陶瓷噴墨打印是一種將陶瓷色料粉體制成多色墨水，將小墨滴從直徑數十微米的噴嘴噴出，以每秒數千滴的速度沉積在坯體、釉面或其它載體上的技術。噴墨打印技術在陶瓷方面應用主要有以下兩方面：陶瓷制品裝飾和陶瓷成形。陶瓷制品裝飾是將陶瓷色料制成多色墨水，通過計算機控制的打印機將其打印到陶瓷表面進行裝飾。其優(yōu)勢在于可利用計算機資源，通過軟件控制實現對裝飾設計的改變，提高新產品的開發(fā)和生產效率，同時也有利于制作復雜團，提高裝飾效果。陶瓷成型用噴墨打印是將帶成形的陶瓷粉料制成陶瓷墨水，通過打印機將這種陶瓷墨水打印到載體上成型，成形體的形狀及集合尺寸由計算機控制。陶瓷墨水通常由色料（著色劑）、溶劑、分散劑、結合劑、表面活性劑及其它輔料構成。

      一、陶瓷墨水色料的粒度分布

      陶瓷墨水中的色料顆粒度要求小于1微米，顆粒尺寸分布要窄，顆粒之間不能有強團聚，并具有良好的穩(wěn)定性。 國產墨水解決粒徑分布和D90粒徑問題還要花一些精力。就目前國產墨水的整體粒徑分布來說，D50基本上可以控制在500納米以內，特別是黑色、棕色、藍色，是相對比較容易加細的，以初始粒徑1-10u來看，在砂磨機上的研磨時間基本在2小時以內(如圖下圖鈷藍研磨1小時粒徑分布圖)。

      但是粒徑分布不太理想，在1微米粒徑附近有粗顆粒存在。雖然可以通過延長砂磨機研磨時間可以減少粗顆粒，但是出于工業(yè)化生產的價格成本控制要，需要有更高效的方法。實驗表明，通過合理的前期處理色素，以及分散劑和固含量的優(yōu)化，可以很好的解決粒徑分布問題。當然，也有一些產品(如鋯鐠黃)就容易出現電導率過高而產生絮凝，而且絮凝容易出現在研磨1.5-2小時后，在粒徑D50達到700-800納米的時候容易發(fā)生。

不合格黃色墨水發(fā)生團聚現象顯微圖像

      二、陶瓷墨水及其色料制造工藝

      當前陶瓷噴墨打印用墨水的制造方法主要有：分散法、溶膠凝膠法和反相乳相法，而以上三種加工方法中，溶膠凝膠法由于制造工藝方法原料昂貴、溶膠不穩(wěn)定而受到限制;反相乳相法由于制得的墨水固含量低，也有待解決許多技術問題;分散法最容易實施而且工藝相對簡單易行，目前國產墨水主要需要解決墨水的穩(wěn)定性問題。陶瓷墨水的組成和性能與打印機的工作原理和墨水用途有關。分散法制備的陶瓷墨水主要由無機非金屬顏料(色料、釉料)、溶劑、分散劑、結合劑、表面活性劑及其它輔料構成。

      在目前的陶瓷色料結構體系中，尖晶石結構的色料高溫和化學穩(wěn)定性都較好，如藍色中的鈷藍系列，黃色中的棕黃系列和黑色系列。棕色類產品的原材料選擇與氧化鋁的選擇引入方式也是有關系的，引入材料的粒徑對于色料的飽和度也是有很大的關系。陶瓷墨水色料在傳統色料配方基礎上進行了一定的工藝改良，特別是在礦化劑的選擇上更加優(yōu)化，煅燒溫度較之傳統的色料部分產品溫度適當提高了一些。

      陶瓷墨水色料在后期研磨環(huán)節(jié)應用的主要設備有傳統的球磨機、氣流磨、砂磨機等。球磨機主要是用在水洗和預處理的工藝環(huán)節(jié)，目前國內色料生產商大部分是沒有進行水洗這一工藝環(huán)節(jié)的(釩鋯藍產品例外)。使用氣流磨基本上可以將經過傳統加細設備加工后的半成品(D90粒徑介于11-20u之間)打碎到5u以下的粒徑范圍。但是氣流磨的加工效率不是特別高，每小時產量一般不超過20kg。但據筆者了解，瑯菱公司生產的30L的砂磨機產品，專門用于墨水色素的高效率設備每小時產量可達40kg。砂磨機的單位研磨效率明顯高于氣流磨產品，但是砂磨機屬于濕法研磨，研磨的物料需要經過烤干和二次打粉處理，氣流磨屬于干法加細，不需要后續(xù)的烘干機打粉工藝。

      三、陶瓷噴墨打印行業(yè)動向

      1、意大利陶瓷展動向

      2014年意大利陶瓷展已經落幕，反饋回來的消息是參展的人流量比往年少，展館縮小。但是另一方面，是國內企業(yè)參展的多了，總共有20多家。本次展會上展示的機械主要是噴墨附屬設備(噴墨環(huán)境處理、恒溫處理、冷卻處理設備)，25米施釉線、10臺噴墨設備、噴釉數碼、噴干粉、8臺數碼噴釉)。數碼化施釉技術是本屆里米尼展的一大亮點，數碼化是必然趨勢。通過應用數碼化施釉技術，產品效果更逼真、更像大理石、富有厚重感。在生產中車間發(fā)生錯誤率降低，進一步節(jié)省人工成本，創(chuàng)造更加潔凈和智能化生產車間。特別是瓷磚作為一種裝飾材料，除了在工程應用方面的需求市場之外，對于個人家裝的個性化選擇市場來說，未來將是個性化私人訂制的高端市場的崛起，而數字化生產機械的不斷研發(fā)與投放，為今后的私人訂制與精確生產打下基礎。

      2、干法制粉技術

      當前，干法制粉技術在國外已經研發(fā)成功，但在國內應用不多。干法制粉技術在陶瓷上的推廣能否有所突破，是行業(yè)比較關心的問題。干法制粉技術應用推廣在拋光磚、瓷片上還有難度。巴西40%的彩釉地磚已經應用干法制粉。在國內，粉磨細也已經不是問題，關鍵看經濟效益。

      陶瓷墨水國產化進程的加速，促使國內墨水企業(yè)在追求陶瓷墨水品質上面的要求也是更加的苛刻，特別是砂磨機技術的不斷完善創(chuàng)新，也為陶瓷墨水的進一步性能的拓展奠定了基礎。而傳統溶劑方面，除了水性調墨油的使用，分散劑和陶瓷色料的進一步精細化調試與加工能夠更進一步的提高國產陶瓷墨水的整合性能。目前，無論是國內的溶劑生產廠家還是國外的產品，對于在陶瓷噴墨墨水方面的跟進是非常積極的，陶瓷噴墨打印墨水的整體價格下降，不僅僅是因為國產陶瓷墨水的推出，更與生產工藝與設備的不斷完善，產量的提高有直接關系。就陶瓷墨水來說，依靠以往的信息不對稱來賺錢的時代一去不返，自身穩(wěn)定過硬的墨水品質才是保障市場唯一的路徑。

(粉體圈 作者：敬之)