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解析陶瓷數(shù)字噴墨印花現(xiàn)狀和未來挑戰(zhàn)

2014-09-11 09:14 來源:中國(guó)陶瓷新聞網(wǎng) 責(zé)編:江佳

摘要:
數(shù)字噴墨技術(shù)多年來已經(jīng)在許多其他行業(yè)成功地獲得應(yīng)用,包括廣告噴繪、包裝和紡織品印刷。但在同一時(shí)期,包裝和紡織品印刷中噴墨所占份額只達(dá)到了2%左右,而瓷磚噴墨印花卻已達(dá)到了40%多。我們先來看看陶瓷和其他行業(yè)在應(yīng)用噴墨技術(shù)上為何會(huì)有如此差別,然后再來考察陶瓷業(yè)未來面臨怎樣的挑戰(zhàn)。
  對(duì)于大多數(shù)瓷磚生產(chǎn)來說,這是可以接受的。我們都希望表現(xiàn)出自然材質(zhì),而它們的色域在總體上也是有限的——石材一般是帶有些變化的灰色,木材則一般是褐色或米黃色。
  
  傳統(tǒng)滾筒或平版絲網(wǎng)印刷的印墨(糊狀顏料),包含高濃度的由無機(jī)色料和融塊構(gòu)成的固體,并懸浮在礦物油或乙二醇中。這些印墨的顆粒尺寸,其累計(jì)粒度分布值D90所對(duì)應(yīng)的粒徑約為10到15?m。累計(jì)粒度分布值D90在許多工業(yè)行業(yè)中,是用來表示色料以及印墨的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,它代表色料或印墨中90%的顆粒,直徑小于某個(gè)數(shù)值。D90作為累計(jì)顆粒水平值,能夠被現(xiàn)有儀器來精確測(cè)量。研制這類儀器的專家們,不建議使用D99或D100作為累計(jì)粒度分布測(cè)量值。他們認(rèn)為,測(cè)量中任何微小的干擾,如氣泡或熱波動(dòng),都會(huì)顯著影響測(cè)量數(shù)值。此外,用來計(jì)算這些數(shù)值的統(tǒng)計(jì)方法也缺少“魯棒性(不受干擾性)”,因?yàn)樵谶@種極端水平上,顆粒的實(shí)際數(shù)量按照定義來說也不大。
  
  那么,如何將這些傳統(tǒng)印墨,與已經(jīng)開發(fā)的陶瓷瓷磚數(shù)字噴印印墨進(jìn)行比較?其實(shí)在總體上,液體載體是相同的,傳統(tǒng)及數(shù)字陶瓷噴墨印花的印墨,都是礦物油或乙二醇。液體載體的這一選擇,可使陶瓷印墨的表面張力和黏稠度能夠得到精心的控制,而這對(duì)于確保可靠的印刷或印墨噴印,不管是傳統(tǒng)印墨還是數(shù)字印墨,都是很重要的。傳統(tǒng)印墨與數(shù)字印墨的顯著區(qū)別,在于印墨中所允許的顆粒大小和濃度。我們上面已經(jīng)提到傳統(tǒng)印墨是糊狀的,液體載體在重量上一般約占10到15%,色料占20到40%,其他則大部分是融塊,以及更小量的其他材料以用來調(diào)節(jié)表面張力和抑制結(jié)塊,等等。數(shù)字印墨是液體,也帶有20%以上的高色料添加量,所占重量也更大,但不帶有高融塊添加量。
  
  數(shù)字印墨中的顆粒大小,取決于噴印頭的內(nèi)部尺寸。賽爾及其他制造商生產(chǎn)的按需噴墨噴印頭,內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸只有數(shù)十微米,噴射墨滴最小只有6pL。1個(gè)6pL大小的陶瓷墨滴,直徑約為25?m。由此顯而易見,傳統(tǒng)網(wǎng)印印墨中累計(jì)粒度分布值D90所對(duì)應(yīng)的粒徑10到15?m的色料顆粒,是不能用于數(shù)字噴印印墨之中的,因?yàn)樗鼈儠?huì)堵塞噴印頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和噴嘴。在實(shí)際應(yīng)用中,數(shù)字印墨中所含的顆粒大小,累計(jì)粒度分布值D90所對(duì)應(yīng)的粒徑小于1?m。這一限制的部分原因,還在于數(shù)字陶瓷印墨易于沉淀,而它所含有的高添加量的顆粒須處于懸浮之中。事實(shí)上,賽爾Xaar1001(以及目前的Xaar1002)噴印頭如此成功的一個(gè)原因,正是在于賽爾的“真正內(nèi)循環(huán)持續(xù)噴墨專利技術(shù)(TFTechnology™這一專利技術(shù)確保了印墨在噴印頭的狹小空間中,總是處于持續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)。這里沒有印墨可以停留并開始沉淀的“死點(diǎn)”,任何因結(jié)塊形成的無用顆粒,都會(huì)被從噴嘴處沖走,并被印墨系統(tǒng)中的過濾裝置移除。傳統(tǒng)的噴印頭不帶有通過噴嘴后端的這種印墨再循環(huán),因而印墨會(huì)在噴射腔中停留并開始沉淀,而噴射腔的唯一出口就是噴嘴。
  
  顆粒尺寸的減小,影響了應(yīng)用數(shù)字印墨能夠獲得的色域。在有些情況下,如果色料被研磨成如此之小的尺寸,就會(huì)失去其大部分的反光特性。此外,它們還會(huì)在窯爐中被熔化過程破壞。所有這些都是對(duì)印墨生產(chǎn)商的挑戰(zhàn),要求生產(chǎn)商們?nèi)ふ揖哂辛己蒙实臒o毒色料。而最后的結(jié)果,就是大為降低了數(shù)字印墨的色域。
  
  “與傳統(tǒng)印墨相比較,數(shù)字陶瓷印花所面臨的主要色彩挑戰(zhàn)。我們可再次發(fā)現(xiàn),受影響最大的仍是黃色與紅色。應(yīng)用金屬鎘可獲得更好的紅色,但我們?cè)谏厦嬉呀?jīng)提到,這是受到限制的。帶有小量的金,也會(huì)改善紅色,但這又太昂貴了。
  
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