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陶瓷行业即将迈入喷墨高清全彩时代

时间:2016-01-25 关键字: 作者:admin来源:陶卫网浏览次数:1853

陶卫网讯 记者/马静玉 长久以来,由于大红墨水研发过程中的关键技术难题既多且杂,甚至连陶瓷喷墨技术的发源地——欧洲陶瓷强国也束手无策。因为大红墨水的缺失,陶瓷行业使用棕色墨水或粉色墨水代替,导致陶瓷喷墨打印图案的明度较低,颜色不够鲜艳、饱和,色域窄,图案易失真等问题。与此同时,消费者不再满足于瓷砖的实用功能,越来越注重装饰性,以及个性化、创意性消费。

2015年10月13日,由宏宇集团与景德镇陶瓷学院合作,历时3年,耗资815万元的大红墨水成功上机喷烧出纯正大红色,大红墨水正式问世!高温陶瓷大红墨水研制成功之后,与其他颜色墨水混色喷印,瓷砖产品将从“暗淡无彩”升级为“高清全彩”。同时,大红墨水的成功也将推动陶瓷喷墨打印技术的进一步普及,提高中国建陶在世界上的话语权,促进世界建陶产业的跨越式发展。

“大红墨水,中国突破”新闻发布会

世界性难题

印花是现代建筑卫生陶瓷极为重要的一种装饰方法。传统的印花技术包括丝网印花和辊筒印花,而目前世界上最新、最先进的陶瓷印花技术是喷墨印花。相对而言,喷墨打印的优点在于,能使产品图案更加逼真细腻,降低瓷砖研发成本,创造更丰富灵活的设计,有效提高陶瓷企业对个性化订单的应对能力。

近两年来,随着国内喷墨打印技术的逐渐发展、成熟,喷墨时代悄然到来。据宏宇集团瓷片厂厂长余国明介绍,从2010年至2013年的数年时间内,中国市场的喷墨机数量以惊人的速度增长。截止2014年12月,全国各大产区陶瓷喷墨机已达2800台,陶瓷墨水的月消耗量超过3000吨。喷墨打印技术的推广被誉为行业的“第三次工业革命”。

而喷墨印花在陶瓷上的应用原理是,将陶瓷色料制成多色墨水,通过计算机控制的打印机将其直接打印到陶瓷表面进行装饰。因此,喷墨打印机和陶瓷墨水成为关键。陶瓷墨水是指含有某种特殊陶瓷粉体的悬浊液或乳浊液。余国明介绍道,现有的陶瓷墨水常见的制备方法包括溶胶-凝胶法、反相微乳液法和分散法三种。由于色料之间的相互反应,陶瓷墨水通过配色的方式来获得多彩颜色比较困难,实际解决方案多采用由陶瓷墨水生产公司提供多种颜色的墨水来替代部分配色方案,红、黄、蓝三原色的墨水可以调出七彩颜色。目前已研制成功的陶瓷墨水总共有12种或14种,但是,唯独缺少最鲜艳的大红色。

红色在中国传统文化中有着重要地位,寓意吉祥、喜庆、富贵。中国是最早生产制作瓷器的国家。瓷器经过几千年的发展,已经近乎完美,但是在实际制作过程中,一直困扰着人们、难以解决的问题,是难以烧出大红色。据宏宇集团副总经理欧家瑞介绍,“陶瓷在800℃以上很难烧出大红色”。随着陶瓷技艺的不断发展,铬铝红、锰铝红、钴镁红、铁锆红等可以烧制出粉红、棕红的色釉料陆续出现。但是,能稳定烧制出大红的色釉料,千百年来都无法突破。

2000年,由美国FERRO公司研发的世界第一台工业使用的陶瓷装饰喷墨打印机问世。2010年左右,欧洲人把喷墨机、墨水高价卖给中国人。陶瓷喷墨技术的出现,又提高了高温陶瓷大红墨水的研发难度。欧家瑞介绍:“原来用很粗的颜料已经很难发出大红色,喷墨打印机要求色料必须磨到1μm以下,1μm等于千分之一毫米。”这样的细度,烧出来的颜色都变成淡黄色,甚至是白色。

之前,欧洲曾经用黄金做原料研发出金红色墨水,由于成本高昂无法在陶瓷行业使用。由于大红墨水的缺失,长久以来,陶瓷行业都使用棕色墨水或粉色墨水代替大红墨水,最终导致的问题是陶瓷喷墨打印图案的明度较低,颜色不够鲜艳、饱和,色域窄,图案易失真。大红墨水的长期缺席,制约了喷墨技术的应用效果和推广。

大红墨水研发过程中的关键技术难题既多且杂,国内专业生产陶瓷墨水的企业也无法攻克,甚至连陶瓷喷墨技术的发源地—欧洲陶瓷强国也束手无策。直到2015年四五月间,意大利才首次研发成功粉色墨水。这种墨水可以调烧出偏红的颜色,但是发色不够红,而且很不稳定。

高温大红墨水研究历时两年多 

思想的胜利

几千年来,由于大红在高温条件下难以发色,大红釉面砖无法制作,这种遗憾激发起了无数中国陶瓷人的斗志,同样也吸引了宏宇技术人员的注意。“在生产瓷砖的过程中,大红色的缺失,阻碍了我们不断提升瓷砖产品的装饰效果,”欧家瑞介绍道,“我们的技术人员心里痒痒,下定决心一定要做出来,于是开始琢磨。”

2011年5月,宏宇集团高温大红釉面砖项目正式立项。经过一年多的反复试验,终于突破大红釉在高温下发色不鲜艳、不稳定的世界性难题,成功研发出高温大红釉,并应用于生产。但是,整块红色的大红釉面砖应用较窄,为了使制备技术发挥更大的作用,扩大使用范围,宏宇研发人员又把目光投到了陶瓷“印花”上。经过努力,宏宇创造性研制出高温大红基印花釉。这两个项目先后于2013年3月22日、2014年10月25日通过科技成果鉴定,均被认定为“国际先进水平”。

宏宇集团是一家陶瓷企业,并非专业的墨水公司。但是,大红墨水是全世界陶瓷人的共同梦想。余国明说道,“自从陶瓷墨水诞生的那一刻起,国内外很多研发机构都在想着怎么让大红色发色。”尝到了前两次技术创新的甜头,并且有了前期的研发基础,宏宇开始考虑“能不能把大红墨水攻克下来”。2013年9月,宏宇集团与景德镇陶瓷学院正式签订产学研合作协议,共同攻克高温陶瓷大红墨水难题。然而,这一项目花费的时间远比前两次要长得多,至2015年10月13日成功上机喷烧出大红色,历时2年多,耗资815万元。

2016年1月9日,高温陶瓷大红墨水项目的科技成果鉴定会在佛山石湾宾馆举行。此次鉴定由广东省科学技术厅组织。经鉴定,该项目技术达到“国际领先水平”。另悉,该技术已成功申请国家发明专利以及PCT国际发明专利。

该项目通过研究镉硒红ZrSiO4包裹Cd(SxSe1-x)色料发色影响因素,确定合适的釉料组成;研究多种溶剂对大粒径镉硒红ZrSiO4包裹Cd(SxSe1-x)色料稳定性的影响,开发出混合有机溶剂和分散剂,制备出发色稳定的大红墨水,符合当前喷墨打印机对墨水的性能要求,所喷绘的图案装饰色彩更为宽广、接近自然。鉴定会现场,专家感叹,“大红墨水发色原理,全国上百万人都知道,但是做出来的只有宏宇!”

2016年1月14日上午9时30分,“大红墨水 中国突破”宏宇集团携手景德镇陶瓷学院攻克世界难题新闻发布会在佛山瓷海国际商务中心五楼举行。广东省建筑材料行业协会会长吴一岳、中国建筑卫生陶瓷协会副秘书长尹虹、广东宏宇集团副总经理欧家瑞、广东宏宇集团瓷片厂厂长余国、景德镇陶瓷学院材料学院副院长汪永清、广东宏宇集团市场总监王勇出席了发布会。会上,正式宣布中国首先在世界上研制成功高温陶瓷大红墨水。

高温大红墨水鉴定会现场

喷墨高清全彩时代

14日发布会当天,现场展示了大红墨水与进口粉色墨水的应用效果对比。在不同釉面、烧成温度下,大红墨水发色更为鲜红、稳定;在相同釉面、烧成温度下,大红墨水喷烧的图案颜色更鲜艳,特别是对于高红色区域,其渲染力更强,并且能够清晰地展现图案的层次感,图案效果更贴近自然,花色表现力更强。“从我们做出的产品效果来看,大红墨水与其他颜色墨水匹配得非常好。”余国明向笔者介绍。据了解,大红墨水适用于高温烧成的釉面砖,也适用于1230℃更高温烧成的全抛釉砖。现阶段,研发出的大红墨水适用于行业里普遍使用的喷墨机以及喷头。

陶瓷行业已经进入喷墨时代,高温陶瓷大红墨水的研发成功,弥补了世界上缺少大红墨水基础色的缺憾,实现了原创性突破,使得陶瓷喷墨设备如虎添翼,将在未来发挥出更大的价值。

大红墨水的成功,打破了国外的技术垄断,将有助于提升国产建陶产品的质量。国外建陶产品的质量优势在于其设计与喷墨打印技术。大红墨水的成功,将使得我国的建陶产品的装饰技术提升至世界领先行列,从而整体提升我国建筑陶瓷产品的档次。

对于大红墨水的后续推广,欧家瑞透露,“宏宇会自己做墨水,不会与其他企业联合起来做。2016年即将开始投资设备生产墨水。前期自己先用,批量生产的大红墨水的使用效果稳定后再推广到行业。”据悉,随着陶瓷喷墨印花技术迅速风靡全球,国内陶瓷墨水也从全部依赖进口,到现在占据70%以上的市场份额。在我国,陶瓷墨水年市场容量高达30多亿。其中,红色墨水的产值约5亿元。如此巨大的市场需求,预计大红墨水的生产利润最低可达1800万元/年。

并且,市场和消费者越来越倾向于特殊效果和特别设计的瓷砖产品。市场对瓷砖生产设备和技术的要求在不断提高,而陶企设计生产的思路也应该作出改变。未来,中国陶企将由以往大产量的模式向高效灵活、个性化生产逐步转变。喷墨印花更能满足个性化、时装化、创意化的需求,随之,陶瓷墨水需求量也将增加,大红墨水推广应用前景广阔。此外,大红墨水的研制成功还不仅仅在于陶瓷墨水本身。由于大红墨水所喷绘的图案装饰色彩更为宽广、接近自然,能够大幅度提高陶瓷产品的装饰效果,由此能够提高国产陶瓷产品的档次。特别是在国外尚无大红墨水的背景下,能够大幅扭转当前国产陶瓷砖出口下滑的局面,进而产生良好的经济效益。

高温陶瓷大红墨水

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声音

专家鉴定团

该项目以镉硒红包裹色料为基础原料,采用二次包裹技术,保证墨水的发色饱和度;通过溶剂的优选、组合,实现了大粒径、高比重色料在陶瓷墨水中的分散与稳定;并通过相关技术的集成,研制出高温型大红陶瓷喷墨墨水。应用产品大红发色纯正、鲜艳夺目,应用效果明显优于现有国内外产品。建议加快该技术的应用推广和产品花色品种开发。

陈振广  广东陶瓷协会高级工程师

宏宇解决了两个世界性的难题,一个是大红釉,两年多前就做出来了,但这次看到展示出来的大红釉面砖的效果更明显、更漂亮;另一个是此次的大红墨水。宏宇此次的项目综合了两个难题,但又不是简单的叠加。宏宇做了一个非常大的贡献,非常了不起!

乔富东  佛山市陶瓷研究所高级工程师

2013年,我在清远参加了宏宇的大红釉鉴定,这一次的大红墨水得到了更进一步的提升。普通的大红色料发色非常好,但是一磨就容易破裂;破裂以后发色变浅,并且镉出来以后含有氮。宏宇的思想是,找一个非常好的熔块,利用熔块,把破的东西补起来,提高发色效果。这是思想的胜利。此外,景德镇陶瓷学院对这个项目做了非常扎实的基础研究。此次大红墨水的研制成功,对行业来说无疑是特大新闻。

毛瑞  广东轻工职业技术学院高级工程师

很高兴的是,宏宇集团一直走在陶瓷行业的前列,不断地在进步。这个项目完全走在全国的最前面。

张志杰  华南理工大学材料科学与工程学院教授

该项目用的色料本身是买的,是现有的,最大的突破体现在两个方面:一是通过熔剂的优选、组合,实现大粒径色料的稳定性,减少分解,提高发色;二是通过配方的调整,实现镉硒红色料磨细后仍然在高温中呈现红色。

陈环  广东陶瓷协会会长

该技术的实现,对提高陶瓷产品档次非常有帮助,在当前行业低潮的时候,十分振奋人心,有利于树立行业信心。后续如何推广,与其他公司合作,还是成立墨水企业,值得期待。历史上,虽然我们拥有很好的技术,但是因为缺乏理论总结,导致很多技术的失传。能否从理论上进一步总结、挖掘,让更多人得到分享,同样值得期待。

吴一岳  广东省建筑材料行业协会会长

近几年来,由于有了喷墨打印技术,陶瓷产品在装饰性方面有了非常大的飞跃,满足了市场消费的多元化需求,有利于提升建筑陶瓷产品在整个建筑业的地位。但是,我们也深知,喷墨打印设备及陶瓷墨水是由欧洲陶瓷强国所发明并垄断。经过中国陶瓷人多年的努力,我们在某些领域开始打破了欧洲人的垄断,如部分企业已经能够制造出相当高水平的喷墨打印机,并在国内得到广泛应用。但是,在陶瓷墨水领域,我们的步伐相对较慢。宏宇集团和景德镇陶瓷学院联手研发出大红墨水,攻克了世界性难题,在该领域取得重大突破。此外,宏宇的持续创新,与景德镇陶瓷学院的长期紧密合作对行业有很深远的启发意义。

高温陶瓷大红墨水

项目全称是“高稳定包裹镉硒红高温陶瓷大红喷墨墨水的研制及其产品开发”。

技术创新点

1、研制出用于高温大红色喷墨墨水制备的色料及熔剂配方,经高温(1080℃~1230℃)煅烧,色料的大红色发色纯正、鲜艳夺目;

2、研发出高稳定性的陶瓷装饰用高温大红色喷墨墨水,该墨水可与其它颜色的喷墨墨水配合使用,可适应目前市场上主要的陶瓷喷墨印花机型;该墨水各项性能指标稳定,静置30天无沉淀;

3、开发出以高温大红色喷墨墨水为红色基元色的陶瓷砖产品,其产品质量优于现有的进口粉色墨水的喷墨打印烧成效果,使陶瓷产品表面装饰的颜色更加鲜艳,色彩范围更为宽广。

应用效果

1、从大红墨水打印效果图,可以看出,大红色发色纯正、鲜艳,明度好。

2、将大红墨水和进口粉色墨水分别与其他颜色墨水混色喷墨打印,从色卡图可以看出,大红墨水的颜色明度、饱和度都更好、更宽广;从效果图可以看出,大红墨水打印的图案清晰逼真,颜色鲜艳度明显优于进口粉色墨水。

3、用高温陶瓷大红墨水制备的釉面砖产品,表面图案纹理更逼真、天然,色彩更丰富、鲜艳,花色表现力更强。

(责任编辑/马静玉

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