Керамічна плитка - це той облицювальний матеріал, який присутній в кожному будинку. Приходячи в салони, ми оцінюємо кольору, дизайн, розміри, форми, навіть не замислюючись про те, а як власне, проводиться плитка, яку ми зараз тримаємо в руках. А адже це дуже цікавий процес, і повірте, у сучасного виробництва керамічної плитки є свої секрети.
Склад керамічної плитки
Сировина для виробництва керамічної плитки - це суміші різних матеріалів, за рахунок використання яких забезпечуються технічні, естетичні та експлуатаційні характеристики вироби:
- глинисті матеріали забезпечують пластичність вологої маси, необхідну для формування заготовок плитки;
- кварцове сировину - кварцовий пісок, який утворює «скелет» керамічної плитки, виконує структурну функцію, необхідну для контролю і обмеження зміни розмірів плитки, неминуче відбуваються при сушінні і випалі;
- матеріали, що містять польові шпати (алюмосилікати натрію, калію, кальцію і ін.) або ж карбонати (зокрема, кальцію). За рахунок цих матеріалів при випалюванні досягається необхідна в'язкість, яка забезпечує склоподібну і щільну структуру готового виробу.
Процес виробництва керамічної плитки
1. Видобуток глини
Виробничий процес починається в кар'єрах, де добувається вихідна сировина. Сорти глини повинні мати строго певний хімічний склад, так як він багато в чому визначає властивості матеріалу і його поведінку при пресуванні і випалюванні. Саме тому провідні виробники здійснюють жорсткий контроль даного етапу. Якість сировини контролюється як при заборі, так і під час завезення на фабрику. Поступово на фабрику, глина складується в спеціальні контейнери: для кожного сорту глини призначений окремий контейнер.
На замітку: Виробники використовують різні сорти глини. Велика частина іспанських фабрик «працює» з червоною глиною, оскільки в Іспанії багаті поклади даної сировини. Але найбільш якісною є біла глина, вона забезпечує найкращі характеристики і високий рівень стійкості вироби.
Наприклад, фабрика Aparici працює переважно з білою глиною і привозять її з Австралії.
Серед фабрик, які використовують у виробничому процесі виключно сорти білої глини, - Porcelanosa і Venis. Для Porcelanosa глина добувається в Англії, Україні, Бельгії, Туреччини та Голландії.
2. Приготування суміші
На другому етапі глина, в строго розрахованих пропорціях, змішується з іншими компонентами. Різні види суміші використовуються для виробництва певних кольорів, форматів і моделей плитки.
Отримана суміш надходить на ділянку попереднього перемелювання і проходить операції:
- подрібнення
- змішування
- зволоження
Для виготовлення тіла плитки, яке також називають «бісквіт», сировинні матеріали ретельно подрібнюються і перемішуються для отримання абсолютно однорідної маси.
На сьогодні існує три типи технологій приготування керамічної маси. Вибір тієї чи іншої технології залежить від властивостей вихідної сировини і виду продукції, що виготовляється.
- Напівсухий спосіб, тобто пресування з порошкоподібної маси. Для цього глину спочатку подрібнюють і підсушують, після чого подрібнюють і подають на формування.
- Пластичний спосіб - з тістоподібної маси за допомогою теплової обробки. Спочатку глину подрібнюють під тиском, потім вона надходить в глинозмішувача, де перемішується з добавками до отримання однорідної пластичної маси.
- Мокрий спосіб. Вихідні матеріали подрібнюють і змішують з великою кількістю води (до 60%) до отримання однорідної маси. Після чого вже рідка суміш надходить в спеціальні резервуари.
3) Формування вироби
Отримана однорідна маса проходить наступний етап виробничого процесу - формовку вироби.
Існують два методи формування - пресування і екструзія.
Пресування дозволяє отримати тільки плоску плитку певних розмірів; екструзія ж забезпечує виробництво матеріалу різної форми, в тому числі опуклою або увігнутою.
Формування вироби за допомогою пресування: порошкоподібна маса стискається пресом в двох напрямках. Під високим тиском частки переміщаються і частково деформуються, за рахунок чого навіть необпалена плитка вже володіє відповідною щільністю і міцністю.
Формування вироби за допомогою екструзії: клінкерна плитка виготовляється з тістоподібної маси, яка продавлюється через спеціальний отвір екструдера, що має форму майбутнього профілю. У виробничому процесі є «рідка фаза»: в'язка маса під тиском видавлюється з певної форми і обрізається. Саме за рахунок цього моменту (якого немає при формуванні за допомогою пресування) метод екструзії забезпечує виробництво матеріалу різних форм.
Така плитка може бути набагато товщі пресованої, може бути опуклою або увігнутою, що дає можливість випускати спеціальні клінкерні елементи - кутові, зовнішні, внутрішні.
Матеріал, отриманий на цьому етапі ще дуже м'який, його легко розламати руками.
4) Сушка вироби
Це - обов'язковий процес для виробництва керамічної плитки, так як якщо матеріал з високим рівнем вологи відразу після формування відправити на випал, то виріб потріскається.
За рахунок сушки з вироби видаляється той відсоток води, який був необхідний для його формування. Від сушки залежить цілісність плитки (відсутність деформацій, тріщин і інших дефектів), тому даний процес дуже жорстко контролюється.
Сушка може здійснюватися різними методами, але в сучасному виробництві найчастіше використовуються установки з сушінням гарячим повітрям. Вони забезпечують вихід вологи на поверхню виробу, її подальше випаровування і видалення. Процес сушіння триває кілька десятків хвилин. Швидкість процесу досягається за рахунок хорошого теплообміну, ефективної вентиляції і щодо високої температури повітря в ході осушення матеріалу.
У процесі сушіння і остаточного високотемпературного випалу відбувається «усадка» вироби, тобто пропорційне зменшення в лінійних розмірах. При цьому неможливо передбачити з точністю до міліметра фактичне зменшення розмірів, воно залежить від багатьох факторів. Саме цим пояснюється наявність калібрів, тобто позначень фактичного розміру керамічної плитки. Визначення та присвоєння калібрів готового виробу відбувається на етапі сортування.
На замітку: багато колекцій Porcelanosa не проходять сушку в традиційному розумінні. Матеріал сушиться природним чином, доходячи до потрібного стану. Звичайно, це вимагає спеціальних умов і часу, але такий матеріал вважається більш реальним, більш якісним.
5) Нанесення глазурі (емалі)
Керамічна плитка - завжди глазурована. Керамограніт може бути глазурованою і неглазуровані. У глазурованої плитки і глазурованого керамогранита верхній порівняно тонкий шар має склоподібну структуру. Тобто поверхня плитки відрізняється від її заснування і забезпечує зоровий ефект (колір, глянець, орнамент і т.д.), а також ряд властивостей, таких як водонепроникність, твердість і т.д., які не може забезпечити основу плитки. Таким чином, у складі глазурованої плитки є два шари з різною структурою: глазур на поверхні і підстава, розташоване нижче. Неглазуровані керамограніт, навпаки, має однорідну структуру по всій товщині.
Що являє собою глазур в кераміці? Глазур (від німецького Glas - скло) - це склоподібне захисно декоративне покриття на керамічних виробах, що закріплюється випаленням. Це покриття може бути прозорим або непрозорим, безбарвним або забарвленим, матовим або глянсовим.
По складу глазур - це суміш різних мінералів і з'єднань, таких як фарбувальні пігменти, фрити, різні оксиди, пісок. Колір глазурі дають різні солі і оксиди металів. Наприклад, хром дасть зелений колір, залізо червоний, кобальт - синій.
Підготовлена суміш наноситься на поверхню виробу і розплавляється на ній в процесі випалу.
Існує три основних сособ нанесення глазурі на поверхню керамічної плитки: за допомогою "барабана", "купола" і цифрового друку.
Нанесення глазурі на плитку може проводитися до випалу, в процесі випалу або після випалу.
Глазур може наноситися у вигляді пастоподібної маси, гранул, у вигляді розпорошеної суспензії. Процес нанесення глазурі здійснюється за допомогою машини, яка представляє собою круглий барабан з довжиною кола в кілька разів більше довжини плитки. Барабан, прокочуючи по плитці, завдає рідку емаль на поверхню виробу, а так як довжина його окружності в кілька разів перевищує довжину плитки, то за один оборот обробляється 3-4 вироби.
Процес глазурування може поєднуватися з процесом нанесення малюнка. Найчастіше для цього використовується осьовий зсув барабана, що дозволяє виробляти велику кількість плитки з неповторним малюнком. Але дизайн і колір зберігається для всієї колекції.
Інший спосіб нанесення глазурі проводиться за допомогою машини у вигляді «купола». При цьому машина не торкається поверхні плитки, вона «поливає» зверху поверхню виробу підготовленою сумішшю.
Метод цифрового друку дає ряд переваг в порівнянні з двома іншими способами нанесення зображення:
- забезпечує дуже високу якість друку;
- дає можливість декорування рельєфних поверхонь;
- забезпечує відтворення природних та інших фактур в фотографічній якості;
- дозволяє швидко створювати нові дизайни;
На замітку: В даний час виробники керамічної плитки або купують уже готову глазур (власне суміш, яка буде нанесена на плитку), або розробляють її самі. Наприклад, фабрика Peronda представила нову колекцію з ексклюзивним покриттям, що нагадує Кристаллин. Це - розробка самої фабрики і в даний час такий глазурі у інших виробників немає.
Серед відомих виробників різних видів глазурі для керамічної промисловості можна відзначити компанію Torrecid. Актуальний напрямок Torrecid - виробництво глазурі для цифрових технологій.
6) Випалювання
За рахунок випалу керамічна плитка набуває механічні характеристики, необхідні для її подальшої експлуатації. При високих температурах в плитці (а якщо плитка глазурована, то і в глазурі) відбувається ряд хімічних реакцій і фізичних змін. При випалюванні глина перетворюється в камневидное масу.
Випал відбувається в печах безперервної дії, які являють собою тунелі, по яких плитка переміщається на спеціальних транспортерах. У процесі випалу плитка піддається попередньому нагріванню, за рахунок чого випаровуються останні залишки вологи, і далі вироби обпікаються при температурі від 900 до 1250 ° C і вище. Вибір температури буде залежати від типу виробу. Для кожного типу плитки розробляється індивідуальний температурний режим.
Температура в печі піднімається поступово: плитка нагрівається від меншої температури до більшої. Інакше виріб відразу б тріснуло.
Для різних матеріалів є своя максимальна температура випалу. Так, для плитки подвійного випалення - близько 950 ° C, для одноразового випалу - до 1180 ° C, для керамограніта - до 1300 ° C. Після перебування на ділянці випалу плитка переміщається по тунелю, послідовно охолоджуючись до температури, необхідної для її безпечного вивантаження з печі. Після охолодження плитка набуває структуру з високою механічною міцністю.
На замітку: Проходження плитки через піч на виробництві Porcelanosa займає близько 55 хвилин (від початку до кінця печі). Кожен сектор печі підключений до свого комп'ютера, у кожного сектора своя температура, наприклад, до середини печі - близько 1200 ° C.
7) Сортування
До того, як плитка надійде на ділянку упаковки і далі на склад, вона проходить етап сортування. Тут виконуються наступні завдання:
- відбраковування виробів з дефектом;
- плитка першого сорту відділяється від плиток більш низьких сортів;
- плитка кожного сорту групується в торгові партії, виходячи з тональності (кольору) і калібру (фактичних розмірів);
Після виходу з печі плитка надходить на ділянку дефектоскопічного контролю і калібрування, далі йде на візуальний контроль тональності.
На ділянці дефектоскопічного контролю кожна плитка проходить за спеціальними «рейках», по центру вироби прокочується ролик, який надає на плитку певний тиск. У випадках, коли у вироби є дефект, воно ламається і автоматично не потрапляє на подальші випробування.
На ділянці візуального контролю тональності перевіряються дефекти емалевої поверхні, відповідно, в разі їх наявності, плитка відбраковують. І на цьому ж етапі визначається тональність плитки.
Далі відбувається сортування плитки по партіях, упаковка та маркування. Готова продукція відправляється на склад.
На замітку: Раніше візуальний контроль тональності виконували люди. Сьогодні виробництво багатьох фабрик автоматизовано до такої міри, що цю роботу виконують машини, а їх контролює, припустимо, один чоловік. Наприклад, на фабриці Aparici кольору порівнює спеціальна машина, за якістю роботи якої спостерігає співробітник фабрики. В принципі, такі машини досить точні, тому контроль над їх роботою необов'язковий, але рекомендований.
Що являє собою глазур в кераміці?