摘要:本文從古老“吹釉”工藝開始,闡釋了噴墨技術與陶瓷的淵源,證明噴墨技術起源于中國,得益于功能陶瓷。不過中國的噴墨技術仍受困于功能陶瓷微機械加工系統(tǒng)技術,筆者希望國內(nèi)陶瓷技術人員能將這個緣份繼續(xù)下去,取得噴墨關鍵技術的突破。
關鍵詞:吹釉;噴墨技術;壓電陶瓷;陶瓷墨水;陶瓷噴頭;歷史文化
1 吹釉與噴墨
從“噴”字面來分析,口形而賁聲,其中賁意為裝飾;而“墨”卻是土形而黑聲,其中墨指顏色,土指顏色的質(zhì)地。盡管說現(xiàn)代陶瓷噴墨打印技術來源于歐美,可是從原理上來講,也著實是參考了中國明、清時期的“吹釉”陶瓷施釉技法?!按涤浴币步小皣娪浴?,確實是現(xiàn)代噴墨技術的老祖宗,清乾隆八年四月朝廷交給督窯官唐英“陶冶圖”二十張,以及皇上旨意——“按每張圖上所畫是何技業(yè),詳細寫來,其每篇字數(shù)要均勻,其取土之山與取料取水之處皆寫明地名,再將此圖二十幅按陶冶先后次序編明送來,欽此”。唐英接旨后編寫了“陶冶圖說”一文,于五月送進宮中。其中《陶冶圖說》的第十三幅圖就記載了“吹釉”的施釉方法,見圖1。文字說明如下:“截徑過寸竹筒,長七寸,口蒙細紗,蘸釉以吹。吹之遍數(shù),視坯之大小與釉之等類而定,多至十七、八遍,少則三、四遍”。
其實現(xiàn)代陶瓷噴墨打印機,也是猶如竹筒似的噴頭,還有特種釉墨,以及電腦的圖形和壓電陶瓷脈沖晶變壓力或熱電膜加熱熱壓力,將釉噴施到陶瓷器具上,其噴釉機組數(shù)也有4~8個,一般噴釉4~6遍。
因釉亦稱“釉水”,故“吹釉”一詞在佛山又變成一個人人皆知的口語“吹水”,雖為貶義詞意指說大話,但是反過來講就是“吹釉”技術盡管只是一個小小的創(chuàng)新,可是經(jīng)過現(xiàn)代人的翻版、改進、信息化和智能化,就把這個古老的傳說給“吹”大了。從陶瓷到紙張、布匹、電路板、再到陶瓷,技術的回歸體現(xiàn)了中國人的創(chuàng)新精神和技術實力。
2 噴墨與陶瓷
現(xiàn)代噴墨盡管在理念上借鑒了“吹釉”,但是最早的噴墨打印機卻是應用于紙張打印。1960年有人提出了噴墨打印的概念,直到1976年才有了原始的樣機,即歐洲瑞典路德工業(yè)技術學院的Hertz教授和他的同僚所開發(fā)的連續(xù)式噴墨技術——IBM4640。實際上,這臺機器并不好用,因為它是用“滴”的方式滴到紙張上,從效果上講可能還不及“吹釉”的墨滴小,自然清晰度談不上。
滴墨肯定不行,如何解決噴墨過程中墨滴的微納米化和控制自動化,噴墨技術圍繞裝備和墨水做出許多創(chuàng)新。譬如噴頭就走出了電熱陶瓷膜和壓電陶瓷兩種途徑,也因此誕生了兩類噴墨技術即熱噴墨技術和壓電噴墨技術。其實無論何種噴墨技術都是回歸到陶瓷,得益于微型計算機技術、微電子機械加工技術和微納米加工技術。
壓電陶瓷是美國麻省理工學院絕緣研究室的教授于1946年發(fā)現(xiàn)的,他們發(fā)現(xiàn)在鈦酸鋇鐵電陶瓷上施加直流高壓電場,使其自發(fā)極化沿電場方向擇優(yōu)取向,除去電場后仍能保持一定的剩余極化,使它具有壓電效應。壓電陶瓷具有把電能轉(zhuǎn)化為機械能的特性,確實改變了“吹”和“滴”的歷史,且由于微電子機械加工系統(tǒng)技術的發(fā)展,促使噴墨孔徑越來越小,單位面積上分布的噴頭數(shù)量和單位噴頭的墨滴大小控制遞級次數(shù)越來越多。所以就滿足了打印裝飾的清晰度、灰度和速度的需求,也進而適應了工業(yè)化應用的惡劣環(huán)境。由于噴墨技術創(chuàng)新理念的回歸,也由于以上技術的支撐,噴墨不用再費吹灰之力,可以智能性地復制色彩,滿足各類工業(yè)產(chǎn)品的色彩。
3 陶瓷噴墨技術
陶瓷噴墨技術由陶瓷噴墨打印機和陶瓷墨水構成。1995年,福祿(FERRO)公司的三名設計師基于平面印刷的噴墨打印技術已成熟,提出建筑陶瓷做非接觸式的噴墨印刷。在1995~1997年的兩年間,福祿潛心于陶瓷墨水的研究,直到1997年才宣告陶瓷噴墨技術發(fā)明成功。1998年,福祿公司注資成立Kerajet公司,專門研制陶瓷噴墨打印設備,并于當年10月提交第一份陶瓷噴墨打印設備專利書,2001年6月Kerajet公司提交的第一份陶瓷噴墨打印設備專利獲批。
2000年,世界第一臺工業(yè)使用的陶瓷裝飾噴墨打印機在Kerajet公司問世,打印機是由美國FERRO公司開發(fā)的Kerajet系統(tǒng),墨水也是由FERRO公司與賽爾公司聯(lián)合研制的陶瓷墨水。2000年1月7日,F(xiàn)ERRO公司向美國專利商標局提交了一份名為《用于陶瓷釉面磚(瓦)和表面的彩色噴墨印刷的獨特的油墨和油墨組合》的專利,該專利闡述了陶瓷墨水的制作方法技術,為陶瓷噴墨打印技術奠定了良好的基礎。由于早期的陶瓷噴墨打印技術在清晰度、灰度、速度以及墨水和噴頭適應性上不具有明顯的優(yōu)勢,實際上也只是到2006年以后,陶瓷噴墨打印技術才在西班牙得到了較好的發(fā)展。這其中得益于英國賽爾公司先進的壓電陶瓷噴頭技術,也得益于西班牙眾多陶瓷墨水制造商的不懈努力,他們包括FERRO、FERRESMALGLASS.ITACA、CHIMIGRAF、COLORBBIA、 TORRECID等公司。
2007年,陶瓷噴墨打印技術開始在意大利盛行,2008年陶瓷噴墨打印技術開始登陸中國大陸,截止目前,噴墨陶瓷打印機開始在廣東、福建、浙江、上海、江西、河南、山東、四川等省市得到了應用,據(jù)說國內(nèi)已經(jīng)超過了100余臺。在國外陶瓷噴墨技術成熟的同時,國內(nèi)陶瓷噴墨技術也獲得了較快的發(fā)展。目前國產(chǎn)陶瓷噴墨打印機生產(chǎn)商包括希望、科越、宏華、泰威、精陶、新景泰、方正等八家,國產(chǎn)陶瓷墨水生產(chǎn)商也出現(xiàn)博今、明朝、萬興、道氏、遠泰、銘嘉、康立泰、華山、金鷹等多家。
在裝備和墨水噴涌而出的這兩年,2012年期待國產(chǎn)陶瓷噴墨打印技術的關鍵技術噴頭的研究和國產(chǎn)化能獲得突破。否則如何走出中國陶瓷噴墨打印技術“三無”時代即“無頭”、“無墨”和“無芯”。
參考文獻
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發(fā)展的影響[J].陶瓷,2011,4.
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