2014年第87期渊第217216期冤佛山陶瓷1Summary&Review综述与评述渊广东道氏技术股份有限公司袁江门529441冤张翼袁石教艺本文介绍了陶瓷墨水的研究状态及未来的发展趋势遥着重介绍了具有特殊装饰效果的功能陶瓷墨水和水性陶瓷墨水袁并讨论了其相关性能及研究要点遥实践经验证明袁功能性陶瓷墨水和釉料墨水必将成为陶瓷墨水的发展方向袁但这些产品的功能要想发挥出来袁还需要技术人员在产品的开发过程中解决以下几个问题院稳定的釉料配方袁对釉料的物理化学性质及制备工艺过程进行严格的控制曰选择合适的分散体系来稳定分散釉料袁提高墨水悬浮稳定性能遥这样才能保证陶瓷墨水在陶瓷装饰中灵活的应用袁让更多的陶瓷企业做出真正仿天然石材质感的瓷砖遥喷墨打印曰陶瓷墨水曰功能墨水曰釉料墨水曰陶瓷装饰曰数码喷釉1前言陶瓷喷墨打印技术作为一种新的无接触尧无压力尧无印版的印刷技术袁无疑将当今瓷砖个性化尧艺术化尧小批量尧多花色尧低碳环保的发展趋势推向了一个新的高度遥正是由于喷墨打印技术在生产过程中呈现的显著优势袁自2008年我国引进第一台陶瓷喷墨机以来袁陶瓷喷墨印刷技术的发展突飞猛进遥近两年袁国产陶瓷墨水和设备的研制都取得了长足的进步和卓越的成绩袁陶瓷喷墨打印技术在中国的市场全面打开遥据不完全统计袁目前我国在线运行的喷墨机已超过2000台遥作为全球瓷砖产量最大尧生产线最多的国家袁中国毫无疑问已成为喷墨打印机安装使用最多的国家遥到2015年袁中国瓷砖行业喷墨打印机的市场需求量将达到3000台袁国内陶瓷墨水年使用量将达到3万t遥由此可见袁中国建陶行业正迎来数码化时代袁而被业界公认为全球陶瓷行业第三次技术的陶瓷喷墨打印技术袁对瓷砖的设计尧生产尧应用等整个价值链都产生了巨大影响袁也将陶瓷喷墨技术的优势发挥得淋漓尽致遥然而袁陶瓷喷墨技术的迅速普及也导致了各大陶瓷企业的同质化竞争遥据不完全统计袁目前国内已有30多家企业推出陶瓷墨水袁生产陶瓷墨水的企业也将近20家遥所以袁只有不断的将工艺尧设计与新材料大胆相结合袁开发出新型陶瓷喷墨墨水袁才能打造出具有千姿百态的特殊装饰效果的瓷砖袁才能把瓷砖个性化的概念提升到全新的高度袁才能大大提升产品附加值遥2陶瓷墨水研究现状喷墨打印技术是20世纪70年代末开发成功的一种非接触式的数字印刷技术遥它将墨水通过打印头上的喷Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.2No.7渊SerialNo.217No.216冤FOSHANCERAMICSVol.24No.8嘴喷射到各种介质表面上袁实现了非接触尧高速度尧低噪音的单色和彩色的文字和图像印刷遥在喷墨打印技术的基础上袁将陶瓷材料粉备成墨水袁通过计算机控制袁利用陶瓷喷墨打印机将配置好的墨水直接打印到建筑陶瓷的表面上进行装饰[1-4]遥2000年袁世界第一台工业使用的陶瓷装饰喷墨打印[5,6]一步升级袁最大特点便是具有8个颜色通道袁能同时使用柯尼卡1024和Dimatix星光1024喷釉喷头袁实现喷墨和喷釉功能遥这些企业的推陈出新昭示了未来陶瓷行业的发展趋势袁基于此袁陶瓷墨水的发展也需要不断创新袁以适应陶瓷喷墨技术的发展需要遥机在美国问世袁打印机由美国Ferro公司联合Kerajet公2004年开始袁该技术在欧洲开始推广应用袁2006年以后袁陶瓷墨水在西班牙得到了快速的发展遥在此期间袁国外许Kahn-PyiTech多公司如DipTech公司[7]尧Colorobbia[8]尧Torrecid[9]尧Simon[10]司共同开发袁陶瓷墨水也由Ferro公司带头研发遥从3新型陶瓷墨水发展趋势特殊装饰效果陶瓷墨水即功能墨水袁能使瓷砖达到如经传统施釉一般的釉面装饰效果袁包括院下陷釉尧金属印喷头将功能墨水直接通过喷头喷射到瓷砖表面袁呈现出特殊的装饰效果袁如院凹凸纹理尧金属光泽尧闪光尧哑光尧亮光等遥借助喷墨技术袁陶瓷企业可省去施釉线繁杂的工序与设备袁无需借助模具即可实现瓷砖的特殊表面效果袁为节省生产空间尧降低生产成本尧提高生产效率提供很大可能遥功能性墨水将成为陶瓷墨水创新和研发的新方向遥本文主要介绍部分功能墨水的特点及研究要点遥下陷釉墨水是通过喷墨打印的方式施加在陶瓷上袁烧成后实现表面局部区域产生下陷效果袁展现出凹凸的纹理袁逼真的肌理和柔和的质感遥陶丽西公司尧福禄公司尧卡罗比亚公司在近期的陶瓷工业展期间展出了凹凸层次感很强的下陷墨水陶瓷砖样品遥国内袁广东道氏技术股份有限公司也推出了下陷釉墨水遥1冤利用低温熔块的低始熔点袁能与釉面充分熔融产生相下陷墨水中下陷效果的产生主要从两个方面考虑院渊1冤下陷釉墨水釉尧闪光釉尧哑光釉尧亮光釉尧白花釉等[21]遥通过陶瓷喷墨打水相关的专利遥2008年起袁欧洲对该陶瓷喷墨打印技术实尧Metco公司[11]等都相继申请了与陶瓷墨施了野开放冶遥2009年5月20日袁该技术首次成功运用在中国诺贝尔陶瓷的一次烧壁砖上袁正式叩响了中国陶瓷喷墨打印的大门遥此后袁国内一些单位也相继报导了公司[12,13]尧佛山市明朝科技有限公司[14]尧佛山欧神诺陶瓷股[17]与陶瓷墨水相关的发明专利袁如院广东道氏技术股份有限份有限公司[15]尧卡罗比亚釉料(昆山)有限公司[16]尧中山大学院[20]等遥尧天津大学[18]尧西安电子科技大学[19]尧佛山市科学技术学陶瓷喷墨技术将计算机技术尧喷墨打印技术与特种陶瓷色釉料技术完美结合袁是陶瓷装饰技术的一次遥但是袁国内外陶瓷行业对陶瓷喷墨打印技术的追求远远不止这些遥在近两年国内外陶瓷展上袁各项喷墨新技术也竞相出现袁喷釉瓷砖成为展会上闪耀夺目的明星袁有陶瓷墨水制造商展示用于喷釉的釉料新品及其应用的最新效果袁将喷釉技术推向一个新的高度遥喷头及喷墨打印设备Xarr1001袁喷墨量达50g/m2曰柯尼卡推出三种尺寸的也不断更新和升级袁赛尔推出大墨量喷头及喷釉喷头和30~210pl袁其中袁KM1024i喷头兼容了水性墨水与油性墨水曰Dimatix公司则推出了大中小三种尺寸各分为单KM1024产品袁三者的墨滴大小分别为6~42pl尧13~91pl对大的烧成收缩曰2冤利用V2O5降低熔融釉料的黏度和表陷釉墨水在制备和应用时需要解决的技术难题有院1冤由于喷墨量较少袁在高温釉面的仿古砖上的下陷效果会受到曰2冤下陷墨水和颜料墨水同时使用时袁可能会导致图案上部分的颜色发色变浅遥具有金属光泽的金属釉料是陶瓷产业釉料中的一种特殊艺术釉袁主要施于仿古砖瓷砖上袁不仅能产生金属般高雅尧华丽的外观效果袁而且能增强陶瓷釉面的化学稳定性以及对酸碱的耐受性遥金属釉是指在基础釉中加入Ti尧Co尧Cr尧Mn尧Fe尧Ni尧Zn尧Cu等过渡金属氧化物的一种或多渊2冤金属釉墨水生的O2气不断冲破釉面袁形成平滑的局部下凹遥但是下面张力导致釉面下凹袁同时袁利用在高温下V2O5分解产双色的6个版本的喷头院最小尺寸渊12pl冤用于墙砖等高精度图像打印袁中尺寸渊25pl冤用于地砖等高速打印袁大尺寸渊65pl冤则适合超高速打印袁特别是喷釉等特殊效果曰SG1024喷头可适用于水性墨水遥Kerajet推出kerajet鄄master融合技术袁兼容赛尔尧精工尧Dimatix等喷头袁支持喷釉功能袁打印速度更达90m/min袁颜色通道扩展到12色遥西斯特姆也推出了creadigit和windpowder新品袁分别应用于喷墨尧喷釉和喷干粉遥国内喷墨设备商也推出了8色数字喷墨喷釉一体机采用全新的硬件架构袁软件功能进Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.2014年第87期渊第217216期冤佛山陶瓷3种袁在高温下达到饱和袁析出晶体袁使釉面产生金属光泽的效果遥金属釉墨水是将金属釉制备成墨水袁通过喷墨打印的方式施加在陶瓷上袁烧成后施加金属釉墨水的瓷砖表面呈现出金属质感的光泽遥但是金属釉墨水在应用时需考虑的问题有院1冤通常金属釉的使用时都要求有0.3~0.5mm的堆积厚度袁否则难以呈现良好的析晶效果曰2冤金属釉对面釉的要求较高袁需要相匹配的面釉才能呈现析晶效果曰3冤金属釉墨水中的有机物在经过窑炉煅烧过程中产生的CO或者NO等对金属氧化物会产生一定的还原作用袁从而影响最终的金属光泽度遥因此袁这些问题都是金属釉墨水在研发时需要解决的关键技术遥渊3冤闪光釉墨水目前袁陶瓷墨水都是油性的遥随着环保的要求袁水性陶瓷墨水必将是未来的发展趋势遥同时袁随着喷头及喷墨设备的不断更新换代袁水性陶瓷墨水将会成为陶瓷墨水的主流遥渊1冤水性陶瓷颜料墨水现有陶瓷墨水的配方体系均为低极性的有机溶剂袁而且陶瓷颜料的粒径较小袁平均粒径在200~400nm遥存在的问题是袁陶瓷墨水的制备不仅加工成本高尧技术难度大袁而且部分颜料袁如院包裹颜料等难以在亚微米级下稳定发色袁在一定程度上了墨水的发色效果袁使得陶瓷墨水色域偏窄尧种类不够丰富遥在新型的水性陶瓷颜料墨水研制中袁将陶瓷颜料的平均粒径提高至1~2微米袁会提高墨水的发色效果袁使更多的陶瓷颜料能够制备陶瓷墨水袁丰富陶瓷墨水的色彩遥但是在配方研究中面临的难题有院如何选取合适的分散剂或者分散体系来提高微米级陶瓷颜料的悬浮稳定性曰水性墨水配方体系较为复杂袁添加的助剂种类较多袁在配方的研究中需要考虑各种助剂之间的配合袁同时袁水性体系还应考虑防腐杀菌等问题遥陶瓷釉料的施工工艺通常都是通过淋釉尧喷釉尧丝网印刷或者辊筒印刷等方式袁这些工艺污染高尧效率低袁并且在很大程度上对资源造成了浪费袁更难以实现的是对陶瓷凹凸面进行装饰遥如果制备出水性釉料墨水袁可以大大节省陶瓷企业生产的成本遥与颜料墨水相结合袁可以实现陶瓷釉料在陶瓷立体图案上的打印袁能在极短的时间内达到个性化的要求遥喷釉是陶瓷喷墨机的发展趋势遥喷釉技术的实现袁要求喷头制造企业研发出新型水性喷头袁其次袁由于釉料的颗粒直径很大袁需要大规格喷嘴的喷头避免喷头堵塞和实现大喷墨量的需求遥因此袁陶瓷喷墨打印机要实现喷釉功能袁其先决条件是喷头能提供相应的技术支持遥其次是开发出相应的釉料墨水遥这对釉料墨水及釉料本身提出了更高的要求袁釉料墨水是一个固-液分散体系袁釉料颗粒大小在微米级间袁由于重力作用和静电力对悬浮体系的作用会引起团聚和沉降袁为了防止团聚和沉降袁保持浆料的稳定性袁需要通过合适的静电稳定机制和空间位阻稳定机制来实现遥釉料中含有部分塑性料袁当釉料在研磨过程中或者研磨至更细的粒度时袁大量的水包裹在釉料颗粒之中袁不能参与自由流动和润滑作用袁产生触变袁从而影响了釉浆的流动性遥这些技术难点是釉料墨水研发时需要攻克的技术难题遥渊2冤水性釉料墨水烧成时袁在釉面析出定向排列的CeO2晶体从而产生闪光效果遥闪光釉墨水是将闪光釉制备成墨水袁通过喷墨打印的方式施加在陶瓷上袁烧成后产生闪光效果遥闪光釉对面釉的要求较高袁需要相匹配的面釉才能呈现良好的闪光效果遥渊4冤哑光釉墨水的反光效果遥闪光釉主要是在基础釉料中加入CeO2袁利用闪光釉是一种装饰艺术釉袁烧成后产生金属镜面般哑光釉是无光釉系的微结晶釉袁其哑光机理是向配合料中加入能导致哑光作用的元素袁并在一定的烧成温度和适当的冷却速度过程中生成无数的微小单晶体袁这些无数微小单晶体使光线发生折射袁从而产生哑光效果遥哑光釉料为锌哑光釉料尧钙哑光釉料尧镁哑光釉料尧钡哑光釉料中的至少一种或其复合哑光釉料袁分别通过配方中CaO尧MgO尧ZnO和BaO的含量来实现遥但是哑光釉料超细化之后袁再加上施釉量比较薄袁烧结之后袁会影响微结晶效果袁可能哑光也会变成亮光遥因此袁哑光工艺来实现袁如院降低低温熔剂的含量的同时增加Al2O3的含量遥除了上述的特殊装饰效果墨水外袁还有亮光釉尧白花釉尧糖果釉等等均可以用于制备墨水遥而这些墨水制备的关键在于釉料配方以及釉料的稳定分散遥由于部分釉料需要一定的堆积厚度才能呈现良好的装饰效果袁因此袁应用时还需要大喷墨量喷头的配合遥陶瓷油墨的制备需要调整釉料配方尧釉料和油墨的制备Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.4No.7渊SerialNo.217No.216冤FOSHANCERAMICSVol.24No.8[4]黄惠宁,柯善军,孟庆娟等.喷墨打印用陶瓷墨水的研究现状及其发展趋势[J].中国陶瓷,2012,18:1-4.[5]JavierGarciaSainz,CarlosBenetGarcia,JoseLuisFenollosainkjetprintingofglazedceramictilesandsurfaces[p].US4结能性陶瓷墨水和釉料墨水必将成为陶瓷墨水的发展方向袁这些产品在开发过程中需要解决的关键技术主要有院稳定的釉料配方袁对釉料的物理化学性质及制备工艺过程进行严格的控制曰选择合适的分散体系来稳定分散釉料袁提高墨水悬浮稳定性能遥陶瓷喷釉打印技术在瓷砖生产中应用的效益是明显的袁能够有效降低成本尧提高成品品质和提升生产效率等袁与喷墨印花技术相结合将成为瓷砖装饰印花尧施釉的主流技术遥目前袁陶瓷颜料墨水只是打印在釉的表面袁还是一个平面的装饰效果袁如果实现釉料和颜料墨水同时打印的情况下袁会形成一个立体打印的表现效果袁能够仿出真正天然石材的质感遥Romero,etal.Individualinkandaninksetforuseinthecolor[6]PatriciaC.Secrest,RobertP.Blonsla,IvanH.Joyce,etal.2004,2.Methodofdecoratingaceramicarticle[P].US006696100B2,0002823B1,2002,1.[7]AlexeyS.Kabalnov,LorenE.Johnson,DonaldE.Wenzel.Metho[8]ShlomoMagdassi,GeraEron,YelenaVinetsky.Inkforceramic[9]GiovanniBaldi,MarcoBitossi,AndreaBarzanti.Ceramiccolorants2008,1.intheformofnanometricsuspensions[P].US007316741B2,surfaces[P].US7803221B2,2010,8.dsfordigitallyprintingonceramics[P].US007270407B2,2007,8.[10]CortsRipoll,CocepcionHeydorn,RuizVega.Pigmentedinks[P].US0194733A1,2008,8.suitableforusewithceramicsandmethodofproducingsame[11]VignaliGraziana,GuizzardiFabrizio,CantoElisa,etal.Inksfordigitalprintingonceramicmaterials,aprocessfordigitalprintingonceramicmaterialsusingsaidinks,andmaterialobtainedby[12]何迎胜,田永中,张翼.用于在陶瓷表面形成图像的油墨组合尧油墨及方法[P].专利号院201010117934.5,2010,11.法[P].专利号院20121046.X,2013,3.201110375883.0,2012,3.[13]石教艺,李向钰,张翼.一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方[14]毛海燕.一种低粘度陶瓷喷墨油墨及其制备方法[P].专利号院[15]郑树龙,唐奇,沙露,等.一种使用于喷墨打印的陶瓷渗透釉2011,11.meansofsaidprintingprocess[P].EP067836,2007,12.及其用于陶瓷砖生产的方法[P].专利号院201110187245.6,[16]陈明山.陶瓷喷墨用墨水及其生产方法[P].专利号院[17]王小妹,何锦添,朱贻顺.一种水性陶瓷立体图案打印墨水及其制备方法[P].专利号院201210139834.1,2012,9.[18]王富民,王利锋,蔡哲,等.一种喷墨打印用黑色陶瓷墨水及其使用方法[P].专利号院201210556995.0,2012,3.号院201310277824.9,2013,10.[19]姜海青,靳博,马云峰,等.喷墨打印用黄色陶瓷墨水[P].专利[1]江红涛,王秀峰,牟善勇.陶瓷装饰用彩喷墨水研究进展[J].硅酸盐通报,2004,2:57-60.[2]蔡晓峰.喷墨打印技术与陶瓷墨水的制备[J].佛山陶瓷,2006,[3]韩复兴,范新晖,王太华,等.浅析陶瓷墨水的发展方向[J].佛山陶瓷,2011,21院1-3.7:35-37.[20]吴艳平,胡猛.一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物及其制备方法[P].专利号院201310016182.7,2013,4.[21]AnaBelenGilTorrente,SilvestreLasa,FranciscoJavierGuaitacoatings[P].US0265376A1,2013,10.Navarro,etal.Inkjetcompositionsforformingfunctionalglaze201310326209.2,2013,10.Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. 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