喷头在陶瓷行业中的应用现状及其重要性

Mark Alexander

摘 要：本文主要阐述了喷墨打印机喷头的来源，喷头的近况，不同喷头型号的特点，喷头与墨水的匹配问题，以及它是如何在陶瓷行业发挥相关作用的。无论是宽幅喷绘还是陶瓷工业喷印技术，中国都是一个具有巨大潜力的市场。预计未来，喷头的发展将与中国市场紧密结合。

关键词：喷头；喷墨技术；匹配；特点；市场布局

1 数码喷头的历史

全球喷墨印刷市场的增长极其迅速，这尤其体现在中国。中国是宽幅喷绘机的重要市场。同时，由于它的瓷砖生产占全世界总量的一半，因此，中国也成为装饰瓷砖数码印花机的巨大市场。根据英国全球市场调研公司Smithers Pira的最新报告，全球喷墨印刷市场在2011年的总额为334亿美元，预计到2017年将增长到673亿美元。就应用领域来说，广告展示市场是喷墨印刷的最大分支，在2011年的喷印市场总额中，占到了57%的份额。但这一情况也正在发生变化，因为喷墨印刷技术正在不断应用于更多方面，如：图书、交易往来与直邮、包装和标签，以及各种商品与工业产品上等。在2012年，仅是中国的喷墨印刷市场总额就约达100亿美元，约占全球总量的四分之一。2007年以来，中国喷墨印刷市场每年平均以12.5%的速度增长。据Smithers Pira预测，它还将以11.9%的年平均速度增长，到2017年，年总额将达到175亿美元。

英国赛尔公司作为数码喷墨技术的开拓者，该企业20多年来一直致力于喷墨技术的开发及喷印头的制造生产。该企业的创新技术有“赛尔持续喷墨专利技术”、“赛尔墨滴优化专利技术”和“赛尔侧面喷墨专利技术”等，改变了数码喷墨印刷的性能。如今，该品牌喷头已经获得了广泛的应用，改变了许多行业的生产及工艺过程，包括宽幅印艺、标签、包装、装饰陶瓷瓷砖、复合装饰地板、外包装打码等，以及那些需要喷涂特殊液体的高级制造业应用，如：平板显示屏、太阳能电池和半导体产品等。

2 喷墨印刷技术的优势及应用现状

2.1 喷墨印刷技术的优势

相对于其它数码印刷技术，喷墨技术具有可靠性高、质量较好、多用途适用性强、价格适当等优势，这些都是促使喷墨技术获得推广应用的主要因素。但各个具体行业的推广应用速度是有所不同的，取决于各个行业的自身应用特点及特殊需求。在宽幅和装饰陶瓷瓷砖行业迅速采用这一技术时，标签及包装市场则是较为缓慢地由模拟印刷工艺向喷墨印刷推进。

数码印刷对于包装行业来说，传统上一直只是针对条形码、日期、产品序列号等单色印刷。而彩色印刷方面的技术进展，使得标签的4～8色数码印刷达到了较高的质量。但目前的压电按需喷墨技术，正在为初级和二次包装，如标签及产品直接印刷，带来高质量的彩色印刷效果。

标签印刷从模拟方式走向数码方式，使得周转时间变短。由于产品种类不断增加，而产品生命周期日益缩减，能否实现标签及包装的按需印刷已变得日益关键。此外，还需满足不同语言标签内容的经常性改变需求、产品追踪需求、提高供应链效率及降低排放需求等，这种转变使得采用数码喷墨印刷变得日益紧迫。

包装行业正在加速向数码印刷转变。彩色系统的应用已经有许多年了，但只是在近二年，一些真正意义上的数码彩色按需喷墨印刷解决方案才开始推出。其实在“二次包装”中，按需喷墨印刷已并不新鲜，而是发展得相当成熟了，如：外包装打码和标识。那么，究竟是什么导致业界对在初次标签和直接包装印刷上应用喷墨技术的兴趣大增？这是因为在喷印质量和喷头这两方面的可靠性获得了改善。

业内期待已久的适合工业生产，且具有较高可靠性的高质量喷墨印刷技术，现在已经是唾手可得了。但尽管带有各种颠覆性的技术，喷墨印刷还未能满足所有用户的需求，与传统模拟印刷手段相比速度还较慢。然而，喷墨印刷的速度一直在提高，因为喷头技术，以及设备整合厂家的知识、技能及专业水平也一直在提高。由此，喷墨印刷在印墨及底材方面的适应性、环保性方面将发挥着重要的作用。

目前，取代传统技术的高附加值数码技术正在稳步增加和发展。宽幅喷绘机的技术进步，正在改善机器的灵活性，使得喷绘服务商可以只使用一台喷绘机，就能为客户带来越来越多的不同喷绘应用。

2.2 陶瓷喷墨印刷技术的现状

喷墨印刷技术可在平滑的、凹凸不平的和有纹理的瓷砖及切边上实现喷印，并可喷印大型图案，从而达到消除任何明显的重复图形的效果。瓷砖喷墨印花不仅提供了更多的实现创造性设计的机会，同时，也在生产小批量订做瓷砖、成本效益、避免损耗，以及与传统生产方式相连的高库存所带来的高营运资金减少方面，提供相当可观的利益。

由于世界各地的生产商认识到了喷墨技术的益处，瓷砖数码装饰业正在迅速增长。目前，已经有10家主要的数码陶瓷瓷砖印花机制造商依赖赛尔的技术，来生产具有工业强度高的瓷砖印花机产品。EFI Cretaprint、希望、KERAjet、Intesa-Sacmi、美嘉、新景泰、Projecta SiTi B&T、泰威、TecnoFerrari和TSC等制造厂家，都选择应用了Xaar 1001型号的喷头。为满足精细打印、图案设计，及使用特殊液体涂层的高级制造业日益增长的应用需求，笔者公司一直致力于提高喷头的适用性。喷墨印刷在未来的应用将进一步增加，包括3D打印。喷墨工艺也使得高成本效益、高效率、高精确性，以及可变数据短版活印刷生产成为可能，因此，这些将是推动喷墨技术进一步提高的动因。

3 不同型号的喷墨喷头

3.1 喷头的重要性

喷印头是数码喷墨印刷设备最为重要的组件，在很大程度上决定着喷印机的生产率、灵活性和质量高低。喷头的印墨运行、墨滴形成及墨滴喷射控制，影响着喷印质量以及喷印机工作的一致性。而喷头的可靠性和使用寿命，则影响着喷墨机的生产率、性能，以及最终的效益。此外，购买者需要根据其特殊需求，选择合适的印刷质量和速度的喷头型号。

赛尔公司生产的不同型号的喷头，具有工业强度的二态和可变墨滴（灰度）等特点，并可提供高可靠性、高生产率和高质量的性能。由于不同的应用，需要不同的喷墨印刷特性，因此，赛尔喷头根据需求提供不同的喷头选择：Xaar 126、Xaar 128、Xaar 318、Xaar Electron、Xaar Proton、Xaar 500和Xaar 1001。

3.2 Xaar 1001喷头的特点

Xaar 1001喷头是一个革命性的设计创新，此喷头已获得“赛尔侧面喷墨技术”专利，它可使印墨液体流经喷嘴的后部。因此，可有效地将气泡或无用的颗粒从喷嘴处移开，保持印墨通道的畅通无阻和良好运行。尽管有其他的喷头厂家也声称它们的产品带有墨水内循环功能，但实际上只有Xaar 1001喷头的“赛尔持续喷墨技术”能够提供通过喷嘴后部的高速墨水流动，有效地去除气泡和颗粒。

Xaar 1001灰度喷头可选择适用各自特殊应用需求的、合适的墨滴构成和大小。灰度喷头可喷射由更小的子墨滴（通常为3～6 pl）构成的墨滴。小墨滴能够提供一幅图案中的精细细节，而大墨滴则可以给出浓密的印刷覆盖及色彩。通过改变墨滴的大小，可提供逼真的图像效果。

对陶瓷业来说，可靠性和质量是至关重要的。目前，Xaar 1001喷头是这一市场的主导产品，并有两个不同变量型号可供瓷砖生产厂家选择使用，即GS12和GS6。Xaar 1001 GS6可喷射动态可变的6～42pl墨滴，从而成为淡色，及可近距离观察图案细部的瓷砖，如：墙砖。而Xaar 1001 GS12喷头，可喷射12～84pl的墨滴，能够为更加鲜艳醒目的瓷砖色彩及效果提供更大量的印墨。同时，Xaar 1001 GS12喷头性能和GS6一样，可给出相同的印墨覆盖，但速度可提高一倍。这两种喷头，使得瓷砖生产厂家可以获得令人惊奇的自然材料，如：大理石和花岗石的复制效果，以及高度创新性的装饰设计。

3.3 Xaar Proton喷头的特点

在Xaar Proton喷头系列的研发过程中，赛尔一直与全球各地的主要制造商们紧密合作，这一系列的喷印头也已经被迅速整合到高性能的宽幅喷绘机产品中。目前，带有Xaar Proton喷头的喷绘机，在室内外展示印艺方面已经获得了广泛应用，并可使用溶剂和紫外固化印墨，在众多不同的柔性和硬质材料上进行喷绘。

与Xaar 128喷头相比，Xaar Proton喷头，则是应用了赛尔最新的V型压电致动器技术。这一技术与Xaar 1001创造性的喷嘴加工方法一致，可提供更高的生产率，以及更完美的墨滴喷射效果。使用Xaar Proton喷头，可在不降低速度的前提下，获得较高的喷印质量，而且总成本较低。因此， Xaar Proton喷头是一种理想的产品。

对印刷业主来说，生产率是一个重要的因素。他们需要进行大批量的生产，满足客户的严格时限要求，并获得最大化的利润。Xaar Proton喷头在53.7mm的幅宽上，分布有382个喷嘴，是为达到最大喷射量而专门设计的。Xaar Proton喷头产品系列包括二态喷头Xaar Proton 35和Xaar Proton 60，这两种都是用于高质量的室内外展示印艺喷绘的理想选择。另外， Xaar Proton 15+灰度喷头，可高速喷射15pl墨滴，它具有较好的喷印质量、出色的生产率和非凡的经济效益等优点。

4 结论

无论是宽幅喷绘还是陶瓷工业喷印技术，中国都是一个具有巨大潜力的市场。而近年来，陶瓷喷墨技术的发展，使得喷头在中国市场的销量暴增。作为被市面上公认的主流喷头——赛尔喷头，因其为陶瓷专业研发生产而生，且作为英国上市企业的赛尔公司，20年的喷头研发制造历史，使得其喷印头的确具有独特的优势。预计未来，喷头的发展将与中国市场紧密结合。