陶瓷墨水对传统色釉料行业的影响
摘 要：本文主要阐述了国产墨水现状及突破方向，以及陶瓷墨水的普及对传统色釉料行业的影响。未来国产陶瓷墨水的降价空间将十分有限，在综合成本价5万元左右的前提下，陶瓷墨水厂家相关费用不断增加，恶性的行业价格战只会是两败俱伤。就目前的坯体色料市场来说，占据坯体主要的钛黄系列产品价格也是出现了恶性的竞争，陶瓷厂家也加大了对坯体色料的入厂检验环节，对于坯体色料的色差和耐高温，以及含铁量等指标提高了要求。因此，今后的坯体色料市场也将面临严峻的考验。
关键词：陶瓷墨水；色釉料；影响
1 前言
据统计数据显示，2011年5月，全球已经在应用的陶瓷喷墨印刷设备近400台，比2009年的设备数量翻了一番，其中，在中国的喷墨打印机已经有40台左右，占全球喷墨打印机总量的10%；到2012年，据不完统计，国内在线生产的陶瓷喷墨打印机超过1000台；到2013年10月，某知名行业媒体报道，国内在线运行的陶瓷喷墨打印机超过1600台。特别是2013年的广州陶瓷展，国内陶瓷设备和墨水生产厂商似乎成为本届展会的主角，陶瓷喷墨打印机已经推出到第4代，陶瓷墨水的颜色系列不断的丰富和完善，各项物理指标都达到了国外进口产品的技术要求，部分国产墨水的物理指标甚至优于同类进口产品。
目前，我国大约有10家左右企业可规模化生产陶瓷墨水，可供瓷砖企业生产使用的墨水品种大概有9种，年总生产能力约为1000～2000t/月（1.1～2.2万t/年）。有能力研发并小规模生产陶瓷墨水的企业大约有20家左右，其中，广东省佛山市作为陶瓷色釉料主要生产工业基地，至少有12家以上企业具备这样的实力。此外，山东有3家企业、江西有2家企业、福建有1家、四川产区和辽宁产区暂无生产企业。在瓷砖企业生产线成功应用的有8家。我国陶瓷墨水制备技术主要采用“砂磨分散法”。墨水过滤是生产的重要环节，一般采用多级过滤工艺，最后一级过滤采用过滤精度达到1μm以下的微孔膜，确保陶瓷墨水内色料颗粒尺寸在D90小于600nm的可控范围内。色料的预处理也是墨水制备过程中的关键，特别是对于应用在喷墨墨水的发色剂成份，要求高温和物理稳定性较高，合成时要求较高煅烧的温度，合理地选择矿化剂可以有效避免色料的导电率过高的问题。在使用砂磨机进行研磨分散处理前，进入砂磨机的初始粒径形态和分散剂与溶剂，以及固含量的调配也是关键技术之一。
2 国产墨水现状及突破方向
2.1 国产墨水的发展现状
目前，国产陶瓷墨水经过这两年的高速发展，特别是国产砂磨机的不断优化，对缩短墨水的研磨时间，以及缩小粒径的分布有着直接的作用。按照以往的陶瓷墨水处理工艺环节，对于初始粒径范围在大于1μm左右的原始色料母粉，在不经过任何工艺处理的前提下，使用油性溶剂配方的墨水，在25L陶瓷涡轮式砂磨机上的研磨时间为5h左右，大部分的色料产品的粒径可以达到150nm，其中，粒径分布如图1所示。而且目前的墨水工艺已经相对成熟，分散法墨水制备方法已不再有任何的技术保密，特别是在相关的设备和溶剂，以及巴斯夫分散剂的应用已经很透明。因此，国产墨水当前的主要任务还是要侧重研究墨水的稳定性，至于部分墨水企业在宣传中所提到的发色深度是一大优势，在笔者所了解到的两家国外墨水厂家看来，这些方面对他们来说都不屑一顾。
从图1中可以看出，进入砂磨机研磨分散前的原始色料粒径对于研磨时间和粒径分布等有一定的影响。从目前来说，色料产品在经过干法气流磨加细之后，粒径一般可以控制在1～2μm，经过球磨机预处理分散后，进入砂磨机的初始粒径控制在1μm左右是最佳的。
目前，国产墨水基本上都是使用油性溶剂，粒径大部分产品能够控制在D90小于500nm，D50能够控制在150nm以内的算是比较好的产品。表1是国产墨水同进口墨水的固含量对比。
陶瓷墨水的固含量是根据所需要的墨水发色饱和度来确定的，与发色剂陶瓷色料的原始发色饱和度有直接的影响，粒径对于色料的发色也是有一定的衰减规律。固含量过高时，对于分散剂的使用要求也越高。国产墨水目前主要是稳定性方面欠缺，对于发色饱和度以及色彩分布来说，因为国产色料本身就具备一定的优势，因此，发色强度在使用原版和减少填充剂的前提下很容易解决。国产墨水企业在技术创新方面较好的企业有：道氏技术、明朝科技、伯陶（康立泰），这三家企业在陶瓷墨水组成与制备工艺技术方面申请的发明专利分别是四项、四项、两项。道氏科技及明朝科技分别有两项专利授权。
2.2 国产陶瓷墨水水油性之争
国产墨水一般可以稳定提供4～6个品种的颜色，一个系列是适合于有釉瓷质地砖（1200℃，E<0.5%）；一个系列是适合于二次烧陶质墙砖（1150～1170℃，E>10%），三度烧的陶瓷墨水已经有8个品种，发色深的红色和黄色尚未进入生产与应用。陶瓷喷墨墨水中关于水性与油性之争，目前来说，水性墨水在工业应用上的稳定性与性价比并没有高过油性墨水，特别是在打印效果上更是不具备超过油性的先天条件。水性墨水的最大优势就是牺牲打印效果来满足部分群体对于环保的要求。特别是在打印喷头还被国外3大厂商垄断的前提下，无论是水性还是油性，性质都是一样的。
由于陶瓷墨水中的主要成份是陶瓷色料，陶瓷颜料一般经过高温烧结处理，比重相对较重，虽然进行了砂磨机精细化加工处理，但是半金属性质原料特性使得陶瓷色料带电负荷相对较高，因而造成墨水在进行研磨时和后期存放过程中容易出现团聚现象。在现有的可选溶剂中，油性溶剂对于墨水的悬浮性能还有分散研磨中的效率都是有益的。但是也不能排除今后可能出现新型水性材料也能够制备出性能稳定的陶瓷墨水。
2.3 国产墨水需要寻求突破的方向
在陶瓷墨水中主要是干粉色料的分散处理，首先要控制色料的粒径和颗粒形貌，外表规则接近圆形的颗粒是最佳的，规则的外表形状更有利于分散和较长时间的悬浮稳定性。另外，要严格控制粒径分布，目前，粒径控制在300nm以下，D90小于600nm的粒径分布一个波峰最好，因为力度分布如果窄就可以尽量把平均力径放大，保持同样的悬浮稳定性，这样发色会更好。佛山作为陶瓷色料生产历史悠久并实力较强的陶瓷生产基地，对于生产陶瓷墨水有得天独厚的优势。
由于墨水中陶瓷原料比重比较大，在长期存放过程当中沉淀是必然的，即使在保质期以内也会，只是沉淀的量多少问题，好的陶瓷墨水在相同的时间里沉淀的量会少。如果在同样时间内沉淀多的话，就说明质量不好，和其他的墨水不是处于同一个质量水平上。因为沉淀而导致的后期堵塞喷头，打印断续拉墨等一系列的问题都是由于墨水中色料的粒径来决定的。因此，国产墨水还是要解决好研磨粒径和粒径分布的问题。其次，要在发色剂陶瓷原料的稳定性方面下功夫，既要保证发色饱和度，又要能够减少墨水中的固含量。
3 陶瓷墨水的普及对色釉料行业的影响
3.1 陶瓷墨水对坯体色料市场的影响
陶瓷喷墨打印的普及对于釉用色料的影响是显而易见的，特别是在仿古砖的釉用色料用量上直接减少了50%以上。因而，在国内色釉料市场本身已经很低迷的市场行情下，釉用色料不仅仅是销售量的下滑，更重要的是纯利润空间能够保持在10%以上已经非常艰难了，这个可以从化工料中间商的崛起可以看出，陶瓷企业普遍是6个月以上的收款周期，已经让色釉料企业苦不堪言，必须割肉式的让利中间商加快资金的回流。
釉用市场的不如意迫使更多的中小色釉料厂家转入坯体色料的生产，造成短期内坯体色料产能的短时间极具膨胀，带来的后果就是拼价格战。在经济市场供求关系规律下，当供大于求时，买方的选择权更大，特别是在产品同质化严重的坯体色料市场，排除人为因素之外，价格是唯一的攻坚手段。更是有企业在电商版的烧钱营销模式下，不少色料企业几乎是按照成本价或者是亏本保客户的方式来苟延残喘。在今年整体经济下滑的宏观经济环境下，色釉料行业后面的炉视乎更加艰难。
另外，陶瓷厂家的生产工艺的改进对坯体色料的色差及细度要求更加严格。由于目前基本上都是采用搅拌混色，而不是之前的球磨机球磨色浆。因此，对于色料如果含有颗粒物或者是细度达不到要求，都会导致抛光砖上出现孔洞和炸坯等系列质量问题。特别是坯体色料中由于混料和加细环节中带入的铁质颗粒物对于抛光砖的生产存在严重质量安全隐患。
3.2 文化石对色料企业的机遇与挑战
文化石，学术名称铸石， 被定义为“精致的建筑混凝土建筑单元制造，模拟自然切开取石，用于单位砌筑应用”。在英国和欧洲的铸石板被定义为“与骨料和胶凝的粘合剂，在外观上类似，以类似的方式可以使用的，天然石材”的任何材料制造。铸石是一个砖石结构的产品，作为一个建筑的功能装饰。铸石可制成白色和/或灰色水泥，制成品或天然砂，精心挑选的碎石或级配良好的天然砾石和矿物颜料，达到理想的颜色和外观。同时，保持耐用的物理性能超过最自然的切割石料，铸石是一个很好的替代品自然切石灰石、褐砂石、砂石、青石、花岗岩、板岩、珊瑚岩、石灰及其他天然石料。
“文化石”是个统称，可分为天然文化石和人造文化石两大类。天然文化石从材质上可分为沉积砂岩和硬质板岩。人造文化石产品是以浮石、陶粒等无机材料经过专业加工制作而成，它拥有环保节能、质地轻、强度高、抗融冻性好等优势。特别是当前文化石背景墙作为一个新的市场被不少企业逐步做大市场。对于色料企业来讲，文化石所用的色料都是无机的，但是大部分使用的是价格相对便宜的不经过煅烧处理的铁红、铁绿、铁棕的铁系氧化物。因而，色料企业可以结合文化石的特点不需要耐高温，进而研发出一些新型的色彩更加丰富的产品更能占据市场赢得先机。
4 结语
目前，陶瓷喷墨打印在国内的普及速度有点出人意料，全国大部分陶瓷产区基本实现了陶瓷喷墨打印产品的生产，以及国产墨水和机械设备的大规模应用。在生产人工成本和环境保护费用支出增加的前提下，陶瓷墨水的利润空间已经非常微薄，恶性的价格战导致国产墨水在高品质方面缺少投入和研究。因此，未来国产陶瓷墨水的降价空间将十分有限，在综合成本价5万元左右的前提下，陶瓷墨水厂家相关费用不断增加，恶性的行业价格战只会是两败俱伤。
陶瓷喷墨打印对于色料的需求主要集中在釉用色料，当然不排除今后开发出粉末打印应用在坯体色料方面。但是，就目前的坯体色料市场来说，占据坯体主要的钛黄系列产品价格也是出现了恶性的竞争，陶瓷厂家也加大了对坯体色料的入厂检验环节，对于坯体色料的色差和耐高温，以及含铁量等指标提高了要求。因此，今后的坯体色料市场也将面临严峻的考验。