陶瓷喷墨渗花工艺技术研究进展

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1、陶瓷喷墨渗花工艺技术研究进展摘要：本文通过讲述渗花墨水与常规喷墨墨水的区别、渗花墨水的特性、目前喷墨渗花产品的主要生产工艺及其优缺点以及喷墨渗花产品所使用的设备，归纳了冃前国内喷墨渗花领域的状况，对生产和后续研究提供了一定的参考依据。关健词：喷墨打印；渗花墨水；渗透；扩散；生产工艺1引言喷墨打印技术是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，它将墨水通过打印头上的喷嘴喷射到各种介质表面上，实现了非接触、高速度、低噪音的单色和彩色的文字和图像印刷。陶瓷喷墨打印技术是在喷墨打印技术的基础上，将特殊的粉体制备成墨水，利用特制的打印机可以将配置好的墨水直接打印到陶瓷的表面上进行表面改性

2、或表面装饰。其与传统的陶瓷表面装饰技术相比具有诸多的优势[1,2],例如能够实现产品个性化设计与制造，既节省时间，又提高效率；同时有利于实现多种图案小批量的陶瓷制品生产，特别适合于设计复杂图案，进一步提高陶瓷装饰效果。陶瓷喷墨打印技术2009年以來在国内陶瓷墙地砖生产中逐步普及，墨水的颜色也逐渐丰富，到现在全国几乎所有陶瓷厂都使用喷墨打印技术牛产产甜。但是目前大部分企业使用的喷墨墨水都只能在产甜表面着色，因此抛釉砖必须在喷墨打印后再淋一层透明釉，烧成后抛光。抛釉砖产品的透明釉厚度不能太厚，否则会影响产品的颜色和透感，因此只能使用弹性模块抛光，产品平整度较差，表面呈波浪状起伏。抛光砖虽然表面平

3、整,但是布料方式的图案清晰程度和纹理丰富性远不如喷墨打印。虽然有渗花抛光砖产品，图案变化相对较多，但是水性的渗花釉扩散严重，导致产品图案模糊。如果将渗花釉和喷墨打印技术结合起来，则既能获得清晰丰富的表面图案，又能提高产甜抛光后的表面平整度。2012年，诺贝尔与METC0合作，在国内率先推出喷墨渗花抛光砖产品o至今，先后有东鹏、蒙娜丽莎、新明珠等与METC0合作研发生产。国内的道氏、伯陶、迈瑞斯、明朝、彩佳、安倍尔等公司相继推出渗花墨水，增加渗花墨水的选择性。同时，诸多厂家推出了喷墨渗花产品，产品取名各不相同，主要企业有：天弼、宏宇、卡米亚、能强、金意陶、伟强、华硕、石博士、博徳等。国内瓷砖逐

4、渐进入了喷墨渗花产品时代。2渗花墨水基本性能渗花墨水最先由国外的METC0公司推出，并在较长一段吋间内几乎独占市场。国产渗花墨水经过多年的研究，近两年推出市场的产品逐渐增多,包括道氏、伯陶、迈瑞斯、明朝、彩佳、安倍尔等，且大部分都与陶瓷墙地砖生产厂家联合推出喷墨渗花产品。从产品的效果上看，国产渗花墨水与进口墨水己无明显区别，但是在使用过程中还是存在一些不足。2.1渗花墨水与常规喷墨墨水的区别渗花墨水是一种渗透型墨水，也是一种溶剂型墨水，采用可溶性金属盐作为着色剂，然后搭配相应的助剂以及溶剂制备成渗花墨水。与常规喷墨墨水相比，渗花墨水的着色剂一般为离子化合物，而常规墨水的着色剂为亚纳米级无机色

5、料；助?"1矫嫔?花墨水对悬浮性的要求没有常规墨水那么严格，但是对墨水的粘度、表面张力、PH值有一定的要求。渗花墨水经喷墨打印机打印后在砖面具有渗透能力，烧成后着色剂在高温下转化为能呈现颜色的金属氧化物，形成图案。渗花墨水的发色方式与常规喷墨墨水不同，常规喷墨墨水是无机颜料型墨水，一般釆用分散法制得。分散法是目前陶瓷墨水制备中最常见的一种方法，其工艺是先将超细陶瓷粉体或着色剂颗粒同溶剂、分散剂等一起通过球磨混合，加入结合剂、表血活性剂、pH调节剂、电解质等助剂后，通过机械分散得到稳定的悬浮液即陶瓷喷墨墨水。分散法与传统的浆料制备较为接近，根据静电-位阻稳定机制，需耍加入各种物性调节剂以及助剂

6、使墨水达到稳定状态。分散法制备工艺简单，成本较低，且制得的陶瓷墨水发色效果及发色稳定性较好［3〜6］。渗花墨水采用离子化合物作着色剂，制备成有机金属盐溶解在溶剂中，在高温下转化成能呈色的金属氧化物。渗花墨水的颜色由金属离子的发色规律决定，如钻呈蓝色，铁呈红色或褐色，珞呈黄色或绿色，镰呈绿色［7,8］。受限于金属离子的着色方式，现有渗花墨水的颜色局限于蓝、棕、黄三种颜色，除了蓝色渗花墨水之外，其他的渗花墨水的发色能力远弱于常规喷墨墨水，需要配合大喷墨量的喷头使用。2.2渗透性渗花墨水具有一定的渗透性，但是无法控制其渗透方向，容易同时在纵向和横向扩散，若墨水横向扩散过多会导致图案模糊，因此牛产中

7、需要搭配助渗剂实现纵向渗透。助渗剂木质上是一种或几种矿物油的混合物,通过控制其表面张力、粘度，能够促进渗花墨水中着色剂沿着陶瓷坯体中的孔隙纵向渗透，并改善图案的清晰程度。但是助渗剂因为使着色剂纵向渗透，会减弱渗花墨水在产品表面的发色能力，因此要求助渗剂不能将着色剂完全渗透到坯体底部，而是要逐步渗透。此外，渗花墨水在产品表面的发色深浅还受坯体干燥时间影响。干燥时间越长则产品表面发色越浅，渗透深度越深；干燥时间越