1 前 言

　　陶瓷噴墨裝飾技術(shù)是在傳統(tǒng)的噴墨打印技術(shù)上發(fā)展起來的一種新型瓷磚圖案印刷技術(shù)，是數(shù)碼技術(shù)、壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)和傳統(tǒng)陶瓷行業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物。瓷磚噴墨裝飾技術(shù)在西班牙和意大利等傳統(tǒng)的瓷磚生產(chǎn)已經(jīng)有近十年的歷史，目前已經(jīng)獲得陶瓷行業(yè)的廣泛認(rèn)同和接受，正朝著日益普及化的方向發(fā)展。國內(nèi)瓷磚行業(yè)大約在數(shù)年前開始引入該項(xiàng)技術(shù)，短短幾年間得到了快速的發(fā)展，大批的設(shè)備供應(yīng)商成長(zhǎng)起來，并迅速打開市場(chǎng)。陶瓷廠商也得以為終端消費(fèi)者提供更好的瓷磚產(chǎn)品，行業(yè)出現(xiàn)了技術(shù)升級(jí)的新契機(jī)。

　　瓷磚噴墨打印技術(shù)有六個(gè)要素，一是打印機(jī);二是墨水;三是設(shè)計(jì);四是瓷磚;五是釉料;六是人才。打印設(shè)備方面，通過引進(jìn)、消化、吸收和革新，國內(nèi)設(shè)備已經(jīng)完全達(dá)到理想的使用效果，也得到了用戶的接受，與進(jìn)口設(shè)備相比有價(jià)廉物美的優(yōu)勢(shì)。圖案設(shè)計(jì)方面，由于有較好的基礎(chǔ)，國內(nèi)也有許多設(shè)計(jì)公司的圖案得到用戶的選用，但也有很大的提升空間。惟獨(dú)墨水這一要素，是陶瓷噴墨裝飾技術(shù)完全國產(chǎn)化，從而降低使用成本，使噴墨裝飾技術(shù)在建筑陶瓷行業(yè)得以普及化的關(guān)鍵和難點(diǎn)所在。后三個(gè)要素在國內(nèi)陶瓷行業(yè)有比較好的基礎(chǔ)，但需要根據(jù)噴墨打印的工藝特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整和提升。

2 陶瓷墨水國產(chǎn)化的現(xiàn)狀

　　廣義上的陶瓷墨水目前有兩類，一類是用于特種功能材料塊體或薄膜的成形或制備，將超微功能粉體顆粒分散在載液中形成液體分散體系。此類墨水在國內(nèi)的許多材料科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)有了較多的研究。另外一類墨水就是瓷磚裝飾呈色用的陶瓷墨水，是陶瓷色劑分散在載液中得到的一種分散體系。由資料可知，目前國內(nèi)有博今科技、大鴻制釉、道氏制釉、金鷹色料等企業(yè)和部分專業(yè)科研機(jī)構(gòu)、高校的科研人員在進(jìn)行陶瓷墨水的開發(fā)。目前國產(chǎn)墨水仍然處于開發(fā)和推廣期，國內(nèi)市場(chǎng)上用的陶瓷墨水，完全來自于國外的幾家傳統(tǒng)的陶瓷墨水供應(yīng)商。

　　國產(chǎn)陶瓷墨水要得到市場(chǎng)的認(rèn)可接受，除了配套的技術(shù)服務(wù)、圖案設(shè)計(jì)等重要因素外，墨水性能的良好把控，以及打印機(jī)的良好匹配也是必不可少的。

3 陶瓷墨水的主要控制指標(biāo)

　　3.1 粘度

　　適當(dāng)?shù)恼扯瓤纱_保墨水在墨路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)順暢，有利于墨水從噴口的噴出和墨滴的均勻形成。

　　3.2 顆粒度及顆粒分布

　　由于噴頭孔徑和墨路系統(tǒng)的制約，墨水中的色劑顆粒必須足夠細(xì)小，以保證噴墨的順暢。為了避免存放和使用過程中的顆粒沉淀的出現(xiàn)，也要求色劑的顆粒細(xì)小。墨水中顆粒的粒度分布區(qū)域要盡可能窄，以避免色劑過細(xì)帶來的呈色減弱的現(xiàn)象。

　　3.3 表面張力

　　適當(dāng)?shù)谋砻鎻埩梢员ＷC墨滴的均勻形成和不粘噴頭，有助于噴墨的長(zhǎng)期穩(wěn)定;墨水的表面張力過大，容易出現(xiàn)墨滴拖尾的現(xiàn)象;表面張力過小，墨滴容易擴(kuò)散，會(huì)使圖案的清晰度和層次感降低。

SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀

　　3.4 呈色

　　所選用的色劑必須確保在超細(xì)顆粒的狀態(tài)下具有良好的發(fā)色能力，要求選用的色劑在制備過程中反應(yīng)完全，呈色晶體發(fā)育良好。

　　3.5 其它方面

　　與打印機(jī)墨路系統(tǒng)的相容性方面，要求墨水對(duì)噴頭和墨路系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生破壞性的損傷或形變，以及在不同工作溫度下的揮發(fā)速度、觸變性等適合。

4 國產(chǎn)墨水和進(jìn)口墨水的主要指標(biāo)對(duì)比

　　4.1 粘度

　　測(cè)試了不同溫度條件下，國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水的粘度值，分別見表1、表2。

　　由表1、表2可知，當(dāng)溫度為40℃時(shí)，其進(jìn)口墨水的粘度值比30℃條件下的粘度值要大，但博今陶瓷墨水的粘度值在30℃時(shí)反而要更大?？芍瑖馓沾赡?0℃條件下，墨水性能更好，而博今在30℃條件下，更有助于噴墨?？傮w可知，陶瓷墨水的粘度范圍為10～30 mPa?s。

　　4.2 顆粒度和顆粒分布

　　國產(chǎn)墨水和兩種進(jìn)口墨水的顆粒分布對(duì)比情況分別見圖1、圖2、圖3、圖4。

　　由圖1~圖4可知，在相同條件下，不同顏色墨水的顆粒分布情況不同。博今粉色墨水比國外粉色墨水的平均顆粒度要大，尺寸分布范圍要窄。博今和國外的黃色、棕色墨水的顆粒度分布趨勢(shì)略同，但棕色顆粒尺寸的分布范圍比黃色范圍要窄。顆粒越細(xì)，分布越窄，則墨水的性能越好?？傮w可知，國內(nèi)外陶瓷墨水的顆粒尺寸均小于1μm，主要顆粒尺寸分布在0.1～0.5μm范圍內(nèi)。

　　4.3 動(dòng)態(tài)表面張力

　　采用最大氣泡壓力法測(cè)量不同顏色墨水的動(dòng)態(tài)表面張力，見圖5~圖8。

　　由圖5~圖8可知，不同顏色的國內(nèi)外陶瓷墨水隨著最大氣泡壓力法進(jìn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，其表面張力呈減小趨勢(shì)。當(dāng)測(cè)試時(shí)間達(dá)到1.0s后，博今的黃色、粉色、藍(lán)色、棕色墨水與進(jìn)口墨水1的表面張力基本接近，為27.5mN/m左右。進(jìn)口墨水2的表面張力除黃色外，都略大于30mN/m?？芍?，博今制備的墨水的表面張力比較適宜生產(chǎn)。

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5 陶瓷墨水國產(chǎn)化有待解決的問題

　　國產(chǎn)墨水和進(jìn)口墨水在粘度、表面張力等方面的性能都比較接近，在現(xiàn)有的陶瓷噴墨打印機(jī)上實(shí)施打印是完全可行的。但仍然還存在配套設(shè)計(jì)、色料細(xì)度等問題需要解決。

　　(1) 配套設(shè)計(jì)。目前國內(nèi)陶瓷圖案設(shè)計(jì)水平已有很大提高，但和先進(jìn)國家差距仍較大。

　　(2) 高精色料。噴墨墨水對(duì)色劑的要求較高，要求在超微細(xì)的顆粒狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)良好的發(fā)色，對(duì)色料品質(zhì)提出了新的要求。

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