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摘要：中國(guó)是世界公認(rèn)的建陶生產(chǎn)大國(guó)，建陶產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的65%，但由于印花設(shè)備和技術(shù)的落后，產(chǎn)品僅被定位在中低檔水平，同時(shí)高能耗、高污染、高排放的現(xiàn)狀也困擾著中國(guó)建陶業(yè)的發(fā)展。噴墨印花技術(shù)具有能耗低、效率高、印刷的產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)的引進(jìn)和發(fā)展，必將為中國(guó)向建陶生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：建陶    瓷磚    絲網(wǎng)印花    輥筒印花    噴墨印花   

(Shanghai Teckwin Development Co., Ltd   Songjiang Shanghai  201601)

Abstract: Tile production in China is much more than 65% all over the world which is considered as the biggest one.  Somehow as the production equipment and printing technology is dropped behind, the tiles which made in China are located as the middle or low levels’ products.  Meanwhile the current situation such as high energy consumption, high pollution and high emission also frustrated the development of Chinese tile industry.  Inkjet printing technology with its advantages in low energy consumption, high efficiency, good quality printing and etc., the introduction and development of this technology will provide the strong technical support to lead Chinese tile manufacturing from quantity to quality.

Keywords: Tile industry    Tiles    Screen printing    Rotary printing     Inkjet printing

 

    中國(guó)是陶瓷生產(chǎn)大國(guó)，墻磚、地磚等建陶產(chǎn)品又是人們生活密不可分的重要組成部分，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，尤其是房地產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)建陶產(chǎn)品的需求不斷提升。近十年來(lái)，中國(guó)建陶生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度每年都超過(guò)10%，2010年中國(guó)建陶產(chǎn)值已占到GDP總量的1.2%，產(chǎn)量占全球的65%，出口占全球產(chǎn)量的25%以上。

    瓷磚的主要生產(chǎn)過(guò)程為：備料－壓制成型－干燥－施釉及印花－燒成—拋光/打蠟。其中施釉及印花過(guò)程（即印刷過(guò)程）是窯前彩圖瓷磚生產(chǎn)的關(guān)鍵，其工藝方式和過(guò)程較大程度地決定了原材料消耗率、正品率、產(chǎn)品檔次、生產(chǎn)成本、能耗、污染、排放等因素。作為陶瓷生產(chǎn)工藝核心的印刷技術(shù)已經(jīng)歷過(guò)絲網(wǎng)印花和輥筒印花兩大技術(shù)時(shí)期。

    絲網(wǎng)印刷屬于孔版印刷，它與平印、凸印、凹印合稱為四大印刷方法。其原理是通過(guò)一定的壓力使墨水透過(guò)孔版的孔眼轉(zhuǎn)移到承印物上，形成與原稿一樣的圖案或文字。絲網(wǎng)印刷是我國(guó)的一大發(fā)明，距今已有兩千多年的歷史，曾廣泛應(yīng)用于紙張、織物、皮革、金屬、塑料等承載物的印刷，成為設(shè)計(jì)裝飾、藝術(shù)、廣告品的主要工藝之一。上世紀(jì)70年代，現(xiàn)代建陶工業(yè)在我國(guó)興起之時(shí)，平板絲網(wǎng)印刷就開(kāi)始廣受關(guān)注，但是我國(guó)瓷磚施釉線上機(jī)械化、自動(dòng)化的絲網(wǎng)印花設(shè)備卻是首先從意大利進(jìn)口的，直到上世紀(jì)80年代這種平板絲網(wǎng)印花機(jī)才實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，美嘉、希望、偉聲等一批自動(dòng)印花機(jī)企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，平板絲網(wǎng)印花技術(shù)也隨之得以全面普及。

    絲網(wǎng)印刷具有制版簡(jiǎn)易、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但是由于絲網(wǎng)印花的網(wǎng)印是一種平面轉(zhuǎn)印印刷，在對(duì)凹凸磚面的印刷上受到限制，難以實(shí)現(xiàn)表面的多元化和立體效果，并且印刷效率也低。

與絲網(wǎng)印花相比，輥筒印花是一種柔性印刷，其突破在于可以實(shí)現(xiàn)在一定凹凸面上的印刷，從而使磚的表面層次更加豐富，對(duì)自然的仿真度更高。其原理是通過(guò)多個(gè)涂有不同色彩涂料的輥筒連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)瓷磚表面的彩色印花，從而提高了印花工藝的生產(chǎn)效率。輥筒印花技術(shù)的出現(xiàn)可以說(shuō)是瓷磚印花技術(shù)的一大進(jìn)步，據(jù)悉是意大利西法爾公司于上世紀(jì)中期開(kāi)始采用了這種技術(shù)，并在全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)申請(qǐng)了專利，在中國(guó)獲得專利授權(quán)的時(shí)間是1999年。如今這種輥筒印花設(shè)備已被中國(guó)眾多企業(yè)所采用，從個(gè)別到一般的普及過(guò)程算起來(lái)也不過(guò)10年的時(shí)間。

    可以說(shuō)現(xiàn)代建筑陶瓷設(shè)計(jì)是從絲網(wǎng)印花的網(wǎng)印開(kāi)始的，逐步進(jìn)步到輥筒印花的輥印。但是，無(wú)論網(wǎng)印還是輥印都屬于轉(zhuǎn)印的范疇，存在很大的局限性：

1.需要事先制版，必須投入時(shí)間、金錢(qián)和材料，不能隨時(shí)印制，印刷數(shù)量的多或少也都受到限制。

2.印刷時(shí)需要壓在磚坯表面上，容易壓壞磚面，良率低。

3.印刷色彩較為單一，質(zhì)量不高。

4.印刷效率低，污染和能耗高。

    在人們對(duì)建筑陶瓷的數(shù)量和樣式需求迅速提升的今天，網(wǎng)印和輥印已經(jīng)不能滿足人們的需求。中國(guó)雖然是世界公認(rèn)的建陶生產(chǎn)大國(guó)，但產(chǎn)品一直被定位在中低檔市場(chǎng)，在世界瓷磚市場(chǎng)上賣不上高價(jià)，這與采用的印刷技術(shù)不夠先進(jìn)不無(wú)直接關(guān)系。尤其是印刷效率低、能耗高與追求高效、提倡節(jié)能環(huán)保的當(dāng)今社會(huì)格格不入，受到了來(lái)至各方的壓力。一臺(tái)四色版(C/M/Y/K)網(wǎng)印或輥印機(jī)加上單色印花釉的色料制備等工序耗電量在8500～12000kW, 是瓷磚生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)國(guó)意大利和西班牙所采用印刷機(jī)耗電量的2000-3000倍！瓷磚生產(chǎn)過(guò)程的污水排放和固體廢物產(chǎn)生量分別占我國(guó)工業(yè)污水排放和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的0.8%和1.0%，這其中印刷階段的排放占有相當(dāng)比重。摘不掉高能耗、高污染和高排放“三高”帽子的瓷磚建陶業(yè)一直是我國(guó)能源困局的一員，每年用電高峰時(shí)，瓷磚廠總是被排在首輪限電用戶之列。由于能耗高、售價(jià)低，我國(guó)的陶瓷行業(yè)每百萬(wàn)美元能耗是世界平均水平的3.1倍，是日本的9倍。為此，國(guó)家制訂了《建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品單位能耗限額》、《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等一些列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，將有超過(guò)20%的中小陶瓷企業(yè)因達(dá)不到要求而面臨被淘汰。

    由此可見(jiàn)，中國(guó)建陶業(yè)已經(jīng)陷入“內(nèi)憂外困”的境地，如不尋求技術(shù)改造和創(chuàng)新，將會(huì)陷入“高能耗—低附加值—無(wú)市場(chǎng)—無(wú)資金改造—高能耗”的惡性循環(huán)。業(yè)界也在尋求更加先進(jìn)印花技術(shù)的出現(xiàn)。2010年初噴墨印花技術(shù)的引進(jìn)堪稱陶瓷印刷技術(shù)的一大革新！

    噴墨印花技術(shù)是一種無(wú)制版、無(wú)接觸式壓力的噴墨印刷技術(shù)。它將電子圖像直接成像在陶瓷介質(zhì)表面，省卻了傳統(tǒng)陶瓷印制的多項(xiàng)工藝過(guò)程，從而突破了傳統(tǒng)印花技術(shù)的局限，可以達(dá)到前兩種技術(shù)無(wú)法印刷出的效果。

    噴墨印花技術(shù)的工作原理類似于噴墨打印機(jī)，將需要的彩色圖案通過(guò)電腦傳輸處理后把專用的墨水打印在瓷磚生坯上，整個(gè)打印過(guò)程只需幾秒鐘，爾后再經(jīng)過(guò)高溫?zé)�制即可成為靚麗炫彩的瓷磚產(chǎn)品。

    噴墨印花機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)架支撐系統(tǒng)、導(dǎo)料系統(tǒng)、供墨系統(tǒng)、車頭打印系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、顯示控制系統(tǒng)等。其中最核心的部件是車頭打印系統(tǒng)中的噴墨打印頭，此外，墨水和計(jì)算機(jī)的傳輸設(shè)備也有很高的技術(shù)含量。噴墨打印頭屬于微電子機(jī)械技術(shù)范疇，目前主要用壓電式噴墨打印頭。該打印頭噴孔上部有一腔體，可儲(chǔ)存一定容量的墨水，腔體外側(cè)裝有壓電陶瓷，當(dāng)受到脈沖電壓沖擊時(shí)壓電陶瓷可變形產(chǎn)生壓力，從而擠壓噴孔中的墨水，使其噴出，噴射出的墨水落到打印介質(zhì)上形成墨點(diǎn)，不同顏色噴孔噴射出的墨點(diǎn)就組成了圖案。打印頭上的噴孔和墨管相連，通過(guò)可精確控制墨水容量和墨路壓力的供墨系統(tǒng)可為打印頭提供連續(xù)工作的墨水，此時(shí)再通過(guò)打印控制系統(tǒng)控制噴孔上的壓電陶瓷就可獲得需要打印的圖案了。

    噴墨印花在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上完全通過(guò)高數(shù)碼傳輸，能精準(zhǔn)地再現(xiàn)天然石紋的每一處細(xì)節(jié)，真正達(dá)到千變?nèi)f化的圖紋效果。不僅可以印刷凹凸面、斜面，而且不受限于局部紋理的重復(fù)疊印，使得每一片的紋理都可以不同，變化更為豐富，能夠滿足不同客戶的個(gè)性化需求。噴墨印花技術(shù)出現(xiàn)后，瓷磚生產(chǎn)將由"復(fù)印"時(shí)代走向"打印"時(shí)代。

    事實(shí)上，噴墨印刷技術(shù)幾年前已經(jīng)在意大利、西班牙等國(guó)家的陶瓷行業(yè)被廣泛應(yīng)用，但一直被限制出口到歐洲以外的國(guó)家。直到金融危機(jī)后的2009年，意大利SERTAM公司才在廣州陶瓷工業(yè)展上展出PINK系列噴墨印刷機(jī)，這標(biāo)志著國(guó)外對(duì)華噴墨技術(shù)封鎖首次破冰。杭州諾貝爾瓷磚率先引進(jìn)意大利Kerajet數(shù)碼噴墨印刷系統(tǒng)，并于2010年初推出塞尚數(shù)碼系列產(chǎn)品。隨后，昆山冠軍推出與意大利System合作的Rotodigi輥筒印花和噴花印花一體的皇品數(shù)碼系列產(chǎn)品，上海斯米克推出采用德國(guó)-意大利合作技術(shù)INK-CID數(shù)碼噴印系統(tǒng)生產(chǎn)的釉拋磚、致臻幻彩系列產(chǎn)品。金牌亞洲采用意大利進(jìn)口NEWTECH噴墨印花機(jī)，推出金牌阿凡達(dá)3D噴墨磚等。