浅述陶瓷印刷技术的发展及趋势

2016-10-10李晓娟

网印工业 2016年9期

关键词：铜箔印刷技术丝网

文　李晓娟

浅述陶瓷印刷技术的发展及趋势

文李晓娟

本文对陶瓷印刷技术的三个比较重要的技术阶段做了简单的概括，并对这三种典型的陶瓷印刷技术特点进行了比较，在总结各种陶瓷印刷优缺点的基础上，对未来陶瓷印刷的技术发展趋势提出了大胆的预想。

陶瓷印刷、丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷

中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义。中国是世界上最早应用陶器的国家之一，早在欧洲人掌握瓷器制造技术1000多年前，汉族就已经制造出很精美的陶瓷器了。曾经在世界历史的很长一段时间内，陶瓷文化和技术代表了中国文化，英文中的“china”既有中国的意思，又有陶瓷的意思，清楚地表明了我国是“陶瓷的故乡”。

现代社会，随着陶瓷大量应用于百姓生活，尤其是建筑行业对陶瓷制品的青睐，我国已成为当代日用、卫生、墙地砖等传统陶瓷制品生产的超级大国，也是世界上陶瓷技术装备的生产大国。同时，基于科技的进步以及消费者需求档次的提升，人们对陶瓷装饰多样化和个性化也有了更多更高的需求。而将印刷技术应用于陶瓷生产，极大地丰富了陶瓷的装饰效果和表现质量。

陶瓷印刷技术虽然比纸张等承印材料上的印刷技术起步晚，但随着陶瓷市场的扩大和印刷技术的快速发展，从上世纪70年代现代建陶工业在我国兴起至今，陶瓷印刷技术已经经历了三次革命，第一次革命是丝网印刷技术，第二次革命是辊筒印刷技术，而目前陶瓷印刷界的“新宠”——喷墨印刷技术则被称为陶瓷印刷技术的第三次革命。

陶瓷丝网印刷

1.直接法

即直接用丝网印刷方法在平面陶瓷的坯胎上印刷图像，然后上釉，焙烧成瓷的一种印刷方法。直接法装饰目前一般用于瓷壁画、瓷砖等平面上的印刷，它是直接在素坯上印刷的，所以印料属水性陶瓷印料。

2.间接法

先在转移纸（膜）上通过丝网（以前也采用平版印刷）印刷图像称为花纸，然后再将花纸上的图像转贴到陶瓷器皿上，最后经过焙烧制成瓷器的方法。因为是揭膜转贴，所以间接法可以装饰在平面或非平面的瓷器表面，根据印料呈色温度的不同，花（膜）纸可贴在釉上、釉中、釉下。所谓釉下装饰，就是将釉下瓷墨丝印在棉纸（蜡纸）上，再将图像转贴在未经烧制的陶坯胎上，揭去棉纸，图像留在坯胎上，最后施釉焙烧，又称无铅陶瓷印刷。

3.综合（直/间接）法

采用网印和手工描绘相结合的方法称为综合法。这种工艺是用粉彩颜料网印在承印膜上形成具有图像虚线轮廓的花膜，然后转贴在陶瓷器皿上面，再用料笔将粉彩颜料填绘在虚线内来渲染点缀，利用这种粉彩颜料装饰的图像厚实，色彩艳丽，遮盖力强，使陶瓷装饰更丰富多彩，呈现出逼真的画面，最后经烤烧呈现光亮色彩。

图1 陶瓷贴花印刷产品

过去，丝网印刷机在陶瓷行业中比较普及。丝网印刷的工艺简单、操作容易、工序少、效率高，利于实现机械化生产；可进行不同批量的生产；可选用冷印瓷墨，也可选用热印瓷墨；具有无接口、古朴、美观等特点。但丝网印刷其直接印刷法会使坯体开裂的几率增大，不能印刷到产品的边缘；网版的磨损常常造成生产线的停顿和废品出现；且不能实现对瓷砖凹凸面的印刷，导致图案比较单一、僵化，很难实现表面的多元、立体效果。

陶瓷辊筒印刷技术

辊筒是由一种特制的有弹性且耐磨的硅胶制成，要印刷的图案是以激光打点雕刻直接做在硅胶面上，将印花釉填入辊筒表面的网孔，辊筒不停地转动，花釉在刮刀压力的作用下，被均匀的填充到这些精细的网孔里，在转动过程中与陶瓷表面接触，产生图案。辊筒印刷可以实现连续生产、全自动化操作、自动上釉、自动擦网、皮带传送；可重复、间歇使用，不会造成釉面缺陷；中间损耗小、产量大、网版使用寿命长、对位准确、花纹极清晰细腻。与丝网印刷相比，辊筒印刷是一种柔性印刷，其突破在于可以实现凹凸面的印刷，从而使得陶瓷砖的表面层次更加丰富，对自然的仿真度更高，产品精美、色彩鲜艳，可与天然石材相媲美。当然，辊筒本身的价格要比平板丝网贵很多，但辊筒印刷技术生产的陶瓷印刷质量好，档次高，陶瓷砖对位准确，图案不容易错位，没有肉眼可看到的间断条纹和经纬线。

陶瓷喷墨印刷

传统的丝网印刷技术，是利用网版的网点密度和透釉量来控制印刷图案的清晰度和颜色深浅。网版密度越大，印刷越细腻，图案越清晰。辊筒印刷技术依然没有脱离这个原理，只不过辊筒雕刻技术可以把网点做得更加密集，使透釉量控制的范围更大，从而让印刷的瓷砖比丝网印刷的更加清晰细腻。喷墨技术完全跳出上述两种技术的原理“束缚”，是一种将墨水使用凌空喷墨的施釉方式，将色釉料按照电脑输入的颜色配比，通过喷头喷射到各种介质表面，实现无接触、无压力、无印版的印刷技术，将电脑中存储的信息输入喷墨印刷机即可印刷。喷墨打印机主要由四个部分组成：分别为电脑操控系统、喷头系统、供墨系统、机械运动及防护系统。其中，喷头系统是喷墨打印技术的关键，具有多种工作方式，包括：连续喷墨、热气泡喷墨、静电喷墨及压电喷墨等。陶瓷喷墨采用的是压电喷墨的工作方式，原理是将墨水喷印到砖面的对应位置上，然后在砖面上便形成图案，喷头是打印机的核心。

图2　　仿石材、木材纹理的陶瓷喷墨印刷产品

目前，喷墨打印技术已进入建筑陶瓷装饰市场。使用喷墨印刷技术生产的瓷砖表面花色由极密集的色点组成，不存在网纹和空白，不仅颜色可以做到几十种甚至渐变过渡，而且清晰度也是传统技术无法比拟的，可达到360dpi；可直接打印设计图案，实现个性化解决方案；悬空打印，降低坯体破损率；能克服凹凸面、斜面的障碍，可实现多角度、高致密性上釉，完全呈现瓷砖立体造面设计效果，能够真正实现还原自然真色彩，诸如石材的天然纹理，还有木材、布艺、金属质感，各种皮质，都能全面而系统地做到最为本质的效果；多维层面，无数色彩任由调配；从设计输出到喷墨印花，再到烧成，只需要三四个小时，大大提高了生产效率；由于省略了制版环节，取消了设计和印刷数量上的限制，从而大大降低了产品开发或转产的成本；成品可随需印制，实现零库存；操作过程更加环保、安全及健康等等。

因此，喷墨印刷目前已成为陶瓷制品，尤其是陶瓷墙地砖的主流装饰技术。但喷墨印刷也存在一定的缺陷：如喷头数量多、磨损大、价格高和喷头易堵塞等问题；同时墨水性能不稳定、沉淀和保质期过短等也是喷墨印刷不能回避的问题。

陶瓷印刷新技术展望

丝网印刷和胶辊印刷用的耗材是油墨，粘度大，属于无机非金属材料，不易沉淀，相对在生产中容易控制。而喷墨印刷则不同，所用的是墨水，即属水性，则液体性成分多固体性成分少，而液固容重差异又较大，也就必然产生沉淀。所以，对于陶瓷产品来说，喷墨印刷技术也许是一个过渡，从平面纸张印刷技术的发展来看，胶辊印刷、计算机辅助的点针式打印、再后来的喷墨打印逐渐被激光印刷取代。由于激光打印具有速度快、清晰、墨粉用量少等特点，它的出现替代了喷墨方法和技术，从而成为纸张，印刷行业的主流现在纸张印刷几乎全部采用激光打印机与激光复印机结合的方式，那么，以后的陶瓷印刷技术是不是也会向激光印刷方向发展呢？

目前，市场上所谓的陶瓷激光印刷技术是采取一次性将图形打印在空白花纸上即小膜花纸上，经过水转印贴在陶瓷制品上，然后经过高温烤制成型的印刷技术，与传统的丝网印刷相比，具有图像精度高、色彩准确、不用制版直接出图、一次印刷成功等特点，但也属于间接印刷方式。而激光用于陶瓷首先是利用激光的能量，目前高技术结构陶瓷、特种陶瓷、工业陶瓷、日用陶瓷等普遍应用激光技术，这些激光技术主要用在切割、雕印、喷印等方面，其中激光切割是应用激光的能量对陶瓷材料进行“外科手术”，而喷印和雕印是利用激光的光电性能对陶瓷材料进行印刷装饰。

激光印刷是否能成为陶瓷未来的印刷趋势，从国内外印刷技术的发展趋势来看，激光印刷陶瓷更符合无机非金属材料的印刷需求和材料性能。用于陶瓷印刷的激光印刷机基本原理应该和纸张印刷的原理一致，陶瓷的激光印刷工作过程可能类似于高温瓷像用的激光打印机的工作过程，首先将图片从电脑输送到打印机，打印机接到图像的打印命令后，将陶瓷坯体通过传感器输送到打印机的感光鼓，由激光显影器充电到显影仓，再由载体将粉盒的粉吸出，通过激光照射显影到陶瓷坯体上；且激光墨粉传统的仍以熔融粉碎法来完成，这类似于陶瓷色料的烧结后再粉碎，所以墨粉比较容易制作，只是要解决墨粉的电性能及渗透性、粘附性等技术问题；瓷砖坯体印刷前的静电处理也相对容易，可以在线完成；显影、定影等工作可以运用计算机辅助，技术比较成熟。也许随着相关技术问题的突破，激光印刷技术可以像纸张印刷一样，广泛应用于陶瓷制品的印刷生产，为陶瓷艺术增添新的光彩。

［1］徐敏.瓷砖的喷墨印刷——中国陶瓷印刷技术的第三次工业革命［J］.今日印刷，2012，07.

［2］郝小勇. 建筑陶瓷激光印刷技术初探［J］.陶瓷，2014，12.

［3］崔利军，李进卫.日用陶瓷贴花纸丝网印刷工艺［J］.佛山陶瓷，2016，07.

［4］邓桂芳.陶瓷喷墨印花技术“履历”［J］.印刷工业，2015，09.

［5］朱丽萍. 陶瓷喷墨印刷技术的优势及不足［J］.佛山陶瓷，2014，05.

［6］张纪娟. 丝网印刷在陶瓷行业中的应用［J］.网印工业，2015，01.

（作者单位天津现代职业技术学院）

通用电气斥资14亿美元收购欧洲两家3D打印公司

2016年9月6日，通用电气表示，已同意以总计14亿美元收购两家欧洲3D打印公司，强势进军飞机和其他零部件生产新领域。通用电气将收购瑞典Arcam AB和德国SLM Solutions Group AG。Arcam和SLM Solutions均制造金属3D打印机械，能够打印涡轮机等飞机零部件上使用的金属配件。通用电气称，预计到2020年，新增业务的年收入将达到10亿美元，回报诱人；预计未来10年，交易将给整个公司带来30 亿-50亿美元的效率。

美公司发明柔性电路板运用喷墨印刷工艺

据报道，美国硅谷正准备重塑半导体产业的根基——电路板。一种柔性超薄的透明电路板有望在美国半导体产业创造更多的就业。

半导体电路可以被打印到纸张、塑料或其它有机材料上，类似于喷墨印刷工艺。运用印刷技术到电子产品的概念已经超过十年。但在过去该领域的努力在很大程度上已经失败了，因为该技术试图取代的硅芯片价格更便宜和用途更加广泛。

但现在，除了驱动技术创新，相关公司和美国政府官员希望新技术能将半导体的制造环节回流美国。大多数大批量生产的芯片和其他电子设备早就从硅谷转移到中国等低成本地区。但像Jabil Circuit Inc公司和Flextronics International Ltd公司的制造环节则一直停留在美国，以帮助客户设计产品并建立原型产品。灵活的电路打印制造能为半导体制造提供更多的机会。一些高管希望美国公司开发的专有技术使柔性电路更难让外国工厂复制同样的产品。

该技术可以被广泛应用于汽车挡风玻璃、天线、太阳能电池和射频识别标签等需要嵌入微小电路的领域。IDTechEx公司预测，柔性电子产品的市场规模将从2016年的86亿美元增长到2020年的262亿美元。一直以来，美国的半导体公司都在致力于生产更薄的硅片技术。而柔性电路所产生的芯片可以像一张纸一样被卷起。美国军方的兴趣则部分来自于降低士兵所必须携带的电子设备重量，已经跟踪士兵健康状况的愿望。灵活的皮肤监测传感器可以检测战场上士兵的疲劳状况。其中一家柔性电路开发公司NextFlex其经费就有75亿美元来自国防部，和几所奥巴马政府设立的鼓励制造技术的合作学院。

铜箔市场紧缺，PCB业雪上加霜

2015年以来，随着电动汽车产业的飞速发展，动力锂电池产业呈现爆发式增长，锂电池用的铜箔需求也同样呈现爆发趋势。目前铜箔应用最广的两个产业主要是在锂电池市场和PCB覆铜板市场。由于锂电铜箔与PCB标准铜箔在生产设备和工艺上有较大差别，锂电铜箔的利润远高于PCB标准铜箔，因而很多铜箔厂商更愿意将铜箔转产至锂电行业。

据悉，中国台湾的南亚、长春、金居，日本的三井、古河，韩国的日进、LSM，及中国大陆的铜冠铜箔、灵宝华鑫、青海电子、江铜、联合铜箔等铜箔供应商均有锂电铜箔转产计划，上述供应商转锂电铜箔的月产能合计约8600吨/月。

而大量的锂电铜箔需求导致覆铜板主要原材料铜箔出现紧缺和涨价。目前全球铜箔产能设计在40150吨/月，略低于下游总需求量43050吨/月。在铜箔下游应用领域中，来自覆铜板CCL的铜箔需求量最大，约26000吨每月，PCB+FPC+FCCL的铜箔需求量约8000吨/月。

铜箔厂家在总产能不变的情况下，转产锂电铜箔后（目前计划转锂总量8600吨/月），将导致PCB铜箔供应锐减，无法满足下游CCL及PCB生产需求。

预计到2018年，锂电池铜箔需求量大幅增加200%-300%，而铜箔产能扩张速度4%-5%，无法满足锂电产业及周边产品对于铜箔的需求，并将进一步导致其他产业，尤其CCL的铜箔供需失衡，进而引起相应铜箔供给价格上涨。

而铜箔占据覆铜板CCL材料成本的30%（厚覆铜板）-50%（薄覆铜板），覆铜板占据PCB生产成本的约40%，上游铜箔价格持续上扬将传导至覆铜板产业及PCB产业。

因电路板存安全隐患菲亚特召回2509辆吉普自由侠汽车

从国家质检总局网站获悉，广汽菲亚特克莱斯勒汽车有限公司向国家质检总局备案召回计划，决定自2016年9月23日起，召回2016年6月5日至7月27日期间生产的部分2016年款吉普自由侠汽车，共计2509辆。

据了解，本次召回范围内的部分车辆由于电路板供应商制造设备故障，在一定环境条件下，可能发生车身控制模块故障，导致大灯或喇叭等功能产生异常，存在安全隐患。

广汽菲亚特克莱斯勒汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费更换车身控制模块，以消除安全隐患。

蓝思科技曲面玻璃与双面玻璃受机构关注

8月25日晚间，蓝思科技发布2016年半年度报告。公司业绩下滑较大，上半年实现营业收入56.58亿元，同比下降34.66%；净利润为2.47亿元，同比下滑63.92%。消费电子产品市场尤其是智能手机及平板电脑市场日趋饱和，行业竞争激烈，公司中高端产品的销量受到一定冲击。

蓝思科技最新财报刚披露，8 月29至9月1日期间，就有4批次合计19家机构登门，加上前一工作日（8月26日）的调研记录，公司连续4个交易日迎5批机构造访。其中不乏华夏基金、野村证券、台湾人寿等知名机构。

比起上市公司业绩增长的快慢，机构有时更看重预期。市场预期的修正过程也可能蕴藏着较好的投资机会。调研记录显示，机构重点关注蓝思科技定增募投方向之一3D曲面玻璃的生产情况，以及公司下半年新产品构成及产销构成。公司表示，3D曲面玻璃占公司收入的比例目前还比较小，募投项目“3D曲面玻璃生产项目”仍然在建设期，公司3D曲面玻璃的良率处于行业中的最高水平，价格约为2.5D玻璃的3-5倍。

目前市面上采用双面玻璃外观设计的品牌主要是三星、小米、vivo、OPPO、华为等，占据整个智能手机市场的比例还不大，蓝思现有产能完全能够满足市场需求。如果未来领导品牌或外观设计潮流转向双面玻璃的话，公司将打通产能瓶颈并适当增加产能。

美国高性能高分子复合材料市场需求2020年将达到100亿美元

2020年美国市场对高性能高分子复合材料（进行了纤维强化的高分子材料）的需求将达到100亿美元，期间年均增幅为5.3%，与2010-2015相比增速略为放缓。众所周知，那几年间的迅猛增长主要源于波音787的投产，因其机身超过50%由复合材料构成，所以此举极大刺激了市场需求。总的来说，航空航天业对于高分子材料的需求增速稳定，其中一部分原因也是借了风能利用和高压容器行业的东风，这两个市场的特色在于增幅小、增速快。另外，高分子材料的高成本和劳动密集型生产也注定其拓宽市场的道路将较为艰辛。

至2020年，高性能高分子材料的主打市场仍是航空航天业。但是在对材料的需求方面，高压容器行业却显示出了最快的增速；此外，风能行业将延续一贯的高速增长。最近，政府再次扩大了产品的抵税额，这也为那些常年震荡的市场带来了利好；而随着涡轮叶片的长度一再提升，势必会促进厂商对于碳纤维的需求以实现轻量化。

得益于其低成本与广运用，到2020年碳纤维将会成为高分子材料的领头羊，占到了整个市场需求的85%；在工业中运用日益广泛的芳纶复合材料紧随其后；其他纤维复合材料表现平平，这主要是因为除了军用飞机以外的大部分行业对其需求较为薄弱。

爱普生F系列大幅面印花机引领家纺市场新潮流

爱普生推出的F系列大幅面印花机中的Epson Sure Color F9280是高速型微喷印花机，拥有64英寸打印平台，配备双爱普生PrecisionCoreTFP微压电打印头，错位排列，相当于装配了一个2英寸宽的打印头，在360×720dpi精度下，最高输出速度达100.1平方米/小时，能够全方位支持高产能印染厂商的生产。Epson Sure Color F7280支持64英寸打印幅面，适合坯布印花企业按卷到卷转印的方式进行印花生产。Epson Sure Color F6280则支持44英寸打印幅面，适合数码服装裁片的制作，丰富的产品满足不同用户需求。

爱普生F系列微喷印花机兼顾了环保性、经济性和实用性，使用的爱普生“活的色彩DS”热转印墨水，具有色彩表现优异和健康环保等优点，其承印物通过了欧洲Oeko-Tex Standard100第一级别的认证和中国GB18401-2010A级别的认证，婴幼儿服装也可放心使用，很好的满足了家纺行业的需求。

科学家发明“一丝不挂”面料

科学家发明了一种面料，能让穿着者感到异常凉爽，几乎等同于一丝不挂所带来的感受。相关成果近期发表于《科学》杂志。

美国斯坦福大学研究人员开发出一种新材料，它基于塑料纺织，成本低廉，如果用它做衣服，能比现在的天然织物或化纤织物更有效地给身体降温。这种新材料由一种叫聚乙烯的普通塑料制成，它薄薄一层，布满纳米尺寸大小的孔，直径从50到1000纳米不等。

研究人员称，这个直径范围涵盖了可见光波长的范围，因此它会让可见光发生明显的散射，这使得材料变得不透明，而且也减少了外界光照的升温作用，让红外辐射和空气得以释放。他们还用聚多巴胺涂层对材料进行了亲水性处理，以便能更好地排出汗水。而棉线网布的加入，也使得织物变得更耐用。

与此同时，这种明亮的白色织物可以强力反射可见光，防止其给人体加热。研究人员表示：“这一面料，有望为人们带来在炎热天气不需空调而保持凉爽的‘空调衣’。”接下来，研究人员还计划改进这种材料的舒适度，并让它们变得足够经济。

印刷完成后才显现多种颜色的新型油墨被研发

油墨是用于印刷的重要材料，它可以通过印刷的方式将文字、图案展现在承印物上。然而你或许很少注意到但一定可以想通的是：大多数油墨，尤其是彩色油墨或多或少的都会带有一些毒性。这无疑是对人的健康或其他方面有所影响的，也是所有人都不希望的。而现在，一项新的研究将使这种情况被改变。

这项研究来自于俄罗斯圣彼得堡的ITMO大学，他们开发出一种基于无色二氧化钛胶体的油墨，它可以被用于各种不同的表面。并且，它是通过改变纳米结构的方式产生不同的颜色。

也许你很难理解这种原理，那么举一个在生活当中比较常见的例子：比如蝴蝶的翅膀，我们经常可以在上面看到五颜六色的光彩，它们的反射光以光频率互相干扰的方式，导致表面上看起来是多种不同的颜色。

这种新型油墨的出现，将改变现有的印刷形式，即使这项工作和类似的物品变得更加安全，又使类似的产品看起来变得更加不一样。并且除此之外，这项工艺还将被用于一些尖端设备的生产当中。研究论文已被发表在了近期的《ACSNano》杂志上。

韩科学家发明新型喷墨打印防伪技术

近期，韩国的科学家发明了一项利用喷墨打印原理的新型防伪技术。

据外媒报道，这种新型光学加密技术被称为“自组装光子晶体技术”（SAPCs）。在白色背景上及日光照射下，全息图会隐形。当受到像智能手机闪光灯之类的强光照射，或者置于暗色背景上时，图形就会显现出来。该新技术是由韩国蔚山科学技术大学以及韩国机械与材料研究学院共同开发。

研究人员称，SAPCs全息图可用低成本的商用RGB色彩模式打印机制作。得到的全息图在不同的角度下，显示不一样的效果和颜色。

研究团队在向Nature旗下《Scientific Reports》期刊的投稿中写道：“利用喷墨打印技术设计的结构色图能制作出用于各类物品和产品鉴定的光学全息图，是一项安全性很高的防伪技术。”

G8.6代液晶基板玻璃生产线项目在咸阳开工

9月12日上午，G8.6代液晶基板玻璃生产线项目开工动员会在陕西咸阳举行。

G8.6代液晶基板是液晶面板的上游配套产品，广泛用于手机、电视等各种平板显示器。该生产线项目的开工建设，对于壮大陕西省电子信息产业，加快形成新的支柱产业，促进产业转型升级具有重要意义。该项目总投资50亿元，分两期建设，预计2017年9月第一条生产线建成。项目达产后可实现年销售收入约20亿元，形成年平均产量349万片G8.6代液晶基板玻璃的产能，充分保障G8.6代液晶面板生产线项目，实现就地配套，降低面板生产成本，提升产品市场竞争力的目标。

陕西省政府要求，要抢抓市场机遇，加快项目建设，争取早日建成，并尽快落实研发中心、盖板玻璃等后续项目，招引上下游配套项目和企业，延长产业链，促进要素聚集，发挥更大效应。省级各有关部门和咸阳市要全力支持，为项目建设提供最有力的保障，为企业发展创造最优惠的环境。

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耀兴生产的玻璃丝网印刷机是为玻璃深加工企业精心打造的。套印准确、安全高效、简单易行，适合汽车玻璃、装饰幕墙、工艺玻璃、金属板材等各种硬性材料的单色、多色印刷，能满足用户的特殊尺寸订货。

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