摘要：本文簡單闡述了陶瓷墨水的生產(chǎn)工藝流程及性能控制、我國陶瓷墨水生產(chǎn)企業(yè)基本狀況、主要國產(chǎn)墨水性能的簡介，以及國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水性能的比較。實(shí)踐證明，我國陶瓷墨水的生產(chǎn)能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內(nèi)將達(dá)到4萬噸/年左右。產(chǎn)需正趨于平衡，國產(chǎn)陶瓷墨水的市場價(jià)值（容量）將達(dá)到90～180億人民幣，國產(chǎn)墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產(chǎn)墨水大有希望！

1、引言

我國陶瓷墨水實(shí)驗(yàn)研發(fā)始于2000年，但真正企業(yè)研發(fā)從2008年以后，經(jīng)過幾年時(shí)間的技術(shù)攻關(guān)、建廠、中試及大生產(chǎn)檢驗(yàn)等步驟，目前，我國大約有7家企業(yè)可規(guī)?；a(chǎn)陶瓷墨水，可供瓷磚企業(yè)生產(chǎn)使用的墨水品種有6～8種。其生產(chǎn)能力約為1000～2000 t/月。目前，我國陶瓷墨水生產(chǎn)企業(yè)大約有16～17家，這些企業(yè)大多數(shù)集中在廣東省，僅佛山市就占了有11家。此外，山東有2～3家企業(yè)；江西有1家企業(yè)；福建正在籌建；四川產(chǎn)區(qū)和遼寧產(chǎn)區(qū)暫無生產(chǎn)企業(yè)，正在中試計(jì)劃有5～6家，已在瓷磚企業(yè)生產(chǎn)線成功應(yīng)用的墨水企業(yè)有6～7家。

2、陶瓷墨水生產(chǎn)工藝流程及性能指標(biāo)

2.1、陶瓷墨水生產(chǎn)工藝流程

我國陶瓷墨水技術(shù)主要采用“球磨分散法”，其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示

（1）陶瓷色料的選料

陶瓷色料經(jīng)加工，細(xì)度達(dá)到D90=3～6μm，結(jié)晶度較好，陶瓷墨水的發(fā)色力取決于所選色料的品質(zhì)及含量，所以陶瓷色料的品質(zhì)非常重要。

（2）混料

混料是將陶瓷色料、溶劑、分散劑、添加劑等物料按配方比例混合。

（3）過濾

過濾是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，一般采用多級(jí)過濾工藝，最后一級(jí)過濾采用過濾精度達(dá)到1～2μm的微孔膜，確保陶瓷墨水內(nèi)色料顆粒尺寸在可控范圍內(nèi)。

2.2、陶瓷墨水品質(zhì)控制

陶瓷墨水品質(zhì)的控制標(biāo)準(zhǔn)如圖2所示。

（1）氣流分級(jí)處理后的色料粒徑分布為D90≤5μm；

（2）色料研磨細(xì)度控制：普黃D50≤700 nm、桃紅D50≤450 nm、其他品種D50≤300 nm；

（3）墨水粘度控制：墨水粘度適合于XAAR噴頭的粘度為13 mPa·s（45℃）。適合于Spectrao噴頭的粘度為9 mPa·s（45℃）；

（4）懸浮穩(wěn)定性控制：2500 r/min分離15 min；

（5）墨水過濾控制：絕對(duì)精度1μm。

2.3、陶瓷墨水主要性能指標(biāo)

陶瓷墨水的主要性能指標(biāo)如表1所示。

我國陶瓷墨水生產(chǎn)企業(yè)大多過去是生產(chǎn)陶瓷色料，目前，我國經(jīng)過自主研發(fā)，改進(jìn)生產(chǎn)符合墨水要求的陶瓷色料，同時(shí)不斷學(xué)習(xí)西班牙陶瓷墨水的技術(shù)，引進(jìn)德國的納米粉碎設(shè)備與有機(jī)溶劑，使得陶瓷墨水開始走向國產(chǎn)化。國產(chǎn)陶瓷墨水研發(fā)的主要路線是：分析國外墨水組成、優(yōu)化原材料、引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，自主生產(chǎn)，也有少數(shù)個(gè)別企業(yè)與意大利或西班牙企業(yè)合作研發(fā)生產(chǎn)。值得關(guān)注的是中國制釉公司在臺(tái)灣研發(fā)生產(chǎn)陶瓷墨水，在大陸企業(yè)中已推廣使用，這也是我國最早通過英國XAAR噴頭論證的陶瓷墨水。此外，廣東道氏也正在與英國XAAR公司合作進(jìn)行墨水論證工作，國內(nèi)的墨水企業(yè)一般都采用與噴墨設(shè)備制造廠合作進(jìn)行墨水的檢驗(yàn)論證工作，其專業(yè)性、可靠性與指導(dǎo)性都還有待提升。

目前，國產(chǎn)墨水企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面較好的企業(yè)有道氏、明朝、伯陶（康立泰）等，這些企業(yè)在陶瓷墨水組成與制備工藝技術(shù)方面申請(qǐng)了相關(guān)的發(fā)明專利，而且道氏與明朝科技分別還有兩項(xiàng)專項(xiàng)授權(quán)。因此，在學(xué)習(xí)仿制的過程中進(jìn)行創(chuàng)新是一條快速的成長之路。

3、我國陶瓷墨水生產(chǎn)企業(yè)基本狀況

我國陶瓷墨水生產(chǎn)企業(yè)的基本情況如表2所示。

由表2可知，中國大約有5個(gè)企業(yè)國產(chǎn)陶瓷墨水進(jìn)入了陶瓷磚企業(yè)上線生產(chǎn)。其他企業(yè)仍處于中試、研發(fā)、改進(jìn)、生產(chǎn)試驗(yàn)階段。我國目前自主陶瓷墨水的生產(chǎn)能力約1000～2000 T/月，兩年內(nèi)可能會(huì)快速達(dá)到3000～4000 T/月的規(guī)模。

由于國內(nèi)市場比較大，所以目前國內(nèi)不少陶瓷墨水企業(yè)都在擴(kuò)大生產(chǎn)能力，這些企業(yè)主要有邁瑞思，擴(kuò)大到180～225 T/月、道氏科技，擴(kuò)大到500 T/月、伯陶，擴(kuò)大到200 T/月、匯龍，擴(kuò)大到250 T/月等。加上新企業(yè)的投產(chǎn)，進(jìn)入2014年國產(chǎn)墨水的生產(chǎn)供應(yīng)能力將進(jìn)一步上升。

3.1、我國陶瓷墨水的市場與價(jià)格

在2009～2013年，國內(nèi)陶瓷磚墨水市場仍然以進(jìn)口墨水占主導(dǎo)，但這種局面將不斷改變，國產(chǎn)墨水的市場在2013年、2014年以及未來會(huì)不斷上升，從15%增加到20%～30%、30%～40%，以及40%以上。樂觀預(yù)測，不久國產(chǎn)墨水的占有率會(huì)超過進(jìn)口墨水。2013年國內(nèi)墨水市場分布情況如圖3所示。

3.2、陶瓷墨水價(jià)格變化

近幾年，陶瓷墨水價(jià)格變化如表3所示。

由表3可知，2013年個(gè)別品種已低于150元/kg，有些品種價(jià)格仍會(huì)較高（如：仿金/仿銀等）。自2009年起，陶瓷墨水的價(jià)格總體呈下降的趨向，隨著國產(chǎn)墨水生產(chǎn)企業(yè)增多及數(shù)量增大，墨水價(jià)格將進(jìn)一步下降。預(yù)測到2014年年底，部分墨水品種的價(jià)格將下降到100元/kg左右。其墨水價(jià)格與時(shí)間的變化如圖4所示。

3.3、陶瓷墨水品種

國產(chǎn)墨水一般可以穩(wěn)定提供4～6個(gè)品種的顏色，其國產(chǎn)墨水所能發(fā)色的顏色系列如圖5所示。

目前，這些墨水主要適合于有釉瓷質(zhì)地磚（1200℃，E<0.5%）、二次燒陶質(zhì)墻磚（1150～1170℃，E>10%）。而適用于三度燒的陶瓷墨水已經(jīng)有8個(gè)品種。但發(fā)色正、發(fā)色深的紅色和黃色尚未進(jìn)入生產(chǎn)與應(yīng)用。

3.4、陶瓷墨水市場容量估算

例如：設(shè)3000臺(tái)機(jī)投入生產(chǎn)（目前按3000條釉線，每條線配一臺(tái)噴墨印刷機(jī)），每臺(tái)機(jī)年消費(fèi)墨水分別按10 T、12 T、14 T計(jì)算。那么所需要消耗的墨水為：

3000×10=3.0萬噸；

3000×12=3.6萬噸；

3000×14=5.2萬噸；

假設(shè)瓷磚年產(chǎn)量為100億m2，其中：

（1）30%用噴墨生產(chǎn)，30億m2，6～18克/m2，1.8～5.4萬噸/年；

（2）40%用噴墨生產(chǎn)，40億㎡，6～18克/m2，2.4～7.2萬噸/年；

（3）50%用噴墨生產(chǎn)，50億m2，6～18克/m2，3.0～9.0萬噸/年；

（4）60%用噴墨生產(chǎn)，60億m2，6～18克/m2，3.6～10.8萬噸/年。

因此，中國陶瓷墻地磚生產(chǎn)用陶瓷墨水市場容量預(yù)計(jì)每年為3～9萬噸。如果價(jià)格按15～20萬元/噸計(jì)算，中國陶瓷墨水市值約為90～180億人民幣。

3.5、影響國產(chǎn)陶瓷墨水應(yīng)用推廣的因素

影響國產(chǎn)陶瓷墨水應(yīng)用推廣的因素如圖6所示。

由圖6可知，目前影響國產(chǎn)墨水市場占有率的主要因素是質(zhì)量穩(wěn)定性與消費(fèi)心理。

4、主要國產(chǎn)墨水性能的簡介

4.1、佛山邁瑞思（MRIS）墨水

佛山市邁瑞思科技有限公司2013年2月成立，日生產(chǎn)陶瓷墨水為4～5 T，約120～150 T/月，計(jì)劃擴(kuò)大生產(chǎn)能力到180～225 T/月。2012年9月正式在陶瓷生產(chǎn)線上使用，2013年已擴(kuò)展到50臺(tái)以上使用。其墨水的性能指標(biāo)如表4所示。

4.2、廣東道氏科技墨水

道氏墨水生產(chǎn)能力：200 T/月，11個(gè)月×200 T/月=2200 T/年。道氏墨水工廠設(shè)計(jì)能力為500 T/月。2009-2010年間主力研發(fā)，2011年開始投產(chǎn)，2012年已有>100臺(tái)機(jī)開始使用，2013年>200臺(tái)。其墨水的主要性能指標(biāo)如表5所示。

4.3、佛山康立泰—伯陶墨水

其墨水的主要理化指標(biāo)如表6所示。

4.3.1、墨水的性能特點(diǎn)

（1）墨水理化指標(biāo)合理，適用于國內(nèi)所有噴墨打印機(jī)和不同的噴頭。

（2）打印性能優(yōu)異，不拉線，不堵噴頭。

（3）顏色正、發(fā)色強(qiáng)，寬泛的燒成色彩范圍和廣泛的產(chǎn)品適應(yīng)性：墻磚、地磚、腳線磚。

（4）墨水懸浮穩(wěn)定性好、不易沉淀、壽命長。

（5）與主流墨水有良好的兼容性、保證無間歇轉(zhuǎn)換，節(jié)省時(shí)間，節(jié)約成本。

（6）環(huán)保配方產(chǎn)品無臭味，進(jìn)口原料為墨水的穩(wěn)定提供保證。

4.3.2、墨水的顏色特點(diǎn)

（1）棕色

伯陶墨水的棕色發(fā)色深、色調(diào)純正。在微晶磚和全拋磚中，能夠應(yīng)用棕色中的紅色元素和棕色元素來使設(shè)計(jì)更具有層次感，色調(diào)豐富，提供普通棕色和深棕色墨水。

（2）黃色

黃色一直是康立泰的強(qiáng)項(xiàng)伯陶墨水的黃色在地磚生產(chǎn)中高溫不失色，墻磚中發(fā)色鮮艷明亮，提供普通黃色和深黃色墨水。

（3）黑色

伯陶墨水黑色發(fā)色純正，不偏藍(lán)和紅。而市場上的黑色墨水多數(shù)偏藍(lán)，很容易使得圖案發(fā)暗和發(fā)綠。

（4）藍(lán)色

伯陶藍(lán)色墨水發(fā)色純正，發(fā)色深，提供普通天藍(lán)色和帶紫色的深藍(lán)色墨水。

（5）桔色

伯陶桔色墨水黃值高，發(fā)色鮮艷。

4.3.3、墨水研制的技術(shù)特點(diǎn)

（1）建立一套有效的統(tǒng)計(jì)過程控制參數(shù)SPC（Statistical Process Control Parameters）墨水質(zhì)量控制體系，主要控制墨水的理化性能，打印性能和發(fā)色強(qiáng)度。SPC系統(tǒng)控制是保證墨水質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵。

（2）良好的穩(wěn)定性可長達(dá)六個(gè)月的保質(zhì)期。

（3）獲得國內(nèi)主流噴墨打印設(shè)備廠商的測試認(rèn)證。

（4）擁有國內(nèi)第一家市級(jí)墨水技術(shù)工程中心—佛山市陶瓷數(shù)碼噴墨技術(shù)研究開發(fā)中心，提供強(qiáng)大的技術(shù)服務(wù)支持。

4.3.4、伯陶墨水的發(fā)展經(jīng)歷

伯陶墨水的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，研發(fā)試生產(chǎn)階段，第一代墨水和環(huán)保型第二代墨水。

（1）2011年11月-2013年02月，經(jīng)過一年多的研發(fā)完成試驗(yàn)、中試和大機(jī)打印，順利實(shí)現(xiàn)墨水的規(guī)?；a(chǎn)和上線測試工作

（2）2013年03-2013年09月，從2013年3月正式推出第一代伯陶墨水5個(gè)顏色（黃色、棕色、桔色、藍(lán)色和黑色），經(jīng)過半年多的檢驗(yàn)，調(diào)整色料生產(chǎn)和優(yōu)化溶劑配方，開發(fā)出第二代環(huán)保型墨水。

（3）2013年10月-至今，推出第二代環(huán)保溶劑型墨水，并在原有5色基礎(chǔ)上增加3個(gè)品種，如：深黃、深棕和深藍(lán)色，滿足了不同客戶的需求。

4.4、佛山萬興陶瓷墨水

2012年，萬興研發(fā)的陶瓷墨水成功推上了市場，目前已有10個(gè)品種的陶瓷墨水。其墨水的性能指標(biāo)如表7所示。

4.5、佛山柏華科技墨水

柏華科技墨水的主要性能指標(biāo)如表8所示。

山東匯龍研發(fā)的墨水有兩種系列，一種是極性墨水系列；一種是非極性墨水系列。其墨水的性能指標(biāo)及優(yōu)勢分別如圖7、圖8所示。

5、國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水的品質(zhì)比較

5.1、國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水性能指標(biāo)與顆粒度分布的比較

本文選擇佛山兩種國產(chǎn)墨水品牌的產(chǎn)品，分別與進(jìn)口墨水的品質(zhì)進(jìn)行比較。其中，國產(chǎn)墨水A與進(jìn)口墨水的性能比較如表9所示。不同顏色的國產(chǎn)墨水的顆粒度分布與進(jìn)口墨水顆粒度分布的比較如圖9所示。

由圖9可知，國產(chǎn)墨水的粒度分布更窄，更有利于墨水的發(fā)色。

5.2、國產(chǎn)墨水B與進(jìn)口墨水的粘度對(duì)比

國產(chǎn)墨水B與進(jìn)口墨水的粘度性能比較如表10所示。

由表10可知，各種墨水粘度比較接近，差別不大。國產(chǎn)墨水B各種顏色的粘度比較平均，有利于使用時(shí)統(tǒng)一調(diào)節(jié)噴墨機(jī)噴頭的工作參數(shù)。

5.3、國產(chǎn)墨水的懸浮穩(wěn)定性

陶瓷墨水由于懸浮的色料顆粒比重遠(yuǎn)大于溶劑，而其顆粒細(xì)度又比較粗，沒有細(xì)化到可以穩(wěn)定懸浮的膠體量級(jí)，墨水在存放過程中其沉淀問題是很難避免的。通過引入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，讓墨水具備適量的正觸變性，是減緩墨水沉淀的有效途徑。墨水的沉降有三種典型情況，一種是快速的整體沉降，墨水靜置一段時(shí)間后，固液界面下移，即固相占據(jù)的體積整體收縮，表面析出固含量很少或不含色料的溶劑，而容器底部不產(chǎn)生沉淀；第二種是緩慢的整體沉降，前述的過程進(jìn)行得非常緩慢；第三種觀察不到固液界面整體下移，而是在容器底部出現(xiàn)局部的固體沉淀。一般具有較強(qiáng)正觸變性的墨水為第一種沉淀模式，具有較弱正觸變的墨水為第二種沉淀模式，而完全沒有觸變性的墨水屬于后一種沉淀模式。通過適量引入某些添加劑，可以產(chǎn)生弱的正觸變性，使墨水的沉降避免第二種沉降模式，減緩使用中的沉淀堵管或噴頭長期不用時(shí)的堵噴孔現(xiàn)象。

國產(chǎn)墨水B通過優(yōu)化配方組成，引入進(jìn)口的添加劑，使國產(chǎn)墨水B具有弱的正觸變性，最大限度降低色料顆粒的沉降速度，即使長時(shí)間存放產(chǎn)生少量的沉淀，經(jīng)過簡單的搖動(dòng)也能實(shí)現(xiàn)良好的再分散。

5.4、國產(chǎn)墨水的發(fā)色力

國產(chǎn)墨水B在研磨過程中采取了多級(jí)研磨方式，在不同的細(xì)度范圍采取不同的研磨措施，最后得到的陶瓷墨水中顆粒過細(xì)而發(fā)色不好的色料顆粒含量很少。絕大多數(shù)色料顆粒的細(xì)度均處于發(fā)色良好的粒徑范圍，使墨水總體發(fā)色能力較強(qiáng)，其中，黃色、桔色等顏色的墨水發(fā)色優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，其他顏色墨水的發(fā)色和進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。

6、小結(jié)

經(jīng)過五年左右時(shí)間的發(fā)展，我國陶瓷墨水產(chǎn)業(yè)由發(fā)展初期步入了成長期，國產(chǎn)墨水的品質(zhì)與穩(wěn)定性顯著提高，使用量也在明顯增長。國產(chǎn)墨水品質(zhì)與進(jìn)口墨水相當(dāng)，部分指標(biāo)優(yōu)于進(jìn)口。目前，我國大約有16家以上的陶瓷墨水的研發(fā)上產(chǎn)企業(yè)，大約有7家企業(yè)的墨水在陶瓷磚企業(yè)中生產(chǎn)使用。我國陶瓷墨水的生產(chǎn)能力約為1.1～2.2萬噸/年，近兩年內(nèi)將達(dá)到4萬噸/年左右。產(chǎn)需正趨于平衡，國產(chǎn)陶瓷墨水的市場價(jià)值（容量）將達(dá)到90～180億人民幣，國產(chǎn)墨水的市場比例將從目前的20%～30%，迅速上升到40%以上，因此，國產(chǎn)墨水大有希望！