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摘要：中國是世界公認的建陶生產大國，建陶產量占全球產量的65%，但由于印花設備和技術的落后，產品僅被定位在中低檔水平，同時高能耗、高污染、高排放的現狀也困擾著中國建陶業的發展。噴墨印花技術具有能耗低、效率高、印刷的產品質量好等優點，該技術的引進和發展，必將為中國向建陶生產強國邁進提供強有力的技術支持。

關鍵詞：建陶    瓷磚    絲網印花    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

 

    中國是陶瓷生產大國，墻磚、地磚等建陶產品又是人們生活密不可分的重要組成部分，隨著中國經濟的騰飛，尤其是房地產業的迅速發展，人們對建陶產品的需求不斷提升。近十年來，中國建陶生產的增長速度每年都超過10%，2010年中國建陶產值已占到GDP總量的1.2%，產量占全球的65%，出口占全球產量的25%以上。

    瓷磚的主要生產過程為：備料－壓制成型－干燥－施釉及印花－燒成—拋光/打蠟。其中施釉及印花過程（即印刷過程）是窯前彩圖瓷磚生產的關鍵，其工藝方式和過程較大程度地決定了原材料消耗率、正品率、產品檔次、生產成本、能耗、污染、排放等因素。作為陶瓷生產工藝核心的印刷技術已經歷過絲網印花和輥筒印花兩大技術時期。

    絲網印刷屬于孔版印刷，它與平印、凸印、凹印合稱為四大印刷方法。其原理是通過一定的壓力使墨水透過孔版的孔眼轉移到承印物上，形成與原稿一樣的圖案或文字。絲網印刷是我國的一大發明，距今已有兩千多年的歷史，曾廣泛應用于紙張、織物、皮革、金屬、塑料等承載物的印刷，成為設計裝飾、藝術、廣告品的主要工藝之一。上世紀70年代，現代建陶工業在我國興起之時，平板絲網印刷就開始廣受關注，但是我國瓷磚施釉線上機械化、自動化的絲網印花設備卻是首先從意大利進口的，直到上世紀80年代這種平板絲網印花機才實現了國產化，美嘉、希望、偉聲等一批自動印花機企業應運而生，平板絲網印花技術也隨之得以全面普及。

    絲網印刷具有制版簡易、操作方便、適應性強等特點，但是由于絲網印花的網印是一種平面轉印印刷，在對凹凸磚面的印刷上受到限制，難以實現表面的多元化和立體效果，并且印刷效率也低。

與絲網印花相比，輥筒印花是一種柔性印刷，其突破在于可以實現在一定凹凸面上的印刷，從而使磚的表面層次更加豐富，對自然的仿真度更高。其原理是通過多個涂有不同色彩涂料的輥筒連續轉動來實現瓷磚表面的彩色印花，從而提高了印花工藝的生產效率。輥筒印花技術的出現可以說是瓷磚印花技術的一大進步，據悉是意大利西法爾公司于上世紀中期開始采用了這種技術，并在全球多個國家和地區申請了專利，在中國獲得專利授權的時間是1999年。如今這種輥筒印花設備已被中國眾多企業所采用，從個別到一般的普及過程算起來也不過10年的時間。

    可以說現代建筑陶瓷設計是從絲網印花的網印開始的，逐步進步到輥筒印花的輥印。但是，無論網印還是輥印都屬于轉印的范疇，存在很大的局限性：

1.需要事先制版，必須投入時間、金錢和材料，不能隨時印制，印刷數量的多或少也都受到限制。

2.印刷時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，質量不高。

4.印刷效率低，污染和能耗高。

    在人們對建筑陶瓷的數量和樣式需求迅速提升的今天，網印和輥印已經不能滿足人們的需求。中國雖然是世界公認的建陶生產大國，但產品一直被定位在中低檔市場，在世界瓷磚市場上賣不上高價，這與采用的印刷技術不夠先進不無直接關系。尤其是印刷效率低、能耗高與追求高效、提倡節能環保的當今社會格格不入，受到了來至各方的壓力。一臺四色版(C/M/Y/K)網印或輥印機加上單色印花釉的色料制備等工序耗電量在8500～12000kW, 是瓷磚生產技術強國意大利和西班牙所采用印刷機耗電量的2000-3000倍！瓷磚生產過程的污水排放和固體廢物產生量分別占我國工業污水排放和工業固體廢物產生量的0.8%和1.0%，這其中印刷階段的排放占有相當比重。摘不掉高能耗、高污染和高排放“三高”帽子的瓷磚建陶業一直是我國能源困局的一員，每年用電高峰時，瓷磚廠總是被排在首輪限電用戶之列。由于能耗高、售價低，我國的陶瓷行業每百萬美元能耗是世界平均水平的3.1倍，是日本的9倍。為此，國家制訂了《建筑衛生陶瓷產品單位能耗限額》、《陶瓷工業污染物排放標準》等一些列國家標準，根據這些標準，將有超過20%的中小陶瓷企業因達不到要求而面臨被淘汰。

    由此可見，中國建陶業已經陷入“內憂外困”的境地，如不尋求技術改造和創新，將會陷入“高能耗—低附加值—無市場—無資金改造—高能耗”的惡性循環。業界也在尋求更加先進印花技術的出現。2010年初噴墨印花技術的引進堪稱陶瓷印刷技術的一大革新！

    噴墨印花技術是一種無制版、無接觸式壓力的噴墨印刷技術。它將電子圖像直接成像在陶瓷介質表面，省卻了傳統陶瓷印制的多項工藝過程，從而突破了傳統印花技術的局限，可以達到前兩種技術無法印刷出的效果。

    噴墨印花技術的工作原理類似于噴墨打印機，將需要的彩色圖案通過電腦傳輸處理后把專用的墨水打印在瓷磚生坯上，整個打印過程只需幾秒鐘，爾后再經過高溫燒制即可成為靚麗炫彩的瓷磚產品。

    噴墨印花機的結構主要包括機架支撐系統、導料系統、供墨系統、車頭打印系統、清洗系統、顯示控制系統等。其中最核心的部件是車頭打印系統中的噴墨打印頭，此外，墨水和計算機的傳輸設備也有很高的技術含量。噴墨打印頭屬于微電子機械技術范疇，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，可儲存一定容量的墨水，腔體外側裝有壓電陶瓷，當受到脈沖電壓沖擊時壓電陶瓷可變形產生壓力，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上形成墨點，不同顏色噴孔噴射出的墨點就組成了圖案。打印頭上的噴孔和墨管相連，通過可精確控制墨水容量和墨路壓力的供墨系統可為打印頭提供連續工作的墨水，此時再通過打印控制系統控制噴孔上的壓電陶瓷就可獲得需要打印的圖案了。

    噴墨印花在產品設計上完全通過高數碼傳輸，能精準地再現天然石紋的每一處細節，真正達到千變萬化的圖紋效果。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性化需求。噴墨印花技術出現后，瓷磚生產將由"復印"時代走向"打印"時代。

    事實上，噴墨印刷技術幾年前已經在意大利、西班牙等國家的陶瓷行業被廣泛應用，但一直被限制出口到歐洲以外的國家。直到金融危機后的2009年，意大利SERTAM公司才在廣州陶瓷工業展上展出PINK系列噴墨印刷機，這標志著國外對華噴墨技術封鎖首次破冰。杭州諾貝爾瓷磚率先引進意大利Kerajet數碼噴墨印刷系統，并于2010年初推出塞尚數碼系列產品。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碼系列產品，上海斯米克推出采用德國-意大利合作技術INK-CID數碼噴印系統生產的釉拋磚、致臻幻彩系列產品。金牌亞洲采用意大利進口NEWTECH噴墨印花機，推出金牌阿凡達3D噴墨磚等。