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      陶瓷|如何讓噴墨印花的發(fā)色更完美?

       昵稱37533650 2016-10-29

      陶瓷|如何讓噴墨印花的發(fā)色更完美?


      導(dǎo)語

      陶瓷噴墨打印已成趨勢,但墨水的發(fā)色始終沒有普通色料好,因此如何提高產(chǎn)品的發(fā)色性能,是每個(gè)工廠都想克服的問題。墨水品質(zhì)和噴印質(zhì)量是決定墨水發(fā)色的關(guān)鍵因素,但陶瓷生產(chǎn)工藝對(duì)墨水發(fā)色的影響很關(guān)鍵,我們不能忽略。這里,我們從以下工藝因素分析對(duì)墨水發(fā)色的影響。

      1、噴墨墨水的發(fā)色機(jī)理

      色料的呈色穩(wěn)定性主要取決于色料的種類、呈色的溫度范圍、燒成氣氛及與之匹配的基礎(chǔ)釉的組成。

      基礎(chǔ)釉的化學(xué)組成對(duì)色料的呈色影響很大,如有些色料要求基礎(chǔ)釉含較高的鋅或鉛等,這樣獲得的顏色更加靚麗,如Fe一Cr一Zn尖晶石型棕色色料(要求富含鋅),大部分色料要求基礎(chǔ)釉含少量的鋅、鎂;有少數(shù)色料要求基礎(chǔ)釉中無鋅、無鎂,在這種情況下獲得的釉色更加靚麗。

      1)米黃、黃棕(Fe-Cr-Zn-Al),紅棕、鋯鐵紅(Zr-Si-Fe )深棕(Fe-Cr-Zn-Al) 對(duì)釉料適應(yīng)性較強(qiáng),在鋯乳濁釉上發(fā)色更好,色彩飽和度隨燒成溫度變化穩(wěn)定性一般。含鋅、硼和鋇較高的面釉容易導(dǎo)致色調(diào)偏黃。 

      2)黃色、鐠黃(Zr-Si-Pr)對(duì)釉料的適應(yīng)能力強(qiáng),在鋯乳濁釉中呈色會(huì)更好,適應(yīng)溫度范圍較廣。

      3)藍(lán)色、鈷藍(lán)(Co-Al-Zn)或深藍(lán)(Co-Si)、鈷藍(lán)(Co—Al—Sn—Zn)  對(duì)釉料的適應(yīng)性較強(qiáng),色彩飽和度隨燒成溫度變化較穩(wěn)定。但應(yīng)避免釉中的鋅、鎂含量過高,以免色調(diào)偏紫。

      4) 粉色、鉻錫紅(Sn-Cr-Ca-Si)對(duì)釉料適應(yīng)性差,色彩飽和度隨溫度變化較明顯。含鋅釉料容易導(dǎo)致顏色明顯減淡;較高鈣含量對(duì)粉色發(fā)色有利。

      5) 綠色、鉻綠(Cr-Al)對(duì)釉料適應(yīng)性一般,色彩飽和度隨燒成溫度變化較穩(wěn)定。在透明釉上發(fā)色較佳。

      6) 黑色、鈷黑(Fe-Cr-Co-Mn)  對(duì)釉料適應(yīng)性差,主要是隨釉料組成的變化色調(diào)容易變動(dòng);色彩飽和度隨燒成溫度變化穩(wěn)定性一般。釉中的鋅、鎂易導(dǎo)致色調(diào)變化。釉中鈣、鋇有利于黑色的發(fā)色,在鋯乳濁釉上發(fā)色較淡。


      2、釉料制備與施釉工藝對(duì)發(fā)色的影響

      釉料制備對(duì)墨水發(fā)色的影響因素主要體現(xiàn)在釉料的細(xì)度和保水性能上。釉料的細(xì)度越粗,施釉干燥后釉面的堆積密度越小,噴墨時(shí)墨水在釉層滲透得越多越深入,燒成時(shí)和釉料的反應(yīng)更完全。但具體色彩飽和度和色調(diào)的變化,根據(jù)噴墨的墨量、燒成制度、色料的發(fā)色特性會(huì)有所不同。同時(shí),理論上釉料的細(xì)度差異也會(huì)導(dǎo)致釉料成熟溫度的差異從而影響墨水的發(fā)色。

      施釉工藝中噴水和施釉的均勻程度主要影響墨水在釉面發(fā)色的均一性。其本質(zhì)是因噴水和施釉不勻,形成噴印時(shí)釉面水分不勻從而導(dǎo)致墨水在釉面的滲透附著不勻,最終影響墨水發(fā)色的均一性。同理,噴水量和施釉量的波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致墨水發(fā)色的波動(dòng)。

      釉料的保水性能主要通過影響噴墨時(shí)釉面的干濕程度影響墨水在噴墨后釉面的滲透和附著,從而影響墨水最終的發(fā)色。保水性能越好,噴墨時(shí)釉面水分越大,墨水滲入釉料的程度越淺。燒成時(shí)與釉料的反應(yīng)越不完全。但對(duì)墨水最終發(fā)色的具體影響效果,也因噴墨的墨量、燒成制度、色料的發(fā)色特性會(huì)有所不同。


      3、釉料的化學(xué)組成對(duì)發(fā)色的影響

      釉料的化學(xué)組成對(duì)不同的色料發(fā)色影響是不一樣的。建筑陶瓷釉料中常會(huì)用到的熔劑氧化鎂、氧化鋅、氧化硼等組分對(duì)大多數(shù)墨水色料的發(fā)色是不利的,一般應(yīng)考慮少用。相對(duì)而言氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鋇影響較小。

      通常含氧化鋯成分較高的基礎(chǔ)釉料,對(duì)同樣含有氧化鋯成分的鋯尖晶石型色料鐠黃、鋯鐵紅等的發(fā)色會(huì)明顯的好于其他不含鋯的色料。在含鋅較高的基礎(chǔ)釉料中,金黃、米黃和紅棕色系含鐵的色料發(fā)色相對(duì)較好。而對(duì)于黑色系的艷黑和鈷黑,基礎(chǔ)釉料中的氧化鋅和氧化鋯都是不利于發(fā)色的。同樣粉色的發(fā)色也對(duì)氧化鋅的含量十分敏感,一般氧化鋅含量超過1%粉色墨水的發(fā)色就開始明顯減弱。這種不同組分對(duì)于不同色料發(fā)色影響的差異,要在實(shí)際調(diào)配配方中綜合釉面效果、墨水發(fā)色的需要、產(chǎn)品主流色調(diào)的需要權(quán)衡取舍。

      4、施釉釉面的水分與溫度對(duì)墨水發(fā)色的影響

      噴墨時(shí)釉面水分的多少及均勻程度對(duì)墨水在釉面的發(fā)色影響和釉料的保水性能對(duì)墨水發(fā)色的影響是同樣的。其本質(zhì)就是釉面的水分影響墨水在釉面的滲透附著。噴印時(shí)過大的釉面水分不僅影響單個(gè)墨水本身的發(fā)色,還可能造成墨水因滲透干燥過慢,不同墨點(diǎn)間產(chǎn)生融合混色情況,從而降低色彩的細(xì)節(jié)層次。

      釉坯溫度的高低對(duì)噴印到釉面的墨水粘度和墨水中溶劑揮發(fā)速度均有一定程度的影響。釉面溫度越高,墨水的粘度越低,越容易滲入到釉料中;同時(shí)釉面溫度越高墨水中溶劑的揮發(fā)干燥速度越快,越難滲入到釉料中。在兩者對(duì)墨水滲入釉料速度產(chǎn)生的影響差異大的情況下,釉面溫度的變化有機(jī)會(huì)造成墨水發(fā)色的變化。

      5、墨水排序?qū)τ』òl(fā)色的影響

      在常用的陶瓷噴墨墨水中,黃色和粉色相對(duì)其他顏色的色彩飽和度一般偏低。為了盡量提高黃色和粉色實(shí)際發(fā)色強(qiáng)度,可考慮在安排墨水的噴印順序時(shí)將黃色、粉色安排到靠后的通道上。在噴墨時(shí)多色重疊的區(qū)域由于黃色、粉色靠后疊加噴印在其他顏色墨水上,可略微減弱燒成時(shí)釉料與黃色、粉色的反應(yīng)程度,相應(yīng)提高其色彩飽和度。


      6、噴印后的干燥程度對(duì)發(fā)色的影響

      噴印后釉坯的干燥過程對(duì)墨水發(fā)色的影響主要是通過釉料中的可溶鹽隨水分排出遷移到釉料表層,從而改變釉料表層的化學(xué)成分形成的??扇茺}在釉料中隨水分的定向遷移產(chǎn)生明顯影響的過程是較緩慢的,在釉線連續(xù)生產(chǎn)的過程中由于干燥過程相對(duì)較穩(wěn)定,不容易觀察到這種影響。但在入窯儲(chǔ)坯時(shí)間過長的情況下,可以造成儲(chǔ)坯后的產(chǎn)品和連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品的色差。生產(chǎn)中調(diào)色、對(duì)版要在連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)下打印就是出于這點(diǎn)以及對(duì)釉面水分穩(wěn)定的考慮。

      7、燒成制度對(duì)墨水發(fā)色的影響

      由于墨水中的色料是經(jīng)過高溫?zé)菩纬傻?,自身在建筑陶瓷的燒成溫度范圍變化并不大。燒成制度?duì)墨水發(fā)色的影響實(shí)質(zhì)是通過影響釉料在高溫下對(duì)色料顆粒的反應(yīng)熔融性能形成的。其主要影響因素有三個(gè)方面:燒成溫度、保溫時(shí)間和燒成氣氛。不同的顏色對(duì)燒成制度的敏感程度不一樣。

      在燒成溫度相對(duì)釉料的成熟溫度偏低時(shí),容易造成墨水中色料顆粒不能和釉料完全反應(yīng)熔融,形成部分生燒。此時(shí)墨水在釉面表現(xiàn)為桔皮或啞光狀,表層顏色較淡,和釉料反應(yīng)部分則為較深、飽和的顏色。

      燒成溫度與釉料的成熟溫度匹配時(shí),由于墨水的色料顆粒粒徑以及正常噴墨墨量形成的色料層厚度決定了剛好能完全熔入釉料中而又不被釉料過多侵蝕熔解。墨水的發(fā)色正常,色彩飽和度高,光澤與釉面基本一致。整體效果最佳。

      燒成溫度相對(duì)釉料成熟溫度偏高時(shí),由于釉料的熔融反應(yīng)能力大幅提高,墨水中的色料顆粒被釉料熔融破壞掉原有晶體結(jié)構(gòu)的部分將會(huì)較多,甚至被完全熔入釉料的熔體中,殘余的色料顆粒大幅減少或完全消失。在后續(xù)的冷卻過程中不能重新形成原有發(fā)色晶體的結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致發(fā)色明顯減弱甚至無色。

      在燒成溫度與釉料的成熟溫度匹配的情況下,保溫時(shí)間的長短與墨水發(fā)色的強(qiáng)弱成近似反比的關(guān)系。過短的高溫保溫時(shí)間可能存在少部分未能熔入釉料的色料顆粒。高溫保溫時(shí)間在2~5分鐘時(shí)通常墨水中色料顆粒和釉料反應(yīng)熔融的程度恰好能浸潤到釉料中且保留較多的原有晶體不被破壞,此時(shí)墨水的發(fā)色效果最佳。

      此外,較長的保溫時(shí)間將增加釉層的結(jié)晶傾向,被熔融色料晶體中原有的金屬氧化物有機(jī)會(huì)在新的熔體中形成新結(jié)晶體,從而形成新的色調(diào);或因釉料形成的結(jié)晶而改變釉料對(duì)光波的吸收、反射、折射、透光率等光學(xué)性能,從而改變未熔融部分色料顆粒的呈色。事實(shí)上,在合適的釉料組成、燒成溫度和氣氛的情況下,色料中含鐵的顏色如紅棕和黑色,在高溫保溫時(shí)間較長時(shí)就容易在釉面形成金屬釉的效果,整體色調(diào)也較正常保溫時(shí)有一定差異。

      燒成氣氛的不同對(duì)墨水的發(fā)色也有影響,一方面是因?yàn)橛绊懥伺黧w和釉料的基本色調(diào)從而形成了對(duì)墨水發(fā)色色調(diào)的混色效應(yīng)。另一方面由于墨水中色料顆粒粒度較細(xì),在高溫下部分被釉料熔融分解,且集中于釉層表面,相對(duì)于氧化氣氛,還原氣氛有機(jī)會(huì)造成色料顆粒被熔解后,原有的發(fā)色金屬高價(jià)氧化物被還原為低價(jià)氧化物,從而形成新的發(fā)色基團(tuán),最終影響墨水得到的實(shí)際顏色。

      總結(jié)

      陶瓷生產(chǎn)工藝對(duì)噴墨打印墨水發(fā)色的影響是多方面的,其中釉料的化學(xué)組成、噴印時(shí)釉面的水分、燒成制度對(duì)墨水在使用中發(fā)色的影響最為明顯。生產(chǎn)過程中除了要關(guān)注了解各工藝細(xì)節(jié)對(duì)墨水發(fā)色的影響,更重要的是充分認(rèn)識(shí)到噴墨打印由于墨水發(fā)色的工藝特性要比普通印花敏感得多。嚴(yán)格保證生產(chǎn)工藝狀況的穩(wěn)定才能保障墨水在生產(chǎn)使用中達(dá)到穩(wěn)定的發(fā)色效果。

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