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读者信箱

2013-08-15杜夏芳

陶瓷 2013年2期
关键词:色料坯体喷墨

问:新型陶瓷数字喷墨印刷机有哪些技术特点及技术优势?其主要应用在陶瓷产品的哪些方面?

答:自从2009年华东地区和佛山地区的部分一线陶瓷品牌企业先后引进了陶瓷数字喷墨打印技术装备。推出了数字化陶瓷产品以来,陶瓷喷墨打印技术已经成为业内人士热捧和研究对象。数字喷墨打印技术有其技术优势,其应用对陶瓷产品的档次及利润的提升起到了积极的作用。

1 技术特点

1)长期连续运行。瓷砖生产工艺一般为24h工作制,这就要求陶瓷喷墨印刷机能够长期稳定的连续工作,确保生产正常进行。

2)信息数据安全。瓷砖行业竞争比较激烈,为了保证企业之间瓷砖印刷信息不会泄露,要求陶瓷喷墨印刷机电脑系统无USB接口,无刻录光驱,避免印刷信息的拷贝复制。印刷信息采用设计端远程控制和上载,印刷端信息只能进,不能出。

3)维护方便快捷。陶瓷喷墨印刷机是一种集机械、电气、电子、液体、气体、软件等多种技术为一体的自动化印刷生产设备,机器维修方便,快速恢复运行,不影响生产的正常进行。

4)电脑系统稳定。陶瓷喷墨印刷机是一种数字设备,机器各个系统都是在电脑的统一控制下协调运行,要求电脑的软、硬件系统可靠稳定,不死机、不染病毒。比如操作系统优先采用工业化操作系统Linux。

5)在线打样。瓷砖生产越来越趋向于买方市场,就是先给客户提供样品,客户确认后再按需生产。因此,要求陶瓷喷墨印刷机能够在生产线正常生产条件下印刷样品,使得正式产品与样品完全一致,不会产生色差等缺陷。

2 技术优势

1)应用Konica喷头,12~84pl,适合瓷片、地砖、仿古砖;30~210pl,适合大墨量的地砖和喷釉技术(即凹凸釉及发光釉的应用)。

2)速度可达48m/min,从墙砖到地砖全面涵盖,图案细腻,富有层次感。

3)定时自动维护喷头,机器自动清洗,废墨单独自动回收,单独废墨抽风系统。

4)各种图案随机打印,对板不停线。

5)采用中英文可选Linux操作系统,防泄密、防病毒,客户端远程上载及监控,确保客户信息安全。

6)供墨系统有循环、搅拌、加热及缺墨报警等功能。

7)触摸屏加键盘及鼠标操作,操作更快捷、可靠。

3 技术应用

1)平面砖的喷墨印刷。在表面为平面的瓷砖上进行喷墨印刷,这是应用最广泛的喷墨印刷产品,近期与丝网印刷和辊筒印刷同时存在,相互补充。

2)凹凸砖的喷墨印刷。在凹凸不平的瓷砖表面上进行喷墨印刷。印刷图案与砖面花纹没有对应关系。

3)浮雕立体砖的喷墨印刷。在浮雕立体表面的瓷砖上进行喷墨印刷。印刷图案与砖面花纹具有完全对应关系,这是只有喷墨印刷技术装备才能实现的技术,丝网印刷和辊筒印刷均很难实现。

4)小尺寸砖的喷墨印刷。在尺寸比较小的瓷砖上进行的喷墨印刷,如外墙砖、腰线等。由于尺寸较小,为了保证连续稳定地输送瓷砖,要求喷墨印刷机采取一些特殊的输送技术。

5)任意大画面的喷墨拼接印刷。用计算机把任意大画面分割为若干小画面,然后印刷到若干小块瓷砖上的喷墨印刷。画面大小没有限制,可以是几米、几十米或几百米,由于不需要制版,其成本优势是丝网印刷和辊筒印刷不可比拟的。

(钟宏声)

问:陶板样板制作时有哪些技巧?其主要影响因素有哪些?

答:1 陶板样制作技巧

1)采用小型试验室用真空挤出成形机成形大规格样板,比如成形30mm厚的陶板时,对于配方和泥料的制备都是有讲究的,由于小型挤出机的挤出力有限,泥料的塑性过高或者泥料的硬度过高都会影响挤出机的成形,使得挤出机挤不出坯体。所以在用实验室的小型挤出机成形30mm厚的陶板时,应该把坯体配方的塑性在可以成形的情况下尽可能地调低一点,而硬度则尽可能地调低一点,这样有利于挤出机的挤出成形。

2)采用小型试验室用真空挤出成形机可挤出单体宽为200mm、长度超过1200mm的18mm厚的陶板样板时,最难的问题就是陶板的直度很难调整,原因是坯体的收缩所产生的应力要比陶板与辊棒之间的摩擦力要大,所以陶板的不均匀收缩会导致陶板发生刀弯现象。解决办法:将成形用的泥料的硬度做大。这样做的好处是,在塑性合适的前提下泥料的硬度越大表示泥料的含水率就越低,那么坯体的干燥收缩就小。干燥收缩小则坯体在干燥所产生的应力就小,且高硬度泥料挤出的陶板的坯体强度大,这样就能很好地挤出长度较长的窄陶板。当然生产中一般采用的是200mm连体的模具挤出,然后再破开,这样做的目的无非也是增大陶板与辊棒之间的摩擦力用以克服坯体收缩所产生的重力。即使生产用200mm连体模具挤出,但如果将泥料的硬度再做高一点,对产品的品质提升有很大的作用。

2 解决方法

2.1 大量加入色料对坯体的影响

在色料加入量很大时,切记要考虑色料对坯体的影响。比如黑色料的加入量很大时,黑色料对坯体的性能会有很大的影响:坯体的耐火度会下降,塑性也会随之下降,那么这就需要加入更多的高温料(如:氧化铝、高岭土、水铝石等)和强可塑性料(如:木节土、膨润土、球土等);而铁红色料的加入量很大时,会对坯体的可塑性起很大的提升作用,即坯体的可塑性会大幅的增加。为何会出现这样的现象主要还是要归结于色料的结构,黑色料主要属Fe-Gr-Co系尖晶石晶体,其化学物理性质稳定,在其加入量较大的情况下要将其视为瘠性料,会对泥料的可塑性起到降低的作用;而氧化铁红色料则不同,该色料仅仅只是三氧化二铁氧化物而已,而三氧化二铁会与水发生化学反应生成氢氧化铁胶体,在氧化铁红色料加入量较大时所生成的氢氧化铁胶体也越多,进而泥料的可塑性也会大幅度地提升。

在色料加入量很大时非常容易出现阴阳面(陶板的两侧颜色与中间不一、花面)的缺陷,这与生产工艺是分不开的。因为我们采用的是干式混料法,然后再加水进行塑性混合法,尽管混合了的泥料经过短时间的陈腐和二次制备的对辊设备,但是由于色料的细度极小,这会使得泥料内部的水分不均,水分不一致进而会导致细度极小的色料的分布不均匀,从而导致阴阳面的产生。解决办法:增加陈腐时间,或者在原陈腐时间的基础上提高陈腐仓的温度,尽可能地让泥料内部的水分陈腐均匀。但是增强陈腐有一点要特别地记住:陈腐会增加泥料的可塑性,所以在确定配方的可塑性的时候要把陈腐的影响计算在里面。

2.2 碳酸钡对陶板的影响

碳酸钡的加入。在干法混料中可溶性盐无法排出,而可溶性盐在干燥的过程中会析出到坯体的表面,烧制完成后会在坯体表面留下一层白霜,这是不能允许的。而加入碳酸钡的目的就是为了将可溶性盐中的阴离子沉淀下来,使得制品不出现“泛白霜”的现象。

2.3 泥料塑性及软硬度对坯体成形的影响

真空挤出成形机所用的泥料在塑性较差的时候硬度不能太低(泥料不能太软),否则随着机器的运行,真空挤出成形机的真空度会下降,所以要严格控制二次原料制备泥料的硬度(一般是10,具体的按工艺来定)。如果泥料做得太软,且出现了真空挤出成形机真空度下降的现象,可以通过加大投料量的办法来解决这一问题;但是泥料做得太软会带来的另一问题:即成形出来的坯体强度太低,很容易在皮带的传输过程中发生扭曲变形。当泥料塑性过高时,泥料的粘性较大,真空挤出成形机由于挤出力有限,可能挤不出泥料不能成形;当泥料塑性较低时,泥料粘性较低,泥料的挤出速度快,容易成形,但也容易出现象“S”弯、端裂、横裂这类缺陷。所以要严格地控制配方的塑性及二次原料制备。

问:陶瓷喷墨打印生产过程中常见的问题及解决办法是什么?

答:自从2009年诺贝尔公司从西班牙引进的第一台陶瓷喷墨打印机,在短短的3年多时间,国内已有400多台陶瓷喷墨打印机在生产线上使用。

1 拉线、滴墨

拉线、滴墨是喷墨打印机生产中常见影响产品质量和连续生产的问题,这主要是由喷头堵塞引起的。因为喷孔和墨点都很细(微米级的),细小的杂质和灰尘、水汽都足以将喷孔堵塞,或将喷出来的墨点挡住,所以堵塞是喷墨打印机的常见缺陷。

一般来说,堵塞又分为喷头内堵塞和外堵塞。

喷头内堵塞一般是由墨路污染、墨水沉淀两大原因引起的,而墨路污染一般是由新装零件清洗不彻底引起的,所以凡是更换零部件时要严格清洗再上机。同时,选择合适的过滤器也十分关键,太粗易引起喷头堵塞,太细又会引起过滤器本身堵塞。墨水沉淀既与墨水的悬浮性有关,也与机器本身的墨水供给系统关系十分密切。良好的供给系统可以保证喷头在待机、连续满打、小量断续打印等状态下都保持喷孔畅通,供墨充足。否则会出现经常堵孔、小墨量喷不均匀、大墨量供墨不足,造成阴阳色的缺陷。虽然一般的外堵塞和内堵塞是可以通过自动或人工清洗的方法处理,但这会十分费时和影响生产,所以连续稳定生产的性能是衡量一台喷墨打印机质量好坏的最重要指标。

外堵塞一般是机器本身或外部污染造成的,外部污染有来源于车间的灰尘,也有来源于砖坯带入的泥尘、水汽。机器本身引起的污染来源于喷头喷出来的墨点,不能粘附于砖面上,最后落在喷头上,并且越积越多。要减少砖坯带入的泥尘污染,必须做好进喷墨机房砖坯的“净身”处理。一般要求将温度降至40℃以下,基本没有水汽冒出来,吹干净坯体的飞边、釉粉、灰尘等。这个问题可以通过安装多台吹风机以达到目的。要减少车间带入喷墨房内的污染,可以通过保持房间内正压(注意向房内打进的空气必须先经过除尘过滤)来解决。

2 机器维护(主要是喷头维护)

由于喷头制造难度非常大,到目前为止,不管是从国外进口的或是国产的喷墨打印机,都是采用进口的喷头。喷头也是一台喷墨打印机主要的成本构成,占了机器70%以上的成本。所以正确维护保养喷头十分重要。

喷头的设计寿命不同,品牌不同,使用条件有所不同。在一条连续的陶瓷生产线,理论上赛尔系统是2~3年,北极星可达3~5年。但由于目前大部分在用的机器都只有1~3年的使用时间,所以这还有待时间验证。一般来说,喷头损坏主要有正常损坏(喷孔磨损等)、堵塞损坏和电路板故障等。磨损由墨水引起,使用企业是无法控制的;堵塞原因如以上分析,要减少电路板故障主要是要做好环境管理,做好恒温恒湿,减少灰尘污染。

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