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陶瓷薄板施釉工艺革命性突破,国产喷墨打印数码技术或将被颠覆!

来源:陶瓷信息网 发布日期:2021-08-26 549

 

在中国陶瓷行业,有企业尝试全新研创的静电喷釉技术,实实在在地为薄板生产“降本增效”带来新的希望,或将颠覆喷墨打印数码釉。

从釉料成本来看,喷墨打印数码釉墨水3-4万元/吨,静电喷釉釉水1.5万元/吨,以相同保护釉施釉量50g/m来计算,静电喷釉比喷墨打印数码釉能够节省约1元/m,而从施釉设备成本来看,静电喷釉机的价格仅仅是喷墨打印机两个通道的费用。

除了巨大的成本优势,在釉料配方、釉面效果及发色等方面,静电喷釉技术都足以全面颠覆喷墨打印数码釉。

解读3mm岩板“无水化”施釉

釉面均匀无印痕

静电喷釉技术的核心,在于“静电吸附原理”。静电喷釉柜的喷头处安装有高压静电发生器,用6-8万伏的电压将空气电离,形成负电场。

流经负电场的釉水带上负电荷,经过喷头底部的高速离心雾化器雾化成细小的釉浆微粒,在砖坯与喷头之间的电场力作用下定向移动,均匀吸附于砖坯表面,形成均匀的釉层。由于釉浆微粒都带有负电荷,微粒之间互相排斥,避免产生二次团聚,进一步保证了釉面的均匀性。

国瓷康立泰新材料研发总监彭小晋博士的一番深入浅出的讲解,揭开了静电喷釉技术的神秘面纱。他还指出,静电吸附成膜技术在汽车、家具、不锈钢喷漆等领域的应用已经非常成熟,但国瓷康立泰依托该原理开发的静电喷釉技术,在陶瓷行业却还是全新的应用。

那么,明明釉水里含有水分,为什么静电喷釉技术可以做到“无水化”施釉呢?

彭小晋博士进一步指出,由于离心雾化形成的釉浆微粒非常细小,当靠近带有温度的砖坯时,釉浆微粒中的水分就快速挥发了,只剩下干燥的粉末颗粒均匀分布于砖坯表面。

因此,静电喷釉技术从根本上杜绝了3mm薄板砖坯吸水过多,而存在“裂砖”的风险,为岩板、薄板、大板等生产企业带来福音。

除了“无水化”施釉以外,静电喷釉技术还有一个核心优势,即施釉量少而且均匀。单通道喷墨打印数码釉的施釉量难以超过80g/m,而静电喷釉技术可以实现0-120g/m范围内的釉面均匀。两相比较,静电喷釉技术的施釉量调节更为灵活、适用面更广。

静电喷釉技术之所以能实现釉面均匀,主要得益于静电吸附原理,这不仅提升了釉面效果,还有效杜绝了喷墨打印数码釉形成的喷头印痕等问题。

原材料选择范围广

釉面效果丰富、发色好

静电釉水可以选用更多的釉用原料,是因为静电喷釉技术对釉水粉料细度的要求可放宽为D100≤5μm,远远低于喷墨打印对数码釉的要求。

彭小晋博士指出,数码釉墨水要求磨细至0.6-0.8μm,这决定了许多釉用原料会被喷墨打印数码釉拒之门外。

例如白云石、石灰石等碳酸盐性质的原材料,加工至纳米级别会增稠至浆糊一般,无法满足喷墨打印要求。而这些材料却可以用于静电釉水,有效保护了釉料配方的完整性,拓宽了釉面效果调节范围,所以静电数码釉的釉面效果丰富、发色更好。

在全数码方案的对比上,静电喷釉也比喷墨打印数码釉更有优势。

因为喷墨打印数码釉的面釉和保护釉,都不是完整的釉料配方,属于釉用原料的部分组合。数码釉面釉主要是釉料配方中的高温料部分,如硅酸锆、氧化锆、氧化铝等;数码釉保护釉则主要是配方中的低温料部分,如钾、钠长石、氧化锌等。

烧成时,数码釉面釉和保护釉熔为一体形成完整的釉面,为了保证釉料配方的完整性,数码釉面釉和保护釉配方的可调整范围窄,导致喷墨打印全数码方案的釉面效果和发色一般。

而静电喷釉技术的全数码方案,面釉和保护釉的原材料使用不受限制,所以都是两个独立而完整的釉料配方,二者之间可以单独调整而互不干扰。因此,静电喷釉全数码方案的釉面效果和发色,远胜于喷墨打印全数码方案。

不止降本增效

还能助力瓷砖抗菌

彭小晋博士表示,以静电喷釉技术为依托,国瓷康立泰在抗菌瓷砖产品上也有了突飞猛进的进步,自主研发出一套完整的“建陶抗菌产品解决方案”。

国瓷康立泰自主研发的无机Ag+和Zn2+复合体系抗菌材料,抗菌性能可以达到≥99.99%。在有外界能量比如光照的情况下,抗菌材料就会电离空气中的水和氧,产生羟基、活性氧等强氧化性的物质,破坏细菌、真菌和病毒的细胞壁,阻断营养供给,抑制其新陈代谢,致其死亡,实现抗菌功效。

通过自主研发的无机抗菌材料,结合静电喷釉技术,国瓷康立泰为建陶抗菌产品提供了完整的解决方案。抗菌瓷砖的实现,也主要归功于静电喷釉技术对材料细度要求低、且擅长制备薄而均匀的膜的优点。

对于哑光面的非抛光产品,抗菌方案比较成熟,主要分为抗菌纳米涂层和静电抗菌釉两大类。

据彭小晋博士介绍,抗菌纳米涂层是在烧结后的成品砖表面,静电喷雾一层纳米抗菌层,再经过220-250℃的烘烤,就能轻松实现≥99.99%的抗菌性能。为了进一步论证纳米抗菌层的有效性,国瓷康立泰研发人员对抗菌纳米涂层进行6~20万次的刷拭实验,最终检测的抗菌性能仍然是≥99.99%。

静电抗菌釉则是在保护釉之后,用静电喷釉技术喷涂薄薄一层静电抗菌釉,再进入窑炉烧结。因为静电喷釉技术可以不用将抗菌材料磨细至纳米级,很大程度上提高了抗菌材料的耐高温性能,所以釉烧时不会完全被釉熔掉,砖面抗菌性能也能达到≥99.99%。

而针对抛釉砖、抛光砖等抛光产品,国瓷康立泰也推出两种不同的抗菌解决方案。其一是抗菌超洁亮抛光A蜡,抗菌效果≥99.99%;其二是直接加入抛釉中的高温型的无机抗菌材料,抗菌效果也能实现≥99.99%。

彭小晋博士还透露,尽管静电喷釉技术的优点很多,但目前该技术对釉水仍具有一定的使用要求。所以,为了满足建陶企业进一步降成本的需求,国瓷康立泰研发人员正在争分夺秒地开发第二代喷釉设备,可以匹配使用陶瓷厂现有的低比重釉水,届时将再次助力客户持续地“降本增效”。
 


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