淺談國內外陶瓷墨水的研發狀況與發展趨勢

摘要：本文主要闡述了國內外陶瓷墨水的研發現狀及發展趨勢，并就陶瓷噴墨打印技術在國內的發展情況作了進一步的分析。

關鍵詞：噴墨墨水；噴墨打印；色釉料

1 引言

隨著我國陶瓷市場的不斷壯大，國際陶瓷設備巨頭紛紛將金磚四國之一的我國市場作為“新大陸”，欲以新技術、新設備在我國占據一定的市場份額，加之意大利、西班牙等國受2008年全球金融危機的重創，產能縮減了50％以上，因此，急切到境外尋求新的出路。而不甘落后的我國陶瓷企業，對噴墨打印技術在陶瓷生產領域的應用也給予了高度的關注。早在2008年就有企業開始引入國外先進的噴墨打印設備，并開始進行深度的研發。目前，國內有希望、美嘉等多家陶瓷設備生產企業開始生產研發，并供應噴墨打印設備。

截至2010年4月份，全球約有370臺噴墨設備，并預測未來5年內將增加至1000臺。作為全球陶瓷生產的第一大國——中國，成為了噴墨打印技術運用的潛力最大的市場之一。據悉噴墨打印機自2008年引入我國以來，去年國內生產商的訂單達到近30臺；華東地區的諾貝爾、冠軍、斯米克等陶瓷企業率先引用噴墨打印技術；佛山本土企業如金牌亞洲、金意陶、蒙娜麗莎、新明珠等也陸續引入該技術及設備。另外，眾多新興陶瓷企業也希望能通過該技術提高自我產品的競爭力，在市場中分一杯羹。

噴墨打印技術可以使陶瓷產品達到更加逼真、更加細膩的效果，與傳統的絲網印花和輥筒印花相比，其成本更低、破損率更低；設計更加靈活、快速；更加安全環保等。但設備和墨水的超高成本仍是制約噴墨打印技術在國內發展的瓶頸。

2 陶瓷墨水的研究現狀

2.1國外陶瓷墨水的研究現狀

國外陶瓷墨水的研究起始較早，世界第一臺工業使用的陶瓷裝飾噴墨打印機于2000年在美國問世。打印機是由美國FERRO公司開發的Keraiet系統，陶瓷墨水也是由FERRO公司與賽爾公司聯合研制的。2000年1月7日，FERRO公司向美國專利商標局提交了一份名為《用于陶瓷釉面磚／瓦和表面的彩色噴墨印刷的獨特的油墨和油墨組合》的專利，該專利闡述了陶瓷墨水的制作方法，為陶瓷噴墨打印技術奠定了良好的基礎。2006年以前，噴墨系統只有可溶性墨水，由于所使用的可溶性墨水的色彩范圍低、穩定性差、成本較高，大大限制了產品所能實現的各種可能性，制約了噴墨打印技術的發展。

2006年以后，陶瓷墨水在西班牙得到了很好的發展，到目前為止，除了美國FERRO公司外，西班牙的ES-MALGLASS，ITACA、CHIMIGRAF、COLORBBIA、TOR-RECID四家公司也是陶瓷裝飾墨水的主要制造商。隨著顏料墨水技術的進步，噴墨系統發生了質的飛躍。使用這些陶瓷墨水，噴墨打印系統幾乎可以打印市場上的常規顏色，而且價格也極具競爭力。這種技術的飛躍影響甚至可擴大到景觀設計，并帶動了更多的新設備廠家進入市場并將一些新元素引入到新的色彩制作中。部分企業已開始專門研究陶瓷領域的最佳解決方案。

目前西班牙銷售噴墨墨水的色釉料企業有Esmal。dass-itaca、Torrecid、Ferro、Frit等。作為全球前三大的色釉料供應商之一的Esmalglass-itaca公司，墨水也是他們目前的主推產品。根據墨水顏色偏淺的狀況，Esmalglass-itaca推出了HCR(高色彩范圍)噴墨墨水和HCP(高色彩性能1釉料。一方面，通過HCP釉料提高噴墨墨水的色彩強度，每塊瓷片即可減少所需墨水的使用量，但卻能取得同樣的色調，大大降低了生產成本。另一方面，Esmal-glass-itaca已設法擴大墨水的色彩范圍。確保了其墨水在任何產品上都能達到最大的安全性和顏色的穩定性。HCR噴墨墨水分為黃色、米色、粉色、藍色、棕色和黑色六種，擴大了顏色的使用范圍，可確保其色調更一致、更均勻，有效降低墨水的消耗量。同時，Esmalglass-itaca還引進一種鋯白色和一種透明亮光的噴墨用釉料，稱為DPG(數字打印釉料)。前者可以加強深色或彩色墨水的特殊裝飾效果，并可在深色背景上勾勒出白色條紋；后者專門為無光或高光媒介增添明亮效果，使覆蓋設計完全數字化。

2.2國內陶瓷墨水的研究現狀

我國第一臺陶瓷噴墨印花設備于2008年由希望陶瓷機械設備有限公司推出。我國華東陶瓷品牌諾貝爾在2010年初，采用意大利Kerajet的數碼噴墨印刷系統，成為國內第一個推出噴墨磚的企業。金牌亞洲于2010年3月30日，推出國內首款3D數碼噴墨立體磚，成為廣東陶企最早推出噴墨打印產品的企業。

在國內陶瓷墨水的研究中，已經形成了天津大學、南昌航空工業大學、大連理工大學、陜西科技大學和華南理工大學等5所研究團隊，并發表了研究論文32篇。在企業研究方面，涌現了廣東佛陶集團股份有限公司、道氏制釉、華山制釉、科信達奧斯博、博奧科技、鷹牌陶瓷等公司，也形成了3個發明專利的成績，尤其是道氏制釉，已經獲得了其中的2個專利。目前噴墨墨水的提供商全部都是外國公司，如Esmalglass-itaca、Ferro、Fritia、Torrecid和Colorobbia等。外國色釉公司牢牢掌握著噴墨墨水這一技術的核心領域，國內的色釉料企業起步較晚。據悉，國內包括大鴻、金鷹、禾合等色釉料企業也在積極開展這方面的研發工作，力爭實現噴墨墨水的國產化。佛山科技學院與佛山金鷹無機材料有限公司正式簽約成立產學研究基地，組建了陶瓷裝飾材料工程技術中心，研發用于“陶瓷噴墨”的特制墨水。

隨著海外釉料企業對中國市場的重視，越來越多海外墨水供應商選擇在我國建廠。以最大的努力解決我國企業使用噴墨技術成本高的難題，希望率先贏得我國的市場。當墨水不再需要空運時，成本將大大降低。另外，國內研究機構及制釉企業加緊對噴墨技術進行研究，其中華南理工大學專門成立研究小組，開發國產的噴墨墨水。相信在不久的將來，必將攻破墨水的技術難關，成本將不再是制約國內企業運用噴墨技術的關鍵。一般噴墨墨水的保質期只有2～3個月，容易造成沉淀。盡管噴墨打印機的噴頭內部裝有循環系統，但陶瓷墨水與家用的液體墨水不同，它是陶瓷色料和液體墨水的混合體，加上色料的比重較高，因此循環系統只能減少墨水沉淀問題。由于墨水的保質期短，國外的噴墨墨水又需要通過空運送到我國市場，造成了墨水價格居高不下的狀況。可惜的是，在2011年廣州陶瓷工業展覽會上已看到我國自己的陶瓷墨水。盡管如此，陶瓷墨水在國內仍處于研究階段，離真正產業化還有一定的距離。

3 陶瓷墨水的發展趨勢

金融危機導致的歐洲先進噴墨印刷技術在我國獲得應用與推廣，恰我國陶瓷“低碳化”發展戰略相吻合。絲網、輥筒印刷因為換版和沖洗等原因造成大量色釉料浪費，而噴墨印刷因為采用墨盒裝色釉料，不易浪費，從而最大限度地降低了污染，節約成本；過去由于市場競爭較大，生產商只能通過使用優質的、不可再生的高級原材料來彌補表面設計的不足，或者直接簡化設計，靠原材料本身的化學屬性和精湛的燒成工藝來實現渾然天成的仿真或超現實表面效果。現在印刷技術日臻完美，企業可以簡化原材料的使用，通過更普通、更環保的原材料就能夠達到與噴墨印刷技術的完美結合，既達到“低碳”的目的，同時又實現產品的高附加值。因此，出于以上產業升級的雙重效應，我們可以推斷國內將有越來越多的陶瓷企業積極引入歐洲先進的噴墨印刷技術。

我國陶瓷裝備制造企業成功地創造了“引進一消化一吸收一創造”的發展模式，使得我國陶瓷裝備居于世界領先地位。相信在未來三、五年內，噴墨印刷核心技術如墨水、噴頭、控制系統等也將實現國產化。如何研究高強度發色色料是今后陶瓷墨水研究的重要課題。研究陶瓷墨水在加工方法、亮度強度、彩色范圍、印刷質量、均勻性和穩定性上具有明顯優勢的產品仍是未來陶瓷墨水開發的主攻方向。

4 結語

建筑陶瓷功能化是傳統建筑陶瓷產業升級的必由之路。陶瓷墨水本身已經接近納米結構，利用納米技術的功能性特征升級。未來建筑陶瓷將集中在高強保溫磚、抗菌陶瓷磚、抗靜電陶瓷磚、抗輻射陶瓷磚、光伏發電陶瓷磚、光伏發光陶瓷磚等功能性陶瓷產品的開發。利用噴墨技術將功能性的陶瓷墨水打印在陶瓷磚上，將是最終實現“資源化、低碳化、數字化、個性化、功能化”的必由之路。