金小軍 劉 杰 羅 旋 李 濟(jì) 楊樂坪

(1 江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西 景德鎮(zhèn) 333001) (2 福建南安協(xié)進(jìn)建材股份有限公司 福建 南安 362341)

前言

2000年B C Douglas在Science發(fā)表文章指出噴墨打印技術(shù)是一種有重大實(shí)用價(jià)值的“直接寫技術(shù)”[1]，具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢。噴墨打印技術(shù)在各行各業(yè)有廣泛應(yīng)用。陶瓷噴墨打印技術(shù)是指將陶瓷顏料制成多色墨水，通過計(jì)算機(jī)控制噴墨打印的方式將其直接打印到陶瓷表面上，燒成后呈現(xiàn)不同呈色效果的裝飾方法，該技術(shù)已實(shí)用化[2～4]。2000年，世界第一臺工業(yè)使用的陶瓷裝飾噴墨打印機(jī)問世，西班牙的Kerajet公司是世界上第一家擁有噴墨設(shè)備技術(shù)專利的企業(yè)，而美國的Ferro公司則是世界上第一家擁有噴墨墨水專利的企業(yè)。陶瓷噴墨打印是陶瓷墻地磚的裝飾經(jīng)歷了絲網(wǎng)印花、輥筒印花之后的第三次革命，被越來越多的陶瓷企業(yè)看好[5]。杭州諾貝爾集團(tuán)有限公司在2009年下半年采用西班牙Kerajet的陶瓷磚裝飾的噴墨打印機(jī)，成為國內(nèi)第一個(gè)推出噴墨打印磚的企業(yè)。近幾年，我國陶瓷磚裝飾采用噴墨打印技術(shù)的發(fā)展速度較快，主要得益于噴墨打印機(jī)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高以及下游需求市場不斷擴(kuò)大，噴墨打印機(jī)在國內(nèi)和國際市場上發(fā)展形勢都十分看好，我國陶瓷磚裝飾采用噴墨打印迎來良好的發(fā)展機(jī)遇，噴墨印花已成為行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)。世界陶瓷磚生產(chǎn)已進(jìn)入噴墨打印時(shí)代，而作為全球陶瓷生產(chǎn)第一大國，中國必定成為該技術(shù)運(yùn)用潛力最大的市場之一。

筆者結(jié)合與企業(yè)合作開發(fā)噴墨打印技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，概述了最新陶瓷裝飾技術(shù)——陶瓷噴墨打印在外墻磚方面的應(yīng)用的優(yōu)勢、存在的問題，并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 陶瓷噴墨打印的優(yōu)勢

噴墨打印技術(shù)之所以被廣泛應(yīng)用，主要在于有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

1.1 設(shè)計(jì)更加靈活快速

相對于傳統(tǒng)外墻磚裝飾工藝設(shè)計(jì)過程中冗繁復(fù)雜的選擇設(shè)計(jì)素材、對板調(diào)色、做層次、修改設(shè)計(jì)圖等而言，使用噴墨打印實(shí)現(xiàn)了大尺寸設(shè)計(jì)圖案無重復(fù)，便于創(chuàng)造更多設(shè)計(jì)方案;由于模式和圖案更換快速，可提高產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)素材可以通過高清掃描儀掃描需要的石材或者是高清相機(jī)拍照，然后運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件Photoshop進(jìn)行調(diào)色、修改制作。充分利用計(jì)算機(jī)的豐富資源, 通過軟件信號可即時(shí)改變裝飾設(shè)計(jì), 提高了新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)效率, 同時(shí)可依靠計(jì)算機(jī)方便地制作復(fù)雜圖案, 提高裝飾效果。

1.2 節(jié)約企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本

使用傳統(tǒng)的平板印刷和輥筒印刷技術(shù)，瓷磚的研制需要準(zhǔn)備底片、網(wǎng)版、膠輥和釉料等設(shè)備和材料，而采用噴墨印刷只需在電腦上進(jìn)行配色試驗(yàn)后即可進(jìn)行產(chǎn)品試制，大大節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，縮短了生產(chǎn)周期，這是當(dāng)噴墨打印機(jī)推出后很多企業(yè)爭相想擁有的另一個(gè)重要原因。

1.3 適應(yīng)性強(qiáng)

以某公司250 mm×500 mm外墻磚為例，表1給出了采用標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)工藝和噴墨打印技術(shù)裝飾工藝參數(shù)對比。

表1 某公司標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)裝飾工藝和噴墨打印工藝的參數(shù)對比

從表1可以看出，采用噴墨打印工藝裝飾時(shí)，無須化妝土層，裝飾的適應(yīng)性強(qiáng)。此外，采用標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)工藝裝飾時(shí)，必須施保護(hù)釉，保護(hù)釉的容重和克數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，沒有一定的工藝參數(shù)。采用噴墨打印技術(shù)裝飾工藝則不必施加保護(hù)釉，而且噴墨打印技術(shù)裝飾的工藝簡單，具體的裝飾工藝流程如圖1所示(注意：坯體噴釉后的溫度一定要保持在35～40 ℃)。

圖1某公司噴墨打印工藝流程

1.4 產(chǎn)品更加逼真細(xì)膩

使用噴墨打印最高像素可達(dá)360 dpi，這種工藝使產(chǎn)品更加細(xì)膩逼真，這是目前其他任何陶瓷印花設(shè)備所不具備的優(yōu)勢?？梢灾苯哟蛴〕鲈O(shè)計(jì)圖案的效果，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化解決方案；懸空打印降低坯體破損率，凹凸面打印出逼真的仿油畫、仿樹皮、仿木紋、高檔石材效果。

1.5 降低了破損率

使用噴墨打印無需接觸坯體就可裝飾各種瓷片和浮雕，破損率可降到最低。

2 陶瓷噴墨打印存在的問題

盡管陶瓷噴墨打印技術(shù)成為行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)，但其也存在一些問題，主要表現(xiàn)在噴墨打印設(shè)備和墨水2個(gè)方面：

2.1 設(shè)備問題

設(shè)備問題主要是噴頭的制造和維護(hù)。由于噴頭制造難度非常大，到目前為止，不管國外進(jìn)口的或是國產(chǎn)的噴墨打印機(jī)，都采用進(jìn)口噴頭。噴頭也是一臺噴墨打印機(jī)主要的成本構(gòu)成，占了打印機(jī)70%以上的成本。所以正確維護(hù)保養(yǎng)噴頭十分重要。噴頭的設(shè)計(jì)壽命不同，品牌不同，使用條件有所不同，一條連續(xù)的陶瓷生產(chǎn)線，理論上賽爾系統(tǒng)壽命為2～3年，北極星可達(dá)3～5年。但由于目前大部分在用的打印機(jī)都只有1～3年的使用時(shí)間，所以這還有待時(shí)間驗(yàn)證。一般來說，噴頭損壞主要有正常損壞(噴孔磨損等)、堵塞損壞和電路板故障等。磨損由墨水引起，使用企業(yè)是沒法控制的;堵塞原因如以上分析;要減少電路板故障主要是要做好環(huán)境管理，做好恒溫、恒濕，減少灰塵污染。

設(shè)備成本也是該技術(shù)一個(gè)重要的問題，目前價(jià)格為300多萬元的噴墨打印機(jī)也使得很多陶瓷企業(yè)望而卻步。

墨水是噴墨技術(shù)中影響成本的關(guān)鍵，2008年剛開始引入噴墨印刷技術(shù)時(shí)，墨水售價(jià)為100萬元/t，而現(xiàn)在價(jià)格為36萬元/t。雖然價(jià)格在2年間下降了64%，但墨水的價(jià)格與普通色釉料的價(jià)格相差高達(dá)30倍，成為令眾多應(yīng)用噴墨技術(shù)生產(chǎn)的陶瓷企業(yè)煩惱的問題。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，墨水的原料成本其實(shí)并不高，只是由于目前國內(nèi)仍未能在技術(shù)上突破，無法自主研發(fā)生產(chǎn)，主要依賴進(jìn)口國外墨水，而國外墨水進(jìn)口運(yùn)輸受墨水保質(zhì)期的限制，空運(yùn)方式導(dǎo)致高昂的成本難以降低。

2.2 墨水問題

目前噴墨墨水仍存在3大問題：保質(zhì)期短、紅色墨水難以突破和噴出顏色偏淺。

一般國產(chǎn)噴墨墨水的保質(zhì)期只有2～3個(gè)月，容易分層。盡管噴墨打印機(jī)噴頭內(nèi)部裝有循環(huán)系統(tǒng)，但陶瓷墨水是陶瓷色料和液體墨水的混合體。

與家用的液體墨水不同，所加的色料的容重較高，因此循環(huán)系統(tǒng)只能減少墨水沉淀的現(xiàn)象。由于墨水的保質(zhì)期短，目前國外的噴墨墨水都通過空運(yùn)運(yùn)送到中國市場，這也造成了高成本問題。

盡管現(xiàn)在噴墨墨水已經(jīng)發(fā)展到11種顏色，但噴墨印刷技術(shù)不能噴出深紅色或鮮紅色，只能噴到粉紅色的程度。由于包裹紅的顆粒太粗，無法通過噴墨打印機(jī)的噴頭，因此現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)還不能調(diào)配出紅色墨水。

目前噴墨打印機(jī)的最大缺陷是所噴墨水的顏色偏淺，如果要研制顏色較深的瓷磚，最終要靠輥筒印刷去彌補(bǔ)噴墨印刷的不足。

此外成本問題仍是目前人們對該技術(shù)望而卻步的主要原因

3 陶瓷噴墨打印的展望

我國陶瓷噴墨打印技術(shù)尚處于起步階段，與國外先進(jìn)國家相比還有一定差距。陶瓷噴墨打印的核心技術(shù)目前仍被外國企業(yè)所壟斷。其研發(fā)重點(diǎn)在打印噴頭和高品質(zhì)的墨水上。

噴墨打印應(yīng)用異型配件技術(shù)的開發(fā)，筆者認(rèn)為可以通過兩條思路來開發(fā)此項(xiàng)技術(shù):

1)改變噴頭的角度來迎合陶瓷配件的異性方位。

2)利用強(qiáng)力噴頭。