朱振峰　付璐

摘 要：本文介紹了數(shù)字噴墨打印用陶瓷顏料的幾種制備技術(shù)，如：固相分散法、溶膠-凝膠法、化學(xué)共沉淀法、水熱法、微乳液法、自蔓延燃燒法、微波加熱法、機(jī)械化學(xué)合成法、聲化學(xué)法等。對(duì)這些工藝技術(shù)的組合，如：超聲-共沉淀、共沉淀-水熱、微波-溶膠凝膠、微波-水熱、微乳液-水熱、自蔓延燃燒-水熱技術(shù)等也作了分析。討論了陶瓷數(shù)字噴墨打印技術(shù)的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：噴墨打??；陶瓷顏料；工藝進(jìn)展

1 前言

隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與普及，噴墨打印技術(shù)正突破常規(guī)，進(jìn)入到了我們所熟悉和不熟悉的領(lǐng)域，例如：辦公室文件打印、戶外廣告噴繪、數(shù)碼照片沖印、紡織品噴墨印花等，還有生物技術(shù)、生物工程、法學(xué)、金屬沉淀學(xué)、微結(jié)構(gòu)制造、電子制造、網(wǎng)絡(luò)連接、制藥、玻璃、陶瓷裝飾及顯示器制造等各個(gè)領(lǐng)域。

陶瓷噴墨打印技術(shù)作為一種數(shù)字化技術(shù)，是將小墨滴從直徑為數(shù)十微米的噴嘴噴出，以每秒數(shù)千滴的速度沉積在載體上，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)材料表面的隨意裝飾，可以將任意復(fù)雜花色的圖案像彩色打印一樣打印到陶瓷以及玻璃的表面上。打印機(jī)的工作類型有兩種：需求噴墨打印機(jī)和連續(xù)噴墨打印機(jī)。噴墨打印頭有三類：一是使用壓電陶瓷元件將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變成墨水壓力波，從而排出墨滴的系統(tǒng)；二是使墨水驟然加熱而產(chǎn)生氣泡，從而通過(guò)氣泡壓力波排出墨滴的系統(tǒng)；三是吸取墨水，并通過(guò)靜電力使其定向飛揚(yáng)的系統(tǒng)。

在陶瓷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期，陶瓷噴墨技術(shù)以其“資源化、低碳化、數(shù)字化、個(gè)性化、功能化、智能化”發(fā)展的特點(diǎn)，在陶瓷行業(yè)掀起了一股“巨浪”。自2009年中國(guó)引進(jìn)第一臺(tái)噴墨打印機(jī)開(kāi)始，中國(guó)噴墨市場(chǎng)就在被逐漸地打開(kāi)，其分別經(jīng)歷了國(guó)產(chǎn)化第一階段的“萌芽期”和第二階段“青澀期”。至此，噴墨市場(chǎng)進(jìn)入完全的“成熟期”。具體來(lái)說(shuō)，從2011開(kāi)始就進(jìn)入了一個(gè)全面開(kāi)啟的“井噴期”，這個(gè)“井噴期”還將繼續(xù)持續(xù)，在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候，市場(chǎng)容量可能達(dá)到1000臺(tái)。

2 陶瓷噴墨打印的優(yōu)勢(shì)

陶瓷噴墨打印技術(shù)具有以下明顯的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。

（1） 個(gè)性化

能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)與制造，既節(jié)省時(shí)間，又提高效率。

（2） 精細(xì)化

幾何形狀由計(jì)算機(jī)軟件控制，圖像分辨率高，可制作各種復(fù)雜圖案。

（3） 高速化

如：在紙品印刷上，印刷速度可達(dá)6～10m/s。

（4） 網(wǎng)絡(luò)化

適應(yīng)面廣，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，從圖案設(shè)計(jì)到噴墨程序再到執(zhí)行步驟，印刷圖案可在短短的幾秒鐘內(nèi)迅速變換，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳輸。

（5） 無(wú)接觸

和絲網(wǎng)印花相比，它屬于無(wú)接觸印花。它沒(méi)有絲網(wǎng)作為介質(zhì)，與被裝飾的形狀復(fù)雜半成品表面相接觸的只是油墨。能突破現(xiàn)有裝飾手段中的一些人為因素的制約，進(jìn)一步提高陶瓷裝飾效果。

（6） 低碳化、資源化

與陶瓷其他裝飾方法相比，大大減少了色料、釉料的浪費(fèi)。

（7） 智能化、功能化

陶瓷噴墨打印技術(shù)可應(yīng)用于固體氧化物電池的制造、多層顯微電路制造、結(jié)構(gòu)或壓電有序陶瓷復(fù)合材料制備，以及小體積高復(fù)雜的整體陶瓷元件的制造等。

3 陶瓷墨水的組成與性能

陶瓷噴墨技術(shù)的核心組成材料——陶瓷墨水通常由陶瓷粉料（色料、著色劑、釉料）、溶劑、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑及其它輔料構(gòu)成。陶瓷粉料（色料、著色劑、釉料）是墨水的核心物質(zhì)。要求其顆粒度小于1μm，平均粒徑為0.5μm，顆粒尺寸分布要窄，顆粒之間不能有強(qiáng)團(tuán)聚，具有良好的穩(wěn)定性，受溶劑等其它物質(zhì)的影響小。溶劑是把陶瓷粉料（色料、著色劑）從打印機(jī)輸送到受體上的載體，同時(shí)，又控制著干燥時(shí)間，使墨水粘度、表面張力等不易隨溫度變化而改變。溶劑一般采用水溶性有機(jī)溶劑，如：醇、多元醇、多元醇醚和多糖等。分散劑是幫助陶瓷粉料（色料）均勻地分布在溶劑中，并保證在噴印前粉料不發(fā)生團(tuán)聚。分散劑主要是一些水溶性和油溶性高分子類、苯甲酸及其衍生物、聚丙烯酸及其共聚物等。結(jié)合劑是保障打印的陶瓷坯體或色料具有一定的強(qiáng)度，便于生產(chǎn)操作，同時(shí)，可調(diào)節(jié)墨水的流動(dòng)性能，通常樹(shù)脂能起到結(jié)合劑和分散劑的雙重作用。表面活性劑是控制墨水的表面張力在適合的范圍內(nèi)。而其它輔助材料主要有墨水pH值調(diào)節(jié)劑、催干劑、防腐劑等。

陶瓷墨水的性能要求為除普通墨水的顆粒度、粘度、表面張力、電導(dǎo)率、pH值以外，根據(jù)陶瓷應(yīng)用特點(diǎn)還要求一些特殊性能。如：要求陶瓷粉料（色劑）在溶劑中能保持良好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間存放，不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)變化和顆粒團(tuán)聚沉淀；要求在打印過(guò)程中，陶瓷（色料）顆粒能在短時(shí)間內(nèi)以最有效的堆積結(jié)構(gòu)排列，附著牢固，獲得較大密度的打印層，以便煅燒后具有較高的燒結(jié)密度；要求打印的色劑具有高溫?zé)珊蟮姆€(wěn)定性能、良好的呈色性能，以及與坯釉的匹配性能。

4 陶瓷墨水的制備

目前，行業(yè)內(nèi)陶瓷墨水常用的制備方法主要有溶膠法、反相微乳液法及分散法，三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)[19-21]。其中，溶膠法具有較高的分散穩(wěn)定性，物化性能容易調(diào)節(jié)而備受關(guān)注。但另一方面，溶膠液是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，所以，當(dāng)其長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象；反相微乳液法雖然具有良好的分散穩(wěn)定性，但由于墨水中固含量偏低，所以限制了其發(fā)色性能，而且不適合組成復(fù)雜的顏料；分散法制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，但其分散穩(wěn)定性較差，在分散過(guò)程中，其顆粒形貌難以控制。因此，在噴墨打印時(shí)，容易堵塞噴頭，而且當(dāng)墨水濃度較高時(shí)，容易出現(xiàn)絮凝、觸變等現(xiàn)象，從而影響打印效果。

除了以上三種方法外，隨著噴墨技術(shù)對(duì)顏料的要求越來(lái)越高，新的制備技術(shù)值得研究。如：化學(xué)共沉淀法、水熱法、蔓延燃燒法、微波加熱法、機(jī)械化學(xué)合成法、聲化學(xué)法等。對(duì)這些工藝技術(shù)的組合，如：超聲-共沉淀、共沉淀-水熱、微波-溶膠凝膠、微波-水熱、微乳液-水熱、自蔓延燃燒-水熱技術(shù)等。借助這些新工藝，使得陶瓷顏料的制備技術(shù)和性能會(huì)有新的突破。

4.1 化學(xué)共沉淀法制備陶瓷墨水

所謂化學(xué)共沉淀法即采用可溶性金屬鹽類與氫氧化物相互作用，生成沉淀的水合絡(luò)合物或形成復(fù)雜的多核絡(luò)合物，然后將沉淀物煅燒得到結(jié)晶產(chǎn)物。此法可以通過(guò)溶液中的各種化學(xué)反應(yīng)直接得到化學(xué)成分均一的超微粉體，使得各種成分的混合程度達(dá)到分子、原子級(jí)水平。此方法已在陶瓷顏料制備中得到廣泛應(yīng)用，目前，已用此法制備出著色力強(qiáng)、顆粒分布范圍窄的一系列陶瓷顏料。如：鈷鋁尖晶石顏料、鉻鋁鋅紅顏料、硫硒化鎘顏料、硫硒化鋅基顏料及透明氧化鐵黃顏料等。俞康泰等人采用化學(xué)共沉淀法制備了高品位、高溫穩(wěn)定的鉻錫紅色料。

近年來(lái)，超聲波技術(shù)在材料制備中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用，借助超聲在溶液中產(chǎn)生的“空化效應(yīng)”，具有瞬時(shí)高溫高壓特性，可以合成粒度小、粒徑均勻、無(wú)團(tuán)聚的納米陶瓷粉體。超聲技術(shù)與共沉淀技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)新技術(shù)——超聲-共沉淀技術(shù)。水熱法制備的粉體高結(jié)晶度、低缺陷密度。水熱技術(shù)與共沉淀技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)了新技術(shù)——共沉淀-水熱技術(shù)。

4.2 微波照射-溶膠凝膠法制備陶瓷墨水

微波照射-凝膠溶膠法具有反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。吳東輝等在晶體生長(zhǎng)劑存在下，用微波照射溶膠凝膠兩步法制備了紡錘體α-Fe2O3，其產(chǎn)率高達(dá)100%。

4.3 微波水熱法制備陶瓷墨水

微波技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)體系升溫快、反應(yīng)速率快、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)選擇性高等。水熱法制備具有特定晶形、顆粒分散性好的納米顆粒，反應(yīng)需要在相對(duì)高的溫度和壓力下進(jìn)行。微波場(chǎng)輻照作用與水熱反應(yīng)相結(jié)合，發(fā)展出了一種新的水熱合成方法——微波水熱技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)反應(yīng)體系加熱迅速、均勻，不存在溫度梯度，對(duì)很多反應(yīng)體系具有加速化學(xué)反應(yīng)的效果。

4.4 微乳液-水熱法制備陶瓷墨水

微乳液法制備納米粒子具有實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作容易，以及產(chǎn)物組分和粒徑可控等優(yōu)點(diǎn)，在制備單分散、細(xì)粒度納米粒子方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)和廣泛的適用性，是理想的反應(yīng)器。微乳液法和水熱法結(jié)合，利用各自的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了新技術(shù)——水熱-微乳液技術(shù)。

4.5 自蔓延-水熱法制備陶瓷墨水

自蔓延法利用原料自身的燃燒放熱，即可達(dá)到合成反應(yīng)所需的溫度，從而快速合成出氧化物粉體；水熱法制備粉體的主要驅(qū)動(dòng)力是氧化物在不同狀態(tài)下溶解度的不同，制備的粉體結(jié)晶度高、缺陷密度低，集燃燒合成與水熱處理的優(yōu)點(diǎn)于一體——自蔓延-水熱法。如，具有反應(yīng)時(shí)間短、顆粒細(xì)小、均勻、分散性好、結(jié)晶完善等優(yōu)點(diǎn)。

5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

5.1 國(guó)外噴墨打印用陶瓷墨水的研究現(xiàn)狀

噴墨打印用陶瓷墨水的研究在國(guó)外起步較早，大量文獻(xiàn)報(bào)道主要集中在功能陶瓷墨水方面，包括以ZrO2、TiO2、CeO2、SiO2、SnO2、Al2O3、BaTiO3及PZT等為核心物質(zhì)的特種陶瓷墨水。在制備方法上主要采用直接分散法和溶膠法兩種。該類墨水屬于微型制造或快速原型制造用的陶瓷墨水，主要用于固體氧化物電池、多層顯微電路、壓電有序陶瓷復(fù)合材料，以及小體積高復(fù)雜的整體結(jié)構(gòu)陶瓷元件的制造。隨著噴墨打印技術(shù)在陶瓷裝飾方面的應(yīng)用，陶瓷裝飾墨水也隨之產(chǎn)生。1975年7月7日，美國(guó)的A.B.Dick公司申請(qǐng)了“用于玻璃的噴墨打印墨水混合物（Jet printing ink composition for glass， patent number US 004024096）”的專利。這是有關(guān)陶瓷裝飾用噴墨打印墨水最早的報(bào)道，該專利介紹了一種用于玻璃或涂釉陶瓷表面的噴墨打印墨水。其組成為：20wt%的酚醛清漆樹(shù)脂、3wt%～7wt%的防揮發(fā)劑（乙二醇乙醚或乙二醇酯）、乙醇、水（水是乙醇的50 wt%）、能電離的可溶性鹽（使得墨水電阻率超過(guò)2000Ω/cm）。1992年2月26日，美國(guó)Airey等人公開(kāi)申請(qǐng)了名為“用于陶瓷或玻璃表面打印的噴墨打印機(jī)墨水（Ink jet printer ink for printing on ceramics or glass）”的專利[7]，此墨水的穩(wěn)定性及著色能力均較差。針對(duì)以往專利的不足，2000年1月7日，西班牙Ferro公司向美國(guó)專利商標(biāo)局提交了一份名為“用于陶瓷釉面磚（瓦）和表面彩色噴墨印刷的獨(dú)特油墨和油墨組合”（Inks for the marking or decoration of objects，such as ceramic objects，patent number US 005273575）”的專利，該專利系統(tǒng)闡述了非水溶性陶瓷墨水的制備方法和多種中間顏色的組合，為陶瓷噴墨打印技術(shù)在建筑陶瓷磚中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。2004年8月24日，以色列的DIP Tech Ltd.公司申請(qǐng)了“用于陶瓷表面的墨水（Ink for ceramic surfaces，patent number US 007803221 B2）”的專利。該專利介紹了一種在陶瓷和玻璃表面噴墨打印的墨水，包含納米二氧化硅和色料。2004年10月12日，意大利的Colorobbia Italia S.P.A.公司申請(qǐng)了“納米懸浮液形式的陶瓷著色劑（Ceramic colorants in the form of nanometric suspensions， patent number US 007316741 B2）”的專利。該專利介紹了由納米級(jí)顆粒所組成的懸浮液狀陶瓷著色劑，以及它們的產(chǎn)品和用途。2006年5月21日，以色列的SIMON KAHN-pYI Tec，Ltd.公司申請(qǐng)了“適用于陶瓷產(chǎn)品的著色墨水及其制備方法（Pigmented inks suitable for use with ceramics and method of producing same，patent number US 2008/0194733）” 的專利。該專利介紹了一種生產(chǎn)陶瓷裝飾用噴墨打印墨水的方法。目前，F(xiàn)erro公司已成為全球主要的陶瓷裝飾墨水生產(chǎn)商之一。同時(shí)，西班牙的Esmalglass-itaca、Torrecid、Colorobbia、Fritia、Salquisa、Bone公司和意大利的Smalticeram、Metco、Sicer公司也具有大規(guī)模生產(chǎn)陶瓷裝飾墨水的能力[8]。此外，A.Atkinson等人[9]采用溶膠法制備了連續(xù)式噴墨打印用陶瓷裝飾的Cr-Al紅墨水和Ni-Al藍(lán)墨水，采用陶瓷噴墨打印機(jī)對(duì)坯體進(jìn)行裝飾，在900℃條件下燒成，效果良好。S.Obata等[10]人采用分散法制備了黃、紅、藍(lán)、黑四種陶瓷裝飾墨水.同時(shí)，對(duì)色料的粒度及分布、分散劑的種類及添加量、粘度、pH值等對(duì)墨水性能影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并確定了各參數(shù)的最優(yōu)值。

總之，在國(guó)外，隨著功能陶瓷墨水制備技術(shù)的研究與發(fā)展，其關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始逐步走向公開(kāi)化，詳細(xì)的研究報(bào)道（包括：制備方法、配方等）很多。但是對(duì)于裝飾用的陶瓷墨水而言，可供參考的研究性文獻(xiàn)極少，其關(guān)鍵技術(shù)主要被掌握在少數(shù)西班牙陶瓷色釉料公司。我國(guó)要徹底突破此項(xiàng)技術(shù)，創(chuàng)出自己的民族品牌，需要企業(yè)家和科技工作者共同付出巨大的努力，必須基礎(chǔ)理論、材料制備與表征、工藝技術(shù)等各方面深入的研究。

5.2 國(guó)內(nèi)噴墨打印用陶瓷墨水的研究

國(guó)內(nèi)噴墨打印用陶瓷墨水的研究始于2000年。近年來(lái)，部分高等院校、研究所及企事業(yè)單位紛紛對(duì)噴墨打印用陶瓷墨水進(jìn)行了研究報(bào)道[11-15]。目前，國(guó)內(nèi)已有部分研究單位申請(qǐng)了陶瓷墨水相關(guān)的發(fā)明專利。2004年1月8日，中科院化學(xué)所申請(qǐng)了《一種無(wú)機(jī)顏料水溶膠及制備方法和應(yīng)用》的專利，專利號(hào)：200410001432.0。2006年7月20日，中國(guó)制釉股份有限公司（臺(tái)灣）申請(qǐng)了《高色濃度微細(xì)化無(wú)機(jī)顏料其制法及無(wú)機(jī)顏料墨水組合》的專利，專利號(hào)：200610106160.X。2009年12月19日，廣東道氏制釉申請(qǐng)了《一種陶瓷噴墨打印用黑色顏料及其制備方法》（專利號(hào)：20091031 1821.6）和《一種陶瓷噴墨打印用棕色顏料及其制備方法》（專利號(hào)：200910311865） 的專利。2009年12月22日，廣東道氏制釉申請(qǐng)了《一種陶瓷噴墨打印用鋯鐵紅顏料及其制備方法》的專利，專利號(hào)：200910311976.X [21]。2010年2月1日，廣東科信達(dá)申請(qǐng)了《一種Mn-A1紅陶瓷色料的制備方法》的專利，專利號(hào)：200910311976.X。2011年7月5日，佛山歐神諾和博今科技聯(lián)合申請(qǐng)了《一種使用于噴墨打印的陶瓷滲透釉及其用于陶瓷磚生產(chǎn)的方法》的專利，專利號(hào)：2011101872456。截止到目前，國(guó)內(nèi)總共有8篇有關(guān)噴墨打印用陶瓷墨水的發(fā)明專利，其中 4 篇關(guān)于陶瓷裝飾墨水用超細(xì)粉體制備和4篇有關(guān)陶瓷裝飾墨水制備。

據(jù)報(bào)道，廣東博奧科技是國(guó)內(nèi)首家自主研發(fā)，并批量生產(chǎn)陶瓷噴墨打印用墨水的企業(yè)。2011 年，該企業(yè)在廣州陶瓷工業(yè)展覽會(huì)上展出了九種顏色的陶瓷墨水和一種面釉，引發(fā)了媒體和觀展商的高度關(guān)注。據(jù)稱，該公司從兩年前開(kāi)始研發(fā)陶瓷噴墨墨水，2012年3月就已宣布成功研制出陶瓷噴墨打印用墨水。目前，博奧的陶瓷墨水正在積極地開(kāi)拓市場(chǎng)用戶。另外，道氏制釉、大鴻制釉、金鷹顏料、華山制釉、萬(wàn)興色料等企業(yè)也均在研發(fā)陶瓷噴墨墨水。同時(shí)，可以看到，國(guó)內(nèi)陶瓷墨水的研發(fā)和生產(chǎn)主要集中在廣東省佛山市，一些色釉料企業(yè)積極投入到陶瓷墨水的研發(fā)與生產(chǎn)中，在國(guó)內(nèi)處于相對(duì)領(lǐng)先的水平。

6 噴墨打印用陶瓷墨水所存在的問(wèn)題

6.1 陶瓷色釉料顆粒的大小及其分布情況

陶瓷色釉料顆粒的大小及其分布對(duì)其發(fā)色有較大的影響，粒度太大或太小、粒度分布太寬均不利于發(fā)色[22]。對(duì)于陶瓷噴墨用無(wú)機(jī)顏料，其最大尺寸要小于 1μm，且顆粒尺寸分布要窄，顆粒間不能有強(qiáng)團(tuán)聚。因此，在色料微細(xì)化過(guò)程中，控制其粒度及分布，防止發(fā)色變?nèi)醴浅ｊP(guān)鍵。

6.2 無(wú)機(jī)陶瓷色料的微細(xì)化與分散穩(wěn)定性[23]

陶瓷墨水拉線經(jīng)常出現(xiàn)大面積深色噴墨打印的情況，這是由于每若干組噴頭只負(fù)責(zé)一種顏色，當(dāng)大面積深色噴墨打印時(shí)（尤其是接近于單色），這幾組噴頭的噴墨量加大，會(huì)造成噴頭阻塞（噴頭不出墨）和表面附著污染物（污染物可能引起濺射），噴射不到的地方即為拉線缺陷。除了噴頭本身的原因外，噴頭的位置也是一個(gè)影響因素。對(duì)于無(wú)機(jī)陶瓷色料分散型墨水，顆粒尺寸和形狀可能引起噴頭磨損，墨水的沉淀可能引起堵塞或粘附噴頭。因此，制備單分散、高分散穩(wěn)定性的陶瓷納米顆粒尤為關(guān)鍵。

6.3 分散劑溶劑的選擇[24]

在陶瓷墨水研發(fā)過(guò)程中，溶劑及其他添加劑的物化性能對(duì)墨水的性能影響較大。美國(guó)專利（US5273575）和歐洲專利（EP0572314A1）均為水溶性陶瓷墨水，對(duì)于建筑陶瓷釉面磚，其釉料通常采用水的懸浮液涂覆，水溶性油墨在坯體上容易產(chǎn)生擴(kuò)散。因?yàn)橛湍谶吘壧幍母稍锼俾蚀笥谥行奶?，在干燥的過(guò)程中，中心處的墨水將向邊緣流動(dòng)，使得干燥后邊緣處的厚度比中心處的厚，影響分辨率及發(fā)色的均勻性。因此，對(duì)于陶瓷釉面磚需要將研發(fā)的重點(diǎn)集中在非水溶性陶瓷墨水上。

6.4 發(fā)色效果的問(wèn)題

陶瓷色料的發(fā)色效果主要取決于微觀結(jié)構(gòu)，即離子的結(jié)構(gòu)、電價(jià)、半徑、配位數(shù)及離子間的相互極化。陶瓷色料的著色主要可分成三大類：晶體著色、離子著色和膠體著色。其中，晶體著色最穩(wěn)定，如：剛玉型的鉻鋁紅、金紅石型的釩錫黃、鋯英石型的釩鋯藍(lán)、尖晶石型的鈷鐵鉻鋁黑、石榴石型的維多利亞綠等。在陶瓷色料結(jié)構(gòu)體系中，尖晶石型陶瓷色料的晶體結(jié)構(gòu)致密、發(fā)色穩(wěn)定、氣氛敏感度小，特別是其高溫穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，且飽和度隨細(xì)度的降低反而增大。如：鈷藍(lán)系列、棕黃系列和黑色系列。因此，陶瓷墨水最好選擇尖晶石等結(jié)構(gòu)類型的陶瓷色料[25]。

6.5 花色品種單一

盡管目前已研發(fā)出大約 12～14 種陶瓷墨水，包括 7 種不同顏色[16-18]。其中，藍(lán)色發(fā)色力最強(qiáng)；黃色發(fā)色力較弱，現(xiàn)有的黃色墨水帶有綠色調(diào)；棕色居中；鮮艷的紅色仍然很難發(fā)色，且白色墨水的白度也不高。此外，現(xiàn)有陶瓷墨水一般為3色（藍(lán)、棕、黃）、4色（藍(lán)、棕、黃、黑）及5色，其中，在瓷磚生產(chǎn)中使用 3～4 色組合的較多，5色正在推廣，6色組合較少。從已成功應(yīng)用噴墨打印裝飾技術(shù)的陶瓷企業(yè)生產(chǎn)情況來(lái)看，現(xiàn)有的墨水生產(chǎn)淺色瓷磚具有優(yōu)勢(shì)，而生產(chǎn)深色瓷磚仍需改進(jìn)，此外，紅色系瓷磚生產(chǎn)也需改善。從另一個(gè)角度來(lái)講，現(xiàn)有陶瓷墨水生產(chǎn)淺色的內(nèi)墻陶質(zhì)有釉磚具有優(yōu)勢(shì)，而生產(chǎn)色深的瓷質(zhì)仿古磚仍有不足。

7 結(jié)語(yǔ)

（1） 陶瓷噴墨打印技術(shù)是陶瓷裝飾技術(shù)的一場(chǎng)革命，該項(xiàng)技術(shù)將導(dǎo)致陶瓷行業(yè)的重新洗牌，把陶瓷行業(yè)帶入一個(gè)嶄新的時(shí)代。它涉及了化學(xué)、材料學(xué)、納米粉體制備技術(shù)、表面改性理論及流變學(xué)理論等眾多領(lǐng)域。因此，需要企業(yè)家和科技工作者付出巨大的努力，共同深入研究、探索，才能走的更遠(yuǎn)。

（2） 在噴墨顏料制造工藝方面，隨著噴墨技術(shù)對(duì)顏料的要求越來(lái)越高，新的制備技術(shù)值得研究。除了固相分散法、溶膠法和微乳液法外，如：化學(xué)共沉淀法、水熱法、自蔓延燃燒法、微波加熱法、機(jī)械化學(xué)合成法、聲化學(xué)法等，以及對(duì)這些工藝技術(shù)的組合，如：超聲-共沉淀、共沉淀-水熱、微波-溶膠凝膠、微波-水熱、微乳液-水熱、自蔓延燃燒-水熱技術(shù)等。借助這些新工藝，各取所長(zhǎng)、相互補(bǔ)充，既能使顏料顆粒達(dá)到納米級(jí)別，又能使晶體結(jié)構(gòu)充分發(fā)育完善，減少結(jié)構(gòu)缺陷，提高發(fā)色能力。新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善將會(huì)使噴墨陶瓷顏料的制造和性能得到新的突破。

（3） 采用在油性分散介質(zhì)中，以高分子聚合物納米微粒為模板，制備核殼型結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米膠囊，該膠囊不但具有核殼型結(jié)構(gòu)、高分散穩(wěn)定性，而且可獲得顆粒表面形貌規(guī)則、結(jié)構(gòu)缺陷少、發(fā)色能力強(qiáng)的噴墨打印墨水顆粒。進(jìn)而通過(guò)調(diào)控在油性分散介質(zhì)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率，使得陶瓷墨水中固含量變?yōu)榭煽?，這有望徹底解決噴墨打印用陶瓷墨水穩(wěn)定性的問(wèn)題，并大幅度提高發(fā)色性能。

（4） 陶瓷噴墨技術(shù)的功能化是陶瓷裝飾的又一發(fā)展方向。通過(guò)噴墨技術(shù)在陶瓷表面噴涂功能化、智能化涂層，會(huì)賦予建筑陶瓷全新的功能。如：對(duì)陶瓷賦予抗菌、自潔，以及熱、聲、光、濕、電、磁、氣、輻射等敏感功能，將會(huì)對(duì)城市噪音，城市或家居空氣環(huán)境包括：熱污染、氣體污染、噪聲污染、濕度污染、光污染和輻射污染等可以起到抑制與控制作用。智能時(shí)代少不了智能陶瓷墨水的妝點(diǎn)。

（5） 隨著陶瓷噴墨技術(shù)的日益成熟和迅速擴(kuò)張，新一代的“陶瓷激光打印技術(shù)”將會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。這將對(duì)陶瓷顏料提出更加嚴(yán)格的要求，如：納米顏料粉體的固態(tài)分散性能、電性能以及磁性能等?？梢灶A(yù)計(jì)：“陶瓷激光打印技術(shù)”將會(huì)使陶瓷裝飾檔次更上一個(gè)新臺(tái)階，是陶瓷計(jì)算機(jī)（數(shù)字化）裝飾的又一次革命。

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