【佛山陶瓷网】2014国际瓷砖质量大会演讲精选

    2014国际瓷砖质量大会演讲精选

水溶性墨水研究实验

古尔森·古恩格尔(gulsen leyla gungor)

土耳其安那多鲁大学(anadolu university)

陶瓷研究中心材料科学与工程部

目前，色釉料领域新的研发趋势包括白色墨水、金属墨水、水溶性墨水、活性墨水等。其中，水溶性墨水因对人体、环境损害较小而成为必然的研发趋势。

控制流变能力对水溶性墨水系统的研发很重要，但是，研磨以及色料类型对亚微米级的水性色料悬浮液的稳定性有何影响呢?对这一点我们知之甚少。因此，我的实验目的在于界定三种不同色料在水中的流变特性与稳定性。这三种色料分别为：锆石(zrsio4),金红石((cr,sb)tio2)及尖晶石(co,mn)(fe,cr)2o4)。

在实验中，我们通过循环式搅拌研磨器(netzsch labstar ls1)不同参数的操作，将色料研磨至亚微米大小溶于水中。水溶性系统的适印性可通过物理性质及流变特性进行考察，如不同剪切速率所引起的粘度变化。表面张力、浓度及流变特性则通过旋转流变仪进行测试。

对于色料的水性溶液研究，我们采取动态光散射法决定电势、等电点及沉降测试。

我们选用了多羧酸钠盐及聚甲基丙烯酸铵作为两种不同的分散剂来决定有效的稳定机制。下面请看看我们的实验过程。

水溶性墨水系统实验过程：

将常规色料微粉化至中值粒径为0.3μm;

确定水性溶剂的浓度、表面张力及浓度，检测固体含量对物理特性、适印性的影响;

分别通过静电稳定处理及空间位阻稳定法检测溶剂随着时间推移的稳定性(需要测量ph值、电势、沉降性及加入不同表面活性剂的效果)

另外，我们将上述三种不同色料(黑色尖晶石、天蓝色锆石、橙色金红石)在一定条件下进行研磨(转速2000=3000，粒径0.3mm，固体含量30%，两种不同添加剂)，且在添加了两种分散剂的水介质中进行研磨。

通过实验，我们发现，在电势低于-30mv及起始ph值为7.7、7.2及10时，这三种研磨色料均体现了高度稳定性，当我们将酸性物质添加到溶液中，电势值几乎降到零。如果从适印性的角度检验表面张力及浓度值，我们发现研磨水性系统的适印性处于最佳范围内。

另外，过度研磨会破坏其稳定性，而增加分散剂的比例有利于研磨过程中电势值保持低于-30mv，提高水性系统的稳定性。

欧盟市场仍向中国开放

安凡诺·巴萨尼 欧洲陶瓷行业协会(ceram-unie)

从2012年的进口数据看，中东及北非地区成为最受瞩目的市场，相较2008年，该地区的进口量增长了43%左右，很多企业都活跃在这个市场上。另一个大市场便是东亚及东南亚地区，经济发展让这个市场的需求也逐步释放出来。

2012年4月至2013年3月，欧盟27国的瓷砖消费量约为9.12亿平方米，同比下降7.44%。自2011年欧盟对华征收反倾销税后，2012年4月至2013年3月，欧盟从欧洲以外国家进口的瓷砖为8890万平方米，同比下降27.2%，其中，从中国进口的瓷砖量降幅最大，达60.8%，为2540万平方米;其次是印尼，降幅高达56.3%，仅为50万平方米。

从这些数据我们可以得出一些结论。虽然受到经济危机的冲击，但全球的瓷砖消费还在增长;尽管欧盟对中国瓷砖施以高税率，欧盟从中国进口的瓷砖总量依然远远超过从其他国家进口的瓷砖总量。尽管有高额反倾销税，欧盟市场仍然是对中国瓷砖开放着的;而由于发展中国家的瓷砖生产标准逐渐严格，欧盟国家的瓷砖出口到这些国家的难度也日益加大。我建议欧盟国家建立统一、稳定的瓷砖产品分类系统，同时实施统一的国际贸易规则和进口关税。

对华实施反倾销后欧盟瓷砖进口来源国的变化

墨水性能决定喷墨印刷质量与稳定性

米歇尔·东迪(michele dondi)、玛格达·布罗斯(magda blosi)、大卫·嘉德尼(david gardini)、基亚拉·扎内朗(chiara zanelli)、保罗·詹娜妮(paolo zannini)

意大利国家研究委员会下属机构陶瓷科学与技术研究院

目前，喷墨打印技术已在全行业流行开来，喷印技术固然对瓷砖装饰很重要，但事实上，喷墨打印技术的质量、稳定性在很大程度上决定于墨水的性能。喷墨打印技术对墨水的技术性要求包括墨水的存储时间、与承印物产生的反应、烧纸阶段发生的变化等，远远多于喷头生产商所声称的技术性要求。

理论上来讲，墨水的性能是由较大的压力范围中，墨水的浓度、流变性及表面特性决定的，然而，在实际的瓷砖喷印应用中(包括喷头的性能)，墨水的粒径分布、沉降速度、集聚现象及着色力对墨水的特性、性能影响重大。基于此，如果我们对着色剂、溶剂及添加剂等方面采取不同的技术手段，就能为墨水的生产、色料的加工找到独创性的方法。

下面我要谈谈随着时间的推移墨水的稳定性问题。按需喷墨印刷技术(dod-ijp)墨水的稳定性比较有限，存储时间较短，有时候只能存储数周，因此稳定性成为墨水制造业面临的主要问题。总的来说，根据斯托克斯定律，墨水稳定性主要受颗粒沉降或者集聚现象影响。沉降速度(vs)由色料的浓度(pp)、粒径(d)以及溶剂的浓度(pc)、粘度(nc)决定，如下(g为重力加速度)。

图一 墨水与纳米墨水中值粒径粉料的沉降速度

图二 色料微粉化过程中无固相变化

中值粒径(μm) 注：实心块为工业墨水，空心块为实验墨水。

通过对目前的墨水与纳米墨水的模拟研究(图一)，我们可以发现，粒径在0.2-0.3μm范围的颗粒沉降速度明显低于粒径范围为0.5-0.6μm的颗粒沉降速度，大概低了1/6。而且，粒径在0.5μm以下的颗粒沉降也会受到布朗运动的阻碍。这些论点有力地支持了色料微粉化的重要性。(图二)

通常情况下，墨水颗粒直径小于0.5μm，喷头直径为50μm，前者远远小于后者，因此原则上喷头堵塞问题是不可能发生的。然后，目前墨水的固体浓度在5%-13%之间，如果悬浮液中颗粒相互间的引力大于排斥力，就会导致凝聚现象。通常情况下，我们可以通过不同手段提高悬浮液的稳定性，从而抵抗墨水颗粒的凝聚、沉降现象。提高悬浮液稳定性的方法包括静电稳定处理或者空间位阻稳定法，或者将两者相结合。

下面我再谈谈关于墨水的着色力问题。总的来说，由于烧制过程中色料与釉料发生反应产生动力作用，墨水再现了一定范围内的色域。需要重视的是，如果颜料型油墨增加30-40%的固体含量，可溶性盐类增加10-15%的残余物，则有可能提升色彩饱和度，进而扩大色域。因此，目前墨水制造行业正采取以下两种不同方法以提升墨水的颜色表现力：

i) 寻求新的适合按需喷墨印刷技术的色料配方，包括着色剂(如色料与染剂)与保护涂层的调配;

ii) 研发新的技术手段，利用底漆、新色料配方及添加剂，降低烧制过程中色料与釉料的反应程度。

在微粉化与烧制过程中，色料究竟经历了什么变化，这是目前我们所忽略的，也是无法完全理解的现象，而这些现象正是与墨水的弱着色力大有关系。

为了在墨水的长效稳定性方面尽快获得优势，墨水生产商很是强调粒径，甚至将粒径研磨至200-300nm(1μm=1000nm),从而产生了过度研磨陶瓷色料的问题。这就忽略了一个问题，即过度研磨有可能导致明显的无固相，导致着色剂的丢失(通常情况下丢失20-50%重量)。尽管我们不能排除掉国际上玻璃相的存在，但目前工业墨水中色料一般含有70-80%的尖晶石，或者50%左右的锆石，或者更少量的金红石(如图2)。高温烧制下可能会产生以下反应：a) 色料分解或融化;b)色料的晶体结构发生相变，转变为另外的复合物存留在釉料中;c)色料产生晶体化学变化，保留其结构。这些反应因极大改变最后的成色，因此均不利于按需喷墨印刷技术的打印质量。

　　因此研发人员需要继续研发新的材料及技术解决手段，而解决难题的一个关键点便是，建立预测性模型检测墨水在瓷砖表面受到撞击、发散、渗透过程中其喷射能力及性能。另外，研发人员需要深入研究、探索色料微粉化的过程和墨水的长效稳定性等问题。

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