黃惠寧
摘 ?要:2014年9月22日-26日,意大利博羅尼亞(Bologna)舉辦了一年一度的陶瓷磚CERSAIE,展示了許多用數字裝飾技術與設備生產的各類瓷磚。與此同時,在意大利里米尼(Rimini)舉辦了兩年一度的陶瓷機械設備展(Tecnargilla),中國廣東東莞瑯菱企業的超細研磨設備、廣東佛山康立泰(國瓷)的陶瓷墨水、廣東佛山新景泰陶瓷的噴墨設備,代表中國在瓷磚數字裝飾領域的一股新興力量參加了本次展會。本文對瓷磚產品不進行討論,對國內企業的情況也不作展開,僅從宏觀角度上介紹國外一些企業在瓷磚數字裝飾技術與設備領域的新進展,供國內瓷磚行業同行參考,不對之處,敬請批評指正。
關鍵詞:超細研磨;數字墨水(水性/油性);數字釉料與裝飾;噴頭;色彩管理技術;設備;市場
1 ? 瓷磚數字裝飾設備市場發展
2013年全球大規模推廣數字生產方法,2014年全球瓷磚噴墨印刷設備與技術迅猛發展。2010年12月全球已安裝數字印刷設備大約538臺,2011年底增加到1054臺,到2012年12月底增長到1537臺,平均每年增長超過500臺。
僅2013年一年時間,數字印刷設備就新增1367臺。據統計,到2014年1月31日總數達到2904臺(13個月增長+89%)。許多國家采用數字印刷設備生產方法增長迅速,從2010年開始24臺,到今天有48臺。但有些國家采用該項技術與設備較早,因此發展也更快。例如:西班牙現在約有300臺設備在使用,意大利現在也有240臺設備在使用(包括2013年安裝的43臺),有些統計可能偏高,有的可能偏低,在非歐洲國家中,使用數字印刷設備增長最快的是亞洲國家。
亞洲國家在過去的2013年共安裝1367臺設備,其中,711臺是在中國,206臺在印度,49臺在伊朗,44臺在印度尼西亞,其他一些主要的瓷磚生產國,例如:巴西在2012年12月有45臺,目前擁有87臺。
據統計,中國到2014年1月31日已安裝1210臺打印設備,印度大約有打印設備387臺。
據主要的墨水與設備供應商預測,“數字革命”(digital revolution)—瓷磚生產線安裝數字裝飾設備的快速發展階段將在2014年停止,到2015年會出現下降。
但是,目前全球的瓷磚企業又面臨著施釉的數字化,并將帶來噴墨裝飾的許多優點,陶瓷磚生產企業面臨著又一次機遇。采用數字施釉生產工藝一方面可以增加材料應用的美學水平;另一方面可以提高生產線的生產效率與管理水平,將給企業帶來巨大的利潤(效益)。全球數字打印設備(瓷磚)(2012年12月和2014年1月)分布狀況如圖1所示。全球不同地區已安裝和正在工作的噴墨設備狀況如表1所示。全球各國已安裝和正在工作的噴墨設備狀況如表2所示。
2 ? 超細研磨設備的新進展
2.1 ?中國超細研磨企業亮相Tecnargilla
廣東東莞市瑯菱機械有限公司在2014年9月意大利Rimini參加了Tecnargilla展會,該公司有13年從事超細研磨設備研發生產經驗,在中國國內約有20個用戶,研發生產的CeraINK鋯球磨技術參數如表3所示。氧化釔增韌高純ZrO2球 L95性能如表4所示。研磨設備加工顆粒變化如表5所示。
(瑯菱)陶瓷墨水加工流程示意圖如圖2所示。
2.2 ?德國NETZSCH
2.2.1德國NETZSCH最新干法超細研磨系統
NETZSCH公司是德國精細研磨設備系統主要制造商,NETZSCH集團下設四個公司:
(1) NETZSCH-Feinmahltechink,其主要業務是生產濕法研磨設備;
(2) NETZSCH-Lohnmahltechnik,主要業務是研磨服務(加工);
(3) NETZSCH-Vakumix,主要提供均化系統(homogenisation systems);
(4) Netzsch Trockenmahltechnik(原名Netzsch-Condux Mahltechnik,2014年7月1日更名),其主要業務是干法研磨及分散系統設備,其總部在德國漢諾威(Hanau)。
Netzsch Trockenmahltechnik在漢諾威擁有R&D部實驗室、技術中心,可根據用戶要求測試機器的性能。該公司研制全球領先的干法研磨系統,該項技術使用過熱蒸汽,S-Jet 射流磨以這項技術為基礎,這是全球首家在市場上銷售干法研磨系統的公司,可完成精細研磨,其粉料粒徑可達亞微米和納米級范圍。
Netzsch Feinmahltechnik已向全球許多陶瓷墨水企業提供濕法研磨設備。
2.2.2德國NETZSCH-10000升磨機
在許多年間,有一個概念被廣泛的接受,即陶瓷色料不能研磨到亞微米范圍(D99<1 μm),否則將失去一些相關的色和物理性質。要生產一些超細的產品,使用濕法研磨,需較長的時間,在長時間研磨過程中,色料會受到一定程度的損害,從而導致一種概念的產生—陶瓷色料不能研磨到<1 μm。
陶瓷生產隨著按需噴墨(Drop on demand)打印技術的引入,推動了研磨技術的發展,用干法與濕法相結合的最佳研磨組合,可以獲得懸浮的陶瓷色料,其粒度范圍在亞微米級(D50=0.15 μm~0.3 μm、D99=0.6 μm~0.8 μm)。至今有45Mio(百萬)公斤的陶瓷墨水供給全球3000臺陶瓷數字噴墨打印機應用,證明目標是可行的,打破傳統的概念,挑戰陶瓷原材料、釉料和其它相關產品的研磨領域。
NETZSCH還為陶瓷應用提供一系列研磨的方案,2005年12月,NETZSCH實驗室應用的研磨設備LABSTAR第一次運行,NETZSCH一直不停地在噴墨技術領域進行研究,至今已有上百臺不同型號的NETZSCH研磨設備應用于世界各地。NETZSCH具備研發和選擇最佳的整體研磨方案,包括色料加工、混合、濕法研磨等,這些方案應用于數字墨水和釉料的生產、玻璃陶瓷墨水、技術陶瓷、礦物和原材料以及陶瓷物體。endprint
(1) WET Grinding—ZETA 濕法研磨系統
NETZSCH產品體系中有9種濕法研磨系統(水平disc磨、籃式磨、垂直磨等),陶瓷噴墨用色料生產選擇ZETA系統,因為有如下優點:非常窄的顆粒尺寸分布,通過過濾(篩)設備容易控制、高的生產效率、研磨球需要量少等,ZETA系統具有較小的研磨倉(其尺寸大約是disc磨的一半,相同的輸入功率)。NETZSCH最新研發可循環重建的最大的研磨設備,其研磨加工能力達10000 L(一次配料量),不同磨腔尺寸的設備形成了一個完整的系列(從0.62 L的LABSTAR試驗磨到400 L的LMZ ZETA 400)。
(2) Dry grinding—S-Jet 干法研磨系統
為了使陶瓷色料研磨后具有窄的顆粒尺寸分布,同時達到所需的細度,NETZSCH提供兩種解決方法:
1) CGS流化床噴射磨與Convor分級輪相結合,可以保證窄的顆粒尺寸分布為D97<4~5 μm。
2) S-Jet蒸汽噴射磨。S-Jet蒸汽噴射磨技術是由NETZSCH-CONDUX Mahltechnik GmBH最新研發的著名的空氣噴射磨,使用高壓過熱蒸汽替代空氣作為研磨介質,這種過熱高壓蒸汽具有非常高的沖擊速度,以及使用新的整套分級工藝,從而產生陶瓷工業從來沒有見過的顆粒細度,加工后的陶瓷色料具有非常窄的顆粒分布曲線,D50≈0.45 μm、D97<1~2 μm。這樣小的顆粒用于陶瓷噴墨墨水生產,克服了長時間濕法研磨使色料產生的問題,并且能源消耗減少,從而縮短了墨水在濕法加工過程的時間。濕法研磨工藝采用0.5 mm以下微米球作為研磨介質,加工過程會產生許多非常細的顆粒,這些非常細的色料顆粒進入最終的墨水中,會產生許多負面的影響(呈色、流變特性、活性等)。
用S-Jet生產顆粒度比較集中的色料粉,再用濕法磨短時間加工,從而產生出顆粒尺寸分布非常窄的陶瓷墨水,墨水的發色強度提高(特別對于黃色、紅棕墨水),從而使數字裝飾的陶瓷磚建立新的標準,成本下降、質量上升,使墨水的競爭力上升。
新的干法研磨技術,在裝飾材料加工領域提供了新的應用可能性,例如,加工數字施釉(digital glazing)同步進行干燥與研磨的陶瓷泥漿(懸浮液,亞微米顆粒范圍的)等。
2.3 ?意大利I-TECH公司成套墨水加工設備
幾種主要研磨(超細)設備性能參數如表6所示。
3 ? 數字墨水與數字釉料的新進展
3.1 ?意大利INCO公司新一代陶瓷墨水
INCO公司新研發的綠色墨水(Green)發色深,Beige Ochre(黃)成本低,新系統墨水稱為“Easy”,無毒、環境友好型,在20 ℃溫度下儲存6個月性能穩定,運輸過程+40/50 ℃~-30/35 ℃,墨水仍保質良好,如果儲存良好,墨水可保質9個月。INCO公司目前有12種墨水生產使用。INCO墨水品種詳情如表7所示。
3.2 ? Colorobbia研發數字噴釉產品
Colorobbia公司研發的數字噴釉產品主要分為三大種類,詳情如下:
Colorobbia陶瓷墨水目前有10個品種用于工業化生產(藍blue 2種分別用于墻磚和地磚、brown 1種、reddish brown 1種、beige 1種、reddish beige 1種、yellow 1種、pink 1種、green 1種、black 1種),Colorobbia又研發成功新的magenta和ochre墨水。
Smart數字施釉—Colorobbia具有以下優勢:
(1) 以水為基礎材料(化妝土、釉料);
(2) 適合于不同的生產工藝技術(墻磚和地磚);
(3) 使用量不同,200~1000 g/㎡。
Colorobbia與SACMI公司INTESA合作,2014年上半年在數字噴釉機上試驗C-Glaze,并進行中試生產。
Colorobbia,C-inks產品已經在市場上大量使用,C-shine則與傳統不同,C-Glaze傳統的特性用數字的方法應用,C-Glaze可以使材料精確應用,在瓷磚整個表面達到我們所期望的效果。“Smart”是用數字技術把墨水和釉料結合起來,形成一個完整的施釉和裝飾過程。
3.3 ?數字噴墨印刷用水性墨水-Ferro
Ferro公司在實驗室研發成功水性陶瓷墨水,水性陶瓷墨水優點有:(1) 相當環保;(2) 操作方便;(3) 設備更換墨水快速;(4) 兼容應用性好;(5) 燒成時揮發物少;(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劑是水,墨水的色料顆粒尺寸為3 μm,儲存與應用很穩定,色彩穩定性高,目前已研發10個品種。
目前油性陶瓷墨水有兩個主要缺點:固含量不高,墨水發色力弱;墨水中使用的陶瓷色料過分研磨,破壞晶體結構。
Keram-INKS 4.0克服了現有油性墨水的兩個主要缺點,使水性墨水中的色料保持其原有晶形,并含量高,從而使墨水的發色力明顯上升。
目前的油性陶瓷墨水要求色料研磨到1 μm以下顆粒,對于有些陶瓷色料來說是困難的,并且在這種加工方法下會產生許多<0.5 μm的顆粒,從而導致色料的表面積增大。
Keram-INKS 4.0陶瓷墨水采用新的研磨系統加工,這種研磨系統采用不同型號的研磨機組合,從而使陶瓷色料研磨后的顆粒尺寸分布比較均勻,達到墨水所希望的理想顆粒尺寸,同時,所產生的小于0.5 μm的顆粒比目前方法少很多。endprint
目前與陶瓷墨水相結合的數字裝飾工藝,包括特殊效果墨水,已經在瓷磚工業中應用,這種技術已經在瓷磚表面產生光亮的、亞光的、下陷的和金屬化的效果,所有這些特殊效果都是基于墨水具有小于1 μm的顆粒尺寸分布。
Ferro研發新的數字墨水基于三個理念:
(1) 以水為基礎的墨水;
(2) 增大所用固體顆粒的尺寸,從小于1 μm增大到3~10 μm;
(3) 墨水的使用量明顯增大,從60~800 g/㎡。
Ferro研發的Inks Nova 4.0具有以下創新特點:
(1) 墨水的顆粒尺寸分布3 μm,使用量150 g/㎡(特殊效果);
(2) 墨水的顆粒尺寸分布大于5 μm,使用量500 g/㎡(應用于Ferro數字噴釉)。
Ferro數字噴釉的特點:
(1) 顆粒尺寸10~20 μm;
(2) 采用特殊的微珠磨生產,保證顆粒尺寸分布;
(3) 釉漿的低粘度,流變特性好;
(4) 釉漿使用量300~800 g/㎡,直接用于陶瓷磚坯體表面;
(5) 在陶瓷磚表面產生新的顯微結構;
(6) 不同種的釉料使用,將在陶瓷磚表面產生新的效果。
目前,Ferro公司主要從事水性陶瓷顏色墨水、特殊效果墨水、數字噴釉這三個方面的研究。
Ferro公司水性陶瓷顏色墨水,在2014年CEVISAMA西班牙陶瓷展上獲ALFA DE ORO獎。
3.4 ?Esmalglass·itaca—陶瓷工業的“數字材料”
Esmalglass·itaca為了適應陶瓷工業快速發展的“數字技術”,正在積極研發可應用于數字系統的“材料”—DPM(Digital printing materials)“數字印刷材料”。
DPM產品根據其顆粒尺寸分成兩個大類產品—DPM亞微米和DPM微米。
DPM亞微米產品系列:適合于目前市場上的打印噴頭,例如目前生產銷售使用的油性陶瓷墨水,固體顆粒尺寸在1 μm以下 ,這些材料使用量一般在100 g/㎡以下,這就是數字墨水(digital inks),包括下陷釉、亞光-亮光釉。
DPM微米產品系列:適合于剛剛出現的高出墨量的打印噴頭,材料使用量一般都大于100 g/m2,超過1000 g/m2,這些產品一般是以水為溶劑的,其中固體顆粒尺寸>3 μm。
對于瓷磚產品來說,有兩個重要指標:價格和裝飾效果。微米級產品相比于亞微米級產品來說便宜許多,而且使用量可達到傳統的膠輥印、絲網平板印、淋釉的重量。DPM微米產品包括:光亮釉、亞光白釉、透明亞光、透明亞光色劑、結晶釉,它們可以用于裝飾后的整個領域,DPM微米產品與其他工藝相結合,可以達到傳統裝飾方法(壓制、模具、絲網印、膠輥印)的表面效果。
應該指出的是,Esmalglass·itaca研發這些材料已有許多年,在2011年才第一次向公眾(公開)介紹這些材料,并榮獲ALFA DE ORO獎,高使用量的數字微米釉料已申請專利。
DPM微米系列產品具有以下優點:
(1) 有助于生產過程及成本管理;
(2) 可以獲得瓷磚新的表面效果;
(3) 非常快的研發新產品;
(4) 生產釉線可以縮短;
(5) 可以實現各種模具效果產品,而不需要傳統的模具;
(6) 生產數量可控,更易實現柔性生產;
(7) 可以節省釉料,生產過程縮短;
(8) DPM微米產品可以創新更多的瓷磚新產品。
4 ? 噴頭的新進展
4.1 ?英國XAAR
XAAR001—digital glazing printhead 數字施釉噴頭的特點如下:
(1) 可以噴水性介質;
(2) 可適用于顆粒度25 μm的釉漿(10~20 μm);
(3) 噴射量為200~700 g/m2;
(4) 可實現多種材料(釉漿)的噴射(底釉、面釉等);
(5) 在瓷磚表面實現多種復合裝飾;
(6) 釉滴體積:200 pl(100~300 pl);
(7) 打印解晰度:40 dpi;
(8) 打印模式:二態。
XAAR1002 GS 40 噴頭的特點:
(1) 最小墨滴尺寸為40 pl、最大為160 pl(是XAAR1002 GS 12的兩倍);
(2) 適應于更多的特殊效果墨水;
(3) 很容易與現有的噴墨印刷機兼容(新增噴頭模塊)。
XAAR1002噴頭系列已在efi-cretaprint、hope(希望)、KEDA、KERAjet、美嘉、NKT(新景泰)、SITI、INTESA、TECNOFerrari設備上使用。
英國XAAR公司—“大色彩、大效果、大優點”,在意大利里米尼(Rimini)Tecnargilla展會上,展示了XAAR001和XAAR1002 GS 40兩個新產品,公司陶瓷專家Gillian Ewers在第六屆ACIMAC年會上介紹了XAAR公司在數字噴釉打印頭最新研發進展。據XAAR公司銷售與市場總監介紹,由于擁有新的打印頭,使XAAR公司產品可以為瓷磚釉線裝飾提供全方位的產品。
4.2 ?西班牙KERAjet—獨立研發生產噴頭
KERAjet噴頭性能參數詳情如表8所示。endprint
西班牙KERAjet公司是目前全球唯一一家可自主生產噴頭的噴墨打印設備企業,研制的K8系列適合于噴釉,K9系列適合于噴干粉(顆粒)。
5 ? 數字打印設備的新進展
5.1 ?意大利Durst—N系列新噴墨機
Durst為適應陶瓷磚行業發展需求,推出新的噴墨印刷機產品—GAMMA“N”系列,經濟性更好,打印裝飾質量更高。目前,有兩款產品分別為GAMMA 75 HD-NR和GAMMA 75 HD-NRS系列,該系列設備安裝最新專利技術—HD-R(高分辨率)打印頭技術,配備噴頭自動清洗系統和墨水回收系統,可有效減少墨水消耗,防止浪費。
新N系列產品的特點為:4級灰度;墨滴尺寸可變:28~90 pl;線速度是其它機型的4倍;64bit LINUX操作系統;Durst Gamma5.1軟件。
5.2 ?意大利TecnoFerrari—VivaJet 新系列噴墨設備
VivaJet使用新系列噴頭,XAAR1002 GS 6、XAAR1002 GS 12、XAAR1002 GS 40三種噴頭,擁有極高打印精度,墨滴大小為6~12pl、分辨率為360 dpi、4dpd;最大載荷40 m/min;最強的色彩表現力(GS 40~160pl);打印寬度為1.4m(L型),可裝8個色巴。
新的硬件和軟件參數如下:
(1) 64bit工作站,SSD,16GB RAM,HDD data 2TB;
(2) Windows 8.1 ?multi-Lingual;
(3) New CariocaJet V6軟件;
(4) New PLC Omron NJ-series,motion control;
(5) Ethercat industrial bus;
(6) HPC3噴頭控制器;
(7) XPM/XPM2打印驅動;
(8) 8X內存,3X下載速度。
Viva Jet設備部分參數詳情如表9所示。
5.3 ?意大利System—數字領域優異表現
System公司Creadigit噴墨印刷設備設計的三個重要原則:好的可靠性、好的打印質量、好的通用性,Creadigit系列產品打印參數如表10所示。
所有以上設備均可實現200 dpi和400 dpi,Creadigit可以用兩排形式打印200 m2大圖,在分辨率為400 dpi的條件下可以用50 m/min的線速度生產。
System公司在數字噴墨印刷領域中優異表現,主要注重以下四個方面:墨水論證;售后服務;噴頭再生(清洗維護);設計與研發。
2014年9月意大利Rimini,Tecnargilla陶瓷機械展,System公司展示了由5臺噴墨設備組成,全長25 m的全釉線數字噴墨設備組合,實現瓷磚各種釉線功能。
5.4 ?意大利SITI—多種噴墨設備組合
SITI B&T集團公司下屬公司Projecta是最早設計研發瓷磚噴墨設備的公司之一,目前公司主要研發的方向是根據瓷磚產品的需要開發新的噴墨設備,同時推廣色彩管理系統,根據木紋、石材等表面顏色、圖案、紋理(凹凸)不同選不同的噴墨設備組合應用,這樣使產品更完美。EVO設備的組合方式如表11所示。
在瓷磚生產線上根據產品的需要安裝1臺Evo five或Evoseven,然后在這臺機后幾米(待噴墨干后)加上Evothree,這種生產線更完美。
Evothree設備一般采用大出墨量的噴頭(XAAR1002 GS 40)可以實現下陷釉、閃光釉、金屬釉等裝飾效果。
SITI公司新研發可移動式噴墨儲存車(Evostore)擁有了3個bars,用于不同生產線的噴墨機更換色巴(colore bars),只需要幾分鐘,十分方便,而傳統設備更換不同顏色的時間長,而且需要清洗機器。Evostore不需要清潔器,也不需要更換過濾器,其操作方便簡單。Evostore的使用節省時間、降低成本、提高效率。
SITI公司還推出可生產弧形配件的噴墨機,并有10臺以上設備進入工業生產,噴頭在兩個不平面工作。
5.5 ?意大利SACMI·INTESA—施釉與裝飾實現數字化生產
意大利SACMI IMOLA S. C.—在25個國家擁有80個公司,95年歷史,下屬INTESA公司專門研發生產數字噴墨、噴釉、噴粉設備。其產品的性能如下:
(1) Glaze Jet 330—實驗室用數字噴釉機
1) 打印面積400 mm×400 mm(適合于生坯最大尺寸370 mm×370 mm);
2) 打印噴頭XAAR001,安裝打印頭16個;
3) 打印噴頭最大解晰度40 dpi,釉料顆粒尺寸:3~12 μm;
4) 釉漿密度:1.4~1.5g/m3,打印模式:Binary(二態);
5) 擁有釉滴觀察裝置,擁有HW技術的數字打印;
(2) Glaze Jet1000—大尺寸,擁有HW技術的數字打印
1) 4種釉料供應裝置,自動清洗釉料供應循環系統;
2) 自動噴頭清洗系統,PC機器控制界面,圖像管理系統;
3) 可打印面積1000 mm×1200 mm,打印噴頭XAAR001,打印頭數64個;
4) 打印噴頭最大解晰度:40 dpi,釉料顆粒尺寸:3~12 μm;
5) 釉漿密度:1.4~1.5g/m3,打印模式:Binary(二態),無釉滴觀察裝置。endprint
(3) IMAGO—掃描儀,2400dpi光學自動聚焦
1) 機器重430 kg,尺寸1900 mm×1350 mm×1000 mm;
2) 最大掃描尺寸:1500 mm×1000 mm,掃描物體最大厚度:100 mm;
3) 聚焦深度:5 mm;
4) 掃描速度:600 dpi ?15min/㎡、2400 dpi ?1h/㎡;
5) 掃描燈:xenon calibrated light;
6) Optics and CCD, SEIKO Epson公司(日本);
(4)colorscan—1010
1) 打印頭:XAAR1002;
2) 打印模式:Binary/Grey Scale,二態/灰度;
3) 最大打印解晰度360 dpi;
4) 打印面積:1000 mm×1000 mm;
5) 材料最大厚度:200 mm;
6) 色彩模式最大:8+8種。
(5) DHW-700數字釉料打印機
1) 使用以水為介質的釉料,固體顆粒尺寸可達15 μm;
2) 打印技術:DOD(Drop on demand);
3) 打印噴頭:XAAR001;
4) 打印模式:二態;
5) 打印清晰度:40 dpi;
6) 每個柜最多打印頭:224個;
7) 最大打印寬度:711 mm;
8) 外觀尺寸:4320 mm×1950 mm×2250 mm;
9) 功率:7.5 kW。
(6) DHD-708
1) 打印技術:DOD
2) 打印頭:XAAR1002 GS6-GS12-GS40
3) 打印模式:二態/灰度
不同型號下噴頭的性能對比情況如表12所示。
(7) DHD1808—適用于SACMI Continua+生產線
1) 打印技術:DOD;
2) 打印頭:XAAR1002 GS6-GS12-GS40;
3) 打印解晰度:360 dpi;
4) 打印模式:二態/灰度;
5) 打印色彩:8色;
6) 每種色噴頭數:27個;
7) 最大打印寬度:1882 mm;
8) 機器外形尺寸:9500 mm×4640 mm×2872 mm。
(8) DDD—數字干法(粉)裝飾,使用噴霧干燥后的釉粉,過篩
1) DDD075—應用[Smaltatura/glazing]施釉:打印寬度731 mm,裝飾速度30 m/min,正常寬508 mm;每個模塊色粉數量:2種,色粉(料)使用量:0.2 kg/㎡。
2) DDD175—應用于Continua生產線的性能參數:打印寬度:1706 mm,色粉使用量:2 kg/m2;打印速度:6 m/min,正常寬度508 mm,每個模塊色粉數量:2種;噴霧干燥后的釉粉:水份2%~3%;噴霧干燥后的粉料:水份2.5%~5%;最大顆粒尺寸:4 mm。
3) DDD2000—應用于Continua生產線性能參數(材料同DDD175):打印寬度1950 mm,每個模塊色粉數量:4種;打印速度:7m/min,粉料使用量:2 kg/m2;正常寬度:508 mm。
5.6 ?西班牙efi-cretaprint ?Ecosystem
西班牙efi-cretaprint ?Ecosystem的產品特點如下:
(1) 新的EFI陶瓷墨水有Dark Blue、Reddish Brown、Yellow、Golden Yellow、Beige、Pink、Black等7種。
(2) 特殊效果墨水—下陷墨水、超白、亞光釉、亮光釉、閃光釉。
(3) UV溶劑墨水—陶瓷表面紫外光固化。
(4) EFITMFiery—第一個完整的瓷磚打印色彩管理系統具有如下特點:
1) 色彩更準確和穩定(色彩質量高)
2) 陶瓷墨水可以減少消耗(>10%)
3) 快速高效的陶瓷設計創新
4) 1.4 Version可以自動產生特殊裝飾效果,在深顏色釉面中自動實現白墨水裝飾
(5) C3plus與C4優點:
1) 新的墨水自動回流系統;
2) 高性能EFI電子系統確保設備更可靠;
3) 設備設計更緊湊,占用空間小;
4) 可以安裝8個打印色巴;
5) 高精度;
6) 每個巴之間高效真空;
7) 新噴頭自動清潔系統;
8) 界面系統更強;
9) 支持打印頭對多種墨水不同的選擇。
5.7 ?西班牙 KERAJet—eco/master/modulos/mini/line產品特性
班牙 KERAJet—eco/master/modulos/mini/line產品特性如下:
(1) Kerajet eco700—3700 mm1×690 mm×1710 mm、Kerajet eco1000—3700 mm×2040 mm×1710 mm
1) 打印系統:DOD,可用特殊墨水;endprint
2) 打印頭:K4,墨滴尺寸:6~320 pl;
3) 橫向解晰度:180~360 dpi,縱向解晰度:254~1016dpi;
4) 打印速度:50 m/min,點火頻率6~18 kHZ;
5) 自動清潔系統,每個打印頭獨立溫控系統,墨水供應:PLC控制系統。
(2) Kerajet master 700—4310 mm×1604 mm×2225 mm、Kerajet master 1400—4310 mm×2244 mm×2225mm
1) 打印系統:DOD,可用特殊墨水
2) 打印頭:K4、K6、K8、K9,墨滴尺寸:6~200 pl;
3) 橫向解晰度:180~400 ?dpi,縱向解晰度:254~1016 dpi;
4) 打印速度:90 m/min,點火頻率6~65 kHZ;
5) 自動清潔系統,噴頭獨立溫控系統,墨水供應:PLC控制系統。
(3) Kerajet modulos—各種不同噴頭的參數(應用)Kerajet modulos所包含的系列噴頭有K4、K42、K44、K48、K6、K61、K6-2C、K8S、K8M、K8L、K9L、K9M;其中,Kerajet自主創新K8和K9系列噴頭—用于釉料、干粉。
(4) Kerajet mini—滿足實驗室和特殊生產線需求
Kerajet mini1000:6種墨水、打印1100 mm×1000 mm×40 mm 、工作尺寸:1100 mm×1350 mm;Kerajet mini2000:12種墨水、打印2000 mm×1000 mm×40 mm ,工作尺寸:2050 mm×1200mm;Kerajet mini1000:噴頭:K4、K6、K8、K9,K8-釉料(濕);Kerajet mini2000:噴頭:K4、K6、K8、K9,K9-粉料(干)。
(5) Kerajet line—6臺噴墨機組成瓷磚數字裝飾生產線
噴墨機組成瓷磚數字裝飾生產線分工情況如圖3所示。
6 ? CRONO-色彩管理的未來
自從數字裝飾技術(digital decoration Technology)引入陶瓷行業以來,色彩管理(color management)在創新過程中扮演了一個重要的角色。前幾年,色彩管理系統只停留在一些初步功能上,如:“cyan/magenta/yellow/black”的應用,并停留在“試驗與錯誤”的階段,目前到了發展的新階段。
陶瓷行業發展數字技術的時間還很短,其方法與數字印刷在紙張、纖維和其它材料上相似。目前全球陶瓷行業對圖案操作人員的技術熟練程度要求不斷提高,以滿足市場對開發新產品的需求。
為什么現代陶瓷企業需要引入色彩管理系統(CMY)?主要有以下三個方面的原因。
(1) 陶瓷企業有多條不同的生產線,每條線所配的噴墨機、墨水材料不同,為了在不同的生產線快速生產相同的產品,必須受控。
(2) 原來生產線采用相對傳統的4色印刷(cyan、magenta、yellow和Black),而現在新的數字裝飾設備有許多新的墨水品種使用,如何使不同墨水配置的生產線生產相同的產品?
(3) 應用快速成像工具,借助于圖像或紙張的功能,可以預先準確看到將要生產出來的產品的最終效果。
為了獲得以上效果,我們必須將工具、軟件、技術人員的技巧結合起來,同時了解所用材料在生產過程中的變化狀況,以及釉料及燒成不同對產品最終效果的影響。
即便如此,我們也很難達到所需的效果,所以我們有必要引入色彩管理系統,其原因有以下幾個方面:
(1) 用0°/ 45°建立起來的分光分度計,不能用來連續閱讀瓷磚表面;
(2) CIE 2°色彩空間是用于圖像藝術的比色標準(colorimtric Standard),該標準不能很好評估噴墨印刷瓷磚在真實光照條件下的狀況。
(3) ICC CMYK曲線比色模式不能較好的接受用陶瓷色料制成的墨水的色彩空間表達,并且對于目前超過4色墨水的使用,有很大的局限性。
(4) 判斷評價最終結果的參數有許多因素,不僅僅只是比色的準確結果。
CTONO—是由INTESA研發的一套色彩管理系統,是一種便宜、簡單易行的標準,可以幫助陶瓷企業的圖案設計人員在自己的數字噴墨印刷系統進行圖案設計研發。自從2010年crono進入市場以來,已經在很多陶瓷生產設備上應用,至今全球已有90臺設備安裝使用crono設備。
2014年起,INTESA與Tecnogrofica合作,使很多現代化的瓷磚企業以一種簡單易行的方法選擇和生產瓷磚。
7 ? 小結與建議
(1) 從統計調查的結果看,中國目前已安裝和正式運行的瓷磚數字噴墨印刷機(digital inkjet printer)數量居全球第一位(國外對中國瓷磚行業用的噴墨設備統計偏低),中國陶瓷磚產量居全球領先,生產線數量也最多,比較符合實際,中國瓷磚企業對新技術與新設備的推廣普及度高。
(2) 目前國外超細研磨設備(濕/干法)整體技術與設備水平領先于中國企業,不過近幾年中國在該領域的水平有一定提高。總體上看,濕法超細研磨設備向系列化、大型化方向發展。
(3) 數字陶瓷墨水(digital ceramic inks)(油性)采用“先干法后濕法”的生產工藝是一種科學的方法,有助于保證墨水的綜合品質。
(4) 目前,國外油性數字陶瓷墨水可用于瓷磚生產的品種有8~12種,正常生產線一般安裝4~8種色巴,墨水(油性)研發的重點是提高其發色力(強度)及性能的穩定性,同時降低成本。重點改善的品種是Magenta(Pink粉紅等)、Orange(Beige Ochre黃)。而油性陶瓷墨水的技術已經成熟。endprint
(5) Ferro公司在繼最先研發成功油性陶瓷墨水后,又在全球領先研發成功水性陶瓷墨水(實驗室階段),并有10個品種。水性陶瓷墨水是非常環保型產品,有許多優點(環保、使用方便、換墨水快速、兼容性好、燒成揮發少、固含量高、發色強等)。應該來說,水性陶瓷墨水是未來的發展方向,初步預測,通過2~3年的努力,陶瓷行業將迎來由油性墨水向水性墨水的過渡階段,這對目前正在使用油性墨水生產的瓷磚企業及油性墨水生產企業都將帶來一次巨大的沖擊。
(6) 數字釉料(digital glaze)與數字施釉(digital glazing)已從概念變成現實—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研發成功用于噴射工藝的釉料,并已進入到工業性大生產中試,這將是施釉工藝的一次革命。用噴射的方法取代淋釉、噴釉、甩釉、輥印方法,其優點如下:節省釉料、縮短釉線、可實現不同肌理效果(不用模具)、快速開發新產品、實現柔性生產、降低成本。數字釉料和數字施釉將給釉料公司、噴墨設備廠、陶瓷企業帶來新的商機,預測未來兩年將會有許多瓷磚企業采用數字釉料和數字施釉工藝來生產瓷磚,中國瓷磚企業應抓住這個機遇。
(7) 噴頭(Printhaed)總體來說朝著大出墨量方向發展,以滿足功能墨水和噴釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小為40~160 pl,使閃光釉、金屬釉、亞光釉、下陷釉墨水生產成為可能,豐富了數字瓷磚產品的裝飾性。XAAR1002 GS 40可以同現有設備兼容,也可以獨立安裝4個色巴的噴墨設備,再與現有設備配合使用。XAAR001可用于水性數字釉料噴射,這也是噴頭的一(下轉第16頁)個創新與革命,XAAR001為生產實現數字施釉(digital glazing)奠定了基礎(XAAR001已在SACMI INTESA的設備上使用)。
(8) 目前數字噴墨印刷設備(digital inkjet printing machine)主要是針對油性墨水和功能性墨水。總體上設備沒有明顯大的變化,主要發展方向是根據不同瓷磚的要求,來生產針對性的設備。例如,大型寬而長的薄板裝飾、二次壓(1200 mm×1200 mm)產品的裝飾、具有大弧形功能產品裝飾、馬賽克產品裝飾、外墻磚產品的裝飾等等。目前的研發與設計大都屬于改良型,例如:為了解決頻繁更換色巴的問題,專門推出可更換墨水的小型設備,用于不同釉線上生產不同產品的轉換。
(9) 色彩管理系統(Color management system)目前許多噴墨設備廠商都已推出相應產品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,這是目前最適合于中國各瓷磚企業使用的產品,可以快速研發新產品,解決不同生產線生產同一產品的差異問題,中國瓷磚企業在完成第一階段安裝多臺噴墨設備后,現階段應該大力推廣色彩管理系統。
(10) 瓷磚數字裝飾概念與100%數字打印陶瓷生產線,由數字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、數字釉料(digital glaze)、數字噴墨打印機(digital inkjet printing machine)、數字施釉(digital glazing)組成瓷磚數字裝飾概念—數字概念在瓷磚裝飾上完整體現。
100%數字打印陶瓷磚生產線(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司總部建立示范線,2014年意大利System公司在展會推出數字打印陶瓷磚生產線,這是對瓷磚釉線功能的一次革命,全部用數字設備取代傳統釉線的設備,使釉線控制在30 m以內,而全部功能可以完美實現,其優點是可想而知的。
陶瓷磚生產線由6臺數字設備組成一條完美的瓷磚釉線,這是瓷磚裝飾的未來,相信很快會在先進的瓷磚制造企業得到再現。希望中國瓷磚企業早日實現這個瓷磚數字裝飾夢。endprint
(5) Ferro公司在繼最先研發成功油性陶瓷墨水后,又在全球領先研發成功水性陶瓷墨水(實驗室階段),并有10個品種。水性陶瓷墨水是非常環保型產品,有許多優點(環保、使用方便、換墨水快速、兼容性好、燒成揮發少、固含量高、發色強等)。應該來說,水性陶瓷墨水是未來的發展方向,初步預測,通過2~3年的努力,陶瓷行業將迎來由油性墨水向水性墨水的過渡階段,這對目前正在使用油性墨水生產的瓷磚企業及油性墨水生產企業都將帶來一次巨大的沖擊。
(6) 數字釉料(digital glaze)與數字施釉(digital glazing)已從概念變成現實—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研發成功用于噴射工藝的釉料,并已進入到工業性大生產中試,這將是施釉工藝的一次革命。用噴射的方法取代淋釉、噴釉、甩釉、輥印方法,其優點如下:節省釉料、縮短釉線、可實現不同肌理效果(不用模具)、快速開發新產品、實現柔性生產、降低成本。數字釉料和數字施釉將給釉料公司、噴墨設備廠、陶瓷企業帶來新的商機,預測未來兩年將會有許多瓷磚企業采用數字釉料和數字施釉工藝來生產瓷磚,中國瓷磚企業應抓住這個機遇。
(7) 噴頭(Printhaed)總體來說朝著大出墨量方向發展,以滿足功能墨水和噴釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小為40~160 pl,使閃光釉、金屬釉、亞光釉、下陷釉墨水生產成為可能,豐富了數字瓷磚產品的裝飾性。XAAR1002 GS 40可以同現有設備兼容,也可以獨立安裝4個色巴的噴墨設備,再與現有設備配合使用。XAAR001可用于水性數字釉料噴射,這也是噴頭的一(下轉第16頁)個創新與革命,XAAR001為生產實現數字施釉(digital glazing)奠定了基礎(XAAR001已在SACMI INTESA的設備上使用)。
(8) 目前數字噴墨印刷設備(digital inkjet printing machine)主要是針對油性墨水和功能性墨水。總體上設備沒有明顯大的變化,主要發展方向是根據不同瓷磚的要求,來生產針對性的設備。例如,大型寬而長的薄板裝飾、二次壓(1200 mm×1200 mm)產品的裝飾、具有大弧形功能產品裝飾、馬賽克產品裝飾、外墻磚產品的裝飾等等。目前的研發與設計大都屬于改良型,例如:為了解決頻繁更換色巴的問題,專門推出可更換墨水的小型設備,用于不同釉線上生產不同產品的轉換。
(9) 色彩管理系統(Color management system)目前許多噴墨設備廠商都已推出相應產品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,這是目前最適合于中國各瓷磚企業使用的產品,可以快速研發新產品,解決不同生產線生產同一產品的差異問題,中國瓷磚企業在完成第一階段安裝多臺噴墨設備后,現階段應該大力推廣色彩管理系統。
(10) 瓷磚數字裝飾概念與100%數字打印陶瓷生產線,由數字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、數字釉料(digital glaze)、數字噴墨打印機(digital inkjet printing machine)、數字施釉(digital glazing)組成瓷磚數字裝飾概念—數字概念在瓷磚裝飾上完整體現。
100%數字打印陶瓷磚生產線(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司總部建立示范線,2014年意大利System公司在展會推出數字打印陶瓷磚生產線,這是對瓷磚釉線功能的一次革命,全部用數字設備取代傳統釉線的設備,使釉線控制在30 m以內,而全部功能可以完美實現,其優點是可想而知的。
陶瓷磚生產線由6臺數字設備組成一條完美的瓷磚釉線,這是瓷磚裝飾的未來,相信很快會在先進的瓷磚制造企業得到再現。希望中國瓷磚企業早日實現這個瓷磚數字裝飾夢。endprint
(5) Ferro公司在繼最先研發成功油性陶瓷墨水后,又在全球領先研發成功水性陶瓷墨水(實驗室階段),并有10個品種。水性陶瓷墨水是非常環保型產品,有許多優點(環保、使用方便、換墨水快速、兼容性好、燒成揮發少、固含量高、發色強等)。應該來說,水性陶瓷墨水是未來的發展方向,初步預測,通過2~3年的努力,陶瓷行業將迎來由油性墨水向水性墨水的過渡階段,這對目前正在使用油性墨水生產的瓷磚企業及油性墨水生產企業都將帶來一次巨大的沖擊。
(6) 數字釉料(digital glaze)與數字施釉(digital glazing)已從概念變成現實—Ferro公司、Esmalglass·itaca和Colorobbia三家公司已研發成功用于噴射工藝的釉料,并已進入到工業性大生產中試,這將是施釉工藝的一次革命。用噴射的方法取代淋釉、噴釉、甩釉、輥印方法,其優點如下:節省釉料、縮短釉線、可實現不同肌理效果(不用模具)、快速開發新產品、實現柔性生產、降低成本。數字釉料和數字施釉將給釉料公司、噴墨設備廠、陶瓷企業帶來新的商機,預測未來兩年將會有許多瓷磚企業采用數字釉料和數字施釉工藝來生產瓷磚,中國瓷磚企業應抓住這個機遇。
(7) 噴頭(Printhaed)總體來說朝著大出墨量方向發展,以滿足功能墨水和噴釉的需要。XAAR1002 GS 40,墨水大小為40~160 pl,使閃光釉、金屬釉、亞光釉、下陷釉墨水生產成為可能,豐富了數字瓷磚產品的裝飾性。XAAR1002 GS 40可以同現有設備兼容,也可以獨立安裝4個色巴的噴墨設備,再與現有設備配合使用。XAAR001可用于水性數字釉料噴射,這也是噴頭的一(下轉第16頁)個創新與革命,XAAR001為生產實現數字施釉(digital glazing)奠定了基礎(XAAR001已在SACMI INTESA的設備上使用)。
(8) 目前數字噴墨印刷設備(digital inkjet printing machine)主要是針對油性墨水和功能性墨水。總體上設備沒有明顯大的變化,主要發展方向是根據不同瓷磚的要求,來生產針對性的設備。例如,大型寬而長的薄板裝飾、二次壓(1200 mm×1200 mm)產品的裝飾、具有大弧形功能產品裝飾、馬賽克產品裝飾、外墻磚產品的裝飾等等。目前的研發與設計大都屬于改良型,例如:為了解決頻繁更換色巴的問題,專門推出可更換墨水的小型設備,用于不同釉線上生產不同產品的轉換。
(9) 色彩管理系統(Color management system)目前許多噴墨設備廠商都已推出相應產品,SACMI INTESA、Cretaprint、KERAjet等,這是目前最適合于中國各瓷磚企業使用的產品,可以快速研發新產品,解決不同生產線生產同一產品的差異問題,中國瓷磚企業在完成第一階段安裝多臺噴墨設備后,現階段應該大力推廣色彩管理系統。
(10) 瓷磚數字裝飾概念與100%數字打印陶瓷生產線,由數字陶瓷墨水(digital ceramic ink)、數字釉料(digital glaze)、數字噴墨打印機(digital inkjet printing machine)、數字施釉(digital glazing)組成瓷磚數字裝飾概念—數字概念在瓷磚裝飾上完整體現。
100%數字打印陶瓷磚生產線(digital printing ceramic line)是由西班牙KERAjet公司最早于2013年提出,并在其公司總部建立示范線,2014年意大利System公司在展會推出數字打印陶瓷磚生產線,這是對瓷磚釉線功能的一次革命,全部用數字設備取代傳統釉線的設備,使釉線控制在30 m以內,而全部功能可以完美實現,其優點是可想而知的。
陶瓷磚生產線由6臺數字設備組成一條完美的瓷磚釉線,這是瓷磚裝飾的未來,相信很快會在先進的瓷磚制造企業得到再現。希望中國瓷磚企業早日實現這個瓷磚數字裝飾夢。endprint