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喷墨印刷技术对陶瓷产业的影响

今年意大利博洛尼亚陶瓷卫浴展(CERSAIE)上,仿木纹产品,特别是凹凸面的木纹砖成为福禄、陶丽西、卡罗比亚等国际著名色釉料企业热推的新产品。这些企业作为陶瓷行业的上游企业,其所推出的最新产品具有导向性与趋势性。行业人士预测,在不久的将来,木纹砖将成为产品研发的主流趋势。 目前,我国生产木纹砖的陶瓷企业超过20家,包括楼兰、康拓、格里菲斯、懋隆、金意陶等。木纹砖是指表面具有天然木材纹理图案的装饰效果的陶瓷砖,分为釉面砖和劈开砖两种,前者多为墙地砖,后者多作外墙砖。釉面砖通过丝网印刷、辊筒印刷、喷墨印刷技术或贴陶瓷花纸的方法来使产品表面获得木纹图案(目前已经很少用到贴花纸方法);劈开砖是采用两种或两种以上烧后呈不同颜色的坯料(该坯料的干燥率与收缩率必须基本一致,作底色的原料占55%-95%,作纹路的原料占5%-45%),用真空螺旋挤出机将它们螺旋混合后,通过剖切出口形成的酷似木材的、其纹理贯通整个产品的瓷砖。 木纹砖的纹路逼真、自然朴实,易保养,没有木地板易褪色、不耐磨等缺点。该产品能惟妙惟肖地仿造出木材的细微纹路;表面经防水处理,易于清洗,如沾染灰尘,可直接用水擦拭;本身具有阻燃、不腐蚀的特点,属绿色、环保型建材;产品使用寿命长、耐磨,无需像木制产品周期性地打蜡保养。 模具设计决定产品纹理 木纹釉面砖又分为平面木纹砖与凹凸面木纹砖(釉面砖又可以做成全抛釉、半抛釉等)。前者运用平面模具成型,通过丝网印刷上釉再烧制而成;后者运用凹凸模具形成木纹纹路,通过辊筒印刷或喷墨印刷上釉再烧制而成。据广东佛山新鹏陶瓷机械有限公司副总经理、技术总监周庆添介绍,采用辊筒印刷的木纹砖纹路较浅,模具的纹理突出高度1.2mm;采用喷墨印刷的木纹砖纹路则可深可浅,模具的纹理突出高度最多可达5mm。 近几年还出现了仿木纹的抛光砖,即利用平面模具成型后,运用木纹布料机在素砖坯上面布料(色料厚度约为3.5mm),再将烧成后的瓷砖抛光。 据了解,丝网印刷的平面木纹砖约在20年前就出现了,辊筒印刷的凹凸面木纹砖与仿木纹的抛光砖分别于10年前和4年前出现,喷墨木纹砖在最近两年才兴起。产品出现的时间越早,产品的价格通常越低。丝网印刷的木纹砖适用于低档消费者,中高档消费者偏爱运用布料机布料、辊筒印刷或喷墨印刷的产品。周庆添说。 综上所述,在木纹砖的制作工艺中,模具充当了一个十分重要的角色,运用纹理丰富的模具成型,采用多种印刷技术上釉后经烧制即可形成接近原木肌理的瓷砖产品。记者了解到,与普通模具产品一样,木纹砖模具由模架、模芯和侧板三部分组成。目前,模架的材料为45#钢,模芯和侧板则分别以45#钢焊H13合金和45#钢镶WC合金为制造材料。 木纹砖模具的规格分精装边与原装边,前者有600600(mm)、800800(mm)等规格,后者有150600(mm)、2001000(mm)等规格。佛山康拓陶瓷有限公司(下面简称康拓)从2008年开始进军木纹砖市场,市场总监刘明告诉记者,精装边木纹砖可切割成长方形,但在切割过程中,会对砖体产生挤压作用,容易造成产品的二次变形。由于原装边木纹砖通常为窄长方形,多用于铺地,相当于普通木地板,为符合消费者对木地板的传统偏好,产品的表面纹理应尽可能多样,要求每两块木纹砖之间的纹路效果均不一样,因此该产品绝大多数运用能形成多种纹理效果的辊筒印刷或喷墨印刷技术。 周庆添表示,用于喷墨印刷的模具与用于辊筒印刷的模具相比,前者的纹理设计要求更加丰富多样,且精确度较高,其所成型的木纹砖更加逼真与细腻。而从模具的研制时间上说,同样是一块生产600600(mm)木纹砖的模具,前者需耗费1周时间,后者只要3天。他指出,模具在实际研发中必须与喷墨印刷机的供应商紧密联系,配合喷墨印刷效果去研制。但在整个木纹砖行业里,用于辊筒印刷的模具产量约占90%,也就是说人们偏好于借助辊筒印刷生产的木纹砖产品。 凹凸模具成型是主流 当被问及目前木纹砖在生产过程中是否遇到了技术瓶颈时,周庆添表示,木纹砖模具经电路精雕机雕刻纹路时容易留下刀纹,导致产品成型后的纹理效果不理想,现在仍没有具体措施去克服这一缺陷。 刘明则认为木纹砖的生产工艺不存在太大问题,他更强调消费者的消费理念对推广该产品的重要性,目前木纹砖的研制技术完全可以满足消费者的产品需求。从表面效果来说,木纹砖的纹理清晰,能无限接近真木;从产品性能上讲,木纹砖的吸水率与平整度都达到标准(吸水率0.5%3%;对于由工作尺寸计算的对角线的中心弯曲度、边弯曲度、对角线的翘曲度均不超过0.5%)。只有消费者注重了环保,提高了对木纹砖的认知度,在实际消费中发现与提出更多问题,企业才能根据他们的需求去提高生产的技术水平。 对比传统木地板,木纹砖抗潮、抗污、抗虫蛀,耐酸、耐磨损;防火、防翘、防变形;导热快,可满足北方地区保暖需求;易清洁、好保养、无噪音,不含甲醛,健康环保。 今年的中国广州国际陶瓷工业技术与产品展览会,部分国产喷墨印刷机制造商展示了仅运用喷墨印刷技术制造的喷墨木纹砖。据了解,该产品无需运用模具,利用喷墨印刷机在特定区域多次印刷,烧成后便可形成砖体上的凹凸面。 凹凸感是未来的发展方向。周庆添认为,但仅仅借助喷墨印刷机去生产的喷墨木纹砖,其层次感较差,与借助模具成型的产品相比,其质感也不理想,加上墨水成本太高,产品无法普及推广。因此,通过凹凸模具成型仍是制造木纹砖的一大主流。 喷墨印刷有待提高 喷墨印刷虽然不是本届意大利博洛尼亚陶瓷卫浴展出现的新技术,但该项技术配以凹凸面仿木纹产品,最终效果与所仿产品几乎一致。尽管喷墨木纹砖在该展会出尽风头,更有人宣称喷墨时代已经来临,但我国目前真正运用喷墨印刷生产木纹砖的企业不多,只有楼兰与金意陶等企业。 喷墨印刷技术改变了传统印刷技术与瓷砖接触的特点,印刷效果通过喷头自上而下喷出印刷,砖面不再与印刷工具直接接触,可以实现多角度、高致密性上釉,呈现瓷砖立体造面的设计效果等。由于图案不受任何限制,运用电脑操作,色彩多样,因此能在较短时间内达到个性化需求,更加适合当今瓷砖装饰时装化、个性化、小批量、多花色的发展趋向。 周庆添认为,由于喷墨木纹砖的纹理更加细腻与清晰,该产品同样会成为未来木纹砖行业发展的一个主要研发方向。不过要进一步推广该产品,喷墨印刷技术的水平仍需进一步提升,毕竟目前该技术在我国仍处于初级阶段。 现阶段,运用喷墨印刷技术也存在一定的局限性,包括设备一次性投资较大、墨水价格较高、墨水颜色发色较浅,国产墨水未能实质生产、单机产量相比辊筒印刷机与平板印刷机低、设备喷头价格贵,最关键的核心技术与设备被英国、美国和日本垄断等。喷墨木纹砖仍处在试验阶段,等该产品研发成熟后,康拓才正式推出。刘明对记者说。 三种印刷技术共同发展 在众多企业看好喷墨印刷技术,喷墨木纹砖或将成为木纹砖行业主流产品之际,刘明表示,丝网印刷、辊筒印刷与喷墨印刷之间不存在替代关系,由于各阶层消费者对产品的需求不同,这三种技术将并存于未来的木纹砖行业中,各自发挥其优势,取长补短。 康拓木纹砖的产品工艺以丝网印刷与辊筒印刷为主。该公司推出的600900(mm)的全抛木纹砖以及150600(mm)、2001000(mm)的原装边木纹砖较受消费者欢迎。前者以摩纳哥木纹砖系列为例,该系列产品经过丝网印刷上釉后再烧制、抛光,可用于铺贴墙体或地面。后者多为瓷木地板,通过辊筒印刷上釉,纹理丰富逼真。刘明指出,铺贴地面时,木纹砖的铺贴方式与其他瓷砖并无两样,但为了使铺贴效果更佳,除了与传统陶瓷墙地砖一样的中规中矩、横平竖直的铺贴方法外,还有人字形、工字形、斜形菱线等铺贴方法。康拓还针对不同款式的木纹砖配套了不同颜色的填缝剂。 近十年,丝网印刷技术在我国陶瓷行业已完全普及。该技术工艺简单、操作容易;工序少、效率高,利于实现机械化生产;可进行不同批量印刷等。但由于采用直接印刷,坯体开裂几率较大(一般要求色料有足够的耐磨性),并且不能印刷到产品边缘;丝网磨损常常会造成生产线停顿和出现废品;不能实现对瓷砖凹凸造面印刷,很难实现瓷砖表面的多元、立体效果。 后来出现的辊筒印刷克服了丝网印刷的缺点,可实现自动化操作,自动上釉、自动擦网、皮带传送;可重复、间歇使用,不会造成釉面缺陷;可连续生产,过程损耗小;产量大、网版使用寿命长;对位准确、花纹清晰细腻;网点致密度可高达220目以上。但相比喷墨印刷,该技术又存在着一定的不足之处。 总体来说,丝网印刷、辊筒印刷与喷墨印刷各有各的特点。不少行业专家表示,喷墨印刷具有全数字化、作业准备时间短、对市场反应快等优点,但它还不完美。丝网与辊筒印刷在大批量印刷上的技术优势显露得淋漓尽致,当对产品包装的个性化印刷进行确定时,可以采用喷墨印刷进行小批量印刷,投入到市场后进行调研,根据调研结果选择受欢迎的设计后,再选择丝网印刷与辊筒印刷进行大批量印刷,这不但节约了生产成本,也会减少时间耗费、加快产品的上市。

陶瓷行业真正的印刷时代正在到来。去年意大利陶瓷展大亮点之一就是喷墨印刷产品大量出现。现在,正如人们的预期,瓷砖设计王国的高新技术正在被瓷砖生产大国逐步接受,并呈现出流行的趋势。

瓷砖的设计方向是对天然建筑材料的仿真,设计的关键主要是对表面纹理、质感、层次的处理。现代建筑陶瓷设计已经从早的丝网印刷时代,过度到眼下的辊筒印刷时代。丝网印刷是一种平面印刷,不能实现对瓷砖凹凸造面印刷,因此,很难实现表面的多元、立体效果。从这个角度看,丝网印刷是一种平面印刷,或者说是一种刚性印刷。辊筒印刷包括丝网辊筒和橡胶辊筒。与丝网印刷相比,辊筒印刷是一种柔性印刷,其突破在于可以实现凹凸面得印刷,从而使得砖的表面层次更加丰富,对自然的仿真度更高。喷墨印刷改变了传统的接触式压力印刷,实现了与砖面不接触的“凌空”印刷。这种技术不仅印刷凹凸面、斜面无障碍,而且不再受限于局部纹理的重复叠印,使得片与片的纹理不一样,纹理的变化更丰富,仿真效果更佳。电脑控制的喷墨印刷“凌空”操作法,可以实现多角度、高致密性上釉,完全呈现瓷砖立体造面设计效果,使瓷砖图案宛如相片之美。与喷墨打印技术相关的还有干粉干压技术。这项技术是通过模具制造出具有凹凸面的坯体,再喷墨打印。

事实上,瓷砖生产领域的喷墨印刷技术多年前已经在意大利发展的很成熟,但出于国际竞争的需要,这项技术早期被限制出口到作为竞争对手的中国,仅局限在欧洲等地陶瓷企业应用。目前,这一地区已有200多台喷墨打印设备投入生产。2009年广州陶瓷工业展上,意大利SERTAM公司在欧洲以外的地方展出PINK系列喷墨印刷机。一般认为,意大利人这么快向中国出口喷墨印刷技术,主要是因为百年一遇的金融危机令欧洲国家陶瓷产能锐减,设备企业为了自身的生存发展,不得不将先进的技术向中国这个大市场开放。从一年多来中国市场的响应来看,华东企业在这方面继续显示出一贯的“技术派”的血统。诺贝尔在今年初采用意大利Kerajet数码喷墨印刷系统,推出数码系列产品。而刚刚结束的上海展,人们也看到了斯米克采用德国—意大利合作技术INK-CID数码喷印系统生产的釉抛砖、致臻幻彩两大系列产品(这两款产品据描绘精度高可达924dpi)。则推出了辊筒印花和喷花打印一体的皇品数码系列。而在广东,主流企业对喷墨印刷技术的反应则较平淡,目前已知的仅有亚洲采用意大利进口NEWTECH喷墨印花机,推出了所谓的阿凡达系列。

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