兩種噴墨滲花生產工藝的對比分析

金國庭

摘 要：本文通過研究噴墨滲花磚的兩種常見生產工藝的優(yōu)缺點，探討適合滲花墨水產品的工藝技術控制方案。為穩(wěn)定生產噴墨滲花產品提供了一些技術建議，也為不同廠家應用噴墨滲花工藝開發(fā)新產品提供一些參考。

關健詞：噴墨滲花工藝；干法；濕法

1 引言

噴墨滲花磚是以傳統(tǒng)坯體為主，在產品紋理的成形上采取滲透墨水下滲并與坯體表面材料反應發(fā)色所生產的一種新型拋光磚。它與傳統(tǒng)滲花磚概念類似，噴墨滲透磚在進行噴墨工藝后，滲透墨水滲透下陷進入磚體，通過助滲劑將滲透墨水做到定向滲透，燒成之后再進行拋光工藝，使得產品的圖案豐富、清晰和更加立體；同時產品具有高硬度、高耐磨性。本文對現有建材行業(yè)內常見的兩種噴墨滲花生產工藝進行對比分析，為穩(wěn)定生產噴墨滲花產品提供了一些技術建議，也為不同廠家應用噴墨滲花工藝開發(fā)新產品提供一些參考。

2 兩種常見噴墨滲花工藝的現狀

2013年Metco公司開始推廣滲花墨水及技術，先后與東鵬、諾貝爾、蒙娜麗莎、宏宇、新明珠等企業(yè)合作，成功推出了滲花墨水瓷磚產品[1]。

2.1 干法和濕法工藝定義

所謂干法和濕法噴墨滲花工藝，也有人叫布料和淋漿噴墨滲花工藝，它們是對建材行業(yè)近年興起的噴墨滲花新技術在瓷磚領域應用的兩種最常見工藝路線的一種較通用的說法。其中干法噴墨滲花（以下簡稱干法）工藝是指采用兩次布料方式形成內含具有誘導發(fā)色元素（如納米硅、二氧化鈦等）的面料層，并在面料層上噴墨打印具有滲透能力的有機離子型色料墨水，通過窯爐高溫燒成下反應生成新的著色化合物（如硅鐵紅）而進行表面裝飾的一種方法。干法工藝是由東鵬陶瓷公司在行業(yè)內首先提出（目前已獲得8項專利授權），其一代及二代原石系列產品是應用干法工藝的典型代表。

濕法噴墨滲花（以下簡稱濕法）工藝是指采用濕法淋漿方式形成內含具有誘導發(fā)色元素（如納米硅、二氧化鈦等）的面漿層，并在面漿層上噴墨打印具有滲透能力的有機離子型色料墨水，通過窯爐高溫燒成下反應生成新的著色化合物（如硅鐵紅）而進行表面裝飾的一種方法。應用該工藝的典型代表是諾貝爾的瓷拋磚和東鵬原石2.0+系列等。

2.2 干法和濕法工藝流程介紹

2.2.1干法工藝流程

見圖1所示。

圖1為干法工藝流程圖，根據掃坯工序可以放在壓機與干燥之間，也可以放在（二次）干燥與噴墨之間，各企業(yè)可以根據現場位置及磚坯強度等情況進行選擇，建議優(yōu)先考慮安裝在壓機與干燥之間。

2.2.2濕法工藝流程

見圖2所示。

圖2為濕法工藝流程圖，噴（淋）化妝土漿工序可以根據磚坯白度及產品白度要求來考慮是否需要增加，為了解決“白線”問題建議考慮取消。

3 干法和濕法工藝生產對比與分析

3.1 配方結構考慮點對比

干法工藝在發(fā)色面料配方上需要重點平衡好粉料的結合強度與發(fā)色性能，在確保配方強度的基礎上保證墨水的穩(wěn)定發(fā)色，尤其是紅色墨水的發(fā)色。而濕法工藝在發(fā)色面漿配方上則要重點考慮漿料性能和漿料水份的關系，盡可能做到漿料性能滿足淋漿要求之下，漿料水份控制越小越好。

3.2 布料要求對比

由于發(fā)色面料層配方成本較高，所以如何達成既薄又均勻的表面層是干法工藝對壓機布料環(huán)節(jié)的核心要求。目前行業(yè)水平普遍將面料層厚度控制在0.8 ～ 2.0mm之間，厚度越薄工藝控制要求越高而成本越低。而濕法工藝則對布料則沒有此項要求，因為濕法工藝發(fā)色層是通過淋漿或噴釉的形式施布上去的。

3.3 二次干燥

由于濕法工藝形成的發(fā)色面漿層含水較大，而噴墨滲花墨水屬于有機酸離子型態(tài)，對水不互溶，難于滲透到發(fā)色層內部。所以需要將淋漿后的磚坯進行二次干燥，徹底排除面漿層水份至0.4 ～ 0.8%。水份排除越徹底，滲透效果越穩(wěn)定。而干法工藝沒有淋漿工序也就沒有此項要求。

3.4 噴墨前的粉塵控制

由于磚坯表面的粉塵會在噴墨機噴射工作下產生飛揚并吸附到噴頭表面，造成噴孔堵塞。所以保持磚坯表面清潔無塵至關重要，尤其是針對干法工藝，因為其在掃坯后就要直接噴墨打印，磚面粉塵更加容易飛揚造成噴頭堵塞。

3.5 兩種工藝產品的表現力對比及原因分析

在同等滲透深度（0.4 ～ 0.6mm）的條件下，圖3中a圖干法工藝產品紋理清晰度要好于b圖濕法工藝產品，這是由于干法面料層經過壓機壓制后表面致密度高，并且粉料水份低，干燥后所形成的毛細孔也少，因而墨水在滲透過程中往橫向滲透的速度就要慢一些引起的。

3.6兩種工藝產品性能對比分析

見表2所示。

4 兩種工藝的優(yōu)缺點對比分析

4.1 干法工藝的優(yōu)勢分析

干法工藝由于其紋理清晰度相對要高，并且可以結合布料技術和不同的模具設計達成各種不同的立體紋理和表面凹凸效果，因而其綜合的產品表現力和未來產品的可拓性更高一籌。由于其工藝流程基本與拋光磚一致，沒有釉線的二次干燥，所以更適合于原來生產拋光磚的生產線進行技改，這樣一次性技改的設備費用就相對較低。

4.2 濕法工藝的優(yōu)勢分析

濕法工藝由于面漿不用考慮結合強度，其配方中用泥量少因而白度相對較高，比較適合開發(fā)一些高白度的卡拉拉等石材紋理。同時由于濕法面層較薄且墨水用量相對較少（見表3），因而其生產中實際耗用成本相對較低。由于其工藝流程與拋釉磚特別是厚拋釉基本一致，比較適合于原來生產拋釉磚的生產線進行技改。

5 兩種工藝的發(fā)展趨勢預測

從以上的分析可以看出兩種工藝各自有不同的優(yōu)缺點，目前從各公司推出該類產品的實際情況來看，干法和濕法工藝也基本呈現平分秋色的現象。甚至也有一些企業(yè)同時采用兩種工藝進行生產銷售的情況，如東鵬陶瓷。未來預計這種情況還會繼續(xù)存在，并且將來也可能會出現在同一生產線上同時具備兩種工藝進行生產的條件，企業(yè)完全可以按照產品設計及成本考量等因素對兩種工藝進行選擇和切換。

6 總結

噴墨滲花工藝的成功推出并搶占部分拋光磚和全拋釉市場，將是具有革命性的技術研發(fā)新方向。目前常見的兩種干法和濕法噴墨滲花工藝產品的各項物理性能基本與傳統(tǒng)拋光磚一致，但也存在各自的優(yōu)勢。其中干法紋理相對更清新、面相更豐富、但生產成本相對較高，比較適合于原來生產拋光磚的企業(yè)進行選擇；而濕法生產成本相對較低，但紋理清晰度稍差，面相較單一，比較適合于原來生產全拋釉或者厚拋釉的企業(yè)進行選擇。當然企業(yè)也可以同時兼顧兩種工藝，并根據實際產品的特性、設計、成本等因素隨時對兩種工藝進行選擇和切換。預測未來這兩種工藝還將繼續(xù)保留下來，為傳統(tǒng)陶瓷企業(yè)轉型升級提供一些新的工藝思路和方法參考。

參考文獻

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