ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ
Главным фактором в производстве керамической плитки является отработанный технологический процесс производства, который постоянно совершенствуется. Как правило, облицовку керамической плиткой стен делают по технологии двойного, реже одинарного обжига. Напольную керамику, напротив, чаще обжигают один раз, реже - два. А вот изготовление декоративных элементов требует дополнительного - третьего обжига.
Этапы производства плитки:
- Подготовка сырьевого замеса. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для твердости корпуса) и полевого шпата (для плавкости). При приготовлении глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для цвета). Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.
- Формовка. Используются два метода - прессование и экструзия. Прессованная керамика получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированные варианты изготавливаются из тестообразной массы исходных материалов и формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера при помощи матрицы-мундштука, обеспечивающей керамической плитке толщину и ширину. Далее происходит нарезка изделия по длине специальными ножами. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер и получать поверхность лучшего качества. При этом экструзия проще и дешевле.
- Высушивание и обжиг. После формовки изделия высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Затем подвергаются обжигу (неглазурованная плитка) при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Химические и физические характеристики, такие как плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям, она приобретает в процессе. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.
Способы производства керамической плитки:
- бикоттура (двойной обжиг);
- монокоттура (одинарный обжиг);
- монопороза;
- котто;
- клинкер (экструзионная технология)
Бикоттура
Bicottura, то есть двойной обжиг – это эмалированный материал, предназначенный для облицовки керамической плиткой стен внутри помещений. Эмаль придает блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает от проникновения влаги.
Весь цикл производства керамической плитки происходит за два процесса обжига: первый – для создания основы, и второй – для закрепления эмали.
Основа («печенье») получается таким образом: сначала, в специальных формах прессуется увлажнённая масса из красной глины, затем, она обжигается при температуре до 1040 градусов. Такая керамическая плитка считается пористой, с показателем водопоглощения до 10%. Толщина «печенья», как правило, составляет 5-7 мм. Этот вид уступает по прочности всем другим, таким образом, может применяться исключительно в интерьерах.
Создание печенья – это отдельный производственный цикл, по окончании которого изделия проходит контроль планиметрических параметров и линейных размеров и, в случае несоответствия керамической плитки заданным параметрам, отбракованные образцы автоматически снимаются с конвейера и идут на переработку. Ко второй фазе обжига - нанесения эмали, отбракованные керамические плитки не допускаются.
Эмаль может быть глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, как, например, у монокоттуры, поскольку не предполагается, что эта керамическая плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам, например, по ней будут ходить. Вместе с тем эмаль достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики, а также к косметическим и гигиеническим средствам, которые могут контактировать с поверхностью керамической плитки в ванных комнатах.
Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию керамической плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, а пластины проверяются только на наличие дефектов поверхности.
Внешне керамическую плитку этого типа отличает:
• относительно маленькая толщина;
• красно-коричневая глиняная основа;
• небольшая масса;
Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого (чаще всего базового в серии) и дополнительных - более темных, с большим количеством декорированных элементов, изготавливаемых двумя различными способами.
Если необходим элемент, отличающийся по размеру от основного формата, (например, бордюр), то он изготавливается с дополнительным третьим обжигом. Предварительно керамические плитки нарезаются под нужный размер - и на них наносится ещё один слой эмали с последующим обжигом для закрепления рисунка.
Для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляется гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда просто сушка без обжига).
Это более трудоёмкий, долгий и дорогой процесс. Бикоттура применяется для облицовки керамической плиткой стен в интерьерах, иногда также для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не соприкасаются с улицей и где, следовательно, отсутствует риск повредить эмаль абразивными частицами (песок, пыль).
Монокоттура
Monocottura, то есть одинарный обжиг – это эмалированный материал, подходящий как для облицовки керамической плиткой стен, так и для укладки на пол. Некоторые её виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данный тип снаружи помещений.
Производство керамической плитки происходит за один цикл обжига. Специально подготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных барабанах и одновременно увлажняется. Затем подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных силосах практически до состояния смеси и подаётся через дозатор необходимыми порциями на транспортную ленту с последующим помещением в пресс-форму, где происходит равномерное распределение строго дозированного количества этой смеси по всей форме штампа.
Надо отметить, что размер прессованных заготовок на этом этапе превышает номинальный примерно на 7-10% (примерно соответствует содержанию влаги в замесе после пресса, то есть керамика, имеющая параметры по каталогу 30х30, имеет формат приблизительно 33х33). Всё это происходит потому, что в процессе сушки и окончательного обжига пластины сужаются, уменьшаясь в размерах, и это как раз объясняет наличие калибров, присваиваемых изделиям
После выхода из-под пресса, керамические плитки направляются в специальную камеру окончательной подсушки, и далее на участок, где на ещё необожженные изделия наносится эмаль, которая после обжига защищает тело и придаёт задуманный изначально дизайн.
Далее пластины подаются в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры до 1200°С и затем плавно остывая, керамика проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа приобретает исключительную твёрдость и на ней закрепляется эмаль, образуя прочное единое целое. Весь процесс обжига строго контролируется с помощью компьютеров на каждой фазе нахождения в печи. После выхода из печи, керамическая плитка приходит на участок дефектоскопического и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.
Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждое изделие попадает на так называемые рельсы, где по ним прокатывается ролик, воздействующий с определённой нагрузкой. Если имеется дефект, то оно не выдерживает и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки.
Эмаль у пластин одинарного обжига кроме повышенных прочностных характеристик обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые к агрессивным химическим средам.
В производство керамической плитки монокоттуры можно получить напольные и настенные декоры. Производство напольных декоров очень похоже на изготовление основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного формата наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому прочность эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры (в случае, если серия имеет ещё и рекомендованное дизайнерами фабрики назначение как «настенная для интерьеров») делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного поля.
Монокоттура используется для облицовки керамической плиткой всех типов поверхностей в интерьерах, а также, особо стойкие виды этой плитки могут применяться, как напольное покрытие в общественных местах с менее интенсивным потоком людей. Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных работ.
Основные отличия монокоттуры от бикоттуры:
- большая плотность материала, в результате использования более мощного пресса и высокой температуры обжига, и как следствие, наличие серий с низким водопоглощением (<3%);
- более толстая и прочная основа;
- эмаль прочнее и износоустойчивей.
Монопороза
Это отдельный вид керамики одинарного обжига. Производство керамической плитки методом монопороза происходит по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига и нанесенной глазури. В этом она полностью схожа с монокоттурой. Но благодаря использованию несколько иных компонентов при приготовлении замеса, физические свойства, и, соответственно, область применения существенно отличаются и являются более близкой бикоттурк. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. При обжиге, в результате химических процессов, образуется высокопористая белая масса, с высоким водопоглощением (до 15%). Прочность такой керамической плитки заметно меньше, чем прочность традиционной «монокоттуры», поэтому основа имеет толщину 12 мм. Естественно, что применяться может только внутри помещений.
Данная технология позволяет выпекать плиты больших форматов практически идеальных размеров, которые после дополнительной механической обработки граней (ректификации) можно укладывать с минимальными швами.
При производстве бикоттуры, где сама основа производится из красных глин, светлая эмаль должна быть достаточно толстой, что не потерять цвет, у монопорозы же белая основа позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Эти две характеристики подразумевают и стилистическое исполнение плиток– цвета в сериях обычно имитируют натуральный мрамор. Декоры изготавливаются как традиционным способом – нанесением рисунка на керамическую плитку, так и с помощью резки водой под большим давлением на специальном оборудовании: таким способом можно получить очень красивый сборный декор, используя, в том числе, и кусочки натурального камня.
Белая пористая основа и тонкий слой эмали требуют особых правил работы: для облицовки керамической плиткой необходимо использовать клеящий состав белого цвета, затирать швы необходимо очень аккуратно, стараясь не повредить эмаль. Поверхность большого формата должна быть идеально ровной.
Ректификация
Все большей популярностью в последнее время пользуются ректифицированная керамическая плитка, применение которых позволяет создать как бы единую поверхность, без видимых больших швов. Таким образом, создаётся впечатление, что поверхность облицована натуральным камнем.
Ректификация – это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок как матовой, так и полированной керамической плитки на специальных станках, для придания всем без исключения изделиям в серии единого размера в каждом формате.
Оборудование настроено таким образом, что обрабатывает также и разные форматы в одной серии по заданному шаблону так, что, например, в одной керамической плитке 30х30 по длине укладываются две керамические плитки 15х15, или в одном изделии 45х45 – одна пластина 30х30 и одна 15х15. Эта операция позволяет облицовывать керамической плиткой разных форматов, а также сочетать матовые и полированные варианты одной серии с минимальными швами, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неректифицированных изделий.
Котто
Это неэмалированные плитки с красной пористой основой, получаемые путем экструзии.
Представляет собой керамический материал, изготавливаемый из глин различных видов. Сформованные экструдированием и высушенные плитки, обжигаются при температуре до 1110°С. Основа получается пористая, красного цвета с самыми различными оттенками (в зависимости от вида глины).
Обладает повышенной стойкостью к воздействиям абразивных материалов, характеризуется высоким сопротивлением сжатию, изгибу, действию агрессивных химических веществ и атмосферных явлений.
Котто применяется для облицовки керамической плиткой полов внутри зданий.
Клинкер
Это плитки неэмалированные или эмалированные одинарного обжига с разноцветной (обычно уплотненной) основой, получаемые путем экструзии. Производство керамической плитки происходит в 2 этапа:
- Сырьевая смесь обжигается при температуре до 1250°C вплоть до начала остекленения.
- Применение процесса экструдирования позволяет получать не только плитку сложной геометрической формы, но и различные облицовочные элементы - цоколей, уголков, ступеней и т.д.
В итоге изделия обладают хорошими характеристиками сопротивления механическим нагрузкам, истираемости, действию атмосферных явлений и перепадам температуры. Устойчивы к воздействию агрессивных химических веществ, легко чистятся, неприхотливы в эксплуатации.
Клинкерная плитка применяется для укладки полов внутри и снаружи здания, облицовка наружных стен жилых, общественных, промышленных, спортивных сооружений.
Мозаика
Керамическая плитка довольно долго считалась универсальным отделочным материалом, который по сей день широко используется в строительстве и ремонте. Плиткой облицовывают все, что можно, – бассейны, стены и полы в ванных комнатах и на кухнях, фасады зданий, ступени лестниц и т. д. И все же, несмотря на любовь к керамической плитке, люди искали ей альтернативу. Увы, керамика – все же хрупкий и пористый материал. К тому же довольно крупные «габариты» плитки (самый маленький размер – 10 х 10 см) не позволяют получить изображение с «высоким разрешением».
В итоге этих исканий в наш быт вновь вошла мозаика, известная человечеству с незапамятных времен. Впрочем, как известно, все новое – хорошо забытое старое.
Смальта
Смальта - это плитка из цветного стекла. Изготавливается из расплавленной стекломассы. В процессе производства керамической плитки сначала отливают (иногда прессуют), а затем обжигают.
Цветовая палитра смальты включает сотни разнообразных цветов и оттенков, что позволяет получать с её помощью высокохудожественные панно.
Смальта отличается устойчивостью к воздействию любых агрессивных сред, а также цветоустойчивостью. Коэффициент водопоглощения практически равен нулю, что определяет ее сферу применения. Применяется для облицовки керамической плиткой подводной части бассейнов, а также для мозаичных работ.
Майолика
Это особо прочная керамика. Эмалированные плитки с пористой цветной основой, формованные прессованием. Технология изготовления, предусматривает два раздельных обжига: первый - для корпуса плитки, второй - для эмали (двукратный обжиг позволяет избежать трещинок и «мошек» на поверхности). В результате плитка получается ровной, блестящей и очень декоративной.
Сырье для производства майолики представляет собой смесь глины, песка, карбоната и окиси железа (придает основе плитки розоватый оттенок). Глазурь используется только непрозрачная - цветная.
Применяется для облицовки керамической плиткой внутренних стен жилых помещений с низкой влажностью воздуха (не предназначена для ванных комнат, душевых и аналогичных помещений т.к. майолика - высокопористый материал, и имеет большое водопоглощение - 15-25%). Технология изготовления майоликовых изразцов требует высокой культуры производства, точности и аккуратности в работе. В образцах используется красная глина, которая впоследствии покрывается эмалью и глазурью. Перед вторым обжигом поверх белой эмали наносится декоративный рисунок.
Макет будущих форм изготавливают из мягкого материала, по которому в дальнейшем делается гипсовая форма. После этого в готовые формы вручную укладывается с запасом глиняная масса, заполненные формы на несколько дней оставляют для естественной сушки. Готовые и подогнанные друг к другу образцы покрываются тонким слоем белой глины. Чтобы придать изделиям характерный красно-коричневый цвет и завидную прочность, их отправляются на первоначальный обжиг.
Обжиг производится в специальных печах с равномерно распределенным теплом, чтобы усадка изразцов происходила равномерно.
Наконец, художники могут вручную(!) нанести рисунок. Но это не так просто, как может показаться на первый взгляд: при повторном обжиге используемые краски могут поменять свой цвет, неправильно нанесенный рисунок практически невозможно исправить.
Расписные образцы отправляются на повторный обжиг, который происходит под тщательным контролем мастеров, следящих за неизменностью параметров обжига. Иногда готовые образцы дополнительно глазируют специальными красками.
Сегодня многоцветные изразцы переживают свое второе рождение. Десятки фирм на территории России предлагают облицовку печей и каминов изразцами, многие специализируются исключительно на изразцовых печах. И это не случайно. Человек всегда стремится к изящному, художественному, красивому. Один из путей удовлетворения этого стремления - многоцветный, теплый, живой изразец.