Simon Eccles 探讨了瓷砖印刷从丝网印刷到数码印刷的转变所带来的机遇。

在过去的五年里,全球瓷砖印刷行业对喷墨打印机的使用率非常高,以至于新型丝网印刷机的销售几乎消失殆尽。”英国喷头制造商赛尔的陶瓷专家 Gillian Ewers 说:”数码瓷砖不再是可有可无的附加产品:数码功能是众望所归,数码喷墨是唯一可行的选择。

在克服了一些技术难题之后,瓷砖印刷利用了数字印刷的许多优势。1999 年,KERAjet推出了首款瓷砖专用喷墨打印机,但直到 2000 年代中期,喷墨头的发展才使陶瓷所需的较高粘度得以成功处理。

全球经济不景气对建筑行业的打击尤为严重,导致 “建筑 “瓷砖的订单量减少,因此,数字技术提供的短版印刷和即时转换成为瓷砖印刷商的有利优势。

据总部位于西班牙的喷墨制造商 EFI Cretaprint 称,全球约有 10,000 家瓷砖生产商,但他们的分布并不均衡,通常分布在拥有合适粘土自然资源的国家。意大利和西班牙是欧洲的主要生产地区,但在过去的 15 年里,其他地区的生产也在增长,包括土耳其、埃及、中国、越南、巴西和墨西哥。中国一直是一个巨大的市场。据估计,2012 年全球瓷砖总产量为 110 亿平方米,其中中国的产量略低于一半。

Ewers 认为,采用喷墨技术意味着 “这些制造商都降低了生产成本,减少了浪费、在制品和成品库存,并提高了对设计变更和客户需求的响应速度。

“他们还生产更高质量的瓷砖,更逼真地再现大理石和其他天然材料。而且,他们还能按照买家的要求在短时间内完成生产。这些生产商不再以价格为竞争手段,而是以创意和创新为竞争手段,并在新材料方面做到这一点”。

与屏幕相比的优势

丝网印刷最初是瓷砖印刷的主要工艺。这种工艺的显著特点是能够印刷高粘度、大颜料颗粒的油墨,但它是一种长周期工艺,每个图像都必须是一样的,而且更换需要时间。

喷墨打印机最初在陶瓷墨水的高粘度和大颗粒尺寸方面遇到困难,但到 2000 年代中期,由于新型打印头的出现,这些问题都得到了解决。

现在,喷墨技术在瓷砖生产中的优势甚至超过了招牌、展示架或纺织品。辊筒丝网印刷机与未烧制的 “饼干 “瓷砖接触,这种瓷砖很脆弱,很容易破碎。喷墨是非接触式的,因此可以生产出更薄的瓷砖,因为它们在印刷时不需要很结实(结实来自于随后在大约 1200 摄氏度的高温下烧制)。然而,特殊的油墨也必须承受这些温度,才能结合成具有永久图像的耐用釉面。

喷墨打印机可以在运行过程中不断改变图像,因此与传统的旋转或平面方式不同,无需重复图像。像大理石效果的地板,可以在多块瓷砖上印出纹路,而不会重复图像或两块瓷砖相似。相反,复杂的装饰图案或壁画可以印刷成任何尺寸,而不需要复杂的印前处理和多个丝网。

不那么明显的是,喷墨打印机与旋转丝网不同,可以在瓷砖上打印出纹理表面,这种纹理可以通过压制工艺制成,但也越来越多地可以打印出来。Durst 在其 Gamma 75 和 120 陶瓷喷墨机上提供了一个 FX 模块,可以打印出木纹等纹理。去年,赛尔推出了用于 200 纳升(1 nl = 1,000 皮升)超大墨滴的 001 喷头,覆盖率可达 700 克/平方米。Colorobbia 公司已经在萨克米 HW 打印机上使用这种喷头进行纹理打印。

Durst 于 2005 年推出了第一台专用瓷砖打印机。这是 Gamma XD 型号

窑炉是生产过程中最昂贵的部分,通常全天候运行,有多条未烧制瓷砖的连续进料线通向窑炉。需要使用单程喷墨机来处理源源不断的新压制的饼干砖,快速皮带进料与传送带相连,从压制区到喷墨机,再从喷墨机到窑炉。这种环境对喷码机和进料都很有挑战性:饼干砖是热的,冒着热气,还有大量的磨料灰尘。

喷墨打印机

喷墨瓷砖打印机制造商约有 20 家,大部分在中国,但西班牙有两家,意大利有五家。Xennia 还制造喷墨瓷砖打印机用于出口,因为当地没有瓷砖制造工业。它还生产自己的 Zircon 系列宽色域陶瓷墨水。不过,它不再以自己的名义销售瓷砖打印机,而是通过 OEM 协议进行销售。中国的希望陶瓷公司就是其中之一,该公司以 Digital hope jet 系列的名义销售这些产品,宽度从 350 毫米到 1,050 毫米不等。

Cretaprint 于 2012 年被 EFI 收购,最初生产旋转式丝网印刷机,但现在已不再生产旋转式丝网印刷机,几乎完全成为一家数字印刷机制造商。”业务开发经理 Guillermo Garcia-Arregui Ferrando 说:”我认为现在没有人会购买丝网印刷机。”我们可以生产丝网印刷机,但所有的陶瓷公司都更喜欢数码喷墨印刷机。我们仍然出售一些备件。

EFI Cretaprint C3 喷墨打印机,显示为连续瓷砖生产线的一部分

EFI Cretaprint C3 的打印分辨率为 360 x 575 dpi,打印速度为 15 米/分钟,或 360 x 260 dpi,打印速度为 35 米/分钟,宽度可达 700 毫米。去年 9 月在 Tecnargilla 陶瓷和砖瓦工业展上发布的 C4 机型结构更加紧凑,重量减轻了 30%,真空皮带经过改进,能够处理宽度达 745 毫米、多达 8 条彩色打印条。

该公司还开发了 Cretavision 软件,利用摄像头视觉检测瓷砖表面的浮雕图案(由成型板压制而成),并从图样中调用适当的图案在其上进行印刷。

自 2005 年以来,Durst 一直在意大利制造瓷砖打印机,如今已拥有多种宽度和速度可供选择的单程 Gamma 系列机器,包括可并排打印两块瓷砖的机型。其最快的机型打印速度可达 90 米/分钟,灰度头可产生 28-90 皮升的墨滴。

由 Colorobbia 制作的这款瓷砖设计在 2014 年 Tecnargilla 设计奖中获奖。这些纹理瓷砖是在萨克米 HW 打印机上使用 Xaar 001 大墨滴尺寸打印头和 Colorobbia 的数字流体,结合黑色釉面和银色细节打印而成的。

大多数喷墨瓷砖打印机都是单程型的,这样才能跟上大规模生产线的需要,因为在这些生产线上,打印机位于成型压机和窑炉之间的皮带线上。

多通道陶瓷平板打印机也存在。它们与用于标牌的平板 UV 打印机有一些共同之处,但它们是专门为处理陶瓷油墨和厚瓷砖而设计的。它们主要用于测试打印和非常小批量的专业或艺术瓷砖。

喷头和墨水

赛尔尤其为 OEM 印刷机制造商开发了非常适合陶瓷油墨特性的打印头。2012 年和 2013 年,赛尔的销售额因中国瓷砖印刷市场的膨胀而大幅增长,其股价在一年内翻了两番,但随着中国经济的衰退,2014 年的股价又跌回了 2012 年之前的水平。

赛尔的 1001 喷印头于 2007 年推出,是第一个成功实现陶瓷用高粘度大颜料墨水喷射的喷印头。其 TF(直通流)技术本身就能防止颗粒或气泡堵塞,还能使墨水在打印头背面不断循环,从而防止颗粒沉淀。

最初的 1001 GS6 型号提供 6-42 皮升的墨滴,可呈现平滑的色调,但在 2012 年又增加了 GS12 版本,提供 12-48 皮升的墨滴,可呈现更深的色彩。2014 年,推出了 1002 喷头,提高了墨滴位置的准确性。同样有 GS6 和 GS12 版本,但也有 40-160 皮升的 GS40 版本。

在 Tecnargilla 2014 上,EFI Cretaprint、Intesa-Sacmi、KERAJet、SiTi B&T 和 TecnoFerrari 推出了基于 GS40 的打印机。几家中国原始设备制造商表示,他们正在开发 GS40 型号。其中包括希望陶瓷机械有限公司、科达清洁能源有限公司、美佳陶瓷设备有限公司和新景时代。

随后,其他制造商也开发出了适合陶瓷油墨的再循环喷墨打印机。其中包括东芝 TEC 和精工。

“Xennia 公司的飞利浦说:”在打印头内部和周围进行再循环的能力对于数字陶瓷打印机的运行以及在四五年前将其转化为生产现实至关重要。不过,他说现在有了替代品,Xennia 正在使用不同制造商生产的一系列喷头。

陶瓷油墨与传统的图形油墨有很大不同。首先,它们的颜料在烧制过程中会变色,有时甚至是彻底变色,这就给色彩管理带来了挑战。与标识喷墨相比,陶瓷墨水使用更粘稠的液体,而颜料颗粒更大,研磨性更强。可溶性盐和胶水也可能被打印出某些效果。

早期一个有趣的发展是出现了一个开放的墨水市场,这样用户就不会被锁定在印刷商自己的品牌上。赛尔公司的 Ewers 说:”开放的墨水市场提供了足够的竞争压力,降低了陶瓷市场上数字墨水的价格,是瓷砖生产采用数字印刷的重要原因。

使用赛尔 1001 打印头,在 KERAjet 打印机上打印出木纹效果的地板和墙砖

转学机会

除了直接数码打印瓷砖外,还可以使用特殊的陶瓷碳粉和改良型数码激光打印机来制作全彩色水贴。

这些产品主要用于纪念盘、牌匾等。打印机可以是低成本的改装台式机,因此适合业余爱好者或小型生产商使用,但墨粉是真正的陶瓷颜料,因此可以烧制成永久性的釉料。与 UV 喷墨套印不同的是,这种打印机可以在洗碗机中清洗,具有很高的耐用性。

结论

20 多年来,印刷业一直在注视着数码印刷在标识和展示、图形和文件、书籍和服装领域相对缓慢的发展。然而,在不到十年的时间里,瓷砖装饰几乎完全接受并采用了数字技术,这在很大程度上并未引起行业外的注意。

用烧制的粘土制作结构并对其进行装饰是人类最古老的制造活动之一,但现在这一行业在采用新的印刷技术方面证明是最灵活的行业之一。