白色功能墨水的开发与在陶瓷薄板的应用*

2018-08-21姚利兰林海浪

陶瓷 2018年8期

姚利兰林海浪

(1 广东省梅州市质量计量监督检测所广东梅州 514072) (2 佛山市迈瑞思科技有限公司广东佛山 528138)

前言

佛山陶瓷，是佛山的名片，曾因其产量与质量而闻名全世界；如今，却因其“高污染、高消耗、高排放”的生产过程，而被迫转移阵地，能够保留下来的一些品牌企业也正面临着转型升级、优胜劣汰的时代抉择。传统陶瓷砖是非常厚重的瓷砖，其厚度基本在8～14 mm。要想解决瓷砖生产的3高问题，陶瓷砖的轻薄化，则会成为建筑陶瓷产业未来发展的大势所趋之一，也是我国政府大力倡导和要求的任务。陶瓷砖轻薄化从喊口号到发展至今，不少品牌企业都推出了薄型化产品；BOBO陶瓷薄板采用世界先进的陶瓷生产技术，专业生产仅只有4.8 mm厚的大规格(600 mm×1 200 mm)陶瓷薄板，相比较普通瓷砖而言，单位面积建筑陶瓷材料重量可降低1倍以上，节约60%以上的原料资源，降低综合能耗50%以上。2007年，蒙娜丽莎集团在北京人民大会堂隆重举行产品推介会，宣布了900 mm×1 800 mm×5.5 mm规格的大型瓷质薄板的诞生。“十二五”规划以来，瓷砖减薄成为建筑卫生陶瓷协会接下来的工作重心之一，协会秘书长缪斌先生不遗余力地奔波于全国各陶瓷产区，大力宣传协会关于对瓷砖减薄工作重心的重视和进程，在业内媒体承办的瓷砖减薄论坛上，缪斌秘书长向各陶瓷企业严肃地表示：将加快产业调整步伐，2015年全行业必须实现瓷砖减薄10%以上。这不仅是一个产业在探寻绿色可持续发展中的一条出路，也将成为“东方陶瓷古国”传承民族文化、造福后代子孙的责任和使命。然而，陶瓷薄板生产过程也需要解决诸多难题，从原材料、压机压制、釉线技术到烧成、包装运输等，都需要革新。陶瓷薄板的制备，由于其规格增大，厚度变薄，使用目前常规的钟罩淋釉技术，会出现淋釉不均，淋釉过厚，影响砖型等问题，亦存在材料浪费问题，生产每平方米陶瓷砖需要用到1～2 kg的白色釉料遮盖坯体。目前，随着数字化喷墨技术的成熟，陶瓷数字化材料制备技术已经被完全掌握，关键的是陶瓷喷头喷墨量提升，使得国内具备了研制数字化白色环保功能墨水取代钟罩淋釉的硬件。因此，研制白色环保功能墨水以及在陶瓷薄板上的应用，前景光明。

1 白色环保功能墨水的研制

1.1 墨水制作步骤

1)配料。分别称取高白材料80.00 g，陶瓷墨水溶剂100.00 g，陶瓷墨水专用分散剂10.00 g，陶瓷墨水添加剂10.00 g，装入2 L塑料罐，充分摇匀分散。

2)研磨。将均匀分散的混合液缓慢装入0.5 L砂磨机研磨，研磨机转速调整为2 500 r/min，研磨2 h后测量颗粒细度。

3)墨水检测。制备成白色环保功能陶瓷墨水平均粒径D50<1 μm，通过3 μm滤纸，粘度调整到15～25 cp，表面张力调整到25～35达因。

1.2 白度性能测试

1)将制备好的陶瓷墨水使用滴管移到250目网版，然后用刮刀将墨水转印到10 cm×10 cm陶瓷生坯体，转印一次。

2)将陶瓷生坯置于1 200 ℃电炉中烧制，温度曲线为5 min400 ℃，25 min1 180 ℃，保温2 min，20 min降为50 ℃。

3)测量白度，砖坯冷却后感官目测烧成白度，感官测量后用白度仪标定数据。

1.3 实验结果记录与简要分析

表1 白色环保功能墨水性能指标

表1数值表明：制备的白色环保功能墨水符合广东省《陶瓷装饰用溶剂型喷墨打印墨水》标准要求。合适的粘度，能够保证喷墨打印顺畅，防止出现挂墨，滴墨的现象；合适的细度，既能满足打印的要求，又能节约研磨时间，减少研磨能耗；表面张力数据，反映的是墨水打印到砖面后图案的清晰度，合适的表面张力，能够有效防止糊花情况出现。

白度值测试结果表明：转印到陶瓷坯体上的白色墨水经高温烧成后具有优异的白度效果，能很好地遮盖坯体，提升坯体表面的白度，有利于在较白的表面上进行图案表现。

2 白色环保功能墨水在陶瓷薄板产品的应用

2.1 应用步骤

1)在喷墨实验机装上白色环保功能墨水，调整喷墨机打印参数，使喷墨机能够满足正常打印工作。

2)使用精度为0.01 g的电子天平称量300 mm×300 mm陶瓷薄板砖无釉生坯质量，喷墨前记为M1。

3)调用满版喷印图案，将满版图案喷印在300 mm×300 mm陶瓷薄板砖无釉生坯上，在不同坯体上测试打印1次、2次、3次、4次的喷墨量，喷墨后记为M2。

4)使用以下公式计算喷墨量(M=(M2-M1)/打印次数)。

5)将陶瓷生坯置于1 200 ℃电炉中烧制，温度曲线为5 min400 ℃，25 min1 180 ℃，保温2 min，20 min降为50 ℃。

6)烧制后，测量不同打印次数的白度值。

2.2 实验结果记录与分析

表2 白色环保功能墨水喷墨量与白度值关系

实验结果表明：足够量的白色环保功能墨水能够大幅度提升烧成后的陶瓷薄板生坯表面的白度；同时，实验结果表明，当白色环保功能墨水达到一定数量后，坯体表面的白度提升达到极限，无需喷量过多。经换算，本项目研制的白色环保功能墨水在陶瓷薄板上全面积喷250～350 g/m2，能较好地遮盖坯体底色，达到使用钟罩正常施釉的相同遮盖效果，减少了60%以上的使用量。