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    陶瓷墨水的研究現(xiàn)狀

    國外陶瓷墨水的研究起始較早，2000年世界第一臺工業(yè)使用的陶瓷裝飾噴墨打印機問世，打印機是由美國FERRO公司開發(fā)的Kerajet系統(tǒng)，墨水也是由FERRO公司與賽爾公司聯(lián)合研制的陶瓷墨水。2000年1月7日，F(xiàn)ERRO公司向美國專利商標局提交了一份名為《用于陶瓷釉面磚（瓦）和表面的彩色噴墨印刷的獨特的油墨和油墨組合》的專利，該專利闡述了陶瓷墨水的制作方法技術，為陶瓷噴墨打印技術奠定了良好的基礎。2006年以后，陶瓷墨水在西班牙得到了很好的發(fā)展，到目前為止，除了西班牙FERRO公司外，西班牙的ESMALGLASS.ITACA,CHIMIGRAF,COLORBBIA, TORRECID四家公司也是陶瓷裝飾墨水的主要制造商。

    國內(nèi)陶瓷墨水的研究始于2000年，近年來形成了天津大學研究團隊、南昌航空工業(yè)大學研究團隊、大連理工大學研究團隊、陜西科技大學研究團隊和華南理工大學研究團隊，發(fā)表了研究論文32篇，尤其是天津大學研究團隊發(fā)表論文11篇，形成了楊正方、郭瑞松等一批專家。企業(yè)研究方面出現(xiàn)了廣東佛陶集團股份有限公司、道氏制釉、華山制釉、科信達奧斯博、博奧科技、鷹牌陶瓷等公司，也形成了3個發(fā)明專利的成績，尤其是道氏制釉已經(jīng)獲得專利2個。盡管如此，陶瓷墨水在國內(nèi)仍處于研究階段，離真正產(chǎn)業(yè)化還有一定的距離，不過，在2011年廣州陶瓷工業(yè)展覽會上已看到中國自己的陶瓷墨水。

    綜觀國內(nèi)外情況，陶瓷墨水目前主要集中在個性化裝飾領域，對于建筑陶瓷功能化、智能化的應用研究尚不多見。陶瓷墨水的制造方法仍集中于：分散法、溶膠凝膠法和反相乳相法，而以上三種加工方法中，溶膠凝膠法由于制造工藝方法原料昂貴、溶膠不穩(wěn)定而受到限制，反相乳相法由于制得的墨水固含量低，也有待解決許多技術問題，分散法卻由于顆粒度較大，需要解決墨水的穩(wěn)定性問題。如何保證墨水的固含量和穩(wěn)定性及成本問題是今后研究的重點。色系仍以CMKY為主的四色系和加上透明、乳白的六色系。紅色主要是鈰鐠紅、鉻鋁紅、錳鋁紅、鈷鎂紅、鐵鋯紅等，青色主要是鈷鎳鋁，黃色主要為釩鋯黃、鉻鈦黃等，黑色主要為鈷鎳鐵黑，白色和透明等11種。而整個陶瓷墨水可分為水性溶劑、高分子助劑、著色劑和釉料四部分。

    陶瓷墨水的技術特點

    噴墨打印技術在陶瓷上的應用關鍵在于陶瓷墨水的制備。所謂陶瓷墨水就是含有某種陶瓷釉料成分、陶瓷色料或陶瓷著色劑的墨水。陶瓷墨水的組成和性能與打印機的工作原理和墨水用途有關。陶瓷墨水通常由無機非金屬顏料（色料、釉料）、溶劑、分散劑、結合劑、表面活性劑及其它輔料構成。無機非金屬顏料（色料、釉料）是墨水的核心物質(zhì)，要求其顆粒度小于1微米，顆粒尺寸分布要窄，顆粒之間不能有強團聚，具有良好的穩(wěn)定性，受溶劑等其它物質(zhì)的影響小。

    溶劑是把無機非金屬顏料（色料、釉料）從打印機輸送到受體上的載體，同時又控制著干燥時間，使墨水粘度、表面張力等不易隨溫度變化而改變，溶劑一般采用水溶性有機溶劑，如：醇、多元醇、多元醇醚和多糖等。分散劑是幫助無機非金屬顏料（色料、釉料）均勻地分布在溶劑中，并保證在噴印前粉料不發(fā)生團聚。分散劑主要是一些水溶性和油溶性高分子類、苯甲酸及其衍生物、聚丙烯酸及其共聚物等。結合劑是保障打印的陶瓷坯體或色料具有一定的強度，便于生產(chǎn)操作，同時可調(diào)節(jié)墨水的流動性能，通常樹脂能起到結合劑和分散劑的雙重作用。表面活性劑是控制墨水的表面張力在適合的范圍內(nèi)。其它輔助材料主要有墨水pH值調(diào)節(jié)劑、催干劑、防腐劑等。