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解析陶瓷數字噴墨印花現狀和未來挑戰

2014-09-11 09:14 來源:中國陶瓷新聞網 責編:江佳

摘要:
數字噴墨技術多年來已經在許多其他行業成功地獲得應用,包括廣告噴繪、包裝和紡織品印刷。但在同一時期,包裝和紡織品印刷中噴墨所占份額只達到了2%左右,而瓷磚噴墨印花卻已達到了40%多。我們先來看看陶瓷和其他行業在應用噴墨技術上為何會有如此差別,然后再來考察陶瓷業未來面臨怎樣的挑戰。
  瓷磚生產的另一新興領域,即大塊薄形瓷磚,也需要應用這一技術。這類瓷磚是通過擠壓基材而生產出來的,而不是模壓制作的。數字噴印可用來在這類瓷磚上增加立體結構或紋理,因為它是一種非接觸式的加印過程。這將增進這類瓷磚的吸引力和自然外觀,同時又會避免對這種較薄、易碎的瓷磚造成損壞。
  
  這種數字噴墨印花機,會與目前使用的為瓷磚進行色彩裝飾的印刷機顯著不同。目前的數字噴墨印花機可噴射的彩色印墨平均在每平米2至8克之間。如需為瓷磚表面增添立體結構如浮雕效果,就需要每平米數百克的印墨量。此外,色料顆粒尺寸也會比目前使用的顯著加大。全新Xaar001噴印頭會達到這些性能,噴射的印墨量將以“納升(nL)”、而不是以“皮升(pL)”為計量單位。它噴射的墨滴大小在70至180納升之間,要比目前按需噴墨噴印頭的噴墨量大1000多倍。具備這種印墨噴射水平的噴印頭,也可以應用在其他領域,如為瓷磚噴射底釉和面釉。在這些應用領域運用數字技術,可以減少液體的使用量,允許有更大的創造性去實現瓷磚設計的多重效果。未來還會有更大噴墨量的數字技術被用來為瓷磚進行工藝涂層,比如,讓瓷磚有防滑、抗菌、防水或其他涂層。瓷磚也會變得更加具有多功能性,如加入導電成份,為報警器、燈光和其他系統生產傳感元件。
  
  陶瓷噴印墨水的色域
  
  讓我們再回到瓷磚裝飾印花問題。賽爾一直在探索如何進一步改善數字印花技術,這里的一個挑戰,就是在采用數字噴墨技術的同時,需要開發新型數字印墨。以前網印工藝所使用的,是色料顆粒較大的粘糊狀彩色印墨,瓷磚在燒制前每平米覆蓋的絲網印墨量高達50或100克(分別為滾筒或平版網印)。按需噴墨噴印頭的內部結構尺寸是僅以數十微米計的,這意味著數字噴印的色料必須以液體方式提供,色料顆粒大小尺寸也必須精確控制,以避免這些顆粒堵塞噴印頭內部的印墨通道和噴嘴。噴印的色料量及顆粒大小,也因此會對最終能夠獲得的色彩范圍產生影響。
  
  通過印刷獲得的色彩范圍通常用“分析圖譜”來表示。在色域分析圖譜中,維度L表示一種色彩的亮度,維度a和b表示色彩成分。這些維度按國際彩飾委員會(簡稱CIE)標準,由色彩坐標來計算表示,被認為與人類對色彩和光亮的感知最為相似。
  
  如果我們對色域僅以“二維”來表示,也就是說不用“L”這個維度,我們就可以表示計算機屏幕所顯示的標準色集(RGB即三原色值),以及由CMYK即四分色表示的標準數字噴印色集,這應用于桌面打印、標簽以及其他領域。
  
  即使不應用RGB或CMYK色集,也可以復制人眼可見的全部色彩。只有當你試圖應用這二種不同方式來顯示同一幅圖像或照片時,才產生了這里所說的問題。顯然,如果你要求2幅圖像看上去完全一致,你就必須限定計算機屏幕顯示的色彩范圍,與印刷機色彩范圍相匹配。
  
  那么,陶瓷色彩又是怎樣的情況?陶瓷印墨不能使用其他數字噴印領域應用的同樣色料,因為瓷磚要經受高達1200°C的燒制過程,以將釉料中的融塊熔化到瓷磚上。所以,瓷磚裝飾數字噴印中使用的色料,必須能夠承受住這樣的高溫。而這一過程中唯一不會被破壞的,只能是無機色料,比如金屬氧化物。
  
  陶瓷市場使用的色集,與桌面打印,以及標簽或寬幅噴繪等使用的不同。由于所使用的無機色料類型的限制,它一般由褐、米黃、藍、黑、黃和粉紅色組成。而且它還有進一步的制約,即不能使用由有毒重金屬制成的色料。盡管有技術可以通過封裝來減少它們的實際毒性,但許多國家及公司都堅持要求使用不含有這些成份的色料。所有這些限制所帶來的一個后果,就是陶瓷印墨的色域(或一個色彩空間的顏色范圍)有所“折中”。目前尚無陶瓷印墨的標準圖譜,而只有陶瓷色料各個供應商會提供它們各自的色彩圖譜。但一般說來,傳統絲網印墨中應用的陶瓷色料,缺少的主要是黃色和紅色(綠色在瓷磚應用上不那么普遍,只有印度除外)。
  
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