数字装饰瓷砖技术与设备新进展
2015-01-17黄惠宁
黄惠宁
摘 要:2014年9月22日-26日,意大利博罗尼亚(Bologna)举办了一年一度的陶瓷砖CERSAIE,展示了许多用数字装饰技术与设备生产的各类瓷砖。与此同时,在意大利里米尼(Rimini)举办了两年一度的陶瓷机械设备展(Tecnargilla),中国广东东莞琅菱企业的超细研磨设备、广东佛山康立泰(国瓷)的陶瓷墨水、广东佛山新景泰陶瓷的喷墨设备,代表中国在瓷砖数字装饰领域的一股新兴力量参加了本次展会。本文对瓷砖产品不进行讨论,对国内企业的情况也不作展开,仅从宏观角度上介绍国外一些企业在瓷砖数字装饰技术与设备领域的新进展,供国内瓷砖行业同行参考,不对之处,敬请批评指正。
关键词:超细研磨;数字墨水(水性/油性);数字釉料与装饰;喷头;色彩管理技术;设备;市场
1 瓷砖数字装饰设备市场发展
2013年全球大规模推广数字生产方法,2014年全球瓷砖喷墨印刷设备与技术迅猛发展。2010年12月全球已安装数字印刷设备大约538台,2011年底增加到1054台,到2012年12月底增长到1537台,平均每年增长超过500台。
仅2013年一年时间,数字印刷设备就新增1367台。据统计,到2014年1月31日总数达到2904台(13个月增长+89%)。许多国家采用数字印刷设备生产方法增长迅速,从2010年开始24台,到今天有48台。但有些国家采用该项技术与设备较早,因此发展也更快。例如:西班牙现在约有300台设备在使用,意大利现在也有240台设备在使用(包括2013年安装的43台),有些统计可能偏高,有的可能偏低,在非欧洲国家中,使用数字印刷设备增长最快的是亚洲国家。
亚洲国家在过去的2013年共安装1367台设备,其中,711台是在中国,206台在印度,49台在伊朗,44台在印度尼西亚,其他一些主要的瓷砖生产国,例如:巴西在2012年12月有45台,目前拥有87台。
据统计,中国到2014年1月31日已安装1210台打印设备,印度大约有打印设备387台。
据主要的墨水与设备供应商预测,“数字革命”(digital revolution)—瓷砖生产线安装数字装饰设备的快速发展阶段将在2014年停止,到2015年会出现下降。
但是,目前全球的瓷砖企业又面临着施釉的数字化,并将带来喷墨装饰的许多优点,陶瓷砖生产企业面临着又一次机遇。采用数字施釉生产工艺一方面可以增加材料应用的美学水平;另一方面可以提高生产线的生产效率与管理水平,将给企业带来巨大的利润(效益)。全球数字打印设备(瓷砖)(2012年12月和2014年1月)分布状况如图1所示。全球不同地区已安装和正在工作的喷墨设备状况如表1所示。全球各国已安装和正在工作的喷墨设备状况如表2所示。
2 超细研磨设备的新进展
2.1 中国超细研磨企业亮相Tecnargilla
广东东莞市琅菱机械有限公司在2014年9月意大利Rimini参加了Tecnargilla展会,该公司有13年从事超细研磨设备研发生产经验,在中国国内约有20个用户,研发生产的CeraINK锆球磨技术参数如表3所示。氧化钇增韧高纯ZrO2球 L95性能如表4所示。研磨设备加工颗粒变化如表5所示。
(琅菱)陶瓷墨水加工流程示意图如图2所示。
2.2 德国NETZSCH
2.2.1德国NETZSCH最新干法超细研磨系统
NETZSCH公司是德国精细研磨设备系统主要制造商,NETZSCH集团下设四个公司:
(1) NETZSCH-Feinmahltechink,其主要业务是生产湿法研磨设备;
(2) NETZSCH-Lohnmahltechnik,主要业务是研磨服务(加工);
(3) NETZSCH-Vakumix,主要提供均化系统(homogenisation systems);
(4) Netzsch Trockenmahltechnik(原名Netzsch-Condux Mahltechnik,2014年7月1日更名),其主要业务是干法研磨及分散系统设备,其总部在德国汉诺威(Hanau)。
Netzsch Trockenmahltechnik在汉诺威拥有R&D部实验室、技术中心,可根据用户要求测试机器的性能。该公司研制全球领先的干法研磨系统,该项技术使用过热蒸汽,S-Jet 射流磨以这项技术为基础,这是全球首家在市场上销售干法研磨系统的公司,可完成精细研磨,其粉料粒径可达亚微米和纳米级范围。
Netzsch Feinmahltechnik已向全球许多陶瓷墨水企业提供湿法研磨设备。
2.2.2德国NETZSCH-10000升磨机
在许多年间,有一个概念被广泛的接受,即陶瓷色料不能研磨到亚微米范围(D99<1 μm),否则将失去一些相关的色和物理性质。要生产一些超细的产品,使用湿法研磨,需较长的时间,在长时间研磨过程中,色料会受到一定程度的损害,从而导致一种概念的产生—陶瓷色料不能研磨到<1 μm。
陶瓷生产随着按需喷墨(Drop on demand)打印技术的引入,推动了研磨技术的发展,用干法与湿法相结合的最佳研磨组合,可以获得悬浮的陶瓷色料,其粒度范围在亚微米级(D50=0.15 μm~0.3 μm、D99=0.6 μm~0.8 μm)。至今有45Mio(百万)公斤的陶瓷墨水供给全球3000台陶瓷数字喷墨打印机应用,证明目标是可行的,打破传统的概念,挑战陶瓷原材料、釉料和其它相关产品的研磨领域。
NETZSCH还为陶瓷应用提供一系列研磨的方案,2005年12月,NETZSCH实验室应用的研磨设备LABSTAR第一次运行,NETZSCH一直不停地在喷墨技术领域进行研究,至今已有上百台不同型号的NETZSCH研磨设备应用于世界各地。NETZSCH具备研发和选择最佳的整体研磨方案,包括色料加工、混合、湿法研磨等,这些方案应用于数字墨水和釉料的生产、玻璃陶瓷墨水、技术陶瓷、矿物和原材料以及陶瓷物体。endprint
(1) WET Grinding—ZETA 湿法研磨系统
NETZSCH产品体系中有9种湿法研磨系统(水平disc磨、篮式磨、垂直磨等),陶瓷喷墨用色料生产选择ZETA系统,因为有如下优点:非常窄的颗粒尺寸分布,通过过滤(筛)设备容易控制、高的生产效率、研磨球需要量少等,ZETA系统具有较小的研磨仓(其尺寸大约是disc磨的一半,相同的输入功率)。NETZSCH最新研发可循环重建的最大的研磨设备,其研磨加工能力达10000 L(一次配料量),不同磨腔尺寸的设备形成了一个完整的系列(从0.62 L的LABSTAR试验磨到400 L的LMZ ZETA 400)。
(2) Dry grinding—S-Jet 干法研磨系统
为了使陶瓷色料研磨后具有窄的颗粒尺寸分布,同时达到所需的细度,NETZSCH提供两种解决方法:
1) CGS流化床喷射磨与Convor分级轮相结合,可以保证窄的颗粒尺寸分布为D97<4~5 μm。
2) S-Jet蒸汽喷射磨。S-Jet蒸汽喷射磨技术是由NETZSCH-CONDUX Mahltechnik GmBH最新研发的著名的空气喷射磨,使用高压过热蒸汽替代空气作为研磨介质,这种过热高压蒸汽具有非常高的冲击速度,以及使用新的整套分级工艺,从而产生陶瓷工业从来没有见过的颗粒细度,加工后的陶瓷色料具有非常窄的颗粒分布曲线,D50≈0.45 μm、D97<1~2 μm。这样小的颗粒用于陶瓷喷墨墨水生产,克服了长时间湿法研磨使色料产生的问题,并且能源消耗减少,从而缩短了墨水在湿法加工过程的时间。湿法研磨工艺采用0.5 mm以下微米球作为研磨介质,加工过程会产生许多非常细的颗粒,这些非常细的色料颗粒进入最终的墨水中,会产生许多负面的影响(呈色、流变特性、活性等)。
用S-Jet生产颗粒度比较集中的色料粉,再用湿法磨短时间加工,从而产生出颗粒尺寸分布非常窄的陶瓷墨水,墨水的发色强度提高(特别对于黄色、红棕墨水),从而使数字装饰的陶瓷砖建立新的标准,成本下降、质量上升,使墨水的竞争力上升。
新的干法研磨技术,在装饰材料加工领域提供了新的应用可能性,例如,加工数字施釉(digital glazing)同步进行干燥与研磨的陶瓷泥浆(悬浮液,亚微米颗粒范围的)等。
2.3 意大利I-TECH公司成套墨水加工设备
几种主要研磨(超细)设备性能参数如表6所示。
3 数字墨水与数字釉料的新进展
3.1 意大利INCO公司新一代陶瓷墨水
INCO公司新研发的绿色墨水(Green)发色深,Beige Ochre(黄)成本低,新系统墨水称为“Easy”,无毒、环境友好型,在20 ℃温度下储存6个月性能稳定,运输过程+40/50 ℃~-30/35 ℃,墨水仍保质良好,如果储存良好,墨水可保质9个月。INCO公司目前有12种墨水生产使用。INCO墨水品种详情如表7所示。
3.2 Colorobbia研发数字喷釉产品
Colorobbia公司研发的数字喷釉产品主要分为三大种类,详情如下:
Colorobbia陶瓷墨水目前有10个品种用于工业化生产(蓝blue 2种分别用于墙砖和地砖、brown 1种、reddish brown 1种、beige 1种、reddish beige 1种、yellow 1种、pink 1种、green 1种、black 1种),Colorobbia又研发成功新的magenta和ochre墨水。
Smart数字施釉—Colorobbia具有以下优势:
(1) 以水为基础材料(化妆土、釉料);
(2) 适合于不同的生产工艺技术(墙砖和地砖);
(3) 使用量不同,200~1000 g/㎡。
Colorobbia与SACMI公司INTESA合作,2014年上半年在数字喷釉机上试验C-Glaze,并进行中试生产。
Colorobbia,C-inks产品已经在市场上大量使用,C-shine则与传统不同,C-Glaze传统的特性用数字的方法应用,C-Glaze可以使材料精确应用,在瓷砖整个表面达到我们所期望的效果。“Smart”是用数字技术把墨水和釉料结合起来,形成一个完整的施釉和装饰过程。
3.3 数字喷墨印刷用水性墨水-Ferro
Ferro公司在实验室研发成功水性陶瓷墨水,水性陶瓷墨水优点有:(1) 相当环保;(2) 操作方便;(3) 设备更换墨水快速;(4) 兼容应用性好;(5) 烧成时挥发物少;(6) 墨水密度高。
Ferro推出Keram-INKS 4.0—水基(性)陶瓷彩色墨水主要溶剂是水,墨水的色料颗粒尺寸为3 μm,储存与应用很稳定,色彩稳定性高,目前已研发10个品种。
目前油性陶瓷墨水有两个主要缺点:固含量不高,墨水发色力弱;墨水中使用的陶瓷色料过分研磨,破坏晶体结构。
Keram-INKS 4.0克服了现有油性墨水的两个主要缺点,使水性墨水中的色料保持其原有晶形,并含量高,从而使墨水的发色力明显上升。
目前的油性陶瓷墨水要求色料研磨到1 μm以下颗粒,对于有些陶瓷色料来说是困难的,并且在这种加工方法下会产生许多<0.5 μm的颗粒,从而导致色料的表面积增大。
Keram-INKS 4.0陶瓷墨水采用新的研磨系统加工,这种研磨系统采用不同型号的研磨机组合,从而使陶瓷色料研磨后的颗粒尺寸分布比较均匀,达到墨水所希望的理想颗粒尺寸,同时,所产生的小于0.5 μm的颗粒比目前方法少很多。endprint
目前与陶瓷墨水相结合的数字装饰工艺,包括特殊效果墨水,已经在瓷砖工业中应用,这种技术已经在瓷砖表面产生光亮的、亚光的、下陷的和金属化的效果,所有这些特殊效果都是基于墨水具有小于1 μm的颗粒尺寸分布。
Ferro研发新的数字墨水基于三个理念:
(1) 以水为基础的墨水;
(2) 增大所用固体颗粒的尺寸,从小于1 μm增大到3~10 μm;
(3) 墨水的使用量明显增大,从60~800 g/㎡。
Ferro研发的Inks Nova 4.0具有以下创新特点:
(1) 墨水的颗粒尺寸分布3 μm,使用量150 g/㎡(特殊效果);
(2) 墨水的颗粒尺寸分布大于5 μm,使用量500 g/㎡(应用于Ferro数字喷釉)。
Ferro数字喷釉的特点:
(1) 颗粒尺寸10~20 μm;
(2) 采用特殊的微珠磨生产,保证颗粒尺寸分布;
(3) 釉浆的低粘度,流变特性好;
(4) 釉浆使用量300~800 g/㎡,直接用于陶瓷砖坯体表面;
(5) 在陶瓷砖表面产生新的显微结构;
(6) 不同种的釉料使用,将在陶瓷砖表面产生新的效果。
目前,Ferro公司主要从事水性陶瓷颜色墨水、特殊效果墨水、数字喷釉这三个方面的研究。
Ferro公司水性陶瓷颜色墨水,在2014年CEVISAMA西班牙陶瓷展上获ALFA DE ORO奖。
3.4 Esmalglass·itaca—陶瓷工业的“数字材料”
Esmalglass·itaca为了适应陶瓷工业快速发展的“数字技术”,正在积极研发可应用于数字系统的“材料”—DPM(Digital printing materials)“数字印刷材料”。
DPM产品根据其颗粒尺寸分成两个大类产品—DPM亚微米和DPM微米。
DPM亚微米产品系列:适合于目前市场上的打印喷头,例如目前生产销售使用的油性陶瓷墨水,固体颗粒尺寸在1 μm以下 ,这些材料使用量一般在100 g/㎡以下,这就是数字墨水(digital inks),包括下陷釉、亚光-亮光釉。
DPM微米产品系列:适合于刚刚出现的高出墨量的打印喷头,材料使用量一般都大于100 g/m2,超过1000 g/m2,这些产品一般是以水为溶剂的,其中固体颗粒尺寸>3 μm。
对于瓷砖产品来说,有两个重要指标:价格和装饰效果。微米级产品相比于亚微米级产品来说便宜许多,而且使用量可达到传统的胶辊印、丝网平板印、淋釉的重量。DPM微米产品包括:光亮釉、亚光白釉、透明亚光、透明亚光色剂、结晶釉,它们可以用于装饰后的整个领域,DPM微米产品与其他工艺相结合,可以达到传统装饰方法(压制、模具、丝网印、胶辊印)的表面效果。
应该指出的是,Esmalglass·itaca研发这些材料已有许多年,在2011年才第一次向公众(公开)介绍这些材料,并荣获ALFA DE ORO奖,高使用量的数字微米釉料已申请专利。
DPM微米系列产品具有以下优点:
(1) 有助于生产过程及成本管理;
(2) 可以获得瓷砖新的表面效果;
(3) 非常快的研发新产品;
(4) 生产釉线可以缩短;
(5) 可以实现各种模具效果产品,而不需要传统的模具;
(6) 生产数量可控,更易实现柔性生产;
(7) 可以节省釉料,生产过程缩短;
(8) DPM微米产品可以创新更多的瓷砖新产品。
4 喷头的新进展
4.1 英国XAAR
XAAR001—digital glazing printhead 数字施釉喷头的特点如下:
(1) 可以喷水性介质;
(2) 可适用于颗粒度25 μm的釉浆(10~20 μm);
(3) 喷射量为200~700 g/m2;
(4) 可实现多种材料(釉浆)的喷射(底釉、面釉等);
(5) 在瓷砖表面实现多种复合装饰;
(6) 釉滴体积:200 pl(100~300 pl);
(7) 打印解晰度:40 dpi;
(8) 打印模式:二态。
XAAR1002 GS 40 喷头的特点:
(1) 最小墨滴尺寸为40 pl、最大为160 pl(是XAAR1002 GS 12的两倍);
(2) 适应于更多的特殊效果墨水;
(3) 很容易与现有的喷墨印刷机兼容(新增喷头模块)。
XAAR1002喷头系列已在efi-cretaprint、hope(希望)、KEDA、KERAjet、美嘉、NKT(新景泰)、SITI、INTESA、TECNOFerrari设备上使用。
英国XAAR公司—“大色彩、大效果、大优点”,在意大利里米尼(Rimini)Tecnargilla展会上,展示了XAAR001和XAAR1002 GS 40两个新产品,公司陶瓷专家Gillian Ewers在第六届ACIMAC年会上介绍了XAAR公司在数字喷釉打印头最新研发进展。据XAAR公司销售与市场总监介绍,由于拥有新的打印头,使XAAR公司产品可以为瓷砖釉线装饰提供全方位的产品。
4.2 西班牙KERAjet—独立研发生产喷头
KERAjet喷头性能参数详情如表8所示。endprint
西班牙KERAjet公司是目前全球唯一一家可自主生产喷头的喷墨打印设备企业,研制的K8系列适合于喷釉,K9系列适合于喷干粉(颗粒)。
5 数字打印设备的新进展
5.1 意大利Durst—N系列新喷墨机
Durst为适应陶瓷砖行业发展需求,推出新的喷墨印刷机产品—GAMMA“N”系列,经济性更好,打印装饰质量更高。目前,有两款产品分别为GAMMA 75 HD-NR和GAMMA 75 HD-NRS系列,该系列设备安装最新专利技术—HD-R(高分辨率)打印头技术,配备喷头自动清洗系统和墨水回收系统,可有效减少墨水消耗,防止浪费。
新N系列产品的特点为:4级灰度;墨滴尺寸可变:28~90 pl;线速度是其它机型的4倍;64bit LINUX操作系统;Durst Gamma5.1软件。
5.2 意大利TecnoFerrari—VivaJet 新系列喷墨设备
VivaJet使用新系列喷头,XAAR1002 GS 6、XAAR1002 GS 12、XAAR1002 GS 40三种喷头,拥有极高打印精度,墨滴大小为6~12pl、分辨率为360 dpi、4dpd;最大载荷40 m/min;最强的色彩表现力(GS 40~160pl);打印宽度为1.4m(L型),可装8个色巴。
新的硬件和软件参数如下:
(1) 64bit工作站,SSD,16GB RAM,HDD data 2TB;
(2) Windows 8.1 multi-Lingual;
(3) New CariocaJet V6软件;
(4) New PLC Omron NJ-series,motion control;
(5) Ethercat industrial bus;
(6) HPC3喷头控制器;
(7) XPM/XPM2打印驱动;
(8) 8X内存,3X下载速度。
Viva Jet设备部分参数详情如表9所示。
5.3 意大利System—数字领域优异表现
System公司Creadigit喷墨印刷设备设计的三个重要原则:好的可靠性、好的打印质量、好的通用性,Creadigit系列产品打印参数如表10所示。
所有以上设备均可实现200 dpi和400 dpi,Creadigit可以用两排形式打印200 m2大图,在分辨率为400 dpi的条件下可以用50 m/min的线速度生产。
System公司在数字喷墨印刷领域中优异表现,主要注重以下四个方面:墨水论证;售后服务;喷头再生(清洗维护);设计与研发。
2014年9月意大利Rimini,Tecnargilla陶瓷机械展,System公司展示了由5台喷墨设备组成,全长25 m的全釉线数字喷墨设备组合,实现瓷砖各种釉线功能。
5.4 意大利SITI—多种喷墨设备组合
SITI B&T集团公司下属公司Projecta是最早设计研发瓷砖喷墨设备的公司之一,目前公司主要研发的方向是根据瓷砖产品的需要开发新的喷墨设备,同时推广色彩管理系统,根据木纹、石材等表面颜色、图案、纹理(凹凸)不同选不同的喷墨设备组合应用,这样使产品更完美。EVO设备的组合方式如表11所示。
在瓷砖生产线上根据产品的需要安装1台Evo five或Evoseven,然后在这台机后几米(待喷墨干后)加上Evothree,这种生产线更完美。
Evothree设备一般采用大出墨量的喷头(XAAR1002 GS 40)可以实现下陷釉、闪光釉、金属釉等装饰效果。
SITI公司新研发可移动式喷墨储存车(Evostore)拥有了3个bars,用于不同生产线的喷墨机更换色巴(colore bars),只需要几分钟,十分方便,而传统设备更换不同颜色的时间长,而且需要清洗机器。Evostore不需要清洁器,也不需要更换过滤器,其操作方便简单。Evostore的使用节省时间、降低成本、提高效率。
SITI公司还推出可生产弧形配件的喷墨机,并有10台以上设备进入工业生产,喷头在两个不平面工作。
5.5 意大利SACMI·INTESA—施釉与装饰实现数字化生产
意大利SACMI IMOLA S. C.—在25个国家拥有80个公司,95年历史,下属INTESA公司专门研发生产数字喷墨、喷釉、喷粉设备。其产品的性能如下:
(1) Glaze Jet 330—实验室用数字喷釉机
1) 打印面积400 mm×400 mm(适合于生坯最大尺寸370 mm×370 mm);
2) 打印喷头XAAR001,安装打印头16个;
3) 打印喷头最大解晰度40 dpi,釉料颗粒尺寸:3~12 μm;
4) 釉浆密度:1.4~1.5g/m3,打印模式:Binary(二态);
5) 拥有釉滴观察装置,拥有HW技术的数字打印;
(2) Glaze Jet1000—大尺寸,拥有HW技术的数字打印
1) 4种釉料供应装置,自动清洗釉料供应循环系统;
2) 自动喷头清洗系统,PC机器控制界面,图像管理系统;
3) 可打印面积1000 mm×1200 mm,打印喷头XAAR001,打印头数64个;
4) 打印喷头最大解晰度:40 dpi,釉料颗粒尺寸:3~12 μm;
5) 釉浆密度:1.4~1.5g/m3,打印模式:Binary(二态),无釉滴观察装置。endprint
(3) IMAGO—扫描仪,2400dpi光学自动聚焦
1) 机器重430 kg,尺寸1900 mm×1350 mm×1000 mm;
2) 最大扫描尺寸:1500 mm×1000 mm,扫描物体最大厚度:100 mm;
3) 聚焦深度:5 mm;
4) 扫描速度:600 dpi 15min/㎡、2400 dpi 1h/㎡;
5) 扫描灯:xenon calibrated light;
6) Optics and CCD, SEIKO Epson公司(日本);
(4)colorscan—1010
1) 打印头:XAAR1002;
2) 打印模式:Binary/Grey Scale,二态/灰度;
3) 最大打印解晰度360 dpi;
4) 打印面积:1000 mm×1000 mm;
5) 材料最大厚度:200 mm;
6) 色彩模式最大:8+8种。
(5) DHW-700数字釉料打印机
1) 使用以水为介质的釉料,固体颗粒尺寸可达15 μm;
2) 打印技术:DOD(Drop on demand);
3) 打印喷头:XAAR001;
4) 打印模式:二态;
5) 打印清晰度:40 dpi;
6) 每个柜最多打印头:224个;
7) 最大打印宽度:711 mm;
8) 外观尺寸:4320 mm×1950 mm×2250 mm;
9) 功率:7.5 kW。
(6) DHD-708
1) 打印技术:DOD
2) 打印头:XAAR1002 GS6-GS12-GS40
3) 打印模式:二态/灰度
不同型号下喷头的性能对比情况如表12所示。
(7) DHD1808—适用于SACMI Continua+生产线
1) 打印技术:DOD;
2) 打印头:XAAR1002 GS6-GS12-GS40;
3) 打印解晰度:360 dpi;
4) 打印模式:二态/灰度;
5) 打印色彩:8色;
6) 每种色喷头数:27个;
7) 最大打印宽度:1882 mm;
8) 机器外形尺寸:9500 mm×4640 mm×2872 mm。
(8) DDD—数字干法(粉)装饰,使用喷雾干燥后的釉粉,过筛
1) DDD075—应用[Smaltatura/glazing]施釉:打印宽度731 mm,装饰速度30 m/min,正常宽508 mm;每个模块色粉数量:2种,色粉(料)使用量:0.2 kg/㎡。
2) DDD175—应用于Continua生产线的性能参数:打印宽度:1706 mm,色粉使用量:2 kg/m2;打印速度:6 m/min,正常宽度508 mm,每个模块色粉数量:2种;喷雾干燥后的釉粉:水份2%~3%;喷雾干燥后的粉料:水份2.5%~5%;最大颗粒尺寸:4 mm。
3) DDD2000—应用于Continua生产线性能参数(材料同DDD175):打印宽度1950 mm,每个模块色粉数量:4种;打印速度:7m/min,粉料使用量:2 kg/m2;正常宽度:508 mm。
5.6 西班牙efi-cretaprint Ecosystem
西班牙efi-cretaprint Ecosystem的产品特点如下:
(1) 新的EFI陶瓷墨水有Dark Blue、Reddish Brown、Yellow、Golden Yellow、Beige、Pink、Black等7种。
(2) 特殊效果墨水—下陷墨水、超白、亚光釉、亮光釉、闪光釉。
(3) UV溶剂墨水—陶瓷表面紫外光固化。
(4) EFITMFiery—第一个完整的瓷砖打印色彩管理系统具有如下特点:
1) 色彩更准确和稳定(色彩质量高)
2) 陶瓷墨水可以减少消耗(>10%)
3) 快速高效的陶瓷设计创新
4) 1.4 Version可以自动产生特殊装饰效果,在深颜色釉面中自动实现白墨水装饰
(5) C3plus与C4优点:
1) 新的墨水自动回流系统;
2) 高性能EFI电子系统确保设备更可靠;
3) 设备设计更紧凑,占用空间小;
4) 可以安装8个打印色巴;
5) 高精度;
6) 每个巴之间高效真空;
7) 新喷头自动清洁系统;
8) 界面系统更强;
9) 支持打印头对多种墨水不同的选择。
5.7 西班牙 KERAJet—eco/master/modulos/mini/line产品特性
班牙 KERAJet—eco/master/modulos/mini/line产品特性如下:
(1) Kerajet eco700—3700 mm1×690 mm×1710 mm、Kerajet eco1000—3700 mm×2040 mm×1710 mm
1) 打印系统:DOD,可用特殊墨水;endprint
2) 打印头:K4,墨滴尺寸:6~320 pl;
3) 横向解晰度:180~360 dpi,纵向解晰度:254~1016dpi;
4) 打印速度:50 m/min,点火频率6~18 kHZ;
5) 自动清洁系统,每个打印头独立温控系统,墨水供应:PLC控制系统。
(2) Kerajet master 700—4310 mm×1604 mm×2225 mm、Kerajet master 1400—4310 mm×2244 mm×2225mm
1) 打印系统:DOD,可用特殊墨水
2) 打印头:K4、K6、K8、K9,墨滴尺寸:6~200 pl;
3) 横向解晰度:180~400 dpi,纵向解晰度:254~1016 dpi;
4) 打印速度:90 m/min,点火频率6~65 kHZ;
5) 自动清洁系统,喷头独立温控系统,墨水供应:PLC控制系统。
(3) Kerajet modulos—各种不同喷头的参数(应用)Kerajet modulos所包含的系列喷头有K4、K42、K44、K48、K6、K61、K6-2C、K8S、K8M、K8L、K9L、K9M;其中,Kerajet自主创新K8和K9系列喷头—用于釉料、干粉。
(4) Kerajet mini—满足实验室和特殊生产线需求
Kerajet mini1000:6种墨水、打印1100 mm×1000 mm×40 mm 、工作尺寸:1100 mm×1350 mm;Kerajet mini2000:12种墨水、打印2000 mm×1000 mm×40 mm ,工作尺寸:2050 mm×1200mm;Kerajet mini1000:喷头:K4、K6、K8、K9,K8-釉料(湿);Kerajet mini2000:喷头:K4、K6、K8、K9,K9-粉料(干)。
(5) Kerajet line—6台喷墨机组成瓷砖数字装饰生产线
喷墨机组成瓷砖数字装饰生产线分工情况如图3所示。
6 CRONO-色彩管理的未来
自从数字装饰技术(digital decoration Technology)引入陶瓷行业以来,色彩管理(color management)在创新过程中扮演了一个重要的角色。前几年,色彩管理系统只停留在一些初步功能上,如:“cyan/magenta/yellow/black”的应用,并停留在“试验与错误”的阶段,目前到了发展的新阶段。
陶瓷行业发展数字技术的时间还很短,其方法与数字印刷在纸张、纤维和其它材料上相似。目前全球陶瓷行业对图案操作人员的技术熟练程度要求不断提高,以满足市场对开发新产品的需求。
为什么现代陶瓷企业需要引入色彩管理系统(CMY)?主要有以下三个方面的原因。
(1) 陶瓷企业有多条不同的生产线,每条线所配的喷墨机、墨水材料不同,为了在不同的生产线快速生产相同的产品,必须受控。
(2) 原来生产线采用相对传统的4色印刷(cyan、magenta、yellow和Black),而现在新的数字装饰设备有许多新的墨水品种使用,如何使不同墨水配置的生产线生产相同的产品?
(3) 应用快速成像工具,借助于图像或纸张的功能,可以预先准确看到将要生产出来的产品的最终效果。
为了获得以上效果,我们必须将工具、软件、技术人员的技巧结合起来,同时了解所用材料在生产过程中的变化状况,以及釉料及烧成不同对产品最终效果的影响。
即便如此,我们也很难达到所需的效果,所以我们有必要引入色彩管理系统,其原因有以下几个方面:
(1) 用0°/ 45°建立起来的分光分度计,不能用来连续阅读瓷砖表面;
(2) CIE 2°色彩空间是用于图像艺术的比色标准(colorimtric Standard),该标准不能很好评估喷墨印刷瓷砖在真实光照条件下的状况。
(3) ICC CMYK曲线比色模式不能较好的接受用陶瓷色料制成的墨水的色彩空间表达,并且对于目前超过4色墨水的使用,有很大的局限性。
(4) 判断评价最终结果的参数有许多因素,不仅仅只是比色的准确结果。
CTONO—是由INTESA研发的一套色彩管理系统,是一种便宜、简单易行的标准,可以帮助陶瓷企业的图案设计人员在自己的数字喷墨印刷系统进行图案设计研发。自从2010年crono进入市场以来,已经在很多陶瓷生产设备上应用,至今全球已有90台设备安装使用crono设备。
2014年起,INTESA与Tecnogrofica合作,使很多现代化的瓷砖企业以一种简单易行的方法选择和生产瓷砖。
7 小结与建议
(1) 从统计调查的结果看,中国目前已安装和正式运行的瓷砖数字喷墨印刷机(digital inkjet printer)数量居全球第一位(国外对中国瓷砖行业用的喷墨设备统计偏低),中国陶瓷砖产量居全球领先,生产线数量也最多,比较符合实际,中国瓷砖企业对新技术与新设备的推广普及度高。
(2) 目前国外超细研磨设备(湿/干法)整体技术与设备水平领先于中国企业,不过近几年中国在该领域的水平有一定提高。总体上看,湿法超细研磨设备向系列化、大型化方向发展。
(3) 数字陶瓷墨水(digital ceramic inks)(油性)采用“先干法后湿法”的生产工艺是一种科学的方法,有助于保证墨水的综合品质。
(4) 目前,国外油性数字陶瓷墨水可用于瓷砖生产的品种有8~12种,正常生产线一般安装4~8种色巴,墨水(油性)研发的重点是提高其发色力(强度)及性能的稳定性,同时降低成本。重点改善的品种是Magenta(Pink粉红等)、Orange(Beige Ochre黄)。而油性陶瓷墨水的技术已经成熟。endprint
(5) Ferro公司在继最先研发成功油性陶瓷墨水后,又在全球领先研发成功水性陶瓷墨水(实验室阶段),并有10个品种。水性陶瓷墨水是非常环保型产品,有许多优点(环保、使用方便、换墨水快速、兼容性好、烧成挥发少、固含量高、发色强等)。应该来说,水性陶瓷墨水是未来的发展方向,初步预测,通过2~3年的努力,陶瓷行业将迎来由油性墨水向水性墨水的过渡阶段,这对目前正在使用油性墨水生产的瓷砖企业及油性墨水生产企业都将带来一次巨大的冲击。
(6) 数字釉料(digital glaze)与数字施釉(digital glazing)已从概念变成现实—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研发成功用于喷射工艺的釉料,并已进入到工业性大生产中试,这将是施釉工艺的一次革命。用喷射的方法取代淋釉、喷釉、甩釉、辊印方法,其优点如下:节省釉料、缩短釉线、可实现不同肌理效果(不用模具)、快速开发新产品、实现柔性生产、降低成本。数字釉料和数字施釉将给釉料公司、喷墨设备厂、陶瓷企业带来新的商机,预测未来两年将会有许多瓷砖企业采用数字釉料和数字施釉工艺来生产瓷砖,中国瓷砖企业应抓住这个机遇。
(7) 喷头(Printhaed)总体来说朝着大出墨量方向发展,以满足功能墨水和喷釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小为40~160 pl,使闪光釉、金属釉、亚光釉、下陷釉墨水生产成为可能,丰富了数字瓷砖产品的装饰性。XAAR1002 GS 40可以同现有设备兼容,也可以独立安装4个色巴的喷墨设备,再与现有设备配合使用。XAAR001可用于水性数字釉料喷射,这也是喷头的一(下转第16页)个创新与革命,XAAR001为生产实现数字施釉(digital glazing)奠定了基础(XAAR001已在SACMI INTESA的设备上使用)。
(8) 目前数字喷墨印刷设备(digital inkjet printing machine)主要是针对油性墨水和功能性墨水。总体上设备没有明显大的变化,主要发展方向是根据不同瓷砖的要求,来生产针对性的设备。例如,大型宽而长的薄板装饰、二次压(1200 mm×1200 mm)产品的装饰、具有大弧形功能产品装饰、马赛克产品装饰、外墙砖产品的装饰等等。目前的研发与设计大都属于改良型,例如:为了解决频繁更换色巴的问题,专门推出可更换墨水的小型设备,用于不同釉线上生产不同产品的转换。
(9) 色彩管理系统(Color management system)目前许多喷墨设备厂商都已推出相应产品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,这是目前最适合于中国各瓷砖企业使用的产品,可以快速研发新产品,解决不同生产线生产同一产品的差异问题,中国瓷砖企业在完成第一阶段安装多台喷墨设备后,现阶段应该大力推广色彩管理系统。
(10) 瓷砖数字装饰概念与100%数字打印陶瓷生产线,由数字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、数字釉料(digital glaze)、数字喷墨打印机(digital inkjet printing machine)、数字施釉(digital glazing)组成瓷砖数字装饰概念—数字概念在瓷砖装饰上完整体现。
100%数字打印陶瓷砖生产线(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司总部建立示范线,2014年意大利System公司在展会推出数字打印陶瓷砖生产线,这是对瓷砖釉线功能的一次革命,全部用数字设备取代传统釉线的设备,使釉线控制在30 m以内,而全部功能可以完美实现,其优点是可想而知的。
陶瓷砖生产线由6台数字设备组成一条完美的瓷砖釉线,这是瓷砖装饰的未来,相信很快会在先进的瓷砖制造企业得到再现。希望中国瓷砖企业早日实现这个瓷砖数字装饰梦。endprint
(5) Ferro公司在继最先研发成功油性陶瓷墨水后,又在全球领先研发成功水性陶瓷墨水(实验室阶段),并有10个品种。水性陶瓷墨水是非常环保型产品,有许多优点(环保、使用方便、换墨水快速、兼容性好、烧成挥发少、固含量高、发色强等)。应该来说,水性陶瓷墨水是未来的发展方向,初步预测,通过2~3年的努力,陶瓷行业将迎来由油性墨水向水性墨水的过渡阶段,这对目前正在使用油性墨水生产的瓷砖企业及油性墨水生产企业都将带来一次巨大的冲击。
(6) 数字釉料(digital glaze)与数字施釉(digital glazing)已从概念变成现实—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研发成功用于喷射工艺的釉料,并已进入到工业性大生产中试,这将是施釉工艺的一次革命。用喷射的方法取代淋釉、喷釉、甩釉、辊印方法,其优点如下:节省釉料、缩短釉线、可实现不同肌理效果(不用模具)、快速开发新产品、实现柔性生产、降低成本。数字釉料和数字施釉将给釉料公司、喷墨设备厂、陶瓷企业带来新的商机,预测未来两年将会有许多瓷砖企业采用数字釉料和数字施釉工艺来生产瓷砖,中国瓷砖企业应抓住这个机遇。
(7) 喷头(Printhaed)总体来说朝着大出墨量方向发展,以满足功能墨水和喷釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小为40~160 pl,使闪光釉、金属釉、亚光釉、下陷釉墨水生产成为可能,丰富了数字瓷砖产品的装饰性。XAAR1002 GS 40可以同现有设备兼容,也可以独立安装4个色巴的喷墨设备,再与现有设备配合使用。XAAR001可用于水性数字釉料喷射,这也是喷头的一(下转第16页)个创新与革命,XAAR001为生产实现数字施釉(digital glazing)奠定了基础(XAAR001已在SACMI INTESA的设备上使用)。
(8) 目前数字喷墨印刷设备(digital inkjet printing machine)主要是针对油性墨水和功能性墨水。总体上设备没有明显大的变化,主要发展方向是根据不同瓷砖的要求,来生产针对性的设备。例如,大型宽而长的薄板装饰、二次压(1200 mm×1200 mm)产品的装饰、具有大弧形功能产品装饰、马赛克产品装饰、外墙砖产品的装饰等等。目前的研发与设计大都属于改良型,例如:为了解决频繁更换色巴的问题,专门推出可更换墨水的小型设备,用于不同釉线上生产不同产品的转换。
(9) 色彩管理系统(Color management system)目前许多喷墨设备厂商都已推出相应产品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,这是目前最适合于中国各瓷砖企业使用的产品,可以快速研发新产品,解决不同生产线生产同一产品的差异问题,中国瓷砖企业在完成第一阶段安装多台喷墨设备后,现阶段应该大力推广色彩管理系统。
(10) 瓷砖数字装饰概念与100%数字打印陶瓷生产线,由数字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、数字釉料(digital glaze)、数字喷墨打印机(digital inkjet printing machine)、数字施釉(digital glazing)组成瓷砖数字装饰概念—数字概念在瓷砖装饰上完整体现。
100%数字打印陶瓷砖生产线(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司总部建立示范线,2014年意大利System公司在展会推出数字打印陶瓷砖生产线,这是对瓷砖釉线功能的一次革命,全部用数字设备取代传统釉线的设备,使釉线控制在30 m以内,而全部功能可以完美实现,其优点是可想而知的。
陶瓷砖生产线由6台数字设备组成一条完美的瓷砖釉线,这是瓷砖装饰的未来,相信很快会在先进的瓷砖制造企业得到再现。希望中国瓷砖企业早日实现这个瓷砖数字装饰梦。endprint
(5) Ferro公司在继最先研发成功油性陶瓷墨水后,又在全球领先研发成功水性陶瓷墨水(实验室阶段),并有10个品种。水性陶瓷墨水是非常环保型产品,有许多优点(环保、使用方便、换墨水快速、兼容性好、烧成挥发少、固含量高、发色强等)。应该来说,水性陶瓷墨水是未来的发展方向,初步预测,通过2~3年的努力,陶瓷行业将迎来由油性墨水向水性墨水的过渡阶段,这对目前正在使用油性墨水生产的瓷砖企业及油性墨水生产企业都将带来一次巨大的冲击。
(6) 数字釉料(digital glaze)与数字施釉(digital glazing)已从概念变成现实—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研发成功用于喷射工艺的釉料,并已进入到工业性大生产中试,这将是施釉工艺的一次革命。用喷射的方法取代淋釉、喷釉、甩釉、辊印方法,其优点如下:节省釉料、缩短釉线、可实现不同肌理效果(不用模具)、快速开发新产品、实现柔性生产、降低成本。数字釉料和数字施釉将给釉料公司、喷墨设备厂、陶瓷企业带来新的商机,预测未来两年将会有许多瓷砖企业采用数字釉料和数字施釉工艺来生产瓷砖,中国瓷砖企业应抓住这个机遇。
(7) 喷头(Printhaed)总体来说朝着大出墨量方向发展,以满足功能墨水和喷釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小为40~160 pl,使闪光釉、金属釉、亚光釉、下陷釉墨水生产成为可能,丰富了数字瓷砖产品的装饰性。XAAR1002 GS 40可以同现有设备兼容,也可以独立安装4个色巴的喷墨设备,再与现有设备配合使用。XAAR001可用于水性数字釉料喷射,这也是喷头的一(下转第16页)个创新与革命,XAAR001为生产实现数字施釉(digital glazing)奠定了基础(XAAR001已在SACMI INTESA的设备上使用)。
(8) 目前数字喷墨印刷设备(digital inkjet printing machine)主要是针对油性墨水和功能性墨水。总体上设备没有明显大的变化,主要发展方向是根据不同瓷砖的要求,来生产针对性的设备。例如,大型宽而长的薄板装饰、二次压(1200 mm×1200 mm)产品的装饰、具有大弧形功能产品装饰、马赛克产品装饰、外墙砖产品的装饰等等。目前的研发与设计大都属于改良型,例如:为了解决频繁更换色巴的问题,专门推出可更换墨水的小型设备,用于不同釉线上生产不同产品的转换。
(9) 色彩管理系统(Color management system)目前许多喷墨设备厂商都已推出相应产品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,这是目前最适合于中国各瓷砖企业使用的产品,可以快速研发新产品,解决不同生产线生产同一产品的差异问题,中国瓷砖企业在完成第一阶段安装多台喷墨设备后,现阶段应该大力推广色彩管理系统。
(10) 瓷砖数字装饰概念与100%数字打印陶瓷生产线,由数字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、数字釉料(digital glaze)、数字喷墨打印机(digital inkjet printing machine)、数字施釉(digital glazing)组成瓷砖数字装饰概念—数字概念在瓷砖装饰上完整体现。
100%数字打印陶瓷砖生产线(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司总部建立示范线,2014年意大利System公司在展会推出数字打印陶瓷砖生产线,这是对瓷砖釉线功能的一次革命,全部用数字设备取代传统釉线的设备,使釉线控制在30 m以内,而全部功能可以完美实现,其优点是可想而知的。
陶瓷砖生产线由6台数字设备组成一条完美的瓷砖釉线,这是瓷砖装饰的未来,相信很快会在先进的瓷砖制造企业得到再现。希望中国瓷砖企业早日实现这个瓷砖数字装饰梦。endprint