陶瓷喷墨打印技术的困境与出路
2012-04-17 10:13:00.0 来源：陶瓷报 责编：江佳
- 摘要：
- 现在笔者剖析了当前陶瓷喷墨打印技术暂时的困境，来探讨陶瓷喷墨打印技术的出路，以促进陶瓷喷墨技术在中国的发展。 陶瓷装饰用喷墨打印是将着色剂制成多色墨水，通过喷墨打印的方式将其直接打印到陶瓷表面上，烧成后呈色的装饰方法。
【CPP114】讯：目前各大陶瓷生产企业纷纷推出别具特色的陶瓷喷墨打印产品，尤其是凹凸面的高清晰喷墨打印陶瓷砖，令人耳目一新。毫无疑问，喷墨打印技术的春天已经到来!现在笔者剖析了当前陶瓷喷墨打印技术暂时的困境，来探讨陶瓷喷墨打印技术的出路，以促进陶瓷喷墨技术在中国的发展。 陶瓷装饰用喷墨打印是将着色剂制成多色墨水，通过喷墨打印的方式将其直接打印到陶瓷表面上，烧成后呈色的装饰方法。喷墨打印技术与现有的陶瓷装饰手段相比，具有突破性的优势：可达到360dpi、直接打印出设计图案的效果实现个性化解决方案、悬空打印降低坯体破损率、凹凸面打印出逼真的仿油画、仿树皮、仿木纹、高档石材效果。具有良好的应用前景，和巨大的潜在商业机会。
目前各大陶瓷生产企业纷纷推出别具特色的陶瓷喷墨打印产品，尤其是凹凸面的高清晰喷墨打印陶瓷砖，令人耳目一新。毫无疑问，喷墨打印技术的春天已经到来!虽然陶瓷喷墨打印技术在我国只有几年的发展历史，还存在着一些技术性的问题拉线、烧成后发色不稳定、明亮的红色墨水不能制备、成本的问题喷头、墨水的核心技术在外国企业手中，导致喷头、墨水偏高、新商业模式的问题新产品管理制度还需要突破、陶瓷喷墨打印设计和研发体系尚未成熟、针对大批采购的个性化供应链体系尚未成形等。随着博今科技、道氏制釉、明朝科技、金鹰色料等国产墨水企业对于陶瓷墨水品质的不断提升，随着泰威、美嘉、精陶等喷墨打印机企业已经掌握了除喷头外的机械自动化系统、软件系统，喷墨打印技术将在中国这一全球最大市场获得更大范围的应用。
笔者在查阅相关英文专利、文献、官方网站、宣传广告、会议资料的基础上，通过分析喷墨打印技术发展状况，剖析当前陶瓷喷墨打印技术暂时的困境，来探讨陶瓷喷墨打印技术的出路，以促进陶瓷喷墨技术在中国的发展。
陶瓷喷墨打印技术的发展现状
1、陶瓷墨水的发展现状
目前陶瓷墨水的商品化制备技术主要是分散法，包括着金属配合物型分散和无机陶瓷色料型分散。意大利的Colorobbia公司生产了名为ParNaSos的四色陶瓷墨水青色、黄色、品红色、黑色，并宣称此种墨水是通过直接制备液态悬浮物而得到，而不需要经过传统的粉体分散过程，不存在凝聚的现象。这种陶瓷墨水的粒度分布在50～80nm的范围之内，表面没有大的棱角，具有优良的稳定性和流变性，不会磨损和堵塞喷头。陶瓷墨水所采用的溶剂为二甘醇沸点为245℃，不存在溶剂挥发的问题，对人类和环境较为安全。意大利的METCO S.R.L.公司在其欧洲专利“在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的油墨，使用所述油墨在陶瓷材料上进行数字印刷的方法，以及通过所述的印刷方法制备的陶瓷制品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”中介绍了一种涉及在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的含有着色金属的油墨组合的实例。将混有二氧化硅和二氧化钛的添加剂加入到陶瓷坯料中，通过压挤成型得到试验坯体，然后通过HP 440喷墨打印机头使用该发明的水溶液油墨组装式试验坯体，在1215℃的最大温度下经过50分钟煅烧得到试验样品。测定陶瓷制品上的L*a*b*值。染色组合物A，其中含有柠檬酸钴Co为1.7wt%和柠檬酸锌Zn为3.0 wt %以及作为溶剂的水，煅烧后为青色L*=70.4, a*= -1.5, b*=2.9;染色组合物B，其中含有乙二胺四乙酸铁铁为7. 3 wt%以及水为溶剂，煅烧后为红褐色L*=66.8, a*=9.4,b*=16.7;染色组合物C，其中含有乙酸铬IIICr为1.64 wt%，酒石酸锑Sb为1. 64 wt%，二氨二羟基二[乳酸2-01,02]钛2-Ti为4.2 wt%以及作为溶剂的水，煅烧后为黄色L*=78.5, a*=1.2, b*=26.0;染色组合物D，其中含有柠檬酸铁铵Fe为7.0 wt%、乙二胺四乙酸钴Co为3.8 wt%，以及溶剂的水，煅烧后为灰色L*=54.1, a*= -1.2, b*=0.3。
西班牙的陶丽西集团在2002至2003年间曾试图制备可用于间歇式和连续式系统的可溶性陶瓷墨水，但是失败了。2004年陶丽西用分散无机陶瓷色料法，才研发出INCID系列陶瓷墨水，可以得到天然产品的颜色方案，如石头、大理石、木头等。目前陶丽西供应青色、钴蓝色、品红色、红棕色、粉红色、黄色、柠檬黄色、黑色、白色墨水，并且在公司网站上宣称自己是唯一的白色陶瓷墨水供应商。Torrecid S.A.公司在其欧洲专利“工业装饰用墨水Industrial decoration ink EP1840178A1”中，提出了一个四色墨水的实例。不同墨水的固相组成如表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场上得到。四种墨水的液相成分是一样的，液相成分约占总重量的60wt%，其中：链状的脂肪族烃相当于非极性组分、脂肪酸混合物相当于极性组分、聚碳酸酯相当于稳定剂、聚酯酸相当于分散剂。
目前各大陶瓷生产企业纷纷推出别具特色的陶瓷喷墨打印产品，尤其是凹凸面的高清晰喷墨打印陶瓷砖，令人耳目一新。毫无疑问，喷墨打印技术的春天已经到来!虽然陶瓷喷墨打印技术在我国只有几年的发展历史，还存在着一些技术性的问题拉线、烧成后发色不稳定、明亮的红色墨水不能制备、成本的问题喷头、墨水的核心技术在外国企业手中，导致喷头、墨水偏高、新商业模式的问题新产品管理制度还需要突破、陶瓷喷墨打印设计和研发体系尚未成熟、针对大批采购的个性化供应链体系尚未成形等。随着博今科技、道氏制釉、明朝科技、金鹰色料等国产墨水企业对于陶瓷墨水品质的不断提升，随着泰威、美嘉、精陶等喷墨打印机企业已经掌握了除喷头外的机械自动化系统、软件系统，喷墨打印技术将在中国这一全球最大市场获得更大范围的应用。
笔者在查阅相关英文专利、文献、官方网站、宣传广告、会议资料的基础上，通过分析喷墨打印技术发展状况，剖析当前陶瓷喷墨打印技术暂时的困境，来探讨陶瓷喷墨打印技术的出路，以促进陶瓷喷墨技术在中国的发展。
陶瓷喷墨打印技术的发展现状
1、陶瓷墨水的发展现状
目前陶瓷墨水的商品化制备技术主要是分散法，包括着金属配合物型分散和无机陶瓷色料型分散。意大利的Colorobbia公司生产了名为ParNaSos的四色陶瓷墨水青色、黄色、品红色、黑色，并宣称此种墨水是通过直接制备液态悬浮物而得到，而不需要经过传统的粉体分散过程，不存在凝聚的现象。这种陶瓷墨水的粒度分布在50～80nm的范围之内，表面没有大的棱角，具有优良的稳定性和流变性，不会磨损和堵塞喷头。陶瓷墨水所采用的溶剂为二甘醇沸点为245℃，不存在溶剂挥发的问题，对人类和环境较为安全。意大利的METCO S.R.L.公司在其欧洲专利“在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的油墨，使用所述油墨在陶瓷材料上进行数字印刷的方法，以及通过所述的印刷方法制备的陶瓷制品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”中介绍了一种涉及在陶瓷材料上进行数字印刷所使用的含有着色金属的油墨组合的实例。将混有二氧化硅和二氧化钛的添加剂加入到陶瓷坯料中，通过压挤成型得到试验坯体，然后通过HP 440喷墨打印机头使用该发明的水溶液油墨组装式试验坯体，在1215℃的最大温度下经过50分钟煅烧得到试验样品。测定陶瓷制品上的L*a*b*值。染色组合物A，其中含有柠檬酸钴Co为1.7wt%和柠檬酸锌Zn为3.0 wt %以及作为溶剂的水，煅烧后为青色L*=70.4, a*= -1.5, b*=2.9;染色组合物B，其中含有乙二胺四乙酸铁铁为7. 3 wt%以及水为溶剂，煅烧后为红褐色L*=66.8, a*=9.4,b*=16.7;染色组合物C，其中含有乙酸铬IIICr为1.64 wt%，酒石酸锑Sb为1. 64 wt%，二氨二羟基二[乳酸2-01,02]钛2-Ti为4.2 wt%以及作为溶剂的水，煅烧后为黄色L*=78.5, a*=1.2, b*=26.0;染色组合物D，其中含有柠檬酸铁铵Fe为7.0 wt%、乙二胺四乙酸钴Co为3.8 wt%，以及溶剂的水，煅烧后为灰色L*=54.1, a*= -1.2, b*=0.3。
西班牙的陶丽西集团在2002至2003年间曾试图制备可用于间歇式和连续式系统的可溶性陶瓷墨水，但是失败了。2004年陶丽西用分散无机陶瓷色料法，才研发出INCID系列陶瓷墨水，可以得到天然产品的颜色方案，如石头、大理石、木头等。目前陶丽西供应青色、钴蓝色、品红色、红棕色、粉红色、黄色、柠檬黄色、黑色、白色墨水，并且在公司网站上宣称自己是唯一的白色陶瓷墨水供应商。Torrecid S.A.公司在其欧洲专利“工业装饰用墨水Industrial decoration ink EP1840178A1”中，提出了一个四色墨水的实例。不同墨水的固相组成如表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场上得到。四种墨水的液相成分是一样的，液相成分约占总重量的60wt%，其中：链状的脂肪族烃相当于非极性组分、脂肪酸混合物相当于极性组分、聚碳酸酯相当于稳定剂、聚酯酸相当于分散剂。
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