陶瓷噴墨打印技術的困境與出路
2012-04-17 10:13 來源：陶瓷報 責編：江佳
- 摘要：
- 現在筆者剖析了當前陶瓷噴墨打印技術暫時的困境，來探討陶瓷噴墨打印技術的出路，以促進陶瓷噴墨技術在中國的發展。 陶瓷裝飾用噴墨打印是將著色劑制成多色墨水，通過噴墨打印的方式將其直接打印到陶瓷表面上，燒成后呈色的裝飾方法。
【CPP114】訊：目前各大陶瓷生產企業紛紛推出別具特色的陶瓷噴墨打印產品，尤其是凹凸面的高清晰噴墨打印陶瓷磚，令人耳目一新。毫無疑問，噴墨打印技術的春天已經到來!現在筆者剖析了當前陶瓷噴墨打印技術暫時的困境，來探討陶瓷噴墨打印技術的出路，以促進陶瓷噴墨技術在中國的發展。 陶瓷裝飾用噴墨打印是將著色劑制成多色墨水，通過噴墨打印的方式將其直接打印到陶瓷表面上，燒成后呈色的裝飾方法。噴墨打印技術與現有的陶瓷裝飾手段相比，具有突破性的優勢：可達到360dpi、直接打印出設計圖案的效果實現個性化解決方案、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。具有良好的應用前景，和巨大的潛在商業機會。
目前各大陶瓷生產企業紛紛推出別具特色的陶瓷噴墨打印產品，尤其是凹凸面的高清晰噴墨打印陶瓷磚，令人耳目一新。毫無疑問，噴墨打印技術的春天已經到來!雖然陶瓷噴墨打印技術在我國只有幾年的發展歷史，還存在著一些技術性的問題拉線、燒成后發色不穩定、明亮的紅色墨水不能制備、成本的問題噴頭、墨水的核心技術在外國企業手中，導致噴頭、墨水偏高、新商業模式的問題新產品管理制度還需要突破、陶瓷噴墨打印設計和研發體系尚未成熟、針對大批采購的個性化供應鏈體系尚未成形等。隨著博今科技、道氏制釉、明朝科技、金鷹色料等國產墨水企業對于陶瓷墨水品質的不斷提升，隨著泰威、美嘉、精陶等噴墨打印機企業已經掌握了除噴頭外的機械自動化系統、軟件系統，噴墨打印技術將在中國這一全球最大市場獲得更大范圍的應用。
筆者在查閱相關英文專利、文獻、官方網站、宣傳廣告、會議資料的基礎上，通過分析噴墨打印技術發展狀況，剖析當前陶瓷噴墨打印技術暫時的困境，來探討陶瓷噴墨打印技術的出路，以促進陶瓷噴墨技術在中國的發展。
陶瓷噴墨打印技術的發展現狀
1、陶瓷墨水的發展現狀
目前陶瓷墨水的商品化制備技術主要是分散法，包括著金屬配合物型分散和無機陶瓷色料型分散。意大利的Colorobbia公司生產了名為ParNaSos的四色陶瓷墨水青色、黃色、品紅色、黑色，并宣稱此種墨水是通過直接制備液態懸浮物而得到，而不需要經過傳統的粉體分散過程，不存在凝聚的現象。這種陶瓷墨水的粒度分布在50～80nm的范圍之內，表面沒有大的棱角，具有優良的穩定性和流變性，不會磨損和堵塞噴頭。陶瓷墨水所采用的溶劑為二甘醇沸點為245℃，不存在溶劑揮發的問題，對人類和環境較為安全。意大利的METCO S.R.L.公司在其歐洲專利“在陶瓷材料上進行數字印刷所使用的油墨，使用所述油墨在陶瓷材料上進行數字印刷的方法，以及通過所述的印刷方法制備的陶瓷制品Inks for digi-tal printing on ceramic materi-als , a process for digital print-ing on ceramic materials using said inks ,and material obtained by means of said printing pro-cess EP2008/067836”中介紹了一種涉及在陶瓷材料上進行數字印刷所使用的含有著色金屬的油墨組合的實例。將混有二氧化硅和二氧化鈦的添加劑加入到陶瓷坯料中，通過壓擠成型得到試驗坯體，然后通過HP 440噴墨打印機頭使用該發明的水溶液油墨組裝式試驗坯體，在1215℃的最大溫度下經過50分鐘煅燒得到試驗樣品。測定陶瓷制品上的L*a*b*值。染色組合物A，其中含有檸檬酸鈷Co為1.7wt%和檸檬酸鋅Zn為3.0 wt %以及作為溶劑的水，煅燒后為青色L*=70.4, a*= -1.5, b*=2.9;染色組合物B，其中含有乙二胺四乙酸鐵鐵為7. 3 wt%以及水為溶劑，煅燒后為紅褐色L*=66.8, a*=9.4,b*=16.7;染色組合物C，其中含有乙酸鉻IIICr為1.64 wt%，酒石酸銻Sb為1. 64 wt%，二氨二羥基二[乳酸2-01,02]鈦2-Ti為4.2 wt%以及作為溶劑的水，煅燒后為黃色L*=78.5, a*=1.2, b*=26.0;染色組合物D，其中含有檸檬酸鐵銨Fe為7.0 wt%、乙二胺四乙酸鈷Co為3.8 wt%，以及溶劑的水，煅燒后為灰色L*=54.1, a*= -1.2, b*=0.3。
西班牙的陶麗西集團在2002至2003年間曾試圖制備可用于間歇式和連續式系統的可溶性陶瓷墨水，但是失敗了。2004年陶麗西用分散無機陶瓷色料法，才研發出INCID系列陶瓷墨水，可以得到天然產品的顏色方案，如石頭、大理石、木頭等。目前陶麗西供應青色、鈷藍色、品紅色、紅棕色、粉紅色、黃色、檸檬黃色、黑色、白色墨水，并且在公司網站上宣稱自己是唯一的白色陶瓷墨水供應商。Torrecid S.A.公司在其歐洲專利“工業裝飾用墨水Industrial decoration ink EP1840178A1”中，提出了一個四色墨水的實例。不同墨水的固相組成如表1所示，其中所有的陶瓷色料由Al-Farben公司提供，其他的材料很容易在市場上得到。四種墨水的液相成分是一樣的，液相成分約占總重量的60wt%，其中：鏈狀的脂肪族烴相當于非極性組分、脂肪酸混合物相當于極性組分、聚碳酸酯相當于穩定劑、聚酯酸相當于分散劑。
目前各大陶瓷生產企業紛紛推出別具特色的陶瓷噴墨打印產品，尤其是凹凸面的高清晰噴墨打印陶瓷磚，令人耳目一新。毫無疑問，噴墨打印技術的春天已經到來!雖然陶瓷噴墨打印技術在我國只有幾年的發展歷史，還存在著一些技術性的問題拉線、燒成后發色不穩定、明亮的紅色墨水不能制備、成本的問題噴頭、墨水的核心技術在外國企業手中，導致噴頭、墨水偏高、新商業模式的問題新產品管理制度還需要突破、陶瓷噴墨打印設計和研發體系尚未成熟、針對大批采購的個性化供應鏈體系尚未成形等。隨著博今科技、道氏制釉、明朝科技、金鷹色料等國產墨水企業對于陶瓷墨水品質的不斷提升，隨著泰威、美嘉、精陶等噴墨打印機企業已經掌握了除噴頭外的機械自動化系統、軟件系統，噴墨打印技術將在中國這一全球最大市場獲得更大范圍的應用。
筆者在查閱相關英文專利、文獻、官方網站、宣傳廣告、會議資料的基礎上，通過分析噴墨打印技術發展狀況，剖析當前陶瓷噴墨打印技術暫時的困境，來探討陶瓷噴墨打印技術的出路，以促進陶瓷噴墨技術在中國的發展。
陶瓷噴墨打印技術的發展現狀
1、陶瓷墨水的發展現狀
目前陶瓷墨水的商品化制備技術主要是分散法，包括著金屬配合物型分散和無機陶瓷色料型分散。意大利的Colorobbia公司生產了名為ParNaSos的四色陶瓷墨水青色、黃色、品紅色、黑色，并宣稱此種墨水是通過直接制備液態懸浮物而得到，而不需要經過傳統的粉體分散過程，不存在凝聚的現象。這種陶瓷墨水的粒度分布在50～80nm的范圍之內，表面沒有大的棱角，具有優良的穩定性和流變性，不會磨損和堵塞噴頭。陶瓷墨水所采用的溶劑為二甘醇沸點為245℃，不存在溶劑揮發的問題，對人類和環境較為安全。意大利的METCO S.R.L.公司在其歐洲專利“在陶瓷材料上進行數字印刷所使用的油墨，使用所述油墨在陶瓷材料上進行數字印刷的方法，以及通過所述的印刷方法制備的陶瓷制品Inks for digi-tal printing on ceramic materi-als , a process for digital print-ing on ceramic materials using said inks ,and material obtained by means of said printing pro-cess EP2008/067836”中介紹了一種涉及在陶瓷材料上進行數字印刷所使用的含有著色金屬的油墨組合的實例。將混有二氧化硅和二氧化鈦的添加劑加入到陶瓷坯料中，通過壓擠成型得到試驗坯體，然后通過HP 440噴墨打印機頭使用該發明的水溶液油墨組裝式試驗坯體，在1215℃的最大溫度下經過50分鐘煅燒得到試驗樣品。測定陶瓷制品上的L*a*b*值。染色組合物A，其中含有檸檬酸鈷Co為1.7wt%和檸檬酸鋅Zn為3.0 wt %以及作為溶劑的水，煅燒后為青色L*=70.4, a*= -1.5, b*=2.9;染色組合物B，其中含有乙二胺四乙酸鐵鐵為7. 3 wt%以及水為溶劑，煅燒后為紅褐色L*=66.8, a*=9.4,b*=16.7;染色組合物C，其中含有乙酸鉻IIICr為1.64 wt%，酒石酸銻Sb為1. 64 wt%，二氨二羥基二[乳酸2-01,02]鈦2-Ti為4.2 wt%以及作為溶劑的水，煅燒后為黃色L*=78.5, a*=1.2, b*=26.0;染色組合物D，其中含有檸檬酸鐵銨Fe為7.0 wt%、乙二胺四乙酸鈷Co為3.8 wt%，以及溶劑的水，煅燒后為灰色L*=54.1, a*= -1.2, b*=0.3。
西班牙的陶麗西集團在2002至2003年間曾試圖制備可用于間歇式和連續式系統的可溶性陶瓷墨水，但是失敗了。2004年陶麗西用分散無機陶瓷色料法，才研發出INCID系列陶瓷墨水，可以得到天然產品的顏色方案，如石頭、大理石、木頭等。目前陶麗西供應青色、鈷藍色、品紅色、紅棕色、粉紅色、黃色、檸檬黃色、黑色、白色墨水，并且在公司網站上宣稱自己是唯一的白色陶瓷墨水供應商。Torrecid S.A.公司在其歐洲專利“工業裝飾用墨水Industrial decoration ink EP1840178A1”中，提出了一個四色墨水的實例。不同墨水的固相組成如表1所示，其中所有的陶瓷色料由Al-Farben公司提供，其他的材料很容易在市場上得到。四種墨水的液相成分是一樣的，液相成分約占總重量的60wt%，其中：鏈狀的脂肪族烴相當于非極性組分、脂肪酸混合物相當于極性組分、聚碳酸酯相當于穩定劑、聚酯酸相當于分散劑。
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