黃惠寧

摘 要：本文簡單闡述了陶瓷墨水的生產工藝流程及性能控制、我國陶瓷墨水生產企業(yè)基本狀況、主要國產墨水性能的簡介，以及國產墨水與進口墨水性能的比較。實踐證明，我國陶瓷墨水的生產能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內將達到4萬噸/年左右。產需正趨于平衡，國產陶瓷墨水的市場價值（容量）將達到90～180億人民幣，國產墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產墨水大有希望！

關鍵詞：陶瓷墨水；工藝；性能；品質；進口墨水；比較

1 引言

我國陶瓷墨水實驗研發(fā)始于2000年，但真正企業(yè)研發(fā)從2008年以后，經過幾年時間的技術攻關、建廠、中試及大生產檢驗等步驟，目前，我國大約有7家企業(yè)可規(guī)?；a陶瓷墨水，可供瓷磚企業(yè)生產使用的墨水品種有6～8種。其生產能力約為1000～2000 t/月。目前，我國陶瓷墨水生產企業(yè)大約有16～17家，這些企業(yè)大多數集中在廣東省，僅佛山市就占了有11家。此外，山東有2～3家企業(yè)；江西有1家企業(yè)；福建正在籌建；四川產區(qū)和遼寧產區(qū)暫無生產企業(yè)，正在中試計劃有5～6家，已在瓷磚企業(yè)生產線成功應用的墨水企業(yè)有6～7家。

2 陶瓷墨水生產工藝流程及性能指標

2.1 陶瓷墨水生產工藝流程

我國陶瓷墨水技術主要采用“球磨分散法”，其生產工藝流程如圖1所示

（1） 陶瓷色料的選料

陶瓷色料經加工，細度達到D90=3～6 μm，結晶度較好，陶瓷墨水的發(fā)色力取決于所選色料的品質及含量，所以陶瓷色料的品質非常重要。

（2） 混料

混料是將陶瓷色料、溶劑、分散劑、添加劑等物料按配方比例混合。

（3） 過濾

過濾是生產的重要環(huán)節(jié)，一般采用多級過濾工藝，最后一級過濾采用過濾精度達到1～2 μm的微孔膜，確保陶瓷墨水內色料顆粒尺寸在可控范圍內。

2.2 陶瓷墨水品質控制

陶瓷墨水品質的控制標準如圖2所示。

（1） 氣流分級處理后的色料粒徑分布為D90≤5 μm；

（2） 色料研磨細度控制：普黃D50≤700 nm、桃紅D50≤450 nm、其他品種D50≤300 nm；

（3） 墨水粘度控制：墨水粘度適合于XAAR噴頭的粘度為13 mPa·s（45℃）。適合于Spectrao噴頭的粘度為9 mPa·s（45℃）；

（4） 懸浮穩(wěn)定性控制：2500 r/min 分離15 min；

（5） 墨水過濾控制：絕對精度1 μm。

2.3 陶瓷墨水主要性能指標

陶瓷墨水的主要性能指標如表1所示。

我國陶瓷墨水生產企業(yè)大多過去是生產陶瓷色料，目前，我國經過自主研發(fā)，改進生產符合墨水要求的陶瓷色料，同時不斷學習西班牙陶瓷墨水的技術，引進德國的納米粉碎設備與有機溶劑，使得陶瓷墨水開始走向國產化。國產陶瓷墨水研發(fā)的主要路線是：分析國外墨水組成、優(yōu)化原材料、引進國外先進設備，自主生產，也有少數個別企業(yè)與意大利或西班牙企業(yè)合作研發(fā)生產。值得關注的是中國制釉公司在臺灣研發(fā)生產陶瓷墨水，在大陸企業(yè)中已推廣使用，這也是我國最早通過英國XAAR噴頭論證的陶瓷墨水。此外，廣東道氏也正在與英國XAAR公司合作進行墨水論證工作，國內的墨水企業(yè)一般都采用與噴墨設備制造廠合作進行墨水的檢驗論證工作，其專業(yè)性、可靠性與指導性都還有待提升。

目前，國產墨水企業(yè)在技術創(chuàng)新方面較好的企業(yè)有道氏、明朝、伯陶（康立泰）等，這些企業(yè)在陶瓷墨水組成與制備工藝技術方面申請了相關的發(fā)明專利，而且道氏與明朝科技分別還有兩項專項授權。因此，在學習仿制的過程中進行創(chuàng)新是一條快速的成長之路。

3 我國陶瓷墨水生產企業(yè)基本狀況

我國陶瓷墨水生產企業(yè)的基本情況如表2所示。

由表2可知，中國大約有5個企業(yè)國產陶瓷墨水進入了陶瓷磚企業(yè)上線生產。其他企業(yè)仍處于中試、研發(fā)、改進、生產試驗階段。我國目前自主陶瓷墨水的生產能力約1000～2000 T/月，兩年內可能會快速達到3000～4000 T/月的規(guī)模。

由于國內市場比較大，所以目前國內不少陶瓷墨水企業(yè)都在擴大生產能力，這些企業(yè)主要有邁瑞思，擴大到180～225 T/月、道氏科技，擴大到500 T/月、伯陶，擴大到200 T/月、匯龍，擴大到250 T/月等。加上新企業(yè)的投產，進入2014年國產墨水的生產供應能力將進一步上升。

3.1 我國陶瓷墨水的市場與價格

在2009～2013年，國內陶瓷磚墨水市場仍然以進口墨水占主導，但這種局面將不斷改變，國產墨水的市場在2013年、2014年以及未來會不斷上升，從15%增加到20%～30%、30%～40%，以及40%以上。樂觀預測，不久國產墨水的占有率會超過進口墨水。2013年國內墨水市場分布情況如圖3所示。

3.2 陶瓷墨水價格變化

近幾年，陶瓷墨水價格變化如表3所示。

由表3可知，2013年個別品種已低于150元/kg，有些品種價格仍會較高（如：仿金/仿銀等）。自2009年起，陶瓷墨水的價格總體呈下降的趨向，隨著國產墨水生產企業(yè)增多及數量增大，墨水價格將進一步下降。預測到2014年年底，部分墨水品種的價格將下降到100元/kg左右。其墨水價格與時間的變化如圖4所示。

3.3 陶瓷墨水品種

國產墨水一般可以穩(wěn)定提供4～6個品種的顏色，其國產墨水所能發(fā)色的顏色系列如圖5所示。

目前，這些墨水主要適合于有釉瓷質地磚（1200℃，E<0.5%）、二次燒陶質墻磚（1150～1170℃，E>10%）。而適用于三度燒的陶瓷墨水已經有8個品種。但發(fā)色正、發(fā)色深的紅色和黃色尚未進入生產與應用。

3.4 陶瓷墨水市場容量估算

例如：設3000臺機投入生產（目前按3000條釉線，每條線配一臺噴墨印刷機），每臺機年消費墨水分別按10 T、12 T、14 T計算。那么所需要消耗的墨水為：

3000×10=3.0萬噸；

3000×12=3.6萬噸；

3000×14=5.2萬噸；

假設瓷磚年產量為100億m2，其中：

（1） 30%用噴墨生產，30億m2，6～18克/m2，1.8～5.4萬噸/年；

（2） 40%用噴墨生產，40億㎡，6～18克/m2，2.4～7.2萬噸/年；

（3） 50%用噴墨生產，50億m2，6～18克/m2，3.0～9.0萬噸/年；

（4） 60%用噴墨生產，60億m2，6～18克/m2，3.6～10.8萬噸/年。

因此，中國陶瓷墻地磚生產用陶瓷墨水市場容量預計每年為3～9萬噸。如果價格按15～20萬元/噸計算，中國陶瓷墨水市值約為90～180億人民幣。

3.5 影響國產陶瓷墨水應用推廣的因素

影響國產陶瓷墨水應用推廣的因素如圖6所示。

由圖6可知，目前影響國產墨水市場占有率的主要因素是質量穩(wěn)定性與消費心理。

4 主要國產墨水性能的簡介

4.1 佛山邁瑞思（MRIS）墨水

佛山市邁瑞思科技有限公司2013年2月成立，日生產陶瓷墨水為4～5 T，約120～150 T/月，計劃擴大生產能力到180～225 T/月。2012年9月正式在陶瓷生產線上使用，2013年已擴展到50臺以上使用。其墨水的性能指標如表4所示。

4.2 廣東道氏科技墨水

道氏墨水生產能力：200 T/月，11個月×200 T/月=2200 T/年。道氏墨水工廠設計能力為500 T/月。2009-2010年間主力研發(fā)，2011年開始投產，2012年已有>100臺機開始使用，2013年>200臺。其墨水的主要性能指標如表5所示。

4.3 佛山康立泰—伯陶墨水

其墨水的主要理化指標如表6所示。

4.3.1墨水的性能特點

（1） 墨水理化指標合理，適用于國內所有噴墨打印機和不同的噴頭。

（2） 打印性能優(yōu)異，不拉線，不堵噴頭。

（3） 顏色正、發(fā)色強， 寬泛的燒成色彩范圍和廣泛的產品適應性：墻磚、地磚、腳線磚。

（4） 墨水懸浮穩(wěn)定性好、不易沉淀、壽命長。

（5） 與主流墨水有良好的兼容性、保證無間歇轉換，節(jié)省時間，節(jié)約成本。

（6） 環(huán)保配方產品無臭味， 進口原料為墨水的穩(wěn)定提供保證。

4.3.2墨水的顏色特點

（1） 棕色

伯陶墨水的棕色發(fā)色深、色調純正。在微晶磚和全拋磚中，能夠應用棕色中的紅色元素和棕色元素來使設計更具有層次感，色調豐富，提供普通棕色和深棕色墨水。

（2） 黃色

黃色一直是康立泰的強項 伯陶墨水的黃色在地磚生產中高溫不失色，墻磚中發(fā)色鮮艷明亮，提供普通黃色和深黃色墨水。

（3） 黑色

伯陶墨水黑色發(fā)色純正，不偏藍和紅。而市場上的黑色墨水多數偏藍，很容易使得圖案發(fā)暗和發(fā)綠。

（4） 藍色

伯陶藍色墨水發(fā)色純正，發(fā)色深，提供普通天藍色和帶紫色的深藍色墨水。

（5） 桔色

伯陶桔色墨水黃值高，發(fā)色鮮艷。

4.3.3墨水研制的技術特點

（1） 建立一套有效的統(tǒng)計過程控制參數SPC（Statistical Process Control Parameters）墨水質量控制體系，主要控制墨水的理化性能，打印性能和發(fā)色強度。SPC系統(tǒng)控制是保證墨水質量穩(wěn)定的關鍵。

（2） 良好的穩(wěn)定性可長達六個月的保質期。

（3） 獲得國內主流噴墨打印設備廠商的測試認證。

（4） 擁有國內第一家市級墨水技術工程中心—佛山市陶瓷數碼噴墨技術研究開發(fā)中心，提供強大的技術服務支持。

4.3.4伯陶墨水的發(fā)展經歷

伯陶墨水的發(fā)展主要經歷了三個階段， 研發(fā)試生產階段，第一代墨水和環(huán)保型第二代墨水。

（1） 2011年11月-2013年02月，經過一年多的研發(fā)完成試驗、中試和大機打印，順利實現(xiàn)墨水的規(guī)?；a和上線測試工作

（2） 2013年03-2013年09月，從2013年3月正式推出第一代伯陶墨水5個顏色（黃色、棕色、桔色、藍色和黑色），經過半年多的檢驗，調整色料生產和優(yōu)化溶劑配方，開發(fā)出第二代環(huán)保型墨水。

（3）2013年10月-至今，推出第二代環(huán)保溶劑型墨水，并在原有5色基礎上增加3個品種，如：深黃、深棕和深藍色，滿足了不同客戶的需求。

4.4 佛山萬興陶瓷墨水

2012年，萬興研發(fā)的陶瓷墨水成功推上了市場，目前已有10個品種的陶瓷墨水。其墨水的性能指標如表7所示。

4.5 佛山柏華科技墨水

柏華科技墨水的主要性能指標如表8所示。

山東匯龍研發(fā)的墨水有兩種系列，一種是極性墨水系列；一種是非極性墨水系列。其墨水的性能指標及優(yōu)勢分別如圖7、圖8所示。

5 國產墨水與進口墨水的品質比較

5.1 國產墨水與進口墨水性能指標與顆粒度分布的比較

本文選擇佛山兩種國產墨水品牌的產品，分別與進口墨水的品質進行比較。其中，國產墨水A與進口墨水的性能比較如表9所示。不同顏色的國產墨水的顆粒度分布與進口墨水顆粒度分布的比較如圖9所示。

由圖9可知，國產墨水的粒度分布更窄，更有利于墨水的發(fā)色。

5.2 國產墨水B與進口墨水的粘度對比

國產墨水B與進口墨水的粘度性能比較如表10所示。

由表10可知，各種墨水粘度比較接近，差別不大。國產墨水B各種顏色的粘度比較平均，有利于使用時統(tǒng)一調節(jié)噴墨機噴頭的工作參數。

5.3 國產墨水的懸浮穩(wěn)定性

陶瓷墨水由于懸浮的色料顆粒比重遠大于溶劑，而其顆粒細度又比較粗，沒有細化到可以穩(wěn)定懸浮的膠體量級，墨水在存放過程中其沉淀問題是很難避免的。通過引入適當的添加劑，讓墨水具備適量的正觸變性，是減緩墨水沉淀的有效途徑。墨水的沉降有三種典型情況，一種是快速的整體沉降，墨水靜置一段時間后，固液界面下移，即固相占據的體積整體收縮，表面析出固含量很少或不含色料的溶劑，而容器底部不產生沉淀；第二種是緩慢的整體沉降，前述的過程進行得非常緩慢；第三種觀察不到固液界面整體下移，而是在容器底部出現(xiàn)局部的固體沉淀。一般具有較強正觸變性的墨水為第一種沉淀模式，具有較弱正觸變的墨水為第二種沉淀模式，而完全沒有觸變性的墨水屬于后一種沉淀模式。通過適量引入某些添加劑，可以產生弱的正觸變性，使墨水的沉降避免第二種沉降模式，減緩使用中的沉淀堵管或噴頭長期不用時的堵噴孔現(xiàn)象。

國產墨水B通過優(yōu)化配方組成，引入進口的添加劑，使國產墨水B具有弱的正觸變性，最大限度降低色料顆粒的沉降速度，即使長時間存放產生少量的沉淀，經過簡單的搖動也能實現(xiàn)良好的再分散。

5.4 國產墨水的發(fā)色力

國產墨水B在研磨過程中采取了多級研磨方式，在不同的細度范圍采取不同的研磨措施，最后得到的陶瓷墨水中顆粒過細而發(fā)色不好的色料顆粒含量很少。絕大多數色料顆粒的細度均處于發(fā)色良好的粒徑范圍，使墨水總體發(fā)色能力較強，其中，黃色、桔色等顏色的墨水發(fā)色優(yōu)于進口產品，其他顏色墨水的發(fā)色和進口產品相當。

6 小結

經過五年左右時間的發(fā)展，我國陶瓷墨水產業(yè)由發(fā)展初期步入了成長期，國產墨水的品質與穩(wěn)定性顯著提高，使用量也在明顯增長。國產墨水品質與進口墨水相當，部分指標優(yōu)于進口。目前，我國大約有16家以上的陶瓷墨水的研發(fā)上產企業(yè)，大約有7家企業(yè)的墨水在陶瓷磚企業(yè)中生產使用。我國陶瓷墨水的生產能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內將達到4萬噸/年左右。產需正趨于平衡，國產陶瓷墨水的市場價值（容量）將達到90～180億人民幣，國產墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產墨水大有希望！

由圖9可知，國產墨水的粒度分布更窄，更有利于墨水的發(fā)色。

5.2 國產墨水B與進口墨水的粘度對比

國產墨水B與進口墨水的粘度性能比較如表10所示。

由表10可知，各種墨水粘度比較接近，差別不大。國產墨水B各種顏色的粘度比較平均，有利于使用時統(tǒng)一調節(jié)噴墨機噴頭的工作參數。

5.3 國產墨水的懸浮穩(wěn)定性

陶瓷墨水由于懸浮的色料顆粒比重遠大于溶劑，而其顆粒細度又比較粗，沒有細化到可以穩(wěn)定懸浮的膠體量級，墨水在存放過程中其沉淀問題是很難避免的。通過引入適當的添加劑，讓墨水具備適量的正觸變性，是減緩墨水沉淀的有效途徑。墨水的沉降有三種典型情況，一種是快速的整體沉降，墨水靜置一段時間后，固液界面下移，即固相占據的體積整體收縮，表面析出固含量很少或不含色料的溶劑，而容器底部不產生沉淀；第二種是緩慢的整體沉降，前述的過程進行得非常緩慢；第三種觀察不到固液界面整體下移，而是在容器底部出現(xiàn)局部的固體沉淀。一般具有較強正觸變性的墨水為第一種沉淀模式，具有較弱正觸變的墨水為第二種沉淀模式，而完全沒有觸變性的墨水屬于后一種沉淀模式。通過適量引入某些添加劑，可以產生弱的正觸變性，使墨水的沉降避免第二種沉降模式，減緩使用中的沉淀堵管或噴頭長期不用時的堵噴孔現(xiàn)象。

國產墨水B通過優(yōu)化配方組成，引入進口的添加劑，使國產墨水B具有弱的正觸變性，最大限度降低色料顆粒的沉降速度，即使長時間存放產生少量的沉淀，經過簡單的搖動也能實現(xiàn)良好的再分散。

5.4 國產墨水的發(fā)色力

國產墨水B在研磨過程中采取了多級研磨方式，在不同的細度范圍采取不同的研磨措施，最后得到的陶瓷墨水中顆粒過細而發(fā)色不好的色料顆粒含量很少。絕大多數色料顆粒的細度均處于發(fā)色良好的粒徑范圍，使墨水總體發(fā)色能力較強，其中，黃色、桔色等顏色的墨水發(fā)色優(yōu)于進口產品，其他顏色墨水的發(fā)色和進口產品相當。

6 小結

經過五年左右時間的發(fā)展，我國陶瓷墨水產業(yè)由發(fā)展初期步入了成長期，國產墨水的品質與穩(wěn)定性顯著提高，使用量也在明顯增長。國產墨水品質與進口墨水相當，部分指標優(yōu)于進口。目前，我國大約有16家以上的陶瓷墨水的研發(fā)上產企業(yè)，大約有7家企業(yè)的墨水在陶瓷磚企業(yè)中生產使用。我國陶瓷墨水的生產能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內將達到4萬噸/年左右。產需正趨于平衡，國產陶瓷墨水的市場價值（容量）將達到90～180億人民幣，國產墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產墨水大有希望！

由圖9可知，國產墨水的粒度分布更窄，更有利于墨水的發(fā)色。

5.2 國產墨水B與進口墨水的粘度對比

國產墨水B與進口墨水的粘度性能比較如表10所示。

由表10可知，各種墨水粘度比較接近，差別不大。國產墨水B各種顏色的粘度比較平均，有利于使用時統(tǒng)一調節(jié)噴墨機噴頭的工作參數。

5.3 國產墨水的懸浮穩(wěn)定性

陶瓷墨水由于懸浮的色料顆粒比重遠大于溶劑，而其顆粒細度又比較粗，沒有細化到可以穩(wěn)定懸浮的膠體量級，墨水在存放過程中其沉淀問題是很難避免的。通過引入適當的添加劑，讓墨水具備適量的正觸變性，是減緩墨水沉淀的有效途徑。墨水的沉降有三種典型情況，一種是快速的整體沉降，墨水靜置一段時間后，固液界面下移，即固相占據的體積整體收縮，表面析出固含量很少或不含色料的溶劑，而容器底部不產生沉淀；第二種是緩慢的整體沉降，前述的過程進行得非常緩慢；第三種觀察不到固液界面整體下移，而是在容器底部出現(xiàn)局部的固體沉淀。一般具有較強正觸變性的墨水為第一種沉淀模式，具有較弱正觸變的墨水為第二種沉淀模式，而完全沒有觸變性的墨水屬于后一種沉淀模式。通過適量引入某些添加劑，可以產生弱的正觸變性，使墨水的沉降避免第二種沉降模式，減緩使用中的沉淀堵管或噴頭長期不用時的堵噴孔現(xiàn)象。

國產墨水B通過優(yōu)化配方組成，引入進口的添加劑，使國產墨水B具有弱的正觸變性，最大限度降低色料顆粒的沉降速度，即使長時間存放產生少量的沉淀，經過簡單的搖動也能實現(xiàn)良好的再分散。

5.4 國產墨水的發(fā)色力

國產墨水B在研磨過程中采取了多級研磨方式，在不同的細度范圍采取不同的研磨措施，最后得到的陶瓷墨水中顆粒過細而發(fā)色不好的色料顆粒含量很少。絕大多數色料顆粒的細度均處于發(fā)色良好的粒徑范圍，使墨水總體發(fā)色能力較強，其中，黃色、桔色等顏色的墨水發(fā)色優(yōu)于進口產品，其他顏色墨水的發(fā)色和進口產品相當。

6 小結

經過五年左右時間的發(fā)展，我國陶瓷墨水產業(yè)由發(fā)展初期步入了成長期，國產墨水的品質與穩(wěn)定性顯著提高，使用量也在明顯增長。國產墨水品質與進口墨水相當，部分指標優(yōu)于進口。目前，我國大約有16家以上的陶瓷墨水的研發(fā)上產企業(yè)，大約有7家企業(yè)的墨水在陶瓷磚企業(yè)中生產使用。我國陶瓷墨水的生產能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內將達到4萬噸/年左右。產需正趨于平衡，國產陶瓷墨水的市場價值（容量）將達到90～180億人民幣，國產墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產墨水大有希望！