提高大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性探讨

杨盼　龙友福

摘 要：大喷墨量深色陶瓷磚由于存在生产控制难度大、缺陷率高、综合优等率低、色差明显等问题一直被陶瓷行业技术人员所诟病。本文结合多年生产实际经验，从施釉、印花等关键工序及相关的工艺参数等方面进行了对比研究，针对施釉工艺选择以及施釉坯温、坯面湿度等参数的合理设置提供借鉴参考；同时在釉用原料选择方面，建议选用钙、钡等元素含量相对较高的透明釉体系作为基础配方；针对墨水种类，蓝棕黄可选用进口陶某西墨水，黑色可选用国产某陶墨水，同时利用包裹红墨水替代棕色墨水与黑色墨水结合，促进黑色墨水发色；并且喷墨文件采用反向开发的思路。通过一系列改善措施，提高大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性，提高产品综合优等率。

关键词：大喷墨量深色陶瓷砖；墨水；瓷砖生产

1 前言

随着近几年喷墨数码打印机的迅速推广普及，喷墨印花装饰工艺在清晰度、广色域、色号稳定性、图案设计多样性、转产效率等方面明显优于传统丝网印花工艺及胶辊印花工艺，行业现有主流印花装饰工艺已向喷墨印花工艺方向倾斜。但随着喷墨装饰印花工艺的不断普及，大喷墨量深色陶瓷砖在实际生产过程中表现出的问题越来越突出，最为典型的就是喷墨色痕、拉线、黄边、黑色调深度不够、墨水避釉等一系列问题，致使产品综合优等率不高。所以十分有必要针对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性进行相关研究，以提高大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性，提高产品综合优等率。

2 施釉工序对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性探讨

2.1 施釉方式对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响

施釉是陶瓷墙地砖生产中必不可少的环节，通过施釉工艺不仅能改善坯体表面物理性能和化学性能，还能增加产品的美感，提高产品的使用性能。施釉质量和施釉工艺控制好坏直接决定了产品的生产质量。常用的施釉工艺主要包括喷釉和淋釉：喷釉是利用压缩空气形成高速气流使釉浆通过喷枪喷成雾状，从而粘附在坯体表面；淋釉是釉浆通过浆管流到钟罩内，保持一定的釉位高度，自然流下的釉浆在钟罩表面上形成弧形釉幕，当坯体在钟罩下经过时即被淋上一层釉。本文基于600mm×600mm仿古砖工艺平台，研究低压喷釉与淋釉两种施釉方式对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响。

实验1：采用低压喷釉工艺，喷釉压力4.5 bar，釉浆比重1.50，整砖施釉量230克/块。打印墨水平均灰度信息值均为70的黑色喷墨文件，持续生产24h，烧成后窑尾分级，统计色号及色差数量。

实验2：采用淋釉工艺，施釉流速30s，釉浆比重1.75，整砖施釉量190克/块。打印墨水平均灰度信息值均为70的黑色喷墨文件，持续生产24h，烧成后窑尾分级，统计色号及色差数量。

试验结果分析与讨论：

实验1采用喷釉工艺，持续生产24h，生产色号2个，色差342片。色差主要体现在生产空位前后阶段，生产空位后干燥窑坯温高，喷釉后表面起颗粒粉状，喷墨打印后烧成，产品出窑颜色偏深，由于色差原因造成342片降级处理。

实验2采用淋釉工艺，持续生产24h，生产色号1个，色差21片。色差主要体现在生产空位后干燥窑坯温超过110℃时，淋釉时水蒸气多，淋釉后平整度略差，由于色差造成21片降级处理。

从以上对比试验可看出，生产大喷墨量深色陶瓷砖，淋釉施釉工艺色差降级数量较少，色号稳定性明显优于喷釉施釉工艺。

2.2 干燥坯温及釉面保湿程度对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响

鉴于实验2中干燥窑出口坯温超过110℃时淋釉出现色差，为了探索干燥坯温及釉面保湿程度对颜色稳定性的影响，进一步针对坯温及保湿程度进行了梯度实验。

实验3：采用同一个钟罩进行淋釉，针对淋釉时的坯温进行梯度实验研究，以淋釉坯温为75℃时淋釉出窑色板作为颜色基准参考板，实验结果见表1。

备注：施釉参数为淋釉工艺，施釉流速30s，釉浆比重1.75，整砖施釉量190克/块。

实验4：采用同一个钟罩进行淋釉，淋釉时坯温固定为75℃，向釉浆中加入不同量的CMC溶液（CMC与水比例为1：20）以改变其淋釉保湿程度，以坯温为75℃时不加淋釉CMC溶液的出窑色板作为颜色基准参考板，实验结果见表2。

备注：施釉参数为淋釉工艺，施釉流速30s，釉浆比重1.75，整砖施釉量190克/块，坯温75℃。

试验结果分析与讨论：

从实验3可看出，干燥坯温在60-80℃时，淋釉的颜色稳定性最佳，色号接近，最高不宜超过90℃，坯温高于100℃或低于50℃时颜色均会发生明显加色变化，尤其坯温超过100℃后，黄色色边逐渐明显，需降级处理。

从实验4可看出，淋釉后，釉面在出钟罩2.5-5m内干透较为适宜，最长不宜超过7m，超过7m后，颜色开始变化并伴随凹坑缺陷增多。

2.3 釉料基础配方对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响

釉料基础配方及釉料化学组成不仅对墨水发色能力起关键作用，而且对烧成范围、窑位温差、色差范围等均有较大影响，本文进一步研究了釉料基础配方对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响，分别采用乳浊釉体系基础配方、透明釉体系基础配方、化妆土+保护釉体系基础配方开展了三组实验进行横向对比，分别为实验5、实验6、实验7。

实验5：采用乳浊釉基础配方，钟罩淋釉，坯温75℃，施釉流速30s，比重1.75，整砖施釉量190克/块。打印标准色卡喷墨文件，陶瓷砖出窑后对比墨水发色效果。

实验6：采用透明釉基础配方，钟罩淋釉，坯温75℃，施釉流速30秒，比重1.75，整砖施釉量190克/块。打印标准色卡喷墨文件，陶瓷砖出窑后对比墨水发色效果。

实验7：采用化妆土+保护釉基础配方，钟罩淋釉，坯温75℃，施釉流速30秒，比重1.75，整砖施釉量190克/块。打印标准色卡喷墨文件，陶瓷砖出窑后对比墨水发色效果。

实验5、实验6、实验7出窑标准色卡颜色效果对比情况如下：

透明釉体系色卡黑色最优，化妆土+保护釉色卡黑色居中，乳浊釉体系色卡黑色最浅。由于透明釉体系化学组成中钙、钡等元素含量相对较高，有利于促进黑色墨水发色，从而黑色发色最深。而乳浊釉体系中锆含量较高，不利于黑色墨水发色，导致发色更浅。

3 喷墨印花工序对大喷墨量深色陶瓷砖产品生产稳定性影响探讨

3.1 墨水种类及搭配对大喷墨量深色陶瓷砖产品生产稳定性的影响

在日常生产中，喷墨墨水的质量及打印效果是决定大喷墨量深色陶瓷砖产品综合优等率的决定性因素，优质墨水一般极少出现色痕、拉线、滴墨等现象，且不易沉淀，可以长时间存放，便于批量储存组批。品质稍差的墨水容易出现色痕、拉线等不良现象，产品质量效果差，且经常滴墨需要频繁清洗喷头，不利于生产线存坯处理异常。所以墨水选择尤为重要。本文在同一台西斯特姆喷墨花机上，对行业大量使用的陶某西进口墨水及國产某陶墨水进行了横向对比实验，分别为实验8和实验9，并得到表3、表4所述实验结果。

实验8：采用透明釉体系基础配方，钟罩淋釉，坯温75℃，施釉流速30s，比重1.75，整砖施釉量190克/块。使用进口陶某西蓝、棕、黄、黑四种颜色墨水，打印蓝、棕、黄、黑四种颜色墨水平均灰度信息值均为70的黑色喷墨文件，持续生产24h，记录因色痕、拉线导致的降级数量，并观察滴墨状态。

实验9：采用透明釉体系基础配方，钟罩淋釉，坯温75℃，施釉流速30s，比重1.75，整砖施釉量190克/块。使用国产某陶蓝、棕、黄、黑四种颜色墨水，打印蓝、棕、黄、黑四种颜色墨水平均灰度信息值均为70的黑色喷墨文件，持续生产24h，记录因色痕、拉线导致的降级数量，并观察滴墨状态。

试验结果分析与讨论：

从实验8可看出，使用进口陶某西墨水，其色痕、拉线、滴墨等缺陷方面好于国产某陶墨水，每隔150min清洗一次喷头控制滴墨缺陷。但黑色发色能力一般，色调不纯正，偏绿，且深度有限。从实验9可看出，使用国产某陶墨水，相较进口陶某西墨水，更容易出现色痕、拉线、滴墨等缺陷，需要更加频繁地清洗喷头控制滴墨缺陷。其黑色发色能力较陶某西强，深度深色调偏红，有利于大喷墨量深色陶瓷砖的开发。

为了进一步探索墨水种类对黑色发色的影响，本文对墨水之间搭配做了探索，发现黑色墨水单独使用时，黑色发色较为纯正。但搭配黄色墨水及棕色墨水时，色调会逐渐偏绿，并不会朝着预期的红黑色调发展。所以黑色产品要尽可能的少使用黄色及棕色墨水，可用包裹红墨水替代棕色墨水，包裹红墨水与黑色墨水叠加使用时不会出现偏绿现象，可以进一步补充和加深黑色色调。

3.2 喷墨打印文件对大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性的影响

一个处理得当的喷墨打印文件，不仅需要兼顾打印分辨率、打印质量等级，更要关注墨水用量平均灰度数值，过高的平均灰度不仅会导致喷墨花机瞬时墨量供应大，电压不稳，墨盒过滤器也会出现堵塞，易出现色痕、拉线等缺陷，部分喷墨后施保护釉的产品也会因墨量太大，施釉前墨水渗透不均出现避釉等缺陷。行业现有大喷墨量深色陶瓷砖产品因考虑底釉整合共用因素，普遍采用白釉或颜色较浅的色釉，以图案纹理浅色区域为基准底色，图案纹理深色区域为喷墨花色进行调节，但受限于现有陶某西或某陶黑色墨水发色状况，发色不够纯，黑偏绿深度不够，墨水用量太大，色痕明显且生产过程颜色稳定性差，难以实现丝网或胶辊印花的效果。作者在开发某款大喷墨量深色陶瓷砖产品时，首次尝试采用大喷墨量深色陶瓷砖反向开发技术。即不再以浅色区域做为底色，深色区域做花色。而是采用反向开发思路，将浅色区域做成花色，深色区域采用底色+花色组合模式，通过在底色中加入大量钴黑及包裹红补充墨水深度，用包裹红墨水代替棕色墨水与黑色墨水结合，解决黑色墨水偏绿问题，并在浅色区域打印白色墨水，实现黑色色调纯正，层次效果分明的黑色产品反向开发，有效解决了大喷墨量深色陶瓷砖因墨量大导致的色痕、拉线、避釉等问题缺陷。

4 结 论

陶瓷生产工艺对大喷墨量深色陶瓷砖产品生产稳定性影响是多方面的，其中合适的施釉工艺如淋釉工艺；合理的施釉坯温，60-90℃之间；适宜的坯面湿度，出钟罩5m内干透；合理的釉料化学组成，选用钙、钡等元素含量相对较高透明釉体系作基础配方；优选适宜的墨水种类，蓝棕黄可选用进口陶某西墨水，黑色可选用国产某陶墨水，同时可利用包裹红墨水替代棕色墨水与黑色墨水结合，促进黑色墨水发色；喷墨文件处理可采用反向开发思路，深色区域用底色+花色结合出色调，浅色区域做选区用白色墨水调整等一系列改善措施，提高大喷墨量深色陶瓷砖生产稳定性，提高生产综合优等率。

参考文献

[1]黄承艺.陶瓷喷墨打印色彩管理原理与实务[J].佛山陶瓷，2018，28（02）：36-40.

[2]林海浪，黄承艺.陶瓷喷墨打印技术管理要点[J].佛山陶瓷，2016，26（04）：37-39.