Производство кафельной плитки. В зависимости от цели предприятия. Преимущества и особенности производства кафельной плитки

Керамическая плитка – это тот облицовочный материал, который присутствует в каждом доме. Приходя в салоны, мы оцениваем цвета, дизайн, размеры, формы, даже не задумываясь о том, а как собственно, производится плитка, которую мы сейчас держим в руках. А ведь это очень интересный процесс, и поверьте, у современного производства керамической плитки есть свои секреты.

Состав керамической плитки

Сырье для производства керамической плитки – это смеси различных материалов, за счет использования которых обеспечиваются технические, эстетические и эксплуатационные характеристики изделия:

• глинистые материалы обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки;
• кварцевое сырье - кварцевый песок, образующий «скелет» керамической плитки, выполняет структурную функцию, необходимую для контроля и ограничения изменения размеров плитки, неизбежно происходящих при сушке и обжиге;
• материалы , содержащие полевые шпаты (алюмосиликаты натрия, калия, кальция и др.) или же карбонаты (в частности, кальция). За счет этих материалов при обжиге достигается требуемая вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия.

Процесс производства керамической плитки

1. Добыча глины

Производственный процесс начинается в карьерах, где добывается исходное сырье. Сорта глины должны иметь строго определенный химический состав, так как он во многом определяет свойства материала и его поведение при прессовании и обжиге. Именно поэтому ведущие производители осуществляют жесткий контроль данного этапа. Качество сырья контролируется как при заборе, так и при завозе на фабрику. Поступив на фабрику, глина складируется в специальные контейнеры: для каждого сорта глины предназначен отдельный контейнер.

На заметку : Производители используют разные сорта глины. Большая часть испанских фабрик «работает» с красной глиной, поскольку в Испании богатые залежи данного сырья. Но наиболее качественной является белая глина, она обеспечивает лучшие характеристики и высокий уровень устойчивости изделия.

Например, фабрика Aparici работает преимущественно с белой глиной и привозят её из Австралии.

Среди фабрик, использующих в производственном процессе исключительно сорта белой глины, – Porcelanosa и Venis. Для Porcelanosa глина добывается в Англии, Украине, Бельгии, Турции и Голландии.

2. Приготовление смеси

На втором этапе глина, в строго рассчитанных пропорциях, смешивается с другими компонентами. Разные виды смеси используются для производства определенных цветов, форматов и моделей плитки.

Полученная смесь поступает на участок предварительного перемалывания и проходит операции:

• измельчения
• смешивания
• увлажнения

Для изготовления тела плитки, которое также называют «бисквит», сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.

На сегодня существует три типа технологий приготовления керамической массы. Выбор той или иной технологии зависит от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции.

• Полусухой способ , т.е. прессование из порошкообразной массы. Для этого глину сначала дробят и подсушивают, после чего измельчают и подают на формование.
• Пластический способ – из тестообразной массы с помощью тепловой обработки. Сначала глину дробят под давлением, затем она поступает в глиносмеситель, где перемешивается с добавками до получения однородной пластичной массы.
• Мокрый способ. Исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы. После чего уже жидкая смесь поступает в специальные резервуары.

3) Формовка изделия

Полученная однородная масса проходит следующий этап производственного процесса – формовку изделия.

Существуют два метода формовки – прессование и экструзия.

Прессование позволяет получить только плоскую плитку определенных размеров; экструзия же обеспечивает производство материала различной формы, в том числе выпуклой или вогнутой.

Формовка изделия с помощью прессования : порошкообразная масса сдавливается прессом в двух направлениях. Под высоким давлением частицы перемещаются и частично деформируются, за счет чего даже необожженная плитка уже обладает соответствующей плотностью и прочностью.

Формовка изделия с помощью экструзии : клинкерная плитка изготавливается из тестообразной массы, которая продавливается через специальное отверстие экструдера, имеющее форму будущего профиля. В производственном процессе есть «жидкая фаза»: вязкая масса под давлением выдавливается из определенной формы и обрезается. Именно за счет этого момента (которого нет при формовке с помощью прессования) метод экструзии обеспечивает производство материала разных форм.

Такая плитка может быть гораздо толще прессованной, может быть выпуклой или вогнутой, что дает возможность выпускать специальные клинкерные элементы – угловые, внешние, внутренние.

Материал, полученный на этом этапе еще очень мягкий, его легко разломать руками.

4) Сушка изделия

Это - обязательный процесс для производства керамической плитки, так как если материал с высоким уровнем влаги сразу после формовки отправить на обжиг, то изделие растрескается.

За счет сушки из изделия удаляется тот процент воды, который был необходим для его формовки. От сушки зависит целостность плитки (отсутствие деформаций, трещин и прочих дефектов), поэтому данный процесс очень жестко контролируется.

Сушка может осуществляться разными методами, но в современном производстве чаще всего используются установки с сушкой горячим воздухом. Они обеспечивают выход влаги на поверхность изделия, ее дальнейшее испарение и удаление. Процесс сушки длится несколько десятков минут. Скорость процесса достигается за счет хорошего теплообмена, эффективной вентиляции и относительно высокой температуры воздуха в ходе осушения материала.

В процессе сушки и окончательного высокотемпературного обжига происходит «усадка» изделия, т.е. пропорциональное уменьшение в линейных размерах. При этом невозможно предусмотреть с точностью до миллиметра фактическое уменьшение размеров, оно зависит от многих факторов. Именно этим объясняется наличие калибров, т.е. обозначений фактического размера керамической плитки. Определение и присвоение калибров готовому изделию происходит на этапе сортировки.

На заметку: многие коллекции Porcelanosa не проходят сушку в традиционном понимании. Материал сушится естественным образом, доходя до нужного состояния. Конечно, это требует специальных условий и времени, но такой материал считается более натуральным, более качественным.

5) Нанесение глазури (эмали)

Керамическая плитка – всегда глазурованная. Керамогранит может быть глазурованным и неглазурованным. У глазурованной плитки и глазурованного керамогранита верхний сравнительно тонкий слой имеет стекловидную структуру. То есть поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает зрительный эффект (цвет, глянец, орнамент и т.д.), а также ряд свойств, таких как водонепроницаемость, твердость и т.д., которые не может обеспечить основание плитки. Таким образом, в составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже. Неглазурованный керамогранит, наоборот, имеет однородную структуру по всей толщине.

Что представляет собой глазурь в керамике? Глазурь (от немецкого Glas - стекло) – это стекловидное защитно- декоративное покрытие на керамических изделиях, закрепляемое обжигом. Это покрытие может быть прозрачным или непрозрачным, бесцветным или окрашенным, матовым или глянцевым.

По составу глазурь – это смесь различных минералов и соединений, таких как красящие пигменты, фритты, различные оксилы, песок. Цвет глазури дают различные соли и оксиды металлов. Например, хром даст зеленый цвет, железо- красный, кобальт - синий.

Подготовленная смесь наносится на поверхность изделия и расплавляется на ней в процессе обжига.

Существует три основных сособа нанесения глазури на поверхность керамической плитки: с помощью "барабана", "купола" и цифровой печати.

Нанесение глазури на плитку может производиться до обжига, в процессе обжига или после обжига.

Глазурь может наноситься в виде пастообразной массы, гранул, в виде распыленной суспензии. Процесс нанесения глазури осуществляется с помощью машины, которая представляет собой круглый барабан с длиной окружности в несколько раз больше длины плитки. Барабан, прокатываясь по плитке, наносит жидкую эмаль на поверхность изделия, а так как длина его окружности в несколько раз превышает длину плитки, то за один оборот обрабатывается 3-4 изделия.

Процесс глазурования может совмещаться с процессом нанесения рисунка. Чаще всего для этого используется осевое смещение барабана, что позволяет производить большое количество плитки с неповторяющимся рисунком. Но дизайн и цвет сохраняется для всей коллекции.

Другой способ нанесения глазури производится с помощью машины в виде «купола». При этом машина не касается поверхности плитки, она «поливает» сверху поверхность изделия подготовленной смесью.

Метод цифровой печати дает ряд преимуществ по сравнению с двумя другими способами нанесения изображения:

• обеспечивает очень высокое качество печати;
• дает возможность декорирования рельефных поверхностей;
• обеспечивает воспроизведение природных и других фактур в фотографическом качестве;
• позволяет быстро создавать новые дизайны;

На заметку: В настоящее время производители керамической плитки либо покупают уже готовую глазурь (собственно смесь, которая будет нанесена на плитку), либо разрабатывают ее сами. Например, фабрика Peronda представила новую коллекцию с эксклюзивным покрытием, напоминающим кристаллин. Это - разработка самой фабрики и в настоящее время такой глазури у других производителей нет.

Среди известных производителей разных видов глазури для керамической промышленности можно отметить компанию Torrecid. Актуальное направление Torrecid - производство глазури для цифровых технологий.

6) Обжиг

За счет обжига керамическая плитка приобретает механические характеристики, необходимые для ее последующей эксплуатации. При высоких температурах в плитке (а если плитка глазурованная, то и в глазури) происходит ряд химических реакций и физических изменений. При обжиге глина превращается в камневидную массу.

Обжиг происходит в печах непрерывного действия, которые представляют собой туннели, по которым плитка перемещается на специальных транспортерах. В процессе обжига плитка подвергается предварительному нагреву, за счет чего испаряются последние остатки влаги, и далее изделия обжигаются при температуре от 900 до 1250°C и выше. Выбор температуры будет зависеть от типа изделия. Для каждого типа плитки разрабатывается индивидуальный температурный режим.

Температура в печи поднимается постепенно: плитка нагревается от меньшей температуры к большей. Иначе изделие сразу бы треснуло.

Для разных материалов есть своя максимальная температура обжига. Так, для плитки двойного обжига – около 950°C, для однократного обжига – до 1180°C, для керамогранита – до 1300°C. После пребывания на участке обжига плитка перемещается по туннелю, последовательно охлаждаясь до температуры, необходимой для её безопасной выгрузки из печи. После охлаждения плитка приобретает структуру с высокой механической прочностью.

На заметку: Прохождение плитки через печь на производстве Porcelanosa занимает около 55 минут (от начала до конца печи). Каждый сектор печи подключен к своему компьютеру, у каждого сектора своя температура, например, к середине печи – около 1200°C.

7) Сортировка

До того, как плитка поступит на участок упаковки и далее на склад, она проходит этап сортировки. Здесь выполняются следующие задачи:

• отбраковка изделий с дефектом;
• плитка первого сорта отделяется от плиток более низких сортов;
• плитка каждого сорта группируется в торговые партии, исходя из тональности (цвета) и калибра (фактических размеров);

После выхода из печи плитка поступает на участок дефектоскопического контроля и калибровки, далее идет на визуальный контроль тональности.

На участке дефектоскопического контроля каждая плитка проходит по специальным «рельсам», по центру изделия прокатывается ролик, который оказывает на плитку определенное давление. В случаях, когда у изделия есть дефект, оно ломается и автоматически не попадает на дальнейшие испытания.

На участке визуального контроля тональности проверяются дефекты эмалевой поверхности, соответственно, в случае их наличия, плитка отбраковывается. И на этом же этапе определяется тональность плитки.

На заметку: Раньше визуальный контроль тональности выполняли люди. Сегодня производство многих фабрик автоматизировано до такой степени, что эту работу выполняют машины, а их контролирует, допустим, один человек. Например, на фабрике Aparici цвета сравнивает специальная машина, за качеством работы которой наблюдает сотрудник фабрики. В принципе, такие машины достаточно точные, поэтому контроль над их работой необязателен, но рекомендован.

Несмотря на то, что производство керамической плитки осуществляют сотни предприятий по всему миру, его организация считается делом перспективным, удачным вложением капитала.

Поточная линия производства керамической плитки

Эти утверждения основываются на следующих факторах:

• Строительная индустрия потребляет все больше материалов, среди которых керамические изделия занимают видное место, спрос на них растет.
• Производство керамической плитки – хорошо отработанная технологическая операция, она не требует больших ассигнований на исследовательские работы. Методика производства работ подробно описана и проверена многолетней практикой.
• Основной исходный материал – глина дешев и широко распространен, часто его добыча производится неподалеку от производства, плечо подвоза небольшое, что снижает себестоимость.
• Многообразие оборудования для производства различной производительности и цены позволяет выбирать объемы и конкретное направление деятельности.

В ближайшее время вряд ли будет найдена альтернатива керамике. Предприятие по производству керамической плитки может не беспокоиться о перспективах, его продукция будет пользоваться постоянным, устойчивым спросом на рынке стройматериалов.

Кроме автоматики на предприятии работают и люди. Так ОКТ плитки, которое вы видите на картинке, частично выполняет человек

Рассматривая такое изделие, как керамическая плитка, технология производства которой приводится ниже.

Нужно вспомнить - алгоритм работы всех предприятий, производящих строительные изделия примерно одинаков:

• Сортировка и хранение исходного сырья
• Смешивание ингредиентов в первичную массу
• Формовка
• Механические, тепловые и другие физические воздействия на исходный материал
• Контроль качества и складирование.

Технология производства керамической плитки - это ряд мероприятий, последовательно приводящих, к созданию готового продукта.

На открытых участках видно только разъезжающую плитку от формовки до упаковки

Один из секретов получения качественной плитки состоит в тщательном предварительном отборе и соблюдении пропорций в смешивании главных компонентов: глины, песка, полевого шпата. Все составляющие должны быть чистыми, без примесей. Карьерная глина непригодна для производства, ее нужно сначала подготовить к дальнейшему использованию. Сырье для производства керамической плитки подвергается измельчению в дробильно-размольных машинах, методом магнитной сепарации удаляются окислы железа.

В этих печах плитка получает свою твердость

Лидеры отрасли знают, что качественное изготовление плитки керамической во многом зависит от химического состава глины. Сырье, взятое из разных месторождений, каждый раз требует коррекции температурных режимов, что часто приводит к изменению тона плиток одной серии. Поэтому они предпочитают иметь дело с постоянными поставщиками, привозящими сырье из проверенных карьеров.

Дробление и перемешивание преследуют главную цель – создание максимально однородной массы. В зависимости от способа формования в нее может добавляться вода.

На этой фотографии вы видите плитку заезжающую на сушку. Через пару минут все полки будут заполнены и робот перевезет плитку.

Формирование геометрических размеров будущих изделий происходит одним из трех способов:

• Экструдером . Механизм вытягивает тестообразную массу в широкую ленту установленной толщины, здесь же она нарезается на фрагменты.
• Прессом . Гидравлическое устройство со специальным штампом сдавливает приготовленную смесь с двух сторон усилием равным 300–500 кг/см 2 .
• Литьем . Разбавленная до полужидкого состояния масса заливается в заранее приготовленные формы.

Следует отметить, что два первых способа получили большее распространение.

Если сразу после формовки сырую плитку подвергнуть обжигу, то содержащаяся в ней лишняя вода разорвет материал. Для того чтобы подготовить полуфабрикат к дальнейшим операциям, его подвергают предварительной сушке. После ее проведения содержание влаги в глине должно составлять 0.1–0.3%. Время, отведенное для подсушивания в скоростных сушилках, зависит от плотности и толщины заготовок. Так, производство керамических плиток для полов предусматривает сушку полуфабриката в течение 30–60 минут.

А так выглядит перевозка роботом плитки для окончательной упаковки

Основная термическая обработка материала производится в специальных печах. Технология изготовления керамической плитки предусматривает два варианта обжига. Керамический гранит, основная масса напольной и настенной декоративной плитки делаются в технике однократного обжига. По этой методике на полуфабрикат вначале наносится глазурь, а затем он отправляется в печь, где при температуре в 900–1400 0 C происходит спекание минеральных компонентов, получается монолитная прочная структура. Производство кафеля двойного обжига подразумевает сначала обжиг глиняного черепка, затем нанесение на него глазури и потом повторный обжиг с более низкой температурой, достаточной для расплавления глазури, но не влияющей на структуру основы.

Марка производителя технологический линии красуется на самом видном месте.

В ряде случаев технология производства керамической плитки двойного обжига включает процесс ангобирования, то есть нанесения на поверхность после первого обжига тонкого слоя смеси из качественной глины, стекольного боя и минералов. Это подглазурное покрытие улучшает качество поверхности после второго обжига.

Если плитка на линии движется, значит процесс её подготовки еще не закончен

Производство напольной керамической плитки имеет свои особенности. Они заключаются в создании дополнительных условий, способствующих полному спеканию массы. С этой целью в шихту добавляются плавни (пегматиты, натриевые и кальциевые шпаты). Результат – улучшение прочности на изгиб и повышенное сопротивление абразивному воздействию. Для того чтобы ускорить процесс обжига используются присадки (тальк, магнезит и доломит).Остывшая готовая плитка проходит контроль качества и сортировку по сериям.

Остановка бывает только в трех случаях: сушка, подготовка к упаковке, поломка линии

Технологическая схема производства керамической плитки

Перед вами наглядная схема производства керамической плитки разного вида

Представленное на видео производство керамической плитки наглядно иллюстрирует весь процесс.

Оборудование

Оборудование для производства керамической плитки широко представлено на рынке, оно постоянно совершенствуется. Выбор велик, можно приобрести отдельные агрегаты для небольших фабрик или мощные высокопроизводительные механизмы для массового производства, все зависит от целевого назначения.

Эта машина делает рисунок на плитке
Вот что происходит внутри. Именно так наносится рисунок. Очень похоже на печать. Правда чернила у такого принтера особенные

Примерный перечень составлен с учетом, выполняемых оборудованием, задач:

• Подготовка и смешивание компонентов в первичную массу . Шаровые мельницы, различные дробилки, распределительные башенные сушилки, специальные миксеры. В интернете часто упоминаются бетономешалки. Если маленькое кустарное производство – почему бы и нет;
• Формование . Пресса, экструдеры, заливные формы;
• Предварительная сушка . Однорядные скоростные сушки на сетчатых или роликовых конвейерах.
• Глазурование . Аэрографы, автоматы фильерные и конусные, распылители дисковые, автоматы шелкографии, дозаторы трубчатые и ковшовые;
• Обжиг . Газовые или электрические туннельные печи с транспортером и программным регулированием температуры.

Если отдельные механизмы установлены в соответствии с технологическими требованиями, объединены автоматическим транспортом и общей системой управления, то образуется линия по производству керамической плитки.

Это мельница. Самая настоящая, только для производства сырья плитки

Это оптимальная производственная конфигурация. Достижения в области информатики позволяют компьютеризировать весь процесс, свести участие человека к минимуму. Ведущие производители керамики используют именно такие линии. К примеру, керамическая плитка производства разных развитых стран практически целиком делается на таком оборудовании.

Декорирование плитки

Технология изготовления керамической плитки переживает в последние годы второе рождение в связи с появлением новых методик нанесения рисунков или красочных слоев на ее поверхность. Причем важно, что это не переводные картинки, смываемые водой, а составная часть самой структуры изделия.

К традиционным методам окрашивания – пигментации шихты, введению в состав глазури минеральных присадок, добавился новый способ – фотопечать. Технология печати на керамической плитке предусматривает методы: сублимации; использование чернил, вступающих во взаимодействие с керамикой при ультрафиолетовом облучении; способ «горячей деколи»; перенесения на плитку специальных чернил принтерами.

На таких линиях плитку и полируется и преполируется

Сегодня производство керамической плитки во много ориентируется на индивидуальные заказы. Вышеперечисленные способы помогают воплотить в керамике любой художественный замысел клиента.

Можно ли сделать керамическую плитку самому? Разумеется. Производство керамической плитки имеет в основе тысячелетнюю практику. Люди делали керамику задолго до появления гидравлических прессов и прочих современных механизмов. Простейшие механизмы, помогающие приготовить и перемешать массу, нанести глазурь и произвести обжиг - вполне доступны. Для того чтобы керамическая плитка своими руками, изготовление которой задумано, получилась сносного вида, необходимо позаботиться, прежде всего, о качестве глины. Поскольку, в ручном производстве использование пресса не предусмотрено, все зависит от мелкозернистой однородной структуры приготовленной массы. С порядком глазуровки и обжига можно ознакомиться, отправив запрос «производство керамической плитки видео». Следует только помнить, что оборудование для изготовления керамической плитки потребует достаточно места для размещения, агрегаты для смешивания создают много шума, а печи опасны в пожарном отношении. Техника безопасности должна соблюдаться неукоснительно.

В этих печах температура плавления достигает 1200 градусов по Цельсию

Если методика хорошо изучена и соблюдаются все технические требования, то вполне возможно наладить собственное небольшое производство. Фото плитки керамической, сделанной самостоятельно, демонстрирует, что упорство и правильный подход к делу обязательно приводят к успеху.

Керамическая плитка применяется людьми с незапамятных времен. Благодаря внешнему многообразию и отличным качествам этого материала, его массово используют в ваннах, туалетах, на кухнях. Благодаря такой популярности, правильно налаженное производство керамической плитки будет очень выгодным.

Компоненты для создания керамической плитки

В качестве сырья при изготовлении керамической плитки применяются разнообразные смеси определенных компонентов, таких как:

• глинистые материалы, придающие свойство пластичности, за счет которой становится возможной формовка заготовок изделия;
• кварцевой песок, основной наполнительный материал смеси, создающий каркас керамической плитки;
• карбонатные материалы, состоящие некоторого числа полевых шпатов, придающие необходимую вязкость и плотную структуру при обжиге.

Технология получения шихтовой смеси для изготовления керамической плитки включает в себя несколько этапов, позволяющих получить однородный материал, требуемой фракции и влажности. Влажность смеси зависит от технологии изготовления керамической плитке, и составляет от 5 до 20%.

Несмотря на методику изготовления керамического изделия, технология получения шихтовой смеси включает 3 последовательные операции: измельчение, перемешивание и увлажнение.

Измельчение порошка выполняется по двум методикам: сухое измельчение компонентов с дальнейшим добавлением воды и влажный способ, при котором исходные компоненты измельчаются в воде, а затем подвергаются сушки методом распыления. Метод измельчения в первую очередь зависит от массы и геометрических размеров изделия.

Технология производства керамической плитки

Существуют три основных способа производства керамической плитки.
Первой методикой является полусухое прессование порошков влажностью до 7%. Этот способ является основным.

Второй, по своей распространенности, считается технология литья из шликера. В этом случае используется раствор глинистой суспензии влажностью от 30 до 35%.

Последний способ производства строительной керамики на предприятиях, это пластическое формирование из масс, обладающих влажностью от 15 до 20%.

Основными этапами производства керамических изделий являются:

• специальная обработка глинистого материала с добавками минеральных веществ;
• получение изделия определенной формы;
• термическая обработка, заключающаяся в обжиге изделия до необходимого состояния, зависящего от области применения.

На большинстве современных заводов применяются поточно-конвейерные линии, состоящие из большого числа оборудования, являющегося отдельным узлом в общей технологии. Большая часть керамической плитки, а точнее около 95% от общего числа, получают прессованием шихтовой массы, влажностью от 5 до 7 %. На этапе формировки, еще не обожженная плитка, приобретает необходимые плотность и прочность.

Достаточно важным этапом производства является сушка изделия . На этом этапе необходимо максимально избежать появления возможных деформаций, трещин и других дефектов. Как правило, сушка производится горячим воздухом. Химическая инертность, и эксплуатационные свойства керамической плитки достигаются на этапе обжига. В основном, обжиг осуществляется в специальных печах проходного типа и непрерывного действия. Температура этого вида термообработки, для керамической плитки, может достигать 1250 градусов.

Приспособления для изготовления керамической плитки

Основным оборудованием, используемым при производстве керамической плитки, являются: бетономешалки, вибростанки, печи для обжига и сушки.

Бетономешалки, с помощью встроенных в них лопастей осуществляют перемешивание исходных компонентов. Перед выбором бетономешалки необходимо произвести расчет производительности, требуемой в конкретном случае производства.

Формирование плитки осуществляется посредством вибростанка. В нем происходит прессование смеси в специальных формах. После формовки изделия помещаются в печь для удаления лишней влаги. Лучшим вариантом будет сушка потоками горячего воздуха.

Другой тип печей, применяемых в производстве керамических изделий, это туннельные печи для обжига. Температура нагрева в таких печах достигает 1250 градусов.

Не менее важным оборудованием является камера для нанесения рисунка. Выбор устройство зависит в первую очередь от финансовых возможностей.

Оборудование для печати на керамической плитке

Для нанесения рисунка на керамическую плитку применяются УФ-принтеры. Печать на такой поверхности требует заправки специальными чернилами с высокими адгезионными свойствами и глазурными красками. После выполнения графического изображения выполняется полимеризация УФ-лампой. Принтеры для нанесения рисунка на керамику бывают струйные и лазерные.

При производстве небольших партий применяют струйные керамические принтеры. В основном с их помощью наносят черно-белые изображения. При больших объемах выпускаемой продукции потребуется лазерный принтер. Сначала картинка выполняется на декольной бумаге, а затем, переносится на плитку и обжигается в печи. Перед покраской плитку необходимо обезжирить.

Коммерциализация получения керамической плитки

В отличие от крупных производств, малый бизнес в этой сфере имеет некоторые большие преимущества. Главным является широкий ассортимент выпускаемых изделий, который, маловероятно может предложить крупный изготовитель. Важным достоинством небольшого производства плитки считается возможность изготовления высококачественной продукции по низкой стоимости. При этом технология изготовления керамической плитки может быть освоена достаточно быстро.

Благоприятным для предпринимателей, специализирующихся в производстве изделий из керамики, стало снижение курса валюты, повлекшее за собой повышение стоимости зарубежной продукции. Минимальное число приспособлений для выпуска керамической плитки обойдется вам в 10 000 долларов. Сюда входит устройство для перемешивания, вибростанок, печное оборудование для сушки, камеру для нанесения рисунка и глазирования, а также специальные приспособления для формовки.

Для производства специфической кафельной плитки понадобятся дополнительные оборудование и приспособления. Так же, не стоит забывать о трафаретах для нанесения рисунков, стоимость которых составляет около 600 долларов.

Главным конкурентным преимуществом является качество изделия, зависящее в первую очередь от исходных материалов для приготовления шихтовой смеси. Поэтому, понадобятся качественный гранитный отсев и пластификаторы. Например, для выпуска кафельной плитки, покрывающей площадь в 5 000 квадратных метров, стоимость исходных материалов составит около 12 000 долларов. Для организации производства такого числа кафельных изделий потребуется наличие четверых рабочих.

Необходимо привлечь к выполнению работ специалиста, для контроля и корректировки технологии производства. В качестве помещения подойдет склад, площадью 100 квадратных метров.

В итоге, суммировав все затраты, получим:

Одноразовые затраты в 30 000 долларов;

Ежемесячные расходы на производство около 18 000 долларов.

Средняя цена при реализации одного квадратного метра плитки равняется 7 долларам. При объеме 5 000 квадратных метров ежемесячный доход составит 35 000 долларов.

Модели современного оборудования

В настоящее время на рынке строительной техники предлагается множество различных видов устройств для изготовления керамической плитки. Принтеры марки Canon для цветной печати на керамической плитке создают изображение по топографической схеме CMYK. Низкая себестоимость, высокое качество и быстрота работы выделяет их среди большинства аналогов.

Среди вибростендов популярностью пользуется саратовское оборудование «Марс». Они имеют сравнительно небольшие габариты и высокую производительность, при этом, цена на них существенно меньше, чем на зарубежные аналоги.

Широкий выбор бетономешалок предлагает Златоустский завод бетоносмесительного оборудования. Для организации небольшого или среднего производства подойдут мини-РБУ, производительностью от 10 до 50 кубических метров в час. Единственным их недостатком можно считать отсутствие автоматического режима работы.

Видео про изготовление керамической плитки

Используются смеси различных материалов:

1. глинистые материалы, которые обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки;
2. кварцевое сырье - в основном кварцевый песок, который образует «скелет» керамического изделия, то есть выполняет структурную функцию, необходимую для того чтобы ограничить и контролировать изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге;
3. материалы, содержащие полевые шпаты (алюмосиликаты натрия, калия, кальция и т.д.) или карбонаты (в частности, кальция), благодаря которым при обжиге достигается нужная вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия.

Производство керамической плитки состоит из этапов:

1. Добыча глины. Процесс производства начинается в карьерах, где добываются исходные составляющие. Используемые типы глины должны иметь строго определенный химический состав, в дальнейшем это во многом определяет свойства материала и его поведение при прессовании и обжиге. Глина поступает на фабрику, где складируется в специальные контейнеры. В каждый контейнер – свой сорт глины.
2. Приготовление смеси. Глина смешивается с другими компонентами в строго рассчитанной пропорции, поступает на участок предварительного перемалывания до определенного размера и проходит операции: 1) измельчения; 2) смешивания; 3) увлажнения. Приготовление керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляется:
   -полусухим способом (прессованием из порошкообразной массы - глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и подают на формование);
   - пластическим способом (из тестообразной массы с помощью тепловой обработки - под давлением глину дробят, затем направляют в глиносмесител, где она перемешивается с добавками до получения однородной пластичной массы);
   -мокрым способом (исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы, далее уже жидкая смесь поступает в специальные резервуары).
   Для изготовления тела плитки (на производстве его часто называют бисквит, так как по цвету и форме он напоминает корж для приготовления торта) сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы для последующей формовки.
3. Формовка изделия. Для формовки применяется два метода - прессование и экструзия.
   При прессовании порошкообразная масса сдавливается прессом в двух направлениях, под высоким давлением происходит перемещение и частичная деформация гранул, благодаря чему даже необожженная плитка обладает соответствующей плотностью и прочностью.
   При экструзии клинкерная плитка изготовляется из тестообразной массы и формуется при продавливании через специальное отверстие экструдера, имеющие форму будущего профиля. От метода сухого прессования экструзия отличается тем, что в производственном процессе существует так называемая «жидкая фаза», когда вязкая масса выдавливается из определенной формы под давлением и затем обрезается. Именно эти технологические тонкости позволяют производить материал различной формы, тогда как при прессовании можно получить только плоскую плитку определенных размеров. Клинкерная плитка, изготовленная методом экструзии, может быть гораздо толще прессованной, к тому же выпуклой или вогнутой, что дает возможность выпускать и специальные клинкерные элементы, например, угловые, внешние и внутренние.
4. Сушка изделия. Обязательной промежуточной операцией технологического процесса производства керамических изделий является сушка. Сушка выполняет важную роль, так как на этом этапе из изделия удаляется вода, которая была необходима для формовки. Условия сушки имеют крайне важное значение для обеспечения целостности изделия, поэтому процесс следует тщательно контролировать во избежание образования деформаций, растрескиваний и прочих дефектов. В производстве керамической плитки на сегодняшний день наиболее распространенными являются сушильные установки с сушкой горячим воздухом Такая установка обеспечивает выход на поверхность изделия влаги, ее дальнейшее испарение и удаление. Быстродействие установки (процесс сушки длится несколько десятков минут) обеспечивается хорошим теплообменом, эффективной вентиляцией и относительно высокой температурой воздуха, при которых производится осушение. Если же сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается. Далее, в процессе сушки и окончательного высокотемпературного обжига проходит «усадка» плитки (пропорциональное уменьшение в линейных размерах), именно это как раз и объясняет наличие калибров, присваиваемых плитке - по сути, обозначение ее фактического размера. Вызвано это тем, что невозможно с точностью до миллиметра предусмотреть это уменьшение в процессе обжига, оно зависит от множества факторов. Поэтому в дальнейшем, на заключительном этапе, плитка сортируется согласно фактическому размеру (калибру), который в свою очередь имеет небольшие допуски, согласно нормам ISO.
5. Нанесение глазури (эмали). Глазурь (от немецкого Glasur, от Glas - стекло) - стекловидное защитно-декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом (прозрачное или непрозрачное, бесцветное или окрашенное). Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, песок, различные окислы, красящие пигменты, которые наносятся на поверхность изделия и расплавляются). Глазури бывают разного вида, цветные или нецветные, матовые и глянцевые, даже прозрачные. Цвет глазури достигается за счет добавления солей и оксидов металлов, например, кобальт дает синий цвет, хром - зеленый, железо – красный. Плитка может быть глазурованной и неглазурованной. У глазурованной плитки верхний, сравнительно тонкий слой имеет стекловидную структуру, то есть поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает зрительный эффект (цвет, глянец, орнамент и т.д.), а также ряд свойств, таких как водонепроницаемость, твердость и т.д., которые не может обеспечить основание плитки. Таким образом, в составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже. Неглазурованная плитка, наоборот, имеет однородную структуру по всей толщине. На сегодняшний день существует несколько десятков способов нанесения глазурей на поверхность керамической плитки. Глазурь может наноситься в виде гранул, пастообразной массы или распыленной суспензии. Технологически эмаль наносится с помощью машины – большого круглого барабана, длина окружности, которого в несколько раз больше длины плитки. Барабан, прокатываясь, наносит жидкую эмаль и поскольку длина его окружности намного превышает длину плитки, то за один оборот обрабатывается 3-4 плитки. Момент нанесения может происходить по-разному: до обжига, после обжига и даже во время обжига. Для придания плитке более эстетичного вида процесс глазурирования может применяться совместно с нанесением различных изображений Нередко используется осевое смещение барабана, для того, чтобы сделать большое количество плитки с неповторяющимся рисунком, при этом сохраняя выбранный дизайн и цвет серии.
6. Обжиг. Посредством обжига плитка, также как и другие керамические изделия, приобретает механические характеристики, делающие ее пригодной для различного использования. Такие характеристики являются следствием химических реакций и физических изменений, которые происходят как в самой плитке, так и в глазури (в случае глазурованной плитки). Обжиг производится в печах непрерывного действия, которые представляют из себя туннель, по которому плитка перемещается на специальных транспортерах, подвергаясь при этом предварительному нагреву, в результате которого испаряется влага, далее плитка обжигается при температуре в зависимости от типа изделия от 900 до 1250 °С и более. Характерным свойством глин является их способность превращаться при обжиге в камневидную массу. Для каждого типа плитки (а иногда и для каждой коллекции) разрабатывается индивидуальный температурный режим. Отличается и максимальная температура обжига для разных материалов. У плитки двойного обжига - около 950 °С, у однократного обжига - до 1180°С, у керамогранита - до 1300°С. После пребывания в течение определенного времени на участке обжига плитка перемещается далее по туннелю, последовательно охлаждаясь до температуры, которая обеспечивает ее безопасную выгрузку из печи. После охлаждения плитка приобретает структуру с высокой механической прочностью.
7. Сортировка. Прежде чем поступить на участок упаковки и далее на склад, плитка тщательно сортируется. Этот процесс призван обеспечить решение трех задач: 1) отбраковать дефектные изделия; 2) отделить плитки первого сорта от плиток более низких сортов; 3) сгруппировать плитки каждого сорта в торговые партии с точки зрения размерности (калибр) и цветности (тон). Порядок сортировки может быть следующим: после выхода из печи плитка приходит на участок дефектоскопического контроля и калибровки, и затем визуального контроля тональности. Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждая плитка попадает на так называемые рельсы, расположенные по краям плитки и по центру прокатывается ролик, воздействующий на плитку с определенной нагрузкой. Если плитка имеет дефект, то она не выдерживает нагрузки и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки. Далее плитка сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.

Виды керамической плитки

Каждый этап производства для различных видов плиток имеет свои особенности, которые и определяют в дальнейшем характеристики получаемого материала.

БИКОТТУРА

Эмалированная керамическая плитка, предназначенная для облицовки стен внутри помещений. Эмаль придает плитке блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает керамическое тело плитки от проникновения влаги. Тело плитки, так называемое «печенье», получается путем прессования увлажненной массы из красной глины под давлением в специальных формах с последующим обжигом при температуре до 1040 ºС. Весь цикл производства этого типа плитки происходит за два процесса: 1) для создания основы обжигается только основание плитки, обжиг производится при невысоких температурах. В результате получается высокопористый черепок (с показателем водопоглощения до 10%), не подвергнувшийся усадке и не требующий в дальнейшем сортировки плитки по размерам (калибровки). По окончании производственного цикла плитка проходит контроль планометрических параметров и линейных размеров. В случае несоответствия плитки заданным параметрам, она автоматически снимается с конвейера и идет на переработку. 2) Для закрепления эмали на основание наносится глазурь и происходит вторичный обжиг, характеризующийся еще более низкой температурой (700-900 ºС). Ко второй фазе обжига - фазе нанесения эмали - допускается только предварительно отобранная качественная плитка. Общий смысл поэтапного обжига - обеспечение необходимых прочностных характеристик «бисквита» (необходимы высокие температуры), и сохранение цвета желаемой яркости и насыщенности (при низких температурах красящие пигменты практически не выгорают). Толщина «печенья» составляет 5-7 мм, она уступает по прочности другим видам плитки и имеет интерьерное применение. Эмаль, покрывающая плитку двойного обжига, бывает глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, поскольку не предполагается, что эта плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам (по ней не будут ходить). Исключение составляют некоторые серии плитки, рекомендованные производителями и как напольные. Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, плитка проверяется на наличие дефектов поверхности. Основные форматы производства плитки: 20х20 см, 20х25 см, 25х33,3 см. Внешне бикоттуру можно отличить по: относительно небольшой толщине; красно-коричневой глиняной основе; небольшому весу; глянцевой блестящей эмали.
Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого - чаще всего базового в серии и дополнительных – более темных и с большим количеством декорированных элементов. Декорированные элементы изготавливаются следующими способами:
- с использованием дополнительного третьего обжига: предварительно сделанная плитка нарезается под нужный размер (например, бордюр). На уже готовую плитку наносят необходимый рисунок. Делается это различными способами в зависимости от ожидаемого эффекта – нанесением рисунка через сетки или трафареты красками, золотом, глазурью (иногда в виде порошка). Далее на изделие наносится еще один слой эмали с последующим обжигом при еще более низкой температуре (до 700 ºС) для закрепления рисунка, при этом порошок глазури расплавляется, образуя рельефный рисунок.
- с помощью гипса: для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляют гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда сушкой без обжига).

МОНОКОТТУРА

Это эмалированная керамическая плитка, предназначенная как для облицовки стен, так и для укладки плитки на пол. Некоторые ее виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данную серию снаружи и внутри помещений. Весь цикл изготовления монокоттуры происходит за один процесс обжига. Специально приготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных емкостях и одновременно увлажняется. Затем она подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных барабанах практически до состояния взвеси, и под давлением подается в пресс-форму. Размер прессованных плиток на этом этапе превышает номинальный размер примерно на 7-10%, то есть керамическая плитка, имеющая размер по каталогу 30х30 см, имеет пока еще размер приблизительно 33х33 см. Все это происходит потому, что в процессе окончательного обжига и сушки плитка сужается, пропорционально уменьшаясь в линейных размерах. Далее керамическая плитка направляется в специальную камеру окончательной подсушки и на участок, где на еще не обожженную плитку наносится эмаль, которая после обжига защищает структуру плитки и придает задуманный изначально цвет и дизайн плитки. После нанесения эмали плитка направляется в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры 1200 °С и затем плавно остывая, керамическая плитка проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа становится исключительно твердой и на ней закрепляется эмаль, образуя с плиткой прочное единое целое. После выхода из печи плитка направляется на участок дефектоскопного и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и отправляется на склад готовой продукции.
Основные отличия бикоттуры от монокоттуры: большая твердость (плотность) материала в результате использования более мощного пресса и большей температуры обжига, наличие серий с низким водопоглощением (<3%), морозостойкими качествами (некоторые типы плитки одинарного обжига производят специально для эксплуатации при минусовой температуре, такой плиткой можно облицовывать постройки снаружи), более толстая и прочная основа плитки, более твердая, износостойкая эмаль. Плитка одинарного обжига подвержена усадке, поэтому могут встречаться расхождения в размерах (калибрах плитки), которые отличаются в разных партиях. Эмаль у плиток одинарного обжига, кроме повышенных прочностных характеристик, обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые виды этой плитки обладают также повышенной стойкостью к агрессивным химическим средам.
Декоры для монокоттуры производятся двух типов: напольные и настенные. Производство напольных декоров очень похоже на производство основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного размера наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому твердость эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного материала. Во многих случаях керамическая плитка монокоттура предлагается как напольная, соответствующего цвета и размера для некоторых серий бикоттуры, таким образом, дополняя их.
Существует также особый подтип монокоттуры, производимый форматом 10х10 см. Плитки этого формата рекомендованы, как правило, для облицовки «фартука» на кухне (оформления и защиты стены между нижними мебельными столами и верхними шкафчиками) и имеют меньшую толщину (около 6 мм) и большее количество различных декоров. Поскольку эта керамическая плитка используется в основном в интерьере, она не обладает всеми преимуществами монокоттуры (используются более мягкие параметры при прессовании и обжиге), но, тем не менее, она прочнее, чем бикоттура, и может быть использована как напольное покрытие в частных интерьерах (коттеджах, квартирах и так далее).

МОНОПОРОЗА

Отдельный вид плитки одинарного обжига, производится по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига тела плитки и нанесенной глазури. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. Это изделие является высокопористым и обладает большим показателем водопоглощения – до 15%. Толщина основы составляет 12 мм, потому что прочность такой плитки меньше, чем у монокоттуры. Технология производства монопорозы дает возможность изготавливать большие плиты. Так как при производстве используется белая смесь, это позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Это очень выгодно, потому что, например, бикоттура, имеющая красную основу требует толстого слоя светлого покрытия. Поэтому наиболее распространенными являются расцветки, имитирующие мрамор. Поверхность плитки украшают как традиционным способом – нанесением рисунка на изделие, так и с помощью резки под водой под большим давлением на специальном оборудовании, таким образом можно получать красивый сборный декор, используя в том числе и кусочки натурального камня. Такая плитка менее плотная, чем монокоттура, и применять ее можно только для внутренней отделки помещений.

ГРЕС (Керамический гранит)

Керамический гранит прокрашенный по всей массе - это неэмалированная керамическая плитка одинарного обжига, изготовляемая из светлых сортов глины. Смесь, из которой изготавливают плитку грес, состоит из глин нескольких сортов, кварцевого песка, полевого шпата и красящих пигментов (окиси металлов) – натуральных компонентов, которые в отличие от природного камня, не служат источником повышенного радиоактивного фона и являются безопасным для здоровья материалом. Фазы производства керамического гранита схожи с монокоттурой. Смесь прессуется, подсушивается, а затем обжигается при очень высоких температурах. При этом исходный материал спекается и образует монолит. Благодаря этому керамогранит обладает высокими техническими характеристиками, такими как: низкий показатель водопоглощения – менее 0,05%, стойкость к химическим воздействиям, повышенная стойкость к истиранию, прочность при ударах, прочность при изгибах, стойкость к перепаду температур, четкость рисунка и цвета, расцветка изделия не меняется под воздействием внешних факторов. По типу поверхности керамический гранит разделяют на несколько основных видов:

1. Матовый - плитку с такой поверхностью после выхода из печи не обрабатывают дополнительно, поэтому она имеет естественный вид.
2. Полированный - необработанную поверхность греса ровно срезают, а затем осветляют. В результате плитка становится сверкающей. После полировки на изделие наносится состав, который закрывает микропоры и делает поверхность менее восприимчивой к загрязнению. Однако такая плитка имеет несколько недостатков (если на нее попадает вода, она становится очень скользкой, к тому же ее очень легко поцарапать, поэтому за полированным гресом нужно следить особенно тщательно и чистить специальными неабразивными жидкими моющими средствами).
3. Полуполированный (лаппатированный – от итальянского lappato – притертый, заглаженный) керамогранит - получают посредством срезания меньшего верхнего слоя греса по технологии поверхностной шлифовки (для этого используют специальные шлифовальные камни). Обычно таким образом обрабатывают неровную плитку, в результате получается эффектное сочетание полированных и матовых участков. Поверхность лаппатированного керамического гранита легче очищается от загрязнений. Лапатированная керамическая плитка отличается от полированной менее интенсивной обработкой плитки, в результате чего плитка приобретает блеск и нескользкую поверхность.
4. Большое распространение получил смальтированный керамический гранит (gres porcelanato smaltato). Технология его изготовления очень схожа с производством монокоттуры - нанесенная эмаль, определяющая цвет и фактуру поверхности, обжигается вместе с плиткой в результате одинарного обжига, но при этом материал обладает такими же высокими прочностными и морозоустойчивыми показателями, как керамогранит.
5. Еще одной технологией обработки керамического гранита является ретификация. Ретификация - это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок с каждой стороны как матовой, так и полированной плитки на специальных станках (при помощи алмазных кругов), для придания всем без исключения плиткам в серии единого размера в каждом формате и одинаково ровных краев изделия. Эта операция позволяет укладывать плитки разных размеров, а также сочетать матовые и полированные плитки одной серии с минимальными швами от 1мм, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неретифицированных плиток. Тем не менее такую плитку все же рекомендуется класть со швом – для того чтобы при усадке здания, или при расширении плитки (например, от температурных перепадов), она не потрескалась.

КОТТО

Это, как правило, неэмалированная керамическая плитка одинарного обжига. Она изготавливается из красной глины путем экструзии – продавливания через квадратную, прямоугольную или, например, шестиугольную форму. Котто применяется в основном для отделки полов. Метод экструзии позволяет получать плитку самой причудливой конфигурации. Наиболее ходовые размеры: 250x250, 300x300, 200x400 и 400x600 мм. Корпус котто имеет разнообразную натуральную окраску желтой, коричневой и красноватой гаммы. Лицевая поверхность обычно обрабатывается специальными щетками, в результате чего на ней появляются твердые бугорки. Окончательно поверхность котто может быть отполирована, отшлифована или, наоборот, сделана нарочно шероховатой. Основные технические характеристики котто: низкие показатели водопроницаемости и истираемости, стойкость при сжатиях и изгибах, стойкость к химическим и атмосферным воздействиям.

КЛИНКЕР

Клинкер - это керамическая плитка одинарного обжига с уплотненной основой, при изготовлении которой применяют метод экструзии, а также технологию прессования (например, у фабрики Paradyz). Иногда ее эмалируют или покрывают так называемой «солью» – тонким слоем прозрачного стекла. Основные характеристики клинкера: высокая сопротивляемость механическим нагрузкам, низкие показатели истираемости и водопроницаемости, стойкость к химическим воздействиям, стойкость к перепаду температур, морозостойкость. Обычно клинкеры используют для облицовки полов как внутри, так и снаружи, а также при строительстве бассейнов – в отделке цоколей, уголков, водостоков, ступеней и различных соединительных элементов.

МАЙОЛИКА

Крупнопористая плитка с цветной основой и лицевой поверхностью, как правило, покрытой непрозрачной глазурью, на которую нанесен яркий рисунок. Для производства майолики берут карьерные глины, содержащие песок, карбонатные фракции и окислы железа. Плитка получается методом прессования с последующим двойным обжигом. Майолика отличается высокой механической прочностью и стойкостью к образованию кракелюров (мелкие трещины на поверхности красочного слоя в живописи - в старинных картинах на холсте и дереве, а также на керамике, эмали, стекле), но из-за пористой основы майолика легко впитывает воду, поэтому может быть использована только для отделки внутренних стен в сухих помещениях. Несмотря на ограниченную область использования и энергоемкий двойной обжиг, майолика пользуется устойчивым спросом благодаря высоким декоративным достоинствам, прочно ассоциирующимся со стариной.

Общие рекомендации по подбору и применению плитки можно сформулировать так

Бикоттура - применяется для облицовки стен в интерьерах, иногда для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не сопрягаются напрямую с улицей и где, как следствие, нет риска повредить эмаль механическими частицами (песок, пыль).
Монокоттура - используется для облицовки всех типов поверхностей в интерьерах, а особо стойкие виды этой плитки могут применяться как напольное покрытие в общественных местах с не очень интенсивной проходимостью (все-таки нужно учитывать, что эмалированная керамическая плитка так или иначе будет изнашиваться в процессе эксплуатации быстрее, чем прокрашенный в массе керамогранит). Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных и внутренних работ.
Керамогранит, прокрашенный в массе - облицовка всех типов поверхностей как внутри помещений, так и на улице. Практически не имеет ограничений по применению - это могут быть и частные интерьеры, и рестораны, и аэропорты, и бассейны, и тротуарные дорожки и т.д. Здесь только особо стоит отметить, что для некоторых наружных работ и полов в специальных помещениях необходимо подбирать плитки с соответствующей противоскользящей поверхностью (для ступеней лестницы) или улицы, специальных помещений (складские помещения, производственные цеха). Выбор полированных плиток керамогранита: в связи с очень гладкой поверхностью данного материала его используют в основном во внутренних помещениях, где нет опасности попадания на него воды, которая делает его очень скользким. Также нужно учитывать тот факт, что применение этого материала в местах, имеющих прямой контакт с улицей (рестораны, кафе, вестибюли), подвергает его дополнительному износу, так как он будет больше подвержен механической нагрузке и со временем может потерять свой внешний вид.

Свойства и особенности керамической плитки

Керамическая плитка - это очень прочный материал. Если плитка правильно уложена, то предел ее прочности в 10–20 раз превосходит аналогичный предел для цемента или железобетона - может достигать 30 тысяч тонн на квадратный метр! Высокий показатель жесткости позволяет керамической плитке не гнуться и не деформироваться даже при очень высоких нагрузках на разрыв. И чем она толще, тем выше этот показатель. Стекловидная поверхность керамической плитки (глазурь или эмаль) защищает керамическую плитку от воздействия воды. Этот материал обладает свойствами огнеупорности и огнестойкости, благодаря чему плитку можно использовать для облицовки печей и каминов. Она не горит, защищает облицованную поверхность, а при нагревании не выделяет ядовитых веществ. Плитка не подвергается разрушению при соприкосновении с химическими веществами (единственная угроза - фтористо-водородная кислота). При соприкосновении с керамической плиткой не возникает разряда статического электричества, как это бывает с синтетическими поверхностями (ковролин, линолеум), то есть плитка – диэлектрик. Керамическая плитка изготовлена из натуральных природных компонентов и безопасна для окружающей среды. Керамическая плитка быстро вбирает и проводит тепло, то есть обладает высокой теплопроводностью. Это один из самых гигиеничных материалов, его очень легко поддерживать в чистоте.

1. Износостойкость - одно из важнейших качеств напольной плитки, которое характеризует устойчивость плитки к истиранию и способность сохранять внешний вид без изменений. Исследователи американского Института Фарфора и Эмали, которые проводят анализ, тестирование и исследование керамических материалов, разработали классификацию плитки по степени истираемости. Сокращенно она называется PEI и используется для того чтобы правильно подбирать плитку определенной группы износостойкости в зависимости от типа помещений, в которых она будет уложена. Если положить на пол плитку несоответствующей группы, она очень быстро вытрется, потеряет прочность, покроется царапинами, а глазурь утратит блеск. Классификация PEI включает в себя пять групп: PEI I – плитка этой группы предполагает легкую степень эксплуатации без воздействия абразивных частиц (используется для стен в ванных комнатах). PEI II – плитка этой группы предполагает эксплуатацию с небольшим наличием абразивных частиц (используется для стен/пола в спальнях, кабинетах, ванных комнатах). PEI III – плитка третьей группы укладывается в любых жилых помещениях и в небольших офисах, не имеющих прямого входа с улицы. Плитка не подходит для лестниц, коридоров и других помещений с большой проходимостью. PEI IV - плитка этой группы обладает более высокими прочностными характеристиками, чем плитка предыдущей группы, и поэтому подходит для любых жилых комнат, а также для покрытия лестницы, холла, коридоров. PEI V - Плитка пятой группы является наиболее прочной и стойкой к истиранию из глазурованных плиток. Поэтому только ее применяют как в частных, так и общественных интерьерах с проходимостью выше среднего (офисы, магазины, кафе, рестораны). Для мест с интенсивным трафиком (движением) рекомендуется использовать неглазурованный керамогранит (аэропорты, вокзалы, торговые центры).
2. Водопоглощение - отношение массы воды, поглощенной образцом при его полном погружении в воду, к массе сухого вещества. Отношение выражается в процентах. Водопоглощение глазурованных керамических плиток для пола не должно превышать 3% (стандарт EN 176 Bl), для настенных плиток водопоглощение должно составлять не менее 10% (стандарт EN 159 BIII). Показатель водопоглощения плитки играет важную роль при облицовке бассейнов. Для этого необходимо использовать только специальную плитку, как например, керамогранит, клинкер, фарфоровая плитка.
3. Морозоустойчивость – способность плитки сопротивляться перепадам температуры. Водопоглощение и морозостойкость взаимосвязанные характеристики, напрямую зависящие от пористости плитки. При обжиге любой керамической плитки, какая бы технология не применялась, в ее теле образуются поры - от испарения остаточной влаги, от выхода газов, образующихся в ходе высокотемпературных химических реакций. Естественно, что в них может проникать влага от дождя, тумана, снега - если плитка уложена на улице, или от разнообразных технологических жидкостей - если плиткой облицована, например, холодильная камера. Морозостойкость - способность керамических изделий, насыщенных водой, выдерживать многократное попеременное замораживание в воздушной среде и оттаивание в воде без признаков разрушения и без значительного снижения прочности, иными словами, показатель морозостойкости - это стойкость к циклическим замораживаниям и оттаиваниям. Европейскими методиками проверки обусловлено, что 25 циклов замораживания / оттаивания при температуре от – 15Сº до +15Сº (при температуре от – 20Сº до +25Сº согласно ГОСТ 7025-91) достаточно для того, чтобы установить факт наличия или отсутствия стойкости. Стойкость керамической плитки обусловливается двумя параметрами: наличием и количеством пор. Плитка двойного обжига довольно пористая и, следовательно, не морозостойкая. А плитка одинарного обжига с водопоглощением меньше 3% считается морозостойкой. Керамогранит в отличие от керамической плитки имеет самый минимальный уровень водопоглощения – меньше 0,05%, что характеризуется отсутствием пор и микротрещин на поверхности и противостоит проникновению воды внутрь, не расширяется и не вызывает разрушение при заморозках. Морозостойкость обязательно нужно учитывать и в том случае, когда плитку укладывают на улице или в неотапливаемом помещении, где температура воздуха опускается ниже 0Сº.
4. Растрескивание - это появление тонких трещин в эмалевом покрытии. Это происходит с некачественной или неправильно подобранной плиткой под действием резких перепадов температур. Такой дефект иногда присутствует на плитках до укладки. Если будет доказано, что при изготовлении плитки была нарушена норма «сопротивляемости растрескиванию», дефект считается производственным браком. Когда плитка растрескивается через некоторое время после укладки, причинной может служить неправильная укладка плитки: использование плохого раствора или клея, слишком толстый или тонкий слой этих материалов.
5. Сопротивление скольжению - это характеристика, которая определяет способность поверхности препятствовать скольжению предмета, находящегося на ней. Она выражается коэффициентом трения, который чаще всего измеряется немецким методом нормы DIN. Результат испытания выражается в размере угла наклона пола, при котором предмет начинает скользить. Сопротивление к скольжению является основным требованием к безопасности жилых и промышленных помещений, а также для наружных напольных покрытий. В банях, саунах и бассейнах обычно укладывают ребристую плитку с желобками.
6. Химическая устойчивость – характеристика эмали плитки, отражающая ее способность выдерживать контакт с химическими веществами при комнатной температуре. Под химическими веществами имеются в виду кислоты, соли, основания, а также бытовая химия, добавки для бассейна и продукты домашнего обихода. Плитка должна оказывать сопротивление агрессивному или механическому воздействию этих веществ, не претерпевая внешних изменений. Согласно норме EN 122 выделяются следующие классы плитки по устойчивости к агрессивным средам (средам, вызывающим разрушение материалов и ухудшение его свойств – использование бытовых моющих средств, атмосферное воздействие): Класс AA - при проведении испытаний плитка полностью сохранила внешний вид, Класс A - внешний вид изменился незначительно, Класс B - выявлены значительные изменения внешнего вида, Класс C - произошла частичная потеря внешнего вида, Класс D - первоначальный вид абсолютно потерян. Следует не забывать и про швы на облицованной плиткой поверхности. Их можно защитить, заполнив эпоксидными материалами, которые хорошо сопротивляются химическим воздействиям.
7. Тон и калибр плитки. Тон - цветовая насыщенность плитки, которая может немного не совпадать с заявленным цветом. Он обозначается на упаковке цифрой или буквой. Калибр - фактический размер плитки, который иногда на пару миллиметров отличается от номинального. Калибр указан на упаковке рядом с номинальным размером. Небольшие расхождения в размерах часто случаются при производстве плиток с очень плотной основой. При изготовлении плитка сортируется по партиям одного размера с допуском разницы, установленной нормативами. Перед укладкой плитку следует проверить на наличие несовпадений с указанными на упаковке данными по размеру/сравнению калибров, в противном случае даже незначительные отклонения могут вызвать неровности или другие дефекты покрытия.
8. Сопротивление на изгиб - это характеристика, определяющая, какое предельное значение статической нагрузки, приложенной к трем точкам одной керамической плитки, она способна выдержать без разрушения. Сопротивление изгибу тем выше, чем ниже водопоглощаемость плитки. Керамогранит обладает очень высоким сопротивлением на изгиб, а пористая плитка – более низким.
9. Предел прочности – уровень возможной нагрузки, которую должна выдерживать плитка. Он напрямую зависит от ее толщины. Способность противостоять нагрузкам особенно важна для напольной плитки. Такие нагрузки, как вес человека или мебели, плиточное покрытие должно выдерживать легко и не ломаться.
10. Поверхностная твердость - это характеристика, выражающая способность поверхности быть устойчивой к появлению царапин и повреждений. В соответствии с нормой стандартов EN101 плитка классифицируется по шкале от 1 до 10 соответственно возрастающей твердости минералов, используемых для проведения теста. Царапины четко просматриваются на блестящей поверхности плитки, на матовой же они менее заметны.
11. Устойчивость к перепадам температур - это способность поверхности эмали не претерпевать видимых изменений вследствие «шока» вызываемого резкой сменой температуры путем последовательных циклов погружения в воду комнатной температуры и последующего помещения в печь с температурой свыше 105°C. Тест показывает большую или меньшую устойчивость плитки к таким воздействиям.

Декоративная плитка применяется для внутренней и внешней отделки помещений. Производство керамической плитки восходит к древним временам и народам, в том числе египтянам, вавилонянам, ассирийцам. Например, ступенчатая пирамида для фараона Джосера, построенная в Древнем Египте около 2600 г. до н.э. , содержит красочный кафель.

Позже керамическая плитка была изготовлена ​​практически в каждой крупной европейской стране. К началу ХХ века плитка стала производиться ​​в промышленных масштабах. Изобретение туннельной печи около 1910 привело к автоматизации производства.

Получение сырья для производства керамической плитки

Сырье, используемое для формирования плитки, состоит из глинистых минералов, добываемых из земной коры. Добавляются природные минералы, такие как полевой шпат, использующийся, чтобы понизить температуру обжига и химические добавки, необходимые для процесса формования. Минералы часто предварительно обогащаются перед отправкой в ​​керамический завод.

Исходные материалы измельчают и классифицируют по размеру частиц. Первичные дробилки используются для уменьшения больших комков материала. Существуют различные виды дробилок, позволяющие получить на выходе материал нужной классификации.

Первым шагом производства керамической плитки является смешивание ингредиентов. Затем добавляют воду и ингредиенты подвергаются мокрому размолу или измельчаются в шаровой мельнице. Если используется мокрый помол, избыток воды удаляют с помощью фильтр-пресса с последующей распылительной сушкой. Полученный порошок затем прессуют в плитки желаемой формы. Формование совершают сжимающими движениями между стальными пластинами или посредством вращательного движения между стальными конусами.

Вторичное дробление уменьшает мелкие куски с частицами. Часто для этих целей используется молотковая мельница и мельница Мюллера. В последней используют стальные диски в мелкой вращающейся "кастрюлей", в то время как молотковая мельница использует быстро движущиеся стальные молотки, сокрушающие материал. Также используются валовые или конического типа дробилки.

Третий размер шага измельчения частиц необходим для изготовления высококачественной плитки. Барабанные виды мельниц используются в комбинации с прочими методами. Одним из наиболее распространенных типов таких мельниц - шаровые мельницы, который состоят из крупных вращающихся цилиндров, частично заполненных сферическими измельчающими телами.

Экраны используются для отделения частиц в определенном диапазоне размеров. Они работают в наклонной позиции и механической вибрации или электромеханическим методом улучшают поток материала. Экраны классифицируются в соответствии с числом отверстий на линейный дюйм поверхности экрана. Чем выше это число, тем меньше размер отверстия.

Глазурь - стекломатериал, предназначенный для расплавления на поверхности плитки в процессе обжига, надежно закрепляющийся на поверхности плитки во время охлаждения. Глазури используются для обеспечения влагостойкости и украшения, так как они могут быть окрашены или приобретают специальные текстуры.

Производство керамической плитки: технология

После того, как сырье обработано, следует выполнить несколько шагов, чтобы получить готовое изделие. Эти шаги включают в себя дозирование, смешивание и измельчение, сушка распылением, формование, сушка, глазуровка и обжиг. Многие из этих шагов теперь осуществляется с помощью автоматизированного оборудования.

Дозирование

Для многих керамических изделий, в том числе плитки, качество определяется количеством и типом сырья. Сырье также определяет цвет тела плитки, которое может быть красного или белого цвета, в зависимости от количества используемых железосодержащих сырьевых материалов. Таким образом, важно смешать правильные объемы составляющих, чтобы достичь желаемых свойств. Производятся расчеты, принимающие во внимание физические и химические свойства состава сырья. После того, как определен соответствующий вес каждого сырьевого материала, составляющие смешиваются.

Смешивание и измельчение

После того, как ингредиенты взвешены, они поступают в смеситель. Иногда необходимо добавить воду, чтобы улучшить смешение с несколькими ингредиента партии, а также достичь тонкого помола. Этот процесс называется мокрым помолом и часто выполняется с использованием шаровой мельницы. В результате получается заполненная водой смесь, называемая суспензие. После интенсивных нагрузок воду удаляют из суспензии с помощью фильтр-пресса (который удаляет 40-50 процентов влаги) с последующим сухим размолом.

Распылительная сушка

Включает в себя закачивание суспензии в распылитель, состоящий из быстро вращающегося диска или сопла. Потоками воздуха мелкие частицы освобождаются от влаги. Сырье может также быть получено путем сухого помола с последующим гранулированием. Для этого созданы гранулирующие машины.

Формирование

Чаще всего керамическая плитка формируется путем сухого прессования. В этом способе, сыпучий порошок, содержащий органическое связующее или низкий процент влаги, поступает из бункера в фасонный пресс. Материал сжимается в полости стальными плунжерами, а затем выбрасывается в нижней части плунжера. Автоматизированные прессы используются с рабочим давлением свыше 2500 тонн.

Используются также смачивающие агенты для получения особо тонкой плитки. Экструзия плюс штамповка позволяют производить плитку неправильной формы, небольшой толщины, что делает ее более качественной, а производство экономичным. Пластичная масса проходит уплотнение в специальном цилиндре высокого давления и выдавливается из цилиндра небольшими порциями. Эти порции проходят штамповку с использованием гидравлических или пневматических прессов.

Второй метод заключается в следующем: экструдированные порции сжимаются между двумя половинами жесткой формы, установленной на гидравлическом прессе. Сформированная часть с применением вакуума прижимается к верхней половины пресс-формы, чтобы освободить нижнюю половину. Затем путем нагнетания воздуха через верхнюю половину освобождается верхняя часть. Излишки материала удаляются для повторного использования.

Другой процесс, называемый глазуровка давлением, был разработан недавно. Этот процесс сочетает в себе глазуровку и формирования одновременно. Нанесение глазури (в высушенной распылением порошковой форме) непосредственно в матрицу, заполненную порошком плитки тела. Преимущества включают устранение погрешностей глазуровки, а также снижение отходов материала глазуровки (так называемый шлам), который производится обычным способом.

Сушка

Керамическая плитка, как правило, должна быть высушена (при высокой относительной влажности) после формирования, особенно, если используется мокрый способ. Сушка, которая может занять несколько дней, удаляет воду в достаточно медленном темпе, чтобы предотвратить усадочные трещины. Используются непрерывные или туннельные сушилки, которые нагреваются с помощью газа или нефти, инфракрасные лампы или на микроволновой энергии. Инфракрасная сушка лучше подходит для тонкой плитки, а СВЧ-сушка работает лучше для толстой плитки. Другой способ, импульсной сушки, использует импульсы горячего воздуха, протекающего в поперечном направлении материалу.

Глазуровка

Измельченные глазури наносят с помощью одного из доступных методов. В центробежном глазуровщике или дисковании, глазурь подается через вращающийся диск, который распределяет глазурь на плитке. При способе водопада поток глазури падает на плитку, когда она проходит по конвейеру под ним. Иногда глазурь просто распыляется. Существует также трафаретная печать. В этом процессе глазурь продавливают через сито с резиновым ракелем или через другое устройство.

Сухая глазуровка включает в себя применение порошков, измельченных фритт (стеклянных материалов), и гранулированной глазури на мокрой поверхности плитки. После обжига, частицы глазури сливаются друг с другом, образуя прочную поверхность, подобную граниту.

Обжиг

После глазуровки плитка подвергается обжигу, укрепляющему ее и дающему нужную пористость. После формирования заготовки сушат медленно (в течение нескольких дней), при высокой влажности, чтобы предотвратить образование трещин и усадки. Далее наносится глазурь, а затем плитки обжигают в печи или печи. Хотя некоторые виды плитки требуют двухступенчатого процесса обжига, плитка мокрого помола обжигается только один раз, при температуре 2000 градусов по Фаренгейту или более. После обжига плитка пакуется и отправляется на склад.

Печи, используемые для обжига плитки.

Плитка, получаемая путем сухого помола вместо мокрого помола, как правило, требует двухступенчатого процесса. В этом случае плитка проходит через низкотемпературный обжиг под названием суп обжига до глазуровки. Этот шаг удаляет летучие вещества из материала, большинство или все усадки. После чего производят обжиг и глазуровку одновременно. Оба процесса обжига происходят в туннеле или непрерывной печи, которая состоит из камеры, через которые заготовки медленно двигаются по конвейеру на огнеупорных волокнистых лентах, построенных из материалов, устойчивых к высоким температурам, или в специальных контейнерах. Обжиг в туннельной печи может занять от двух до трех дней, при температуре около 2372 градусов по Фаренгейту (1300 градусов Цельсия).

Для плитки, которая требует только однократного обжига - обычно это плитка, которая получена мокрым формованием - используются фрезерные ролики. Эти печи перемещают заготовки на роликовом конвейере и не требуют дополнительного оснащения. Обжиг в роликовой печи может длиться 60 минут, температура обжига около 2102 градусов по Фаренгейту (1150 градусов по Цельсию) или более.

После обжига и испытаний керамическая плитка готова, она пакуется и отправляется.

Экологичность

Огромное количество загрязняющих веществ генерируется в ходе различных этапов производства; эти выбросы должны контролироваться в соответствии со стандартами. Среди вредных веществ, образующихся при производстве плитки, являются фтор и соединения свинца, которые образуются при обжиге и глазуровке. Соединения свинца были значительно сокращены с недавним развитием, без примеси свинца или с низким содержанием свинца глазури. Выбросы фтора собираются в скрубберы, устройства, которые в основном распыляют воду, чтобы удалить вредные загрязнители. Это можно контролировать также с помощью сухих процессов: тканевыми фильтрами с покрытием из извести. Эта известь может быть переработана в качестве исходного материала для будущей плитки.

Промышленное производство керамической плитки также образуют сточные воды, образующиеся при фрезеровании, глазуровке и сушке распылением. Отходы производства плитки также возвращают в процесс подготовки сырья для повторного использования.

Контроль качества

Большинство производителей керамической плитки в настоящее время используют методы статистического контроля процессов (SPC) для каждого шага производственного процесса. Многие также тесно сотрудничают со своими поставщиками сырья, чтобы получаемое сырье соответствовало требованиям. Статистический контроль процесса состоит из диаграмм, которые используются для контроля различных параметров обработки, таких как размер частиц, фрезерное время, температура сушки и время, давление прессования, размеры после прессования, плотность, температура и время обжига, прочие. Эти графики помогают выявить проблемы с оборудованием, повысить его эффективность.

Конечный продукт должен удовлетворять определенным требованиям в отношении физических и химических свойств. Эти свойства определяются с помощью стандартных тестов. определяемые характеристики включает механическую прочность, стойкость к истиранию, химическую стойкость, водопоглощение, стабильность размеров, морозостойкость и коэффициент линейного теплового расширения. Совсем недавно добавился параметр сопротивление скольжению, который может быть определен путем измерения коэффициента трения.

Перспективы

В целях поддержания роста рынка, производители керамической плитки будут сосредотачиваться на разработке и продвижении новых моделей с различными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Особое внимание сейчас уделяется крупногабаритным, прочным, гранитным, полированным моделям. Высокая прочность достигается благодаря особому составу сырья, новым технологиям глазуровки, производству на усовершенствованной аппаратуре. Автоматизация производства керамической плитки будет играть ведущую роль в работе по увеличению объемов производства, снижении затрат и улучшению качества. Кроме того, изменения в технологии производства керамической плитки, вызванные проблемами окружающей среды и энергетических ресурсов, будут продолжаться.