提高大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)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(chǎn)控制難度大、缺陷率高、綜合優(yōu)等率低、色差明顯等問題一直被陶瓷行業(yè)技術(shù)人員所詬病。本文結(jié)合多年生產(chǎn)實際經(jīng)驗，從施釉、印花等關(guān)鍵工序及相關(guān)的工藝參數(shù)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(shù)的合理設(shè)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(chǔ)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(chǎn)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(jié)合，促進黑色墨水發(fā)色；并且噴墨文件采用反向開發(fā)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(chǎn)穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品綜合優(yōu)等率。

關(guān)鍵詞：大噴墨量深色陶瓷磚；墨水；瓷磚生產(chǎn)

1 前言

隨著近幾年噴墨數(shù)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(wěn)定性、圖案設(shè)計多樣性、轉(zhuǎn)產(chǎn)效率等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印花工藝及膠輥印花工藝，行業(yè)現(xiàn)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(chǎn)過程中表現(xiàn)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(diào)深度不夠、墨水避釉等一系列問題，致使產(chǎn)品綜合優(yōu)等率不高。所以十分有必要針對大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性進行相關(guān)研究，以提高大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品綜合優(yōu)等率。

2 施釉工序?qū)Υ髧娔可钌沾纱u生產(chǎn)穩(wěn)定性探討

2.1 施釉方式對大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

施釉是陶瓷墻地磚生產(chǎn)中必不可少的環(huán)節(jié)，通過施釉工藝不僅能改善坯體表面物理性能和化學(xué)性能，還能增加產(chǎn)品的美感，提高產(chǎn)品的使用性能。施釉質(zhì)量和施釉工藝控制好壞直接決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)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(nèi)，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(dāng)坯體在鐘罩下經(jīng)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(chǎn)穩(wěn)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(xù)生產(chǎn)24h，燒成后窯尾分級，統(tǒng)計色號及色差數(shù)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(xù)生產(chǎn)24h，燒成后窯尾分級，統(tǒng)計色號及色差數(shù)量。

試驗結(jié)果分析與討論：

實驗1采用噴釉工藝，持續(xù)生產(chǎn)24h，生產(chǎn)色號2個，色差342片。色差主要體現(xiàn)在生產(chǎn)空位前后階段，生產(chǎn)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(chǎn)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(xù)生產(chǎn)24h，生產(chǎn)色號1個，色差21片。色差主要體現(xiàn)在生產(chǎn)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(chǎn)大噴墨量深色陶瓷磚，淋釉施釉工藝色差降級數(shù)量較少，色號穩(wěn)定性明顯優(yōu)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(chǎn)穩(wěn)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(xiàn)色差，為了探索干燥坯溫及釉面保濕程度對顏色穩(wěn)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(zhǔn)參考板，實驗結(jié)果見表1。

備注：施釉參數(shù)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(zhǔn)參考板，實驗結(jié)果見表2。

備注：施釉參數(shù)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(jié)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(wěn)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(fā)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(nèi)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(chǔ)配方對大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

釉料基礎(chǔ)配方及釉料化學(xué)組成不僅對墨水發(fā)色能力起關(guān)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(chǔ)配方對大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響，分別采用乳濁釉體系基礎(chǔ)配方、透明釉體系基礎(chǔ)配方、化妝土+保護釉體系基礎(chǔ)配方開展了三組實驗進行橫向?qū)Ρ?，分別為實驗5、實驗6、實驗7。

實驗5：采用乳濁釉基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發(fā)色效果。

實驗6：采用透明釉基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發(fā)色效果。

實驗7：采用化妝土+保護釉基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)色卡噴墨文件，陶瓷磚出窯后對比墨水發(fā)色效果。

實驗5、實驗6、實驗7出窯標(biāo)準(zhǔn)色卡顏色效果對比情況如下：

透明釉體系色卡黑色最優(yōu)，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(xué)組成中鈣、鋇等元素含量相對較高，有利于促進黑色墨水發(fā)色，從而黑色發(fā)色最深。而乳濁釉體系中鋯含量較高，不利于黑色墨水發(fā)色，導(dǎo)致發(fā)色更淺。

3 噴墨印花工序?qū)Υ髧娔可钌沾纱u產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)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(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

在日常生產(chǎn)中，噴墨墨水的質(zhì)量及打印效果是決定大噴墨量深色陶瓷磚產(chǎn)品綜合優(yōu)等率的決定性因素，優(yōu)質(zhì)墨水一般極少出現(xiàn)色痕、拉線、滴墨等現(xiàn)象，且不易沉淀，可以長時間存放，便于批量儲存組批。品質(zhì)稍差的墨水容易出現(xiàn)色痕、拉線等不良現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量效果差，且經(jīng)常滴墨需要頻繁清洗噴頭，不利于生產(chǎn)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(yè)大量使用的陶某西進口墨水及國產(chǎn)某陶墨水進行了橫向?qū)Ρ葘嶒?，分別為實驗8和實驗9，并得到表3、表4所述實驗結(jié)果。

實驗8：采用透明釉體系基礎(chǔ)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(xù)生產(chǎn)24h，記錄因色痕、拉線導(dǎo)致的降級數(shù)量，并觀察滴墨狀態(tài)。

實驗9：采用透明釉體系基礎(chǔ)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(chǎn)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(xù)生產(chǎn)24h，記錄因色痕、拉線導(dǎo)致的降級數(shù)量，并觀察滴墨狀態(tài)。

試驗結(jié)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(chǎn)某陶墨水，每隔150min清洗一次噴頭控制滴墨缺陷。但黑色發(fā)色能力一般，色調(diào)不純正，偏綠，且深度有限。從實驗9可看出，使用國產(chǎn)某陶墨水，相較進口陶某西墨水，更容易出現(xiàn)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(fā)色能力較陶某西強，深度深色調(diào)偏紅，有利于大噴墨量深色陶瓷磚的開發(fā)。

為了進一步探索墨水種類對黑色發(fā)色的影響，本文對墨水之間搭配做了探索，發(fā)現(xiàn)黑色墨水單獨使用時，黑色發(fā)色較為純正。但搭配黃色墨水及棕色墨水時，色調(diào)會逐漸偏綠，并不會朝著預(yù)期的紅黑色調(diào)發(fā)展。所以黑色產(chǎn)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(xiàn)偏綠現(xiàn)象，可以進一步補充和加深黑色色調(diào)。

3.2 噴墨打印文件對大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

一個處理得當(dāng)?shù)膰娔蛴∥募?，不僅需要兼顧打印分辨率、打印質(zhì)量等級，更要關(guān)注墨水用量平均灰度數(shù)值，過高的平均灰度不僅會導(dǎo)致噴墨花機瞬時墨量供應(yīng)大，電壓不穩(wěn)，墨盒過濾器也會出現(xiàn)堵塞，易出現(xiàn)色痕、拉線等缺陷，部分噴墨后施保護釉的產(chǎn)品也會因墨量太大，施釉前墨水滲透不均出現(xiàn)避釉等缺陷。行業(yè)現(xiàn)有大噴墨量深色陶瓷磚產(chǎn)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(qū)域為基準(zhǔn)底色，圖案紋理深色區(qū)域為噴墨花色進行調(diào)節(jié)，但受限于現(xiàn)有陶某西或某陶黑色墨水發(fā)色狀況，發(fā)色不夠純，黑偏綠深度不夠，墨水用量太大，色痕明顯且生產(chǎn)過程顏色穩(wěn)定性差，難以實現(xiàn)絲網(wǎng)或膠輥印花的效果。作者在開發(fā)某款大噴墨量深色陶瓷磚產(chǎn)品時，首次嘗試采用大噴墨量深色陶瓷磚反向開發(fā)技術(shù)。即不再以淺色區(qū)域做為底色，深色區(qū)域做花色。而是采用反向開發(fā)思路，將淺色區(qū)域做成花色，深色區(qū)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(jié)合，解決黑色墨水偏綠問題，并在淺色區(qū)域打印白色墨水，實現(xiàn)黑色色調(diào)純正，層次效果分明的黑色產(chǎn)品反向開發(fā)，有效解決了大噴墨量深色陶瓷磚因墨量大導(dǎo)致的色痕、拉線、避釉等問題缺陷。

4 結(jié) 論

陶瓷生產(chǎn)工藝對大噴墨量深色陶瓷磚產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)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(nèi)干透；合理的釉料化學(xué)組成，選用鈣、鋇等元素含量相對較高透明釉體系作基礎(chǔ)配方；優(yōu)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(chǎn)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(jié)合，促進黑色墨水發(fā)色；噴墨文件處理可采用反向開發(fā)思路，深色區(qū)域用底色+花色結(jié)合出色調(diào)，淺色區(qū)域做選區(qū)用白色墨水調(diào)整等一系列改善措施，提高大噴墨量深色陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)綜合優(yōu)等率。

參考文獻

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