对我国陶瓷喷墨技术发展现状的十点思考

    　　1、制备喷墨色料。要求发色强、粒径分布窄、固相反应充分、晶体结构完善。以镨黄色料为例，首先选用纯度较高的氧化锆、石英、氧化镨分别预磨至d50在1μm以下;然后将原料混合均匀，加入矿化剂，经过较长时间的烧制，得到粗料;再经过酸洗、研磨，去除未反应的氧化镨，得到d50在5μm以下镨黄色料(zrsio4含量大于99%)。

    　　2、制备墨水半成品。将d50在5μm以下的喷墨色料加入相当于非极性组分的链状脂肪族烃、相当于极性组分的脂肪酸、相当于分散剂的聚碳酸酯或其他高分子有机物、除泡剂、悬浮剂配成的分散液，以及粘合剂、防腐剂、调节打印性能的添加剂，通过砂磨机研磨和分散至所需的粒度分布、粘度、表面张力、密度。

    　　3、过滤。为了保证d50小于0.5μm、d90小于0.9μm，需要将墨水半成品通过过滤系统过滤而得到粒度小、颗粒分布窄的陶瓷墨水。

    　　五、陶瓷墨水从研发到大规模应用有几个过程?

    　　1、初步研发得到固含量为10%—20%陶瓷墨水，要求陶瓷墨水满足相关密度、粘度、表面张力、粒度分布的要求。

    　　2、通过调整有机溶剂、分散剂、悬浮剂、添加剂等原料配方，调整砂磨工艺得到固含量为30%—40%的陶瓷墨水，要求理化性能与国外墨水接近。

    　　3、将粗制的陶瓷墨水放在墨滴观测仪、喷墨试验机中试样(打印纸条)，并不断改进色料配方、有机溶剂、分散剂添加剂等原料的配方。

    　　4、将性能稳定的陶瓷墨水放入喷墨打印生产机中试验(打印砖坯并烧成)，进一步改进发色、拉线、墨滴的干燥性能等，此过程至少需要半年，直至烧成的陶瓷砖装饰效果稳定。

    　　5、将商品化的墨水在一些小型企业小范围推广，派研发技术人员驻厂技术服务，发现和解决实际生产中出现的问题，并反馈研发人员以改进配方、制备工艺。

    　　6、大范围推广、应用，并通过反馈不断改进，提高陶瓷墨水打印的流畅性和色料的发色强度。

    　　六、开发和推广陶瓷墨水所需要投入的资金包括哪几个方面?生产成本包括哪些部分?

    　　首先，需要投入的资金包括几个部分：

    　　1、制备色料和墨水的设备投入。球磨机(用于初磨)、砂磨机(用于细磨，磨腔规格有10l、30l、60l等)、烧制色料用的窑炉、过滤系统等。

    　　2、检测设备的投入。激光粒度仪、粘度仪器、表面张力仪器、色差仪器、液滴观测仪器等。

    　　3、中试用设备的投入。陶瓷喷墨打印试验机、陶瓷喷墨打印生产机、烧制砖坯的窑炉。

    　　4、耗材的投入。色料原料、墨水有机部分(溶剂、添加剂、消泡剂、改善打印性能的助剂)、锆珠、过滤芯。

    　　5、其他费用。水电、燃料、交通运输、人工费用等。

    　　其次，每吨墨水的成本包括以下几个部分：

    　　1、设备折旧。制备设备、检测设备、中试用设备全套至少六百万元，考虑到设备降价的损失，以折旧周期5年估算，每年折旧120万元。

    　　2、色料为了保证发色强度、晶体完整、粒度均匀、纯度高的特点，需要另外制备或者单独购买。以镨黄喷墨色料为例，假设制备成本大约6万元/吨，墨水固含量为40wt%，镨黄色料成本大约2.4万元/吨。

    　　3、墨水有机部分(溶剂、添加剂、消泡剂、改善打印性能的助剂等)成本。

    　　4、耗材(锆珠磨损、过滤器损耗等等)费用。

    　　5、前期研发、推广、水电、燃料费、人工，以及其他费用等。

    　　七、目前进口墨水的价格为15—18万/吨，国产墨水价格为12—15万/吨，陶瓷墨水的价格是否还会下降?

    　　陶瓷墨水价格的影响因素包括几个方面：生产成本、推广成本、市场竞争、利润空间，现在分析如下：

    　　1、生产成本方面：陶瓷墨水制备技术将日趋成熟，墨水合格率将提升;产量提升，大规模采购色料原料、墨水有机部分、锆珠、过滤芯等原料和耗材，会降低成本;设备折旧的分摊，成本也会下降，并在启动项目的五年后大幅下降。

    　　2、推广成本方面：随着一些国内陶瓷墨水企业的墨水已经取得比较满意的使用效果，很多渠道已经铺好，后期的推广难度和费用会有所降低;喷墨技术的成熟，墨水是标准化的工业品，后期技术服务费用、前期研发成本分摊等也会下降。

    　　3、市场竞争情况：一方面，更多国内外企业生产和推广陶瓷墨水，新产品在没有获得客户认可的情况下，必须通过降价来占领市场;另一方面，随着陶瓷墨水生产技术被普遍掌握，国外墨水企业将真正地在中国制备，可能通过降低生产成本、运输成本和关税，来提高国外品牌墨水的竞争力。

    　　陶瓷激光打印机的简化模型

    　　4、利润空间：一方面，新产品上市必须通过高价获得较高的利润，促进公司的发展;另一方面，由于研发成本、设备投入较高，企业必须通过高额利润来填补。随着市场竞争加剧，利润会逐步降至一个合理的范围。

    　　综上所述，陶瓷墨水有一定的降价空间，但由于墨水企业投入资金较大，需要尽快回收前期的资金投入，不会大幅度降价。

    　　虽然很多业内人士表示3年内陶瓷墨水会大幅度降价，以后墨水是按照颜色来销售，红棕色陶瓷墨水可能降到6万/吨，但是笔者认为，价格只是陶瓷墨水竞争力的一个方面，墨水的价格应该考虑墨水单价、该墨水等效用量、装饰效果、优等品率等因素，关键要提供整体解决方案，即通过陶瓷墨水、技术服务、设计方案的三位一体，来保证陶瓷墨水性能稳定、及时解决陶瓷砖生产中出现的问题、设计的陶瓷砖在市场上容易销售，这样才能给陶瓷生产企业降低综合成本、创造最大化的利益。如果一味要求陶瓷墨水企业降价，不仅不利于墨水质量的稳定，而且影响墨水企业利用多余的资金开发设计方案和一线技术服务人员的积极性。

    　　八、陶瓷喷头的发展趋势如何?喷釉设备对陶瓷墨水企业、陶瓷企业有什么样的影响?

    　　目前陶瓷喷头的喷孔直径大约为几十微米，xaar　1001　gs12喷头的喷嘴直径大约为25μm，墨水原料颗粒是喷孔直径的1/25—1/20，尽管有多重过滤，陶瓷墨水的d90如果超过1μm，会影响喷墨打印的稳定性。由于砂磨机的大范围应用、墨水有机部分的成熟、过滤系统的应用，很多国内外的陶瓷墨水都达到d50≤0.350μm、d90≤600μm的性能参数。

    　　笔者去年年初就提出是否能进一步扩大喷孔直径，让包裹型硫硒化镉色料制备鲜艳的大红色陶瓷墨水成为可能，甚至可能出现一系列发色更鲜艳、装饰效果更粗犷、立体效果更强烈的新型陶瓷墨水的设想。目前各种喷头的大墨滴打印，主要是通过改变波形方程，将多个基础小墨滴在喷射过程中融合成一个大墨滴，并没有大幅度提升喷头直径和基础墨滴大小。通过查阅一些英文专利和文献，发现压电喷头喷射的初始墨滴容积约为pzt压电陶瓷体积形变的一半。在pzt技术没有突破的情况下，单纯扩大现有pzt压电陶瓷喷头喷孔直径会大幅度降低墨滴喷射速度，可行性不高，需要采用新型的打印机理。

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