陶瓷墨水国产化 研发须与时俱进
- 2015-03-26 17:03:142652
随着国产墨水市场容量的增大，国产墨水公司正紧锣密鼓开始“扩张”，以满足国内陶企对国产墨水的市场需求。据了解，目前我国国产墨水月市场容量约为2000吨，年容量将超2万吨，较2013年市场容量为1.3万吨有较大增幅。目前已有部分进口墨水公司墨水价格已低于部分国产墨水的价格，有两家在业内较为的进口墨水目前仍在降价。迹象表明，国产墨水以本土服务为优势，在产品质量及稳定性不断赶超进口墨水的趋势下，进口墨水价格愈发回归理性，降价趋势仍在持续。
陶瓷墨水的研究
国内喷墨印刷用陶瓷墨水的研究始于2000年。近年来，部分高等院校、研究所及企事业单位纷纷对喷墨印刷用陶瓷墨水进行了研究报道。
目前国内总共公开发表39篇有关喷墨印刷用陶瓷墨水的论文，其中研究性论文31篇，综述性论文8篇。研究性论文中，有关功能陶瓷墨水17篇，以天津大学为代表；有关陶瓷装饰墨水14篇，以陕西科技大学和南昌航空工业学院为代表。目前国内主要采用溶胶法和分散法制备陶瓷装饰墨水，反相微乳液法主要集中在功能陶瓷墨水制备方面。
此外，国内已有部分研究单位申请了陶瓷墨水相关的发明。截止目前，国内总共有8篇有关喷墨印刷用陶瓷墨水的发明，其中包括4篇关于陶瓷装饰墨水用超细粉体制备和4篇有关陶瓷装饰墨水制备。
在喷墨印刷技术的基础上，将特殊的粉体制备成墨水，通过计算机控制，利用特制的印刷机可以将配置好的墨水直接印刷到陶瓷的表面上进行表面改性或表面装饰。
陶瓷喷墨印刷的关键技术之一，为陶瓷墨水的制备。所谓陶瓷墨水就是含有某种特殊陶瓷粉体的悬浊液或乳浊液，通常包括陶瓷粉体、溶剂、分散剂、结合剂、表面活性剂及其它辅料。
陶瓷粉体是陶瓷墨水的核心物质，其组成和性能决定着墨水的应用范围。目前，陶瓷墨水所用的陶瓷粉体主要包括两大类：一类为功能陶瓷粉体，如：ZrO2、TiO2、BaTiO3及PZT陶瓷粉体等；另一类为陶瓷色料和着色剂，如：铬铝红色料、钒锆黄色料、钴铁黑色料及钴铝蓝色料等。按照墨水所含的陶瓷粉体不同，可将其分为功能陶瓷墨水和陶瓷装饰墨水两类，见表2所示。其中功能陶瓷墨水可赋予基体表面以力学性能、光催化性能及电学性能等。而陶瓷装饰墨水主要用于传统陶瓷的表面装饰，其实质还是利用色釉料进行表面着色，但又不同于传统喷墨印刷墨水，对于陶瓷装饰墨水不仅需要考虑与喷墨印刷机匹配，而且需考虑高温煅烧后的颜色变化是否能满足图案要求。
根据陶瓷喷墨印刷机的类型不同，又可将陶瓷墨水分为连续式喷墨印刷用陶瓷墨水和需求喷射印刷用陶瓷墨水两种。由于两种喷墨印刷机在工作原理方面有一定的差异，因此所用的陶瓷墨水的性能要求也有所不同。其中连续式喷墨印刷机工作时，墨滴的路径由水平及垂直偏向板以静电偏向的方式控制，因此墨水本身需要具备一定的导电性能，通常采用导电盐（如：NH4NO3、（NH4）2SO4）来调节墨水的导电率。为了满足偏转静电场的需要，连续喷墨印刷用陶瓷墨水的导电率一般需大于100ms.m-1。
陶瓷墨水国产化
目前，国内墨水公司主要有道氏、伯陶（国瓷康立泰）、明朝科技、汇龙、万兴、迈瑞思、远牧等，国产墨水乃至国产喷墨机“国产化进程”可谓经历了一个曲折的过程。在我国陶瓷行业喷墨打印技术兴起并发展初期，国外进口墨水及喷墨设备商对我国国内墨水及喷墨设备厂家进行严密的技术封锁，在技术“垄断”之下墨水价格曾高达60万欧元/吨，喷墨机甚*千万每台，在2012年至2014年间，墨水价格及喷墨设备价格在中国市场呈现出巨大的价格梯度，目前喷墨机普遍在300万每台左右。
有业内人士表示，国产墨水市场占有率从2013年的25%增至2014年50%以上，这标志着我国陶瓷工业已进入墨水国产化时代。其表示，我国国产墨水短短一年市场份额即超过50%，并非以低价竞争取胜。随着墨水及喷墨设备愈发透明化，国产墨水及喷墨设备在稳定性、品质、性能、功能方面不断赶超，在国产墨水品质平衡及本土化服务的优势下，进口墨水在物流、关税及公关上成本压力凸显，尽管进口墨水也聘用本土技术人员解决服务软肋，但在国产墨水公司占据本土优势及其与本身釉料服务网点的结合，服务失衡劣势凸显，越来越多陶企趋向于选择国产墨水。
上述*行业人士分析称，国产墨水市场占有率在短短一年时间即对进口墨水产生强大冲击，占据50%以上市场份额，除了国产墨水本身品质及服务水平提速的“内因”，还有国产喷墨设备助推的“外因”。2013年，国内墨水市场仍旧以进口墨水为主，国产墨水“不成熟”是大部分国外及国内喷墨设备商的忧虑，这给国产墨水的“上机”带来了阻力，墨水国产化进程“卡”在了以喷头为主的喷墨设备对墨水的验证上，行业甚至一度呈现“进口喷头携进口墨水上机”的现象。业内人士表示，在国产墨水技术提升，国产喷墨设备商包括喷头商在内对国产墨水愈发“认同”的趋势下，进口喷墨设备商对国产墨水也将持开放态度，墨水的国产化将进一步提速。
陶瓷墨水研发要深度也要广度
喷墨技术的不断发展与应用，使喷墨打印的瓷版画也越来越精致。而制作一个瓷版画产品，有一个非常重要的材料就是陶瓷墨水。据了解，有一种叫光敏固化墨水的进口墨水已在广告喷绘领域使用已经很久了。喷墨打印的底板经烧制后，再进行UV3D打印，这种墨水不用经过烧成阶段，大概在60℃左右的环境里，在光线照射下便固化成形了。与国产墨水相比，进口墨水的质量确实占有很大的优势，但这也刺激着国产墨水研发新技术。
据了解，相关公司正在重点攻克两个墨水新技术，其一是能在有机花纸上打印图案，然后进行三次烧的花纸*墨水，其二是能用在玻璃上的喷墨打印墨水。
随着数字打印技术的推广，个性化的花纸更受推崇。例如，每个旅游景点如果给每个游客印制头像和他们的签名，若按照以前的丝网印刷必须制版，如果有1000人就要制1000个版，成本会非常高，因而也不可能。喷墨打印出现以后，图片可存在电脑里用电脑控制进行喷墨打印，根本不用制版，所以个性化花纸方兴未艾，市场需求十分强劲。再试想一下，如果可以把自己的头像或旅游合影等晒制到陶瓷挂盘上去，又将会引发怎样的市场追捧。
玻璃墨水，之所以难攻克，主要是一直以来是以丝网印刷为主。由于玻璃表面的光滑特性和表面张力特性，如果在玻璃上简单地用现有墨水去喷绘形成图案，墨水在玻璃上往往会收缩或扩散，导致图案变样。如何研发使其烧成温度与玻璃一致，以及喷到玻璃表面附着力很强并且能保持原形，这也很挑战陶瓷行业色釉料专业人员的智慧。
据悉，这两年陶瓷色釉料特别以墨水为代表，技术进步非常明显，推进速度非常快，商机稍纵即逝。做普通墨水，国瓷康立泰、道氏等企业作为梯队，夹带上市公司资金雄厚的优势，再加上管理到位和大规模产业化生产，普通墨水的价格已经是降无可降，小墨水厂家如果继续生产普通墨水，生存空间非常有限。
在这种生存压力的逼迫下，功能墨水的研制正呈现出蓬勃发展的势头。这些功能墨水包括红色系列、金色系列、纯黑系列、下陷釉系列。去年下半年，行业又研发出一种渗花砖*的渗花喷墨釉系列，陶瓷行业人的智慧实在值得称赞，在这种生存压力竞争下迸发的创意性智慧尤其值得赞扬。
在数字化打印流行的时代，墨水若想与时俱进，有更为广阔的发展前景，它的研发应向深度和广度进行拓展。当然在行业墨水研发方面，纺织、印染甚至于大幅应用于墙壁的涂料能否开发相应墨水而绘制比较精美的图案或花色，这一类的市场更为巨大。