰，表面磨光的曲面陶瓷板可代替天然花岗石、大理石装饰面，而成本低廉。

Description

曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的制造方法

本发明涉及建筑装饰材料的制造方法，具体地说是关于曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的制造方法。

随着人们对建筑物美观要求的提高，建筑师对建筑物新颖造形的追求，建筑材料尤其是建筑装饰材料不断向多样化和多品种发展。近年来，用花岗石、大理石装饰建筑物圆柱面、弧形墙面、弧形墙角、弧形扶手等建筑物曲面部分的情况日益增多，用量很大。用天然石材加工成曲面制品，加工量大，石材的利用率低，天然石材曲面制品的生产成本很高。大理石一般是沉积、变质岩石，主要成份是碳酸钙，理化性能差，硬度低，一般为莫氏硬度3-4，抗折强度100Kg/cm²左右，将大理石料加工成弧面制品时，可采用带锯将石料切割成由多个平面组成，接近弧形、粗糙的弧面板，再用机械或手工的方法将装饰面修正研磨抛光。由于大理石的理化性能差，硬度低，易风化，耐候性差，大理石的磨光表面持久性不好，一般数月至数年内磨光表面失去光泽，颜色也会发生变化，装饰效果难以持久，当用于室外装饰时，随岁月变化十分显著。花岗石是火成岩，多数理化性能优良，硬度高，一般为莫氏硬度6-7，抗折强度200kg/cm²左右，将花岗石料加工成弧面制品时，加工十分困难，到目前为止无法采用带锯加工，只能采用机械或手工的方法对花岗石块料进行打凿，以冲击和劈裂的方法去掉块料的多余部分，使其成为弧面板，一般一块石料只能打凿出一块弧面板，加工难度大，石材利用率很低，加工成本十分高昂，并且难以制成薄板，也增加了建筑施工的困难，加大了施工成本。天然石材另一固有缺点是装饰面色差大。用有机材料可以方便地制成曲面饰面材料，但有机物耐候性差、易老化、易变形，难以满足建筑物的使用要求，尤其不能用于建筑物的室外装饰。玻璃板可制成各种曲面板，但普通玻璃脆性大，装饰效果不理想，微晶玻璃价格高昂。

本发明所述的陶瓷板或陶瓷砖是指陶质(吸水率大)、半瓷质(吸水率较小)，瓷质(吸水率很小)的，有釉、无釉的经成形、烧制面成的无机非金属板块，一般指陶瓷饰面板、陶瓷彩釉砖、釉面砖、墙地砖、瓷质砖等，瓷质砖也称作玻化砖、无釉砖、同质砖、仿石砖等，有时也称作陶瓷装饰板。如近年出现的以提钒尾渣为原料之一制造的钒钛黑瓷装饰板。陶瓷板或陶瓷砖的主要化学成分是氧化硅和氧化铝，钒钛黑瓷装饰板中除氧化硅、氧化铝外还含有大量过渡金属氧化物，未经磨光加工的钒钛黑瓷装饰板称作毛板。曲面是指圆弧面、抛物面等规则与不规则的弯曲面。

长期以来大批量生产的陶瓷板或陶瓷砖的尺寸都比较小，如10×10、10×20、20×20、20×50、50×50、100×100、100×200、152×152、200×200、200×300，厚度一般为5～15(本文中尺寸单位均为毫米)，近几年来随着建筑业的发展需要和工业进步，陶瓷板或陶瓷砖生产厂逐步采用大型成型设备，全自动陶瓷板或陶瓷砖成型压机吨位不断增大，近几年来采用了400、600、800、1000、1200、1400、1500，甚至2000、2500吨的成型压机，板或砖的尺寸达到了300×300、400×400、500×500、400×600、600×600，并仍在向更大型化发展。

建筑物的尺寸都比较大，以前陶瓷板或陶瓷砖的尺寸都比较小，只需将陶瓷板或陶瓷砖沿建筑物的弯曲面顺序铺贴就可以获得宏观弯曲的装饰面，近几年来，随着大尺寸陶瓷板或陶瓷砖的出现，建筑业希望提供大型整块的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖用于建筑物弯曲部分以提高装饰效果的愿望是十分正常的。

日本特开平1-305867介绍了以干压或湿法成型的平板或弯曲的陶瓷素坯板或素坯砖直接置于耐火支具(模具)上，在加热过程中同时使素坯得到烧结并随耐火支具(模具)的形状软化弯曲制造曲面陶瓷板，此方法由于存在下述缺点而使成品率降低，成本提高，对大型陶瓷板材此问题尤为突出：1.使陶瓷砖或称作陶瓷建筑饰面板的素坯成型的主要结合剂是粘土，陶瓷素坯板或素坯砖的强度很低，在将素坯搬运到支具(模具)的过程中容易断裂、破碎，采用专用设备将会增加投资。2.陶瓷素坯板或素坯砖仅以两端或仅以中间支承，此支承方式往往难以克服重力所引起的破坏力，并且工业生产多为连续生产的窑炉，素坯随耐火支具(模具)运行中不可避免有一定的震动，更易发生断裂。3.陶瓷素坯板或素坯砖烧结过程中有液相产生、气体排出，每种特定的陶瓷板或陶瓷砖均有特定的烧成温度、时间制度，使陶瓷板或陶瓷砖高温下弯曲至一定的形状也需有特定的温度、时间制度，对同一件制品而言此两种制度往往并不一致，从而容易使板或砖出现过烧、起泡、夹心、烧胀等缺陷。4.陶瓷素坯板或素坯砖烧结过程中伴有百分之几至百分之十几的尺寸收缩，耐火支具(模具)的存在，其接触摩擦力限制了板或砖的自由收缩，极易使板或砖开裂和翘曲弯形，很难使板或砖得到予期的弯曲形状。

本发明的目的是采用耐火材料制造的曲面模具，施加外力或不施加外力使陶瓷板或陶瓷砖在高温下变形与模具曲面贴合的方法制造曲面陶瓷板。

本发明制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法是这样实现的：用耐火材料制造所需形状的表面弯曲的模具，模具表面可以向上弯曲、向下弯曲以及阳模、阴模相配合的组合模具。陶瓷原板是指制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖用的陶瓷板或陶瓷砖，陶瓷原板是经过烧制的陶瓷平板或陶瓷平砖、陶瓷原板可以是上釉的、未上釉的，上述经过烧制的陶瓷平板或陶瓷平砖是指已经烧结好的彩釉砖、釉面砖、墙地砖、瓷质砖、钒钛黑瓷装饰板及未经磨光的钒钛黑瓷装饰板毛板。将陶瓷原板放置在由耐火材料制成的表面弯曲的模具上，将模具连同陶瓷原板一起放入窑炉中进行高温处理，陶瓷原板在高温下软化，靠自身重量或在外力辅助下向下弯曲与模具表面贴合，成为与模具形状一样的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖。高温处理的温度对不同种类的陶瓷板或陶瓷砖而不同，一般说来高温处理的温度与所处理的陶瓷板或陶瓷砖的烧制温度相接近，高温处理的温度应该是使原板软化、变形直至与模具表面贴合的温度，高温处理温度为950～1300℃。原板经高温处理成为所需形状的陶瓷板或陶瓷砖缓慢冷却后即成为曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖。为了使原板与模具表面贴合的更好，可以将模具做成组合式的，阴模与阳模相配合，阴模或阳模与一升降机构连接，待原板达到软化温度时将阴模或阳模放下，靠阴模或阳模的重量将原板压下使其与模具工作面紧密配合，使形状完全一样，也可将上模直接放在原板上，高温下原板软化，上下模吻合，原板处于上下模之间成为所需的形状。为有利于高温处理后曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖与模具的分离，可在模具成形表面上施加脱模剂，如氧化铝或富含氧化铝的粉剂。

高温处理可在炉、窑中进行，所述炉、窑是指箱式炉、钟罩式炉、隧道窑、推板窑、辊道窑等。为实现曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的连续化生产，这一高温处理过程可在隧道窑、推板窑、辊道窑等连续生产的窑炉中进行。

为得到批量生产的大尺寸曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖，将经过辊道窑烧制的陶瓷平板或陶瓷平砖放置在耐火材料制成的表面为曲面的模具上，在炉、窑中如隧道窑、推板窑、辊道窑中进行950～1300℃的高温处理，制得曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖。

瓷质砖质地致密，化学性能稳定，莫氏硬度7，抗折强度200～500Kg/cm²，经研磨抛光加工后表面光泽度高，为得到批量生产的大尺寸曲面瓷质板或曲面瓷质砖，将经过辊道窑烧制的瓷质平板或瓷质平砖放置在耐火材料制成的表面为曲面的模具上，在炉、窑中进行1050～1300℃的高温处理，制得曲面瓷质板或曲面瓷质砖，对表面用人工或机械的方法研磨抛光后得到表面光亮的曲面瓷质板或曲面瓷质砖。

钒钛黑瓷装饰板质地十分致密，理化性能优良，莫氏硬度7，抗折强度700～1100Kg/cm²，经研磨抛光加工后表面光泽度高，仔细加工可达到镜面效果，为得到批量生产的大尺寸曲面钒钛黑瓷装饰板，将经过辊道窑烧制的钒钛黑瓷平板即钒钛黑瓷装饰板毛板放置在耐火材料制成的表面为曲面的模具上，在炉、窑中进行1050～1150℃的高温处理，制得曲面钒钛黑瓷板，对表面用人工或机械的方法研磨抛光后得到表面光亮的曲面钒钛黑瓷装饰板。

规则曲面的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖可用热塑性粘接材料如火漆、沥青等粘固在转筒表面用旋转的磨光头进行加工，非规则曲面的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖可用同样材料粘固在多根柱状物的柱头上，柱头位置可调节使其处于不同平面上，用旋转的磨光头进行加工，磨光头的位置可以随曲面起伏自动调节，转筒表面和柱状物柱头表面的温度可以调节，使粘接材料凝固或熔化达到将板或砖固定或取下的目的。

本发明制造的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖可以制成不同厚度、尺寸准确的薄型曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖，与用石料加工的曲面石质板相比：原料丰富、易得、省工、省料、制造方便、成本低廉，建筑施工简单、可节约大量结合剂，并可根据用户需要设计制造各种形状的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖。曲面瓷质板理化性能比花岗石板更优良，可代替难以加工、价格昂贵的曲面花岗石板。

曲面钒钛黑瓷装饰板理化性能十分优良，主要理化指标超过花岗石板，可代替黑色曲面花岗石板，是高级装饰材料。

以下结合附图详细说明本发明的特点：

图1上表面向下弯曲的模具及原板

图2上表面向上弯曲的模具及原板

图3上模与升降机构相连接的组合模具及原板

图中：1-原板  2-上表面向下弯曲的耐火材料模具  3-上表面向上弯曲的耐火材料模具  4-耐火材料连杆  5-耐火材料销轴  6-耐火材料阳模  7-耐火材料阴模

实施例：

1.已经烧制的彩釉砖尺寸为300×300×9，彩釉砖为平板，轻质耐火材料制成的上表面向下弯曲的模具，模具弯曲面的曲率半径为500，将模具连同彩釉砖一起放入辊道窑中，加热至1130℃，彩釉砖向下弯曲与模具表面贴合，出窑后将曲面彩釉砖从模具上取下即得到曲面彩釉砖。

2.已经辊道窑烧制的瓷质砖尺寸400×400×9，瓷质砖为平板，耐火材料制成的上表面向下弯曲的模具，模具弯曲面的曲率半径为400，将模具连同瓷质砖一起放入隧道窑中，加热至1230℃，瓷质砖向下弯曲与模具表面贴合，出窑后将曲面瓷质砖从模具上取下即得成品，将曲面瓷质砖表面研磨抛光即得到具有光亮表面的曲面瓷质砖，各种颜色的有光亮表面的曲面瓷质砖可代替各种颜色的天然花岗石曲面制品，而成本低廉。

3.已经辊道窑烧制的钒钛黑瓷装饰板的未经磨光的毛板尺寸400×600×10，钒钛黑瓷装饰板毛板为平板，耐火材料制成的上表面向下弯曲的模具，模具弯曲面曲率半径为400，将模具连同钒钛黑瓷装饰板毛板一起放入推板窑中，也可将推板窑中的推板做成模具的形状，此情况下钒钛黑瓷装饰板毛板则直接放在推板上，加热至1100℃，钒钛黑瓷装饰板毛板向下弯曲与模具表面贴合，出窑后将曲面钒钛黑瓷板毛板取下以机械或手工的方法将表面仔细研磨抛光则得到具有镜面装饰效果的曲面钒钛黑瓷装饰板，可作为建筑物圆形立柱、弧形墙面等的高级装饰面。钒钛黑瓷装饰板的色差比天然黑色花岗石的色差小，严格控制生产条件，可以做到目视无色差，黑瓷装饰板黑色面不会褪色，抗折强度是天然黑色花岗石的4倍左右，可以做成大面积薄板。

4.同例2，其中模具弯曲面为抛物面。

Claims (5)

1.制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法，其特征在于将已经烧结好的陶瓷原板放置在由耐火材料制成的表面弯曲的模具上，将模具连同陶瓷原板一起放入窑炉中进行高温处理，陶瓷原板在高温下软化，靠自身重量或在外力辅助下向下弯曲与模具表面贴合，成为与模具形状一样的曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖，对曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的表面研磨抛光。

2.根据权利要求1所述制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法，其特征在于所述陶瓷原板是指制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖用的陶瓷板或陶瓷砖，陶瓷原板是经过烧制的陶瓷平板或陶瓷平砖，陶瓷原板可以是上釉的、未上釉的。

3.根据权利要求2所述的陶瓷原板，其特征在于所述的经过烧制的陶瓷平板或陶瓷平砖是指已经过烧制的彩釉砖、釉面砖、墙地砖、瓷质砖、钒钛黑瓷装饰板及未经磨光的钒钛黑瓷装饰板毛板。

4.根据权利要求1所述的制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法，其特征在于所述的表面弯曲的模具，模具表面可以向上弯曲、向下弯曲以及阳模、阴模相配合的组合模具。

5.根据权利要求1所述的制造曲面陶瓷板或曲面陶瓷砖的方法，其特征在于所述高温处理温度为950～1300℃。

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