【技术】陶瓷喷墨打印生产中的常见问题

文/卢庆贤，蔡晓峰，于伟东 佛山市中国科学院上海硅酸盐研究所陶瓷研发中心

喷墨打印技术是一种非接触式的印刷技术，其打印过程是将连续的微小墨滴从直径为数十微米的喷嘴中喷出，以每秒数千滴的速度快速地打印到打印材料上。该技术发明于60年代中期,在70年代末期实现了工业化，90年代后发展迅猛。目前，主流的喷墨打印机的成像技术有两种，一种是微压电技术；一种是热发泡技术。随着数字化技术的不断发展，喷墨打印技术已广泛地应用于办公室文件打印、广告喷绘、数码照片冲印等各个领域。2000年，世界第一台工业使用的陶瓷装饰喷墨打印机问世；2008年，陶瓷喷墨打印技术开始登陆中国大陆。截止到目前，喷墨陶瓷打印机在我国多个省市得到了应用。如今，世界陶瓷生产已进入喷墨打印年代，而作为全球陶瓷生产第一大国，中国成为了该技术运用潜力最大的市场之一。但由于我国运用喷墨打印技术时间比较短，技术还不够成熟，在应用的过程当中还会遇到很多问题，本文对其中几个问题进行简单的概述。

（1） 产品设计问题

陶瓷品种类五花八门，花色成千上万，产品的生命周期越来越短，更新周期较快，长则1~2年，短则数月。随着喷墨打印机的投入使用，更加速了其更新周期。目前，专门针对喷墨打印机的特点而设计的图案并不多，很多都只停留在丝网印刷或辊筒印刷的要求范围内，如：图稿不够大、层次单一、没有根据喷墨机墨水的发色特点而设计等。而受销售能力、设备能力、市场竞争等因素的影响，大多数企业在设计方面都走进了误区，图案花式设计等以模仿、抄袭居多。没有根据企业文化，企业特色进行产品设计，产品缺乏创新性及核心竞争力。基于以上的原因，纵然喷墨打印机适合做出多种类别的产品，若企业随意设计、喷涂打印，再好的喷墨机也不能使企业产生独有的竞争力。

基于以上原因，想让喷墨打印技术在企业生产发展营销中产生持久的效益和市场竞争力，企业必须更重视设计团队的培养，并形成一套科学的、创新性强的、基于企业现状、针对企业文化特色的设计理念。根据销售模式、产品开发、生产能力等对市场的现状和趋势进行分析。形成一支源于客户需求和产品路线的产品设计团队，为企业持续提供产品设计，这样才能充分发挥出喷墨打印技术的作用。

（2）墨水的成本和保质期问题

目前，喷墨墨水还存在保质期短和颜色数量不足的缺陷。由于喷墨墨水极易沉淀，因此该产品保质期相对较短，一般喷墨墨水的保质期只有2~3个月。尽管喷墨打印机的喷头内部装有内循环系统，但陶瓷墨水与普通的液体墨水不同，它是陶瓷色料和液体墨水的混合体，加上色料的比重较高，因此，循环系统只能减少墨水沉淀问题，却无法完全避免。由于墨水的保质期短， 这就使得瓷砖企业进口墨水产品只能通过空运的运输模式实现，造成了墨水价格居高不下的状况，从而加重了企业的生产成本。国内墨水企业要想突破这些难题，尚需要企业资金、人才等方面的巨大投入。

（3）拉线滴墨问题

拉线、滴墨是喷墨打印机在生产中常见影响质量和连续生产的问题，这主要是由于喷头堵塞引起的。每若干组喷头只负责打印一种颜色，当大面积深色喷墨打印时，这几组喷头的喷墨量加大造成喷头的阻塞和表面附着污染物，喷射不到的地方即为拉线缺陷。因为喷孔和墨点很细，细小的杂质、灰尘、水汽都足以将喷孔堵塞，或将喷出来的墨点挡住，所以堵塞是喷墨打印机的常见病。

一般来说，堵塞又分为喷头内堵和外堵。

内堵一般由墨路污染、墨水沉淀两大原因引起。墨水沉淀与墨水的悬浮性有关，是墨水体系不稳定，着色剂容易团聚、沉降引起的堵塞喷头或者残余油墨粘附在喷头上。也与机器本身的墨水供给系统关系十分密切。良好的供给系统可以保证喷头在待机、连续满打、小量断续打印等状态下都保持喷孔畅通，供墨充足。可以从墨水的升级、喷头孔径的扩大，以及优化墨水供给系统这几个角度寻找出路。在打印过程当中，一旦产生了拉线，要立即查出原因，及时清洗排查可以有效避免因此而造成的喷头工作状态变差、工作效率降低以及影响产品质量等问题。

外堵一般是机器外部污染造成的，外部污染有来源于生产车间的灰尘，也有来源于砖坯带入的泥尘等。要减少砖坯带入的泥尘污染，必须要做好进喷墨机房砖坯的清洁处理。一般要求将温度降至40 ℃以下，基本没有水汽冒出来，吹干净坯体的飞边、釉粉、灰尘等。这些问题可以通过安装多台吹风机以达到目的。要减少车间带入喷墨房内的污染，可以通过对向房内打进的空气进行除尘过滤来解决。

（4）发色问题

发色效果的问题包括：墨水的颜色系列单调、陶瓷色料细度对发色的影响、烧成过程中色料的不稳定和晶体长大。发色是目前喷墨打印技术在陶瓷应用中的相对弱势，虽然目前已经研发出十余种陶瓷墨水，但鲜艳的红色色系、黄色色系和黑色色系等鲜艳的陶瓷墨水仍极少见，制约了陶瓷墨水在陶瓷砖装饰上的应用。尽管喷墨打印机可以精确地喷出层次丰富的图案来，但同样的图案和墨水，在不同的釉料和烧成制度下，发出的颜色和层次是不同的。在实际生产中，有可能会因为各种因素而造成明显的失真，从而对产品的质量造成影响。所以，不仅需要通过调整喷墨机参数达到好的产品效果，还需通过合理选择墨水，适当调整墨水配方，摸索最佳的烧成制度等等手段，才能使产品颜色层次达到最佳的设计效果。在手感方面，因为喷墨机的油墨量一般较少，所以难以产生如丝网印刷、辊筒印刷那种厚重的、有一定的凹凸感的图案效果。若要达到类似的效果，一般可采用模具效果以及平板印花结合喷墨打印、印花后增加打点、喷釉、干粒等的方法去完善单纯喷墨的效果。

（5）墨滴与坯体结合的问题

在打印过程中，陶瓷色料颗粒要求能在短时间内以最有效的堆积结构排列，附着牢固，获得较大密度的打印层，以便煅烧后具有较高的烧结密度。在实际生产中，存在墨滴在坯体上的润湿性不好，以及墨滴在坯体上过度扩散的问题。润湿性不好可以通过添加适当的分散剂，使得陶瓷墨水中非极性的物质能够与极性的陶瓷坯体形成润湿。至于墨水在坯上过度扩散，可能是由于墨水的表面张力过小，可以通过选择合适的分散剂、降低分散剂添加量、提高色料的含量等方法，来提高墨水的表面张力。

陶瓷喷墨打印技术在应用方面还存在着很多的问题，以上仅是对其中部分问题的概述。根据我国建陶的发展历史，现在大部分企业的技术水平，以及近年我国众多企业在推广使用喷墨打印机的种种情况，要使陶瓷喷墨打印机的各项优点发挥出来，企业不仅要投入资金购买机器，更重要的是要有相应的人才、技术架构和相应的制度建设等。而这些基础工作的建设，远比花钱买一台陶瓷喷墨打印机更重要、更难以实施。必须引起已买陶瓷喷墨打印机的以及想买陶瓷喷墨打印机的企业的重视。

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