2015年陶瓷喷墨印花机装备、技术与墨水研究发展概述

2016-05-14胡飞刘小明

佛山陶瓷 2016年9期

关键词：市场

胡飞刘小明

摘要：陶瓷喷墨技术在中国历经6～7年的发展，市场逐步过渡至饱和期，陶瓷喷墨设备和陶瓷墨水的竞争激烈，量价齐跌。同时，行业对技术创新的需求愈加迫切，最大的亮点是渗花墨水和大红墨水的推出和发布。

关键词：陶瓷墨水；喷墨机；渗花墨水；市场

1 引言

国内陶瓷行业自2014年底到2015年，由惨淡经营开始转向平缓发展。陶瓷喷墨技术在中国历经6～7年的发展，市场逐步过渡至饱和期，陶瓷喷墨设备和陶瓷墨水的竞争激烈，量价齐跌。同时，行业对技术创新的需求愈加迫切，最大的亮点是渗花墨水和大红墨水的推出和发布。

2 陶瓷喷墨印花机的发展研究

至2015年，中国陶瓷行业数码喷墨印花机发展到3200多台。2014全年国内市场新增喷墨印花机约800台，国内喷墨印花机在线总量2636台。但受全球经济的影响，2015年以来，喷墨印花机在中国市场增长的速度相对减缓。陶瓷喷墨设备和陶瓷墨水的普及率已经相对较高，瓷片生产线约超过八成，仿古砖、外墙砖、腰线等生产线约占六成，竞争非常激烈。陶瓷喷墨目前正面临普及饱和期和技术创新瓶颈期[1]。2015年上半年，有为数不少的抛光砖生产线改造为全抛釉生产线，这在一定程度上推动了喷墨印花机的销售。2015年7月底，销量开始出现明显的下滑迹象，下半年新增喷墨印花机约200台[2]，全年销售量约600台，与往年相比明显下降。今后，中国喷墨印花机市场每年新增数量可能在100～300台之间[3]。

2.1 喷墨印花机制造商品牌

国内批量生产销售陶瓷喷墨印花机的品牌主要以下几家公司：希望、美嘉、新景泰、泰威、彩神、精陶、赛因迪、东海、工正、科达。在中国主推喷墨打印机品牌的国外公司主要有7家：意大利的B&T、西斯特姆（SYSTEM）、杜斯特（DURST）、萨克米（SCAMI）、天工法拉利（TECNOFERRARI）和西班牙的凯拉捷特（KERAJET）、EFI快达平（CRETAPRINT）。

在国内，希望、美嘉、新景泰是三大主流喷墨机品牌，市场总占有率为60～70%，国外的SYSTEM、天工法拉利、KERAJET、SITI B&T、快达平等约占百分之十几。其余的市场就由国内的其他几家陶瓷喷墨印花机公司（如泰威、精陶、彩神、工正等）占据。

多家喷墨设备企业不同程度地放眼海外，其中，印度与东南亚是主要市场。据估算，2015年印度市场，中国制造的喷墨印花机约550台，相比2014年增长了约100台，其发展空间巨大。印尼和越南市场的销量增长也同样迅速。

2.2 喷墨印花机销售价格

喷墨印花机上线数量增加，然而价格却持续下降。2015年，喷墨印花机价格在2014年下降约15%的基础上又下降了约20%。这一方面是陶瓷喷墨设备基本趋于完善，质量接近，差异较小；另一方面，市场萎缩，欧元汇率大幅下降，欧洲喷墨印花机也加入价格大战。目前，打印宽度为350 mm的四色喷墨印花机从每台200多万元降到60多万元；打印宽度为910 mm的五色喷墨印花机价格从2011年的每台接近500万元降到目前不到200万元，有些机型的价格已接近成本价，无利可图。由于喷墨印花机一般会预留打印通道，因此，在接下来的一两年内，陶瓷喷墨印花机的部件（或配件）的升级替换量将增多，整机替换的情况较少出现[3]。业内专家和喷墨设备相关人士认为，目前市场已经达到了饱和，中国已经进入后喷墨时代[2]。

2.3 喷墨印花机技术发展

喷墨印花机已经成为陶瓷企业生产的标配设备，目前大部分使用喷墨印花机生产的瓷砖仅是作为普通装饰，但从现今的瓷砖市场看，消费者更倾向于有特殊效果和特别设计的瓷砖产品。中国陶企的生产需求由以往的大产量模式向高效、灵活、个性化生产模式逐步转变，或称为“瓷砖打印制造工业4.0”。

2015年6月，希望公司研发出北斗星系列“陶瓷喷墨机”并投放市场，机器采用多彩色通道分体组合，打印幅宽达1850 mm。科达最新研制的KGP140/14数字喷墨打印机，可扩展到最大14通道，打印宽度为1400 mm，可灵活选择颜色墨水和功能墨水，能够满足陶瓷厂家升级换代的需要，也能最大程度发挥时下行业流行的喷墨渗花墨水的性能，现已在广东清远、恩平部分陶瓷厂上机安装、试验。

美嘉在2015年推出了自主研发的串联机械技术设备。串联的机器使用对中装置，打印精准度极高，它通过先后精准对位喷印基础墨水与功能墨水，再结合之后的干粒布置，能够做到不使用腐蚀性功能墨水而获得表面凹凸效果，实现了瓷砖表面装饰效果多元化、个性化的需求，已有多家中大型陶瓷厂，如欧文莱、贝斯特、博德、鹰牌、兆邦等使用该种新技术进行生产。未来，这种技术可以达到立体深远的3D图案效果。

西班牙KERAJET公司在2013年提出100%数字打印陶瓷砖生产线（digital printing ceramic line），并在其公司总部建立示范线，2014年意大利SYSTEM公司在展会推出此类设备，用数字设备取代传统釉线设备，使釉线控制在30 m以内[4]。目前，K8、K9六机一体化技术，可以将施釉、喷粉、喷色三者相结合。但有专家认为，数码喷釉技术的核心是研发出快干墨水（釉浆），喷头喷出快干墨水，堆积出好的3D立体效果，才能做出千变万化的凹凸图案，这也被认为是瓷砖3D打印的首要基础。

2.4 喷头品牌及市场状况

尽管国内在喷墨打印设备领域已有诸多创新，但核心器件——喷头的核心技术仍掌握在国外企业的手中，至今未能实现国产化。喷头的关税高达20%，进口单价在25000元以上，约占喷墨机成本的80%。

2014年之前，赛尔在陶瓷喷头市场占据70%以上的份额[5]，随后精工、北极星、柯尼卡、美能达、京瓷等喷头企业纷纷加大对市场的投入，推出了不同打印效果的喷头产品，各有优点。例如：赛尔喷头打印的图案精度高、细腻度好。赛尔公司2014年9月在意大利里米尼展会推出了GS40喷头，可以适应更大颗粒直径的墨水。意达加等品牌已经抢先研发推出了基于这款喷头的墨水，大大改善了黄、粉、紫、绿等颜色墨水发色不好的问题。2015年，赛尔公司研发了一系列压电式打印头，该打印头适用于需要高分辨率的编码和标记。京瓷喷头（型号KJ4C-0360）具有世界最快的50 m/min（84 pl大墨滴）打印速度，单个打印头的墨水和喷射量可在15～84 pl范围内灵活调整，有效打印宽度达109 mm（4英寸）。又如KERAjet公司研制的K8系列，适用于喷釉，K9系列适用于喷干粉（颗粒）。精工喷头可以打印大墨量墨水。

2015年，星光1024喷头推出多个品牌，市场占用率略有上升，但由于新增市场总量不大，在线机的总量还不是很多。此外，1024喷头的总体使用效果还需要改善，如喷头堵塞、梳状线等故障亟需解决。由于喷头结构等原因，精工、柯尼卡等使用维护难度大些，推广的品牌较少，故市场占有率不高[1]。

除喷头外，一些其他元器件，如伺服电机、墨水泵，甚至包括过滤器、皮带、板材等配件，国内产品始终达不到国外的技术标准。据了解，国产设备95%的零件都是进口的，这主要是为了保证陶瓷喷墨印花机的整体质量。

3 陶瓷墨水的发展研究

3.1 陶瓷墨水的国产化时代

陶瓷墨水生产企业进入品牌竞争阶段，市场蛋糕分切的轮廓越来越清晰，国内品牌的市场占有率进一步上升。国产常见品牌有十几家，如道氏、明朝、康立泰、迈瑞思、柏华、万兴、名墨、研科、陶正、金鹰、色千、三陶、汇龙等。进口品牌或外资企业有8家：意达加、陶丽西、福禄、卡罗比亚、司马化工、美格卡拉、美高和菲特。国产墨水工艺技术在不断地提升，无论产量还是质量都在追赶进口墨水，从2013年到2014年底，国产墨水市场份额由25%增至50%，2015年或已超过65%，我国陶瓷墨水已进入国产化时代，预计其市场占有率会进一步提高至80%。

3.2 陶瓷墨水量价齐跌

与喷墨印花机销量缓慢增加相比，陶瓷墨水的销量反而下降。据不完全市场调查结果显示，道氏月销墨水超过700吨，伯陶月销量600吨，明朝科技月销量300～400吨，迈瑞思月销量超过200吨，汇龙月销量约300吨，三陶墨水月销量约180吨，色千、金鹰月销量为40～50吨，陶丽西月销量约300吨，意达加月销量约500吨，司马化工月销量150吨，再加上其他小规模墨水厂家，国内陶瓷墨水月销量超过3000吨，全年按11个工作月计算，国内墨水年销量达35000吨。在市场占有率方面，道氏和康立泰领先于国内同行，总占比超50%。国外的意达加和陶丽西，从2014年下半年起市场占有率大幅下滑，目前处于阶段性稳定，约占30%。其它份额就由国内的其它品牌占据。虽然进口品牌墨水（以意达加和陶丽西为主）的市场总占有率在进一步下降，但是所占市场份额日趋稳定，被替换速度减慢，甚至有反攻的情况。究其原因，首先是他们的质量比国内大多数品牌稳定，其次是今年欧元汇率大幅下跌，进口成本降低，此外，用户对墨水服务的依赖度相比机器较低，国产品牌的服务优势不突出[1]。

2015年下半年，随着陶瓷墨水竞争的日趋激烈，国产墨水品牌价格保持在5～6万元之间，进口墨水品牌在7～8万之间，某些墨水企业的部分产品甚者跌破了5万元底线[6]。一些小规模墨水企业被收购，还有一些墨水企业退出市场，不少企业亏损数以千万计。此外，多家陶瓷厂资金运转困难，有的累积付款期甚至超过一年，再加上关、停、并、转的几十家陶企的影响，应收款回收艰难，一些有规模的机器和墨水供应商被拖欠几千万元，多的达上亿元，回收遥遥无期，甚至有可能会变成坏账。

3.3 陶瓷喷墨技术发展

由于陶瓷墨水的现有产能（或已规划产能）已基本超过市场需求，企业必须在墨水的颜色、品种、深浅和适应性上进行创新，提供多品种墨水，方便客户使用并提高产品附加值。例如，开发腰线砖和低温陶瓷墨水；另一方面，还要做到快速匹配和超前配合。例如企业要开发适用于Xaar GS40喷头的大墨量的墨水、适用于Dimatix星光1024水性和大墨量墨水，以及适用于Xaar 1002 SBX和001喷头的喷釉墨水。

始于2014年的功能性墨水成熟很快，下凹釉、拨开釉、负离子釉、金属釉、爆花釉等都有不少墨水品牌在批量生产。其中，渗花墨水脱颖而出，它突破发色鲜艳度、渗入深度、稳定性、易用性、成本等门槛，在大理石抛光砖的开发上将大有作为。

道氏全面推进特殊效果墨水，包括金属、闪光、亮光、白色和哑光墨水、3D效果墨水（即渗花墨水）、水性陶瓷墨水等。康立泰推出针对GS40喷头的专用墨水（提高黄、红等颜色效果）、针对全抛釉的亲水性墨水、针对大理石瓷砖的爆花墨水和绿色、亮光、哑光等。迈瑞思推出负离子墨水，并且已批量上线。Ferro公司推出Keram-INKS 4.0—水基（性）陶瓷彩色墨水，克服了现有油性墨水的两个主要缺点，使水性墨水中的色料保持其原有晶形，并含量高，从而使墨水的发色力明显上升。德国NETZSCH最新干法超细研磨系统，该项技术使用过热蒸汽，S-Jet 射流磨以这项技术为基础，它可完成精细研磨，粉料粒径可达亚微米和纳米级。

墨水企业与色釉料生产商开始联手合作。2014年9月2～3日，佛山市迈瑞思科技有限公司与中山市华山高新陶瓷材料有限公司签署了“迈瑞思与华山战略合作协议书”和“迈瑞思业务合作协议书”。 2014年9月16日，佛山市欧陶无机材料有限公司与广东迈瑞思科技有限公司正式签署合作平台——江西迈瑞思科技有限公司，双方公司营销网络及业务人员将共同开发陶瓷墨水市场。宏宇集团联合景德镇陶瓷学院（现景德镇陶瓷大学）已开展实质性的合作。佛山市禅信陶瓷釉料有限公司与江西陶瓷工艺美术职业技术学院签订了三年的技术培训合约。

3.4 大红墨水通过科技成果鉴定

自2008年陶瓷喷墨打印技术诞生以来，大红墨水一直是技术性难题，欧洲曾经用黄金做原料研发出金红色墨水，由于成本高昂无法应用在陶瓷行业。由于大红墨水的缺失，长久以来，陶瓷行业都使用棕色墨水或粉色墨水代替大红墨水，图案的明度较低，颜色不够鲜艳、饱和，色域窄，图案易失真。宏宇集团联合景德镇陶瓷学院完成了“高温陶瓷大红墨水”的制备，研究出了高稳定包裹镉硒红高温陶瓷大红喷墨墨水，于2013年3月22日、2014年10月25日通过科技成果鉴定，被认定为“国际先进水平”。2015年10月13日，成功上机喷烧出大红色，装饰的颜色更加鲜艳，色彩范围更为宽广。但是，大红墨水仍未能在行业里普及，还需要更多墨水和陶瓷企业研发和推广使用。

3.5 喷墨渗花技术获得突破

2015年，陶瓷行业市场竞争更为激烈，产品同质化程度更高。在此背景下，金刚釉、通体大理石瓷砖、玻化原石、柔光大理石、喷墨抛光砖等各种新品被相继推出。在陶瓷喷墨领域中具有应用性突破的是喷墨渗花技术。渗花喷墨技术是由中国本土色釉料企业突破，并到达中试及量产阶段。喷墨渗花技术与布料的方式相比，生产难度大大降低，图案更丰富，效果更逼真，生产工艺更环保。喷墨渗花技术与全抛釉相比，花纹深，容易做出镜面效果。

2015年上半年，诺贝尔率先发布喷墨渗花抛光砖，随后，东鹏、蒙娜丽莎等龙头企业先后上马，批量生产。他们采用的是国外的材料及技术，产量不大。2015年下半年，国内多家色釉料企业成功突破渗花喷墨技术，到达中试及量产阶段。渗花喷墨技术的关键，是打印通道、墨路系统、喷头等部件与腐蚀性渗花墨水的协调配套[3]。新景泰从2015年开始投入研发，目前也到了批量生产阶段，并推出了最新的功能墨水喷墨印花机，针对其原有King-Jet与Mini-Jet全系列喷墨机产品线进行了补充。彩神公司针对2015年国内兴起的渗花喷墨抛光砖市场，经过了大半年的研发，推出了S8渗花釉喷墨机和相关的墨水原料，并在清远天弼陶瓷厂成功使用。生产出的产品花色丰富、层次感强、优等品率高。

从技术上来说，渗花墨水还处于初始发展阶段，目前已成功开发出灰、褐、蓝、灰绿、咖啡、黄绿、黑、白等颜色的墨水。墨水扩散问题得到解决，能够有效地避免喷墨后墨水横向扩散问题，并且垂直渗透能力强，渗透深度达到4 mm以上，抛光后渗透深度仍然有2 mm以上。但是，在精度方面（如渗入抛光砖坯体深度的精确性）还有待提升。墨水渗透程度若低于相应渗入坯体的深度，可能会造成花色纹理被抛白或颜色抛浅、抛模糊等问题。相对而言，现阶段渗花墨水颜色还不够丰富。此外，为配合渗花墨水工艺，成熟的抛光砖坯体配方结构及烧成制度等还不为业界广泛熟知，喷墨设备的改造配合需进一步完善，这些对于渗花墨水在行业的普及来说，都是阻力[7]。

3.6 墨水标准的制定

2015年5月8日，由山东汇龙色釉新材料发起并承办的陶瓷喷墨墨水标准研讨会在山东淄博召开，论坛上指出了陶瓷墨水的三个发展方向：其一，推进建筑陶瓷在高保温、抗菌、光伏抗静电、抗辐射方面的升级转化；其二，完善陶瓷墨水在亮度、强度、彩色范围、印刷质量、均匀性和稳定性等方面的工艺需求；其三，通过诸如热、压、气、湿、光、辐射等六方面敏感功能墨水对建筑陶瓷的智能妆点。

2015年6月，由6家佛山企业和国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心等单位联合编制的广东省地方标准《陶瓷装饰用溶剂型喷墨打印墨水》顺利通过专家组审定。这6家佛山企业为广东三水大鸿制釉有限公司、广东道氏技术股份有限公司、佛山市明朝科技开发有限公司、佛山市迈瑞思科技有限公司、佛山市三水金鹰无机材料有限公司和佛山市禅信陶瓷釉料有限公司。

2015年10月，中国建筑卫生陶瓷行业协会在年初立项制订陶瓷墨水协会标准，组织专家、技术人员参与编制，经过前期调研、试验、验证等工作，起草单位已经完成了《溶剂型陶瓷喷墨打印墨水》协会标准的征求意见稿。该标准征求意见稿规定了溶剂型陶瓷喷墨打印墨水的术语和定义、分类、技术要求、试验方法、抽样、判定和检验规则、标志、包装、运输和贮存。该标准的编制报批工作计划在2015年底完成。

参考文献

[1] 彭基昌.2015上半年喷墨市场态势浅谈[OL].http：//www.twxw.com.cn/news_view.php id=5285， 2015-06-05.

[2] 2015年下半年喷墨市场概况[OL].http：//www.reprintmag.com.cn/ article.php id=1947，2015-12-23.

[3] 黄志坚.陶墨设备销售遇“滑铁卢”，今年新增或不足600台

[OL].http：//www.wtoutiao.com/p/Zb2wRi.html，2015-11-12.

[4] 全球瓷砖喷墨打印机分布数据[OL].http：//www.qiyeku.com/

weixin/277692.html.

[5] 胡文魁.希望、新景泰、美嘉、泰威、彩神、精陶……盘点广州工

业展国产喷墨机亮点[OL].http：//www.aiweibang.com/yuedu/

101309247.html，2016-03-26.

[6] 2015年已经进入后喷墨时代[OL].http：//buluo.qq.com/p/

barindex.html bid=214196，2015-05-08.