鄧興智 沈榮偉 曾紹雄
摘 要:以噴墨打印生產黑金花等黑色全拋釉產品時,淋拋釉極易出現避釉缺陷。本文從其產生的原因入手,就如何解決避釉缺陷,提出了新的思路及處理辦法。
關鍵詞:黑色噴墨全拋釉;避釉;縮釉;針孔;隔離釉
1 前 言
噴墨打印的全拋釉產品,其圖案紋理變化多樣、印刷的墨點超細精準、轉產方便快捷,深受生產廠家、消費者喜歡。黑色全拋釉產品,傳統以絲網印刷或膠輥印刷為主,而使用噴墨工藝生產黑色全拋釉產品時,容易出現一些問題:黑色的顏色淺;顏色深度足夠時,噴墨量大,淋拋釉易發生避釉缺陷;使用低溫拋釉容易出現釉面針孔等等。
避釉是陶瓷墨水(目前陶瓷噴墨墨水均為油性墨水)與釉漿不相溶引起的釉面缺陷,也是以噴墨打印生產黑色全拋釉的技術瓶頸之一。從試驗情況來看,PS打印中設計圖各通道的平均灰度總值過高,均會導致避釉問題。具體數值視生產條件不同,各有差異。
常見的處理辦法是,噴墨后增加干燥器[1-2]、印刷隔離釉[1-2]、在拋釉中添加排墨劑等表面活性劑[2],這些辦法都挺好效果也明顯。但是印刷隔離釉增加生產工藝、拋釉中添加表面活性劑增加成本,因此尋求生產工藝更簡單、成本更低的解決辦法,對生產更有利。
2 黑色噴墨全拋釉產品的避釉缺陷處理方法
常規產品,其Photoshop設計圖中各通道的平均灰度總值并不太高,噴墨量并不大,因此并無避釉缺陷出現。而黑色產品,其平均灰度總值在200左右,噴墨量大,因墨水中過量的溶劑與釉漿油水不相溶的緣故,在淋拋釉工序中,出現避釉缺陷。我們處理的思路就是:第一、在噴墨顏色達到要求的前提下,降低墨水的噴墨量;第二、噴墨打印的墨水,在淋拋釉前,釉面干燥程度。
2.1 降低墨水的噴墨量
降低墨水的噴墨量,避釉缺陷出現的可能性將大幅減少。
在黑色噴墨全拋釉的制成工藝中,就底面釉、噴墨墨水、Photoshop調色等影響因素進行分析,提高墨水在底釉釉表的集中度、合理搭配各通道顏色的組合、調整底面釉配方令墨水的發色更佳等方法,將降低各通道灰度總值,從而降低噴墨量。
2.1.1提高墨水在底釉釉表的集中度
墨水噴涂在底釉表面上,因底釉具有許多孔隙,墨水中的溶劑與無機色料的細顆粒均往下滲。如果墨水中溶劑下滲時,色料隨之下滲少,則墨水中的色料在釉表集中度高,達到同樣的顏色深度,其墨水用量將降低。
高嶺土是釉中常見的原料。其在釉中令釉漿懸浮,具保水性等。實驗證明,底釉配方中高嶺土用量增多,墨水中色料在底釉表面的集中度提高。因此以底釉中高嶺土加入量與底釉細度為參數,進行實驗對比,尋求其最佳參數。
固定拋釉配方、噴墨的PS對色文件等因素,設計實驗配方進行對比。做細度325目篩余0.2%~0.4%與0.6%~0.8%對比,其結果如表1所示。
實驗結果表明:隨高嶺土引入量適當增多、底釉細度變細后,墨水在底釉表面的集中度大大提升,噴墨打印的顏色也隨之加深,見圖2。
保持底釉釉漿細度在325目篩余0.2%~0.4%不變的前提下,高嶺土加入量繼續增加,以同樣的噴墨設計圖案打印,其顏色仍會有小幅的加深。但是,加至某個百分比時,即出現避釉。顯然,當高嶺土換批次時,其加入量將根據實際的情況調整。
2.1.2 合理搭配Photoshop中各通道的灰度值
絲網與膠輥印刷,屬于專色印刷,專網專色,可以根據需要來調色。噴墨打印則需要根據減色法原理,在Photoshop里面對各通道的灰度信息進行調整,以調節各色噴涂的量。
陶瓷生產上,除引入黑色墨水外,常輔以藍色與棕色墨水來制造黑色。
在調制黑色時,鐠黃、金棕、橘黃等墨水最好不用或盡量少用。以黑、藍、棕色墨水調制黑色時,要盡量使用黑色墨水調色。藍色與棕色作為輔助,可以少些。
根據生產經驗,在同一底釉與拋釉的釉環境、同一窯爐燒成制度的條件下,藍73+棕50+黑60能生產的黑色產品,經調整以藍32+棕10+黑90,也可以生產出來。
平均灰度總值下降30%左右,墨水用量大幅下降,避釉缺陷解決的難度也大幅降低。
2.1.3調整底面釉配方,令墨水發色更佳
黑金花、勞倫黑金等黑色全拋釉產品顏色深,其拋釉必須透明度好,釉中不能有高溫料的未熔物、氣泡、折射率高的晶體等,這將影響其透明度。
對于底釉而言,一般以滑石降溫。但是滑石在釉中易析晶,導致釉的透明度變差。雖然是用在底釉中,但是該釉系統中,底面釉的酸度系數差值較大,底面釉反應較劇烈,底釉中的滑石成分進入拋釉中,與噴墨色料混在一起,導致黑色的拋釉中出現白絮狀斑紋,影響產品的質感。因此底釉中不采用滑石降溫,而使用少許硅灰石、氧化鋅降溫。
黑色全拋釉產品的拋釉配方,其熔融溫度較淺色產品低。在拋釉配方中,常引入10%~20%的細磨石英粉,提高釉的硅鋁比、降低氧化鋁含量。必須注意的是,氧化鋁含量過低,釉則耐堿稍欠而耐磨性也會下降。釉中氧化鋁、以長石、熔塊方式引入較好。
配方中僅有少許提供釉懸浮性的高嶺土為最高溫的物料,煅燒土、氧化鋁等一概不用。
長石類熔劑原料以鈉長石對釉的透明度有利,可固定其使用比例如50%~60%。若需要降低釉溫,則可以將部分鈉長石替換成比鈉長石更低溫的成釉或熔塊,而其總量保持不變。若需要提升釉溫,可將部分鈉長石換以鉀長石甚至是少許煅燒土。
堿土金屬氧化物等助熔劑原料,則以方解石、硅灰石、氧化鋅為主,三者使用占比20%~30%。滑石易析晶,不用。碳酸鋇、碳酸鍶等分解溫度高,在釉中因氣泡多而發白失透,不用。
該釉系統在燒成時,釉光澤度90±5度為較好的效果。配合合適的燒成曲線,將大部分氣泡排至釉表,拋光后釉面干凈、色澤純正、外觀質感好。耐酸堿合格,耐磨稍差,磨耗在0.28~0.38之間,隨燒成溫度升降而有所不同。
2.2 提高淋拋釉前釉面的干燥程度
陶瓷墨水打印到底釉上,墨水中的溶劑則通過底釉的孔隙下滲。在生產的過程中發現,產品表面干燥程度提高至一定的程度,則淋拋釉時不發生避釉缺陷。除使用紅外干燥器之外,延長噴墨到淋拋釉之間的時間,也有助于減少避釉缺陷。
紅外干燥的溫度在設定時不宜過高。尤其是在環境溫度比較高時,最高溫度設定過高,比如280℃,釉面會出現干燥裂。生產經驗表明,噴墨前設紅外干燥,效果也不錯。
延長噴墨打印與淋拋釉之間的時間間隔,其方法有兩種。其一,增加噴墨房到后淋釉鐘罩之間的距離,該方法效果較好。其二,將走磚皮帶速度放慢,縮小磚與磚之間的距離。此方法僅在避釉表現極為輕微時,有改善的效果。
噴墨后,環境溫度、濕度的不同,干燥速度差異很大。夏天墨水容易干,可以不開釉線上的干燥器。而冬天氣溫低,釉線上的干燥器則必須全開。必要時,底釉中的高嶺土,需要降低1%~2%的用量。
半成品出噴墨機的位置,到墨水溶劑全部滲入底釉的地方,二者之間的距離若是在1~2m以內,則不易出現避釉。若3m以外墨水都未干,則極易出現避釉。
3 結論
避釉缺陷處理的辦法有很多,業內有許多可借鑒的解決辦法。
我們通過優化PS配色、調整底釉配方中高嶺土加入量與釉漿細度、底面釉中采用合適的堿土金屬氧化物增強發色等方法,降低其噴墨量。
在此基礎上,噴墨前后使用紅外線干燥器、延長噴墨房到后淋釉鐘罩的距離,有效地避免了避釉缺陷的發生。
整個生產過程,不使用排墨劑等表面活性劑,也不需要使用隔離釉印刷工藝。
參考文獻
[1]李國平, 李惠文, 黃秋立. 淺談深色噴墨拋釉系列產品的生產調試[J]. 佛山陶瓷, 2018, 28(8):3.
[2]肖惠銀, 劉任松. 大噴墨量拋釉磚防避釉技術的研究[J]. 廣東建材, 2018, 34(4):4.