影響滲花墨水滲透及擴散的因素探討

潘超憲，吳一，王永強，古戰文,，王瑞峰,，劉江義

（1.桂林理工大學，桂林541004；2.東莞市唯美陶瓷工業園有限公司，東莞523275；3.江西和美陶瓷有限公司，豐城331132）

1 前言

隨著近幾年建陶產品的不斷更新換代，拋釉產品以其廣泛多變的題材，豐富的色彩，以及細膩的紋理贏得市場青睞，不斷擠占拋光磚的市場份額，成為建筑陶瓷市場的主流產品。但是，隨著拋釉磚的不斷推廣，拋釉磚自身存在的缺點也不斷呈現，特別是拋釉磚的硬度及耐磨性能，已成為消費者投訴焦點，也是行業從業者的棘手難題。

傳統滲花拋光磚，雖然生產工藝流程簡單，但是滲花拋光磚過程控制極其嚴格，產品質量波動大，由于滲花拋光磚效果不理想造成缺花，圖案不清晰、漏拋、產品陰陽色等問題，嚴重影響滲花拋光磚產品的質量，打擊消費者的購買意愿[1]。

噴墨滲花技術的創新發展，使拋光產品實現了二次升級，噴墨滲花拋光磚不僅繼承了拋光磚耐磨、防滑、硬度高的優點，而且在色彩、層次效果、紋理細膩方面可以與當前流行的拋釉磚相媲美[2]。

本文通過對比不同公司噴墨滲花墨水滲透深度及擴散，分析噴墨滲花滲透及擴散關系，探討影響噴墨滲花墨水滲透及擴散的主要因素，給噴墨滲花產品開發與生產提供參考。

2 影響噴墨滲花墨水滲透及擴散的因素探討

2.1 坯體配方

長石、石英和低溫砂等瘠性原料有利于提高面料滲透的能力，而粘土用量過大則導致滲花墨水難以滲透，在坯體配方研發過程中，須兼顧坯體具有足夠的強度，又能使滲花墨水較好地深入，可適當引入坯體增強劑，減少粘土含量，保證磚坯具有較佳的滲透性[3-4]。

2.2 面料工藝

噴墨滲花面料工藝主要有淋釉及壓制兩種，淋釉工藝可將面料均勻轉移到坯體表面，干燥后存在較多的毛細管道，利于滲花墨水滲透。壓制工藝中，受粉料顆粒級配、布料均勻程度、壓機壓力大小及均勻度影響，滲透深度影響因素較多，在使用壓制工藝生產噴墨滲花產品時，須全面考慮粉料制備及壓制過程影響因素，嚴格控制各工藝點。

2.3 面料細度、水分及溫度

面料球磨過細時，根據最緊密堆積原理，細顆粒緊密堆積后，間隙空間較小，滲花墨水很難滲入面料內部。水分較大時，水分填充于面料間隙，滲花墨水滲透變弱。同時，如果面料溫度過高，噴墨時及噴墨后滲花墨水直接揮發，也會影響墨水滲透效果。需要注意的是大量的滲花墨水揮發可能會造成噴頭損壞。

2.4 滲花墨水性能

噴墨滲花墨水性能是影響滲花產品滲透深度的重要因素，墨水表面張力、粘度由滲花墨水的本身性能所決定，企業應根據產品開發特點及需求、噴墨花機及噴頭特點，選擇合適的滲花墨水進行生產。

3 實驗方案

3.1 樣品制備

樣品采用兩次布料干壓成型，其中上層為釉用面料，下層為大生產普通坯料，釉用面料原料為工業純的釉用原料，按配方稱取一定量的原料后，加入合適的CMC、三聚和水球磨至合適的細度，經噴霧造粒后制成。樣品制備的整體流程為壓制坯體（兩次布料）→干燥→噴滲花墨水→噴助滲墨水→燒成。半成品在輥道窯燒成，窯爐最高表溫1187℃，燒成時間75 min。

3.2 實驗儀器

實驗所用設備見表1。

表1 實驗及檢測設備

圖1 單色線條紋理

圖2 不同滲花墨水滲透線條寬度數據

圖3 不同滲花墨水滲透深度數據

3.3 滲花墨水擴散及滲透性實驗原理

（1）設計 0.5 mm、1 mm、2 mm單色線條紋理（圖 1），線條灰度為100%；

（2）噴墨機打印通道順序：藍棕棕黃黃+助滲，不同廠家滲花墨水與助滲墨水交叉組合實驗；

實驗噴墨機打印墨水和助滲透劑后放置半小時入窯，燒成后，通過顯微鏡精確測量線條寬度（如圖2）。同時垂直線條切割，砂紙處理斷面后，通過顯微鏡精確測量滲花墨水下滲深度，獲得墨水滲透深度數據（如圖3）。

（3）實驗墨水為A、B、C三個不同公司的滲花墨水；

4 實驗結果與討論

4.1 實驗測量結果

表2 B公司滲花墨水擴散性實驗數據

表3 B公司滲花墨水滲透性實驗數據

通過數據對比，擴散比例與滲透深度存在線性關系，滲透越深，擴散越嚴重，不同顏色的滲花墨水滲透與擴散不一致。

滲花墨水的滲透能力為顏色墨水滲透能力+助滲墨水助滲效果復合疊加的結果，不同的滲花墨水與助滲墨水組合，滲透深度均存在差異。

4.2 實驗結果與討論

（1）通過數據對比，不同公司和不同顏色的滲花墨水滲透深度存在差異，單色滲花墨水滲透深度總體趨勢：棕色＞藍色＞黃色。

（2）通過表4數據對比，在顏色墨水與助滲墨水交叉實驗中發現，滲花墨水的滲透能力為顏色墨水滲透能力+助滲墨水助滲效果復合疊加的結果，其中助滲墨水占主導地位，實驗表明B公司助滲墨水助滲深度略大于C公司助滲墨水。單色滲透能力弱可以通過選擇適當的助滲墨水，改善滲花墨水的滲透深度。

（3）通過墨水實驗的滲透及擴散綜合對比，滲花墨水的滲透深度與擴散成正比，從表2、表3數據分析，墨水在滲透越深時，其對應線條擴散越嚴重。其次，線條越細，其擴散越嚴重。以表2為例，B公司棕色墨水在噴印100%灰度助滲墨水后，原始寬度0.5 mm線條擴散至0.841 mm，擴散比例為68.2%，原始寬度1 mm線條擴散至1.267 mm，擴散比例為26.7%，而原始寬度2 mm線條擴散至2.233 mm，擴散比例為11.6%，由此可見，線條越精細，擴散越嚴重。

表4 滲花墨水與助滲墨水組合實驗

5 結論

本實驗系統地研究了噴墨滲花墨水滲透及擴散現象，對噴墨滲花產品開發與生產具有重要的指導意義。傳統滲花磚存在色差、陰陽色等問題，噴墨滲花磚通過滲花顏色墨水與助滲墨水組合，不僅在色域上優于傳統滲花拋光磚，甚至可與拋釉產品花色相媲美。同時，通過噴墨機控制滲花墨水與助滲墨水組合，可以獲得具有一定滲透深度且無色差、無陰陽色的產品。

噴墨滲花因為滲透，客觀存在不同程度的擴散問題，通過兩者關系研究，在研發比較粗獷的產品時，其產品效果受擴散影響較小，而研發比較精細的產品時，擴散問題嚴重影響產品效果，企業在開發噴墨滲花產品時應避開研發清晰度高、紋理細膩的產品，合理利用噴墨滲花滲透和擴散特點，開發粗狂、墨韻類型的產品，將噴墨滲花的劣勢轉變成優勢。

參考文獻

[1]孔海發.滲花磚圖案缺陷分析及改善方法[J].佛山陶瓷,2001(10)：14-18.

[2]張翼,石教藝.陶瓷滲花墨水的性能及研究狀況 [J].佛山陶瓷,2016,26(8)：1-3.

[3]朱詠梅.淺析影響滲花拋光磚滲花效果的因素[J].陶瓷,2005(4)：39-41.

[4]石小軍,巫輔庵.淺述影響滲花磚滲花效果的因素[J].佛山陶瓷,2012(9)：20-23.