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陶瓷裝飾用噴墨打印墨水是通過(guò)噴墨打印的方式施在待裝飾陶瓷制品上，經(jīng)過(guò)800 ℃以上燒制后起裝飾作用的液態(tài)物料。陶瓷墨水分類(lèi)，按結(jié)構(gòu)分，可以分為水基型和有機(jī)溶劑型陶瓷墨水。按顏色分，可以分為黃、粉紅、紅棕、藍(lán)、黑等顏色。

陶瓷墨水有三方面的要求，第一，滿足噴墨打印的要求：粘度、表面張力、粒度分布等;第二，滿足高溫?zé)娠@色：色差;第三，其他參數(shù)： pH值、固含量、穩(wěn)定性等。

本文主要分析表面張力、粘度在陶瓷噴墨中起的作用。

在陶瓷噴墨打印過(guò)程中，影響墨水最終打印效果有兩個(gè)狀態(tài)：墨水飛出噴頭瞬間的形狀和墨水在底釉上的鋪展。

當(dāng)墨水飛出噴頭時(shí)，若表面張力過(guò)大，容易出現(xiàn)墨滴拖尾的現(xiàn)象，造成拉線問(wèn)題;若表面張力過(guò)小，墨水噴出時(shí)容易擴(kuò)散，在空中分離，易產(chǎn)生衛(wèi)星狀墨滴，會(huì)使圖案的清晰度和層次感降低，并隨著時(shí)間的遷移，在噴嘴膜形成墨滴，造成掛墨。如下圖，藍(lán)色曲線為出現(xiàn)掛墨墨水(黃色)的動(dòng)態(tài)表面張力曲線，紅色曲線為意達(dá)加墨水(黃色)，可以很清晰的看出藍(lán)色曲線的20ms-80ms之間的動(dòng)態(tài)表面張力值低于意達(dá)加墨水。

當(dāng)墨水與底釉接觸時(shí)，會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)形成液-固界面，短時(shí)間內(nèi)遷移至此液-固界面上的表面活性劑分子數(shù)量決定了最終的潤(rùn)濕效果。遷移到界面的表面活性劑分子數(shù)量越多，即反映出來(lái)的此時(shí)刻動(dòng)態(tài)表面張力越小，最終的潤(rùn)濕效果越好;反之潤(rùn)濕效果越差。因此，墨水能否快速地潤(rùn)濕滲透底釉取決于墨水在此時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)表面張力值。此過(guò)程也解釋了許多廠家普遍反映的傳統(tǒng)的靜態(tài)表面張力值不準(zhǔn)確的原因。

墨水在底釉上的鋪展分為單層印刷與多層印刷。單層印刷時(shí)，因沒(méi)有后續(xù)的墨水疊色，故只需考慮墨水在底釉上潤(rùn)濕效果，潤(rùn)濕時(shí)間要求并不嚴(yán)格，其準(zhǔn)靜態(tài)表面張力值在18-30mN/m(40℃)。

疊色印刷時(shí)，不同色的疊印間隔時(shí)間很短，為了不影響后面的疊印效果，第一層(通常為青色)墨水要求必須在較短時(shí)間內(nèi)干燥并潤(rùn)濕底釉，因此，青色墨水的20ms~80ms內(nèi)的動(dòng)態(tài)表面張力需足夠低。此外，對(duì)于色調(diào)淺的墨水(如鐠黃)，此類(lèi)墨水通常在潤(rùn)濕時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)表面張力值比其他墨水略高，這是因?yàn)橐ＷC發(fā)色效果，固含量高的結(jié)果。

如下圖，可以清晰看出黃色墨水(淺藍(lán)色曲線)與藍(lán)色墨水(黑色曲線)之間的差異。同時(shí)，可以看出在后面趨于平穩(wěn)的準(zhǔn)靜態(tài)表面張力值部分兩者差異小了很多。這也是靜態(tài)表面張力值不適用墨水研發(fā)的原因之一。

在陶瓷墨水的瓷片與仿古兩大體系中，表面張力的要求也有差異。

瓷片體系，燒制溫度低，色彩艷麗，要求不要干的太快(不要向下滲透，不要擴(kuò)散過(guò)快)，只有底釉與墨水兩層，故其表面張力值比仿古體系高1~3mN/m。

仿古體系，為了達(dá)到仿舊的效果，需要一層面釉，此面釉通常為水性。因?yàn)槟疄橛托裕嬗詾樗裕筒幌嗳埽瑸楸苊饽锤啥斐傻拿嬗栽谀畬由蠑U(kuò)散不好的問(wèn)題，要求仿古墨水快干和快速潤(rùn)濕滲透，故其表面張力值稍低。

在打印過(guò)程中的對(duì)墨水表面張力的作用原理和要求大致如此。而墨水的粘度，也是涉及整個(gè)墨路系統(tǒng)與噴頭壽命的另一重要參數(shù)。

陶瓷墨水的粘度指標(biāo)會(huì)隨著環(huán)境溫度的改變而變化，粘度高低的不同對(duì)應(yīng)的噴頭工作電壓也相應(yīng)的發(fā)生變化，否則會(huì)引起噴孔噴射不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)斷線、斷墨的現(xiàn)象。在溫度高時(shí)墨水粘度降低，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低噴頭工作電壓，否則很容易在墨水管道內(nèi)部形成氣泡，造成噴孔無(wú)墨水噴出，造成畫(huà)面的白線;反之，在溫度低時(shí)，墨水粘度會(huì)升高，不調(diào)整噴頭工作電壓，則會(huì)造成墨水在管道內(nèi)部的淤積，短時(shí)間可能看到的是虛噴，時(shí)間長(zhǎng)后極容易造成噴孔不可逆的損傷，嚴(yán)重可能造成噴孔阻塞。噴頭從一開(kāi)始工作，噴嘴板的溫度相對(duì)較低，但是隨著壓電陶瓷的連續(xù)工作，噴嘴板內(nèi)的溫度會(huì)逐漸升高，隨著不斷有墨水噴出，會(huì)有部分熱量被帶出，最后噴頭的工作溫度會(huì)恒定在一固定范圍處，如果從噴頭一開(kāi)始工作到溫度很定階段，此時(shí)需要根據(jù)噴嘴板或是墨水溫度調(diào)節(jié)噴頭電壓，以保證噴頭的正常工作，否則會(huì)出現(xiàn)噴頭工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

T15表面張力儀

德國(guó)SITA t15表面張力儀可以準(zhǔn)確陶瓷墨水15ms-20s內(nèi)的動(dòng)態(tài)表面張力值，并有很高的重復(fù)性。利用科學(xué)的動(dòng)態(tài)表面張力曲線，可以有效分析墨水在實(shí)際生產(chǎn)中的潤(rùn)濕性能，從而清晰改進(jìn)方向。同時(shí)，在助劑與墨水體系相容性好的前提下，利用動(dòng)態(tài)表面張力值選擇性?xún)r(jià)比最高的助劑，量化控制添加量，達(dá)到兼容墨水的動(dòng)態(tài)表面張力曲線與原裝墨水相似的目的，并將成本降到最低。此外，SITA t15表面張力儀還可實(shí)現(xiàn)快速簡(jiǎn)便地來(lái)料檢測(cè)，鑒別不同批次助劑間的差異，有針對(duì)性的調(diào)整墨水體系配比，實(shí)現(xiàn)真正的科學(xué)化生產(chǎn)。