回顾建陶20年/印刷工艺——印刷技术革新引领产业持续壮大-佛山陶瓷学会

回顾建陶20年/印刷工艺——印刷技术革新引领产业持续壮大

日期:2016.08.09

 

图为美嘉在2015年广州工业展上展示的双机“串联”喷墨机。  摄影/黄志坚

 

中国陶瓷印刷技术的发展主要经历了三次印刷技术革命:丝网印刷、辊筒印刷以及喷墨印刷,此发展历程也是中国现代陶瓷行业快速发展的真实记录。

20年陶瓷印刷技术的革新,提升了瓷砖的装饰效果和附加值,有力推动中国建陶产业的崛起与扩张。

建陶行业最近的一次颠覆性革命技术——陶瓷喷墨印刷技术,自2008年进入中国,2009年下半年杭州诺贝尔集团有限公司引进国外喷墨设备,成为首家推出喷墨瓷砖的企业。此后,喷墨印刷的推广应用一路高歌猛进,迅速在国内建陶行业普及。     

丝网印刷和辊筒印刷伴随中国建陶起步与扩张

陶瓷印刷最早主要采用平面丝网印花技术。在上世纪70 年代,丝网印刷技术主要在意大利、西班牙等西方国家广泛应用。改革开放后,佛山部分陶瓷企业通过引进、消化、吸收、创新的发展模式,使丝网印花技术在我国陶瓷行业得以迅速发展和普及,伴随着现代中国建陶产业的起步,并成为世界上丝网印花产量最大、品种最丰富和功能最齐全的国家。

丝网印刷在陶瓷行业的应用经历了由最原始的简单单色陶瓷丝网印花到多色陶瓷丝网印花,再到精细陶瓷丝网印花的发展。此前,市场受宠的全抛釉和产量巨大的瓷片较多使用丝网印刷工艺。至今仍有部分瓷砖品类的印刷沿用丝网技术,典型代表是大理石瓷砖。

早期的陶瓷辊筒印刷技术是在平面丝网印花的基础上开发出来的,其技术创新革新为把平面丝网的间歇印花转变为连续印花。 据资料显示,在20世纪中期,意大利西法尔公司发明了辊筒印花技术,并大量被使用。随后在世界多个国家及地区申请了专利,并在 1999 年也获得了中国专利并授权。我国从90年代末期引进的辊筒印刷技术基本上是后期升级的胶辊印花技术。

辊筒印刷由于采用柔性印刷技术,其突破在于可以实现瓷砖表面的凹凸印刷,从而使得砖的表面层次更加丰富,图案纹理清晰、细致、色彩鲜艳、效果逼真,可以与天然石材相媲美。在生产中实现全自动控制、生产量大、对位精准、使用寿命长,极大地提升了产品的品质和生产效率,大力推动了中国建陶产业的扩张。在喷墨印刷出现前,仿古砖的生产多采用辊棒印刷。但由于辊筒印刷设备成本和使用的成本较高,辊筒制作周期偏长,以及国产核心技术也没有完全成熟掌握等因素,影响了它在陶瓷企业中的推广使用,所以很快就被喷墨印刷技术所取代。

 

喷墨印刷技术兴起与迅速普及

喷墨印刷技术是一种无制版、无接触、无压力的印花复制技术,它将电子图像直接成像在陶瓷介质表面,省略了传统陶瓷印花的多项工艺流程,从而突破了传统丝网印刷和辊筒印刷的局限。喷墨印刷创新性地使用非接触式的喷墨打印新工艺,其对提升瓷砖装饰效果、提高生产效率、节约生产成本等方面推动极大,开创了瓷砖印刷技术划时代的革命。喷墨技术的普及应用,让近年来瓷砖的花色品种发生了翻天覆地的变化,所有品类的瓷砖均能通过喷墨印刷快速生产和转产。

在新景泰总经理彭基昌从事陶瓷行业25年的时间里,喷墨印刷技术对行业的颠覆性给他带来的印象无疑最为深刻。“喷墨印刷作为一项高科技含量的技术,完全想象不到仅仅经历了5年时间,国内就实现了从无到有,从有到全面普及,的确是非常特殊的技术和产品!”彭基昌说道。

据悉,瓷砖的喷墨印刷技术来源于纸张的数字喷墨打印原理,于1997年率先由美国福禄公司研发。早在2000 年,在意大利每年的博洛尼亚展上出现了用喷墨印刷技术生产的瓷砖产品,其工艺及喷印效果令人惊叹。期间意大利及西班牙有关企业也解决了喷墨头的技术瓶颈,并在欧洲发展和推广。 但由于欧洲对技术进行封锁,直到 2008 年,该技术才得以在全球陶瓷行业中普及。

彭基昌介绍:“我首次接触陶瓷喷墨印刷技术是在2004年的意大利里米尼陶瓷技术展上,当时有欧洲企业展示了喷墨机。在2008年以前全球喷墨机的数量并不多,基本集中在意大利和西班牙,发展的速度较慢。”

由于国际竞争,2008年之前喷墨技术仅限于在欧洲等地的陶瓷企业应用。2008年经济危机后,欧洲喷墨技术和设备才开始对中国市场开放,并在2009年广州工业展上展示。

陶瓷喷墨打印技术自2008年进入中国,20085月佛山市南海区希望陶瓷机械设备有限公司研发了中国第一台用于陶瓷砖装饰的喷墨打印机。杭州诺贝尔集团有限公司在2009年下半年采用西班牙Kerajet喷墨打印机装饰陶瓷砖,成为国内第一个推出喷墨砖的企业。

中国陶瓷行业的喷墨打印设备经历了20112012年的成长期,迈过2013年的井喷期,2014年步入成熟期。2010年,中国在线喷墨打印机台数是12台,2011年是100台,2014年底达到了2636台,至今已突破了3000台大关。

 

喷墨市场饱和后面临洗牌

景德镇陶瓷学院教授胡飞在论文中阐述,陶瓷喷墨机制造业经过前两年的爆发式增长,2014年进入了回落期,市场需求明显减少,价格战厮杀激烈,行业进入了洗牌阶段,某些品牌今年已经退出或者半退出了市场。据了解,在国内批量生产销售陶瓷喷墨机的品牌主要有希望、美嘉、新景泰、泰威、彩神、精陶、赛因迪、东海、工正等9家公司,国外在中国主推的喷墨打印机品牌主要有7家:意大利的B&T、西斯特姆(System)、杜斯特(Durst)、萨克米(scami)、天工法拉利(Tecnoferrari)和西班牙的凯拉捷特(kerajet)、efi快达平(Cretaprint)。排在前3名的国内三大品牌继续占领着国内喷墨设备市场的大部分份额,约占到70%。

值得一提的是,作为喷墨设备最核心的技术和部件,喷头很大程度上决定了喷墨机的竞争力。目前,有能力生产喷头的只有英国、日本、美国三个国家的企业,生产喷头的品牌有:赛尔、精工、北极星、星光、东芝、柯尼卡等。其中赛尔喷头的市场占有率最高,达70%

喷墨印刷技术和相关设备、材料快速实现国产化的背后,离不开国内墨水材料公司的推动。20113月,迈瑞思自主研发并批量生产的陶瓷墨水产品上市;明朝科技的墨水产品亦在同年5月份面市;道氏制釉在20124月份产品上市。

2014年广州工业展上,展示墨水的企业有30多家,超过20家国内墨水企业携最新的墨水参展。专业人士分析,由于国内企业与欧洲企业基本采用相同的原材料供货商,相近的设备、生产工艺和检测标准,因此国产墨水的质量与国外非常接近。如今国产墨水的制备和发色等创新方面已经非常成熟,越来越多特殊效果的墨水出现,这与国外墨水材料公司相比亦有过之而无不及。

2015年中国进入逐渐饱和的“后喷墨”时代,国产墨水开始占据了墨水市场的主导。但在产品同质化严重、价格战厮杀惨烈等多方因素影响下,如今墨水市场亦如喷墨设备市场一样面临着新的洗牌局面。

 

短期内难现革新性瓷砖印刷技术

从技术角度而言,彭基昌认为国内的陶瓷喷墨印刷技术发展已经处于成熟阶段,无论是设备、墨水材料、相关技术均已成熟并与国外先进水平同步。但同时也处于瓶颈期。近两年并没有出现很大的创新和技术突破。

“今年国内喷墨领域最热的是喷墨渗透抛光砖技术的应用。渗花砖在8090年代就开始出现,今年五六月开始在国内兴起的喷墨渗透抛光砖是通过数码喷墨技术,克服以前丝网印刷的渗花砖颜色单调、套花不准确、花色不丰富等缺点,是今年喷墨印刷技术的一个亮点。”彭基昌表示,喷墨渗花技术的关键点是墨水材料的研发和批量生产,目前推广和应用的难点是成本过高。

彭基昌分析认为,激光打印技术目前大多还停留于实验室,应用于工业生产仍不现实,而3D打印是平面打印技术的延伸和创新,但其在材料和打印成本上非常高,不适于工业生产。数码喷墨印刷技术作为当今陶瓷行业最先进、最前沿的印刷技术,其仍是与陶瓷行业发展最适配的技术。陶瓷行业在短期内难以出现第四次印刷技术的革命。