提高大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性探討

楊盼　龍友福

摘 要：大噴墨量深色陶瓷磚由于存在生產控制難度大、缺陷率高、綜合優等率低、色差明顯等問題一直被陶瓷行業技術人員所詬病。本文結合多年生產實際經驗，從施釉、印花等關鍵工序及相關的工藝參數等方面進行了對比研究，針對施釉工藝選擇以及施釉坯溫、坯面濕度等參數的合理設置提供借鑒參考；同時在釉用原料選擇方面，建議選用鈣、鋇等元素含量相對較高的透明釉體系作為基礎配方；針對墨水種類，藍棕黃可選用進口陶某西墨水，黑色可選用國產某陶墨水，同時利用包裹紅墨水替代棕色墨水與黑色墨水結合，促進黑色墨水發色；并且噴墨文件采用反向開發的思路。通過一系列改善措施，提高大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性，提高產品綜合優等率。

關鍵詞：大噴墨量深色陶瓷磚；墨水；瓷磚生產

1 前言

隨著近幾年噴墨數碼打印機的迅速推廣普及，噴墨印花裝飾工藝在清晰度、廣色域、色號穩定性、圖案設計多樣性、轉產效率等方面明顯優于傳統絲網印花工藝及膠輥印花工藝，行業現有主流印花裝飾工藝已向噴墨印花工藝方向傾斜。但隨著噴墨裝飾印花工藝的不斷普及，大噴墨量深色陶瓷磚在實際生產過程中表現出的問題越來越突出，最為典型的就是噴墨色痕、拉線、黃邊、黑色調深度不夠、墨水避釉等一系列問題，致使產品綜合優等率不高。所以十分有必要針對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性進行相關研究，以提高大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性，提高產品綜合優等率。

2 施釉工序對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性探討

2.1 施釉方式對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響

施釉是陶瓷墻地磚生產中必不可少的環節，通過施釉工藝不僅能改善坯體表面物理性能和化學性能，還能增加產品的美感，提高產品的使用性能。施釉質量和施釉工藝控制好壞直接決定了產品的生產質量。常用的施釉工藝主要包括噴釉和淋釉：噴釉是利用壓縮空氣形成高速氣流使釉漿通過噴槍噴成霧狀，從而粘附在坯體表面；淋釉是釉漿通過漿管流到鐘罩內，保持一定的釉位高度，自然流下的釉漿在鐘罩表面上形成弧形釉幕，當坯體在鐘罩下經過時即被淋上一層釉。本文基于600mm×600mm仿古磚工藝平臺，研究低壓噴釉與淋釉兩種施釉方式對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響。

實驗1：采用低壓噴釉工藝，噴釉壓力4.5 bar，釉漿比重1.50，整磚施釉量230克/塊。打印墨水平均灰度信息值均為70的黑色噴墨文件，持續生產24h，燒成后窯尾分級，統計色號及色差數量。

實驗2：采用淋釉工藝，施釉流速30s，釉漿比重1.75，整磚施釉量190克/塊。打印墨水平均灰度信息值均為70的黑色噴墨文件，持續生產24h，燒成后窯尾分級，統計色號及色差數量。

試驗結果分析與討論：

實驗1采用噴釉工藝，持續生產24h，生產色號2個，色差342片。色差主要體現在生產空位前后階段，生產空位后干燥窯坯溫高，噴釉后表面起顆粒粉狀，噴墨打印后燒成，產品出窯顏色偏深，由于色差原因造成342片降級處理。

實驗2采用淋釉工藝，持續生產24h，生產色號1個，色差21片。色差主要體現在生產空位后干燥窯坯溫超過110℃時，淋釉時水蒸氣多，淋釉后平整度略差，由于色差造成21片降級處理。

從以上對比試驗可看出，生產大噴墨量深色陶瓷磚，淋釉施釉工藝色差降級數量較少，色號穩定性明顯優于噴釉施釉工藝。

2.2 干燥坯溫及釉面保濕程度對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響

鑒于實驗2中干燥窯出口坯溫超過110℃時淋釉出現色差，為了探索干燥坯溫及釉面保濕程度對顏色穩定性的影響，進一步針對坯溫及保濕程度進行了梯度實驗。

實驗3：采用同一個鐘罩進行淋釉，針對淋釉時的坯溫進行梯度實驗研究，以淋釉坯溫為75℃時淋釉出窯色板作為顏色基準參考板，實驗結果見表1。

備注：施釉參數為淋釉工藝，施釉流速30s，釉漿比重1.75，整磚施釉量190克/塊。

實驗4：采用同一個鐘罩進行淋釉，淋釉時坯溫固定為75℃，向釉漿中加入不同量的CMC溶液（CMC與水比例為1：20）以改變其淋釉保濕程度，以坯溫為75℃時不加淋釉CMC溶液的出窯色板作為顏色基準參考板，實驗結果見表2。

備注：施釉參數為淋釉工藝，施釉流速30s，釉漿比重1.75，整磚施釉量190克/塊，坯溫75℃。

試驗結果分析與討論：

從實驗3可看出，干燥坯溫在60-80℃時，淋釉的顏色穩定性最佳，色號接近，最高不宜超過90℃，坯溫高于100℃或低于50℃時顏色均會發生明顯加色變化，尤其坯溫超過100℃后，黃色色邊逐漸明顯，需降級處理。

從實驗4可看出，淋釉后，釉面在出鐘罩2.5-5m內干透較為適宜，最長不宜超過7m，超過7m后，顏色開始變化并伴隨凹坑缺陷增多。

2.3 釉料基礎配方對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響

釉料基礎配方及釉料化學組成不僅對墨水發色能力起關鍵作用，而且對燒成范圍、窯位溫差、色差范圍等均有較大影響，本文進一步研究了釉料基礎配方對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響，分別采用乳濁釉體系基礎配方、透明釉體系基礎配方、化妝土+保護釉體系基礎配方開展了三組實驗進行橫向對比，分別為實驗5、實驗6、實驗7。

實驗5：采用乳濁釉基礎配方，鐘罩淋釉，坯溫75℃，施釉流速30s，比重1.75，整磚施釉量190克/塊。打印標準色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發色效果。

實驗6：采用透明釉基礎配方，鐘罩淋釉，坯溫75℃，施釉流速30秒，比重1.75，整磚施釉量190克/塊。打印標準色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發色效果。

實驗7：采用化妝土+保護釉基礎配方，鐘罩淋釉，坯溫75℃，施釉流速30秒，比重1.75，整磚施釉量190克/塊。打印標準色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發色效果。

實驗5、實驗6、實驗7出窯標準色卡顏色效果對比情況如下：

透明釉體系色卡黑色最優，化妝土+保護釉色卡黑色居中，乳濁釉體系色卡黑色最淺。由于透明釉體系化學組成中鈣、鋇等元素含量相對較高，有利于促進黑色墨水發色，從而黑色發色最深。而乳濁釉體系中鋯含量較高，不利于黑色墨水發色，導致發色更淺。

3 噴墨印花工序對大噴墨量深色陶瓷磚產品生產穩定性影響探討

3.1 墨水種類及搭配對大噴墨量深色陶瓷磚產品生產穩定性的影響

在日常生產中，噴墨墨水的質量及打印效果是決定大噴墨量深色陶瓷磚產品綜合優等率的決定性因素，優質墨水一般極少出現色痕、拉線、滴墨等現象，且不易沉淀，可以長時間存放，便于批量儲存組批。品質稍差的墨水容易出現色痕、拉線等不良現象，產品質量效果差，且經常滴墨需要頻繁清洗噴頭，不利于生產線存坯處理異常。所以墨水選擇尤為重要。本文在同一臺西斯特姆噴墨花機上，對行業大量使用的陶某西進口墨水及國產某陶墨水進行了橫向對比實驗，分別為實驗8和實驗9，并得到表3、表4所述實驗結果。

實驗8：采用透明釉體系基礎配方，鐘罩淋釉，坯溫75℃，施釉流速30s，比重1.75，整磚施釉量190克/塊。使用進口陶某西藍、棕、黃、黑四種顏色墨水，打印藍、棕、黃、黑四種顏色墨水平均灰度信息值均為70的黑色噴墨文件，持續生產24h，記錄因色痕、拉線導致的降級數量，并觀察滴墨狀態。

實驗9：采用透明釉體系基礎配方，鐘罩淋釉，坯溫75℃，施釉流速30s，比重1.75，整磚施釉量190克/塊。使用國產某陶藍、棕、黃、黑四種顏色墨水，打印藍、棕、黃、黑四種顏色墨水平均灰度信息值均為70的黑色噴墨文件，持續生產24h，記錄因色痕、拉線導致的降級數量，并觀察滴墨狀態。

試驗結果分析與討論：

從實驗8可看出，使用進口陶某西墨水，其色痕、拉線、滴墨等缺陷方面好于國產某陶墨水，每隔150min清洗一次噴頭控制滴墨缺陷。但黑色發色能力一般，色調不純正，偏綠，且深度有限。從實驗9可看出，使用國產某陶墨水，相較進口陶某西墨水，更容易出現色痕、拉線、滴墨等缺陷，需要更加頻繁地清洗噴頭控制滴墨缺陷。其黑色發色能力較陶某西強，深度深色調偏紅，有利于大噴墨量深色陶瓷磚的開發。

為了進一步探索墨水種類對黑色發色的影響，本文對墨水之間搭配做了探索，發現黑色墨水單獨使用時，黑色發色較為純正。但搭配黃色墨水及棕色墨水時，色調會逐漸偏綠，并不會朝著預期的紅黑色調發展。所以黑色產品要盡可能的少使用黃色及棕色墨水，可用包裹紅墨水替代棕色墨水，包裹紅墨水與黑色墨水疊加使用時不會出現偏綠現象，可以進一步補充和加深黑色色調。

3.2 噴墨打印文件對大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性的影響

一個處理得當的噴墨打印文件，不僅需要兼顧打印分辨率、打印質量等級，更要關注墨水用量平均灰度數值，過高的平均灰度不僅會導致噴墨花機瞬時墨量供應大，電壓不穩，墨盒過濾器也會出現堵塞，易出現色痕、拉線等缺陷，部分噴墨后施保護釉的產品也會因墨量太大，施釉前墨水滲透不均出現避釉等缺陷。行業現有大噴墨量深色陶瓷磚產品因考慮底釉整合共用因素，普遍采用白釉或顏色較淺的色釉，以圖案紋理淺色區域為基準底色，圖案紋理深色區域為噴墨花色進行調節，但受限于現有陶某西或某陶黑色墨水發色狀況，發色不夠純，黑偏綠深度不夠，墨水用量太大，色痕明顯且生產過程顏色穩定性差，難以實現絲網或膠輥印花的效果。作者在開發某款大噴墨量深色陶瓷磚產品時，首次嘗試采用大噴墨量深色陶瓷磚反向開發技術。即不再以淺色區域做為底色，深色區域做花色。而是采用反向開發思路，將淺色區域做成花色，深色區域采用底色+花色組合模式，通過在底色中加入大量鈷黑及包裹紅補充墨水深度，用包裹紅墨水代替棕色墨水與黑色墨水結合，解決黑色墨水偏綠問題，并在淺色區域打印白色墨水，實現黑色色調純正，層次效果分明的黑色產品反向開發，有效解決了大噴墨量深色陶瓷磚因墨量大導致的色痕、拉線、避釉等問題缺陷。

4 結 論

陶瓷生產工藝對大噴墨量深色陶瓷磚產品生產穩定性影響是多方面的，其中合適的施釉工藝如淋釉工藝；合理的施釉坯溫，60-90℃之間；適宜的坯面濕度，出鐘罩5m內干透；合理的釉料化學組成，選用鈣、鋇等元素含量相對較高透明釉體系作基礎配方；優選適宜的墨水種類，藍棕黃可選用進口陶某西墨水，黑色可選用國產某陶墨水，同時可利用包裹紅墨水替代棕色墨水與黑色墨水結合，促進黑色墨水發色；噴墨文件處理可采用反向開發思路，深色區域用底色+花色結合出色調，淺色區域做選區用白色墨水調整等一系列改善措施，提高大噴墨量深色陶瓷磚生產穩定性，提高生產綜合優等率。

參考文獻

[1]黃承藝.陶瓷噴墨打印色彩管理原理與實務[J].佛山陶瓷，2018，28（02）：36-40.

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